BiogasFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Gärprodukte verlustarm ausbringen

Düngen auf gefrorenen Böden

Ist der Boden gefroren, wassergesättigt, überschwemmt oder sogar schneebedeckt, dürfen Gärprodukte laut Düngeverordnung (§ 5 Abs. 1) nicht ausgebracht werden. Dies gilt gleichermaßen für Acker- und Grünland, selbst wenn die Sperrfrist vom 31. Januar überschritten, die Güllelager voll und die Flächen durch den Frost befahrbar sind. Die Aufnahme von Nährstoffen ist nicht gegeben und ein Abschwemmen ins Oberflächenwasser kann nicht ausgeschlossen werden. Seit der Änderung der Düngeverordnung im Mai 2020 gilt das Ausbringverbot auch für Böden, die tagsüber auftauen. Bis dahin wurden häufig Nachtfröste genutzt, um Gärprodukte bodenschonend ausbringen zu können. Nun muss der Boden absolut frostfrei sein. Ein Verstoß gegen die Düngeverordnung gilt als Ordnungswidrigkeit, die mit einem Bußgeld geahndet werden kann. Zudem ist der Verstoß Cross-Compliance-relevant und kann zur Kürzung der Prämienzahlung führen.

Verlustarme Ausbringung mit Schleppschlauchverfahren

Düngen an heißen Sommertagen

Tage mit hohen Temperaturen oberhalb 25 °C sind für die Ausbringung von Gärprodukten aufgrund der erhöhten Ammoniak- und Geruchsemissionen ebenfalls nicht geeignet. Im Allgemeinen gilt: Je höher die Lufttemperatur und -trockenheit, desto mehr Ammoniak entweicht während und nach der Düngung. Wer an heißen Sommertagen Gärprodukte ausbringt, verursacht besonders hohe Stickstoffverluste und Geruchsemissionen. Grundsätzlich sollen Gärprodukte möglichst nährstoffeffizient, emissionsarm und zu einem pflanzenbaulich sinnvollen Zeitpunkt ausgebracht werden. Gegenüber unbehandelter Gülle haben Gärprodukte einen erhöhten Ammoniumstickstoffgehalt und somit eine bessere Düngewirkung. Bei ungünstigen Ausbringverhältnissen erhöhen sich aber auch die gasförmigen Stickstoffverluste. Obwohl es bei besonders hohen Temperaturen zu erheblichen Ammoniakemissionen kommen kann, sind in der Düngeverordnung bisher keine Vorschriften zum Ausbringen von Gärprodukten bei heißer Witterung enthalten.

Zwar verbieten Sperrfristen das Ausbringen im Spätherbst und Winter sowie auf Ackerflächen ab Ernte der letzten Hauptfrucht. Kulturen, die im Herbst noch einen Düngebedarf haben, wie z. B. Winterraps, Wintergerste, Feldfutter oder Zwischenfrüchte, dürfen gedüngt werden. In dem Fall kann die notwendige Gärproduktausbringung in heiße Sommerperioden fallen. Werden die auf den Getreidestoppeln ausgebrachte Gärprodukte aber nicht unverzüglich eingearbeitet, kann es insbesondere in den ersten Stunden nach der Ausbringung zu erheblichen Emissionen und Geruchsbelästigungen kommen (Tab. 1). 

Emissionsminderung in Abhängigkeit des Einarbeitungszeitpunktes

Zeitpunkt der EinarbeitungEmissionsminderung (NH3)
sofortum 90 %
nach 2 hum 75 %
nach 4 hum 65 %
nach 10 hum 50 %
nach 16 hum 40 %
nach 24 hum 30 %
nach 48um 20 %

(Quelle: Drücker, H.: Techniken zur Ausbringung von Gärresten. FNR-Tagung „Pflanzenbauliche Verwertung von Gärrückständen. Berlin 2018)

Düngeverordnung regelt gute fachliche Praxis

Sperrfristen

Generell dürfen Gärprodukte nur ausgebracht werden, wenn die Pflanzen die entsprechenden Nährstoffe auch aufnehmen können. Die gute fachliche Praxis bei der Ausbringung von Gärprodukten wird in Deutschland durch die Düngeverordnung geregelt. Für die Ausbringung der verschiedenen Düngemittel sind in Abhängigkeit der Flächenbewirtschaftung konkrete Sperrfristen festgelegt.

  • Düngemittel mit wesentlichem Gehalt an Stickstoff wie z. B. Gülle, Gärrückstände oder Mineraldünger dürfen auf Ackerland ab der Ernte der Hauptfrucht bis 31. Januar nicht aufgebracht werden
  • Die Sperrfrist bei Grünland und mehrjährigem Feldfutterbau beginnt nach der aktuellen Düngeverordnung ab 1. November und endet am 31. Januar
  • Die Ausbringung von Festmist (Huf- und Klauentiere) und Kompost ist vom 1. Dezember bis zum 15. Januar nicht gestattet
  • Phosphathaltige Düngemittel auf Acker- und Grünland sind vom 1. Dezember bis 15. Januar verboten

Zudem sind flüssige organische Düngemittel auf Dauergrünland und mehrjährigem Feldfutter im Herbst vom 1. September bis Beginn der Sperrfrist auf 80 kg je Hektar begrenzt. Dadurch wird die Ausbringung von Gärprodukten zusätzlich eingeschränkt.

In nitratbelasteten Gebieten sind in der aktuellen Düngeverordnung deutlich strengere Auflagen definiert:

  • Eine Ausbringung von Düngemitteln mit wesentlichem Stickstoffgehalt nach der Hauptfruchternte im Herbst ist hier mit einigen Ausnahmen gänzlich verboten
  • Verlängerung der Sperrfrist für die Ausbringung von Düngemitteln mit wesentlichem Stickstoffgehalt auf Grünland um vier Wochen vom 1. Oktober bis 31. Januar
  • Begrenzung von flüssiger organischer Düngemittel zu Dauergrünland und mehrjährigem Feldfutterbau vom 1. September bis zum Beginn der Sperrfrist auf 60 kg Gesamtstickstoff je Hektar
  • Verlängerung der Sperrfrist für Festmist (Huf- oder Klauentieren) und Kompost auf drei Monate vom 1. November bis 31. Januar

Verlustarme Ausbringung und unmittelbare Einarbeitung

Das Ziel der Düngung besteht darin, den Stickstoff im Kreislauf zu halten und wertvolle Nahrungs- und Futtermittel oder Energiepflanzen zu generieren. Landwirten stellt sich die Herausforderung, Nährstoffverluste und Emissionen so gering wie möglich zu halten. Die Möglichkeiten dafür sind vielfältig.

Großen Einfluss auf die Emissionen während und nach der Düngung hat die Art der Ausbringung. Durch bodennahe Verteilung lassen sich Ammoniak- und somit auch Geruchsemissionen in Abhängigkeit der Technik um bis zu 90 % reduzieren. Je kurzzeitiger der Kontakt zwischen Luft und Gärprodukt bzw. die Verweilzeit der Gärprodukte auf dem Boden, desto geringer sind die Emissionen und Nähstoffverluste (Tab. 1). Zur Ausbringung flüssiger Gärprodukte eigenen sich vor allem Schleppschlauch, Schlepp- und Schlitzschuhverfahren sowie flache Injektionsverfahren.  

Ab 1. Februar 2020 dürfen flüssige organische sowie flüssige organisch-mineralische Dünger nur noch streifenförmig auf bestellte Ackerflächen ausgebracht werden. Schwenkverteiler und Prallteller sind ab 2020 nur noch auf unbestellten Äckern und Grünland erlaubt. Alternativ kann der Dünger auf bestellten Äckern mit Schleppschlauch, Schleppschuh oder Injektoren ausgebracht werden. Auf Antrag sind Ausnahmen bei naturräumlichen oder agrarstrukturellen Besonderheiten oder aus Sicherheitsgründen möglich. Für Grünland und Feldgras gelten diese Regelungen ab dem 1. Februar 2025.

Bei der Einarbeitung des Düngers gibt es neue Regelungen. Landwirte müssen organische und organisch-mineralische Düngemittel mit wesentlichem Gehalt an Stickstoff innerhalb von vier Stunden nach der Aufbringung auf unbestelltem Ackerland in den Boden einarbeiten. Ausnahmen sind Festmist (Huf- und Klauentiere), Kompost, Düngemittel mit einer Trockenmasse von weniger als zwei Prozent sowie Harnstoff mit Ureasehemmern.

Unmittelbare Einarbeitung ausgebrachter Gärprodukte (Quelle: Daniel Saß)

Die streifenförmige Gärproduktausbringung reduziert Emissionen und erreicht durch die geringe Windanfälligkeit eine bessere Querverteilung. Neben Schleppschläuchen bieten Verfahren mit Schleppschuhen eine gute Alternative. Schleppschuh und Boden stehen hier in direktem Kontakt. Dabei wird der Boden leicht aufgebrochen und ein leichter Eintrag der Gärprodukte in den Boden begünstigt. Optimal für die Pflanzenverfügbarkeit ist die Ausbringung mittels Schlitzgeräten. Dabei wird das Gärprodukt direkt in den Boden eingebracht. In Biogasbetrieben erfolgt das Schlitzverfahren häufig als Unterfußdüngung mittels Injektion vor der Maisaussaat als Nährstoffdepot. Auch für Grünland ist die Ausbringtechnik mit Schlitzkufen oder Schlitzscheiben ideal, da keine Verschmutzung der Grasnarbe erfolgt. Die Ausbringung mit Güllegrubber vereint Ausbringung und Einarbeitung in den Ackerboden in einem Arbeitsgang. Zwar können bei geringer Arbeitsbreite nur Flächen ohne Pflanzenbewuchs gedüngt werden, allerdings kann eine Emissionsminderung von bis zu 90 % gegenüber der Breitverteilung erreicht werden (Tab. 2). Ebenso effizient ist das Gülle-Strip-Till-Verfahren. Dabei handelt es sich um eine streifenförmige Bodenbearbeitung bei gleichzeitiger Aussaat kombiniert mit der Ausbringung von Gärprodukten. Die Nährstoffeffizienz ist sehr hoch und das Emissionsminderungspotential gegenüber der Breitverteilung liegt ebenfalls bei 90 %. (Tab. 2).

Emissionsminderung bei Verfahren zur Ausbringung von Gärprodukten

VerfahrenEmissionsminderung gegenüber Breitverteilung
Strip Till90 %
Injektoren90 %
Schlitzverfahren70 %
Schleppschuhverteiler55 %
Schleppschlauchverteiler30 %

(Quelle: Drücker, H.: Techniken zur Ausbringung von Gärresten. FNR-Tagung „Pflanzenbauliche Verwertung von Gärrückständen. Berlin 2018)

Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) fördert durch die Rentenbank mit dem „Investitionsprogramm Landwirtschaft“ in den Jahren 2021 – 2024 mit Zuschüssen von bis zu 40 % Investitionen u.a. in Ausbringtechnik. Nähere Informationen finden Sie hier.   

Strip Till Verfahren (Quelle: Daniel Saß)

Ansäuerung als Maßnahme zur Minimierung von Ammoniakverlusten

Ein vielversprechendes Verfahren zur Reduzierung von Ammoniakemissionen ist die Ansäuerung von Gülle bzw. Gärprodukten während der Ausbringung. Durch die Absenkung des pH-Wertes < 6 wird das Dissoziationsgleichgewicht zwischen Ammoniak und Ammonium, in Richtung Ammonium verschoben. Auf diese Weise kann kein gasförmiges Ammoniak mehr entweichen und der Stickstoff verbleibt als flüssiges Ammonium im Dünger. Durch Ansäuerung während der Ausbringung können die Ammoniakemissionen um bis zu 60 % reduziert werden. Kombiniert man die Ansäuerung mit einer verlustarmen Ausbringung und Einarbeitung in den Boden, lassen sich die Ammoniakemissionen noch weiter reduzieren. Zum Ansäuern der Gärprodukte eignet sich z. B. Schwefelsäure, die vergleichsweise kostengünstig ist und ein hohes Ansäuerungspotenzial besitzt.

Aus pflanzenbaulicher Sicht bietet die Ansäuerung mit Schwefelsäure zweierlei Vorteile. Zum einen liegt der Stickstoff als Ammonium vor und kann von den Pflanzen direkt aufgenommen werden. Dadurch ist das Risiko von Stickstoffeinträgen in tiefere Bodenschichten bzw. in das Grundwasser weitestgehend reduziert. Zum anderen ist durch die Anwendung von Schwefelsäure eine Schwefeldüngung inklusive. Somit können im Falle einer Unterversorgung der Böden zusätzliche Mineraldünger und eventuell zusätzlich notwendige Überfahrten eingespart werden. Bei überversorgten Flächen kann genau das Gegenteil der Fall sein. Erfolgt die Stickstoffgabe von beispielsweise 170 kg N/ha ausschließlich mit angesäuerten Gärresten oder Gülle, ergibt sich gleichzeitig eine Schwefeldüngung über dem Bedarf unserer Kulturpflanzen. Dies kann zu Auswaschungen in das Grundwasser führen. In diesem Fall muss die Wirtschaftsdüngermenge auf den Schwefelbedarf angepasst werden. Forschungsergebnisse zu pflanzenverfügbarem Sulfat bei der Düngung mit angesäuerten Gärresten liegen bislang noch nicht vor.

Das Vorhaben „Angesäuerte Wirtschaftsdünger in Biogasanlagen und in der Gärrestdüngung“, gefördert vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, zielt auf die Chancen und Risiken der Gülle- und Gärrestansäuerung ab. Forscher der Christian-Albrecht-Universität zu Kiel und der Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern untersuchen darin, wie sich angesäuerte Gülle in die Biogasproduktion einbringen lässt, wie die Ansäuerung die Nährstoffverfügbarkeit vor allem von Schwefel und Phosphor im Boden beeinflusst und wie Bodenmikrobiom und mikrobielle Aktivität auf die Düngung mit angesäuerten Gärresten bzw. Gärresten aus angesäuerten Wirtschaftsdüngern reagieren. Weiterhin ermitteln sie, in welchem Umfang sich durch die Ansäuerung von Gärresten bei der Düngung Ammoniakemissionen verringern lassen und welche Auswirkungen auf den Ernteertrag entstehen. Zudem werden in dem Projekt alle Schwefel- und Sulfatgehalte durchgehend dokumentiert, um die verschiedenen Methoden der Ansäuerung bezüglich ihrer Wirkung auf die pflanzenverfügbaren Sulfatgehalte einschätzen zu können.

Ausbringung von Gärprodukten im Feldversuch (Quelle: Gurgel, LFA MV)
Ansäuerung von Wirtschaftsdüngern während der Ausbringung (Quelle: Blunk Gruppe)

Fazit

Eine sofortige Einarbeitung von Gärprodukten in den Boden und die Nutzung verlustarmer Ausbringtechniken ist geboten, um Emissionen und Nährstoffverluste zu reduzieren. Bei Berücksichtigung der technischen und organisatorischen Maßnahmen ist zum einen die Ammoniakdüngewirkung von Gärprodukten annähernd so wirksam wie die von Mineraldüngern und zum anderen lassen sich damit Ammoniakemissionen weitestgehend reduzieren.

Landwirte können durch die Nutzung fortschrittlicher Technik und durch eine sorgsame Terminwahl die Geruchsbelästigung während der Gärproduktausbringung mindern. Damit kann auch das Image des Berufsstands „Landwirt“ verbessert und gute nachbarschaftliche Beziehungen zur Dorfbevölkerung gepflegt werden. 

Weitere Informationen