Nitrat im Grundwasser. - Naturwissenschaftliche Grundlagen und Lösungsansätze

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1 Nitrat im Grundwasser - Naturwissenschaftliche Grundlagen und Lösungsansätze Hans-Georg Frede und Martin Bach Gelsenwasser Berlin, 23. Januar 2017a

2 Anteile (%) der verschiedenen Belastungsklassen an den gesamten Probenahmestellen in den einzelnen EU- Mitgliedsstaaten 2008 bis 2011 Quelle: European Commission, 2013

3 Zwei Messnetze: EUA-Messnetz: Bestimmung des Grundwasserzustands und die Berichterstattung an die Europäische Umweltagentur EUA (Messstellen neu: 1172) NRL-Messnetz: Messnetz nach Nitratrichtlinie. Im Gegensatz zum EUA- Messnetz keine Gleichverteilung über Deutschland sondern Flächengewichtung nach Anteilen landwirtschaftlich genutzter Fläche (162 Messstellen alt, ca. 700 neu) Quelle: Nitratbericht 2012, BMU und BMELV

4 Messnetz zur Nitratrichtlinie, Reporting Period 5 ( ) Quelle: Jörg Neumann, 2014, 1. Wiesbadener Grundwassertag

5 Uneinheitliche Umwetzung der RL in den Mitgliedsstaaten Quelle: Jörg Neumann, 2014, 1. Wiesbadener Grundwassertag

6 N [kg ha -1 ] N [kg ha -1 ] Stickstoff-Gesamtbilanz und Stickstoff-Effizienz (1991 bis 2014) Jahr Jahr N-Gesamtbilanzüberschuss N-Gesamtbilanzüberschuss N-Effizienz N-Effizienz Quelle: Statistik und Berichte des BMEL, Berechnung: JKI, Braunschweig und ILR, Uni Gießen 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

7 N [kg ha -1 ] Stickstoff aus pflanzlichen Marktprodukten in den Stickstoff-Bilanzen (1991 bis 2014) Jahr Getreide Leguminosen Hackfrüchte Industriefrüchte Sonstige Feldfrüchte Quelle: Statistik und Berichte des BMEL, Berechnung: JKI, Braunschweig und ILR, Uni Gießen

8 N[kg ha -1 ] Stickstoff-Flächenbilanz für Deutschland ( ) Jahr N-Flächenbilanz-Überschuss Grenzwert DüV Gleitender Dreijahresüberschuss Quelle: Statistik und Berichte des BMEL, Berechnung: JKI, Braunschweig und ILR, Uni Gießen

9 Stickstoff-Stallbilanz für Deutschland ( ) Quelle: Statistik und Berichte des BMEL, Berechnung: JKI, Braunschweig und ILR, Uni Gießen

10 Mittlere Nitratgehalte der Zeitraume und der EU-Nitratmessmessstellen Quelle: Nitratbericht 2016, BMU und BMELV

11 Nitratbericht 2016 (Zusammenfassung S.1) Insgesamt überwiegt der Anteil der Messstellen, bei denen eine Abnahme der Nitratkonzentrationen festgestellt werden konnte gegenüber dem Anteil der Messstellen, bei denen zunehmende Nitratgehalte zu beobachten sind. Quelle: Nitratbericht 2016, BMU und BMELV

12 N-Überschuss Flächenbilanz auf Kreisebene ( ) Überschuss (kg N/ha LF) bis < bis < bis < bis < bis < bis 225 Quelle: Bach und Häußermann, 2016

13 Nitratgehalte beim Wasser- und Abwasser-Zweckverband Niedergrafschaft

14 Nitratgehalte beim Wasser- und Abwasser-Zweckverband Niedergrafschaft

15 Nitratgehalte beim Wasser- und Abwasser-Zweckverband Niedergrafschaft

16 Nitratgehalte beim Wasser- und Abwasser-Zweckverband Niedergrafschaft

17 1. Zwischenfazit Bundesweit sind Tendenzen zu einer Verringerung der Belastungssituation zu erkennen. Problem ist nach wie vor die regionale Verteilung der Überschüsse.

18 Aus Sicht der EU-Kommission sind folgende Maßnahmen erforderlich, damit die Ziele der EG-Nitratrichtlinie und der EG-Wasserrahmenrichtlinie in Deutschland erreicht werden: 1. Vorgaben zur Begrenzung der Düngung und zur Reduzierung von Nährstoffüberschüssen, 2. Vorgaben zur Verlängerung der Sperrfristen für die Ausbringung von stickstoffhaltigen Düngemitteln im Herbst und Winter, 3. Vorgaben zur Erhöhung der Lagerkapazitäten für Wirtschaftsdünger, 4. Regelung für die Düngung in der Nähe von Wasserläufen und im hängigen Gelände, 5. Beschränkung der Düngung auf gefrorenen und schneebedeckten Böden 6. präzisere Vorgaben zur Ausbringungstechnik. Quelle:

19 1. Vorgaben zur Begrenzung der Düngung und zur Reduzierung von Nährstoffüberschüssen ( 4, 6) DüV Stickstoffbedarf nach Ertrag der jeweiligen Kulturen, Erhöhung der Düngung bei entsprechend höheren Erträgen der drei Vorjahre Berücksichtigung der verfügbaren Nmin-Gehalte zu Vegetationsbeginn Berücksichtigung der Vorjahresdüngung mit organisch-mineralischen Düngemitteln (10%) Begrenzung der N-Mengen aus org. Düngung auf 170 kgn*ha -1, inkl. Gärreste, Begrenzung der Überschüsse aus dem Nährstoffvergleich auf 60 kgn*ha -1 ( ) und 50 kgn*ha -1 in den Folgejahren

20 Nährstoffvergleich (Flächenbilanz) entsprechend DüV vom

21 Nährstoffvergleich (Flächenbilanz) entsprechend DüV vom Silomais und Feldfutter bleiben im Betrieb und entziehen sich somit einer externen Kontrolle (Waage). Erträge sind schwer/nicht kontrollierbar.

22 Nährstoffvergleich (Flächenbilanz) entsprechend DüV vom In Futterbaubetrieben sind die Erträge (letzten 3 Jahre) nach oben manipulierbar. Somit kann auch das mineralische Düngungsniveau hochgesetzt werden.

23 1. Vorgaben zur Begrenzung der Düngung und zur Reduzierung von Nährstoffüberschüssen ( 4, 6) Anmerkungen: Kontrolle der Erträge und Haupternteprodukte bei betriebsinterner Verwertung der geernteten Produkte nicht möglich. Hier versagt die Flächenbilanz. Berücksichtigung der org. Vorjahresdüngung mit 10% spiegelt nicht die Vorgeschichte wider (Nmin so spät wie möglich bessere Option).

24 2. Vorgaben zur Verlängerung der Sperrfristen für die Ausbringung von stickstoffhaltigen Düngemitteln im Herbst und Winter DüV Keine Ausbringung nach der Ernte der letzten Hauptfrucht bis Bei Grünland und mehrjährigen Kulturen vom bis , Höhe bis Düngebedarf Ausnahmen für Zwischenfrüchte bis und für Winterraps und Feldfutter bis Ausnahmeregelungen nach Landesrecht!

25 3. Vorgaben zur Erhöhung der Lagerkapazitäten für Wirtschaftsdünger DüV 6 Monate allgemein, 9 Monate für Betriebe mit mehr als 3 GV und solche ohne eigene Ausbringungsfläche Anmerkungen: Wie stimmt das überein mit 3 (1)? Ausbringungszeitpunkt und menge sind so zu wählen, dass verfügbare Nährstoffe.zeitgerecht zur Verfügung stehen Rindvieh haltende Betriebe und Betriebe mit Biogasanlagen haben hier eventuell Probleme. Bedeutung des Bodens (!) Quelle:

26 Tiefenverlagerung ist abhängig von der Bodenart Ausbringungsverbot Oktober - Februar 0 A S O N D J F M A M J J A S O N D J Tiefe (cm)

27 Tiefenverlagerung ist abhängig von der Bodenart A S O N D Ausbringungsverbot Oktober - Februar Eine Sickerwassermenge von 150 mm führt J F M A M J J A S O N D J z.b. bei verschiedenen Böden zu ganz unterschiedlichen Tiefenverlagerungen: - Lössboden: ca. 50 cm - Sandboden: ca. 150 cm Tiefe (cm)

28 4. Regelung für die Düngung in der Nähe von Wasserläufen und im hängigen Gelände ( 5) DüV - Abstand von Gewässern mindestens 4 m, Ausnahmen für Ausbringung mit besonderen Geräten mit Grenzstreueinrichtung oder Geräten, deren Streubreite gleich Arbeitsbreite ist (1 m) - Zahlreiche Sonderregelungen für hängige Flächen (Verbot bei > 10% Hangneigung innerhalb von 5 m, weitere Regelungen für den Bereich 5 20 m) Anmerkung: - Neue Geräte zur Ausbringungstechnik erfüllen die Forderungen der Grenzstreueinrichtung schon zum Teil. - Ist Kontrolle möglich?

29 5. Beschränkung der Düngung auf gefrorenen und schneebedeckten Böden ( 5) DüV - Aufbringungsverbot, wenn der Boden überschwemmt, wassergesättigt, gefroren oder schneebedeckt ist. - Ausnahmeregelungen für gefrorene Böden: Ausbringung bis zu 60 kg Gesamtstickstoff unter besonderen Bedingungen (Boden ist aufnahmefähig, hier gibt der DWD Hilfestellung), > 60 kg N bei Festmist etc. Anmerkung: - Ist Kontrolle möglich?

30 6. Präzisere Vorgaben zur Ausbringungstechnik ( 11) DüV Nur mit Geräten gemäß a.r.d.t. ab 2020 für min. Düngung nur noch Geräte mit Grenzstreueinrichtung Folgende Geräte sind verboten: - Festmiststreuer ohne gesteuerte Mistzufuhr, - Güllewagen mit freiem Auslauf auf den Verteiler, - zentrale Prallverteiler, die nach oben abstrahlen, - Güllewagen mit senkrecht angeordneter, offener Schleuderscheibe - Drehstrahlregner zur Verregnung von Gülle - Einbringung unverzüglich, spätestens innerhalb von 4 h ( 6) P

31 1) Quelle: Döhler, 2012

32 2. Zwischenfazit Die DüV bringt zahlreiche, sehr positive Ansätze, aber.. das Mengenproblem - und damit das Nitratproblem wird sie kaum lösen können. Maßnahmen sind zum Teil nur schwer kontrollierbar.

33 Handlungsbedarf Hoftorbilanz (Stoffstrombilanz) für alle Betriebe mit wirksamen Obergrenzen. (neue Koalitionsvereinbarung: für viehintensive Betriebe mit mehr als Mastschweinen oder mehr als 3 GV/ha Stoffstrombilanz ab 1. Januar 2018 verbindlich) Trennung von Beratung und Kontrolle (s. Planung einer Düngebehörde in Niedersachsen mit 16 neuen Stellen zur Kontrolle und Güllemanagement (Transport in Ackerregionen)) 1) In NRW bereits 22 Kontrolleure zum Vollzug der DüV im Einsatz, hier sind Berater aus der Kontrolle genommen. 1) Quelle:

34 Handlungsbedarf Stärkere Berücksichtigung der mineralischen Düngung notwendig Gülleimport aus den Niederlanden bleibt ein Problem. Quantitativer Nachweis des Verbleibs von Überschüssen ist nach wie vor ein Problem. Hier besteht akuter Forschungsbedarf. Lösungen müssen gefunden werden, die der Landwirtschaft, und den vor- und nachgelagerten Wirtschaftszweigen eine Zukunft ermöglichen. - z.b. über Agrarinvestitionsförderprogramme (s. hierzu auch Empfehlungen der wissenschaftlichen Beiräte) 1) 1) Quelle: