Entwicklung und Modellierung von Maßnahmen zur Minderung der Freisetzung reaktiver Stickstoffverbindungen aus der Landwirtschaft

Abstract

Spätestens seit Einführung des Haber-Bosch-Verfahrens zur Herstellung synthetischer Stickstoffdünger wird der globale Stickstoffkreislauf massiv anthropogen beeinflusst. Von den jährlich fixierten 413 Tg reaktiver Stickstoff-(Nr)-Spezies gehen 210 Tg auf menschliche Aktivitäten zurück. Die Erfassung und Quantifizierung von N-Vorräten (N-Pools) und N-Flüssen erfordern entsprechende Werkzeuge, um Handlungsoptionen in einzelnen Bereichen des Stickstoffkreislaufs aufzuzeigen. Sie können genutzt werden, um Projektion von Maßnahmen zu untersuchen oder Szenarien und Strategien zu entwickeln, um die Umweltbelastung mit reaktiven Stickstoffverbindungen zu reduzieren. Nationale N-Bilanzen (NNB) sind solche Werkzeuge und zentrale Instrumente für die Erfolgskontrolle umweltpolitischer Maßnahmen. Die dafür entwickelten UNECE-Guidelines werden in der vorliegenden Untersuchung erstmals für Deutschland angewendet. Insgesamt wurde ein Zufluss von 6.275 Gg Nr a 1 und ein Abfluss in finale Senken von 4.471 Gg Nr a-1 erfasst, wovon rund 82 % zu N2 reduziert werden. Über den Verbleib von 1.804 Gg Nr a-1 kann in der NNB keine gesicherte Aussage getroffen werden. Der Pool Landwirtschaft ist mit 3.320 Gg Nr a-1 Zu- und Abflüssen und rund 6.500 Gg Nr a-1 internen Umsätzen von zentraler Bedeutung in der NNB. Mit einer Nr-Freisetzung von 1.041 Gg N a-1 verursacht die Landwirtschaft rund zwei Drittel der gesamten Nr-Freisetzung von 1.547 Gg N a-1 in Deutschland. Für die Einhaltung des nationalen Nr-Ziels von rund 1.000 Gg N a-1 muss die Nr-Freisetzung um rund ein Drittel reduziert werden. In Bezug auf die Nitratbelastung des Grundwassers hat sich der Überschuss der regionalen Stickstoff-Flächenbilanz für die Landwirtschaft als zentraler Indikator etabliert. Im Mittel der Jahre 2015 bis 2017 beträgt dieser Überschuss durchschnittlich rund 77 kg N ha-1 LF für das Bundesgebiet, bei einer Zufuhr von rund 227 und einer Abfuhr von rund 149 kg N ha-1 LF. Auf Kreisebene betragen die N-Überschüsse zwischen 26 und 162 kg N ha-1 LF. Das größte Minderungspotenzial für die N-Flächenbilanzüberschüsse auf Kreisebene besteht direkt in der Begrenzung der Viehbesatzdichte auf <2 GV ha-1 LF sowie in der Verbesserung der N-Effizienz von organischen Düngern. So würde eine Steigerung der N-Ausnutzung organischer Dünger von 60 % auf 80 % den N-Überschuss bundesweit um 15,6 kg N ha 1 LF vermindern. Die Abschätzung der Auswirkungen der Minderungsziele der NEC-Richtlinie für NH3 bis 2030 zeigt ein um 4,4 kg N ha-1 LF erhöhtes Nitratauschwaschungspotenzial. Dies verdeutlicht die Problematik des „Pollution Swapping“.