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Umwelt

Klimawandel – der Einfluss der Landwirtschaft

Kühe im Stall. Klick führt zu Großansicht in neuem Fenster.

Quelle: CEA+

Rund 11 Prozent der Treibhausgase (THG) kommen aus der Landwirtschaft. Dabei fallen Lachgas- und Ammoniakverluste doppelt ins Gewicht. Sie sind schädlich für das Klima und belasten Ökosysteme und Bilanzen, ohne das Pflanzenwachstum zu fördern.

Der Mammutanteil der THG-Emissionen stammt mit etwa 80 Prozent aus der Energiewirtschaft. Strom aus Biogas genauso wie Energie und Kraftstoffe für die landwirtschaftliche Produktion werden ebenfalls dem Energiesektor zugeschlagen. 

Die Landwirtschaft und die landwirtschaftliche Landnutzung verursachen jährlich etwa 100 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente – mit gleichbleibender Tendenz. Kohlendioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O) machen dabei jeweils etwa ein Drittel aus. Emissionen von Ammoniak sind besonders kritisch, da sie gleich an mehreren Stellen in natürliche Gleichgewichte eingreifen.

Deutschland hat sich verpflichtet, seine THG-Emissionen bis 2020 um 40 Prozent zu senken. Bis 2050 sollen sie gegenüber 1990 sogar um 80- 95 Prozent fallen. Alles mit dem Ziel, die globale Erderwärmung in Schach zu halten und auf deutlich unter 2 Grad Celsius zu begrenzen. Wie kein zweiter Wirtschaftssektor ist die weltweite Landwirtschaft von steigenden Temperaturen und veränderten Vegetationsperioden betroffen. 

Besonders klimaschädlich: Lachgas

Lachgas (N2O) entsteht entlang der landwirtschaftlichen Produktionskette immer dann, wenn Stickstoff umgesetzt wird. Das Treibhausgas N2O wirkt fast 300-mal klimaschädlicher als CO2. Es ist auch am Abbau der Ozonschicht beteiligt. Anders als in der Landwirtschaft, sind Emissionen aus der Industrie aufgrund optimierter Verfahren drastisch gesunken. Die Landwirtschaft steht heute für etwa 80 Prozent der N2O-Emissionen in Deutschland. 

Lachgas entsteht, wenn Stickstoff im Boden umgesetzt wird. Nitrifikation und Denitrifikation hinterlassen ihre Spuren. In der Regel entweicht 1 Prozent des Stickstoffeintrags auf Produktionsflächen in die Luft. Von einer Stickstoffgabe von 200 kg N gehen also etwa 2 kg verloren. Stellschrauben sind vor allem Nitrat- und Ammoniumstickstoff. Daneben gilt leicht abbaubarer Humus als potenzielle N-Quelle für Lachgas. Feuchte Standorte mit organischen Böden sind besonders gefährdet.

Effizientes Stickstoffmanagement, vom Füttern bis zum Düngen, ist der entscheidende Hebel, um die Lachgaseinträge zu verringern. Hohe Stickstoffeffizienz mit kleinen N-Salden senkt beim Düngen die Emission des Klimaschädlings N2O. Je kleiner die Bilanzüberschüsse, umso geringer auch die Nitratauswaschung. Und je weniger Ammoniak ausgast, umso besser für das Klima. 

Präzisionsverfahren beim Düngen sowie bodennahe Ausbringtechnik erleichtern passgenaue Stickstoffgaben. Und Nitrifikationshemmer setzen Emissionen von Lachgas in den ersten Wochen nach der Düngeabgabe herab. Alles, was Stickstoff in den oberen Bodenschichten pflanzenverfügbar festhält, vermindert N2O-Verluste. Vorfruchtwirkung, Zwischenfruchtbau und biologische N-Fixierung sind also pflanzenbauliche Mittel der Wahl. 

Daneben sichern verdichtungsfreie Böden mit günstiger Bodenstruktur eine hohe N-Effizienz. Am Ende zählt der betriebsspezifische Mix an Maßnahmen. Es gilt, die Emissionen auf ökonomisch nachhaltigem Ertragsniveau in Schach zu halten. Das heißt, Verlusten an allen Stellen, von der Ernte über das Lager bis hin zu den Lebensmitteln, konsequent zu begegnen.

Methan- und Kohlendioxidausstoß

Insgesamt hat sich der Methanausstoß seit 1990 etwa halbiert. Ungefähr 60 Prozent der klimaschädlichen Emissionen des Treibhausgases Methan, CH4, kommen aus der Landwirtschaft. Sie sind in den letzten zehn Jahren annähernd unverändert geblieben. So steht der Landwirtschaftssektor mittlerweile ganz oben auf der Liste der Verursacher. 

Etwa 80 Prozent der klimawirksamen Methanverluste entstehen im Pansen von Wiederkäuern. Die Möglichkeiten senkend einzugreifen sind heute noch begrenzt. Vorerst helfen nur indirekte Maßnahmen: 1. die Futterrationen Wiederkäuer- und leistungsgerecht auszulegen und 2. Tiergesundheit mit langer Lebensleistung zu fördern.

Biogas aus Gülle & Co. hat ein großes Potenzial, Emissionen zu senken. Denn die Biogasproduktion aus Wirtschaftsdüngern bringt gleich zweifachen Klimaschutz: Biogas ersetzt fossile Rohstoffe. Und im Zuge der Biogasproduktion werden Emissionen aus Güllelagern stark herabgesetzt. Denn etwa 20 Prozent der Methanverluste entstehen bei der Lagerung von Wirtschaftsdüngern. 

Zu etwa einem Drittel trägt auch Kohlendioxid zu den Treibhausgasemissionen aus der Landwirtschaft bei. Etwa 90 Prozent dieser Emissionen kommen aus dem Abbau organischer Substanz in Mooren und Anmooren. Entwässerte und ackerbaulich genutzte Moorstandorte bauen organische Substanz in hohen Raten ab. Dies hat zwangsläufig CO2-Emissionen zur Folge. Mit der Mineralisation von Stickstoff wird auch Lachgas frei und als weiteres Treibhausgas freigesetzt. Selbst unter Grünland treten auf Moorböden hohe THG-Lasten auf. Der einzelne Landwirt hat keine Wahl, denn der Schutz der Moore schließt eine landwirtschaftliche Nutzung aus. Wo Flächenaufgabe keine Option ist, bleiben nur agrarstrukturelle Lösungen mit Anreiz- und Ausgleichsystemen für die Landwirtschaft.

Ammoniak fest im Visier

Etwa 95 Prozent der Emissionen von Ammoniak (NH3) stammen aus der Landwirtschaft. Hier haben die NH2-Emissionen in den letzten zehn Jahren sogar weiter zugenommen. Hauptursachen waren steigende Schweine- und Geflügelzahlen. Zusätzlich stocken Gärreste aus Energiepflanzen ammoniakhaltige Wirtschaftsdünger weiter auf. 

Ammoniak trägt zu einem diffusen Eintrag von Stickstoff in Ökosysteme bei. Dies bedroht großflächig die Biodiversität, insbesondere nährstoffarmer Standorte. Weitere Umsetzungsprozesse befördern das Versauern von Böden und setzen Lachgas frei. Ammoniak verursacht darüber hinaus mittelbar die Bildung von Feinstaub und wirkt daher auch für Menschen gesundheitsgefährdend. 

Deutschland hat sich in internationalen Abkommen zur Luftreinhaltung (NEC) verpflichtet, den Ausstoß von Ammoniak bis 2030 um 29 Prozent gegenüber 2005 zu senken. Die Zeit drängt also, wirkungsvolle Gegenmaßnahmen zu treffen.

Wichtige Steuergrößen für Ammoniak-Emissionen sind alle Kontaktflächen mit der Atmosphäre. Das heißt: Wirtschaftsdünger sofort einarbeiten oder direkt in den Boden injizieren. Und Gülle- und Gärrestlager ohne Schwimmschicht abdecken. Ureasehemmstoffe sind eine Option, Emissionen aus synthetischen Ammonium- und Harnstoffdüngern im Ackerbau zu mindern. In der Tierhaltung sind offene Stallanlagen neuralgische Punkte. Ansäuern der Gülle hat sich in Praxisversuchen für den Stall wie auf dem Acker bewährt.

Maßnahmen, die NH3-Emissionen senken, verbessern den Düngewert von Ammoniak. Fließt dieser Spareffekt konsequent in die Düngeplanung ein, spart dies Kosten und senkt gleichzeitig schädliche Umweltwirkungen.