Projekttitel: Projektleiter: Träger: Grundwasserverträgliche Umnutzung von Grünland Sukzessive Bewirtschaftungssteigerung zur grundwasserverträglichen Umnutzung von Grünland insbesondere im Rahmen von Flurbereinigungsmaßnahmen Dipl.-Geol. J. Kiefer Ministerium für Ernährung und Ländlichen Raum Baden-Württemberg Dauer: Oktober 1998 bis Dezember 2002 Allgemeine Projektziele und Projektvoraussetzungen Im Rahmen des Projektes soll ein Konzept für Bewirtschaftungsmaßnahmen erprobt werden, das umbruchsbedingte Stoffeinträge in das Grundwasser minimiert. Die Bewirtschaftungsmaßnahmen bei einer grundwasserverträglichen Umnutzung von Grünland in ackerbaulich genutzte Flächen müssen folgende allgemeine Anforderungen erfüllen: Dämpfung der Mineralisierungsraten zur Anpassung an das N-Aufnahmevermögen der angebauten Feldfrüchte Weitestgehende Abschöpfung der freigesetzten Nitratmengen durch kombinierten Hauptfrucht-/Zwischenfruchtanbau mit vollständigem Abräumen der Pflanzen (System Immergrün + ideale N-Abfuhr) Schrittweise Erweiterung der Bodenbearbeitungstiefe mit mineralisierungsmindernden Bearbeitungsterminen und -techniken Kombination der Bodenbearbeitung mit minimierter Herbizidanwendung zum Abspritzen winterharter Zwischenfrüchte Anlass Im Rahmen des Flurneuordnungsverfahrens auf der Gemarkung der Gemeinde Ehrenkirchen - Kirchhofen (Ehrenstetten) in Südbaden ist der Umbruch von rund 2,5 ha Dauergrünland innerhalb des Wasserschutzgebietes Hausen (badenova AG, vormals FEW) vorgesehen. Die üblichen negativen Auswirkungen eines konventionellen Grünlandumbruchs auf die Grundwasserqualität sind bekannt. Im Rahmen des Projektes soll deshalb für derartige Sonderfälle ein aus der Sicht des Grundwasserschutzes tolerierbares Umbruchskonzept erprobt
Seite 2 werden. Unter dieser Voraussetzung sagte auch das betroffene Wasserversorgungsunternehmen, die badenova AG & Co. KG, eine aktive und finanzielle Projektbeteiligung zu. Beteiligte Stellen und Aufgabenbereiche DVGW -, : Projektleitung, Einbau der Saugkerzen, Rammkernsondierungen, Boden- und Wasseruntersuchungen, Auswertungen, Projektberichte badenova AG & Co. KG Freiburg (vormals FEW): Durchführung der Bodenprobenahmen und Entnahme der Saugkerzenwässer, Protokollführung sowie Aufzeichnung der Bewirtschaftungsmaßnahmen Amt für Flurneuordnung und Landentwicklung (AFL), Freiburg und Teilnehmergemeinschaft (TG): Mithilfe bei der Projektorganisation (Flächenauswahl) und beratende Projektbegleitung ALLB Freiburg und RP Freiburg, Ref. 34: Mithilfe bei der Projektorganisation und beratende Projektbegleitung Projektlandwirt: Durchführung der Bewirtschaftungsmaßnahmen auf den Versuchsflächen in Abstimmung mit den Projektbeteiligten Grundwasserschädlichkeit eines konventionellen Grünlandumbruchs Nach einem Grünlandumbruch werden innerhalb weniger Jahre große Mengen des in der Grasnarbe gespeicherten Bodenstickstoffes mineralisiert und ausgewaschen, da die Nettonitratfreisetzung in der Regel, d. h. insbesondere bei ackerbaulicher Folgenutzung, weit über dem Stickstoffentzug der angebauten Feldfrüchte liegt. Auf diese Weise entstehen extrem hohe Nitratkonzentrationswellen im neugebildeten Grundwasser, die von äquivalenten Gesamthärte-Wellen begleitet werden. Wenn im Untergrund eine wirkungsvolle autotrophe Denitrifikation mit Pyrit abläuft, so treten hohe Sulfatfrachten anstelle von Nitrat auf. Das Ausmaß der Mineralisierung hängt von der Vorgeschichte der Grünlandnutzung und von den Standorteigenschaften ab (intensive/extensive Nutzung, regelmäßige Wirtschaftsdüngergaben, Humusgehalt, Verhältnis C org /N org, Bodenart). Innerhalb einer kurzen Zeitspanne von zwei bis fünf Jahren halbieren sich infolge der Mineralisierung von organischer Substanz
Seite 3 die Gesamtstickstoffvorräte des Bodens erheblich. Auswaschungsverluste sind dann eine unvermeidliche Folge. Häufig erfolgt bei Flurbereinigungsmaßnahmen die Anlage von Ersatzgrünlandflächen mit einer Ausdehnung entsprechend den umgebrochenen Flächen. Diese Maßnahme kann jedoch nur langfristig für einen Ausgleich der Nitratfrachten sorgen. Kurz- bzw. mittelfristig bleiben die hohen umbruchsbedingten Stoffeinträge in das Grundwasser ohne nennenswerte Kompensation und wirken sich letztendlich in einer deutlichen Qualitätsverschlechterung des Rohwassers für die Trinkwasserversorgung aus. Extensives Grünland, aber auch standortgerecht genutztes und streng pflanzenbedarfsgerecht gedüngtes Grünland stellt unbestritten eine der grundwasserschonendsten Flächennutzungen dar. Die Nitratkonzentrationen im Sickerwasser liegen hier nach den publizierten Untersuchungen in der Regel unter 10 mg/l. Der Erhalt oder sogar die Erweiterung von Grünlandflächen muss deshalb bei allen Konzepten für eine nachhaltige gewässerschützende bzw. grundwasserentlastende Bodennutzung berücksichtigt werden. Dies gilt im Sinne eines flächendeckenden Gewässerschutzes sowohl innerhalb als auch außerhalb von Wasserschutzgebieten. Rechtfertigung eines Grünlandumbruches Mit dem Projekt soll keine vorbehaltlose, d. h. generelle Grünlandumbruchsstrategie erarbeitet, sondern ausschließlich solchen Ausnahmefällen Rechnung getragen werden, bei denen ein Umbruch von fakultativem ( ackerfähigem ) Grünland unumgänglich ist oder im einzelbetrieblichen Interesse toleriert werden sollte bzw. muss. Zu diesen Sonderfällen zählen vor allem: Flurbereinigungsverfahren Wirtschaftliche Notlage eines Betriebes (unter Beachtung der gesetzlich gebotenen Schadensminderungspflicht bzgl. der Möglichkeit, andere Flächen außerhalb des Wasserschutzgebietes umzubrechen) Umnutzung von mehrjährigem Wechselgrünland oder von langjährig stillgelegten Flächen (grünlandähnliche Verhältnisse) Bewirtschaftungsvarianten Entsprechend den genannten Zielvorgaben wurden im Projektrahmen folgende, zwischen dem Regierungspräsidium (RP) Freiburg, dem Amt für Landwirtschaft, Landschafts- und Bo-
Seite 4 denkultur (ALLB) Freiburg und dem abgestimmte Bewirtschaftungsvarianten eingerichtet: Referenzfläche RF = konventioneller Umbruch mit Pflug im Herbst und darauffolgender Körnermaisanbau ( worst-case -Fläche) Vergleichsversuchsflächen V 0 = Umbruch mit Pflug im Frühjahr und darauffolgender Körnermaisanbau Versuchsflächen V 1 = sukzessiv intensivierte Bodenbearbeitung und schrittweise Steigerung der Bewirtschaftungsintensität mit Silomais als dominierende Hauptfrucht + ZF- Anbau (Sommerrübsen, Kleegras) Versuchsflächen V 2 = sukzessiv intensivierte Bodenbearbeitung und getreidebetonte Fruchtfolge Sonderprogramm Christbaumkulturen: Boden-Nitratstickstoffgehalte bei Christbaumkulturen zu Beginn der Umnutzung sowie im ersten Erntejahr ohne Rodung der Stünke bzw. bei Neupflanzung in den Folgejahren Aufgrund verschiedener Hinweise hinsichtlich einer offenbar wirtschaftlich interessanten Umnutzungsmöglichkeit von Grünland wurden diese Flächen mit Christbaumkulturen zusätzlich in das Programm integriert. Untersuchungsprogramme Begleitend zu den Projektbewirtschaftungsmaßnahmen wurden folgende Untersuchungsprogramme auf den Versuchsparzellen weitergeführt: Monatliche Bodenuntersuchungen (Nmin-Ganglinien) Bodenuntersuchungen auf Grundnährstoffe, Humusgehalt, ph-wert und Gesamtstickstoff Bodenuntersuchungen auf Sonderflächen (Christbaumkulturen) Bestimmung der Trockenrohdichte des Bodens Rammkernsondierungen zur Gewinnung von Bodenmaterial bis 150 cm Tiefe Bodenwasseruntersuchungen mit Proben aus den Saugsondenanlagen (in der Regel monatlich)
Seite 5 Literatur /1/ ROHMANN, U. und SONTHEIMER, H. 1985: Nitrat im Grundwasser - Ursachen, Bedeutung, Lösungswege. DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut der Universität. ISBN 3-922671-12-8. /2/ ROHMANN, U. 1989: Abschlußbericht zum PWAB-Forschungsvorhaben PW 86022 Umsetzungen im Boden nach Umbruch von Dauergrünland und Auswirkungen des Grünlandumbruches auf die Zusammensetzung von Sicker- und Grundwasser. /3/ ROHMANN, U. 1993: Möglichkeiten und Grenzen von Sanierungskonzepten zur Lösung des Nitratproblems. In DVGW Lehr- und Handbuch Wasserversorgung Band 5 Wasserchemie für Ingenieure, S. 323-380. R. Oldenbourg Verlag München und Wien. ISBN 3-486-26307-2. /4/ STAUFFER, W. und ENGGIST, A. 1990: Einfluß von Gülleausbringungstermin, Kultur und Wiesenumbruch auf die Nitratauswaschung in einem Lysimeterversuch. Landwirtschaft Schweiz 3 (1990) Nr. 7, S. 373-379. /5/ WHITEHEAD, D. C. et al. 1990: Organic matter and nitrogen in the unharvested fractions of grass swards in relation to the potentials for nitrate leaching after ploughing. Plant and Soil 123 (1990), S. 39-49. /6/ WHITMORE, A. P. et al. 1992: Potential contribution of ploughed grassland to nitrate leaching. Agriculture, Ecosystems and Environment 39 (1992), S. 224-233. /7/ MEISSNER, R. et al 1995: Nährstoffaustrag bei der Umwandlung von landwirtschaftlich genutztem Grünland in einen Golfrasen - Ergebnisse aus Lysimeteruntersuchungen. Z. f. Kulturtechnik und Landentwicklung 36 (1995), S. 315-322. /8/ LATUS; C. et al. 1995: N-Dynamik nach Grünlandumbruch auf einem leichten Boden Nordostdeutschlands - Lysimeteruntersuchungen mit 15 N. VDLUFA- Schriftenreihe 40, Kongreßband 1995, S. 161-164. /9/ FREDE; H.-G. et al. 1998 (Hrsg.):Handbuch zum Gewässerschutz in der Landwirtschaft. Ecomed Verlagsgesellschaft AG & Co. KG, Landberg. ISBN 3-609-65270-5 S:\D_WW97\KONZEPT.03\KO03001.doc