Forschungs- und Innovationsprojekt
Optimierung der Gülleausbringung III – OptiTEC

In Deutschland stammen ca. 95 % der Ammoniak-(NH3-)Emissionen aus der Landwirtschaft. Dabei stellen die Wirtschaftsdünger (Gülle, Mist, Jauche, aber auch Gärreste aus Biogasanlagen) die bedeutendste Emissionsquelle dar. Diese Emissionen müssen stark reduziert werden, denn NH3 kann sich durch seine Eigenschaften negativ auf Gesundheit und Umwelt auswirken. In der Atmosphäre ist NH3 unerwünscht, da es unter anderem zur Eutrophierung und Versauerung von Ökosystemen beiträgt und indirekt klimarelevant wirkt.

Im Rahmen des 2005 beschlossenen Göteborg-Protokolls, welches der Verringerung der negativen Effekte von Luftschadstoffemissionen (unter anderem Ammoniak, Feinstaub, Sickoxide) auf die menschliche Gesundheit und auf die Ökosysteme dient, wurde von der Europäischen Union die Richtlinie über Nationale Emissionshöchstmengen (NEC: National Emission Ceilings) erlassen. Darin werden Höchstmengen für Luftschadstoffe festgelegt. Deutschland überschreitet diese Höchstmengen in jedem Jahr deutlich. Die neue NEC-Richtlinie von 2016 fordert, dass die NH3-Emissionen in Deutschland seit dem Jahr 2020 um 52 % und ab dem 2030 um 29 % gegenüber dem Referenzjahr 2005 gesenkt werden müssen.
Wegen der Höhe ihres Emissionsbeitrags steht die Landwirtschaft hierbei in besonderer Verantwortung und unter besonderem Anpassungsdruck. Für die Zielerreichung ist die Implementierung umfangreicher Maßnahmen innerhalb der Landwirtschaft notwendig.

Besonders während der Ausbringung von Wirtschaftsdüngern entstehen hohe NH3-Emissionen. Aufgrund der Emissionshöhe stellt die Minderung der NH3-Emissionen bei der Wirtschafts­dünger­ausbringung eine der effektivsten Maßnahmen dar. Die Einflussfaktoren, welche die Höhe der NH3-Emissionen bei der Ausbringung bestimmen, sind vielfältig und komplex. Sie hängen jedoch maßgeblich von der Ausbringungstechnik, dem Ausbringzeitpunkt und der Dauer bis zur Einarbeitung des Düngers ab. Die rasche und vollständige Einarbeitung von flüssigen Wirtschaftsdüngern ist auf unbestelltem Ackerland nachweislich eine der besten Methoden der NH3-Emissionsminderung. Auf bestelltem Ackerland scheint hingegen im Vergleich zu einer Düngung im Herbst des Vorjahres die Frühjahrsdüngung mit bodennahen Verfahren oder Injektionstechniken eine bessere N-Effizienz zu erzielen.

Die rechtlichen Vorgaben der DüV machen hierfür geeignete Maßnahmen verpflichtend. Mit der effektiven Umsetzung der Vorgaben zur Ausbringtechnik in der DüV ist etwa die Hälfte der notwendigen Emissionsminderung bei gleichzeitiger Effizienzsteigerung der organischen Düngung möglich. Dies ist auch zum Vorteil der Landwirte, die dadurch kostspieligen Mineraldünger einsparen können.

Laut Düngeverordnung (DüV) § 6 Satz 1 wird Landwirten und Landwirtinnen bei der Düngung von flüssigen Wirtschaftsdüngern (> 2 % TS, zum Beispiel Gülle, Gärrest) auf unbestelltem Ackerland eine sofortige Einarbeitung (spätestens innerhalb von vier Stunden, ab dem 1. Februar 2025 innerhalb einer Stunde nach Beginn des Aufbringens) des Düngers vorgeschrieben. Zudem schreibt die DüV in § 6 Satz 3 auf bestelltem Ackerland eine streifenförmige Ausbringung von flüssigen organischen Düngern vor. Der Einsatzzeitraum von flüssigen Wirtschaftsdüngern wurde durch die Verlängerung der Sperrfristen in der Düngeverordnung zusätzlich begrenzt, wodurch sich die Düngung noch stärker aufs Frühjahr konzentriert. Eine Herbstdüngung ist außerhalb der roten Gebiete lediglich noch zu Wintergerste nach einer Getreidevorfrucht und Winterraps (§ 6 Satz 9 DüV) in Höhe von maximal 30 Kilogramm Ammonium-N oder 60 Kilogramm Gesamt-N je Hektar zulässig. Diese Herbstdüngung muss jedoch bei der Düngebedarfsermittlung seit der DüV 2020 im Frühjahr berücksichtigt werden und reduziert damit die zulässige Stickstoffdüngermenge im Frühjahr. Im Falle einer Herbstdüngung kann dadurch die fachlich empfohlene N-Menge nicht mehr gedüngt werden.

Die DüV sowie die Zielsetzung durch die NEC-Richtlinie erfordern bei den meisten landwirtschaftlichen Betrieben eine Optimierung der Ausbringverfahren flüssiger Wirtschaftsdünger zur Reduktion der gasförmigen Stickstoffverluste und Erhöhung der N-Effizienz, um weiterhin eine bedarfsgerechte Nährstoffversorgung der Kulturen zu gewährleisten.

Der Gesetzestext gewährt in der DüV einen gewissen Handlungsspielraum bei der Einarbeitung, wodurch aber auch Unklarheiten für die Landwirtinnen und Landwirte entstehen. Diese beziehen sich unter anderem auf die optimale Einarbeitungstechnik sowie den optimalen Einarbeitungszeitpunkt nach der oberflächlichen Ausbringung der flüssigen Wirtschaftsdünger. Außerdem haben bisherige Untersuchungen gezeigt, dass die nach DüV vorgegebenen Mindestwirksamkeiten für flüssige Wirtschaftsdünger mit den am häufigsten eingesetzten streifenförmigen Applikationsverfahren Schleppschlauch und Schleppschuh kaum zu erreichen sind. Gerade zu Winterraps und Wintergerste muss gezielt untersucht werden, welche Effizienz mit organischen Düngern bei unterschiedlichen Applikationstechniken und -zeitpunkten im Herbst und Frühjahr erreicht werden kann.

In einer modernen und zukunftsfähigen Landwirtschaft sind technische und organisatorische Fortschritte darauf ausgerichtet, unerwünschte Nebeneffekte, wie die Degradation der Bodenqualität (zum Beispiel Bodenverdichtung, Bodenerosion) oder Nährstoffverluste (Emissionen, Stoffeinträge in Grund- und Oberflächengewässer) nach Möglichkeit zu vermeiden. Für die Mehrzahl der bayerischen Betriebe ergibt sich aus den Vorgaben der Düngeverordnung Anpassungsbedarf in der technischen sowie logistischen Umsetzung des Managements von flüssigen Wirtschaftsdüngern. Durch fachrechtliche Vorgaben müssen sich die meisten Betriebe jetzt aktiv damit auseinandersetzen, welche Technik für ihren Betrieb mittelfristig am geeignetsten ist.