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Gülleausbringung mittels Schleppschlauchverteiler und sofortiges Einarbeiten

30. April 2022

INHIBIT

Chancen und Risiken von Nitrifikations- und Ureaseinhibitoren für den Gewässerschutz (W 201917)
Gülleausbringung mittels Schleppschlauchverteiler und sofortiges Einarbeiten; © Countrypixel/Fotolia.com
Forschungsprojekt
Projektbeschreibung

Projektlaufzeit: 02.2020 - 04.2022

Projektstatus: abgeschlossen

Förderkennzeichen: W 201917

Ziele und Methodik

In INHIBIT wurde das Verhalten solcher Hemmstoffe näher beleuchten, die in der Landwirtschaft zunehmend eingesetzt werden. Um die Risiken im Hinblick auf den Grundwasserschutz und die Belange der Wasserversorgungswirtschaft abzuschätzen, wurden vorrangig die möglichen Eintragspfade über die obere Bodenzone und die Uferfiltration experimentell untersucht. Im ersten Schritt wurde anhand von verfügbarer Literatur und ersten Analysenergebnissen von Wasserversorgern eine einheitliche und konsistente Datenbasis zur Beschreibung der Ausgangslage und des Wissensstandes erstellt. In Labor- und Feldversuchen haben die beteiligten Wissenschaftler:innen dann das Verhalten von Nitrifikations- und Ureasehemmern (Inhibitoren) im Boden weiterführend untersucht und aus Sicht der Trinkwassergewinnung bewertet.

Folgende Arbeitsschritte waren Bestandteil der Forschungsarbeit:

  • Aufbau einer Datenbasis zu den in Deutschland eingesetzten Wirkstoffen und Produkten sowie deren experimentell nachgewiesene Wirksamkeit unter verschiedenen Umweltbedingungen
  • Weiterentwicklung von Methoden zur verbesserten Analyse der in Deutschland eingesetzten Inhibitoren
  • Labor- und Feldversuche zur Untersuchung des Verbleibs der Stoffe unter naturnahen Bedingungen (Lysimenter- und Säulenexperimente sowie ein Flächenversuch)
  • Analyse der Auswirkungen von Inhibitoren auf die Prozesse in der Bodenzone und der Uferfiltratpassage
  • Ableitung eines Maßnahmenkatalogs und Empfehlungen für den Einsatz von Hemmstoffen

 

Hintergrund und Ergebnisse
Grafik zum Mechanimsus, wie Nitrifikations- und Ureaseinhibitoren die Bildung von Nitrat im Boden hemmen
Wirkungsmechanismen von Nitrifikations- und Ureaseinhibitoren im landwirtschaftlichen Stickstoffkreislauf (nach Scheuerer & Sacher, 2014) © TZW

Nach der derzeit gültigen Düngeverordnung dürfen Landwirte seit dem 01.02.2020 Harnstoffdüngemittel auf Ackerland und Grünland nur dann ausbringen, wenn diese Ureasehemmer enthalten oder der Dünger innerhalb von vier Stunden nach Aufbringen in den Boden eingearbeitet wird. Daneben werden Nitrifikationshemmer als Zusatzstoffe bei der Gülleausbringung eingesetzt. Diese Hemmstoffe (Inhibitoren) können die Umwandlung des gebundenen Stickstoffs zu Ammoniak bzw. Nitrat verzögern. Damit soll der Nährstoff den Pflanzen länger im Boden zur Verfügung stehen und das Entweichen bzw. seine Auswaschung aus dem Boden verringert werden. Allerdings ist das Umweltverhalten der eingesetzten Wirkstoffe bislang nur unzureichend dokumentiert.

Bisherige Studien zur tatsächlichen Wirkung zeigen eine große Spannbreite in Bezug auf die Düngewirksamkeit und die Verminderung der Nitratauswaschung. Manche Untersuchungen ergaben keine messbare Verbesserung, während bei anderen der Stickstoffverlust halbiert werden konnte. Ein flächenhafter Einsatz solcher Nitrifikations- und Ureasehemmer in der Landwirtschaft ist daher als kritisch zu betrachten, da eine Belastung von Grund- und Rohwasser nicht auszuschließen ist. Einzelne Inhibitoren wurden sogar bereits in Oberflächengewässern und im Grundwasser nachgewiesen.

Im Forschungsvorhaben INHIBIT wurden deshalb die Risiken eines flächenhaften Einsatzes dieser Wirkstoffe in der Landwirtschaft mit verschiedenen methodischen Ansätzen systematisch analysiert. Die in einer Literaturrecherche gesammelten Informationen zum Umweltverhalten und den rechtlichen Rahmenbedingungen der Wirkstoffe zeigen, dass nach der in Deutschland gültigen Düngemittel-Verordnung mehr Wirkstoffe zugelassen sind als nach gültigem EU-Recht. Für die hier zugelassenen Wirkstoffe wurden die relevanten Informationen in Form von Steckbriefen zusammengefasst.

Die experemintellen Untersuchungen zeigten für Nitrifikationsinhibitoren eine hohe Stabilität und geringe Sorptionsneigung im Boden. Die Stabilität der Ureasinhibitoren ist dahingegen stark von den pH-Bedingungen abhängig. Zu beachten ist, dass im Projekt die Experimente nur für ausgewählte Umweltbedingungen und Wirkstoffe durchgeführt wurden. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass mögliche Risiken und Chancen, die sich aus der Nutzung von Stickstoffinhibitoren für die Wasserversorgung ergeben können, wirkstoffspezifisch und in Abhängigkeit von den Bedingungen vor Ort abgewogen werden müssen. Es besteht erheblicher Forschungsbedarf hinsichtlich der mikrobiellen Bedingungen und Einflussfaktoren im Boden, die den Wirkstoffabbau bestimmen sowie hinsichtlich der relevanten Eintragspfade der Wirkstoffe in Gewässer. Hierzu sind weitere Forschungsarbeiten erforderlich.

 

Ansprechpartner
Bei Fragen zum Forschungsprojekt wenden Sie sich bitte an folgenden Ansprechpartner
Dr. Mathis Keller
Hauptgeschäftsstelle / Technologie und Innovationsmanagement
Telefon+49 228 91 88-727
Forschung zum Thema Ressourcenschutz