Verbund-Forschungsprojekt. Abschlussbericht Förderprojekt der Deutschen Bundesstiftung Umwelt

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1 Verbund-Forschungsprojekt Abschlussbericht 2003 Förderprojekt der Deutschen Bundesstiftung Umwelt

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3 Thema des DBU-Verbundforschungsprojektes Praxisbezogene Anwendungsrichtlinien sowie Vermarktungskonzepte für den nachhaltigen Einsatz von gütegesicherten Komposten im landwirtschaftlichen Pflanzenbau Projektkenndaten Schwerpunkt Bioabfallverwertung Az Laufzeit drei Jahre (Januar Dezember 2002) Bewilligungsempfänger Gütegemeinschaft Kompost Region Süd e.v., Leonberg Vorsitzender: Ernst Landes Projektpartner Staatliche Landwirtschaftliche Untersuchungs- und Forschungsanstalt Augustenberg, Karlsruhe Direktor: Prof. Dr. Friedel Timmermann Universität Hohenheim, Stuttgart Institut für Agrarpolitik und landwirtschaftliche Marktlehre Direktor: Prof. Dr. Werner Grosskopf Fachhochschule Nürtingen Fachbereich Betriebswirtschaft Direktor: Prof. Dr. Werner Ziegler Förderprojekt der Deutschen Bundesstiftung Umwelt

4 IMPRESSUM Herausgeber und Copyright Gütegemeinschaft Kompost Region Süd e.v., Feuerbacher Straße 10, Leonberg Herausgabe: November 2003 Projektleitung Ernst Landes, Vorsitzender Gütegemeinschaft Region Süd e.v. Projektförderung Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU), Postfach 1705, Osnabrück Projektbearbeitung Teil Nachhaltige Kompostverwertung - pflanzenbauliche Vorteilswirkungen und mögliche Risiken : Staatliche Landwirtschaftliche Untersuchungs- und Forschungsanstalt (LUFA) Augustenberg, Neßlerstraße 23, Karlsruhe Prof. Dr. Friedel Timmermann Dr. Rainer Kluge Dipl. Geoökologe Rainer Bolduan Dr. Markus Mokry Dipl.-Ing. (FH) Sigrid Janning Teil Ökonomisch-ökologische Bewertung : Institut für Agrarpolitik und landwirtschaftliche Marktlehre (420) der Universität Hohenheim, Schloss (Osthof), Stuttgart Prof. Dr. Werner Grosskopf Dipl.-Ing.sc.agr. Axel Schreiber Teil Marketingstrategien : Fachhochschule Nürtingen/Standort Geislingen, Fachbereich Betriebswirtschaft, Parkstrasse 4, Geislingen Prof. Dr. Werner Ziegler Dipl.-Ing. (FH) Nina Koscielniak Bezug über LUFA Augustenberg, Neßlerstraße 23, Karlsruhe Preis CD-ROM inkl. Versand 20,- Nachdruck - auch auszugsweise - nur mit Zustimmung des Herausgebers unter Quellenangabe gestattet.

5 Zum Geleit In Deutschland werden derzeit bundesweit jährlich ca. 10 Mio. t Bioabfälle, vorwiegend Grüngut und organische Haushaltsabfälle, getrennt erfasst und in etwa 800 Anlagen zu ca. 5 Mio. t Kompost verarbeitet. Dieser wird je nach Qualität und unter Berücksichtigung der spezifischen Boden- und Pflanzenansprüche zur Düngung und Bodenverbesserung im Garten- und Landschaftsbau sowie in der Landwirtschaft und zur Rekultivierung von Böden eingesetzt. Diese Verwertung von organischen Abfallstoffen ist ein mustergültiges Beispiel für nachhaltiges und ökologisch verträgliches Wirtschaften. Die ausreichende Versorgung des Bodens mit organischer Substanz (Humushaushalt) und eine auf die Bodenart und Nutzung abgestimmte Kalkzufuhr (Basenhaushalt) sind neben der auf den Pflanzenbedarf abgestimmten Nährstoffzufuhr die essenziellen Voraussetzungen für die langfristige Nutzungsfähigkeit der landwirtschaftlichen Böden bei hohem und sicherem Ertragsniveau. Für die Diskussion um das Für und Wider der landwirtschaftlichen Kompostverwertung steuert das von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) geförderte Verbund-Forschungsprojekt Kompostverwertung in der Landwirtschaft eine umfassende Datenbasis, fundierte Informationen und praxisgerechte Verfahrenshinweise sowohl für Produzenten, Distributeure und Anwender als auch für Gesetzgebung und Verwaltung bei. Auf der Grundlage der Nutzung der langjährigen statischen Kompost-Anwendungsversuche als Prüfinstrumentarium und der finanziellen Förderung durch die DBU gelang eine intensive erfolgreiche Zusammenarbeit der in ihrer fachlichen Ausrichtung unterschiedlichen Projektpartner Gütegemeinschaft Kompost Region Süd e. V., der Staatlichen Landwirtschaftlichen Untersuchungs- und Forschungsanstalt (LUFA) Augustenberg Karlsruhe, dem Institut für Agrarpolitik und landwirtschaftliche Marktlehre der Universität Hohenheim und dem Fachbereich Betriebswirtschaft der Fachhochschule Nürtingen. Erstmalig wurden neben der pflanzenbaulichen Prüfung der Kompostwirkungen auch umfassende ökonomische und ökologische Bewertungen vorgenommen und Grundlagen für eine effektive Kompostvermarktung erarbeitet. Die in den mehrjährigen Versuchen gewonnenen umfassenden Ergebnisse belegen signifikant die düngungsrelevanten und ertragswirksamen Nährstoffbeiträge sowie die bodenverbessernden Wirkungen des Kompostes vor allem über die Humus- und Kalkzufuhr. Der Schadstoffeintrag wurde quantitativ erfasst und hinsichtlich des Anreicherungs- und Wirkungspotenzials beurteilt. Die ökonomische Kalkulation liefert eine nach Betriebstypen und Bodenarten differenzierte Bewertung der Vorteilswirkungen der landwirtschaftlichen Kompostanwendung. Aus den Erhebungen zum marktwirtschaftlichen Meinungsbild wurden Impulse und Handlungsvorschläge für eine verbesserte Kommunikation zwischen den an der Kompostverwertung beteiligten Akteuren abgeleitet. Als besondere Anliegen haben die Projektpartner das weitere Bemühen um die stetige Verbesserung der Kompostqualität, den gezielteren, auf die speziellen Boden- und Kulturerfordernisse I

6 ausgerichteten Komposteinsatz und die stärkere Berücksichtigung der bodenverbessernden Langzeitwirkungen auch in der ökonomischen Kalkulation der Landwirte herausgestellt. Um diese Langzeitwirkungen noch mehr als bisher zu erfassen, ist es notwendig, die vorhandenen langjährigen Feldversuche weiter zu nutzen und fortzuführen. Besonderer Dank gilt der DBU für die anteilige Projektförderung und allen am Verbundvorhaben Beteiligten für ihre konstruktive Mitarbeit und aktive Unterstützung. Ernst Landes Friedel Timmermann Werner Grosskopf Werner Ziegler II

7 INHALTSVERZEICHNIS A KURZFASSUNG DES PROJEKTBERICHTES 1 A 1 Nachhaltige Kompostverwertung - pflanzenbauliche Vorteilswirkungen und mögliche Risiken 1 A 1.1 Pflanzenbauliche Vorteilswirkungen 2 A 1.2 Mögliche Risiken 5 A 1.3 Nachhaltige Kompostverwertung - Grundsätze und Anwendungsempfehlungen 8 A 2 Ökonomisch-ökologische Bewertung 12 A 2.1 Wirtschaftlicher Nutzen für den landwirtschaftlichen Betrieb 12 A 2.2 Auswirkungen der Kompostausbringung auf die Umwelt 14 A 2.3 Gesamteinschätzung 17 A 3 Marketingstrategien 18 A 3.1 Ergebnisse der Marktanalysen 18 A 3.2 Marketingstrategien 19 A Marketinginstrumente 19 A Marketingkonzept 21 A 3.3 Abschließende Gesamteinschätzung 23 A 4 Handlungsempfehlungen 25 B PLANUNG UND ABLAUF DES FORSCHUNGSPROJEKTES 28 B 1 Einleitung und Zielstellung 28 B 2 Stand von Wissenschaft und Technik 30 B 2.1 Kompostverwertung - pflanzenbauliche Vorteilswirkungen und mögliche Risiken 30 B Inhaltsstoffe von Komposten 30 B Wirkungen im landwirtschaftlichen Pflanzenbau 31 B Düngewirkungen (organische Substanz, Nährstoffe, Kalk) 31 B Bodenphysikalische und bodenbiologische Wirkungen 35 B Mögliche Risiken 37 B 2.2 Ökonomisch-ökologische Bewertung 40 B 2.3 Aktuelle Marktsituation 41 B Der Kompostmarkt - grundsätzliche Überlegungen 41 B Absatzbereiche und Verwertungspotenziale 41 B Besonderheiten des Kompostmarketing 43 B 3 Konzeption und Arbeitsziele 45 B 3.1 Innovativer Ansatz des Projektes 45 B 3.2 Bearbeitungsschritte und Arbeitsziele 47 B Inhaltsstoffe von Komposten und Monitoring der Kompost-Dauerversuche 47 III

8 B Inhaltsstoffe 47 B Kompost-Dauerversuche 48 B Ökonomisch-ökologische Analysen 52 B Marketingstrategien 52 B 4 Material und Methoden 54 B 4.1 Inhaltsstoffe von Komposten und Monitoring der Kompost-Dauerversuche 54 B Inhaltsstoffe 54 B Kompost-Dauerversuche 54 B Standorte und Versuchsplanung 54 B Versuchsdurchführung 60 B Beteiligte Projektpartner 61 B Untersuchungen 62 B Agrochemische Untersuchungen 62 B Komposte 62 B Böden 62 B Pflanzen 62 B Untersuchungsumfang 63 B Bodenphysikalische Untersuchungen 65 B Aggregatstabilität 66 B Lagerungsdichte 66 B Porenverteilung und Porenvolumen 66 B Luftvolumen als Teil des Gesamtporenvolumens 67 B Aktueller Wassergehalt 68 B Minimale Wasserkapazität (kapillare Wasserkapazität) 68 B Wasserinfiltration 68 B Untersuchungsumfang 68 B Bodenbiologische Untersuchungen 69 B Mikrobielle Biomasse 69 B Dehydrogenaseaktivität 69 B N-Mineralisation 70 B Huminstofffraktionierung 70 B Untersuchungsumfang 70 B Statistische Ergebnisauswertung 70 B 4.2 Ökonomisch-ökologische Analysen und Bewertungen 72 B Ökonomische Bewertung 72 B Ökologische Bewertung 75 B Schwermetalle und organische Schadstoffe 76 B Erosion 76 B Die einzelnen Faktoren der ABAG im Überblick 77 B Die Beeinflussbarkeit der Faktoren 81 B Klimarelevante Gase 82 B Umrechnung in CO 2 -Äquivalente 82 B Emissionsfaktoren 83 B Monetäre Bewertung klimarelevanter Gase 83 B Vergleich zwischen Kompostierung und Verbrennung 84 IV

9 B Belastung von Grund- und Oberflächenwasser 86 B 4.3 Marketingstrategien 87 B Marktanalyse - Kompostanwender 87 B Marktanalyse - Komposthersteller 89 C ERGEBNISSE 91 C 1 Nachhaltige Kompostverwertung - pflanzenbauliche Vorteilswirkungen und mögliche Risiken 91 C 1.1 Übersichtsuntersuchungen zu Inhaltsstoffen 91 C Allgemeine Parameter 91 C Wertgebende Inhaltsstoffe 93 C Gehalte 93 C Frachten 94 C Unerwünschte Stoffe 96 C Schwermetalle 96 C Gehalte 96 C Frachten 98 C Organische Schadstoffe 99 C Fremdstoffe und Steine 101 C Keimfähige Samen und austriebsfähige Pflanzenteile 102 C Mikrobiologische Parameter und Seuchenhygiene 103 C 1.2 Kompostwirkungen in Dauer-Feldversuchen 105 C Zufuhren 105 C Wertgebende Inhaltsstoffe 105 C Schwermetalle und organische Schadstoffe 108 C Wirkungen auf den Boden 111 C Bodenchemische Wirkungen 111 C ph-wert, Humusgehalt und N-Gesamtgehalt 111 C Lösliche Gehalte an Phosphor, Kalium und Magnesium - Düngeeffizienz 117 C N min -Gehalt des Bodens 124 C Schwermetallgehalte 128 C Gehalte an organischen Schadstoffen 132 C Bodenphysikalische Wirkungen 133 C Aggregatstabilität und Lagerungsdichte 133 C Lagerungsdichte 134 C Porenverteilung und Porenvolumen 136 C Luftvolumen als Teil des Gesamtporenvolumens 139 C Aktueller Wassergehalt 141 C Minimale Wasserkapazität 145 C Wasserinfiltration 147 C Bodenbiologische Wirkungen 147 C Mikrobielle Biomasse 148 C Dehydrogenaseaktivität (DHA) 153 C N-Mineralisierung 155 C Huminstofffraktionierung 157 V

10 C Wirkungen auf die Ernteprodukte 159 C Nährstoffgehalte und -entzüge 159 C N-Gehalte und -entzüge - N-Ausnutzung der N-Zufuhr mit Komposten 159 C Gehalte und -entzüge der übrigen Nährstoffe 164 C Qualitätsparameter der Haupternteprodukte 165 C Schwermetallgehalte und -entzüge 166 C Ertragswirkungen 171 C 1.3 Gesamteinschätzung und Schlussfolgerungen 177 C Pflanzenbauliche Bewertung (Vorteilswirkungen) 177 C Ertragswirkung 178 C Wirkungen der Wertstoffzufuhren auf die Bodenfruchtbarkeit: 179 C Düngewirksamkeit der Nährstoffzufuhren 180 C Düngewirksame N-Zufuhr 180 C Düngewirksame Zufuhr an P, K und Mg 183 C Bodenphysikalische und -biologische Wirkungen 186 C Schadstoff-/ Risikobewertung 190 C Schwermetallsituation 190 C Schwermetalle in Komposten 190 C Schwermetalle in Böden 191 C Schwermetalle in Pflanzen 192 C Weitere mögliche Risiken 193 C N-Mineralisation im Boden 193 C Organische Schadstoffe 193 C Fremdstoffe und Steine 194 C Unkrautbelastung 194 C Seuchenhygiene 195 C Anwendungsempfehlungen 195 C Nachhaltige landbauliche Kompostverwertung - Grundsätze und Entscheidungsfindung 195 C Regeln für die nachhaltige landbauliche Kompostverwertung 201 C 2 Ergebnisse des ökonomisch-ökologischen KE-Modells 206 C 2.1 Interne Effekte 206 C Auswirkungen in Bezug auf den Standort 206 C Auswirkungen in Bezug auf den Betriebstyp 209 C Auswirkungen in Bezug auf die Ausbringungsmenge 211 C Wert des Kompostes 213 C Gesamteinschätzung 216 C 2.2 Externe Effekte 218 C Auswirkungen auf die Schwermetallbelastung 218 C Schwermetallgehalte im Boden 218 C Schwermetallgehalte im Getreide 223 C Organische Schadstoffe 224 C Organische Schadstoffe im Boden 225 C Organische Schadstoffe im Getreide 226 C Auswirkungen auf die Erosion 226 VI

11 C Tolerierbarkeit von Erosion 227 C Bewertung der Erosion 228 C Exkurs zum monetären Nutzen der Erosionsminderung 229 C Entstehung von klimarelevanten Gasen 229 C Auswirkungen bei verschiedenen Betriebstypen 230 C Auswirkungen bei unterschiedlichen Kompostmengen 231 C Belastung von Grund- und Oberflächenwasser 232 C Stickstoff 233 C Phosphor und Kalium 233 C Gesamteinschätzung 235 C 3 Ergebnisse des Marketing 237 C 3.1 Marktforschung 237 C Ergebnisse der Anwenderbefragung 237 C Strukturdaten 237 C Kompostverwertung 238 C Pflanzenbauliche Bewertung 241 C Kompostart und -qualität 243 C Beziehung zwischen Anwender und Hersteller 244 C Akzeptanz 247 C Weitere Aussagen zur Kompostverwertung 249 C Ergebnisse der Herstellerbefragung 250 C Strukturdaten 250 C Vermarktungsaktivitäten 250 C Perspektiven 253 C 3.2 Marketingstrategien 255 C Marketinginstrumente 255 C Produkt- und Sortimentspolitik 255 C Preispolitik 258 C Service- und Distributionspolitik 262 C Kommunikationspolitik 264 C Marketing-Mix 269 C Marketingkonzept 270 C Aufbau eines Marketingkonzeptes 270 C Beispiel eines Marketingkonzeptes 270 C 3.3 Gesamteinschätzung und Schlussfolgerungen 275 D ÖFFENTLICHKEITSARBEIT 277 D 1 Workshops und Messen 277 D 1.1 Workshops 277 D 1.2 Messen 279 D 2 Überregionale Öffentlichkeitsarbeit 280 D 2.1 Veröffentlichungen 280 D 2.2 Vorträge 281 VII

12 D 2.3 Zwischenberichte 281 D 3 Regionale Öffentlichkeitsarbeit 281 E HANDLUNGSEMPFEHLUNGEN 283 F LITERATUR 286 F 1 Vorteilswirkungen und mögliche Risiken der pflanzenbaulichen Kompostverwertung 286 F 2 Ökonomisch-ökologische Bewertung 300 F 3 Marketingstrategien 305 DBU-Abschlussbericht einschließlich Anhang als CD-ROM am Berichtsende VIII

13 VERZEICHNISSE ABBILDUNGSVERZEICHNIS Abbildung 1 Hauptaufgaben der Kommunikationspolitik und deren Umsetzung Abbildung 2 Aufbau eines Marketingkonzeptes Abbildung 3 Absatzbereiche für Kompost (BMU 2000), verändert Abbildung 4 Ganzheitlicher Ansatz des Verbundforschungsprojektes...46 Abbildung 5 Modell der objektiven Bewertung von Kompostwirkungen in der Landwirtschaft Abbildung 6 Kompost-Dauerversuche in Baden-Württemberg (Lageplan):...56 Abbildung 7 Beispiel für ein Produktionsmodell Abbildung 8 Verknüpfung des Produktionsmodells mit den externen Effekten...75 Abbildung 9 Mittlere jährliche Nährstoffzufuhren bei Kompostgaben von jährlich 6,7 bzw. 10 t/ha TM in Relation zu mittleren jährlichen Nährstoffabfuhren einer Mais/ Getreidefruchtfolge...95 Abbildung 10 Zufuhr an organischer Substanz sowie basisch wirksamer Substanz (BWS) mit jährlichen Kompostgaben von 6,7 bzw. 10 t/ha TM...96 Abbildung 11 Schwermetallgehalte von Komposten relativ zu Grenzwerten der Bioabfall-VO für Kompostgaben von 20 t/ha TM im dreijährigen Turnus (Grenzwerte in mg/kg TM = 100 %)...97 Abbildung 12 Schwermetallgehalte von Komposten relativ zu Grenzwerten der Bioabfall-VO für Kompostgaben von 30 t/ha TM im dreijährigen Turnus (Grenzwerte in mg/kg TM = 100 %)...97 Abbildung 13 Entwicklung der Gehalte an PCB und PCDD/F in Komposten, bezogen auf Orientierungswerte des Kompostierungserlasses Baden-Württemberg (= 100 %) Abbildung 14 Fremdstoffgehalte >2 mm und Steingehalte >5 mm in Komposten: Ergebnisse der Übersichtsuntersuchungen sowie der Kompostversuche Abbildung 15 Jährliche Wertstoffzufuhren in der Kompoststufe K2 = 10 t/ha TM: Abbildung 16 Jährliche Nährstoffzufuhren in kg/ha mit Kompostgaben der Kompoststufe K2: Einzelwerte sowie Mittel der Versuchsstandorte (Legende vgl. Abbildung 15) Abbildung 17 Saldo Nährstoffzufuhr mit Kompostgaben (K1, K2, K3)/Nährstoffentzug Haupternteprodukte (Korn, S.Mais) und Stroh: Jährliche Nährstofffrachten in kg/ha Abbildung 18 Schwermetallgehalte der in den Versuchen eingesetzten Komposte relativ: Abbildung 19 Schwermetallfrachten der in den Versuchen eingesetzten Komposte relativ: Ausschöpfung der stringenteren Grenzfrachten lt. Bioabfall-VO (= 100 %) für Gaben von 30 t/ha TM im 3jährigen Turnus Abbildung 20 Entwicklung der ph-werte des Bodens in Abhängigkeit von der Kompostgabe: Abbildung 21 Entwicklung der ph-werte des Bodens in Abhängigkeit von der Kompostgabe: Vergleich der Mittelwerte der Jahre und Abbildung 22 Entwicklung der Humusgehalte des Bodens in Abhängigkeit von der Kompostgabe: Mittelwerte der Jahre Abbildung 23 Zunahme der Humusgehalte des Bodens in Abhängigkeit von der mit Kompostgaben (Stufen K1, K2, K3) im Versuchszeitraum zugeführten organischen Substanz Abbildung 24 Entwicklung der N-Gesamtgehalte des Bodens in Abhängigkeit von der Kompostgabe: Mittelwerte der Jahre Abbildung 25 Zunahme der N-Gesamtgehalte des Bodens in Abhängigkeit von der mit Kompostgaben (Stufen K1, K2, K3) im Versuchszeitraum zugeführten N-Menge Abbildung 26 Vergleich der löslichen Nährstoffgehalte in Abhängigkeit von der Kompostgabe zu Beginn der Versuche (Zeitraum 1995/97) und nach einer Laufzeit von 6-8 Jahren (Zeitraum 2000/2002) IX

14 Abbildung 27 Abschätzung der Düngeeffizienz (potenzielle Ausnutzungsraten) der mit gestaffelten Kompostgaben zugeführten Nährstofffrachten (Phosphor, Kalium) Abbildung 28 Zunahme der löslichen Gehalte des Bodens an Phosphor (oben) und Kalium (unten) in Abhängigkeit von der mit Kompostgaben (Stufen K1, K2, K3) im Versuchszeitraum zugeführten Mengen an Phosphor und Kalium Abbildung 29 N min -Gehalte im Jahresverlauf in Abhängigkeit von der Kompostgabe (Kompoststufen K0, K2 und K3) bei verschiedenen Niveaus der N-Zusatzdüngung Abbildung 30 Änderung der N min -Gehalte mit steigender Kompostgabe (Stufen K2 und K3) im Vergleich zur Kontrolle ohne Kompost (Stufe K0) bei verschiedenen Niveaus der N-Zusatzdüngung (N-Stufen N0, N1 und N2) Abbildung 31 Mittlere Zeiträume bis zur analytisch nachweisbaren Anhebung der Schwermetallgehalte des Bodens durch jährliche Kompostgaben von 5 bzw. 10 t/ha TM Abbildung 32 Einfluss der Kompostgabe auf die mobilen Schwermetallgehalte des Bodens an Cd, Ni, Zn und Cu Abbildung 33 Relative Änderung der Aggregatstabilität (Variantenmittel) aller Standorte im Jahr 2002 (Stufe ohne Kompost K0 = 1) Abbildung 34 Variantenmittel der Lagerungsdichten der Standorte Forchheim, Weierbach und Abbildung 35 Variantenmittel der Lagerungsdichten der Standorte Pforzheim, Stockach und Abbildung 36 Nutzbare Feldkapazität und Gesamtporenvolumen (Variantenmittel) der Standorte Forchheim, Weierbach und Pforzheim Abbildung 37 Nutzbare Feldkapazität und Gesamtporenvolumen (Variantenmittel) der Standorte Stockach, Ellwangen und Heidenheim Abbildung 38 Variantenmittel der Luft- und Wasservolumina aller Standorte im feldfrischen Zustand Herbst Abbildung 39 Bodenfeuchte der Krume im Vegetationsverlauf 2002 der Standorte Forchheim, Weierbach und Pforzheim (Variantenmittel) Abbildung 40 Bodenfeuchte der Krume im Vegetationsverlauf 2002 der Standorte Stockach, Ellwangen und Heidenheim Abbildung 41 Variantenmittel der minimalen Wasserkapazität aller Standorte Herbst Abbildung 42 Variantenmittel der Infiltrationsraten aller Standorte Frühjahr Abbildung 43 Variantenmittel der mikrobiellen Biomasse der Standorte Forchheim, Stockach und Ellwangen Abbildung 44 Variantenmittel der mikrobiellen Biomasse der Standorte Weierbach, Pforzheim Abbildung 45 Variantenmittel der Dehydrogenaseaktivität der Standorte Forchheim, Pforzheim, Stockach und Ellwangen im Jahr Abbildung 46 Variantenmittel der N-Mineralisierungsrate 0-14 Tage der Standorte Forchheim, Stockach und Ellwangen im Herbst Abbildung 47 Huminstofffraktionierung der Standorte Forchheim, Stockach und Ellwangen Herbst 2001 als Variantenmittel (HS = Huminsäure, FS = Fulvosäure) Abbildung 48 Absorptionsquotient AQ 4/6 (465/665 nm) der Huminstofffraktionierung Herbst 2001 für die Standorte Forchheim, Stockach und Ellwangen (Variantenmittel) Abbildung 49 N-Ausnutzung der Komposte nach 5 bzw. 8jährigem Komposteinsatz: Mittel aller Versuche (oben) bzw. Mittel der Versuche mit S.Mais (unten) Abbildung 50 N-Ausnutzung der Komposte im Verlauf der drei Fruchtfolgerotationen: Abbildung 51 Relation zwischen löslicher N-Fracht und N-Ausnutzung der Kompostgaben, jeweils bezogen auf die N-Gesamtzufuhr: Mittel aller Kompoststufen über alle Versuche X

15 Abbildung 52 Schwermetallentzüge durch Haupternteprodukte (ohne Stroh) in Relation zur Schwermetallzufuhr durch Kompostgaben von 5 bzw. 10 t/ha TM: Mittel Versuchszeitraum bzw (Ellwangen, Heidenheim) Abbildung 53 Schwermetallentzüge als Summe Ernteprodukte in Relation zur Schwermetallzufuhr durch Kompostgaben von 10 t/ha TM: Mittel aller Versuche im Versuchszeitraum bzw (Ellwangen, Heidenheim) Abbildung 54 Erträge in Abhängigkeit von der Kompostgabe und der ergänzenden N-Düngung: Mittel Orte Nr. 1-6 (ohne Ort Nr. 2) Abbildung 55 Erträge in Abhängigkeit von der Kompostgabe und der ergänzenden N-Düngung: Kompostversuch Forchheim (Nr. 1) Abbildung 56 Erträge in Abhängigkeit von der Kompostgabe und der ergänzenden N-Düngung: Kompostversuch Stockach (Nr. 4) Abbildung 57 Grundsätze der nachhaltigen landbaulichen Kompostverwertung Abbildung 58 Nachhaltige landbauliche Kompostverwertung - Entscheidungsfindung (1) Abbildung 59 Nachhaltige landbauliche Kompostverwertung - Entscheidungsfindung (2) Abbildung 60 Deckungsbeitragsänderung beim Einsatz von jährlich 10 t/ha TM Kompost in Marktfruchtbetrieben Vergleich aller Standorte (alle Angaben in /ha) Abbildung 61 Deckungsbeitragsänderung beim Einsatz von jährlich 10 t/ha TM Kompost auf schweren, mittleren und leichten Böden in Markfruchtbetrieben ohne Standort Weierbach (alle Angaben in /ha) Abbildung 62 Deckungsbeitragsänderung beim Einsatz von jährlich 10 t/ha TM Kompost bei verschiedenen Betriebstypen Mittel über alle Standorte (alle Angaben in /ha) Abbildung 63 Deckungsbeitragsänderung beim Einsatz von jährlich 10 t/ha TM Kompost auf dem Standort Weierbach in Abhängigkeit der verschiedenen Betriebstypen (alle Angaben in /ha) Abbildung 64 Deckungsbeitragsänderung beim Einsatz von jährlich 10 t/ha TM Kompost auf dem Standort Stockach in Abhängigkeit der verschiedenen Betriebstypen (alle Angaben in /ha) Abbildung 65 Deckungsbeitragsänderung beim Einsatz von unterschiedlichen Kompostmengen in Marktfruchtbetrieben ohne Standort Weierbach (alle Angaben in /ha) Abbildung 66 Wert von einer Tonne Kompost (beim Einsatz von jährlich 10 t/ha TM Kompost) auf schweren, mittleren und leichten Böden in Marktfruchtbetrieben ohne Standort Weierbach (alle Angaben in /t Kompost) Abbildung 67 Wert von einer Tonne Kompost bei unterschiedlichen Kompostmengen in Marktfruchtbetrieben ohne Standort Weierbach (alle Angaben in /t Kompost) Abbildung 68 Einteilung der Zielgruppe Landwirtschaft in Bezug auf den Komposteinsatz Abbildung 69 Pflanzenbauliche Eignung des Komposteinsatzes unter Berücksichtigung positiver Auswirkungen Abbildung 70 Pflanzenbauliche Eignung des Komposteinsatzes unter Berücksichtigung möglicher negativer Auswirkungen Abbildung 71 Einsatzhemmnisse Abbildung 72 Hauptaufgaben der Kommunikationspolitik und deren Umsetzung Abbildung 73 Beispiel zum Marketing-Mix Abbildung 74 Aufbau eines Marketingkonzeptes Abbildung 75 Überregionale Öffentlichkeitsarbeit im Überblick XI

16 TABELLENVERZEICHNIS Tabelle 1 Komprimierte Projektergebnisse zu Vorteilswirkungen der landbaulichen Kompostverwertung für Düngung und Bodenfruchtbarkeit...3 Tabelle 2 Komprimierte Projektergebnisse zu möglichen Risiken der landbaulichen Kompostverwertung....6 Tabelle 3 Nachhaltige landbauliche Kompostverwertung - Grundsätze und Schritte zur Entscheidungsfindung...9 Tabelle 4 Regeln für die nachhaltige landbauliche Kompostverwertung Tabelle 5 Deckungsbeitragserhöhungen beim Einsatz von jährlich 10 t/ha TM Kompost in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebstypen Mittel über alle Standorte (alle Angaben in /ha)...13 Tabelle 6 Deckungsbeitragserhöhungen beim Einsatz von jährlich 10 t/ha TM Kompost in Abhängigkeit von verschiedenen Böden in Marktfruchtbetrieben ohne Standort Weierbach (alle Angaben in /ha)...13 Tabelle 7 Deckungsbeitragserhöhungen in Abhängigkeit von der Höhe der jährlichen Kompostgaben in Marktfruchtbetrieben ohne Standort Weierbach (alle Angaben in /ha) Tabelle 8 Bewertung der ökonomischen Auswirkungen einer einmaligen und einer langfristigen (7jährigen) jährlichen Kompostgabe von 10 t/ha TM in Abhängigkeit von Betriebstyp und Bodentyp...14 Tabelle 9 Mögliche Erreichung von Schwermetallgrenzwerten im Überblick Mittelwert über alle modellierten Standorte bei Berücksichtigung der jeweiligen Schwermetallgehalte im Boden vor der ersten Kompostausbringung Tabelle 10 Darstellung der Erosionsproblematik in Marktfruchtbetrieben für die Varianten K0 (kein Kompost) und K2 (10 t/ha TM Kompost) bei verschiedenen Hangneigungen Tabelle 11 Monetärer Wert der Emissionsminderung klimarelevanter Gase bei jährlichen Kompostgaben von 10 t/ha TM in Marktfruchtbetrieben umgerechnet auf eine Tonne Kompost (Alle Angaben in ) Tabelle 12 Bewertung der langfristigen Nährstoffüberschüsse nach betriebseigener organischer Düngung und Kompostgaben Mittel über alle Standorte...16 Tabelle 13 Zusammenfassende Bewertung der ökologischen Auswirkungen einer langfristigen jährlichen Kompostgabe von 10 t/ha TM in Marktfrucht- und Gemischtbetrieben Tabelle 14 Argumentationsbedarf zur Erzielung eines Preises nach Zielgruppen Tabelle 15 Einteilung der Kommunikationsinstrumente in Gruppen - und Individualmarketing...22 Tabelle 16 Preisstruktur am Markt für Komposte...44 Tabelle 17 Standortbeschreibung, eingesetzte Kompostarten und Laufzeit der Versuche...57 Tabelle 18 Variantenplan Kompost-Dauerversuche (grundsätzlicher Aufbau)...58 Tabelle 19 Änderung der Bemessungsgrundlage für die Kompostgaben im Verlauf von drei Fruchtfolgerotationen Tabelle 20 Aktueller Versuchsplan (Versuchsjahre )...60 Tabelle 21 Versuchsumfang der Kompost-Dauerversuche Tabelle 22 Liste der Tandem-Teams...63 Tabelle 23 Parameter und Untersuchungsmethoden für Komposte...64 Tabelle 24 Parameter und Untersuchungsmethoden für Böden...65 Tabelle 25 Darstellung der Versuchsstandorte Tabelle 26 Darstellung der modellierten Betriebstypen XII

17 Tabelle 27 Eintrags- und Austragswege von Schwermetallen...76 Tabelle 28 Berechnung des R-Faktors in Abhängigkeit der einzelnen Bundesländer...77 Tabelle 29 Mittlere Niederschläge und K-Faktoren an den einzelnen modellierten Standorten...78 Tabelle 30 Einflussfaktoren der Erosionsgefahr und ihre Schwankungsbreiten...81 Tabelle 31 GWP wichtiger klimarelevanter Gase...83 Tabelle 32 Emissionsfaktoren für Energieträger und Vorleistungsprodukte...83 Tabelle 33 Bilanz der Herstellung von 10 t Kompost-Trockensubstanz Tabelle 34 Vergleich von Verbrennung und Kompostierung (Menge der Frischsubstanz 37,03 t)...85 Tabelle 35 Bilanzierung auf Betriebsebene (Betriebsbilanz) Tabelle 36 Fragebogenkomplexe und Details zur Anwenderbefragung...88 Tabelle 37 Fragebogenkomplexe und Details zur Herstellerbefragung...90 Tabelle 38 Inhaltsstoffe von Komposten aus Baden-Württemberg bzw. der Bundesrepublik Deutschland (komprimierte Übersicht) Tabelle 39 Lösliche Nährstoffgehalte von Komposten...93 Tabelle 40 Gehalte an PCB und PCDD/F in Komposten: Tabelle 41 Zunahme der Humusgehalte des Bodens mit steigenden Kompostgaben: Tabelle 42 Entwicklung der löslichen Nährstoffgehalte des Bodens sowie ihrer Einstufung in Gehaltsklassen in Abhängigkeit von der Kompostgabe (K1, K2, K3) Tabelle 43 Anstieg der Bodenfeuchte der Krume bei Kompostgaben von 10 (K2) bzw. 20 t/ha TM im Vergleich zur Kontrollvariante ohne Kompost (K0) Tabelle 44 Mikrobielle Biomasse: Signifikante Unterschiede der Varianten nach Varianzanalyse für den Standort Stockach (S = signifikant) Tabelle 45 Mikrobielle Biomasse: Signifikante Unterschiede der Varianten nach Varianzanalyse für den Standort Ellwangen Frühjahr 2002 (S = signifikant) Tabelle 46 C mic /C org -Verhältnis der Standorte Forchheim, Ellwangen, Stockach Tabelle 47 C mic /C org -Verhältnisse der Standorte Heidenheim, Pforzheim und Weierbach Tabelle 48 DHA/C org -Verhältnis der Standorte Forchheim, Stockach und Ellwangen Tabelle 49 Gehaltsbereiche für natürliche Schwermetallgehalte in mg/kg TM bei den angebauten Fruchtarten der Kompostversuche Tabelle 50 Relative Schwermetallentzüge in % der Schwermetallzufuhr durch Komposte: Wertebereiche der Versuche für Haupternteprodukte in Abhängigkeit von der Fruchtfolge Tabelle 51 Relative Mehrerträge nach Kompostanwendung: Tabelle 52 Abschätzung der düngewirksamen N-Zufuhr aus Komposten: Tabelle 53 Düngeeffizienz jährlicher, pflanzenbaulich relevanter Kompostgaben Tabelle 54 Wirkungen von Kompostgaben auf Bodenstruktur, Wasserhaushalt und Bodenmikrobiologie: Übersicht der Projektergebnisse Tabelle 55 Bodenverbessernde Wirkungen von pflanzenbaulich relevanten Kompostgaben (jährlich 6-7, maximal 10 t/ha TM) Tabelle 56 Richtwerte zur Anrechnung der düngewirksamen N-Zufuhr regelmäßiger Kompostgaben von jährlich 7-10 t/ha TM: Anrechenbarer N-Anteil in % N t -Zufuhr Tabelle 57 Geeignete Anwendungstermine für die Kompostausbringung Tabelle 58 Grenzwert für Kompostpreis, bis zu dem die jeweilige Ausbringungsmenge ökonomisch sinnvoll ist Mittelwert über alle Standorte (alle Werte in und auf 10 Cent gerundet) XIII

18 Tabelle 59 Deckungsbeitragserhöhungen beim Einsatz von jährlich 10 t/ha TM Kompost in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebstypen Mittel über alle Standorte (alle Angaben in /ha) Tabelle 60 Deckungsbeitragserhöhungen beim Einsatz von jährlich 10 t/ha TM Kompost in Abhängigkeit von verschiedenen Böden in Marktfruchtbetrieben ohne Standort Weierbach (alle Angaben in /ha) Tabelle 61 Deckungsbeitragserhöhungen in Abhängigkeit von verschiedenen jährlichen Kompostgaben in Marktfruchtbetrieben ohne Standort Weierbach (alle Angaben in /ha) Tabelle 62 Zusammenfassende bewertende Darstellung der ökonomischen Auswirkungen einer einmaligen und einer langfristigen (7 jährigen) jährlichen Kompostgabe von 10t/ha TM in Abhängigkeit von Betriebstyp und Bodentyp Tabelle 63 Geschätzte mittlere Schwermetalleinträge über die atmosphärische Deposition und mittelfristige Tendenz in der Bundesrepublik Deutschland (alle Angaben in g/(ha*a)) Tabelle 64 Grenzwerte für Schwermetallgehalte im Boden bei der Ausbringung von Bioabfällen auf landwirtschaftlichen Nutzflächen laut Bioabfallverordnung (alle Angaben in mg/kg Boden Trockenmasse) Tabelle 65 Schwermetallgehalte im Boden vor der ersten Kompostausbringung auf den verschiedenen Versuchsstandorten (alle Angaben in mg/kg Boden Trockenmasse) Tabelle 66 Mögliche Erreichung von Schwermetallgrenzwerten im Überblick Mittelwert über alle modellierten Standorte bei Berücksichtigung der jeweiligen Schwermetallgehalte im Boden vor der ersten Kompostausbringung Tabelle 67 Möglichkeiten zur Verhinderung der Schwermetallmobilisierung in den Böden Tabelle 68 Mittlere Schwermetallgehalte und zulässige Höchstmengen an Schwermetallen im Ernteprodukt (alle Angaben in mg/kg Trockenmasse) Tabelle 69 Organische Schadstoffe im Boden auf den verschiedenen untersuchten Standorten (alle Angaben in mg/kg, PCDD/F in ng I-TEq/kg) Tabelle 70 Mittelwert der organischen Schadstoffe in den ausgebrachten Komposten (alle Angaben in mg/kg, PCDD/F in ng I-TEq/kg) Tabelle 71 Darstellung der Toleranzgrenzen und der Bodenreserve auf den einzelnen Versuchsstandorten Tabelle 72 Problematik der Erosion im Mittel aller Standorte, vergleichende Darstellung der Varianten K0 (kein Kompost) und K2 (10 t/(ha*a) TM Kompost) bei verschiedenen Hangneigungen, sowie Angabe der Bodenreserve in Jahren Tabelle 73 Monetärer jährlicher Nutzen bei verschiedenen Hangneigungen im Mittel aller Standorte (alle Angaben in /ha*a) Tabelle 74 Verringerung der Emission klimarelevanter Gase bei der Ausbringung von jährlich 10 t/ha TM Kompost nach Betriebstypen (alle Angaben in kg CO 2 -Äquivalente/ha) Tabelle 75 Monetärer Wert der Emissionsminderung klimarelevanter Gase bei der Ausbringung von jährlich 10 t/ha TM Kompost nach Betriebstypen (alle Angaben in /ha) Tabelle 76 Verringerung der Emission klimarelevanter Gase bei der Ausbringung von unterschiedlich hohen Kompostgaben in Marktfruchtbetrieben (alle Angaben in kg CO 2 -Äquivalente/ha) Tabelle 77 Monetärer Wert der Emissionsminderung klimarelevanter Gase bei der Ausbringung von unterschiedlich hohen Kompostgaben in Marktfruchtbetrieben (alle Angaben in /ha) XIV

19 Tabelle 78 Monetärer Wert der Emissionsminderung klimarelevanter Gase bei der Ausbringung von unterschiedlich hohen Kompostgaben in Marktfruchtbetrieben umgerechnet auf eine Tonne Kompost (alle Angaben in /t TM) Tabelle 79 Bewertung der langfristigen Nährstoffüberschüsse nach Betriebseigener organischer Düngung und verschiedenen Kompostgaben im Mittel über alle Standorte (Kompostmenge in t/(ha*a) TM) Tabelle 80 Zusammenfassende Bewertung der ökologischen Auswirkungen einer langfristigen jährlichen Kompostgabe von 10 t/ha TM in Marktfrucht- und Gemischtbetrieben Tabelle 81 Strukturdaten der Anwenderbefragung Tabelle 82 Soziodemographische Daten der Anwenderbefragung Tabelle 83 Ablehnungsgründe der Nicht-Anwender gegenüber dem Komposteinsatz Tabelle 84 Einsatzbedingungen für Kompost der potenziellen Anwender Tabelle 85 Einsatz sonstiger Sekundärrohstoffdünger bzw. Bodenhilfsstoffe Tabelle 86 Ausbringungsmengen von Kompost Tabelle 87 Einsatzgründe für die Kompostanwendung Tabelle 88 Eignung des Komposteinsatzes in Abhängigkeit der Nährstoffversorgung Tabelle 89 Kompostart und Rottegrad Tabelle 90 Einsatzvoraussetzungen unter Berücksichtigung der Qualitätskriterien Tabelle 91 Preisakzeptanz Tabelle 92 Höhe der erhaltenen bzw. geforderten Zuzahlungen Tabelle 93 Meinungsäußerungen hinsichtlich Kompostkonditionen Tabelle 94 Auswahlkriterien für den Bezug von Kompost Tabelle 95 Vergleich Kompost - Klärschlamm Tabelle 96 Weitere Aussagen der Landwirte zur Kompostverwertung Tabelle 97 Eingesetzte Kompostierungsverfahren Tabelle 98 Kompostprodukte für die Landwirtschaft Tabelle 99 Serviceangebot von Transport und Ausbringung Tabelle 100 Verfügbarkeit von Kompost Tabelle 101 Erhobene Preise für Kompost Tabelle 102 Instrumente der Kommunikationspolitik Tabelle 103 Zielsetzungen der Hersteller hinsichtlich der Zielgruppe Landwirtschaft Tabelle 104 Weitere Aussagen der Hersteller zur Kompostverwertung in der Landwirtschaft Tabelle 105 Einordnung der Zielgruppen nach Betriebssystem und Standort Tabelle 106 Argumentationsbedarf zur Erzielung eines Preises nach Zielgruppen Tabelle 107 Preisempfehlungen unter Berücksichtigung der bestehenden Preispolitik (am Beispiel der Hauptzielgruppe) Tabelle 108 Inhalt eines Aktionsplanes Tabelle 109 Analyse der Ist-Situation Tabelle 110 Aktionsplan zur Umsetzung der Marketingmaßnahmen XV

20 VERZEICHNIS DER ABKÜRZUNGEN Allgemeine Abkürzungen BGK Bundes-Gütegemeinschaft Kompost e.v. BK Bioabfallkompost bzw. beziehungsweise C/N-Verhältnis Verhältnis der Gesamtgehalte an Kohlenstoff und Stickstoff CaCl 2 -Lösung Calciumchlorid- Lösung CAL-Lösung Calcium-Acetat- Lactat-Lösung FM Frischmasse FÜZ Fremdüberwachungszeugnis GK Grüngutkompost n.a. nicht auswertbar n.b. nicht bestimmt n.n. nicht nachweisbar NH 4 NO 3 -Lösung Ammoniumnitrat- Lösung NID Nitratinformationsdienst N min pflanzenverfügbarer Nitrat- Stickstoff der Bodenschicht 0-90 cm in kg/ha N N t Gesamt-Stickstoff o.g. oben genannte ogl ordnungsgemäße Landbewirtschaftung, synonym für gfp - gute fachliche Praxis OS organische Substanz ph negativer dekadischer Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration gfp gute fachliche Praxis SchALVO Schutzgebiets- und Ausgleichs-Verordnung Baden- Württemberg TM Trockenmasse TKM VDLUFA vgl. VO VwV Wd. Fruchtarten K.Mais S.Gerste S.Mais W.Gerste W.Weizen Tausend-Korn-Masse Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten vergleiche Verordnung Verwaltungsvorschrift Wiederholung Körner-Mais Sommer-Gerste Silo-Mais Winter-Gerste Winter-Weizen Maße und Gewichte o C Grad Celsius % Prozent Gew.-% Gewichtsprozent Vol.-% Volumenprozent g Gramm t Tonne l Liter M Mol m Meter XVI

21 Chemische Elemente N C Mg P K Ca Pb Cd Cr Ni Cu Zn Hg Stickstoff Kohlenstoff Magnesium Phosphor Kalium Calcium Blei Cadmium Chrom Nickel Kupfer Zink Quecksilber Dezimale Vielfache und Teile von Einheiten n Nano 10-9 µ Mikro 10-6 m Milli 10-3 c Zenti 10-2 d Dezi 10-1 k Kilo 10 3 M Mega 10 6 Kennzeichnungen < Wert kleiner als > Wert größer als - kein Ergebnis bzw. Angabe nicht sinnvoll Organische Schadstoffe PCB Polychlorierte Biphenyle, ausgewählte Kongenere Nr. 28, 52, 101, 138, 153 und 180 PCDD/F Polychlorierte Dibenzodioxine/ -furane PSM organische Pflanzenschutzmittel XVII

22 XVIII

23 A Kurzfassung des Projektberichtes A 1 Nachhaltige Kompostverwertung - Vorteilswirkungen und mögliche Risiken A Kurzfassung des Projektberichtes Die landwirtschaftliche Verwertung von geeigneten gütegesicherten Komposten, die zur Wiederverwertung von Ressourcen (organische Substanz, Nährstoffe) volkswirtschaftlich wünschenswert ist, bleibt noch hinter den objektiven Möglichkeiten zurück. Als Gründe dafür kommen nicht ausreichende Kenntnisse über die längerfristige Wirkung von Komposten auf die Bodenfruchtbarkeit und die Qualität der Ernteprodukte sowie mögliche ökologische Risiken (Grundwasser) infrage. Zudem ist zuwenig über den ökonomischen Nutzen der Kompostanwendung sowie geeignete Formen der Vermarktung bekannt. Diese Situation war Anlass und Ausgangspunkt für das vorliegende Verbund-Forschungsprojekt, das von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) im Rahmen des Schwerpunktes Bioabfallverwertung im Zeitraum gefördert wurde. Um mehr Verwertungssicherheit für die Landwirte zu erreichen und auch verbreitete Vorbehalte auszuräumen, war es Ziel des Forschungsvorhabens, in einem ganzheitlichen Ansatz noch offene Fragen der nachhaltigen Verwertung gütegesicherte Komposte zu klären und praxisbezogene Anwendungsrichtlinien für die konkreten Bedingungen der Landwirtschaft zu erarbeiten bzw. zu präzisieren, den betriebswirtschaftlichen Nutzen der Kompostanwendung und ihre ökologische Bewertung umfassend herauszuarbeiten, Marketingsstrategien zu erstellen, die den konkreten Anforderungen der Landwirtschaft entsprechen und die erarbeiteten Projektergebnisse durch geeignete Formen der Öffentlichkeitsarbeit möglichst breit zu propagieren, um mittelfristig die Akzeptanz der Kompostverwertung in der Landwirtschaft zu verbessern. A 1 Nachhaltige Kompostverwertung - pflanzenbauliche Vorteilswirkungen und mögliche Risiken Zielstellung dieses Teilprojektes, auf dessen Ergebnissen die weiteren Teilprojekte aufbauen, war es, die Vorteilswirkungen und möglichen Risiken der landbaulichen Kompostverwertung möglichst praxisbezogen und realistisch einzuschätzen, um damit die Bedingungen für die nachhaltige, d.h. langfristig umweltgerechte Kompostanwendung konkreter und umfassender als bisher herauszuarbeiten. Dazu wurden sechs Kompost-Dauerversuche genutzt, die bundesweite Boden- und Klimabedingungen der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion repräsentieren. Zusätzlich wurden umfangreiche Übersichtsuntersuchungen ausgewertet, um die aktuelle Situation maßgebender Inhaltsstoffe von Komposten zu bewerten. Die methodische Konzeption der Kompost-Dauerversuche gewährleistet aus folgenden Gründen eine hohe Praxistauglichkeit und -übertragbarkeit der Projektergebnisse: 1

24 A Kurzfassung des Projektberichtes A 1 Nachhaltige Kompostverwertung - Vorteilswirkungen und mögliche Risiken A 1.1 Pflanzenbauliche Vorteilswirkungen Anlage vorwiegend auf mittleren und schweren Böden, auf denen vorrangig mit einer Kompostwirkung zu rechnen ist. Prüfung gestaffelter Kompostgaben (jährlich 5, 10 bzw. 20 t/ha Trockenmasse) in Kombination mit gestaffelter N-Ergänzungsdüngung (50 bzw. 100 % des Düngungsoptimums), um die optimale Höhe der Kompostgaben zu überprüfen und vor allem die Höhe der notwendigen N-Ergänzungsdüngung genauer herauszuarbeiten. Wahl einer typischen Fruchtfolge mit mittleren bis hohen Nährstoffentzügen (Körner- bzw. Silomais/Winter-Weizen/Winter-Gerste), die für zahlreiche Betriebe im Bundesgebiet repräsentativ ist. Die einheitliche Fruchtfolge auf allen Versuchsstandorten sichert eine gute Vergleichbarkeit der Standorte. Durchführung durchweg auf Wirtschaftsflächen von Vollerwerbslandwirten, ausschließlicher Einsatz von gütegesicherten Komposten, Bildung von sog. Tandem-Teams (Landwirt und Kompostbetrieb) und deren aktive Einbeziehung in die Versuchsdurchführung - alles Voraussetzungen für eine möglichst praxisnahe Projektbearbeitung. Vergleichsweise lange Versuchsdauer von 5 (zwei Standorte) bzw. 8 (vier Standorte) Jahren: gute Voraussetzungen für Ergebnisse zur nachhaltigen, d.h. möglichst langfristigen Kompostanwendung. Aufbauend auf dieser umfangreichen und wissenschaftlich fundierten Projektbasis wurden alle maßgebenden Vorteilswirkungen und möglichen Risiken der landbaulichen Kompostanwendung nach einem ganzheitlichen Projektansatz mehrjährig geprüft und bewertet. A 1.1 Pflanzenbauliche Vorteilswirkungen Die Ergebnisse der pflanzenbaulichen Bewertung belegen, dass sich der Nutzen der landbaulichen Kompostanwendung (Vorteilswirkungen) stets aus der Summe von Einzelwirkungen ergibt, die sich letztlich im Ertrag sowie in einer erhöhten Bodenfruchtbarkeit widerspiegeln. Die Kompostwirkung entfaltet sich - im Unterschied zur Wirkung der Mineraldünger - in der Regel langsamer und ist meist erst nach mehreren Jahren messbar. Deshalb sind für Zwecke der nachhaltigen Düngung und Bodenverbesserung regelmäßige Kompostgaben über längere Zeiträume (3-10 Jahre) unabdingbar. Mit pflanzenbaulich vertretbaren Kompostgaben von 6-7 t/ha bzw. 20 t/ha TM im dreijährigen Turnus werden dem Boden erhebliche Zufuhren an Wert- und Nährstoffen verabreicht (vgl. Tabelle 1). An erster Stelle steht die Zufuhr an organischer Substanz, durch die die Humusbilanz deutlich positiv beeinflusst wird. Sie ist - neben der Bedeutung für die Düngewirkung (Stickstoff) - auch die Voraussetzung für die verschiedenen bodenverbessernden Wirkungen. Durch die Kalkzufuhr in der Größenordnung einer Erhaltungsdüngung kann der ph-wert des Bodens stabilisiert bzw. im günstigen Fall allmählich angehoben werden. Beide Stoffzufuhren bilden deshalb erhebliche Einsparpotenziale für die Düngung. Unter den Nährstoffen hat die Zufuhr an Phosphor und Kalium die entscheidende Bedeutung für die Düngewirkung. Beide Nährstoffe werden relativ schnell düngewirksam. Das zeigte sich 2

25 A Kurzfassung des Projektberichtes A 1 Nachhaltige Kompostverwertung - Vorteilswirkungen und mögliche Risiken A 1.1 Pflanzenbauliche Vorteilswirkungen in den Versuchen vor allem in deutlich angestiegenen pflanzenverfügbaren Bodengehalten, durch die sich der Versorgungszustand des Bodens verbesserte. Auf Grund ihrer hohen Dün- Tabelle 1 Komprimierte Projektergebnisse zu Vorteilswirkungen der landbaulichen Kompostverwertung für Düngung und Bodenfruchtbarkeit. Gültig für pflanzenbaulich optimale Kompostgaben von jährlich 6-7 t/ha TM bzw. 20 t/ha TM im dreijährigen Turnus. Zufuhren an Wert- und Nährstoffen Wertstoffe Mittlerer Bereich Beurteilung Organische Substanz t/ha TM 2,5-3,0 deutlich positiv für Humusbilanz Kalk - CaO dt/ha 2,0-3,0 positiv für Kalkbilanz Nährstoffe kg/ha Mittlerer Bereich Nährstoffsaldo im Mittel Stickstoff - N ausgeglichen bis schwach positiv Phosphor - P 2 O ausgeglichen Kalium - K 2 O Entzüge mittel: positiv Entzüge hoch: schwach negativ bis ausgeglichen Magnesium - MgO stark positiv Wirkungen auf den Boden: Humus-, Kalk- und Nährstoffversorgung Parameter Veränderungen in 5-8 Jahren Beurteilung Humusgehalt Anstieg um 0,2-0,5 %, mittl. Anhebungsrate 0,1 % je 8 t Zufuhr an organischer Substanz Reproduktion der organischen Substanz eindeutig gesichert N t -Gehalt ph-wert Anstieg um 0,01-0,02 %, mittl. Anhebungsrate 0,01 % je 500 kg N t -Zufuhr Erhaltung bzw. im günstigen Fall Anstieg um 0,2-0,4 Einheiten geringe Erhöhung des N t -Pools Erhaltungskalkung Düngewirksame Nährstoffanteile Anrechenbar in % Gesamtzufuhr Stickstoff - kurzfristig (1-3 J.) mittelfristig (4-8 J.) mittelfristig + erhöhte N min -Gehalte Phosphor - Mittel Fruchtarten entzugsstarke Frucht Kalium - Mittel Fruchtarten entzugsstarke Frucht Düngeeffizienz und Anrechnung in der Düngebilanz - geringe Düngeeffizienz - kurzfristige Anrechnung max. 5 % - mittelfristige Anrechnung max. 10 % ohne N min -Anteil - hohe Düngeeffizienz - volle Anrechnung, dadurch in der Regel begrenzender Faktor der Kompostgabe! Magnesium Mittel Fruchtarten geringe Düngeeffizienz - langfristige Anrechnung 3

26 A Kurzfassung des Projektberichtes A 1 Nachhaltige Kompostverwertung - Vorteilswirkungen und mögliche Risiken A 1.1 Pflanzenbauliche Vorteilswirkungen geeffizienz und im Interesse eines ausgeglichenen Nährstoffsaldos sind sie deshalb in der Düngebilanz voll anzurechnen, d.h. sie können die Grunddüngung vollständig ersetzen (Einsparpotenzial). Gleichzeitig werden diese Zufuhren damit zum begrenzenden Faktor der Kompostgabe! Die hohe Mg-Zufuhr mit Komposten, die durchweg zu einem erheblichen Positivsaldo führt und eine nur geringe Düngeeffizienz aufweist, ist kein Nachteil. Sie wirkt der permanenten Mg-Auswaschung aus dem Boden entgegen und birgt auf Grund der mäßigen Löslichkeit keine Gefahren für Pflanzen (Phytotoxizität) sowie für das Grundwasser. Tabelle 1 Komprimierte Projektergebnisse zu Vorteilswirkungen der landbaulichen Kompostverwertung für Düngung und Bodenfruchtbarkeit (Fortsetzung). Wirkungen auf den Boden: Bodenverbesserung Parameter Tendenz Auswirkungen für die Bodennutzung Bodenstruktur Aggregatstabilität deutlich Boden elastischer und mechanisch belastbarer, Schutz gegen Bodenverdichtungen, Erosionsminderung Lagerungsdichte vorhanden bessere Durchlüftung und Drainage Porenvolumen und -verteilung Nutzbare Feldkapazität Wassergehalt Wasserkapazität vorhanden deutlich deutlich deutlich Wasserhaushalt Anhebung des Anteils an Mittel- und Grobporen, bessere Durchlüftung und Drainage verbesserter Gasaustausch, erhöhte Kapazität zur Wasserspeicherung, erhöhter Wasservorrat bei Trockenheit, verstärkter Schutz der Pflanzenbestände gegen Trockenstress Wasserinfiltration unsicher bessere Wasserdurchleitung bei starken Niederschlägen, Verhinderung von Staunässe Bodenmikrobiologie Mikrobielle Biomasse Dehydrogenaseaktivität N-Mineralisierung deutlich deutlich vorhanden Aktivierung des Bodenlebens, Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen Schadorganismen und auch gegen physikalische Bodenbelastungen, Verbesserung der Mineralisierung der organischen Substanz, Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit allgemein Neben der Zufuhr an Phosphor und Kalium kann auch die N t -Zufuhr zum begrenzenden Faktor der Kompostgabe werden. Um einen unkalkulierbar hohen N t -Pool im Boden zu vermeiden, ist die N t -Zufuhr über Kompost auf jährlich 170 kg/ha beschränkt. Besondere Sorgfalt erfordert die sachgerechte Anrechnung der mineralisierten N-Anteile für die mineralische N-Ergänzungsdüngung, um überhöhte lösliche N-Anteile im Boden sicher zu vermeiden: Nach kurzfristiger Kompostanwendung (1-3 Jahre) ist dieser Anteil mit max. 5 % noch vernachlässigbar gering. Mittelfristig ist die mineralische N-Düngung aus Vorsorge jedoch im Mittel um 10 %, bei Einbeziehung der erhöhten N min -Anteile im Boden um etwa 15 % zu reduzieren. Dabei sind in Abhängigkeit von der Kompostart Spannweiten von 0 (vorrangig Grünkomposte) bis 25 % (N-reiche Biokomposte) möglich. 4

27 A Kurzfassung des Projektberichtes A 1 Nachhaltige Kompostverwertung - Vorteilswirkungen und mögliche Risiken A 1.2 Mögliche Risiken Die Versuchsergebnisse belegen (vgl. Tabelle 1 Fortsetzung), dass durch die erhebliche Zufuhr an organischer Substanz mit den Kompostgaben alle wesentlichen bodenphysikalischen und -biologischen Parameter der Bodenverbesserung, wie der Bodenstruktur, des Wasserhaushaltes und vor allem der Bodenmikrobiologie, spürbar positiv beeinflusst worden sind. Diese Wirkungen tragen erheblich zu einer allmählichen Förderung der Bodenfruchtbarkeit bei und verbessern vor allem die für die pflanzenbauliche Bodennutzung wesentlichen Eigenschaften, wie Befahrbarkeit, Erosionsverhalten, Wasserspeicherung und Bodenaktivität. Die Summe aller Vorteilswirkungen der landbaulichen Kompostanwendung widerspiegelt sich am besten im Ernteertrag. Im Mittel ist nach den mehrjährigen Versuchsergebnissen unter Bedingungen intensiver Pflanzenproduktion (Abfuhr sämtlicher Ernteprodukte einschließlich Stroh), wie sie verstärkt in Regionen mit hoher Ackerbauproduktivität (z.b. Südwesten Baden- Württembergs, Köln-Aachener Bucht) typisch ist, mit Mehrerträgen von 5-8 % zu rechnen. Bei geringerer Produktionsintensität sind solche deutlichen Ertragswirkungen des Komposteinsatzes seltener. Mittel- und langfristig haben die bodenverbessernden Wirkungen der regelmäßigen Kompostanwendung mindestens die gleiche, wenn nicht sogar eine größere Bedeutung als die Düngungseffekte. In ihrer Summe - das zeigen die Erfahrungen aus den 5- bzw. 8jährigen Kompost-Dauerversuchen - qualifizieren beide Gruppen von Vorteilswirkungen die Komposte unter geeigneten Standort- und Nutzungsbedingungen als wertvolle Sekundärrohstoffe (organische NPK-Dünger) für den nachhaltigen Einsatz in der Pflanzenproduktion. A 1.2 Mögliche Risiken Die Ergebnisse der umfassenden Bewertung möglicher Risiken zeigen, dass die landbauliche Kompostverwertung insgesamt nur geringe Risiken mit sich bringt, die beherrschbar und tolerierbar sind, wenn die Regeln guter fachlicher Praxis eingehalten werden. Voraussetzung dafür ist, dass möglichst gütegesicherte Komposte eingesetzt werden, die niedrige Schwermetallgehalte aufweisen und weitere Anforderungen erfüllen und pflanzenbaulich zulässige Gaben von jährlich 6-7 t/ha TM (20 t/ha TM im dreijährigen Turnus) nicht überschritten werden. Unter den möglichen Risiken, sofern überhaupt relevant, steht die Schwermetallsituation an erster Stelle. Die aktuellen Schwermetallgehalte der Komposte unterschreiten die Grenzwerte der Bioabfall-VO im Mittel deutlich (vgl. Tabelle 2). Lediglich bei Cu und Zn sind höhere Ausschöpfungsraten festzustellen. Obwohl die Schwermetallfrachten mit regulären Kompostgaben absolut gering ausfallen, verbleibt jedoch stets ein spürbarer Positivsaldo im Boden, weil die Pflanzenentzüge nur weniger als 10 % (Pb, Cd, Cr, Ni) bzw. im günstigeren Fall (Hg, Cu, Zn) bis zu 30 % der Zufuhr betragen. Damit ist eine allmähliche Anhebung der Schwermetallgehalte des Bodens, vorrangig bei Cu und Zn, bei regelmäßigem Komposteinsatz nicht auszuschließen. Eine objektive Risikoanalyse hat jedoch gezeigt, dass dieses Risiko beherrschbar und kalkulierbar ist. Die Bodenakkumulation verläuft sehr langsam, erst nach Jahren (bei Ni und Hg Jahren) ist die mi- 5