Maßnahmen zur Reduktion von Ammoniak-Verlusten bei der Ausbringung von Gülle

Der Klimawandel und dessen Folgen stellt die Menschheit vor eine der größten Herausforderungen. Die Land- und Forstwirtschaft spielt bei der Feinstaubproblematik eine große Rolle, da der als Feinstaub eingestufte Ammoniak (NH3) laut Daten des Umweltbundesamts zu 94% aus der Landwirtschaft stammt.  Österreich muss gemäß EU-NEC-Richtlinie bis 2030 etwa 12 % seiner Ammoniak-Emissionen reduzieren (bezogen auf das Jahr 2005). Dieser Artikel zeigt Möglichkeiten auf, um die Ammoniak-Emissionen bei der Wirtschaftsdünger-Ausbringung zu senken. Denn die Gülle trägt unverzichtbar zu mehr Ertragsfähigkeit auf den heimischen Acker- und Dauergrünlandflächen bei und ist ein wesentlicher Bestandteil der Kreislaufwirtschaft in der Landwirtschaft. 

Der ökologische Fußabdruck und der wirtschaftliche Erfolg eines landwirtschaftlichen Betriebes müssen dabei Hand in Hand greifen, damit auch die Landwirtschaft einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten und die Emissionen im Hinblick auf die EU-NEC Richtlinie (National Emission Ceilings Directive –auf Deutsch: Nationale Emissionshöchstmenge) reduzieren kann. Der Maschinenring beschäftigt sich im Rahmen des Clusterprojektes „Energie- und Ressourcenmanagement im Agrarbereich“ mit verschiedenen Lösungswegen und den damit verbunden Maßnahmen zur Reduktion von Ammoniak bei der Gülleausbringung.

1. Ausbringungszeitpunkt & Verdünnen der Gülle

Neben den allseits bekannten Verbotszeiträumen spielen die Witterungseinflüsse bei der Ausbringung eine wesentliche Rolle: Regentage und Tage mit bedecktem Himmel und Temperaturen unter 25 °C zur Ausbringung von organischen Düngern sind günstige Witterungsbedingungen. Das gilt insbesondere für die flüssigen Wirtschaftsdünger. Der Regen bewirkt eine Reduktion der Ammoniakfreisetzung, weil die Gülle von den Pflanzen ab- und in den Boden eingewaschen wird. Ähnlich positiv wirkt sich die Verdünnung der Gülle mit Wasser aus, da durch die Zugabe von Wasser mehr Ammoniak in der Gülle gelöst bleibt. Dieser flüssige, organische Dünger läuft besser von den Pflanzen ab und kann so tiefer in den Boden eindringen.

2. Aufbereitung der Gülle

2.1. Mechanische Aufbereitung (Verdünnen mit Wasser oder Gülleseparation)
Mit steigender Präzision der Ausbringtechnik steigen die Anforderungen der physikalischen Eigenschaften von Gülle. Um eine exakte und gleichmäßige Verteilung des Substrates zu gewährleisten, empfiehlt es sich, die Gülle aufzubereiten. Das System der Separation beruht auf der Trennung von fester, flüssiger und gasförmiger Phase und wandelt somit Ammoniakemissionen in wertvollen Dünger um. Dadurch entstehen jedoch neue Herausforderungen bei der Ausbringung. Ein logistischer Mehraufwand entsteht somit, da die Komponenten unabhängig voneinander ausgebracht werden müssen.

2.2. Chemische und biologische Aufbereitung (Ansäuerung, Stabilisatoren, Braunkohle, Mikroorganismen, Pflanzenextrakte)
Ziel einer chemischen Aufbereitung ist, neben der Reduktion von Ausbringungsverlusten und geringerem Lagerbedarf, die Düngereffizienz durch Beimengung von Zusatzmitteln zu erhöhen. Durch Verändern des pH-Wertes kann das Dissoziationsgleichgewicht zwischen flüssigem Ammoniak und Ammonium verändert und in Richtung auf die Seite des gelösten Ammoniums verschoben werden. Mikrobielle Güllezusätze können einen Beitrag zur Verringerung von Ammoniakemissionen haben. In wissenschaftlichen Untersuchungen blieb jedoch die Wirkung solcher Produkte oftmals hinter den Erwartungen zurück bzw. können Qualitätsverbesserungen oft nicht ausreichend wissenschaftlich belegt werden.

3. Ausbringungstechniken

a. Breitverteiler
Prallkopf-, Prallteller und Schwenkverteiler haben zwar eine leichte Bauweise und sind in der Anschaffung günstig, jedoch verursacht diese Ausbringungsvariante die höchsten Ammoniakemissionen. In Deutschland gibt es bereits ab 2020 eine verpflichtende Ausbringung mittels bodennaher Gülleapplikation auf Ackerland. Aufgrund dieser Tatsachen wird auch in Österreich über ein Verbot der Breitverteilerausbringung debattiert. Jedoch sind hier noch keine Informationen bekannt, ab wann ein solches Verbot in Kraft treten wird.

b. Bandverteiler, Bodennahe Ausbringung - Schleppschlauch, Schleppschuh, Gülleschlitzgeräte, Güllegrubber
Der große Vorteil der bodennahen Ausbringung liegt darin, dass die Ammoniakemissionen in die Luft minimiert werden, die Geruchsbelästigung deutlich abnimmt sowie die Verteilgenauigkeit im Vergleich zur herkömmlichen Technik erhöht wird. Einflussfaktoren wie Windrichtung und Windstärke haben bei der bodennahen Ausbringung keinen Einfluss auf die Verteilgenauigkeit. Jedoch sollte beachtet werden, dass bei der Ausbringung mittels Bandverteiler auf Grünland eine stark verdünnte oder separierte Gülle angewandt wird, da es sonst aufgrund hoher Trockenmassegehalte zum Eintrocknen der Ausbringungsrückstände und so zu einer Verschmutzung des erntereifen Bestandes kommt. Das höhere Gewicht, die höhere Leistungsanforderung an die Zugmaschine und die Mehrkosten in der Anschaffung sind ganz klare Nachteile von Bandverteilern. Die gemeinschaftliche Nutzung von Ausbringungstechniken sowie den Aufbereitungstechniken verringert die Fixkosten somit erheblich.

c. Digitalisierung, Teilflächen
Die teilflächenspezifische Düngung versucht, auf Heterogenität innerhalb eines Schlages einzugehen, wobei Pflanzen, unter besonderer Berücksichtigung der heterogenen Ertragsfähigkeit der Böden, möglichst nach deren tatsächlichem Bedarf versorgt werden sollen. Ziel ist es, durch einen bedarfsgerechten Einsatz von Betriebsmitteln, neben einem betriebswirtschaftlichen Vorteil auch einen ökologischen Nutzen herbeizuführen. Die Erstellung von Applikationskarten je Schlag oder Kultur und die Nährstoffbestimmung in der Gülle vor oder während der Ausbringung (z.B. live mittels NIRSensorik) sind Grundlagen dafür. 

Zusammenfassung

Die verschiedenen Gülleausbringungsvarianten (wie zB prophylaktische Maßnahmen vor der Ausbringung) unterscheiden sich nicht nur stark in den Anschaffungskosten, sondern auch in den Ammoniakemissionen, die bei der Ausbringung entstehen bzw.  dementsprechend durch gezielte Maßnahmen reduziert werden. Die Reduktion der Emissionen laut EU-NEC Richtlinie muss ein Ziel sein und wird Österreich nationale Regelungen zur Minderung des Ausstoßes nicht ersparen. Hier muss es auch klare Impulse und Zeichen seitens des Gesetz- und des
Fördergebers geben, um auf die Struktur der österreichischen Landwirtschaft einzugehen. Dabei gilt es, darauf zu achten, den Emissionsausstoß zu verringern und gleichzeitig die Futterqualität hoch zu halten.
Nur unter Beachtung der bereits vorliegenden und ergänzend noch umzusetzenden wissenschaftlichen Arbeiten kann dieses Ziel im Sinne der bäuerlichen Familienbetriebe erreicht werden.