Lagerung und Ausbringung von Wirtschaftsdünger. Agenda

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1 Technische und betriebswirtschaftliche Anforderungen an die Lagerung und Ausbringung von Wirtschaftsdünger TLL Gülletag Buttelstedt 28. Juni 2017 G. Reinhold Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Naumburger Str. 98, Jena Agenda Anfall, Inhaltsstoffe und Eigenschaften von Wirtschaftsdünger Umsetzung der Anforderungen aus den Novellen der DüV und der AwSV Lagerung und Einsatz von Wirtschaftsdünger Mengen, Sperrzeiten; Lagerbilanz Zusammenfassung / Schlussfolgerungen 2 1

2 Stoffkreislauf Mineraldünger, PSM Mensch Verbrennung, Deponie Kompost Viehfutter Reststoffe Biomasse NaWaRo 60 % 40 % Photosynthese Biomasseproduktion Wirtschaftsdünger org. Düngung DüV, AwSV gasdichtes GRL Bioabfall, Müll, Klärschlamm Fermenter Nachgärer fakultative Erweiterung offenes Lager CO 2 O 2 H 2 O NH 4 -N, CH 4, N 2 O, Geruch, Strom Wärme WD-Einsatz in den BGA (2016) Gewichtetes Mittel 71 % 15 % in den BGAE Trockenvergärung 2

3 Wirtschaftsdüngeranfall (2010) und Einsatz in Thüringer BGA (2016) Änderungen Düngegesetz / DüV Warum sind Änderungen nötig? Gärprodukte werden in die betriebliche Obergrenze 170 kg N/ha einbezogen geringe Relevanz für Thüringen Übernahme von Daten aus anderen Statistiken zum Zweck der Überprüfung der Düngeintensität (z. B. InVeKos, Tierseuchenkasse, HIT-Datenbank ) geringe Relevanz für Thüringen hohe Relevanz für Thüringen: Schaffung der Grundlage zur Einführung einer geänderten Nährstoffbilanz (Hoftor-Bilanz betriebliche "Stoffstrombilanz" ) Rechtliche Grundlage zur Festlegung von Kriterien bei der Lagerung von Düngemitteln und Gärsubstraten wird geschaffen Einschränkung der Herbstbegüllung (Sperrzeiten, Fruchtarten; ) Höhe der OWIG wird neu festgelegt ( Euro neu Euro) 7 3

4 Anforderungen an Lagerung 6 Monate für flüssige WD (9 Monate bei > 3 GV bzw. keine Fläche) 2 Monate für Mist u. Kompost feste Gärprodukte 6 Monate Technisch dicht (AwSV) Leckageerkennung Doppelwandigkleit Fachbetriebspflicht bei BGA rechtliche Trennung von Wirtschaftsdünger und Gärprodukt geringe Emissionen Füllung unter Flüssigkeitsoberkante Homogenisierung nur vor Ausbringung geschlossenen Schwimmschicht bzw. Abdeckung (Schwimmkörper, Stroh, Zeltdach, Betondeckel) gasdichte Abdeckung nur bei BGA 9 Wasserhaushaltsgesetz (WHG) Begriffe Anlagentypen & Schutzniveau (Quelle: Rau FvB 2017) gilt für: Gülle Primärschutz: Dichtigkeit, Standsicherheit, Widerstandsfähigkeit gegen mechanische, thermische und chemische Einflüsse Erkennbarkeit Erkennbarkeit von Undichtigkeiten und Leckagen an Anlagenteilen behandelt Gülle d.h. BGA Dr. Stefan Rauh Bestmöglicher Schutz Lagern und Abfüllen von JGS sowie vergleichbarer lw. Stoffe Sekundärschutz Rückhaltung austretender wassergefährdender Stoffe bzw. Doppelwandigkeit Besorgnisgrundsatz Herstellen, Behandeln, Verwenden, Lagern, Abfüllen TLL Reinhold

5 Sperrung von Erdbecken für Gärprodukte (AwSV) "Erdbecken" sind ins Erdreich gebaute oder durch Dämme er-richtete Becken, die im Sohlen- und Böschungsbereich aus Erdreich bestehen und gegenüber dem Boden mit Dichtungs-bahnen abgedichtet sind Errichtung vorrangig im Osten Thüringen: mittlere Größe 6000 m³ (Hochbehälter 2500 m³) Nichtzulassung von Erdbecken für GP aus rein formal juristischer Sicht umgesetzt verschärft das Lagerproblem, besonders in BGA mit hohem Gülleeinsatz (Thüringen, Sachsen und Mecklenburg-Vorpommern) Lösungsansatz: Überprüfung der BGA durch Sachverständige (Turnus 5 Jahre) Mängelliste Frist zur Beseitigung des Mangels bzw. Nachweis das es wirtschaftlich nicht möglich ist 11 Düngungsplanung - Inhaltsstoffe der WD (Quelle: Thüringer Monitoring BGA ) TM (KTBL-Wert) % der FM 9,1 10 RG SG TK StM GP Rindergülle Schweinegülle Trockenkot Stallmist Gärprodukt Nährstoffausscheidung in DüV festgelegt? 5, ,0 C % der otm ph - 6,9 7,1 7,1 8,6 7,6 N ges DÜV 2017 % der FM 0,42 0,6 0,7 0,43 0,7 0,8 2,22 0,64 0,45 NH 4 -N % des Nt C/N

6 Was sind Gärprodukte? anaerobe Fermentation führt zu: Ursache: Futter-C-Umsatz: Kuh: ca. 70 % BGA :85 95 % Mineralisierung von org. gebundenen N Abbau der leicht umsetzbaren C-Verbindungen Gärprodukt = Ammoniumdünger + Rottemist mit stark differenzierten Nährstoffgehalten, die durch die Fütterung der BGA bestimmt werden TLL, Reinhold / Zorn 2017 Gärprodukteigenschaften werden durch Substrateinsatz bestimmt Bezeichnung: RG SG TK-SG NaWaRo Substrateinsatz > 85 % RG >85 % SG > 70 % TK+SG > 70 % NaWaRo TM % 6,04 4,36 4,16 10,02 ots % d. TM Nt % 0,41 0,51 0,50 0,60 NH4-N % d Nt C/N 6,11 3,32 3,32 6,72 P % d. TM 0,48 0,40 0,34 0,96 % d. FM 0,076 0,087 0,075 0,092 K % d. TM 1,89 1,15 1,31 5,27 % d. FM 0,30 0,25 0,30 0,49 Nährstoffgehalte untersuchen und ggf. anlagenkonkret aus Fütterung berechenbar 16 6

7 Nährstoffwert der Gärprodukte bei 60 % N-MDÄ (Thüringer Monitoring BGA ) Bezeichnung: RG SG TK-SG NaWaRo Substratanteile: > 85 % RG >85 % SG > 70 % TK+SG > 70 % NaWaRo N (0,75 /kg) /t FM 3,07 3,83 3,75 4,46 N bei 60 % MDÄ /t FM 1,84 2,30 2,25 2,68 P (1,40 /kg) /t FM 1,07 1,21 1,05 1,28 K (0,60 /kg) /t FM 1,83 1,52 1,81 2,95 Mg (0,60 /kg) /t FM 0,36 0,33 0,26 0,38 Ca (0,08 /kg) /t FM 0,13 0,08 0,10 0,14 S (0,31 /kg) /t FM 0,15 0,10 0,12 0,14 Summe: /t FM 5,38 5,53 5,58 7,57 Rindergülle Schweine gülle Stallmist 6,15 5,66 10,68 Marktpreise für flüssige Wirtschaftsdünger /t 17 Ermittlung der Nährstoffgehalte von WD für Düngungsplan Wirtschaftsdünger Richtwerte für tierische Ausscheidungen nach DüV + Untersuchung (TS-Gehalt?) Gärprodukt Untersuchung + ggf. anlagenindividuell aus Substrat berechnen 7

8 DüV effiziente Gülleeinsatz rechtlicher und ökonomischer Zwang zu: Nährstoffverluste durch Luftkontakt vermeiden geringe benetzte Fläche + schnelle Einarbeitung Applikation bei niedrigen Temperaturen und vor Niederschlag Vermeidung Abschwemmung gesetzliche Mindestabstände, bewachsene Pufferstreifen Zeitpunkt: Aufnahmefähigkeit des Bodens direkte Einschlitzen in den Bestand oder Güllegrubber Vermeidung der Auswaschung von Nährstoffen die Einzelgabenhöhe an Wirtschaftsdünger begrenzen die Düngung an den Bedarf anzupassen. Nährstoffkonzentration der Wirtschaftsdünger beachten 19 Konsequenzen aus DüV und AwSV - Anrechnung der Gärreste auf Obergrenze von 170 kg N/ha, - Verlängerung Sperrzeit, weniger Herbstbegüllung Lagerbedarf steigt deutlich Gasdichte GRL an der BGA oder offene Feldrandlager Emissionsminderungsforderungen der TA Luft beachten aber Restlaufzeit der BGA beachten (Kosten: 1 2 ct/kwh BGA) mehr Frühjahrs-Begüllung nötig (in wenigen Feldarbeitstagen) Höhere Schlagkraft der Technik nötig schlechtere Technikauslastung steigende Festkosten Reduzierte Strohrotte bei Getreide betonten Fruchtfolgen deutliche Mehrkosten für die Landwirte Schlagkraftbedarf, Technikauslastung, Höhere N-Effizenz??? 20 8

9 Wirtschaftsdüngereinsatz: Bedeutung von Einarbeitungszeit Pflicht zur Einarbeitung innerhalb von 4 h (unbestellten Acker) Zusätzliche Vorgaben DüV 6 max. 170 kg N ges /ha * a aus org. u. org.-min. Dünger. Kompost max. einmalig 510 kg N/ha in 3 Jahren Sperrzeiten: Ackerland nach der Ernte der Hauptfrucht bis Ausnahmen: bis zum bis zu 60 kg N ges /ha (30 kg NH 4 ) zu Zwischenfrüchten, Winterraps und Feldfutter bei einer Aussaat vor dem Wintergerste nach Getreide und Aussaat vor Gemüsekulturen bis zum bis in Höhe des N ges -Bedarf Grünland und mehrjährigem Feldfutterbau Festmist, Kompost und feste Gärrückstände deutliche Einschränkung der Herbstbegüllung 23 9

10 verfügbare Begüllungsflächen im Spätsommer/Herbst (Quelle: Grunert 2016) wenn entsprechender N-Düngebedarf besteht, nach Getreide nur Wintergerste begüllbar ist und 100% Anbau von Zwischenfrüchten vor Mais und Hackfrüchten erfolgt Fruchtartenanteile im Betrieb Zzt möglich (% d. Fläche) DüV 2016 (% der Fläche) Senkung von 80 auf 60 kg N (% d. Menge) 33% WW, 33% ZF/Mais, 33% Raps % WW, 25% ZF/Mais, 25% Raps % WW, 20% WG, 20% Raps, 20% ZF/Mais, 5% ZF/ZR, 5% Kör.legum. 30% WR, 20% WRaps, 20% ZF/Mais, 20% WG, 10% WW 30% WR, 40% ZF/Mais, 10% Raps, 10% Körnerlegum., 10% WT 30% WW, 30% ZF/Mais o. Feldfutter, 15% SG, 20% Raps, 5% Körnerlegum Mittelwert % Begüllungsmenge im Herbst ca. 25 % im vgl. zu heute 24 Wirkung der BGA (Ammonifizierung) auf die Gabenhöhe von Gärprodukten im Herbst? Bezeichnung: RG SG TK-SG NaWaRo Substratanteile: > 85 % RG >85 % SG > 70 % TK+SG > 70 % NaWaRo TM % 6,04 4,36 4,16 10,02 Nt % der FM 0,41 0,51 0,50 0,60 NH 4 -N % d Nt Gabenhöhe bei max. 30 kg NH 4 -N/ha Gabe m³/ha 11,4 7,1 7,4 8,6 Gabe m³/ha Gabenhöhe bei max. 60 kg N/ha 14,6 11,8 12,0 10,0 diätischen Gaben im Herbst auf wenige ausgewählte Fruchtarten zu Sperrzeitbeginn sind die Lager nicht leer hoffen auf ein trockenes Frühjahr hilft da nur wenig. Zum Vergleich NH 4 -N von : Rindergülle 50 %, Schweinegülle 70 %,Trockenkot 22% Stallmist 15 % 25 10

11 Konsequenzen der DüV auf Lagerraumbewirtschaftung Monat: Ackerland Grünland wenig Fläche Sperrzeit Befahrbarkeit Fruchtarten? kleine Gaben Bisher Lager am leer (reicht bis April/Mai) neue DüV Lager am zu (50 %) gefüllt 6 Monate reichen ggf. nicht Grünland wird zu Retter Zwang zur Gülleapplikation im Frühjahr Gefahr von Strukturschäden Hochlastflächen bei feuchtem Frühjahr Hohe Güllemengen im Mais (Lager im Feb/März voll) 26 Bewirtschaftung des Lagerraums in einen feuchten Frühjahr (Anfall 9420 m³/a) Güllemenge m³ Applikation Lagerbestand Lagergröße Heute 6 Monate Sicherheitzzuschlag Güllemenge m³ Nach Novelle der DVO Applikation Lagerbestand Lagergröße 9 Monate Sicherheitzzuschlag Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov 11

12 Anpassungsreaktionen Bau von Lagerraum Zu beachten (Auswahl): Restfüllstand, Regenmenge Genehmigungspflicht? Störfallrecht für BGA? Aufstellort (BGA): Brandschutz / Ex- Zonen; Abstand zu Gebäuden, Eingriff in Gasführung (Beachtung der Druckdifferenzen/ Gasfließrichtung) passiver Korrosionsschutz von den Wänden bis zum Boden Rührwerk, Mittelstütze, Gashaube (Druckhaltung) 30 Anpassungsreaktionen auf steigenden Lagerraumbedarf Wassersparende Produktionsverfahren Fest-Flüssig-Trennung (ca. 10 % Mengenreducktion) Reduzierung des Gärprodukteanfalls in BGA durch: Verringerung des Substrateinsatzes (mit/ohne Leistungsausgleich) Leistungsreduzierung in Verbindung mit Flexibilisierung Substratwechsel (TS-reichs Substrate) Gärproduktaufbereitung (Fest-Flüssig-Trennung, Eindickung, Trocknung, Totalaufbereitung) Einsatz von Zündstrahl-Technik Transport aus den Veredlungsregionen heraus 31 12

13 Anforderungen an die Lagerung Besorgnisgrundsatz (AwSV) Technik: Technisch dicht Leckageerkennung Doppelwandigkeit Fachbetriebspflicht und Umwallung für BGA Überlaufschutz / Statik Homogenisierung nur vor der Ausbringung Stallmist / Silagelager sind seitlich einzufassen geringe Emissionen Füllung unter Flüssigkeitsoberkante geschlossenen Schwimmschicht oder Emissionsminderung durch Abdeckung (Schwimmkörper, Stroh, Zeltdach, Betondeckel) gasdichte Abdeckung nur bei BGA Abkühlung / Wärmerückgewinnung 32 Pflicht zur streifen-förmigen Ablage ab Ist das noch streifenförmig? (wenn jeder Schleppschlauch einen eigenen Prallteller hat) Ab Januar 2016 ist der der Einsatz folgender Geräte für das Ausbringen von Gülle verboten: Festmiststreuer ohne gesteuerte Mistzufuhr zum Verteiler, Güllewagen und Jauchewagen mit freiem Auslauf auf den Verteiler, zentrale Prallverteiler, mit denen nach oben abgestrahlt wird, (schräg stehender Prallteller alter Bauart) Güllewagen mit senkrecht angeordneter, offener Schleuderscheibe als Verteiler zur Ausbringung von unverdünnter Gülle Drehstrahlregner zur Verregnung von unverdünnter Gülle 13

14 Trends in der Gülledüngung gezielter Nährstoffeinsatz / geringe Verluste nach dem Bedarf der Pflanzen, gleichmäßig Nährstoffeverteilung, geringe Verluste, wenig Geruch betriebsindividuellere Ausbringtechnik SSV mit m; Scheibeneggen/Grubber mit m; Schleppschuh m, Verschlauchung, professioneller und größer Auto-Lenkungssysteme, hydraulische Fahrwerken, Reifendruckregelanlagen, Ausbringmengenregelung, Hundegang, Zweistufige Verfahren (überbetriebliche Ausbringeketten) Nährstoffe bestimmen (NIRS-Sensoren am Fass) besonders wichtig für Gärprodukte 37 Zusammenfassung Frühjahrsbegüllung wird zum Schwerpunkt, da Gabenhöhe und verfügbare Flächen im Herbst deutlich reduziert sind wenig Feldarbeitstage Applikationskapazität muss steigen geringere Güllejahresleistung der Technik Preis steigt Steigender Lagerraumbedarf (für Restlaufzeit der BGA?) 6 Monate reichen nicht Trend 9 Monat Sperrung von Erdbecken für Gärprodukte verschärft das Lagerproblem weiter durch BGA steigender WD Anfall und Ammonifizierung NH 4 -N Erhöhung reduzierte Menge im Herbst aber bessere Düngewirkung der Gärprodukte Denkbare Folge: vorfristiges Abschalten der BGA Folgen: Anforderungen an das Management und Kostenanstieg 38 14