N-Düngung (kg N/ha) AZ 30 AZ 48-56

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1 Institut für Pflanzenproduktion und Betriebswirtschaft 1. September 214 Winterrapsanbau können die steigenden Anforderungen der Biokraftstoff-Nachhaltigkeitsverordnung durch den Einsatz von Wirtschaftsdüngern erfüllt werden? Mareike Weirauch Zwei Möglichkeiten das geforderte % THG-Minderungsziel der Biokraft- Nachhaltigkeitsverordnung für den Winterrapsanbau ab zu erreichen, sind derzeit die Absenkung der N-Düngungshöhe (Abb. 1) sowie die Wahl einer in der Herstellung THGemissionsarmen N-Düngerform. Weitere Hintergrundartikel zum Thema finden Sie auf der Internetseite der Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei (LFA MV) unter der Rubrik Nachwachsende Rohstoffe ( (g CO 2 eq / MJ RME) % THG - Minderung % THG - Minderung N-Düngung (kg N/ha) AZ 3 AZ 48-6 Abb. 1: en im Rapsanbau in Abhängigkeit von der verwendeten Stickstoffmenge auf Standorten unterschiedlicher Ackerzahl (AZ), N-Steigerungsversuch ( ) der LFA MV Laut Biokraft-NachV sind zur Berechnung der en alle eingesetzten Inputstoffe (u.a. Dünger, Diesel) zur Bereitstellung der Rohstoffe der Biokraftstoffherstellung (Biodiesel aus Raps, Bioethanol aus Weizen) zu berücksichtigen. Wirtschaftsdünger enthalten erhebliche Mengen an pflanzenverfügbarem Stickstoff, desweiteren Phosphor, Kalium, Schwefel sowie Spurenelemente und können damit als hochwertiger organischer Dünger genutzt werden. Landesforschungsanstalt für Autor: Mareike Weirauch Landwirtschaft und Fischerei Telefon: Institut für Pflanzenproduktion Telefax: und Betriebswirtschaft m.weirauch@lfa.mvnet.de Dorfplatz 1 / OT Gülzow Internet: Gülzow-Prüzen

2 Autor Mareike Weirauch 1. September 214 Bei der Verwendung von Wirtschaftsdüngern anstelle von Mineraldüngern werden die THG- Emissionen aus der energieintensiven N-Mineraldüngerherstellung gespart. Jedoch müssen in der s-berechnung die indirekten/direkten Feldlachgasemissionen der N- Aufwandmenge anrechnet werden. Während der Ausbringung organischer Dünger entstehen je nach Ausbringungsverfahren bzw. Witterungsbedingungen unterschiedlich hohe Nährstoffverluste diese werden von den Landwirten bei der Berechnung der entsprechenden Wirtschaftsdünger- Aufwandmenge bedacht (Abb. 2) und müssen aus pflanzenbaulicher Sicht in der s- Berechnung in voller Höhe einbezogen werden. In dem hier dargestellten Modell werden die Nmin- Werte im Boden nicht in die N-Aufwandmengenberechnung miteinbezogen. N-Düngung: 17 kg N/ha MDÄ: 6 % Ausbringungsverluste: 1 % N-Gehalt Wirtschaftsdünger: 4,3 kg/m³ N-Aufwandmenge gesamt: 326 kg N/ha Abb. 2: Berechnung der N-Aufwandmenge von Wirtschaftsdüngern, MDÄ Mineraldüngeräquivalent In den ausgewerteten Daten der LFA-Referenzbetriebe (Ziesemer, LFA-interne Daten der Erntejahre 211 bis 213) werden die nach der geltenden Düngeverordnung MV (MDÄ: 4 bis 6 %) angerechneten organischen N-Aufwandmengen aufgeführt. Für die korrekte THG- Emissions-Berechnung wurden die Aufwandmengen auf 1 % hochgerechnet und zusätzlich die Ausbringungsverluste mit 1 % berücksichtigt. Damit werden in der THG-Berechnung in dem Modellbeispiel nicht nur die pflanzenbaulich wirksamen 17 kg N/ha, sondern die tatsächlich ausgebrachte N-Menge von 326 kg N/ha angerechnet. Für die THG-Bilanz bedeutet diese Herangehensweise, dass eine um ca. 1 g CO 2eq / MJ RME höhere in der Variante mit der voll berücksichtigten N-Aufwandmenge auftritt. Über die Erntejahre (211 bis 213) gesehen nimmt die Rapserntemenge in den LFA- Referenzbetrieben, welche mit er N-Düngung erzeugt wurde, um 1 % zu (Abb. 3). Seite 2

3 Autor Mareike Weirauch 1. September 214 1% Rapserntemenge mit organischen N-Düngergaben 8% 6% 4% 2% % Erntejahr organisch- Abb. 3: Anteil der Rapserntemenge mit verschiedener N-Düngerherkunft ( oder organisch), Daten der LFA-Referenzbetriebe Auffallend nach Auswertung der Daten zur Düngung im Rapsanbau ist, dass tendenziell 1 kg N/ha (Tab. 1) mehr in der organisch-en N-Düngung eingesetzt wurden. In der N- Düngung mit Wirtschaftsdüngern wurden im Mittel 1 dt/ha höhere Rapserträge erzielt. Theoretisch könnte vermutet werden, dass die en durch den Einsatz von Wirtschaftsdüngern abgesenkt werden. Jedoch schlug sich der vermehrte N-Einsatz in einer um 3 g CO 2eq /MJ RME höheren und in einem um 12 kg N/ha höheren N-Saldo, im Vergleich zum alleinigen N-Mineraldüngereinsatz, nieder. Es spiegelt sich anhand der Daten nicht wider, dass die THG- Emissionen durch den N-Einsatz aus Wirtschaftsdüngern tendenziell abgesenkt wurden (Tab. 1), sondern eher dass erhöhte en im Vergleich zur N-Mineraldüngervariante auftraten. Tab. 1: en des Winterrapsanbaus bei Einsatz von Wirtschaftsdüngern, Daten der LFA- Referenzbetriebe Erntejahr organischmineraliscmineralisc organisch- organisch- Anteil (%) N-Dgg. (kg N/ha) Ertrag (dt/ha) AZ N-Saldo (kg N/ha) (g CO 2eq / MJ RME) N-Dgg Stickstoffdüngung AZ Ackerzahl Seite 3

4 Autor Mareike Weirauch 1. September 214 Um die en nachweislich absenken zu können, muss in der landwirtschaftlichen Praxis ein wirklicher N-Ersatz durch organische N-Dünger stattfinden. Nun stellt sich die Frage: Gibt es einen optimalen Anteil von Wirtschaftsdüngern zur Senkung der THG-Bilanzen im Winterrapsanbau? Ausgehend von der N-Produktionsfunktion (Abb. 4) wurde für die modellhafte Betrachtung ein Rapsertrag von 44 dt pro Hektar bei einer N-Düngung von 17 kg N/ha unterstellt. Des Weiteren wurde im Modell angenommen, dass sich die N-Düngung aus einem Wirtschaftsdünger- und einem KAS-Anteil zusammensetzt. Aus diesen Werten wurden die en beispielhaft für verschiedene Szenarien (Variation N-Gehalt der Wirtschaftsdünger, Mineraldüngeräquivalente) berechnet. Ertrag (dt/ha) e N-Düngung (kg N/ha) Abb. 4: N-Produktionslinienfunktion Winterrapsanbau der LFA ( ), Erträge um 2 % reduziert Bezüglich der Frage, ob durch einen anteiligen Einsatz organischer Dünger (N-Düngungshöhe: 17 kg N/ha; Ertrag: 44 dt/ha) die en gemindert werden können, ist festzustellen, dass die Emissionen nur begrenzt abgesenkt werden können (Abb. ). Das gegenwärtige 3 % THG-Minderungspotenzial kann bei der genannten N-Düngungshöhe und dem unterstellten Ertrag bei eigener THG-Berechnung eingehalten werden. Für die Einhaltung des % THG- Minderungspotenzials ist eine Absenkung der N-Düngungshöhe nötig. In der Gesamtheit betrachtet, zeigt sich bei dem berechneten Szenario der zwei verschiedenen N- Gehalte der Gülle (Abb. A 4,3 kg N/m³; Abb. C 6,21 kg N/m³), dass sich die en nur um maximal,4 g CO 2eq /MJ RME (bedingt durch den erhöhten Dieselbedarf von 12 l/ha bei dem geringeren N-Gehalt der Gülle) unterscheiden. Jedoch ist durch einen Gülleanteil zwischen 1 und 6 % an der N-Düngung der Bedarf an Kalium, Phosphor und Magnesium abgedeckt und Seite 4

5 Autor Mareike Weirauch 1. September 214 mindert so die THG-Bilanz um etwa 2 g CO 2eq /MJ RME im Vergleich zur Variante mit rein er Düngung. Diese Absenkung ist jedoch im Gesamtergebnis der THG-Berechnung nicht wahrnehmbar, da die Lachgasfeldemissionen beim Wirtschaftsdüngereinsatz bedingt durch die hohen N-Aufwandmengen sehr hohe swerte erreichen. Bei der Variation der Mineraldüngeräquivalente (6 und 8 %) zeigt sich, dass das % THG- Minderungspotenzial in allen Varianten nicht erreicht werden kann. Es wird dennoch deutlich, dass die Höhe der mittleren Ausnutzung für den Stickstoff aus der Gülle (Abb. MDÄ 6 und 8 %) einen Einfluss auf die berechneten hat. Je höher das Mineraldüngeräquivalent, desto geringer sind die berechneten en (Minderung um,4 g CO 2eq / MJ RME). Für die modellhafte THG-Berechnung wurden anhand der verwendeten Ertragsdaten und der zugehörigen N-Aufwandmengen im Rapsanbauverfahren die Stickstoff-(N)-Salden der N- Düngungsvarianten berechnet (Abb. 6). Der N-Saldo gibt Auskunft über das Gesamtverlustpotenzial an reaktiven N-Verbindungen im Pflanzenproduktionsverfahren. Je höher der N-Saldo, desto größer die Gefahr der N-Emissionen, die potenziell in die Umwelt (u.a. Gewässer und Atmosphäre), entweichen können. In den Düngungsvarianten mit sehr hohen Gülleanteilen und geringerem Mineraldüngeräquivalent sind die N-Salden sehr stark erhöht. Seite

6 Autor Mareike Weirauch 1. September 214 en im Rapsanbauverfahren bei unterschiedlichen Gülleanteil und anteiligem KAS-Einsatz, einem Ertrag von 44 dt/ha sowie unterschiedlich hohen Dieselverbräuchen, N-Dgg: 17 kg N/ha A) Gülleanteil (N-Gehalt 4,3 kg/m³, MDÄ 6) 3 (g CO 2eq / MJ RME) % THG-Minderung % THG-Minderung B) Gülleanteil (N-Gehalt 4,3 kg/m³, MDÄ 8) 3 (g CO2eq / MJ RME) C) Gülleanteil (N-Gehalt 6,21 kg/m³, MDÄ 6) (g CO 2eq / MJ RME) % THG-Minderung % THG-Minderung 3 % THG-Minderung % THG-Minderung D) Gülleanteil (N-Gehalt 6,21 kg/m³, MDÄ 8) 3 (g CO 2eq / MJ RME) Gülleanteil an der N-Düngung (%) 3 % THG-Minderung % THG-Minderung N-Produktion N2O-Feldemission Diesel weitere Inputstoffe Abb. : en im Rapsanbauverfahren bei unterschiedlichen Gülleanteil und anteiligem KAS-Einsatz Seite 6

7 Autor Mareike Weirauch 1. September N-Saldo (kg N/ha) Gülleanteil an der N-Düngung (%) N-Gehalt 6,21 kg/m³; MDÄ 6 N-Gehalt 4,3 kg/m³; MDÄ 8 Abb. 6: N-Salden im Winterrapsanbau bei Einsatz von unterschiedlichen Gülleanteil und anteiligem KAS- Einsatz, einem Ertrag von 44 dt/ha, N-Düngung 17 kg N/ha Fazit: Wirtschaftsdünger schließen Nährstoffkreisläufe und stellen wertvolle Düngemittel dar Wirtschaftsdünger führen nur begrenzt zu einer Absenkung der en in der Praxis muss ein N-Ersatz durch Wirtschaftsdünger erfolgen eine N-Düngung von 17 kg N/ha mit einem Gülleanteil größer als 6 % führt zu sehr hohen N-Salden das % THG-Minderungspotenzial ist derzeitig nicht durch den Einsatz von Wirtschaftsdünger einzuhalten die Wirtschaftsdüngerausbringung sollte immer möglichst verlustarm erfolgen um den Wirtschaftsdüngerwert voll auszuschöpfen Hinweis: Die Angaben entsprechen dem aktuellen Kenntnisstand des Verfassers. Eine Gewähr für die Richtigkeit sowie eine Haftung für Irrtümer oder Nachteile, die sich aus den Aussagen ergeben können, wird nicht übernommen. Seite 7