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Ein Vergleich unterschiedlicher Verfahren für die Stickstoffdüngung von Winterweizen zeigte, dass sich mittels ortsspezifischer, variabler Stickstoffdüngung die Stickstoffüberschüsse deutlich reduzieren lassen.
Mit welchen Ansätzen lassen sich die Stickstoffüberschüsse in der Schweizer Landwirtschaft reduzieren? Diese Frage ist aktuell, denn bis 2030 sollen die Nährstoffverluste von Stickstoff und Phosphor um 20 % reduziert werden. Dies ist das Ziel des Absenkpfads Nährstoffe, der vom Bundesrat im April 2022 beschlossen wurde.
Bedarfsgerechte Düngung mit Hilfe von Sensoren
Agroscope-Forschende haben in Zusammenarbeit mit der ETH Zürich am Beispiel des Winterweizenanbaus eine sensorbasierte Methode entwickelt, die eine variable, bedarfsgerechte Düngung eines Feldes erlaubt. Diese technische Lösung wurde mit einer Standarddüngung verglichen.
Bewertet wurden zum einen die Reduktion der Stickstoffüberschüsse und der Effekt auf die Erträge, zum anderen die Wirtschaftlichkeit der beiden Lösungsansätze. Die Grundlage bildeten Versuchsdaten aus sieben Winterweizen-Feldversuchen über drei Jahre (2018−2020) auf der Swiss Future Farm in der Region Tänikon (TG).
Variable Düngung reduzierte Stickstoffüberschuss um ein Drittel
Die Auswertung ergab, dass die sensorbasierte, variable Düngung durchschnittlich 13 % weniger Stickstoffdünger als die Standarddüngung brauchte und den Stickstoff-Überschuss um 32 % reduzierte, ohne den Ertrag auf fünf von sieben Feldern zu beeinträchtigen. Die Kosten für Stickstoff-Dünger waren im Durchschnitt über alle Felder hinweg bei der variablen Düngung niedriger als bei der Standarddüngung. Die variable Düngung würde allerdings zusätzliche Investitionen bedingen, etwa für die Anschaffung von Sensoren oder die Auswertung von Satellitendaten.
Könnte eine Preiserhöhung von Düngemitteln dieselbe Wirkung entfalten?
Eine weitere Möglichkeit wäre, den Preis des Stickstoffdüngers zu erhöhen, um das ökonomische Optimum mit einem «ökologischen Optimum» in Einklang zu bringen. Als «ökologisches Optimum» wurde ein N-Überschuss von 30 kg pro ha angenommen. Die Berechnung der Steuer basiert auf einem Weizenpreis von 52 Rappen pro kg und einem Düngerpreis von 42 Rappen pro kg (je nach Art und Stickstoffgehalt der Dünger).
Bei dieser Lösung zeigte sich, dass eine Preiserhöhung um das bis zu 5,4-fache des Düngemittelpreises von 2019 nötig wäre, damit der Stickstoff-Überschuss auf ein umweltverträgliches Niveau reduziert würde. Auch wenn die Düngerpreise in den letzten Jahren um mehr als die Hälfte gestiegen sind, erscheint eine Steuer in dieser Höhe politisch kaum realistisch.
Technische Lösungen vielversprechend
Die Studie zeigt, dass mögliche Lösungen zur Verringerung des Stickstoff-Überschusses mit Hilfe von produktionstechnischen, wirtschaftlichen und ökologischen Daten bewertet werden können und dass technische Lösungen wie die variable Düngung das Potenzial haben, den Stickstoff-Düngereinsatz zu reduzieren, ohne dass die Naturalerträge und monetären Erträge leiden.
Allerdings zeigte sich, dass der Stickstoffbedarf zwischen den Jahren stärker variierte als zwischen den einzelnen Feldern desselben Jahres. Dies macht es schwierig, den ökologisch optimalen Düngereinsatz auf Feldebene genau abzuschätzen. Dazu sind in vielen Bereichen Fortschritte nötig: beim Verständnis der standortangepassten Düngung, des Stickstoff-Mineralisationspotentials und der jahreszeitlichen Schwankungen. Zudem braucht es bessere Sensoren und Modelle sowie grössere Datensätze von verschiedenen Feldern und Standorten.
Hohe Investitionen nötig
Zudem variiert das wirtschaftliche Potenzial je nach Betriebsgrösse, und oft lohnen sich die Investitionen in teure Technologien für kleine und mittlere Betriebe nicht. Unter diesen Umständen könnte die gemeinsame Nutzung von Maschinen oder Leistungen von Lohnunternehmen vorteilhafter sein als der Kauf.
Eine andere Möglichkeit wäre die finanzielle Unterstützung solcher Technologien. Eine solche Unterstützung wäre unter anderem mit den Einnahmen einer Steuer auf Mineraldünger finanzierbar.
Fazit
- Die Kombination von ökonomischer und ökologischer Bewertung der Stickstoffdüngung zeigt mögliche Lösungen zur Verringerung des Stickstoffüberschusses auf.
- Die untersuchte technische Lösung, die variable Stickstoffdüngung mittels Sensoren, reduzierte den Stickstoff-Überschuss um ein Drittel, ohne die Erträge in fünf von sieben Feldern zu beeinträchtigen.
- Bei der marktorientierten Lösung wäre eine Preiserhöhung um das bis zu 5,4-fache des Düngemittelpreises von 2019 nötig, um den Stickstoff-Überschuss auf ein umweltverträgliches Niveau zu reduzieren. Die politische Umsetzbarkeit ist fraglich.