Tagungsbericht. N-Emissionen aus der Düngung reduzieren aber wie? agro-kontakt

Transkript

1 Hochkarätig besetzte Tagung der EuroChem Agro GmbH beleuchtet Stickstoffemissionen aus organischer und mineralischer Düngung sowie Ansätze zu deren Minimierung in der Praxis / Ein klares Fazit: Erfolgreiche Reduktionsstrategien müssen die jeweilige Düngeform sowie die spezifischen Boden- und Umweltbedingungen berücksichtigen Mannheim, Messmethoden und -zeitpunkte sowie die Methoden zur Ableitung von Emissionsfaktoren unterschiedlicher N-Dünger bleiben in der Diskussion. Es ist nicht auszuschließen, dass daraus auch Änderungen der bestehenden Emissionsinventare resultieren werden. Auf jeden Fall können spezifische Maßnahmen zur Verminderung von düngebedingten Stickstoff-Emissionen kaum pauschal vorgegeben werden; sie müssen vielmehr in Abhängigkeit von der jeweiligen Düngerart und den Umweltbedingungen bei der Applikation gestaltet werden so das Fazit von Prof. Dr. Andreas Pacholski von der Leuphana Universität Lüneburg bei seinem einleitenden Vortrag. Dr. Reiner Ruser, Universität Hohenheim, kam mit Blick auf die Lachgasemissionen aus landwirtschaftlich genutzten Böden ebenfalls zu dem Ergebnis, dass Standortunterschiede bei Emissionsfaktoren in Zukunft stärker berücksichtigt werden müssten. Generell gelte, dass die Hälfte der anthropogenen N 2 O-Emissionen aus landwirtschaftlich genutzten Böden stamme. Allerdings seien ganzjährige Messungen erforderlich, da Emissionen außerhalb der Vegetationsperiode etwa 50 Prozent der gesamten N 2 O-Jahresemissionen ausmachten. 1/5

2 Nach Aussagen von Dr. Ruser könnten die Lachgasemissionen mit einer räumlich wie zeitlich optimierten N-Düngung um circa 15 Prozent gesenkt werden; durch den Einsatz von Nitrifikationshemmstoffen sei sogar ein Minderungspotenzial von 30 bis 40 Prozent erzielbar. Die Reduktion der N-Überschüsse im Gemüsebau beispielsweise auch durch die Abfuhr der Erntereste bietet nach seinen Angaben einen effizienten Ansatz zur Minderung der N 2 O-Freisetzung aus dem Boden. Allerdings wies Dr. Ruser abschließend nochmals auf den Einfluss des Standorts hin: Die Emissionen eines gemüsebaulich genutzten Bodens mit schluffiger Textur lägen bei identischer Bewirtschaftung viermal höher als die eines sandigen Bodens. Verbesserung der Effizienz durch Gülle-Injektion In der landwirtschaftlichen Praxis wird zur Sicherung der Nährstoffversorgung im Mais neben der organischen Düngung häufig auch eine mineralische Unterfußdüngung mit Stickstoff und Phosphor vorgenommen. Dass dies nicht notwendig ist, sondern im Gegenteil zu unnötigen Nährstoffverlusten und einer deutlich sinkenden Nährstoffeffizienz führt, zeigte Prof. Dr. Hans-Werner Olfs in seinem Vortrag. Die Injektion flüssiger Wirtschaftsdünger in den Boden, etwa sieben Zentimeter unterhalb des anschließend abgelegten Saatguts, sichere eine schnelle Zugänglichkeit der Nährstoffe. Dabei lasse sich durch die Zugabe von Nitrifikationshemmstoffen die Umwandlung von Ammonium- zu Nitratstickstoff und damit auch die Nitratverlagerung reduzieren. Die Wirkung der Nitrifikationshemmstoffe habe in Versuchen bei gleich hohen Trockenmasse-Erträgen und einer höheren N-Aufnahme zu einer höheren N-Nutzungs effizienz geführt. Zum Teil seien in Einzelversuchen sogar deutliche höhere Trockenmasse-Erträge und höhere N-Entzüge im Vergleich zum praxisüblichen Standardverfahren erzielt worden: Die Gülle-Injektion bei gleichzeitiger Nutzung von Nitrifikationshemmstoffen bietet laut Prof. Olfs damit wirksame Ansätze zur Steigerung der Stickstoff-Effizienz. Die Wirkung einer platzierten Düngung auf Entwicklung und Ertragsarchitektur der Pflanzen beleuchtete Prof. Dr. Bernhard Bauer von der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf. Er konnte zeigen, dass auf Böden mit einer Kationenaustauschkapazität > 8 cmol kg-1 vor allem von Ammonium ein starker Einfluss auf die Wurzelarchitektur ausgeht. Deshalb sei insbesondere hier die richtige räumliche Verteilung und Platzierung im Zusammenspiel zum Beispiel mit Phosphat entscheidend, um eine optimale Durchwurzelung zu erreichen. 2/5

3 Darüber hinaus sei aber auch bei der Sprossarchitektur vor allem bei Sommerungen wie Sommergerste und Mais ein deutlicher Einfluss auf die Jugendentwicklung zu beobachten. Allerdings wies Prof. Bauer auch darauf hin, dass eine überzogene P-Versorgung im Depot oder ein zu hoher Nitratpool im Oberboden auch kontraproduktiv sein können. Bei der platzierten Düngung sei es deshalb wichtig, die Nährstoffmengen genau einzustellen. Düngung und Big Data Eine Düngung bedürfe immer der vorherigen Diagnose des Ernährungszustands der Pflanzen: Das machte Dr. Holger Lilienthal von Julius Kühn-Institut in seinem Beitrag einleitend deutlich. Ohne eine solche Diagnose bestehe die Gefahr einer ökonomisch sinnlosen und ökologisch bedenklichen Überdüngung oder verschenkter Ertragspotenziale bei unzureichender Düngung. Hier sei zu klären, ob die zunehmend verfügbare Sensorik im Zusammenspiel mit Fernerkundung bei dieser Diagnose helfen könne. Allerdings bleibt für ihn die Frage offen, welche Informationen zu dem Ernährungszustand eines Pflanzenbestands aus welchen Spektraldaten überhaupt abzuleiten seien. Spektraldatenanalysen könnten, so Lilienthal, auch unspezifische Aussagen liefern, denn es gebe 1001 Gründe, warum Pflanzen nicht grün sind. Gerade bei der Düngung von Stickstoff mittels spezieller Sensoren bestehe die Gefahr, dass etwa durch Schwefelmangel oder andere Ursachen bedingte Chlorosen fälschlicherweise für Stickstoffmangel gehalten und als Grundlage einer Nachdüngung herangezogen würden. Zukünftig müssten spektral hochauflösende Systeme genutzt und die damit erzielten Ergebnisse mit den im Bestand ansonsten erkennbaren Ursachen und Symptomen abgeglichen werden. Allerdings seien Hyperspektralsensoren für die Anwendung in der landwirtschaftlichen Praxis derzeit noch zu teuer. Die weiter zu erwartende rasche Entwicklung bei der Vernetzung und Nutzung von Big Data machte Dr. Frank Lorenz von der LUFA Nord-West in seinem Blick zurück aus der Zukunft deutlich. Als fiktiver Landwirt im Jahr 2020 zeigte der Referent, wie seiner Erwartung nach Datenvernetzung und Informationsmanagement zu einer deutlichen Effizienzsteigerung in der Landwirtschaft beitragen werden. Das gelte ebenso für die Effizienz der Stickstoffdüngung, bei der im Rahmen der automatischen Aufzeichnung auch Dokumentationspflichten ohne zusätzlichen Aufwand für den Bewirtschafter erfüllt würden. Schon bald reale Zukunftsmusik sei beispielsweise die automatisierte Erfassung der Proteingehalte bei der Ernte von Druschfrüchten mittels Proteinsensor und die parallel erfolgende Erstellung einer Nährstoffbilanz. 3/5

4 Die Bilanz kann damit unmittelbar nach der Ernte vorliegen, so Dr. Lorenz. Entsprechende Datensicherheit in der Cloud und Wahrung der Rechte an den eigenen Daten vorausgesetzt könnten Big Data den Landwirten einen großen Nutzen bieten, da so umfassendes Wissen für betriebliche Managemententscheidungen herangezogen werden könne. Damit werde nicht nur eine höhere Nährstoffeffizienz und beispielsweise ein Chargen-spezifisches Qualitäts- und Vermarktungsmanagement möglich, sondern neben dem fachlichen auch ein neuer gesellschaftlicher Diskurs über Möglichkeiten und Notwendigkeiten einer sachgerechten Pflanzenernährung. Inhibitoren und N-Effizienz Auf die Technologien und die Bedeutung von Verfahren zur Steigerung der Stickstoffeffizienz ging Dr. Nils Berger von EuroChem Agro in seinem Beitrag ein. Neben Varianten wie Slow Release mit einer Hüllsubstanz als physikalischer Barriere sowie Controlled Release mittels hydrophiler oder hydrophober Hüllmaterialien und die damit in gewissem Rahmen bereits mögliche Vorhersagbarkeit der Freisetzung gebe es als drittes Verfahren den mit Ureaseinhibitoren oder Nitrifikationsinhibitoren stabilisierten Stickstoff. Insbesondere durch den Einsatz von Nitrifikationsinhibitoren wie Dicyandiamid (DCD), Dimethylpyrazolphosphat (DMPP) oder Nitrapyrin habe in den letzten 25 Jahren eine enorme Reduktion der Stickoxid-Emissionen erreicht werden können. Deutliches Einsparpotenzial bestehe demgegenüber allerdings noch im Bereich der Ammoniakemissionen aus der Harnstoffdüngung; hier sei der Einsatz von Ureaseinhibitoren noch unzureichend etabliert. Allerdings, so Dr. Berger, dürfe die Nutzung von Urease- und Nitrifikationsinhibitoren nicht unabhängig von der sonstigen Anbaupraxis gesehen werden. Ertragssteigerungen bei gleichzeitiger Senkung der N-Emissionen und eine damit insgesamt verbesserte Stickstoffeffizienz seien nur mit einer ebenso bedarfs- wie standortgerechten, richtig platzieren und stabilisierten Stickstoffdüngung möglich. In dem letzten Fachvortrag widmete sich Prof. Dr. mult. Ewald Schnug vom Julius Kühn-Institut den Aspekten einer nachhaltigen Phosphordüngung. Angesichts der in Deutschland aktuell verfügbaren P-Mengen aus alternativen Quellen kann der gesamte Bedarf ohne zusätzlichen Mineraldünger nach seinen Angaben rein aus Wirtschaftsdüngern gedeckt werden. Bei der P-Düngung sei zu bedenken, dass auf Böden mineralischen Ursprungs eine insgesamt nur sehr geringe P-Mobilität vorliege; damit gehe einher, dass Pflanzen den größten Teil ihres aktuellen P-Be- 4/5

5 darfs aus P decken, das aus früheren Düngungsmaßnahmen stammt und in die Bodenlösung remobilisiert wurde. In der Konsequenz müsse bei Erreichen der Versorgungsstufe C nur noch die P-Menge durch Düngung ergänzt werden, die als Abfuhr mit den Ernteprodukten des Folgejahres zu erwarten sei. P gehe darüber hinaus auf Böden mineralischen Ursprungs weder durch Auswaschung noch gasförmig verloren; allein Bodenabtrag durch Erosion und damit einhergehende P-Verluste gelte es im Rahmen der guten ackerbaulichen Praxis zu vermeiden. Im Hinblick auf schwerlösliche P-Formen sei allerdings ein Umdenken erforderlich, denn diese könnten von den Pflanzen auch langfristig nicht genutzt werden. Angesichts ihrer geringen P-Löslichkeiten und der zum Teil enthaltenen Bandbreite unerwünschter Stoffe seien P-Recyclingprodukte deshalb im Hinblick auf eine Nutzung durch die Pflanzen eher kontraproduktiv. Unbeschadet einer grundsätzlichen Notwendigkeit zum Recycling der endlichen Ressource Phosphor besteht aus Sicht einer Versorgung der deutschen Landwirtschaft mit voll ausnutzbarem Phosphat derzeit kein Bedarf zur Rückführung von P in Klärschlämmen oder Schlachtnebenprodukten über Düngemittel, so Prof. Dr. Ewald Schnug abschließend. Deutliches Einsparpotenzial bestehe demgegenüber allerdings noch im Bereich der Ammoniakemissionen aus der Harnstoffdüngung; hier sei der Einsatz von Ureaseinhibitoren noch unzureichend etabliert. 5/5