Entwicklung umweltrelevanter Stickstoffverbindungen aus der Landwirtschaft in der Schweiz

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1 Entwicklung umweltrelevanter Stickstoffverbindungen aus der Landwirtschaft in der Schweiz Ackerbautagung der Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau am ETH Zürich

2 Der Überblick Die Landwirtschaft in der Schweiz Hintergrund und Motivation für diese Studie Methodik Resultate Folgerungen Fragen und Diskussion 2

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6 Ein Vergleich: Sachsen-Anhalt vs. Schweiz Sachsen-Anhalt ( ) 2'044'671 ha 2'441'787 Mio. EW Schweiz ( ) 4'128'491 ha 7'508'739 Mio. EW 6

7 Fakten zur Landwirtschaft I Landwirtschaftliche Nutzfläche in ha (2005) Anzahl Betriebe (2005) davon Betriebe (2005) Ø Betriebsgrösse in ha Arbeitskräfte (2005) davon vollbeschäftigt (2005) 1'174'300 4'887 > 50 ha: 52% '700 13'500 1'065'118 63'627 > 30 ha: 13% '092 82'887 7

8 Fakten zur Landwirtschaft II Landwirtschaftliche Nutzfläche in ha (2005) davon Dauergrünland in ha (2005) davon Ackerland in ha (2005) Bestand Rinder (2005) davon Milchkühe (2005) Ø Milchleistung kg pro Kuh (2005) Bestand Schweine (2005) davon Zuchtsauen (2005) 1'174' '600 (14%) 1'003'500 (85%) 338' '900 7' ' '510 1'065' '233 (70%) 286'311 (27%) 1'554' '182 5'690 1'609' '790 8

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10 Gewässer- und Umweltschutz in der Schweiz Gewässerschutz Hofdüngerlager für mindestens 3 Monate Verhinderung der Auswaschung von Düngern und PSM in Gewässer (bis max. 80% der Kosten durch Bund übernommen Kompensation einer Einkommenseinbuße durch z.b. Extensivierung) max. 3 DGVE pro ha (105 kg N und 15 kg P pro DGVE) Wasserqualität Trinkwassernutzung: 5,6 mg N/l ( 25 mg Nitrat/l) Umweltschutz Verursacherprinzip flüssige Dünger nur bei saug- und aufnahmefähigen Böden N-haltige Dünger, wenn Pflanzen diese aufnehmen können 10

11 Landwirtschaftsgesetzgebung in der Schweiz seit 1993 produktunabhängige Direktzahlungen (DZ) allgemeine und ökologische DZ Voraussetzung für Erhalt dieser Zahlungen: Erbringung Ökologischer Leistungsnachweis (ÖLN) umfasst 6 Kriterien, u.a. - ökologische Ausgleichsfläche (7% der genutzten LN pro Betrieb) - ausgeglichene Düngerbilanz (Nährstoffbilanz) - geregelte Fruchtfolge Zweck: Erreichung agrarökologischer Ziele (definiert in der Agrarpolitik) 91% der Betriebe bewirtschaften 98% der LN nach den Richtlinien des ÖLN (davon ca. 11% nach Bio) 11

12 Problem und Hintergrund unserer Studie Agrarökologische Ziele Zielgrösse Basis-Wert kt N/Jahr Ziel-Wert im Jahr 2005 kt N/Jahr Ist-Wert kt N/Jahr Reduktion umweltrelevanter N-Verluste 96 (1994) 74 (-23%) 96 (2002) N-Verlustpotentials 129 (1990/92) 86 (-33%) 115 (2002) landwirtschaftlicher NH 3 -Emissionen 56.4 (1990) 51.3 (-9%) 46 (2000) Nitratgehalt < 40mg NO 3 /l k.a. 90% Trinkwasserfassungen 96% (2003) Stickstoff-Wirkungsziel (im Rahmen Evaluation der Ökomaßnahmen) Senkung Nitratbelastung 20.9 mg NO 3 /l ( ) -5 mg NO 3 /l 17.2 mg NO 3 /l ( ) 12

13 Problem und Hintergrund unserer Studie Stickstoff typisches Problem der Verteilung Punktquelle vs. diffuse Quelle 13

14 Motivation für unsere Studie Forschungsauftrag Bundesamt für Landwirtschaft (BLW) Wie entwickeln sich verschiedene Stickstoff-Kennzahlen (z.b.) N-Verlustpotential umweltrelevante N-Verluste: NH 3, NO 3, N 2 O und NO x nicht-umweltrelevante N-Verluste: N 2 N-Emissionen (Ammoniak, Nitrat, Lachgas, Stickoxide, elementarer N) N-Effizienz (nach OSPAR, N-Ausnutzung Pflanzenbau) unter gegebenen und zukünftigen agrarpolitischen Rahmenbedingungen? 14

15 Von der Fragestellung zum Lösungsansatz Realität Beobachtung Erfahrung Umwelt Analyse System Strukturen und Daten Massnahmen Analysen Entscheidung Erkenntnis Modell 15

16 Stickstoff-Kreislauf schematisch N aus importierten Futtermitteln + TIERHALTUNG N in tierischen Nahrungsmitteln u. Abfallprodukten z.b. Milch, Eier, Fleischabfälle Pflanzliche Futtermittel Tierische Ausscheidungen N in pflanzlichen Nahrungsmitteln PFLANZENBAU + Systemfremder N-Input z.b. Mineraldünger, Stickstofffixierung, Deposition, Klärschlamm, Strohimport 16

17 Stickstoff-Kreislauf Ø der Jahre : Stickstoff-Input in kt N/Jahr N aus importierten Futtermitteln 32 + TIERHALTUNG N in tierischen Nahrungsmitteln u. Abfallprodukten z.b. Milch, Eier, Fleischabfälle 31 Pflanzliche Futtermittel Tierische Ausscheidungen N in pflanzlichen Nahrungsmitteln 11 N-Input: 153 kt N/Jahr PFLANZENBAU Systemfremder N-Input z.b. 44% Mineraldünger, 27% Stickstofffixierung, 25% Deposition, 4% andere 17

18 Stickstoff-Kreislauf Ø der Jahre : Stickstoff-Output in kt N/Jahr N aus importierten Futtermitteln 32 + TIERHALTUNG N in tierischen Nahrungsmitteln u. Abfallprodukten z.b. Milch, Eier, Fleischabfälle 31 Pflanzliche Futtermittel Tierische Ausscheidungen N in pflanzlichen Nahrungsmitteln 11 N-Output: 42 kt N/Jahr PFLANZENBAU Systemfremder N-Input z.b. 44% Mineraldünger, 27% Stickstofffixierung, 25% Deposition, 4% andere 18

19 Ergebnisse ausgewählter Stickstoffkennzahlen Referenzsituation Input Output Verlustpotential 111 kt N/a 153 kt N/a 42 kt N/a 42% Ammoniak 34% Nitrat umweltrelevante N-Verluste 3% Lachgas 2% Stickoxide 19% elementarer Stickstoff Output Input 42 kt N/a = 27% N-Effizienz (nach OSPAR) 153 kt N/a 27% des importierten Stickstoffs verlassen das System in Form pflanzlicher oder tierischer Nahrungsmittel N-Ausnutzung im Pflanzenbau: 57% (Einbau in Pflanzen) 43% gehen an Umwelt verloren 19

20 Von der Fragestellung zum Lösungsansatz Realität Beobachtung Erfahrung Umwelt System Strukturen und Daten Massnahmen Analysen Entscheidung Erkenntnis Entscheidung Modell 20

21 Was kann ein Modell und was kann es nicht? abstrakte und formalisierte Realität = Vereinfachung Unterstützung bei Analyse eines komplexen realen Systems Sinn einer Landkarte im Maßstab 1:1? Annahmen und Beziehungen = Grenzen des Modells Zweck + Struktur + Problemdefinition + Formulierung Existenz Datenbasis? Müll rein Müll raus Verarbeitung der Daten, aber keine Schaffung von neuen Daten kein Ersatz für Entscheidungsträger 21

22 Modellkonzept S_INTAGRAL Talregion Hügelregion Bergregion Ökologie-Modul Treibhausgase Kohlendioxid Methan Lachgas Stickstoff-Emissionen Ammoniak Nitrat Lachgas Stickoxide Distickstoff Gebäude, Einrichtungen, Kraftfutter Pflanzliche Produkte (Markt) Weizen Kartoffeln Zuckerrüben Raps Struktur-Modul Futter- Bilanz Futter Sub-Modul Tierhaltung Populations- Dynamik Rindvieh Schweine Schafe Geflügel Wiesenfutter (Gras, Heu, Silage, Weide) Silo-, Körnermais Gerste Eiweisserbsen Fruchtfolge Tierproduktion Sub-Modul Pflanzenbau Naturwiese Kunstwiese Ackerfläche Brache div. Stalltypen und grössen je Tierkat. ( Betriebstypen) Landnutzung Entwicklung der Stallkapazität Entwicklung der Maschinenkapaziätt Emissionen/ Nährstoff-Verluste div. Mechanisierungsund Intensitästypen Gülle Mist Hofdünger Dünger- Bilanz Tierische Produkte (Markt) Milch Fleisch Eier Maschinen, Nährstoff- Input Mineral-Dünger Organische Dünger atm. Deposition Stickstoff-Fixierung 22

23 Entwicklung umweltrelevanter N-Verluste bis 2013 (Ammoniak, Nitrat, Lachgas, Stickoxide) kt N AP 2011 pur AP 2011 WTO CH 2004 EU 2010 Ziel: 74 kt N/a (-23%) Jahr 23

24 Umweltrelevante Stickstoffverluste (aufgeschlüsselt nach N-Fraktionen im Szenario AP 2011 pur) Ammoniak Nitrat Lachgas Stickoxide kt N/Jahr ,1 36,5 36,6 45,7 45,5 44, Jahr

25 Strukturveränderungen und Flächennutzung Rückgang Ackerfläche (Beeinflussung Nitrat ) Ausdehnung Grünlandfläche mit Extensivierung Tierbestände keine Auswirkungen auf Anzahl Kühe geringer Anstieg Anzahl Schweine, - außer im EU-Szenario hier Reduktion des Bestandes aufgrund zu hoher Strukturkosten 25

26 damit einhergehende Einkommensentwicklungen (ohne Spezialkulturen und Pferde-/Ziegenhaltung) Mrd. CHF AP 2011 pur AP 2011 WTO EU 2010 CH Jahr 26

27 Beurteilung Erfüllung agrarökologischer Ziele Zielgrösse Basis-Wert Ziel-Wert im Jahr 2005 Modellrechnungen im Jahr 2013 Ziel erreicht? kt N/Jahr kt N/Jahr AP 2011 pur Reduktion umweltrelevanter N-Verluste 96 (1994) 74 (-23%) 87.1 kt N/Jahr (-10 %) nein N-Verlustpotentials 129 (1990/92) 86 (-33%) kt N/Jahr (-19.3%) nein landwirtschaftlicher NH 3 -Emissionen 56.4 (1990) 51.3 (-9%) 44.8 kt N/Jahr (-21.3%) ja landwirtschaftlicher Nitrat-Emissionen 45 (1990) kein nationales Ziel für totale Nitrat-Emissionen 36.6 kt N/Jahr (-19%) entfällt 27

28 Folgerungen alle relevanten N-Kennzahlen sind berechenbar N-Verlustpotential/umweltrelevante N-Verluste Zielereichung für 2005 verfehlt AP 2007/AP 2011 bringen keine substantielle Reduktion der N-Emissionen in der Landwirtschaft Ziele für 2005 sind mittelfristig nur mit gezielten Maßnahmen erreichbar Forschungsbedarf 28

29 Herzlichen Dank! 29

30 Diskussion & Fragen 30

31 Anhang 31

32 Stickstoff-Kreislauf 32

33 Gründe für Nichterreichen der Ziele Wiederanstieg der mineralischen Düngung Warum? ist unklar, trotz Anstieg der ÖLN-Fläche vermuteter Anstieg des Eintrags von organisch gebundenem Stickstoff Anstieg importierter Futtermittel in letzten 10 Jahren nur Teil durch Substitution von Tiermehl (Fütterungsverbot) durch Sojaextraktionsschrot erklärbar aber: 10% gesunkener Futterbedarf durch reduzierte Tierbestände Vermutung: Verwertung von Futtermitteln hat abgenommen 33

34 Landwirtschaftsgesetzgebung in der Schweiz II allgemeine DZ zur Abgeltung von in der Verfassung formulierten Grundaufgaben (Versorgungssicherheit, Landschaftspflege und Aufrechterhaltung sozialer Strukturen im ländlichen Raum) multifunktionelle Leistungen, die nicht durch Markt sichergestellt werden z.b. Beiträge für die Flächen, für Raufutter verzehrende Nutztiere, für erschwerte Produktionsbedingungen in Hügel- und Bergregionen ökologische DZ zur Förderung besonders naturnaher und umweltfreundlicher Produktionsformen und deren Ausdehnung z.b. extensiv genutzte Wiesen (kein Dünger für 6 Jahre) und wenig intensiv genutzte Wiesen (nur Hofdünger bis max. 30 kg verfügbarer N pro ha) 91% der Betriebe bewirtschaften 98% der LN nach den Richtlinien des ÖLN (davon ca. 11% nach Bio) 34

35 Erträge ausgewählter Kulturen in dt/ha (2005) Winterweizen Wintergerste Roggen Winterraps Zuckerrüben Silomais Dauerwiesen und Mähweiden

36 Produzentenpreise August 2007 in Brotgetreide Weizen pro dt 20,00 31,19 Futtergetreide Gerste pro dt 17,50 21,93 Zuckerrübe A-Rübe (16% Zucker) pro dt 2,98 5,87 Winterraps pro dt 29,00 49,20 Schwein pro 100 kg SG 146,00 239,52 Rind T3 pro 100 kg SG 272,00 502,39 Kalb T3 pro 100 kg SG 471,00 777,25 Milch pro 100 kg 32,00 40,69 36

37 Einkaufspreise 2007 in Ammonsalpeter 27% N + Mg pro 100 kg N 67,00 94,16 Heizöl pro 100 l 47,00 42,75 Diesel pro 100 l 92,00 61,75 Futterweizen pro 100 kg 19,00 31,59 Sojaschrot pro 100 kg 22,60 40,26 Zuckerrübenschnitzel pro 100 kg 12,00 31,88 Futtermais pro 100 kg 19,00 32,62 37

38 Selbstversorgungsgrade in der Schweiz Fleisch Pflanzliche Produkte Rind 85% Getreide 62% Kalb 92% Kartoffeln 102% Schwein 92% Zucker(rüben) 63% Geflügel 43% Ölsaaten 19% Schaf 35% 38

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40 Zielfunktion in S_INTAGRAL Erlöse aus pflanzlichen Erzeugnissen (Getreide, Kartoffeln, etc.) aus tierischen Erzeugnissen (Milch, Fleisch, Eier, etc.) aus Direktzahlungen Tierhaltung/Pflanzenbau minus Kosten aus Direktkosten (Saatgut, Kraftfutter, etc.) aus Strukturkosten (Abschreibung Geb./Masch., Faktorkosten Kapital) = sektorales Nettoeinkommen (Faktorentlöhnung für Arbeit/Land) 40

41 EU-Zuckermarktreform Liberalisierung Aufhebung Schwellenpreissenkung Einführung Abschaffung Verteilung Erhöhung Szenarien im Rahmen vom N-Projekt Berücksichtigt Änderungen im Rahmen der AP 2011 mit einer 60% Kompensation der Preisreduktion Käsemarkt unter Berücksichtigung, dass die EU die Interventionspreise von Butter und Magermilch senkt Milchkontingentierung RGVE-Beitrag für Milchkühe 2007 in der Höhe von 200 CHF mit gleichzeitiger Reduktion der Milchstützung um 66 Mio. CHF einheitlicher RGVE-Beitrag für alle Raufutterverzehrer in der Höhe von 600 CHF mit gleichzeitiger Abschaffung der gesamten Milchstützung (inkl. Exportsubventionen) abgesehen von 160 Mio. CHF für die Verkäsungszulage (~10 Rp.) Senkung Schwellenpreis für Futtergetreide um 7 CHF/dt., für Eiweissträger um 5 CHF/dt. und Senkung KZA für Brotgetreide um 11 CHF/dt Abschaffung der Verarbeitungsbeiträge, Anbaubeiträge für Zuckerrüben, Ölsaaten, Körnerleguminosen und Faserpflanzen in der Höhe von 600 CHF/ha, keine Marktstützung mehr für Kartoffeln (inkl. Exportsubventionen); Erhöhung Zusatzbeitrag für offene Ackerfläche um 200 auf 600 CHF/ha Exportsubventionen für Nutz- und Zuchtvieh, Obst- und Obstsaftkonzentrat per Ende 2009 der Zollkontingente von Butter und Kartoffeln mittels Versteigerung ab 2009 TEP-Beiträge um 70 auf 360 Mio. CHF