Wettbewerbsfähige landwirtschaftliche Produktion und guter Grundwasserzustand- Wie ist das vereinbar?

Wettbewerbsfähige landwirtschaftliche Produktion und guter Grundwasserzustand- Wie ist das vereinbar? Roland Schindler Prokurist NEW NiederrheinWasser GmbH

Wettbewerbsfähige landwirtschaftliche Produktion und guter Grundwasserzustand- Wie ist dies vereinbar? Gliederung: 1. Einleitung 1 Einleitung 2. Übersicht der Situation im westlichen Kreisgebiet Viersen 3. Strategien und Maßnahmen zur Verminderung des Nitrateintrags 4. Auswirkungen der Kooperationsmaßnahmen 5. Weitere Entwicklung und Kosten 6. Fazit

1 Entwicklung der NO 3 -Konzentration am Beispiel eines Brunnens mg/l 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Grenzwert Nitrat 50 mg/l 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006 2010 2014 Nitrat

1 Nitratbelastung im Grundwasser in NRW

1 Nitratbelastung im Nierseinzugsgebiet Niers Nette Schwalm

1 Ursachen der Nitratbelastung N-Bilanzüberschüsse in Deutschland kg N/ha 180 160 140 120 100 80 60 40 20 incl. neue Bundesländer 0 1970 1973 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009

1 Ursachen der Nitratbelastung Nährstoffbilanzen Schema einer Hoftorbilanz

2 Übersicht der Situation im westlichen Kreisgebiet Viersen - Landwirtschaftliche Nutzung - Anbau von Feldgemüse- und Sonderkulturen hoher Anteil Kartoffelanbau (bis 25%) intensive Viehhaltung Energiepflanzenanbau Jährlicher Anfall an Norg insgesamt ca. 170 kg/ha Wirtschaftdüngerimport

2 Übersicht der Situation im westlichen Kreisgebiet Viersen Viersen alle 08 - Anteile der Kulturen innerhalb der Fruchtfolge - 195 592 437 Kritische Kulturen Lüttelbracht 150 78 131 Nettetal 377 232 311 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Gemüse Kartoffeln S-Mais Getreide Z-Rüben W.W.-Gras Grünland BS-gewächse Sonstige

Schema der Stickstoffverlagerung während der Sickerperiode 0 cm Beginn der Sickerperiode 45 cm 90 cm

Schema der Stickstoffverlagerung während der Sickerperiode 0 cm Beginn der Sickerperiode 45 cm Verlagerungstiefe ca. 60 cm 90 cm

Tiefe (cm) NO 3 (mg/l) 0 0 50 100 150 200 250 300-100 -200-300 Auswirkungen im Sickerwasser Nitratverteilung in der Sickerzone unter verschiedenen Nutzungsformen -400 Hoher Anteil organischer Dünger -500-600 -700-800 Benjeshecke Ökolandbau extensiver Ackerbau Futterbau Intensivweide

2 Übersicht der Situation im westlichen Kreisgebiet Viersen - Nitratbelastung im oberflächennahen Grundwasser (Stand 2011) - Mittlere NO 3 - Konzentration 96 mg/l

2 Übersicht der Situation im westlichen Kreisgebiet Viersen - Nitratbelastung im oberflächennahen Grundwasser (Stand 2011) - Kooperation Dülken/Boisheim

3 Strategien zur Verminderung des Nitrateintrags ins Grundwasser

Maßnahmen zur Verminderung des Nitrateintrags ins Grundwasser pflanzenbedarfsgerechte Ausbringung von Wirtschaftsdüngern durch Optimierung der Ausbringungstechnik und

Maßnahmen zur Verminderung des Nitrateintrags ins Grundwasser pflanzenbedarfsgerechte Ausbringung von Wirtschaftsdüngern durch Optimierung der Ausbringungstechnik und Erweiterung des Güllelagerraums

Maßnahmen zur Verminderung des Nitrateintrags ins Grundwasser pflanzenbedarfsgerechte Ausbringung von Wirtschaftsdüngern durch Optimierung der Ausbringungstechnik und Erweiterung des Güllelagerraums keine Gülleausbringung von September bis Januar

N min -Entwicklung der ehemaligen Kooperation Süchteln Gülleausbringung noch bis 15. Oktober möglich 150 kg N/ha Keine Gülleausbringung zwischen dem 01.09. und 31.01. zulässig 125 100 75 50 25 0 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001

Maßnahmen zur Verminderung des Nitrateintrags ins Grundwasser pflanzenbedarfsgerechte Ausbringung von Wirtschaftsdüngern durch Optimierung der Ausbringungstechnik und Erweiterung des Güllelagerraums keine Gülleausbringung von September bis Januar Abgabe von Wirtschaftsdüngern von viehstarken an viehschwache Betriebe innerhalb der Kooperation zur Verminderung einzelbetrieblicher Stickstoffüberschüsse Förderung des Zwischenfruchtanbaus

Maßnahmen zur Verminderung des Nitrateintrags ins Grundwasser pflanzenbedarfsgerechte Ausbringung von Wirtschaftsdüngern durch Optimierung der Ausbringungstechnik und Erweiterung des Güllelagerraums keine Gülleausbringung von September bis Januar Abgabe von Wirtschaftsdüngern von viehstarken an viehschwache Betriebe innerhalb der Kooperation zur Verminderung einzelbetrieblicher Stickstoffüberschüsse Förderung des Zwischenfruchtanbaus Umstellung der Fruchtfolge

N min -Entwicklung von Frühkartoffeln mit ZF Senf N min kg/ha Brache Frühkartoffeln Zwischenfrucht 350 300 250 200 150 100 50 0 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

Problem der organischen Düngung: keine vollständige direkte Verfügbarkeit des enthaltenen Stickstoffs Nachlieferung nur schwer kalkulierbar höhere N-Mineralisierungsrate nach Bodenbearbeitung (im Herbst) Steigendes Risiko von unvermeidlichen N-Verlusten bei langjähriger Überversorgung mit N org Tolerierbare Begrenzung des N org aus wasserwirtschaftlicher Sicht 120 kg N/ha und Jahr einschließlich der N-Dünger pflanzlicher Herkunft

Problem der organischen Düngung: keine vollständige direkte Verfügbarkeit des enthaltenen Stickstoffs Nachlieferung nur schwer kalkulierbar höhere N-Mineralisierungsrate nach Bodenbearbeitung (im Herbst) Zum Vergleich: Norg im Westkreis 170 kg Steigendes N/ha Risiko von unvermeidlichen N-Verlusten bei langjähriger Überversorgung mit N org Tolerierbare Begrenzung des N org aus wasserwirtschaftlicher Sicht 120 kg N/ha und Jahr einschließlich der N-Dünger pflanzlicher Herkunft

4 Auswirkungen der Kooperationsmaßnahmen

Wirkung der Maßnahmen Betrieb Nährstoff- Bilanzen 2.1 Stofftransportmodellierung 2.2 1 m Wurzelzone N min - Bodenuntersuchungen 3.1 2 m 3 m Sickerwasser- (Drän)- zone Nmin- Tiefenprofile und Tracer 3.2 Saugkerzen 3.3.1 Lysimeter 3.3.2 4 m 5 m Grundwasserzone Sauglanzenu. Bodenproben an der GW-Oberfläche 4.1.1 Direct-Push und Grundwassermessstellen 4.1.2 Multi-Level- Messstellen 4.1.3 Rohwasseranalysen 4.2 29

5 Auswirkungen der Maßnahmen nach 20 Jahren Kooperation - Beispiel: Mittlere N min -Restgehalte im Kooperationsgebiet Dülken/Boisheim - kg N/ha 150 125 100 75 50 25 0 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

Entwicklung des N min - Durchschnittswertes nach Kartoffeln kg N/ha

mg/l 140 120 Nitratentwicklung im Brunnen WW101BR5 Gründung der Kooperation Dülken/Boisheim 100 80 60 40 20 0 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006 2010 2014 Nitrat

Sickerzone 65 m ü. NN Berechnete Fließzeit des Grundwassers aus Messstelle WW101GM54-1 vom Eintragsort bis zum Filterbereich 2011 2001 2010 60 2009 2008 2007 55 50 2006 2005 2004 45 2003 2002 2001 Zwischenbilanz, Herausforderungen, Fließstrecke in Perspektiven m 500 1000

Entwicklung der gesamtgebietlichen Sickerwasserbelastung durch Auswirkungen der Kooperation im Einzugsgebiet Dülken/Boisheim Zeitraum 1994-1996: Beginn der Kooperation N min [kg/ha] Sickerwasserrate [l/m²] Flächenanteil [%] Anteil Sickerwasser [-] Nitrat im Sickerwasser [mg/l] Acker/Grünland 110 183 65 0,75 176 Wald 13,5 130 4 0,03 22 Siedlung, Verkehr etc. 15,5 113 31 0,22 25 Gebietsmittelwert 135,2 Zeitraum 2005-2014: Auswirkungen der Kooperation N min [kg/ha] Sickerwasserrate [l/m²] Flächenanteil [%] Anteil Sickerwasser [-] Nitrat im Sickerwasser [mg/l] Acker/Grünland 63,5 230 65 0,74 100 Wald 13,5 195 4 0,04 22 Siedlung, Verkehr etc. 15,5 140 31 0,22 25 Gebietsmittelwert 79,3

Nitratprofil Sickerwasser Vertragsfläche Tiefe (cm) NO 3 (mg/l) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 Wirkung der Maßnahmen -100-200 -300 2010: KA (13 kg N/ha) 2011: ZR (52 kg N/ha) Probe vom Frühjahr 2012-400 2009: WW (11 kg N/ha) Nitrat: 26 mg/l -500 2008: ZR (26 kg N/ha) -600 2007: KA (30 kg N/ha) -700 36

Mittlere Nitratkonzentration im EZG Dülken, 1. Stckw. NO 3 (mg/l) 150,0 140,0 130,0 120,0 mittlere Nitratkonzentration im EZG Dülken Hor.16 2014: 96 mg/l 110,0 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 2000: 142 mg/l y = -3,5763x + 158,27 R² = 0,9237 38

4 Anwendung von Effizienzkontrollen am Beispiel WW Dülken Betrieb Nährstoff- Bilanzen 2.1 Stofftransportmodellierung 2.2 1 m Wurzelzone N min - Bodenuntersuchungen 3.1 2 m 3 m Sickerwasser- (Drän)- zone Nmin- Tiefenprofile und Tracer 3.2 Saugkerzen 3.3.1 Lysimeter 3.3.2 4 m 5 m Grundwasserzone Sauglanzenu. Bodenproben an der GW-Oberfläche 4.1.1 Direct-Push und Grundwassermessstellen 4.1.2 Multi-Level- Messstellen 4.1.3 Rohwasseranalysen 4.2 39

mg/l 140 Nitratentwicklung im Brunnen WW101BR5 Gründung der Kooperation Dülken/Boisheim 120 100 80 60 40 20 0 1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006 2010 2014

5 Weitere Entwicklung + Kosten Allein für die Kooperation Dülken/Boisheim (ca. 1.020 ha landwirtschaftliche Nutzfläche) wurden seit 1994 ca. 1,7 Mio. bereitgestellt. In den letzten 5 Jahren betrugen die jährlichen Aufwendungen für landwirtschaftliche Maßnahmen und Beratung ca. 70 /ha*a. Welche Maßnahmen sind aber erforderlich, um das Ziel des guten Zustands des Grundwassers (50 mg/l) zu erreichen und welche Aufwendungen sind dafür erforderlich?

Vergleich der N min -Restwerte einzelner Kulturen Problemkulturen

Maßnahmen zur weiteren Verminderung der N-Auswaschung Um die N-Auswaschung weiter zu vermindern, müsste der Anteil der kritischen Kulturen begrenzt werden. Dazu werden folgende Maßnahmen betrachtet: Verzicht auf den Anbau von Spätkartoffeln und tlw. Mais und Nutzung der Fläche für den Anbau von Futtergras

Veränderung der Flächenanteile nach Verzicht auf den Anbau von Spätkartoffeln

Änderung der gesamtgebietlichen Sickerwasserbelastung nach Verschärfung DVO und Verzicht auf Spätkartoffeln Zeitraum 2005-2014: Auswirkungen der Kooperation N min [kg/ha] Sickerwasserrate [l/m²] Flächenanteil [%] Anteil Sickerwasser [-] Nitrat im Sickerwasser [mg/l] Acker/Grünland 63,5 230 65 0,74 100 Wald 13,5 195 4 0,04 22 Siedlung, Verkehr etc. 15,5 140 31 0,22 25 Gebietsmittelwert 79,3 Prognose: Nach Verschärfung DVO + Verzicht auf Spät-KA N min [kg/ha] Sickerwasserrate [l/m²] Flächenanteil [%] Anteil Sickerwasser [-] Nitrat im Sickerwasser [mg/l] Acker/Grünland 43,2 230 65 0,74 68 Wald 13,5 195 4 0,04 22 Siedlung, Verkehr etc. 15,5 140 31 0,22 25 Gebietsmittelwert 55,4

Maßnahmen zur weiteren Verminderung der N-Auswaschung Um die N-Auswaschung weiter zu vermindern, müsste der Anteil der kritischen Kulturen begrenzt werden. Dazu werden folgende Maßnahmen betrachtet: Verzicht auf den Anbau von Spätkartoffeln und tlw. Mais und Nutzung der Fläche für den Anbau von Futtergras zusätzlicher Verzicht auf den Anbau von Gemüse und Mais und Nutzung der Fläche für den Anbau von Futtergras

Veränderung der Flächenanteile nach Verzicht auf den Anbau von Spätkartoffeln, Mais und Gemüse

Änderung der gesamtgebietlichen Sickerwasserbelastung nach Verzicht auf Spätkartoffeln, Gemüse und Mais Prognose: nach Verschärfung DVO + Verzicht auf Spät-KA: N min [kg/ha] Sickerwasserrate [l/m²] Flächenanteil [%] Anteil Sickerwasser [-] Nitrat im Sickerwasser [mg/l] Acker/Grünland 43,2 230 65 0,74 68 Wald 13,5 195 4 0,04 22 Siedlung, Verkehr etc. 15,5 140 31 0,22 25 Gebietsmittelwert 55,4 Prognose: nach Verzicht auf Spät-KA, MA und GEM: N min [kg/ha] Sickerwasserrate [l/m²] Flächenanteil [%] Anteil Sickerwasser [-] Nitrat im Sickerwasser [mg/l] Acker/Grünland 35,3 230 65 0,74 56 Wald 13,5 195 4 0,04 22 Siedlung, Verkehr etc. 15,5 140 31 0,22 25 Gebietsmittelwert 46,1

Entwicklung der Nitratwerte im Boden und Sickerwasser in Abhängigkeit von verschiedenen Maßnahmen

Entwicklung der Deckungsbeiträge unter Berücksichtigung der unterstellten Maßnahmen Differenz Deckungsbeitrag: 546

Kostenanalyse Eine landwirtschaftliche Produktion bei Erreichung eines guten Grundwasserzustands in Bezug auf Nitrat ist in verschiedenen Gebieten nur durch Veränderung der regionalen Agrarstruktur zu erreichen. Im vorliegenden Berechnungsbeispiel wurden die kritischen Kulturen Gemüse, Spätkartoffeln und Mais durch Raygras zur Beschaffung der Futtergrundlage für Rindvieh ersetzt. Dafür wurde als Ersatz für Mais die doppelte Fläche an Raygras angesetzt. Es handelt sich damit um eine klassische Extensivierung. Der mittlere Deckungsbeitrag würde sich danach für das Kooperationsgebiet um 546 /ha verringern. Bezogen auf die Fläche von 1.020 ha ergäbe sich eine Erlösminderung von ca. 560.000 /a.

Fazit Die dargestellten Ergebnisse zeigen, dass durch Maßnahmen der Kooperationen auch in landwirtschaftlich intensiv bewirtschafteten Regionen verminderte Nitrateinträge zu erzielen sind. Allerdings reichen die Maßnahmen oft nicht aus, um die Anforderungen des Gewässerschutzes und der Trinkwasserversorgung zu erfüllen. Insbesondere vor dem Hintergrund einer Steigerung der Produktionsintensität vor allem durch den Bioenergiemarkt, der Intensivierung der Viehhaltung und des Gemüseanbaus ist vielmehr in einigen Regionen die Erreichung der vereinbarten Ziele in Frage zu stellen.

Fazit Anhand des Beispiels einer Trinkwasserkooperation am linken Niederrhein wird deutlich, dass die o.g. Ziele nur zu erreichen sind, wenn über die bisher geleisteten grundwasserschonenden Maßnahmen hinaus (jährliche Kosten ca. 70 /ha) grundlegende agrarstrukturelle Maßnahmen umgesetzt würden. Diese würden gemessen am bisher erwirtschafteten mittleren Deckungsbeitrag eine Erlösminderung von 546 /ha und Jahr bewirken, was allein für das Gebiet der Trinkwasserkooperation einen Mindererlös von jährlich 560.000 ausmachen würde. Unter diesen Vorgaben und vor dem Hintergrund steigender Pachtpreise erscheint eine wettbewerbsfähige Landwirtschaft und ein guter Grundwasserzustand in einigen Regionen nur sehr schwierig vereinbar zu sein.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit