Stickstoffverluste vermindern. - Möglichkeiten und Grenzen

Stickstoffverluste vermindern - Möglichkeiten und Grenzen Hans-Georg Frede und Martin Bach DBU-Forum, 08. Juli 2015, Osnabrück

Inhalt 1. N-Bilanzen als Indikator 2. N-Überschüsse als Problem 3. Verluste vermindern

Bilanzen informieren über: Umweltverträglichkeit: Effizienz: - Emissionsschätzung - Ressourcenverbrauch - Trendaussagen (Politikerfolg) - Qualitätsmanagement - Ertrag - Aufwand / Ertrag

Stickstoff-Bilanzglieder Bilanzgrößen Hoftor- Bilanz Flächen- Bilanz Mineraldünger + + Sekundärrohstoffdünger + + Stall-Bilanz Futtermittel aus Importen + + Futtermittel aus inländ. Verarbeitung + + Innerbetriebliche Futtermittel + Wirtschaftsdünger + Atmosphärischer Eintrag NOx (netto) NH3-Deposition auf LF = + + + Legume N-Bindung + + Export Pflanzliche Marktprodukte - Export Tierische Marktprodukte - - Ernteabfuhr - Tierische Exkremente (auf LF) - Überschuss = = = +

Stickstoff-Gesamtbilanz Deutschland 1950-2002 kg N*ha -1 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1950 1953 1956 1959 1962 1965 1968 1971 1974 1977 1980 1983 1986 1989(a) 1992 1995 1998 2001

Stickstoff-Gesamtbilanz Deutschland 1991-2012 Ertragseffekte Zielwert 100 kg N/ha LF Überschuss rd. 1,6 Mrd. Mineraldünger-N

Moneris-Abschätzungen der N-Einträge in Oberflächengewässer 1985 1990 1995 2000 2005 Quelle: Nitratbericht BMU und BMELV 2012

Verteilung der Nitratkonzentrationen im Grundwasser in Abhängigkeit von der dominierenden Landnutzung (Grundwassermessstellen 2010) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% X >90 >50-90 >25-50 >10-25 >1-10 <1 >90 >50-90 >25-50 >10-25 >1-10 <1 0% Wald (206) (206) Grünland (92) (92) Siedlung (45) (45) Acker (328) Quelle: Osterburg, Handbuch der Bodenkunde, 2015 aus: BMU (2013),Abbildung 5, S. 15

0 10 20 30 40 50 60 70 80 21.05.1984 19.11.1984 06.05.1985 12.11.1985 20.05.1986 24.11.1986 01.06.1987 23.11.1987 24.05.1988 21.11.1988 29.05.1989 27.11.1989 28.08.1990 28.05.1991 26.02.1992 24.11.1992 24.08.1993 16.05.1994 27.02.1995 20.11.1995 26.08.1996 26.05.1997 23.02.1998 23.11.1998 24.08.1999 23.05.2000 20.02.2001 20.11.2001 28.05.2002 17.02.2003 10.11.2003 23.08.2004 12.05.2005 09.03.2006 29.11.2006 04.09.2007 09.09.2008 01.09.2009 24.11.2010 31.08.2011 05.07.2012 15.04.2013 WAZ-Neuenhaus Nitratentwicklung in 6 Förderbrunnen 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 mg NO3/l

WAZ-Neuenhaus Verweilzeit max. 30 Jahre Abb. 2.1: Übersichtskarte zur Lage des Wasserschutzgebietes Getelo-Itterbeck

Nitrat-Konzentrationen im Grundwasser in Deutschland 2008 2010 und Veränderung gegenüber 1992 1994 Belastungsmessnetz 162 Messstellen - 15,5 % + 3,1 % + 8 % + 3,7 % 25 mg NO 3 /l >25-40 mg NO 3 /l >40-50 mg NO 3 /l > 50 mg NO 3 /l Quelle: Nitratbericht BMU und BMELV 2012 Qualitätsnorm

N-Flüsse in der "Agrosphäre Deutschland N-Flüsse Wirtschaftsdünger Mineraldünger Leguminosen Atmosphärische N-Deposition Summe Zufuhr Ernte-Abfuhr N 2 O-, NO-Freisetzung NH 3 -Freisetzung N 2 -Denitrifikation Menge 1000 t N 1016 1803 227 391 = 3488-2115 - 111-82 - 306 NO 3 (aus LF) im oberird. Abfluss aus DE - 513 MONERIS (Behrendt et al., 2002) NO 3 -Reduktion in UZ und GW -??? Quelle, Bemerkungen Überschuss Flächenbilanz + 1373 (Bach, 2007) (Dämmgen, 2007) N-Festlegung (Immobilisierung) im Humus -?? 0...20 kg N/(ha.a)? N-Mineralisation nach Grünlandumbruch +?? >500 kg N/(ha.a)? -1012

1. Fehlsteuerungen korrigieren (Die Schuld liegt nicht immer bei den Landwirten)

Gülle-Erlass vom April 1983 für Niedersachsen - Verbot der Gülleausbringung von Oktober bis Februar Düngeverordnung - Verbot der Gülleausbringung vom 1. Nov. bis 31. Jan. (Ackerland)

Folgen des Ausbringungsverbots von Gülle Ausbringungsverbot Oktober - Februar 0 A S O N D J F M A M J J A S O N D J 20 40 60 80 100 Tiefe (cm)

Forderung muss sein: Siehe auch: DüngeVO (Entwurf vom 13.02.2014) 4 (5) Düngemittel mit wesentlichen Gehalten an Stickstoff dürfen zu den nachfolgend genannten Zeiten nicht aufgebracht werden: 1. Auf Ackerland nach der Ernte der letzten Hauptfrucht bis zum 31. Januar (6) Ausnahmen für Winterraps etc.

2. Biogasanlagen und EEG

Stickstoff-Bilanzierung N-Input N-Output

Beispiel: Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) EEG Vergütungsdifferenz Anlagen-Leistungsklasse 0 150 kw el Ct/kWh 151 500 kw el Ct/kWh > 500 kw el Ct/kWh EEG 2009 Gülle-Bonus + 4 + 1 0 EEG 2012* Vergütungsklasse II (Gülle, Mist, ) gegenüber Klasse I (Feldfrüchte, ) + 2 + 2 + 2 / + 1 # # ) +1 ct/kwh für Leistungsklasse 500-750 kwh el, +2 ct/kwh für Anlagen 750 kwh el 5 MW el *) Sondervergütung für Anlagen <75 kw el, die mind. 80 Masse-% Gülle einsetzen: 25 Ct/kWh Anreiz zur Verstromung von Gülle und Mist Stickstoff im Gärrest aus pflanzlicher Biomasse wird im Nährstoffvergleich der DüngeV nicht berücksichtigt Biogasanlagen als räumliche N-Konzentratoren : Gärreste kaum transportwürdig, Ausbringung bevorzugt im Nahbereich der Anlagen

Beispiel: Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) EEG Vergütungsdifferenz Anlagen-Leistungsklasse 0 150 kw el Ct/kWh 151 500 kw el Ct/kWh EEG 2009 Gülle-Bonus In neuem EEG fällt der Gülle + 4 Bonus weg + 1 mit der EEG 2012* folgenden Ausnahme: Vergütungsklasse II (Gülle, Mist, ) gegenüber Klasse I (Feldfrüchte, ) > 500 kw el Ct/kWh + 2 + 2 + 2 / + 1 # Es wird nur noch die Grundvergütung gezahlt. Ausgenommen sind kleine Gülleanlagen bis zu einer installierten Leistung von 75 Kilowatt. # ) +1 ct/kwh für Leistungsklasse 500-750 kwh el, +2 ct/kwh für Anlagen 750 kwh el 5 MW el *) Sondervergütung für Anlagen <75 kw el, die mind. 80 Masse-% Gülle einsetzen: 25 Ct/kWh Anreiz zur Verstromung von Gülle und Mist Stickstoff im Gärrest aus pflanzlicher Biomasse wird im Nährstoffvergleich der DüngeV nicht berücksichtigt Biogasanlagen als räumliche N-Konzentratoren : Gärreste kaum transportwürdig, Ausbringung bevorzugt im Nahbereich der Anlagen 0

aber. DüngeVO (Entwurf vom 13.02.2014) 4 (3) Abweichend [ ] dürfen organische oder organomineralische Düngemittel, einschließlich Wirtschaftsdünger, bei denen es sich um Gärreste aus dem Betrieb einer Biogasanalge handelt,[..] so aufgebracht werden, dass die mit ihnen aufgebrachte Menge an Gesamtstickstoff [.] 250 kg Gesamtstickstoff je ha und Jahr nicht überschreitet, soweit.. [der Anteil Wirtschaftsdünger] 170 kg Gesamtstickstoff nicht überschreitet

Forderung muss sein: Ausbringungsobergrenzen müssen für alle organischen Düngemittel gelten, auch für Gärreste

3. Bilanztyp gesetzlich vorschreiben (DüngeVO)

Vergleich der Ergebnisse zum N-Flächenbilanzüberschuss *) Land Jahr N-Überschuss n. Ländermethode Entwurf der DüngeVO (Stand Feb. 2014) N-Überschuss n. Bach c Baden-Württemberg (Ansatz 1) 94/95-98/99 +55 +84 6 (2) Soweit der betriebliche Nährstoffvergleich für Stickstoff einen betrieblichen Nährstoffüberschuss von 60 Kilogramm je Hektar und Jahr nicht überschreitet, wird vermutet, dass die Anforderungen des 3a. erfüllt sind. Brandenburg 2005 +37 +62 Mecklenburg- Vorpommern 2003 +80 +73 Rheinland-Pfalz 1999 +30 +67 Sachsen-Anhalt 2005 +50 +62 Sachsen 2005 +24 +67 Thüringen 2006 +43 +63 *) Erhebungen: Bach

Forderung muss sein: Hoftorbilanz Tolerierbarer Überschuss hier: 60 kg N*ha -1 (DVWK, 2014)??

4. Minderungsmaßnahmen - wo?

N-Überschuss in 1.000 t N-Überschuss N-Überschuss in 1.000 in t 1.000 t in % der gesamten LF bzw. des gesamten Wirtschaftsdüngers Geschätzte N-Überschüsse sowie Verteilung der LF und des Wirtschaftsdüngeraufkommens (Analyse auf Gemeindeebene) 300 250 200 150 nicht angerechnete N-Verluste aus Wirtschaftsdünger (1.000 t N) Überschuss >60 kg N/ha (1.000 t N) Anteil <60 kg in Betrieben >60 kg N/ha (1.000 t N) Überschuss in Betr. <60kg (1.000 t N) Anteil in % an ges. LF Anteil in % am ges. Wirtschaftsdüngeraufkommen Der mit Abstand größte Teil der Überschüsse 20% fällt in Betrieben mit geringem Anfall an Wirtschaftsdünger an. 30% 25% 15% 100 Welcher Überschuss ist tolerabel? 10% 50 5% 0 <20 <60 <100 <140 <180 <220 <260 <300 < 20 < 40 < 60 < 80 < 100 < 120 < 140 < 160 < 180 < 200 < 220 < 240 < 260 < 280 < 300 >=300 N-Zufuhr N-Zufuhr über in organischen organische Düngemitteln Düngemittel in kg in pro kgn Hektar / half (Gemeinden, nach 170er Grenze berechnet, ohne Geflügeldung) N-Zufuhr über organische Düngemittel kg N/ha 0% Quelle: Osterburg, Handbuch der Bodenkunde, 2015

N-Überschuss der Flächenbilanz in den Kreisen in Deutschland, Mittel 2007-2010 N-Überschuss Flächenbilanz (kg N/ha LF) bis 30 30 - <45 45 - <60 60 - <75 75 - <90 90 - <105 105 - <120 120-178

Veränderung des N-Anfalls aus Viehhaltung 1999 zu 2010 Abnahme Zunahme keine Daten Bild: www.ndr.de/regional/niedersachsen/guelle147.html a ) Ohne Geflügel b ) Ohne Berücksichtigung von Abgabe/Aufnahme von Wirtschaftsdünger zw. Betrieben (Kreisen); ohne Gülle-Importe aus NL

Veränderung des N-Anfalls aus Viehhaltung 1999 zu 2010 N-Anfall in Wirtschaftsdünger in Deutschland (in Mio. t) (ohne Geflügel) 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0-8,1 % 1,24 1,14 1999 1 2 2010 N-Anfall in Wirtschaftsdüngern Verändderung 1999 bis 2010 Kreis Vechta: + 14,1 % Kreis Cloppenburg: + 10,6 % Kreis Borken: + 11,1 % Nicht erfasster ( grauer ) Gülle-Import aus NL: 2 Mio. m³ = rd. 10.000 t N pro Jahr

Forderung muss sein: Tolerierbare Bilanzüberschüsse für viehstarke Regionen festlegen Nährstoffüberschüsse nicht kleinrechnen, sondern vermeiden oder aus der Region abführen

5. Problemfall: Mineralischer N-Dünger

Sensitivität der Größe N-Bilanzüberschuss Eine Variation der Bilanzgröße um +/ 10 %... verändert den Flächenbilanz- Überschuss* um... Zufuhr mit Mineraldünger +/ 12,1 % Zufuhr mit Wirtschaftsdünger (Menge bzw. Nährstoffgehalt) +/ 7,5 % Atmosphärischer N-Eintrag (Deposition pro ha LF) +/ 2,7 % Legume N-Bindung (Leguminosen-Anbaufläche bzw. N-Fixierungsleistung pro ha) +/ 1,7 % Abfuhr Erntegut /+ 14,2 % *) Berechnungen Bach; Basis: N-Flächenbilanzüberschuss DE Mittel Jahre 1991-2000 (= 84 kg N/ha LF)

Kilogramm Kilogramm Nährstoff Nährstoff je Hektar je Hektar Aufwendungen für Nährstoffe 1984-2013 140 120 100 80 60 N / ha (Deutschland) P2O5 / ha (Deutschland) N / ha (Westdeutschland) P2O5 / ha (Westdeutschland) 40 20 0 Quelle: Osterburg, Handbuch der Bodenkunde, 2015

Standardabweichung in kg N min. mineralisch N / ha / ha Standardabweichung der N-Mineraldüngerzufuhr in verschiedenen Betriebsgruppen in Abhängigkeit von der Höhe der N-Zufuhr über organische Düngemittel 70 60 50 Schwankungsbreite 40 der mineralischen Düngung in allen Betriebsgruppen bei gleicher Betriebsstruktur 30 ca. 80 kg N ha -1 20 10 0 Betriebsgruppen mit Betriebstyp: Futterbau Es gibt noch große Einsparpotentiale Veredlung beim Marktfrucht mineralischen Stickstoff 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 N-Zufuhr über N-Zufuhr organische über Düngemittel organische in kg Düngemittel N / ha (berechnet in kgn/ha nach 60er Grenze) Quelle: Osterburg, Handbuch der Bodenkunde, 2015

Forderung muss sein: Mineralischer N-Dünger verdient in der Gesetzgebung und in der Beratung die gleiche Aufmerksamkeit wie der organische N-Dünger

6. Darüber hinaus

SRU-Gutachten 2013 und 2015 (1): DüngeVO reformieren und stringent umsetzen (zur Kontrolle und Optimierung), Sanktionen und ordnungsrechtliche Maßnahmen ergreifen Hoftorbilanz einführen und technische und administrative Voraussetzungen schaffen (bundesweit einheitliches EDV-Werkzeug) Biogasanlagen und flächenlose Viehhaltung zur Hoftorbilanzierung verpflichten

SRU-Gutachten 2013 und 2015 (2): Stickstoffüberschussabgabe (zweckgebunden) Vorgaben zur Ausbringungstechnik verschärfen Begriff gute fachliche Praxis anspruchsvoller gestalten ( Gefahr für den Naturhaushalt mit einbeziehen) Anforderungen an Tierhaltungssysteme verschärfen