Vermeidung von Ammoniakemissionen. Im Bereich Stall und Laufhof für rinderhaltende Betriebe

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1 Vermeidung von Ammoniakemissionen Im Bereich Stall und Laufhof für rinderhaltende Betriebe

2 Gliederung Einleitung Einflüsse auf die Entstehung von Ammoniak (NH 3 ) Fütterung und Tränke Bauhülle und Lüftung Flächenausgestaltung Weidehaltung und Laufhof

3 Warum sind NH 3 -Emissionen ein Problem? Ökologische Relevanz Beitrag zur N-Deposition Schädigung empfindlicher Ökosysteme Artenverarmung Verringerte Resistenz (Frost, Schädlinge, Windfall usw.) Bodenversauerung Bildung von Aerosolen (Feinstaub) und Schwefelsäure in Atmosphäre Landwirtschaftliche Relevanz Ineffiziente Produktion (unsichere N-Wirkung der Hofdünger, tiefere Erträge schlechte N-Effizienz, unnötige Düngerkosten) Image der Landwirtschaft Harald Menzi und Thomas Kupper, 2009

4 Welche Rolle spielt der Stall? Ammoniak (NH 3 ) entsteht bereits unmittelbar nach dem Absetzen von Kot und Harn im Stall. Ammoniak gilt als Mitverursacher für Atemwegserkrankungen, sowohl bei Tieren als auch bei Menschen % der NH 3 -Emissionen entstammen den Stallungen. Maßnahmen, welche am Anfang des Gülleverwertungsprozesses stehen, zeigen die größte Wirkung bei der Verminderung von Emissionen Eine Ammoniak-Reduktion sollte daher bevorzugt im Stall stattfinden.

5 Ammoniak was ist das? Molekül aus Stickstoff (N) und Wasserstoff (H) = NH 3, leichter als Luft Stechender Geruch (Pferde-Urin), Reizt Augen, Schleimhäute und Atemwege Löst sich sehr gut in Wasser NH 3 + H 2 O NH 4+ + OH - Wirkt alkalisch (ätzend) Salmiakgeist (Ammoniumhydroxid) = Fleckenentferner gegen Grasflecken, Wespen, Schimmel, Silberfischen.

6 Güllegase sind auch gefährlich

7 Bedeutung der Rinderhaltung Ammoniak- Emissionen für die deutsche Landwirtschaft nach Tiergruppen Milchkühe andere Rinder Schweine Schafe Legehennen anderes Geflügel Mineraldünger Quelle: RAINS (1998), index.html. industrielle Quellen

8 Wovon hängen die Emissionen ab? Einflüsse auf die Entstehung von Ammoniak (NH 3 )

9 Ammoniak entsteht zuerst im Stall Harnstoff im Urin wird durch Enzym Urease zu Ammoniak gespalten. Urease ist überall da, wo Kot- verschmutzte Flächen sind Harnstoffabbau erfolgt immer sobald Kot und Urin zusammentreffen.

10 Die Kette der NH 3 -Freisetzung N-Verwertung im Futter N-Ausscheidungen Harnstoff Kette der NH3-Bildung und -Freisetzung aus Hofdünger. Die wichtigsten betrieblichtechnisch beeinflussbaren Faktoren sind Luftwechsel und Austauschfläche. Nach Zürcher 2004 (verändert):möglichkeiten zur Minderung der Ammoniakverluste aus der Landwirtschaft

11 Stallmist oder Gülle? Herkunft und Umfang von Ammoniakemissionen von Gülle und Stallmist in der Milchviehhaltung (gemischter Betrieb) Quelle:

12 Grundsätzliche Anforderungen bei der Haltung von Rindern Nr. Prinzip Bemerkung 1 Minimierung der verschmutzten Fläche Abh. von Tierschutzanforderungen, Haltungssystem und Stallkonzept 2 Rasche Drainage Abführen von Harn in abgedecktes Lager 3 Saubere, trockene Aktivitäts- und Liegefläche Strukturierte Funktionsbereiche (Laufen, Liegen Fressen) Kurze Reinigungsintervalle bei Lauf- und Liegeflächen Trockene Einstreu und Oberflächen 4 Optimales Stallklima Geringe Luftgeschwindigkeit über der verschmutzten Fläche Kühle Stalltemperaturen vor allem im Sommer 5 Minimierung der N- Ausscheidung Futterzusammensetzung: Vermeidung von überschüssigem Stickstoff in den Futterrationen Quelle: UNECE Leitfaden: ECE/EB.AIR/WG.5/2007/13, 16. Juli 2007: Leitfaden über Techniken zur Vermeidung und Verringerung von Ammoniakemissionen.

13 Maßnahmen im Bereich: Fütterung und Tränke

14 Fütterung / Tränke Grundsätze Sachgerechte Rationsplanung und -kontrolle Analyse von Grobfutter, Corn-Cob-Mix und Getreide oder Anwendung anerkannter Schätzmethoden Anpassung der Fütterung an den Leistungs- und Entwicklungsstatus der Nutztiere

15 Fütterung / Tränke Milchkühe / Rinder / Bullenmast separate Fütterung bzw. Futtermischung für Jungvieh / Trockensteher / Mastvieh Milchkühe Leistungsgruppen Wiederkäuergerechte Fütterung zur Förderung des Mikrobenwachstums Rohprotein- bzw. Ausgleich der ruminalen Stickstoff Bilanz (RNB) soweit möglich Folie 15

16 N- angepasste Milchkuhfütterung (nach H. Spiekers, LfL Bayern) nach nxp-bedarf füttern + RNB bei Grasprodukten etc. ausgleichen mikrobielle Stickstoff-Ausnutzung verbessern Start in die Laktation optimieren Energieversorgung der Mikroben verbessern Synchronisation von Energie und Protein Einsatz geschützter Proteine Milchharnstoff zum Controlling nutzen Folie 16

17 Maßnahmen im Bereich: Bauhülle und Lüftung

18 Bauhülle von Laufställen Anordnung, Raumaufteilung und Stallhöhe so gestalten, dass der Luftraum möglichst groß ist Wichtig: Kühle Temperaturen im Stall Außenklimastall mit freier Lüftung gut (v.a. im Winter kühler), ABER im Sommer ggf. sogar höhere Temperatur und Emission Dachisolierung gegen sommerliche Hitze, wenn Gebäudehülle nicht ausreichend hoch (keine Lichtplatten im Dach) Zuluft-Kühlung durch Beschattung, Vordächer Ł erlaubt Minderung der Luftrate Ggf. Gründach, helle Fassadenfarben, Berieselungssysteme weitere geeignete Prinzipien zur Kühlung siehe Zähner et al. 2005

19 Luftraum möglichst groß Dr. Michael Honisch Folie 19 Foto: M. Honisch

20 Lüftung von Ställen Wichtig: Niedrige Luftgeschwindigkeit über verschmutzten Flächen Ventilatoren erhöhen die NH 3 -Verluste. Problem: Hitzestress bei Kühen ab 22 C (Futteraufnahme ) Klimaregulierung möglichst durch Querlüftung sicherstellen bewegliche Seitenwände, Hubfenster, Curtains

21 Seitliche Lüftung Dr. Michael Honisch Folie 21

22 Ventilator Ein nachträglicher Einbau von zusätzlichen Ventilatoren muss vermieden werden (Zähner et al. 2005) Falls Ventilatoren dennoch erforderlich, so anordnen, dass Luftstrom über die Tiere hinweg streicht Deckenventilator oder Axiallüfter? bisher nicht geklärt Grundsatz: Nicht unnötig laufen lassen

23 Gründach Sonderlösung für Flächdächer Wirken klimaregulierend bei niedriger Bauhöhe Emissionsminderungseffekt gering Begrüntes Flachdach auf einem Milchviehstall in Kempten AELF Kempten

24 Maßnahmen im Bereich: Flächenausgestaltung

25 Flächenausgestaltung in Rinderställen Grundsätze: Verschmutzte Flächenbereiche (Laufflächen) möglichst klein halten Größtmögliche Trockenheit und Sauberkeit anstreben Ansätze: Laufflächen und Liegeflächen regelmäßig reinigen Bei Festmistverfahren: Durchnässung der Einstreu vermeiden Erhöhte Standplätze mit Abtrennungen zwischen den Fressplätzen Schneller Harnabfluss bei planbefestigten Böden

26 Grundrissgestaltung Grundrisse so gestalten, dass der Anteil der verschmutzten Fläche je GV möglichst gering ist Mindestmaße für artgerechte Tierhaltung nicht unnötig überschreiten Photos LfL Freising Folie

27 Verschmutzte Flächen klein halten Anbindeställe haben ein deutlich niedrigeres Emissionspotential als Laufställe Sie werden heute vor allem aus Tierschutzgründen nicht mehr empfohlen Nur bei Kleinbeständen mit regelmäßigem Weidegang und tiergerechten Liegemaßen noch akzeptiert Foto: M. Honisch

28 Ammoniak-Emissionsfaktoren für Milchviehhaltungsverfahren Quelle: Döhler und Menden 2002, UBA-Bericht Folie 28

29 Tierschutz gegen Umweltschutz? Ammoniakverluste sind in Laufställen 3x höher als in Anbindeställen Laufställe für Milchvieh sind beste verfügbare Technik (BVT) sie lösen traditionelle Anbindeställe ab freie Bewegung der Tiere (Tierschutz) arbeitswirtschaftliche Vorteile (Entmistung, Melken) bei größeren Herden bessere Brunstbeobachtung bessere Tiergesundheit Ammoniakverluste können durch gezielte Maßnahmen aber auch im Laufstall weitgehend minimiert werden Folie 29

30 Problem: verschmutzte Laufund Liegeflächen Hohe Emissionen zu erwarten Foto: M. Honisch

31 Größtmögliche Trockenheit und Sauberkeit anstreben Saubere Flächen emittieren weniger Foto: M. Honisch

32 Größtmögliche Trockenheit und Sauberkeit anstreben Regelmäßige Reinigung schafft auch trockene, saubere Klauen Foto: M. Honisch

33 Größtmögliche Trockenheit und Sauberkeit anstreben Robotereinsatz spart Zeit und ist effektiv Reinigung 4-8x pro Tag ein wachsender Trend Nesselwang-Thal - Landwirt Hubert Kögel hat 65 Kühe und ein Discovery-Roboter Foto und Bericht in Augsburger Allgemeine

34 Sauberkeit bei planbefestigten Böden Pfützenbildung vermeiden Foto: M. Honisch

35 Größtmögliche Trockenheit und Sauberkeit anstreben Böden mit leichter Neigung, Quergefälle, Abflussrinnen und optimiertem Schiebersystem Photo LfL Freising

36 Problem: In der Praxis läuft der Schieber meist zu selten Foto: M. Honisch

37 Schiebersysteme mit Vorreinigung Schieber- und Spülsysteme mit Wasser wenig sicher in der Wirkung, zudem Unfall/Rutschgefahr Foto: M. Honisch

38 Schneller Harnabfluss durch Rillenboden Dichte Betonplatte mit parallel laufenden Rillen in Laufgangrichtung In Rillen Löcher für den Anlauf Urin in die Grube Kotschieber mit speziell gezahntem Schieberblatt In Holland für Liegeboxenställe erprobt Laut UM/ECE-protokoll ca. 50% Emissionsminderung Rillenbodenelemente mit Gülleschieber im Laufgang eines Liegeboxenstalles (Swierstra und Braam 1999) Folie 38

39 Größtmögliche Trockenheit und Sauberkeit anstreben Erhöhter Fressbereich Absperrvorrichtungen an den Freßplätzen Foto: M. Honisch Folie 39

40 Durchnässung von Einstreu vermeiden Bei Festmist: regelmäßig ausmisten ausreichend Stroh nachlegen Jauche ableiten Photo: LfL Freising

41 Durchnässung der Einstreu vermeiden Überlaufen von Tränkewasser vermeiden Foto: M. Honisch

42 Laufhof- oder Weidehaltung?

43 Laufhöfe Laufhöfe gelten als Tiergerecht, aber Kot und Harn sind dem Wind und der Sonne ausgesetzt und die Reinigung ist oft weniger leicht als im Stall. Folge: Ammoniakverluste sind höher als im Stall Foto: M. Honisch

44 Laufhof - Bauliche Maßnahmen Größe begrenzen, Laufhof nicht als Zusatzfläche Hohe Temperaturen und direkte Sonne vermeiden Anordnung: Nutzen von Gebäudeschatten und Windschutz Beschattung durch Teilüberdachung und durch Bäume Direkter Zugang zu Stall Geneigte Flächen für schnellen Abfluss in Güllegrube Foto: M. Honisch

45 Laufhof - Management Laufhof regelmäßig reinigen, für trockene saubere Oberflächen sorgen Fütterung im Stall Photos: Schick et al. 2007,

46 Weidehaltung Weidegang senkt Emissionen Kot und Urin sind räumlich getrennt Sofortiger Bodenkontakt bindet Ammonium Negative Effekte in Bezug auf Nitratauswaschung möglich Foto: M. Honisch

47 Weidehaltung Stall bei Weidegang wenn möglich säubern und Laufflächen mit Wasser reinigen, sonst ist der Effekt gering Foto: M. Honisch

48 Zusammenfassung Senkung der NH 3 -Emissionen im Stall ist von steigender Bedeutung und nutzt Tieren, Menschen und der Umwelt Bereits bei der Stallbauplanung sind Prinzipien zur Verringerung der NH 3 -Emissionen zu berücksichtigen. Wichtig: Geringe N-Ausscheidung, Trockenheit, Sauberkeit, Kühles Stallklima, wenig Wind und geringe Austauschoberfläche zwischen der Gülle und der Luft Zielkonflikte mit Kostenreduktion oder Tier-Komfort sind zum Teil vorhanden (Bsp. Luftbewegung) zum Teil ergänzen sich die Ziele (Bsp. Fütterung, Stallgrundfläche, Sauberkeit) Es besteht weitergehender Forschungsbedarf hinsichtlich der Emissionswirkung vorhandener technisch-baulicher Lösungen

49 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Arbeitsgruppe Landwirtschaft/Umweltschutz der IBK