Ohne Regeln geht es nicht – Möglichkeiten zur Verringerung von Stickstoff-Überschüssen in der Pflanzenproduktion

Stickstoff-(N)-Verluste aus der landwirtschaftlichen Produktion sind ein ernsthaftes Problem für die Umweltqualität. Deshalb haben die Umweltminister im europäischen Raum bereits vor mehr als 15 Jahren, u.a. in der Deklaration der HELCOM (Helsinki Kommission zum Schutz der Ostsee vom 15. Februar 1988), eine Reduktion der N-Überschüsse um 50 % beschlossen. Das Ziel wurde bis heute bei weitem nicht erreicht. Mit dem Thema „Roadmaps zu mehr Effizienz in der N-Düngung“ veranstaltete das Institut für Pflanzenernährung und Bodenkunde der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft in Braunschweig (FAL) gemeinsam mit dem Bundesministerium für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft (BMVEL) am 22. Februar 2005 einen Workshop, in dem speziell die Handlungsoptionen der Pflanzenproduktion vorgestellt und hinsichtlich ihrer Bedeutung zur Reduktion von N-Überschüssen bewertet wurden.

Die relativ größte Verlustquelle für N ist in der Landwirtschaft die Tierproduktion. In der nationalen N-Bilanz zeichnet sie nach ROGASIK allein für mehr als 30 kg/ha N-Überschüsse verantwortlich. Intensive Tierproduktion ist eine Folge der hohen Nachfrage nach billigem Fleisch und Fleischprodukten, N-Verluste aus der Tierproduktion liegen damit auch im Bereich gesellschaftlicher Verantwortung der Konsumenten (ISERMANN). Hinter den nationalen N-Bilanzsalden verbirgt sich jedoch eine Vielzahl von betrieblichen Einzelfällen mit enormer Bandbreite, z.B. in Bayern nach HEGE von unter Null bis über 250 kg/ha N. Rechnerisch große Bedeutung für die Höhe des Bilanzüberschusses haben die so genannten „unvermeidbaren“ Verluste. Darunter versteht man die Verluste, die gasförmig, durch Auswaschung, sowie bei Lagerung und Ausbringung organischer Dünger auftreten und vom Landwirt selbst bei „Anwendung guter fachlicher Praxis“ kaum beeinflusst werden können. HEGE schlägt eine standortspezifische Staffelung der „unvermeidbaren“ Verluste von 40 kg/ha N auf leichten (Ackerzahl < 45) Böden in regenreicheren (> 700 mm/a) Regionen bis herunter zu 5 kg/ha N auf schwereren (Ackerzahl > 85) Böden in trockeneren (< 600 mm/a) Regionen vor. Hier stellt sich aber die "Gretchen-Frage": Soll ein Landwirt auf potentiell verlustreicheren Standorten zum Ausgleich der Verluste und zum Gegensteuern von Ertragsverlusten mehr düngen dürfen oder soll auf potentiell verlustreichen Standorten die N-Düngung zur Vermeidung von Verlusten und Schäden an der Umwelt eingeschränkt werden? HEGEs Untersuchungen bestätigen aber auch ein Phänomen, das mittlerweile in England und in ähnlicher Form schon 25 Jahre früher von SCHNUG aus Schleswig-Holstein berichtet wurde: Die Menge an tierischen N-Ausscheidungen korreliert in Vieh haltenden Betrieben nicht nur mit dem Überschuss der N-Bilanz, sondern auch mit dem Verbrauch an Mineraldünger-N. Dies ist auch einer der Hauptgründe, warum in Öko-Betrieben, die ohne Mineraldünger-N wirtschaften, der Bilanzüberschuss für N erheblich geringer ausfällt (HEGE, PAULSEN, THYSEN). Hieraus ergibt sich der dringende Handlungsbedarf, in konventionellen Betrieben das Bewusstsein um den Nährstoffwert der Wirtschaftsdünger zu verbessern und ggf. die bisher in Ansatz gebrachten Ausnutzungskoeffizienten nach oben hin zu korrigieren. Exemplarisch ist diesbezüglich die Entwicklung in Dänemark: Durch Vorgabe tierbesatzabhängiger Quoten für die Düngung mit Mineraldünger-N ist es gelungen, den Überschuss der nationalen N-Bilanz um 48 % zu reduzieren, wobei die Einbußen beim Getreideertrag mit ca. -0,3 t/ha und bei der Getreidequalität (Rohproteingehalt) mit -0,5 % als nur gering zu bewerten sind. Gemessen an dirigistischen Maßnahmen fallen die Effekte auf die N-Effizienz, die sich aus verbesserter Produktionstechnik ergeben könnten, deutlich geringer aus: Wirkungsvollste und leider bislang viel zu wenig eingesetzte Maßnahme des Pflanzenbaus zur Verringerung von N-Bilanzüberschüssen ist der Zwischenfruchtbau. Nach EICHLER nehmen insbesondere Ölrettich und Raphanobrassica besonders hohe Mengen (bis 200 kg/ha N) des im Spätherbst und über Winter noch im Boden befindlichen oder mineralisierten N auf. Züchterische Perspektiven bei der Verbesserung der N-Effizienz von Pflanzen ergeben sich nach HORST, insbesondere aus einer Verlängerung der Lebenszeit photosynthetisch aktiver Blätter (z.B. Mais) und einer längeren generativen Phase (Raps). Düngemitteltechnisch ist nach GUTSER, neben der raschen Einarbeitung bei ammoniumhaltigen N-Düngern, durch Zusatz von Nitrifikations- und Ureasehemmern eine Steigerung der Effizienz um ca. 5 % möglich. Räumlich variable, d.h. an Bodenmerkmale angepasste Ausbringung von N-Düngern („Precision Agriculture“) hat nach SCHNUG theoretisch das Potential, die N-Ausnutzung im Vergleich zu gleichmäßiger Ausbringung zu verdoppeln. Experimentell konnte dies jedoch auch nach 15 Jahren Forschungsarbeit bislang nur in wenigen Einzelversuchen verifiziert werden. Die Ursachen hierfür liegen vor allem in immer noch unzureichenden Entscheidungsgrundlagen und Regeln. Zwar leisten auch geringere Verbesserungen der N-Effizienz einen ökologischen Beitrag, insgesamt wird dann aber der für „Precision Agriculture“ notwendige Aufwand zu kostenintensiv. Bessere N-Effizienz wird als „Mitnahmeeffekt“ interessant, wenn in automatisierten Systemen die Kosten des Verfahrens primär durch die Einsparung von Lohnkosten gedeckt werden können. Stickstoff-sensitive-Sensoren sind nach SCHNUG wegen ihrer nur unspezifischen Detektion von Veränderungen in Blatt-Masse und -Färbung für die raumvariable on-line Steuerung der N-Düngung ungeeignet. Fazit der Veranstaltung: Der Landwirtschaft stehen eine Reihe produktionstechnischer Möglichkeiten zur Verbesserung der Effizienz der N-Düngung zur Verfügung. Bevor diese aber greifen können, steht das gesamtbetriebliche Nährstoffmanagement und hier insbesondere die Bewertung der N-Wirkung von Wirtschaftsdüngern in Frage. An dieser Stelle erweist sich die gründliche Ausbildung junger Landwirte zu verantwortlichen Betriebsleitern und deren fundierte und unabhängige Beratung als Schlüssel zum Erfolg. Weitere Informationen zum Thema finden sich in den Präsentationen zum Workshop „Roadmaps zu mehr N-Effizienz“ in der FAL vom 22.02.2004 unter „Workshops“ auf: http://www.pb.fal.de/index.htm?page=/home.htm Kontakt: Prof. Dr. Dr. Ewald Schnug und Dir. & Prof. Dr. Jutta Rogasik, Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL), Institut für Pflanzenernährung und Bodenkunde, Bundesallee 50, 38116 Braunschweig, E-mail: pb@fal.de