Aspekte der Bioenergiegewinnung aus Sicht des Boden- und Gewässerschutzes

Transkript

1 Aspekte der Bioenergiegewinnung aus Sicht des Boden- und Gewässerschutzes Von: Dr. Frank Steinmann, Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein. LLUR Dr. Frank Steinmann 1

2 Aspekte der Bioenergiegewinnung aus Sicht des Boden- und Gewässerschutzes Von: Dr. Frank Steinmann, Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein. LLUR Dr. Frank Steinmann 2

3 Gliederung 1. Einführung in das Thema Übeltäter Mais 2. Aspekte des Bodenschutzes -Bodenfruchtbarkeit -Wind- und Wassererosion - Bodenverdichtung 3. Aspekte des Gewässererschutzes -Situation -Nährstoffverluste 4. Bewertung und Konsequenzen 5. Schlussbemerkungen LLUR Dr. Frank Steinmann 3

4 1. Einführung in das Thema Übeltäter Mais Biogas soll stärker reguliert werden Kreis Plön - Der Kreis Plön will den Bau von Biogasanlagen regulieren. Landrat kritisiert Mais-Monokultur - Kritisch sah Schwemer die mit dem sprunghaften Anstieg der Zahl von Biogasanlagen verbundene Mais-Monokultur, die er als Auswuchs bezeichnete, und die durch schwere landwirtschaftliche Maschinen hervorgerufenen Schäden an Wirtschaftswegen -., weil ihre Biogas produzierenden Kollegen die Ackerpreise verderben. LLUR Dr. Frank Steinmann 4

5 1. Einführung in das Thema Übeltäter Mais Mutieren Gemeinden zu Inseln im Maispflanzenmeer? - Umwidmung der ehemaligen Grünlandflächen in Produktionsstätten für Biogasmais -Der zunehmende Umbruch von Grünland und der nachfolgende Anbau von Mais führe bei Starkregen werden Sedimente und Nährstoffe aus den Maisäckern geschwemmt. Dadurch wird das Gewässer erheblich mit Stickstoff und Phosphat belastet Störche finden immer weniger Nahrung im Lande - von Biogasanlagen noch schlimmer wird. Deren "Hunger nach Nahrung", vor allem Mais, führe dazu, dass für den Storch potenzielle Nahrungsflächen wie Stilllegungsflächen oder auch Wiesen und Weiden vermehrt umgebrochen werden. LLUR Dr. Frank Steinmann 5

6 1. Einführung in das Thema Übeltäter Mais Pressemitteilung Deutscher Jagdschutzverband e. V. Mehr Wildschweine erlegt als je zuvor Reich gedeckter Tisch dank Klimawandel und Wandel in der Landwirtschaft Eine besondere Herausforderung für Jäger sind Maisfelder, die Wildschweine förmlich anziehen: Das über 2 Meter hohe Getreide bietet Schwarzkitteln zugleich beste Deckung und energiereiche Nahrung. LLUR Dr. Frank Steinmann 6

7 1. Einführung in das Thema Übeltäter Mais Maisflächen in ha Maisanbau und Entwicklung der Wildschweine in Schleswig-Holstein Silomaisfläche (einschließlich Anbau zur Biogaserzeugung) [Quelle: Statistisches Amt für HH u. S.-H.] Jagdstreck beim Wildschwein in Schleswig-Holstein [Quelle: MLUR] 0 LLUR Dr. Frank Steinmann 7

8 1. Einführung in das Thema Übeltäter Mais Anbauspezifische Aspekte im Vergleich zu konventionellem Anbau. Beim Anbau von Energiepflanzen gelten dieselben rechtlichen Regelungen wie beim Anbau Nahrungsmittel produzierender Pflanzen -Düngeverordnung Düngemittelrecht, EG-Nitratrichtlinie -Pflanzenschutzmittelrecht -Bundes - Landeswaldgesetz -Landeswassergesetz EG-Wasserrahmenrichtlinie -Bundes - Landesnaturschutzgesetz FFH-Richtlinie -Direktzahlungs-Verpflichtungsverordnung (Regelungen zur EU- Agrarreform, Cross Compliance) -aber: nur bindend, wenn Mittel beantragt werden. Das gilt auch für den Erhalt von Dauergrünland, sofern andere Gesetze nicht greifen => Ausdehnung des Umbruchsverbots nach 5 BNatSchG (erosionsgefährdeten Hängen, in Überschwemmungsgebieten, auf Standorten mit hohem Grundwasserstand sowie auf Moorstandorten) nach BNatSchG auf alle Flächen? LLUR Dr. Frank Steinmann 8

9 1. Einführung in das Thema Übeltäter Mais Anbauspezifische Aspekte im Vergleich zu konventionellem Anbau. -Potenzial zur Verringerung des PSM-Einsatzes -Hohe Abfuhr von organischer Substanz bei Ganzpflanzennutzung Auswirkungen auf den Humushaushalt? -Wirkung von Gärrückständen Humusbilanz? -Regionale Effekte Veränderung vor allem im Umkreis von Biogasanlagen Regionale Verengung der Fruchtfolge aber auch Aufweitung von getreidebetonten Fruchtfolgen LLUR Dr. Frank Steinmann 9

10 1. Einführung in das Thema Übeltäter Mais Mais schwarz, Acker gelb, Grünland grün LLUR Dr. Frank Steinmann 10

11 2. Aspekte des Bodenschutzes Auswirkungen auf den Humus (C-) Haushalt der Böden Global betrachtet ist in der organischen Substanz der Böden doppelt so viel Kohlenstoff gespeichert, wie in der Vegetation oder der Atmosphäre und damit halb so viel, wie in den derzeit bekannten Vorkommen der fossilen Energieträger => Schon aus Gründen der Kohlenstoffsequestrierung ist darauf zu achten, dass der Humusgehalt der Böden nicht abnimmt (UBA 2008) LLUR Dr. Frank Steinmann 11

12 2. Aspekte des Bodenschutzes Auswirkungen auf den Humus (C-) Haushalt der Böden Ziel: Erzeugung möglichst hoher TS / ha, Abfuhr hoher Mengen an organischer Substanz => Humusverlust Aber: Wurzelmasse steigt an => mehr organische Reste verbleiben im Boden und: Die Humus Reproduktionsleistung von Wurzelrückständen ist zwei- dreimal höher als von oberirdischen Pflanzenteilen LLUR Dr. Frank Steinmann 12

13 2. Aspekte des Bodenschutzes Auswirkungen auf den Humus (C-) Haushalt der Böden C- Reproduktionsleistung von Ernteresten nach VDLUFA: kg Humus-C / Mg Ernterückstand => Abfuhr der oberirdischen Pflanzenmasse lässt Abnahme der C- / Humusgehalte erwarten Aber: auch mineralische Düngung erhöht den Bodenhumusgehalt (23-jähriger Maisversuch mit Pflug und nur mineralischer Düngung führte zu höheren Boden Humusgehalten als unbewachsene Brache) Durch die Biogasgewinnung erhöht sich der Export des über die Photosythese importierten C um % Die Rückführung der Gärsubstrate führt zu einer Kompensierung der Ernte aller oberirdischen Pflanzenteile => höherer Gehalt an schwer abbaubaren C-Verbindungen => Erhöhung der mikrobiellen Biomasse und Aggregatsatabilität LLUR Dr. Frank Steinmann 13

14 2. Aspekte des Bodenschutzes Bodenschädigung durch Erosion Grundsätzlich gilt: Je dauerhafter und dichter ein Boden bedeckt ist, umso geringer ist seine Erosionsanfälligkeit => Erosionsanfälligkeit bei Mais ist als hoch einzustufen LLUR Dr. Frank Steinmann 14

15 2. Aspekte des Bodenschutzes Bodenschädigung durch Erosion Durch Wassererosion gefährdete Böden in Schleswig-Holstein (ohne Berücksichtigung der Nutzung): ca. 1% Allerdings: Aufgrund bundesweit einheitlicher Kriterien liegt aktuell der Grenzwert um ein Vielfaches über den fachliche geforderten max. 2-3 Tonnen Bodenabtrag / Jahr. Soll eine Verschlechterung des Standortes durch Erosion ausgeschlossen werden, so darf der Bodenabtrag die Rate der Bodenneubildung nicht überschreiten. Diese liegt bei entwickelten Böden bei rund 0,5 t pro jahr, der mittlere Abtrag bei Ackerflächen bei etwa 2 t pro Jahr. LLUR Dr. Frank Steinmann 15

16 2. Aspekte des Bodenschutzes Bodenschädigung durch Erosion Maisanbau erhöht die Bodenabträge durch Wassererssion Dies ist jedoch in starkem Maß von der Art der Bewirtschaftung abhängig Konservierende Bewirtschaftung reduziert den Bodenabtrag deutlich, kann jedoch die kulturartbedingte Erosionsanfälligkeit nicht völlig kompensieren (Mosimann&Weidanz, Uni Hannover, 2008) LLUR Dr. Frank Steinmann 16

17 2. Aspekte des Bodenschutzes Bodenschädigung durch Erosion Durch Winderosion gefährdete Böden in Schleswig-Holstein (ohne Berücksichtigung der Nutzung): ca. 6 % LLUR Dr. Frank Steinmann 17

18 2. Aspekte des Bodenschutzes Bodenschädigung durch Bodenschadverdichtung: Bodenverdichtung durch Befahren mit schwerem Gerät zu ungünstigen Zeitpunkten aufgrund später Erntetermine aber auch bei nicht standortgerechten Anbau => Überschreitung des Grenzdrucks zur plastischen Verformung LLUR Dr. Frank Steinmann 18

19 3. Aspekte des Gewässerschutzes Grundwasser Von 36 Grundwasserkörpern / -körpergruppen erfüllen 2 aufgrund von PSM- Belastungen und 13 aufgrund überhöhter Nitratgehalte Die Normen der WRRL nicht. LLUR Dr. Frank Steinmann 19

20 3. Aspekte des Gewässerschutzes LLUR Dr. Frank Steinmann 20

21 3. Aspekte des Gewässerschutzes Wk og_06 Kopendorfer Au Grenzwert der Nitrat Richtlinie (50mg/l Nitrat) überschritten! Bewertung von Nitrat-N nach LAWA, 90 Perzentil (QN = 2,5 mg/l) Datengrundlage % der Wasserkörper überschreiten die LAWA QN LLUR Dr. Frank Steinmann 21

22 3. Aspekte des Gewässerschutzes Baumschule / Gärtnerei (4) Acker > Grünland > Wald Nitrat Auswaschung Acker (27) Grünland (5) Nadelwald (5) Mischwald (3) Nitrat mg/l Kalium mg/l LLUR Dr. Frank Steinmann 22

23 3. Aspekte des Gewässerschutzes DVGW energie/wasser-praxis v. Buttlar, 11/2009, S LLUR Dr. Frank Steinmann 23

24 3. Aspekte des Gewässerschutzes Maximal tolerierbarer Herbst Nmin 20 0 Untersaat unbearbeitet Grubber Grünroggen Feldversuch zur Untersaat / Zwischenfrucht / Bodenbearbeitung zu Mais, Herbst Nmin (0-90cm) 2003 (Geeststandort) LLUR Dr. Frank Steinmann 24

25 3. Aspekte des Gewässerschutzes Umbruch von Grünland -zum Anbau von Mais- ist mit einer erheblichen Freisetzung von Stickstoff verbunden. in einer realistischen Größenordnungen von 500 kg/ha N in den ersten 5 Jahren LLUR Dr. Frank Steinmann 25

26 3. Aspekte des Gewässerschutzes Tiefenprofil in der Dränzone des Bodens für Nitrat, Ammonium und Sulfat Mais im Wechsel mit intensiver Grünlandnutzung LLUR Dr. Frank Steinmann 26

27 3. Bewertung und Konsequenzen Risikobewertung einiger Energiepflanzen (nach EEA 2006, SUR 2007 LLUR Dr. Frank Steinmann 27

28 3. Bewertung und Konsequenzen Richtlinie zur Förderung der energetischen Nutzung von Biomasse im ländlichen Raum durch das Land Schleswig-Holstein Erlass des Ministeriums für Wissenschaft, Wirtschaft und Verkehr des Landes (2008) Anforderungen an den Anbau von Mais zu Energiezwecken: -Es ist eine dreifeldrige Fruchtfolge einzuhalten, der Anteil von Mais an den Ackerkulturen des jeweiligen Maisanbauers darf 50 % nicht überschreiten -Eine Bodenbearbeitung ist nur unmittelbar vor der Maisaussaat und nach der Maisernte im Herbst nur beim unmittelbar nachfolgenden Anbau einer Zwischen- bzw. Hauptfrucht zulässig -Der Umbruch von Dauergrünland zum Anbau von Mais ist unzulässig -Bei Anbauflächen > 15 ha ist entlang von Landschaftselementen (z.b. Knicks, Gräben) ein Blühstreifen mit einer Breite von mindestens 3 m anzulegen LLUR Dr. Frank Steinmann 28

29 3. Bewertung und Konsequenzen Richtlinie zur Förderung der energetischen Nutzung von Biomasse im ländlichen Raum durch das Land Schleswig-Holstein Erlass des Ministeriums für Wissenschaft, Wirtschaft und Verkehr des Landes (2008) Anforderungen an die Verwertung der Gärsubstrate: -Die ausgebrachte N-Menge aus Wirtschaftsdüngern und Gärsubstraten in der Summe schlagbezogen 170 kg N/ha nicht überschreiten darf -Die Düngung mit Gärsubstraten bis spätestens zum 15. September eines Jahres abgeschlossen ist -Die N-Wirkung der Gärsubstrate mit mindestens 90% in der Düngeplanung und im Nährstoffvergleich Berücksichtigung findet. Der Nachweis der ausgebrachten Nährstoffe N, P und K hat über eine jährliche Analyse der Gärsubstrate zu erfolgen -Die Ausbringung unmittelbar auf oder in den Boden (Schleppschlauchverfahren, Injektionsverfahren) erfolgt -Die Düngungsmaßnahmen jährlich schlagbezogen dokumentiert werden (z.b. in Form einer Ackerschlagkartei) LLUR Dr. Frank Steinmann 29

30 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit LLUR Dr. Frank Steinmann 30