Projekt 33974/01

Optimierung der Freilandhaltung von Legehennen zur Reduktion von Nährstoffeinträgen im Auslauf in partizipativem Ansatz mit der Praxis (OPAL)

Projektdurchführung

Universität Kassel Präsidium
Mönchebergstr. 19
34125 Kassel

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Aufgrund der wachsenden Nachfrage der Verbrauchenden nimmt die Freilandhaltung von Legehennen stetig zu. Laut Eier-Vermarktungsverordnung und EU-Öko-Verordnung müssen jedem Tier mindestens
4 m2 Auslauffläche zur Verfügung stehen. Allerdings wird die Auslauffläche jedoch nicht gleichmäßig von den Tieren genutzt: Da die Tiere sich bevorzugt in Stallnähe aufhalten, werden der überdachte Stall-rand und der angrenzende Nahbereich überproportional genutzt. Die Bevorzugung und intensive Nutzung (Scharren, Picken, Sandbaden, Koten) dieser Bereiche führt zwangsläufig zu einer punktuellen Akkumula-tion von Nährstoffen und bewirkt i. d. R. dauerhaft eine nahezu vollständige Zerstörung der Grasnarbe im Nahbereich der Ställe. Dies hat zur Folge, dass eingetragene Nährstoffe ausgewaschen werden kön-nen.

In das transdisziplinär angelegte Projekt wurden acht Betriebe mit unterschiedlichen Bewirtschaftungs-formen und Haltungskonzepten einbezogen. Die jeweiligen Auslaufkonzepte wurden bezüglich ihrer Nährstoffdynamiken untersucht, evaluiert und in Zusammenarbeit mit den Landwirt:innen im Rahmen re-gelmäßiger Besprechungen vor Ort, via Zoom und in Workshops optimiert. Die Optimierungsmaßnah-men sollen dazu beitragen, die verschiedenen Haltungssysteme tiergerecht und zukunftsfähig zu gestal-ten und gleichzeitig die wirtschaftliche Existenz der Landwirt:innen stützen.

Ziel ist es, das Management und die Gestaltung des Auslaufes sowie die Konzeption der Ställe soweit zu optimieren, dass der Eintrag sowie Verlagerung oder gar Auswaschung von Nährstoffen auf ein Mi-nimum reduziert bzw. ganz verhindert wird. Zeitgleich soll ein möglichst großer Teil der Tiere den Auslauf nutzen.



Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenInsgesamt umfasste die Projektlaufzeit 55 Monate. Sie setzte sich zusammen aus einer Hauptlaufzeit von 36 Monaten und zwei kostenneutralen Verlängerungen von 13 und sechs Monaten.

Die Hauptlaufzeit umfasste drei Jahre und drei winterliche Sickerwasserperioden. Analog dazu war das Projekt in drei Phasen untergliedert. Jede der drei Projektphasen umfasste eine winterliche Sickerwasserperiode (Oktober bis März).

Anders als in der Vegetationsperiode, in der bedingt durch Evapotranspiration weniger Sickerwasser gebildet wird, ist die Wasserbewegung in der winterlichen Sickerwasserperiode i. d. R. abwärtsgerichtet. Dies wiederum begünstigt eine Verlagerung von Nährstoffen in tiefere Bodenschichten. Deshalb sind Maßnahmen wichtig, die eine Verminderung oder Vermeidung von Nährstoffeinträgen über den Zeitraum einer winterlichen Sickerwasserperiode bewirken.

In der ersten Projektphase wurden die Ausläufe nach optischen Nutzungsmerkmalen in Zonen unterteilt. Diese wurden in 0-30, 30-60 und 60-90 cm Bodentiefe beprobt und auf Nitrat-(NO3-N) und Ammoniumstickstoff (NH4-N) untersucht. So konnten die besonders stark von Stickstoffeinträgen belasteten Bereiche der einzelnen Betriebe identifiziert werden. Im Anschluss wurden gemeinsam mit jedem der acht Betriebe in einem persönlichen Gespräch, Lösungsansätze und Handlungsoptionen erarbeitet mit dem Ziel, betriebsindividuell eine Reduktion der Nährstoffeinträge in den Auslaufflächen zu erwirken. Um den Effekt und die Wirksamkeit dieser Optimierungsmaßnahmen besser abschätzen zu können, gab es auf den Betrieben Auslaufflächen, die optimiert und solche, die betriebsüblich weitergeführt wurden. Die fortlaufend durchgeführten Bodenproben gaben Aufschluss über die Nmin-Dynamik im Boden.

Auf Basis dieser Evaluation wurden die Optimierungsmaßnahmen in der dritten Projektphase erneut überarbeitet und angepasst.

Des Weiteren wurde zur Messung der Vegetationsanteile der Auslaufflächen der Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) an ausgewählten Zeitpunkten im Projektzeitraum bestimmt. Dies geschah durch geoinformatische Auswertung von Satellitenbildern.




Ergebnisse und Diskussion

Im Rahmen der Status-quo Erhebungen wurden folgende Bereiche identifiziert, in denen mineralischer Stickstoff (Nmin) in hohem oder besonders hohem Maße akkumuliert wird:
1. Die Standflächen von Mobilställen ohne eigene Bodenplatte
2. Die überdachten Stallrandbereiche bei stationären Legehennenställen
3. Die Nahbereiche von stationären und mobilen Legehennenställen
4. Hütten/Unterstände und Gehölzstreifen/Hecken

Für die sog. Roten Gebiete gilt, auf den Schlag bezogen, eine Obergrenze von 170 kg N/ha und Jahr (bzw. 17 g/m2). Die ökologischen Anbauverbände Bioland und Naturland geben diese N-Obergrenze für den Legehennenauslauf vor. Bei den oben genannten Bereichen handelt es sich i. d. R. um Flächen von wenigen bis einigen hundert Quadratmetern auf denen z. T. 300 g Nmin/m2 und mehr gemessen wurden.

Die gemeinsam mit den Landwirt:innen erarbeiteten Lösungsansätze bestehen je nach Bedarf aus einer Unterflursicherung und/oder dem Einsatz von Transfersubstraten.

Zur Unterflursicherung von Mobilställen ohne eigene Bodenplatte wurde eine mobile Unterziehplane ent-wickelt und auf der Winterstandfläche eines Kufenstalls verwendet. Nach einer Standphase von sechs Monaten konnten von der mobilen Unterziehplane insgesamt 13 t Mist entnommen werden, was umge-rechnet etwa 264 kg Stickstoff entspricht. Umgerechnet auf die Stallgrundfläche von 192 m2 entspricht das einer Menge von 1.375 g N/m2, die von der Plane entnommen wurde. Die Nmin-Gehalte im Boden nach der Standphase mit mobiler Unterziehplane waren statistisch signifikant geringer und lagen im sta-tistischen Mittel 45 bzw. 32 g/m2 unter denen der Vorjahre. Allerdings bedarf es einer Weiterentwicklung der Plane, vor allem was die Reißfestigkeit des Materials anbelangt, sowie weiterer Forschung, um eine Reproduzierbarkeit der Ergebnisse und weitere Erfahrung im Umgang mit der Plane (z. B. was das Ab-misten betrifft) zu ermöglichen.

Zur Unterflursicherung von Schutzhütten und Unterständen wurden IBC-Container zu „IBcon-Chicks“ umgebaut, als Schutzhütten mit eigener Bodenplatte und mit Transfersubstraten (Sand oder Strohgranu-lat) versehen und in zwei Ausläufen eines Praxisbetriebes aufgestellt. Die „IBcon-Chicks“ bieten den Tie-ren Schutz und bearbeitbares Einstreumaterial. Zugleich werden durch die Unterflursicherung (Bodenplat-te der Container) direkte Nährstoffeinträge in den Boden verhindert. Durch das Verteilen der „IBcon-Chicks“ in der Fläche ist ggf. auch eine bessere Auslaufannahme zu erreichen. Hütten sollten daher, ebenso wie Mobilställe, in kurzen Intervallen versetzt werden, um eine Nährstoffakkumulation in den un-mittelbar umliegenden Bereichen zu vermeiden und zudem über eine eingebaute (bzw. mobile) Boden-platte bzw. Unterflursicherung verfügen.

Da mineralische Substrate (Schotter, Kies und Sand) nicht in der Lage sind, Nährstoffe aufzunehmen und aus einer Vielzahl anderer Gründe ungeeignet für den Außenbereich von Geflügelausläufen sind, wurden für die Optimierungen organische Substrate auf Holz- oder Strohbasis in Häcksel- oder Pellet-form zum Einsatz gebracht. In den Substraten konnte ein deutlicher Anstieg der Nt-Gehalte über die Lie-gedauer gemessen werden, der in einem Fall, nach einer Liegedauer der eingesetzten Holzhackschnitzel von 167 Tagen, bei im Durchschnitt 99 g/m2 lag. Auch quellfähige Substrate wie Strohpellets erwiesen sich als geeignet. So konnte bei den auf einem anderen Betrieb eingesetzten Strohpellets am Ende der Liegedauer eine Zunahme der Nt-Gehalte von 158 g/m2 auf insgesamt 382 g Nt/m2 festgestellt werden.

Strohhäcksel und Grünschnitt erwiesen sich im Nahbereich aus hygienischer Sicht und aufgrund starker Umsetzungsprozesse als ungeeignet.

Entscheidend ist in jedem Fall der Abtransport des angereicherten Materials von der Fläche, um tatsäch-lich einen Nährstoffentzug bewirken zu können. Bei zu langer Liegedauer kann es zu einem Rückgang der Nährstoffhaltekapazität der Substrate kommen, insbesondere die Stickstoffgehalte sanken bei einer Lie-gedauer von mehr als 300 Tagen. Zudem konnte bei langer Liegedauer eine Verschlämmung der Substrate beobachtet werden.
Ein regelmäßiger Austausch der organischen Substrate mindestens vor und nach der winterlichen Sicker-wasserperiode ist daher ratsam.

Auch die Gehalte an pflanzenverfügbarem Phosphor lagen in den stark frequentierten Bereichen oftmals in der Gehaltsklasse E, bei der keine weitere Düngung empfohlen wird. Diese findet aber zwangsläufig durch den fortlaufenden Kotabsatz statt.



Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

14 Vorträge darunter (eine Auswahl):
-Deerberg Fri: Herausforderungen an das künftige Management von Legehennenausläufen, Eurotier 2018, DLG Forum, Hannover, 13.11.2018
- Heß J: Untersuchungen und Erkenntnisse zum Auslaufmanagement – 23. Internationale Bioland-Geflügeltagung, Bad Schussenried, 12.03.2019
-Deerberg, Fra: & B. Delics: Der Legehennenauslauf unter dem Nährstoffaspekt: Möglichkeiten und Grenzen. 25. Internationale Bioland-Geflügeltagung, Online-Veranstaltung, 10.03.2021
-Deerberg Fra & B Delics*: (Kein) Nährstoffmanagement im Nahbereich von Legehennenausläufen. 26. Internationale Bioland-Geflügeltagung, Online-Veranstaltung, 29.02.2022
-Deerberg Fra*: Shit Happens – der Legehennenauslauf unter dem Nährstoffaspekt Nährstoffmanage-ment im Nahbereich von Legehennenausläufen. Netzwerk Fokus Tierwohl, Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein, 14.07.2022
-Deerberg Fra., Heß J, Deerberg Fri*: Nährstoffeinträge in Geflügel-/Legehennenausläufen. Fachge-spräch vor dem Fachausschuss Geflügel des Bund Ökologische Lebensmittelwirtschaft (BÖLW), 22.10.2022
-Deerberg Fra: Reduzierung von Nährstoffausträgen aus der Freilandhaltung von Legehennen. Fachta-gung „Gewässerschutz – Den Systemvorteil Ökolandbau nutzen“, Rendsburg, 29.11.2022

12 Beiträge in Lehrveranstaltungen darunter (eine Auswahl):
-Heß J: Nährstoffkreisläufe im Ökologischen Landbau, Beispiel Legehennen. Modul Nährstoffkreisläufe, Energie- & Ökobilanzen, M.Sc. Ökologische Agrarwissenschaften, Universität Kassel, 25.10.2018
-Deerberg Fri: Nährstoffdynamik in der Öko-Legehennenhaltung, Modul Tierhaltung im ökologischen Landbau, B.Sc. Landwirtschaft (u. a.), Hochschule Osnabrück, Sommersemester 2019
-Deerberg Fra & B Delics*: Der Legehennenauslauf unter dem Nährstoffaspekt: Möglichkeiten und Gren-zen, Modul Bodenfruchtbarkeit und Nährstoffkreisläufe, 5./6. Sem. B.Sc. Ökologische Landwirtschaft, Universität Kassel, 10.06.2021
-Deerberg Fra: Der Legehennenauslauf unter dem Nährstoffaspekt: Möglichkeiten und Grenzen, Modul Nährstoffkreisläufe, Energie- & Ökobilanzen, M.Sc. Ökologische Landwirtschaft, Universität Kassel, 11.11.2022

Veröffentlichungen:
-Delics B, Deerberg Fra, Deerberg Fri, Ruf M & J Heß (2019) Nährstoffeinträge in der Freilandhaltung von Legehennen. Problembereiche im Auslauf. In: „Innovatives Denken für eine nachhaltige Land- und Ernährungswirtschaft“, (Hrsg.) D. Mühlrath, Beiträge zur 15. Wissenschaftstagung Ökologischer Land-bau, 06.-09.03.2019, Kassel, 288-289
-Deerberg Fra, Jalane V, Deerberg Fri & J Heß (2019): Nährstoffeinträge in der Freilandhaltung von Le-gehennen. Eignung von Kies im Nahbereich. In: „Innovatives Denken für eine nachhaltige Land- und Er-nährungswirtschaft“, (Hrsg.) D. Mühlrath, Beiträge zur 15. Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau, 06.-09.03.2019, Kassel, 286-287
-Deerberg Fra, Deerberg Fri., Delics B. & J Heß (2020): Kies und Schotter eine Abfuhr erteilen. In: DGS-Magazin 49/2020

Öffentlichkeitsarbeit:
-Delics B, Deerberg Fra, Deerberg Fri, Kluth J & J Heß (2019): Demoanlage und Poster zu der Thematik „Nährstoffeinträge in der Freilandhaltung von Legehennen“ auf den Öko-Feldtagen, Domäne Franken-hausen, 03.-04.07.2019

Eingangsworkshop des Projektes:
Allgemeine Einführung in die Thematik, Diskussion der Teilnehmenden zu den Themen Auslaufgestal-tung, Flächenbeimessung und Problembereiche sowie Erkenntnisse vorangegangener Untersuchungen, 30.01.2019

Zweiter Projektworkshop:
Präsentation des neuesten Erkenntnisstandes, insbesondere des Einsatzes von Substraten im überdach-ten Stallrand und Nahbereich von Legehennenställen, Erfahrungsaustausch der Landwirt:innen zu den Optimierungsmaßnahmen, 21.01.2021

Erstellen eines Kurzfilmes zum Thema „gute Auslaufakzeptanz – Beispiele aus der Praxis“

Abschlussworkshop des Projektes:
Präsentation des neuesten Erkenntnisstandes, insbesondere des Einsatzes einer mobilen Unterziehpla-ne, IBcon-Chicks (Schutzhütten mit Unterflursicherung aus IBC-Containern) und Substraten im Nahbereich von Legehennenställen, 04.07.2022

Im weiteren Verlauf wurden Projektergebnisse bereits auf der 27. Internationalen Bioland Geflügeltagung vorgestellt.

Zudem gab es am 09.03.2023 anlässlich der 16. Wissenschaftstagung Ökologischer Landbau einen Workshop zum Thema (Titel: Shit Happens – auch im Legehennenauslauf!?).

Die Projektergebnisse werden auch zukünftig durch Vorträge, Öffentlichkeitsarbeit, Veröffentlichungen und Lehrveranstaltungen in Beratung, Praxis sowie Lehre und Forschung getragen.



Fazit

Die im Rahmen des Projektes monatlich gezogenen Bodenproben ermöglichen es, die Dynamik des mi-neralischen Stickstoffes in einer Tiefe von 0-90 cm im Boden sichtbar zu machen und nachzuvollziehen.

Um zu verhindern, dass die während der Standzeiten anfallenden Kotmengen auf dem gewachsenen Bo-den eingetragen werden, sollten Mobilställe grundsätzlich über eine eigene eingebaute Bodenplatte ver-fügen. Durch die im Projekt eingesetzte mobile Unterziehplane bleibt die Mobilität der Ställe erhalten (anders als bei Betonplatten, die feste Standplätze vorgeben). Allerdings bedarf es einer Weiterentwick-lung der Plane, vor allem was die Reißfestigkeit des Materials anbelangt, sowie weiterer Forschung, um eine Reproduzierbarkeit der Ergebnisse und weitere Erfahrung im Umgang mit der Plane (z. B. was das Abmisten betrifft) zu ermöglichen.

Hütten sollten, ebenso wie Mobilställe, regelmäßig versetzt werden und über eine eigene Bodenplatte verfügen.

Mineralische Substrate wie Schotter, Kies und Sand sollten im Außenbereich von Geflügelställen nicht eingesetzt werden, da sie nicht in der Lage sind, Nährstoffe zu binden. Für Schotter und Kies besteht zudem ein kaum lösbares Problem was die sach- und fachgerechte Aufbereitung und Entsorgung des Materials (kontaminierter Bauschutt) anbelangt.

Organische Substrate wie etwa Holzhackschnitzel oder Strohpellets erwiesen sich als deutlich besser geeignet. Ein regelmäßiger Austausch des Materials ist nötig. Zudem besteht weiterer Forschungsbedarf was Menge, Liegedauer und Eigenschaften der Substrate anbelangt.

Hecken und Gehölzstreifen können zu einer besseren Verteilung der Tiere in die Fläche beitragen, sind mitunter aber so beliebt, dass es in ihrem Umkreis ebenfalls zu problematischen Nährstoffakkumulatio-nen kommt.

Die Forschungsarbeit auf Praxisbetrieben unterliegt einer Vielzahl an Variablen, die interagieren und so die Ergebnisse beeinflussen. So haben Management, wie etwa Pflegemaßnahmen im Auslauf, oder eine Haltung anderer Tiere im Legehennenauslauf, aber auch das Verhalten der Hühner, Einfluss auf die Nähr-stoffgehalte im Boden. Ebenso sind die Effekte der Substrate nicht immer und in jedem Fallbeispiel lü-ckenlos mit den Stickstoffdynamiken im Boden zusammenzubringen. In Anbetracht der (teils sehr) hohen Stickstoffgehalte, die punktuell gemessen werden konnten, sind Lösungsansätze jedoch dringend erfor-derlich, um die Freilandhaltung von Legehennen zukunftsfähig zu gestalten. Hierfür bedarf es weiterer Forschung, die, um Ursache und Wirkung noch klarer in Zusammenhang zu bringen, sowohl modellhaft unter ceteris paribus Bedingungen als auch unter Praxisbedingungen stattfinden muss. Dabei ist zu be-rücksichtigen, dass Lösungsansätze sowohl den Ansprüchen der Landwirt:innen als auch denen der Tiere und des Umweltschutzes genügen müssen.