Projekt 05217/01

Produktionsintegrierte Grünguthäcksel-Anwendung auf erosionsgefährdeten Böden

Projektdurchführung

Universität KasselFachbereich 11 Landwirtschaft, InternationaleAgrarentwicklung und Ökologische Umweltsicherung
Nordbahnhofstr. 1a
37213 Witzenhausen

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Den Belangen des Ressourcenschutzes und der Abfallvermeidung durch das Schließen von Nährstoffkreisläufen scheint ein Verfahren gerecht zu werden, bei dem pflanzliches Grüngut (Strauchschnitt) als Grünguthäcksel direkt auf landwirtschaftlich genutzte Böden ausgebracht wird. Gegenüber dem Verfahren der Kompostierung, das als Konkurrent um das Ausgangsmaterial in Betracht steht, führt die Direktanwendung zu einer Kostensenkung um ca. 70 % und bietet den Landwirten gleichzeitig die Möglichkeit eines Zusatzeinkommens.
Das Verfahren der Direktanwendung von Grünguthäcksel auf Böden unter landwirtschaftlicher Nutzung soll hinsichtlich seiner Nähr- und Schadstoffflüsse in Nutzungssystemen, seiner Umweltverträglichkeit und seiner Eignung als Verfahren zur Minderung der Bodenerosion durch Wasser (als angewandte Bodenschutzmaßnahme) beurteilt werden.
Die hieraus gewonnenen Kenntnisse sind Grundlage einer zu erarbeitenden Folgenabschätzung und -bewertung in bezug auf Schad- bzw. Schutzwirkungen des Verfahrens auf den Boden.
Es soll geprüft werden, inwieweit das Verfahren mit den verschiedenen Zielen zur zukünftigen Entwicklung von Agrarräumen als Standort des Natur- und Landschaftsschutzes, zur Produktion von qualitativ einwandfreien Nahrungsmitteln und nachwachsenden Rohstoffen unter Beachtung der ökologischen Kriterien des Ressourcenschutzes und der Erhaltung von Nährstoffkreisläufen vereinbar ist. Die Ergebnisse sind die Grundlage für eine sinnvolle Integration des Verfahrens in die Agrarräume.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenArbeitsschwerpunkt Stoffhaushalt:
Erfassung der Qualitäten und Mengen von Grünguthäcksel in ausgewählten Gemeinden in Nordhessen bezüglich der Zusammensetzung des Ausgangsmaterials (Strauchschnitt, Fremdstoffe.etc.) und der Inhaltsstoffe (Nähr- und Schadstoffe). Quantifizierung der Nähr- und Schadstofffrachten in den Agrar-Nutzungssystemen. Auswirkungen auf den Nährstoffhaushalt von landwirtschaftlich genutzten Böden.
Feldversuch: Ermittlung der Auswirkungen einer Steigerung der Ausbringungsmenge von Grünguthäcksel auf die Nährstoffverfügbarkeit von N, P, K und Mg im Verlaufe eines Vegetationsjahres. Besonderes Augenmerk wird auf eine mögliche N-Festlegung und, bei gleichzeitig differenzierter Anwendung von mineralischen N-Düngemitteln, auf einen priming-effect gelegt. Ertragsbildende und qualitätsbestimmende Parameter verschiedener landwirtschaftlicher Kulturen sollen erfaßt und bewertet werden. Der Einfluß der Anwendung von Grünguthäcksel auf den Säure-Basen-Haushalt des Bodens wird dokumentiert.
Arbeitsschwerpunkt Bodenstruktur/Bodenphysik:
Erfassen und Bewerten von Struktureffekten i.w.S. (Bodenfruchtbarkeit) auf den Boden durch die Anwendung von Grünguthäcksel.
Feldversuch: Ermittlung der Auswirkungen einer Steigerung der Ausbringungsmenge auf den Oberflächenabfluß, den Boden- und Nährstoffabtrag unter erosionsfördernden Kulturen (Mais, Zuckerrüben) in Hanglagen. Der Einsatz eines mobilen Schwenkdüsenregners dient der Nachahmung realitätsnaher Erosionsereignisse. Ergänzt werden diese Untersuchungen durch Messungen der Aggregatstabilität und der Oberflächenverschlämmung.
Die erosionsmindernde Wirkung des Grünguthäcksels soll in weiteren Feldversuchen mit der von ähnlichen Produkten wie Komposten verglichen werden.


Ergebnisse und Diskussion

GGH ist ein strukturreicher Sekundärrohstoffdünger, dessen Nährstoffgehalt langfristig in der Düngebilanz berücksichtigt werden muß. Die Schwermetallgehalte und -frachten liegen bei einer Anwendung nach guter fachlicher Praxis weit unter den Grenzwerten bzw. -frachten des Entwurfes der BioAbfV und den Vorschlägen der LABO/LAGA.
Durch das weite C/N-Verhältnis des holzreichen Materials kann es zu Beginn der Vegetationsperiode zu einer Netto-N-Immobilisierung kommen, die der von Bioabfallkompost gleichkommt. Durch eine spätere Netto-N-Mineralisation wird die N-Festlegung wieder ausgeglichen, so daß keine Minderung der Erntemenge und -qualität festzustellen war.
GGH erhöht bei oberflächiger Anwendung die Aggregatstabilität und den Gehalt an organischer Substanz im Boden. Die Anfälligkeit des Bodens zur Verschlämmung wird reduziert und durch die Förderung der Bodenfauna werden weite und mittlere Grobporen im Boden geschaffen.
Bei oberflächiger GGH-Anwendung von bereits 50 m3 FM/ha wird ein Maximum an Erosionsschutz erreicht. Die Mulchauflage reduziert die Verschlämmung und die Infiltrabilität bleibt hoch. Selbst bei langanhaltenden Starkregenereignissen kommt es zu keinen nennenswerten Oberflächenabflüssen. Die Sedimentkonzentration des Abflusses wird drastisch verringert, mit dem Ergebnis deutlich niedriger Boden- und Nährstoffabtragsraten in folge der GGH-Anwendung.
Eine produktionsintegrierte GGH-Anwendung sieht vor, daß GGH oberflächig in Anwendungsmengen von 50 m3 FM/ha im Winter bei Frost auf Winterweizenbeständen und im Frühjahr nach der Saat zu Mais und Zuckerrüben zur Erosionsminderung und Verbesserung der Bodenstruktur ausgebracht wird. Es kommen vorrangig Ackerflächen mit einer hohen Erodibilität und labilen Bodenstruktur zur GGH-Anwendung in Betracht. Für die laut Düngeverordnung geforderte Nährstoffbilanz können vorhandene Analysenergebnisse von GGH aus Datenbanken verwendet werden.
Die Ergebnisse der GGH-Analysen dieses Projektes und die der LUFA Augustenberg (Baden Württemberg) fließen in eine Datenbank ein, die vom BMU in Auftrag gegeben worden ist und zur Zeit vom KTBL erstellt wird.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden bislang in 8 Zeitschriftartikeln, 4 Diplomarbeiten (eine weitere wird z.Z. geschrieben), 1 Dissertation, 2 Vorträgen und 5 Postern auf z.T. internationalen wissenschaftlichen Fachtagungen (zwei weitere Poster werden in diesem Jahr noch vorgestellt) sowie in einem Fernsehbericht einer breiten fachlichen und wissenschaftlichen Öffentlichkeit vorgestellt.
Eine detaillierte Übersicht über die Ergebnisse dieses Projektes gibt:
Brandt, M. (1997): Grünguthäcksel-Verwertung zur Vermeidung von Bodenerosion und Nährstoffaustrag. Boden und Landschaft. Schriftenreihe zur Bodenkunde, Landeskultur und Landschaftsökologie. Band 18. Gießen.


Fazit

Die landwirtschaftliche Direktverwertung von GGH erfüllt in bezug auf die untersuchten Eigenschaften die gesetzlichen Anforderungen und wird den Belangen des Bodenschutzes und Umweltschutzes gerecht. Den entsorgungspflichtigen Körperschaften ist mit der GGH-Verwertung eine kostengünstige Verwertung von unbelastetem Grünschnitt und Parkabfällen gegeben.
Es wäre wünschenswert, daß zum Schutz der Böden die Bereitschaft zur Direktverwertung von Grünguthäcksel in der Landwirtschaft durch die Ergebnisse dieser Arbeit wüchse.