Pilotprojekt „Schlinge“ Minimierung Von Nährstoffeinträgen Aus Diffusen Quellen Im Einzugsgebiet Der Schlinge

Pilotprojekt „Schlinge“ Minimierung von Nährstoffeinträgen aus diffusen Quellen im Einzugsgebiet der Schlinge

Pilotprojekt Schlinge (Projektjahre 2010-2012) Kreis Borken Minimierung diffuser Nährstoffeinträge in Oberflächengewässer Fachabteilung 66.1 Wasserwirtschaft

Impressum

Auftraggeber Kreis Borken Fachabteilung 66.1 Wasserwirtschaft Burloer Straße 93 46325 Borken http://www.kreis-borken.de

Projektbetreuung Herr Stefan Pelz Fachabteilung 66.1 Wasserwirtschaft Burloer Straße 93 46325 Borken Mail: [email protected]

Herr Bram Zandstra Waterschap Rijn en IJssel Postbus 148 7000 AC Doetinchem www.wrij.nl Mail: [email protected]

Bearbeitung Ingenieurbüro Dr. Feldwisch Karl-Philipp-Straße 1 51429 Bergisch Gladbach http://www.ingenieurbuero-feldwisch.de Dr. Norbert Feldwisch Dipl.-Geogr. Nele Auener-Hetzenegger (zeitweise) Dipl.-Geol. Thomas Lendvaczky Mail: [email protected] [email protected]

Royal HaskoningDHV Postbus 1132 3800 BC Amersfoort (Niederlande) http://www.royalhaskoningdhv.com Tobias Renner Mail: [email protected]

Textbeiträge: Bram Zandstra (WRIJ), Dirk Jan den Boer (NMI), Anja Keuck (LWK Borken)

Fotorechte und Alle Fotos: © Ingenieurbüro Feldwisch, Bergisch Gladbach Copyright Karten- Geodaten: © Kreis Borken, Vermessung und Kataster, BOR/03/2010 grundlagen

Stand 15. Oktober 2013

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Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung ...... 5 1.1 Anlass und Zielsetzungen des Projektes ...... 5 1.2 Projektstruktur ...... 6 1.3 Projektablauf ...... 8 1.4 Untersuchungsgebiet ...... 8 2 Ergebnisse der landwirtschaftlichen Beratung und Maßnahmenumsetzung ...... 12 2.1 Konzept der landwirtschaftlichen Beratung ...... 12 2.2 Vergleich niederländischer und deutscher Rahmenbedingungen für die Landwirtschaft ...... 13 2.2.1 Vergleich Düngergesetzgebung und Nutzungsnormen ...... 14 2.2.2 Vergleich deutscher und niederländischer Bodenanalytik ...... 15 2.2.3 Vergleich der Faustzahlen für Wirtschaftsdünger von Milchvieh ...... 16 2.2.4 Auswirkungen unterschiedlicher gesetzlicher Regelungen und Faustzahlen auf die Betriebsführung auf deutscher und niederländischer Seite ...... 17 2.3 Deutschland – Projektgebiet Südlohn ...... 18 2.3.1 Landwirtschaft im Projektgebiet ...... 19 2.3.2 Böden im Projektgebiet ...... 20 2.3.3 Teilnehmende Betriebe ...... 28 2.3.4 Beschreibung der durchgeführten Maßnahmen in Deutschland ...... 32 2.3.5 Ergebnisse und deren Bewertung ...... 53 2.4 Niederlande – Projektgebiet Winterswijk ...... 54 2.4.1 Teilnehmende Betriebe ...... 54 2.4.2 Beschreibung der durchgeführten Maßnahmen in den Niederlanden ...... 56 2.4.3 Ergebnisse und deren Bewertung ...... 65 2.5 Ergebnistabelle Deutschland und Niederlande ...... 67 3 Ergebnisse im Bereich Städtische Gebiete und Kläranlagen ...... 71 3.1 Fachlich und technischer Austausch und Ortsbegehungen ...... 71 3.2 Kläranlagen Südlohn und Winterswijk ...... 72 3.3 Siedlungswasserwirtschaft ...... 74

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3.3.1 Südlohn ...... 74 3.3.2 Winterswijk ...... 76 3.4 Bewertung der Ergebnisse ...... 77 4 Untersuchungsergebnisse zur Wasserqualität im Projektgebiet ...... 78 4.1 Gewässergüte Oberflächengewässer ...... 78 4.1.1 Gewässergüte der Schlinge ...... 78 4.1.2 Gewässergüte der Bovenslinge ...... 80 4.1.3 Bewertung der Ergebnisse ...... 84 4.2 Messergebnisse zu Hof- und Siloflächenabläufen ...... 88 4.2.1 Projektgebiet Südlohn ...... 88 4.2.2 Projektgebiet Winterswijk ...... 100 4.2.3 Bewertung der Ergebnisse ...... 100 4.3 Nmin-Untersuchungen ...... 101 4.3.1 Projektgebiet Südlohn ...... 101 4.3.2 Projektgebiet Winterswijk ...... 101 4.3.3 Bewertung der Ergebnisse ...... 103 4.4 Dränwasseruntersuchungen ...... 104 4.4.1 Projektgebiet Südlohn ...... 104 4.4.2 Projektgebiet Winterswijk ...... 117 4.4.3 Bewertung der Ergebnisse ...... 118 4.5 Untersuchungen des oberflächennahen Grundwassers ...... 119 4.5.1 Projektgebiet Südlohn ...... 119 4.5.2 Projektgebiet Winterswijk ...... 120 4.5.3 Bewertung der Ergebnisse ...... 122 5 Schlussfolgerungen aus dem Projekt ...... 123 6 Digitale Anlagen ...... 126 7 Abbildungs- und Tabellenverzeichnisse ...... 127

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1 Einleitung 1.1 Anlass und Zielsetzungen des Projektes Mit Inkrafttreten der EG-Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) am 22.12.2000 wurden in Europa wesentliche Grundsätze für eine einheitliche Betrachtung der Gewässer eingeführt. Ziel ist es, bis zum Jahr 2015 alle Oberflächengewässer und das Grundwasser in einen guten Zu- stand zu überführen.

Das im Rahmen der Bestandsaufnahme durchgeführte Monitoring der Gewässer hat ergeben, dass es nicht ausreicht, sich mit der Gewässerstrukturgüte zu beschäftigen. Darüber hinaus ist es auch erforderlich, die Gewässergüte sowohl im Grundwasser als auch in den Oberflächengewässern zu betrachten. Das Monitoring zeigt, dass es in vielen Gewässern erhöhte Nährstoffkonzentrationen gibt. Als eine wesentliche Ursache sind die so genannten diffusen Quellen identifiziert worden, zu denen insbesondere die Nährstoffeinträge aus der Landwirtschaft zählen. Weiterhin sind u. a. auch Einträge aus den Kläranlagen bedeutsam. Gemeinsam mit der Waterschap Rijn en IJssel führte der Kreis Borken von 2010 bis 2012 unter Beteiligung von insgesamt 36 landwirtschaftlichen Betrieben, Vertretern der Landwirt- schaft und der Kommunen Südlohn und Winterswijk das Pilotprojekt „Minimierung diffuser Nährstoffeinträge in Oberflächengewässer im Einzugsgebiet der Schlinge“ durch.

Ziel des Projektes ist es, die Quellen der Nährstoffbelastungen anhand der Parameter Nitrat und Phosphat und der Schwermetallparameter Kupfer und Zink im Einzugsgebiet der Schlinge aufzuzeigen. Zur Minderung dieser Nährstoffeinträge sind landwirtschaftliche Maß- nahmen zu entwickeln, in Praxisversuchen zu erproben und nach ihrer Effektivität zu bewerten. Das Projekt dient damit der Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie. Mit der (potentiel- len) Reduzierung der Nährstoffeinträge im Projektgebiet geht die Verbesserung der chemi- schen, biologischen und ökologischen Qualität der Schlinge und seiner Nebengewässer ein- her. Zentraler Gegenstand des Projektes war die Maßnahmenumsetzung im Bereich der Oberflä- chenwasserkörper. Auf diese Weise soll auch versucht werden, den in der Rahmenvereinba- rung zwischen der Landwirtschaft, den Wasser- und Bodenverbänden, dem AK Hochwas- serschutz und dem MUNLV vom 28.04.2008 gerecht zu werden. Erklärtes Ziel der Beteilig- ten ist es, bekannte Maßnahmen aus den Maßnahmenlisten der LTO (Land- en Tuinbouw Organisatie Nederland) und LWK (Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen) auszuwäh- len, welche unter Praxisbedingungen im Projektgebiet die größtmögliche Effizienz mit mög- lichst geringem Finanzeinsatz erwarten lassen.

Im Rahmen des Projektes wurde im Jahr 2009 die Studie „Gebietsanalyse Wasserqualität in der Region Winterswijk-Oeding“ beauftragt. Die Studie, die vom niederländischen Unter- nehmen DHV B.V. Water aus Amersfoort und dem deutschen Ingenieurbüro Feldwisch aus Bergisch Gladbach im Auftrag der Waterschap Rijn en Ijssel durchgeführt wurde, erfasste den aktuellen Zustand der Wasserqualität der Schlinge und seiner Nebengewässer sowie

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die wichtigsten Emissionsquellen1. Bei der damaligen Gebietsanalyse wurde offenkundig, dass für eine gezielte und effiziente Maßnahmenplanung weitergehende Informationen zur Landwirtschaft und zu Boden- und Gewässerparametern hilfreich wären.

Aus diesem Grund wurde das Projekt durch Boden- und Wasseruntersuchungen verschiedener Art begleitet. Daneben wurden Untersuchungen der Stoffausträge aus Niederschlags- wassereinleitungen aus den bebauten Siedlungsbereichen vorgenommen. Damit werden die wesentlichen, bereits im Monitoring identifizierten diffusen Eintragspfade näher betrachtet. Zusammen mit dem wasserwirtschaftlichen Monitoring in den Fließgewässern des Landes- amtes für Umwelt, Natur und Verbraucherschutzes Nordrhein-Westfalen und der Waterschap Rijn en IJssel wird die Entwicklung der Stoffeinträge sowie der Wasserqualität diskutiert.

1.2 Projektstruktur Die Projektstruktur geht aus Abb. 1–1 hervor. Das Projektteam besteht aus dem Kreis Bor- ken und der Waterschap Rijn en Ijssel, der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen – Kreisstelle Borken, dem Westfälisch-Lippischen Landwirtschaftsverband – Kreisverband Borken, der Land- en Tuinbouw Organisatie Winterswijk (LTO), den Gemeinden Südlohn und Winterswijk, sowie der Provincie Gelderland. Federführend sind der Kreis Borken und die Waterschap Rijn en IJssel. Ebenso beteiligen sich auf deutscher und niederländischer Seite insgesamt 35 landwirtschaftliche Praxisbetriebe am Projekt. In der Steuerungsgruppe sitzen Vertreter der beteiligten Projektpartner.

Das Projekt bearbeitet drei fachliche Schwerpunkte. Dazu gehören die Bereiche „Abwasser- reinigung /Siedlungsgebiete“, „Landwirtschaft“ und „Monitoring“. Diese drei Bereiche werden durch Praxisgruppen bearbeitet. Dazu gehören Vertreter des Projektteams sowie beauftragte Fachbüros.

1 DHV, Feldwisch, WRIJ (2010): Abschlussbericht „Gebietsanalyse Wasserqualität in der Region Winterswijk- Oeding“ vom November 2010.

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Abb. 1–1: Projektstruktur

Die Beteiligten am Projekt sind nachstehend tabellarisch aufgeführt.

Tab. 1–1: Projektteilnehmer Institution Personen E-Mail Projektteam 36 Landwirtschaftliche Betriebe – – Kreis Borken Stefan Pelz [email protected] Waterschap Rijn en IJssel Bram Zandstra [email protected] Annemarie Kramer [email protected] Marga Limbeek [email protected] Landwirtschaftskammer Dr. Peter Epkenhans [email protected] Nordrhein-Westfalen, Kreisstelle Borken Land- en Tuinbouw Organisatie Henk Wikkerink, [email protected] Winterswijk Marcel Lageschaar Westfälisch-Lippische Landwirt- Jörg Sümpelmann [email protected] schaftsverband Gemeinde Südlohn Michael Niehaus [email protected] Gemeente Winterswijk Arie Schoemaker [email protected] Fachliche Begleitung Landesamt für Natur, Umwelt und Andrea Brusske [email protected] Verbraucherschutz Nordrhein- Westfalen Bezirksregierung Münster Gerhard Jasperneite Gerhard.Jasperneite@bezreg- muenster.nrw.de Ulrich Denecke [email protected]

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Institution Personen E-Mail Fachbüros / Auftragnehmer Landwirtschaftskammer Nord- Anja Keuck [email protected] rhein-Westfalen, Kreisstelle Borken Nutriënten Management Instituut Dirk Jan den Boer [email protected] NMI BV Ingenieurbüro Feldwisch Norbert Feldwisch [email protected] Thomas Lendvaczky [email protected] Nele Auener- Hetzenegger (zeitweise) Royal HaskoningDHV Tobias Renner [email protected] Ingenieursozietät GmbH Borken Frank Richter [email protected] Herr Timmermann Sonstige – Franziska Kruse – (Masterstudentin)

1.3 Projektablauf Die Projektlaufzeit war so angelegt, dass drei landwirtschaftliche Düngejahre betrachtet werden konnten.

In den Jahren 2010 bis 2012 wurde das Pilotprojekt durchgeführt. Neben der Beratung, der Maßnahmenumsetzung auf Flächen der teilnehmenden landwirtschaftlichen Betriebe und den ergänzenden Boden- und Wasseruntersuchungen wurden auch Treffen der Projektbetei- ligten durchgeführt. Diese dienten dem Informationsaustausch. Weiterhin erfolgten Feldbe- gehungen mit den teilnehmenden Betrieben, um die Maßnahmenumsetzung mit den Land- wirten vor Ort zu diskutieren. Auch erfolgten fachliche Terminen und Feldbegehungen in städtisches Bereich des Projektes. Der vorliegende Abschlussbericht fasst die Ergebnisse der Projektjahre 2010 bis 2012 zusammen.

1.4 Untersuchungsgebiet Das Projektgebiet umfasst die Einzugsgebiete der Schlinge (Bovenslinge) und der Winters- wijker Bäche (Winterswijkse beken). Dieser letzte Einzugsbereich lässt sich weiter in den Wellingbach (Willinkbeek), den Vitiverter Bach/Kalkbach (Ratumse beek) und den Wehmer- beek unterteilen.

Die Landnutzung und die Gewässerläufe im gesamten Projektgebiet gehen aus Karten in Anlage 1 hervor. Das Projektgebiet gliedert sich in das niederländische Teilgebiet „Winters- wijk“ und das deutsche Teilgebiet „Südlohn“.

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Für das deutsche Teilgebiet „Südlohn“ vermittelt Abb. 1–2 einen Eindruck über die Nut- zungsverteilung und den Verlauf der Oberflächengewässer.

Landnutzung

_ Sied lungsflä che

_ Stra ssen und Verkehr

_ Lan dwirt sc haft

_ W al d _ Gewässer -- Teil einzu gsgebiete (Schling e, W interswij ke rB il ch e)

Obere Schlinge

Untere Schlinge

Ingenieurbüro Feld wisc h

Proj ekt Pilotproj ekt W in ters w ijk-O eding

Bearb eitung Dr. Norb ert Feld'wisch Dipl-G eol T. Lendvaczky Geodaten Kreis Borken, Fachbereich Verm essung und Ka tas te r , 0 1 2 3 km A

Abb. 1–2: Untersuchungsgebiet Pilotprojekt Schlinge; Teileinzugsgebiete und Landnutzung für den deutschen Gebietsanteil – Teilgebiet Südlohn

Ingenieurbüro Feldwisch  Royal HaskoningDHV Seite 9 von 136 Pilotprojekt Schlinge (Projektjahre 2010-2012) Kreis Borken Minimierung diffuser Nährstoffeinträge in Oberflächengewässer Fachabteilung 66.1 Wasserwirtschaft

Schlinge Der wichtigste Bach in diesem Einzugsgebiet ist die Schlinge (Bovenslinge). Auf deutscher Seite liegt die Schlinge als Oberlauf der niederländischen Bovenslinge. Die Schlinge verläuft vollständig im Kreis Borken. Sie entspringt südlich von Stadtlohn und entwässert in westli- cher Richtung. Auf niederländischer Seite mündet die Bovenslinge über den Bielheimerbeek in die Oude IJssel.

Die Gesamtfläche des Einzugsgebiets auf niederländischer Seite beträgt ca. 4.000 ha, auf deutscher Seite ca. 5.500 ha. Die Flächennutzung gliedert sich in 72 % agrarisches Gebiet, 12 % Natur/Wald, 11 % Stadtgebiet, 4 % Verkehrsflächen und 1 % Wasserflächen (DHV, Feldwisch, WRIJ 2010). Beidseitig der Grenze wurde die Bovenslinge/Schlinge größtenteils stark begradigt. Ab der niederländischen Grenze ist das erste Stück noch mäandrierend und liegt in einer waldrei- chen Umgebung. In den Niederlanden fließt die Bovenslinge durch die Bekendelle, ein Na- turschutzgebiet südlich von Winterswijk mit Natura 2000-Status. Überschwemmungen mit nährstoffreichem Oberflächenwasser aus der Bovenslinge haben in den vergangenen Jahr- zehnten eine Eutrophierung und damit eine Beeinträchtigung des Naturschutzgebiets her- vorgerufen (MinLNV 2007)2.

Bei den städtischen Kernen im Gebiet handelt es sich in Deutschland um Südlohn und Oe- ding, in den Niederlanden (teilweise) um Winterswijk. Im Einzugsgebiet der niederländischen Bovenslinge befindet sich keine Kläranlage. Auch Kleinkläranlagen sind dort nicht vorhanden. In Deutschland liegen am Oberlauf in Südlohn eine Zentralkläranlage (18.000 EW) und ca. 125 Kleinkläranlagen (rund 1.000 EW).

Winterswijker Bäche

Neben der Hauptgewässer Schlinge liegen im Projektgebiet noch die so genannten Win- terswijker Bäche. Dazu gehören der Vitiverter Bach / Kalkbach (Ratumse beek), der Welling- bach (Willinkbeek) und auf niederländischer Seite der Vossenveldse beek/Wehmerbeek. Die Winterswijker Bäche münden über die Groenlose Slinge in die Berkel.

Die Gesamtfläche der Winterswijker Bäche auf niederländischer Seite beträgt ca. 3.400 ha, auf deutscher Seite ca. 2.200 ha. Die Flächennutzung unterteilt sich in 69 % agrarisches Gebiet, 14% Natur/Wald, 13% Stadtgebiet, 3% Verkehrsflächen und 1 % Wasserflächen. Auf deutscher Seite finden sich keine städtischen Kerne, auf niederländischer Seite wird die Stadt Winterswijk durchflossen. Im Einzugsgebiet der niederländischen Groenlose Slinge liegt die Kläranlage Winterswijk (Entwurfskapazität 92.000 EW). In Deutschland liegen keine Großkläranlagen, jedoch ca. 60 Kleinkläranlagen (550 EW).

2 MinLNV (2007): Knelpunten- en kansenanalyse, Natura 2000-gebied 63 - Bekendelle. http://www.synbiosys.alterra.nl/natura2000/documenten/gebieden/063/063_ak_Bekendelle_juni%202007.pdf (Abruf am 15.10.2013)

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Unterhaltungspflicht / Monitoring Auf deutscher Seite wird das Flusseinzugsgebiet der Schlinge, des Vitiverter Bach und des Wellingbaches durch die Wasser- und Bodenverbände Untere Schlinge und Obere Schlinge und den Waterschap Wellingbach bewirtschaftet (Unterhaltungspflicht). Für das Monitoring ist das LANUV verantwortlich.

Auf niederländischer Seite liegen alle aufgeführten Oberflächengewässerkörper vollständig im Zuständigkeitsbereich der Waterschap Rijn en IJssel und werden auch von der Water- schap bewirtschaftet.

Landwirtschaftsstruktur Die Landwirtschaftsstruktur wird in Kap. 2 für den deutschen und niederländischen Teil des Pilotgebietes detailliert beschrieben.

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2 Ergebnisse der landwirtschaftlichen Beratung und Maßnah- menumsetzung 2.1 Konzept der landwirtschaftlichen Beratung In den Vegetationsperioden 2010-2012 wurden durch insgesamt 35 landwirtschaftliche Be- triebe aus den Niederlanden und Deutschland eine Vielzahl von Maßnahmen und Anpas- sungen in der landwirtschaftlichen Betriebsführung realisiert. Im niederländischen Teilgebiet Winterswijk waren daran 13 Betriebe beteiligt, weitere 23 Betriebe kamen aus dem deutschen Teilgebiet Südlohn hinzu.

Die Vorgehensweise in den Teilgebieten war an beiden Seiten der Grenze in Grundzügen gleich. Bei der Umsetzung und der Beurteilung von Maßnahmen wurden die Betriebe von zwei Landwirtschaftsberatern unterstützt. Für den Teilbereich Winterswijk war dies ein Bera- ter vom NMI in Wageningen (Herr Dirk Jan den Boer). Für den Teilbereich Südlohn war eine Beraterin der Landwirtschaftkammer Nordrhein-Westfalen, Außenstelle Borken tätig (Frau Anja Keuck).

In der Anfangsphase des Projektes haben diese Berater gemeinsam mit den Teilnehmern für jeden Betrieb einen Betriebsplan mit den durchzuführenden Maßnahmen für die einzelnen Betriebe aufgestellt. Um eine Vergleichbarkeit der Vorgehensweise auf niederländischer und deutscher Seite zu gewährleisten, haben die Berater dabei den Betriebsplan für zwei deutsche Betriebe gemeinsam verfasst. Nachdem im Frühjahr 2010 auf diese Weise mit allen Betrieben Vereinbarungen getroffen wurden, haben die Teilnehmer diese Maßnahmen in den darauf folgenden Jahren in ihrem Betrieb umgesetzt. Jeweils im Herbst jeden Jahres haben die Berater mit jedem einzelnen Betrieb die Ergebnisse besprochen. Die Maßnahmen für das darauf folgende Jahr wurden dann gegebenenfalls angepasst.

Die zu ergreifenden Maßnahmen wurden bei Projektbeginn von den landwirtschaftlichen Be- ratern aus Maßnahmenkatalogen ausgewählt, die landesweit von den Landwirtschaftsver- bänden (Land- en Tuinbouw Organisatie Nederland [LTO] und Landwirtschaftskammer Nord- rhein-Westfalen [LWK]) – in Zusammenarbeit mit den Wasserschutzbehörden – erstellt worden waren und potenziell effektive Maßnahmen enthielten. Die deutschen und niederländi- schen Maßnahmenkataloge unterscheiden sich dabei in bestimmten Aspekten, u. a. aufgrund unterschiedlicher Düngemittelgesetzgebungen beider Länder. Für jeden Betrieb wurde ein Maßnahmenpaket ausgewählt, das sich gut in die jeweilige Betriebsführung integrieren ließ.

Auf niederländischer Seite richtete sich die Auswahl der Maßnahmen unter anderem nach dem Bodenzustand der landwirtschaftlichen Nutzflächen. Hierzu wurden die bestehende Bo- denanalysen genutzt bzw. falls erforderlich neu durchgeführt. Auch wurde in dieser Anfangs- phase die Situation im Hinblick auf Hofabspülungen berücksichtigt. Diese Vorgehensweise führte zu Betriebsplänen, die in ihrer Gesamtheit eine große Vielfalt an Maßnahmen enthielten.

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Auf deutscher Seite ging man anders vor. Der Maßnahmenauswahl wurde u.a. die Nähr- stoffbilanz der einzelnen Betriebe zu Grunde gelegt. Damit wurde insbesondere auf eine ausgeglichene Nährstoffversorgung abgezielt um Düngungsüberhänge und Verluste in die Gewässer zu verringern. Zusammenfassend wurden die Maßnahmen ausgewählt nach dem erwarteten, positiven Ef- fekt auf die Wasserqualität und einer guten Integration in die Betriebsführung, sowohl hinsichtlich der Umsetzung als auch in Bezug auf die Kosten. Die Maßnahmen sind in vier Gruppen einzuteilen: Betriebsberatung (bedrijfsadvisering), Maßnahmen auf den Höfen (erfmaatregelen), Parzellenmaßnahmen (perceelsmaatregelen) und sonstige Maßnahmen. Maßnahmen auf den Parzellen wurden gezielt auf solchen Par- zellen durchgeführt, die einen hohen Phosphatversorgungszustand oder eine vergleichsweise hohe Hangneigung aufwiesen oder die direkt in einen Bach oder Wasserlauf entwässer- ten. Während der Vegetationsperioden haben die Teilnehmer gemeinsam mit den Beratern die Maßnahmenumsetzung verfolgt und verschiedene Feldbegehungen und Messungen vorgenommen. Dies geschah im Rahmen von Gesprächen, regelmäßigen Treffen, durch Messun- gen des Bodenzustandes nach der Ernte (u. a. Nmin- und P-Proben), Erfassung der Erträge von Gras- und Maisparzellen und Messungen der Grundwasserqualität. Diese Erfahrungs- werte und Messdaten verschafften in ihrer Gesamtheit einen Einblick in die Wirksamkeit und Effekte der durchgeführten Maßnahmen.

2.2 Vergleich niederländischer und deutscher Rahmenbedingungen für die Landwirtschaft Im Laufe des Projektes wurde – ausgehend sowohl von der Maßnahmenumsetzung als auch der laufenden Betriebsberatung – der Wunsch geäußert, die gesetzlichen Rahmenbedin- gungen für die landwirtschaftlichen Betriebe auf beiden Seiten der Grenze miteinander zu vergleichen. Die Teilnehmer hatten zwar durchaus allgemeine Kenntnis von den wichtigsten Unterschieden, aber ein genauerer Einblick wurde als nützlich erachtet für ein besseres Ver- ständnis der unterschiedlichen landwirtschaftlichen Betriebsführung auf beiden Seiten der Grenze.

Die folgenden Gesichtspunkte wurden miteinander verglichen:

 Gesetzliche Rahmenbedingungen

 Bodenanalytik und -beurteilung (u. a. Phosphatsättigung)

 Faustzahlen für tierischen Wirtschaftsdünger

 Betriebsführung

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2.2.1 Vergleich Düngergesetzgebung und Nutzungsnormen Zunächst wurden die deutschen und niederländischen Düngergesetze und die "Nutzungs- normen", auf niederländisch ‚Gebruiksnormen’ miteinander verglichen. Hierbei ist anzumer- ken, dass der Begriff ‚Gebruiksnorm’ auf zweierlei Arten benutzt wird. Zum einen als Produk- tionsnorm (maximal erlaubter Anfall an tierischem Wirtschaftsdünger pro Hektar), zum anderen als Nutzungsnorm (maximale Ausbringungsmenge pro Hektar).

Die Verwendung tierischer Wirtschaftsdünger ist in den Niederlanden und in Deutschland gleichermaßen durch die EU-Richtlinie 91/676/EWG des Rates vom 12. Dezember 1991 zum Schutz der Gewässer vor Verunreinigung durch Nitrat aus landwirtschaftlichen Quellen (Nitratrichtlinie) reguliert. Bedeutsam ist die Vorgabe, dass im Betriebsdurchschnitt maximal 170 kg N/ha Wirtschafts- düngern tierischer Herkunft produziert und ausgebracht werden dürfen. In den Niederlanden können Betriebe abweichend von der Vorgabe diese Obergrenze (Produktionsnorm) von 170 auf 250 kg N/ha anheben, wenn mindestens 70 % der genutzten Fläche als Grünland genutzt wird. Man spricht dann von ‚Derogatie’ (Ausnahmeregelung).

In Deutschland kann die Ausbringungsobergrenze von 170 auf 230 kg N/ha für intensiv ge- nutzte Grünlandflächen angehoben werden, wenn u. a. verlustarme Ausbringungstechniken eingesetzt werden, die N-Bilanz ≤ 60 kg/ha und die P2O5-Bilanz ≤ 20 kg/ha sind; weitere Ne- benbestimmungen sind nach jeweils gültiger Düngeverordnung zu berücksichtigen. In den Niederlanden gelten noch folgende Anforderungen beim Einsatz tierischer Wirt- schaftsdünger:

 Eine Produktionsnorm für Wirtschaftsdünger tierischer Herkunft: Standard 170 kg N pro Hektar, mit Ausnahmeregelung (derogatie) bis zu 250 kg N pro Hektar.

 Eine maximale Nutzungsnorm (Ausbringungsmenge) für die insgesamt zu verabreichende Menge an wirksamem N aus Wirtschaftsdünger tierischer Herkunft und Mineraldün- ger: Insbesondere auf Sandboden ist dies eine strenge Norm. Landwirte werden mit der auszubringenden Menge an Mineraldünger-N daher so nahe wie möglich an diese Norm heranrücken. Auf Sandböden ist die maximale Ausbringungsmenge auf Grünland bei Beweidung 250 kg N pro Hektar und bei ausschließlicher Mahd 320 kg N pro Hektar ha. (Beispielsberechnung: Bei Beweidung maximal 250 kg N pro Hektar x 45% Wirksamkeit ergibt 113 kg N pro Hektar. Maximal auszubringende Menge an Mineraldünger: 250 - 113 = 137 kg N pro Hektar. Ausschließliche Mahd: 250 x 60% Wirksamkeit = 150 kg N. Maximal auszubringende Menge an Mineraldünger: 320 - 150 = 170 kg N pro Hektar. Auf Ackerland mit Mais ist die maximale Ausbringungsmenge 140 kg N pro Hektar.

 Eine maximale Nutzungsnorm (Ausbringungsmenge) für die gesamte zu verabreichende Menge Phosphat aus Wirtschaftsdünger tierischer Herkunft und Mineraldünger: Diese richtet sich nach der Phosphatversorgung des Bodens und ist für Gras- und Ackerland unterschiedlich. Bei einer niedrigen Phosphatversorgung ist die Norm höher als bei einer

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hohen Phosphatversorgung. Bei einer neutralen Phosphatversorgung ist dies in 2013 für

Grasland 95 kg P2O5 pro Hektar und für Mais 65 kg pro Hektar. In Deutschland darf Mineraldünger zusätzlich zum Wirtschaftsdünger ausgebracht werden, wobei die Düngegaben am Pflanzenbedarf ausgerichtet werden und die Bilanzgrenzen ein- gehalten werden müssen. Der Pflanzenbedarf ermittelt sich an der Ertragserwartung und dem mittleren Nährstoffgehalt der angebauten Nutzpflanze. Nach Angaben der Landwirt- schaftskammer Nordhrein-Westfalen schwankt beispielsweise der Frischmasseertrag von Si- lo- bzw. Energiemais in der Region Westfalen-Lippe zwischen 50 und 65 t/ha (bei 28 % Tro- ckenmasse). Bei einem N-Gehalt von 3,8 kg/t Frischmasse ermittelt sich bei der angegebe- nen Ertragsspanne ein N-Entzug bzw. ein N-Bedarf zwischen 190 und 247 kg/ha für den An- bau von Silo- bzw. Energiemais. Nach deutscher Düngeverordnung muss für die Bemessung der Düngemenge dann noch die Nachlieferung von Stickstoff aus der Vorfrucht, aus eventu- ell angebauten Zwischenfrüchten und aus langjähriger organischer Düngung berücksichtigt werden. Die N-Bilanz aus N-Zufuhr (Düngung + Nachlieferung) sowie N-Abfuhr mit dem Ern- tegut und mit ggf. genutzten Nebenprodukten wie Stroh darf maximal 60 kg/(haa) betragen. Daraus folgt, dass bei einer N-Zufuhr ausschließlich über die Düngung und ohne Nachliefe- rung maximal der N-Entzug mit dem Erntegut zuzüglich 60 kg N/ha gedüngt werden darf. Für den Anbau von Silo- bzw. Energiemais folgt daraus, dass bei einem Frischmasseertrag von 50 und 65 t/ha (bei 28 % Trockenmasse) und einem N-Entzug zwischen 190 und 247 kg/ha maximal 250 bis 307 kg N/ha gedüngt werden darf. Insofern sind die in Deutschland zulässi- gen N-Düngungsobergrenzen höher als in den Niederlanden.

Die Düngergesetzgebung ist ausführlicher beschrieben im Gutachten ‘Gebietsanalyse Was- serqualität in der Region Winterswijk-Oeding’ (DHV, Feldwisch, WRIJ 2010).

2.2.2 Vergleich deutscher und niederländischer Bodenanalytik Die Beratungsempfehlungen an die landwirtschaftlichen Betriebe stützen sich zumeist auf Analysen der betreffenden Gras- und Ackerlandparzellen. Um einen Einblick in mögliche Gemeinsamkeiten und Unterschiede in der Bodenanalytik an beiden Seiten der Grenze zu erhalten, wurden einige gemeinsame Bodenproben entnommen und analysiert.

Im Herbst 2010 sind in den Niederlanden bei zwei Grünlandparzellen und einer Maisparzelle und in Deutschland bei einer Grünlandparzelle und zwei Maisparzellen Bodenproben genommen. Die Bodenproben wurden sowohl in Deutschland (LUFA Münster) als auch in den Niederlanden (BlggAgroXpertus) mit den jeweils geltenden Analysemethoden untersucht (Tab. 2–1).

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Tab. 2–1: Vergleich der niederländischen und deutschen Bodenanalytik (Fläche 51, Maisparceel 12 de Roos; LUFA-Probenummer 11-206028). Analyse Niederlande Analyse Deutschland BlggAgroXpertus LUFA Münster Parameter Extraktion Ergebnis Bewertung Extraktion Ergebnis Bewertung Gesamt N 1.470 1.500 mg/kg P2O5 Ammoniumlactat 64 hoch* CAL 34 E mg/100g und Essigsäure sehr hoch* P CaCl2 3,4 beinahe – – – mg P/kg hoch K CaCl2 77 anzustreben CAL 11 C mg K/kg (K-PAE) mg K2O/100g anzustreben Mg CaCl2 7,4 anzustreben CaCl2 6,0 D mg Mg/100g hoch pH-Wert CaCl2 5,0 beinahe CaCl2 5,1 B niedrig niedrig Humus – 4,8 anzustreben – 3,5 – % C/N- – 19 beinahe – 14 – Verhältnis hoch * Höchste Stufe

Es ergeben sich Unterschiede in der Analysemethode. So wird der Phosphatzustand in den

Niederlanden bestimmt in Ammoniumlaktat (PAL) und in CaCl2 (PPAE). In Deutschland erfolgt die Bestimmung in einer Calciumacetatlösung (CAL). In den Niederlanden wird der Zustand zudem in Bewertungsklassen von niedrig bis hoch angegeben. In Deutschland sind dies fünf Versorgungsstufen (Klasse A bis E).

In Tab. 2–1 werden beispielhaft die Analyseergebnisse von einer Parzelle Ackerland mit Maisanbau aufgeführt. Es handelt sich um einen Sandboden. Die Probenahme erfolgte am 21. Januar 2011 in einer Bodentiefe von 0-25 cm. Die Bodenprobe wurde sowohl in den Nie- derlanden (BlggAgroXpertus) als auch in Deutschland (LUFA Münster) analysiert. Ein Vergleich der Analysedaten und der dazugehörigen Empfehlungen für die Düngung zeigt, dass nur beschränkte Unterschiede bei den Klassengrenzen bestehen und dass die Empfehlungen für die Düngung von einzelnen Kulturpflanzen in Deutschland und den Nie- derlanden weitgehend miteinander übereinstimmen.

2.2.3 Vergleich der Faustzahlen für Wirtschaftsdünger von Milchvieh Zwischen den Niederlanden und Deutschland gibt es Unterschiede bei den Faustzahlen für die Ausscheidungen von N und P2O5 über den Wirtschaftsdünger von Milchvieh. In den Nie- derlanden wird die N-Ausscheidung in Abhängigkeit von der Milchproduktion pro Kuh und dem Harnstoffgehalt in der Milch ermittelt. In Deutschland zählt ausschließlich das Milchpro- duktionsniveau. Auch die Phosphatausscheidung wird unterschiedlich eingestuft.

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Tab. 2–2 zeigt im deutsch-niederländischen Vergleich die angenommenen Ausscheidungen von N und P2O5 für Milchvieh und Jungvieh für einen Betrieb mit einer Milchproduktion von 9.000 kg pro Kuh und bei einem eher niedrigen Harnstoffgehalt von 22 mg Harn pro 100 Gramm Milch.

Tab. 2–2: Angenommene Ausscheidungen von N und P2O5 in kg je Jahr über Wirtschaftsdün- ger von Milchvieh und Jungvieh in den Niederlanden und Deutschland.

Pauschal NL BEX NL Deutschland 9.000 kg Milch je Kuh und 9.000 kg Milch je Kuh Harnstoffgehalt 22 mg Harn pro 100 Gramm Milch N-Exkretion Milchkuh 118 102 118 Jungvieh 54 54 42-49

Exkretion P2O5 Milchkuh 44 34 41 Jungvieh 17 17 15-16

Für die Niederlande werden die pauschal angesetzte Ausscheidung und die betriebsspezifi- sche Ausscheidung (BEX) des jeweiligen Betriebs angegeben. Für die Beschreibung von BEX siehe Kap. 2.4.1.

Deutliche Unterschiede treten bei den angenommenen Nährstoffausscheidungen für Milch- vieh nur zwischen den betriebsspezifischen Ausscheidung (BEX) einerseits und den pauschal unterstellten Ausscheidungen für die Niederlande und Deutschland andererseits auf. In Deutschland wird auch mit einer niedrigeren N-Ausscheidung durch Jungvieh gerechnet als in den Niederlanden, wohingegen die P2O5-Ausscheidungen kaum unterscheiden.

2.2.4 Auswirkungen unterschiedlicher gesetzlicher Regelungen und Faustzah- len auf die Betriebsführung auf deutscher und niederländischer Seite Die unterschiedlichen gesetzlichen Regelungen und Faustzahlen haben auch Auswirkungen auf die Betriebsführung. Bei vier Betrieben (zwei niederländischen und zwei deutschen Teil- nehmern) wurde geprüft, was es für sie bedeuten würde, wenn die niederländischen Betrie- be unter deutschen Gegebenheiten und die deutschen Betriebe unter niederländischen Ge- gebenheiten wirtschaften müssten.

Bei den niederländischen Betrieben handelt es sich um zwei Milchviehhaltungen: ein intensiv wirtschaftender Betrieb, der Wirtschaftsdünger abtransportieren muss, und ein Betrieb, der zwar keinen Wirtschaftsdünger abtransportieren muss, aber auch keinen von außen beziehen kann.

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In Deutschland wurden am Vergleich eine Milchviehhaltung und ein Betrieb mit Schweinehal- tung und Maisland beteiligt.

Unterschiedliche Ausgangsbedingungen:

 Die deutschen Faustzahlen für die N-Ausscheidungen pro Milchkuh sind höher als die BEX-Werte, die von den niederländischen Betrieben angewendet werden (zur näheren Definition von BEX siehe Kapitel 2.4.1). Auch bei den Phosphatausscheidungen einer Milchkuh sind die deutschen Faustzahlen für die Ausscheidungen pro Milchkuh höher als die BEX-Werte.

 Beim Jungvieh sind dagegen BEX-Werte für N höher als die deutschen Faustzahlen für

die Ausscheidung und sind die Werte für P2O5 nahezu gleich.  Ein Unternehmen mit Ausnahmegenehmigung darf in den Niederlanden 250 N pro ha aus tierischem Dünger ausbringen. Unter deutschen Gegebenheiten ist dieser Wert niedriger: 170 kg N pro ha. Für Grünlandparzellen, die ausschließlich gemäht werden, kann in Deutschland eine Ausnahmegenehmigung für 230 kg N pro ha beantragt werden.

 In Deutschland gibt es keine rechtliche absolute Obergrenze für die gesamte N- Ausbringungsmenge je ha. Mit Mineraldünger darf das wirksame N aus tierischem Dün- ger bis auf Empfehlungsniveau ergänzt werden.

 In Deutschland darf der P2O5-Überschuss 20 kg/ha nicht überschreiten. Auswirkungen der unterschiedlichen gesetzlichen Regelungen und Faustzahlen: Ein Vergleich der unterschiedlichen Gesetzgebung führt im Vergleich dieser vier Betriebe zu den folgenden Schlussfolgerungen:

 Niederländische Betriebe mit intensiver Produktion müssten in Deutschland etwas mehr Wirtschaftsdünger aus dem Betrieb exportieren, weil die maximalen Ausbringungsmen- gen von Wirtschaftsdüngern tierischer Herkunft in Deutschland etwas strenger sind.

 Betriebe in Deutschland können mehr N-Mineraldünger pro ha zusätzlich zu Wirtschafts- düngern tierischer Herkunft ausbringen, weil es keine Obergrenze für die N- Gesamtmenge gibt. Dadurch können diese Betriebe besser entsprechend der landwirtschaftlichen Empfehlungsniveaus düngen.

 Beide deutsche Betriebe müssten in den Niederlanden mehr Wirtschaftsdünger abtransportieren aufgrund der geltenden Nutzungsnormen für Phosphat. Das gilt vor allem für den Betrieb mit Schweinehaltung.

2.3 Deutschland – Projektgebiet Südlohn Ziel der landwirtschaftlichen Beratung innerhalb des Pilotprojektes war die Ermittlung kos- teneffektiver Maßnahmen in der Landwirtschaft zur Verbesserung der Wasserqualität. Dazu

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wurden auf der deutschen Seite insgesamt zwölf Maßnahmen in Zusammenarbeit mit landwirtschaftlichen Betrieben untersucht.

Die folgenden Ausführungen basieren zu einem auf dem Abschlussbericht „Bereich Land- wirtschaft“ der Projektphase 2010-2011 von der Landwirtschaftskammer Borken vom 22.06.2012, der als Anlage 2 vollständig angehängt ist. Zum anderen werden die Ergebnisse des Jahres 2012 in Abstimmung mit Herrn Dr. Laurenz, Landwirtschaftskammer Borken, im Bericht wiedergeben. Weiterhin werden Nmin- und P-Bodenuntersuchungen berücksichtigt, die im Zuge des be- gleitenden Monitorings durch das Ingenieurbüro Feldwisch gewonnen wurden.

2.3.1 Landwirtschaft im Projektgebiet Das Projektgebiet wird durch eine hohe Intensität der landwirtschaftlichen Tierhaltung ge- prägt. Nach Angaben der landwirtschaftlichen Beraterin Frau Keuck ist von einem mittleren Viehbesatz zwischen 2,5 bis 3,0 GVE/ha auszugehen. Die Tierhaltung findet überwiegend auf Gülle statt. Die Ausbringung des Wirtschaftsdüngers erfolgt zunehmend mit Schlepp- schlauch- oder Schlitzgeräten. Auf den Ackerflächen wird überwiegend Mais (CCM, Silomais und Energiemais) angebaut. Daneben werden insbesondere noch Gerste, Weizen, Triticale und Ackergras als Feldfutter kultiviert. Als Zwischenfrüchte zur Sicherstellung der ganzjährigen Begrünung werden insbesondere Gelbsenf, Grünroggen (auch Futternutzung) und Ölrettich angebaut. Der Dauer- grünlandanteil ist gering.

Im Detail stellt sich die Flächennutzung der teilnehmenden Betriebe wie folgt dar. 92 % der landwirtschaftlichen Nutzfläche (LN) wird ackerbaulich genutzt. Nur 8 % sind Dauergrünland. Auf 48 % der LN wird mit Mais bestellt. Die Getreide nehmen mit rund 28 % LN die zweite Stellung im Flächenanteil ein. Auf ca. 13 % LN wird Ackergras angebaut. Das Ackergras ist meist mehrjährig und wird wie das Grünland überwiegend mit intensiver Schnittnutzung betrieben.

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Abb. 2–1: Nutzung der LN der teilnehmenden Betriebe

Die Bodenbearbeitung wird weitgehend mit dem Pflug durchgeführt. Mulchsaatverfahren kommen kaum zum Einsatz.

132 der bewirtschafteten Flächen der teilnehmenden Betriebe grenzen an Gewässer oder Gräben/Vorfluter. Einige Flächen weisen eine schwache Hangneigung bis wenige Prozent auf.

2.3.2 Böden im Projektgebiet Diffuse Stoffeinträge in Gewässer werden neben der Art und Intensität der Landnutzung auch durch die Bodeneigenschaften beeinflusst. Auch können Auswirkungen der Landbe- wirtschaftung im Boden bereits nachgewiesen werden, bevor ein Nachweis im Grund- oder Oberflächenwasser fachlich möglich ist. Weiterhin können Bodenuntersuchungen für die Be- ratung wertvolle Hilfestellungen geben, um beispielsweise die Düngung an die Bodenvorräte und den Pflanzenbedarf anzupassen.

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Aus diesem Grund wurden im Projektgebiet Südlohn folgende Bodenuntersuchungen durch- geführt:

 Nmin-Untersuchungen Zielsetzungen: a) Im Frühjahr zur Düngungsberatung im Mais. b) Nach der Ernte zur Beurteilung der Zielgenauigkeit der N-Düngung der abgeernteten Frucht. c) Zum Vegetationsende zur Beurteilung von N-Auswaschungs- potenzialen über Winter.

 P-Untersuchungen Zielsetzungen: In Regionen mit hohem Tierbesatz treten häufig positive Nährstoffbilan- zen für Phosphor auf. Aus diesem Grund wurden im Projektgebiet die Herbst-Nmin-Bodenproben gleichzeitig auf P-Fraktionen untersucht. Dabei wurde zwischen dem Gesamtphosphorgehalt ( Beurteilung möglicher P-Sättigungen der Böden) und dem Calcium-Acetat-Lactat- löslichem (CAL) Phosphat ( P-Düngungsberatung) unterschieden.

 Mg-, K- und pH-Analysen: Zielsetzungen: Die Analytik der Grundnährstoffe Mg und K sowie des pH-Wertes war im Analysepaket zur P-Untersuchung enthalten und wurde deshalb kosten- neutral mit ausgewertet.

 TOC- bzw. Humus-Analysen: Zielsetzungen: Die Nährstoffdynamik und das Auswaschungsverhalten werden stark durch den Gehalt der Böden an TOC bzw. Humus beeinflusst. Deshalb wurde der TOC-Gehalt ermittelt und mit dem Faktor 1,72 in den Humus- gehalt umgerechnet.

Weiterhin wird der Nährstoffhaushalt von Böden stark durch seine Bodenarten und Vernäs- sungseigenschaften beeinflusst. Um den möglichen Bodeneinflüssen auf diffuse Nährstoffe- inträge Rechnung zu tragen, wird vor der Beschreibung der Analyseergebnisse auf die Bo- dentypen im Projektgebiet eingegangen.

2.3.2.1 Bodentypen Die Böden sind durch Stau- und Gründnässe geprägt. Es überwiegen Gleye und Pseu- dogleye mit entsprechenden Subtypen. So erklärt sich auch die nahezu flächendeckende Dränung der landwirtschaftlich genutzten Böden, die auf ca. 80 % für das gesamte Pilotge- biet geschätzt wird. Für die Flächen der teilnehmenden Betriebe gibt der landwirtschaftliche Projektbericht einen Dränflächenanteil von 83 % an.

Neben den Gleyen und Pseudogleyen kommen Plaggenesche, Anmoorgleye und Brauner- den vor. Die Böden wechseln kleinräumig, so dass auf einzelnen Ackerschlägen nicht selten unterschiedliche Bodeneigenschaften – wie z. B. unterschiedliche Bodenarten, Humusgehal-

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te, Vernässungseigenschaften etc. – angetroffen werden. Derartige Bodenkontraste bereiten Schwierigkeiten bei der einheitlichen Bewirtschaftung einzelner Schläge.

Auf den zum Teil sandigen Bodenstandorten werden Trockenschäden regelmäßig beobachtet. Überwiegend sind die Ackerflächen jedoch im Frühjahr länger vernässt, so dass die Be- fahrbarkeit eingeschränkt ist. Die Landwirte versuchen diesen Umstand zu umgehen, in dem sie notwendige Bewirtschaftungsmaßnahmen im Frühjahr wie Düngung möglichst unter Ausnutzung von Frostperioden durchführen.

2.3.2.2 Humusgehalte Von insgesamt 26 Versuchsflächen wurden die gewonnenen Bodenproben zur Nmin- Analytik gleichzeitig auf ihren TOC-Gehalt (total organic carbon) analysiert. Der TOC-Gehalt wurde mit dem Faktor 1,72 in Humusgehalte umgerechnet. Die beiden tieferen Bodenschich- ten 30-60 cm und 60-90 cm wurden nur dann auf TOC untersucht, wenn der Probenehmer bei den Probenahmen augenscheinlich einen Humusgehalt feststellen konnte.

Im Pflughorizont 0-30 cm wird im Mittel der 26 untersuchten Ackerschläge ein Humusgehalt von 2,7 Masse-% ermittelt (Tab. 2–3). Der Median unterscheidet sich kaum vom arithmeti- schen Mittelwert und liegt bei 2,6 Masse-%. Nach Bodenkundlicher Kartieranleitung liegt damit die Humusgehaltsklasse „mittel humos = 2 bis < 4 %“ vor. Für die im Projektgebiet vorherrschenden semiterrestrischen Böden mit Grund- oder Stauwassereinfluss und den gleichzeitig hohen Wirtschaftsdüngergaben sind die Humusgehalte auf einem vergleichsweise niedrigen Niveau.

Mit zunehmender Bodentiefe nehmen die Humusgehalte erwartungsgemäß ab. In der Tie- fenstufe 30-60 cm wird im Mittel der 20 untersuchten Schläge ein Humusgehalt von 2,0 Masse-% gemessen. In der Tiefenstufe 60-90 cm sinkt der mittlere Humusgehalt dann deutlich auf 0,8 % ab. Die Ackerstandorte sind im Unterboden als sehr schwach bis schwach humos einzustufen. Die im Unterboden vereinzelt angetroffenen Gehalt > 2 % Humus werden auf den Plaggeneschen, Niedermooren, Humusbraunerden oder den stärker vernässten Gleyböden angetroffen.

Tab. 2–3: Humusgehalte in den Jahren 2010 und 2011 Humusgehalt Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90. P sd cv 0-30 cm Masse-% 26 0,5 4,1 2,7 2,6 2,0 3,5 0,7 27 30-60 cm Masse-% 20 1,0 3,3 2,0 1,9 1,3 2,8 0,6 31 60-90 cm Masse-% 20 0,2 1,9 0,8 0,7 0,4 1,5 0,5 56

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2.3.2.3 Phosphorgehalte In Regionen mit hohem Tierbesatz treten häufig stark positive Nährstoffbilanzen für Phos- phor auf. Aus diesem Grund wurden im Projektgebiet die Herbst-Nmin-Bodenproben gleichzeitig auf P-Fraktionen untersucht. Dabei wurde zwischen dem Gesamtphosphorgehalt und dem Calcium-Acetat-Lactat-löslichem (CAL) Phosphat unterschieden. Die PCAL-Analysen erfolgten zum Teil an den Herbst-Nmin-Proben aus 2010 und zum Teil aus 2011. Für einige

Flächen liegen aus beiden Jahren PCAL-Analysen vor. Die Analytik für Pgesamt wurde nur an den Bodenproben aus dem Herbst 2011 durchgeführt. Auf drei Standorten erfolgte im Herbst 2011 exemplarisch die Bestimmung des Ortho-Phosphats in der Bodenprobe, um einen Ein- druck über die möglichen Sickerwasserkonzentrationen zu gewinnen. Die statistischen Kennwerte der P-Analytik geht aus Tab. 2–4 hervor.

Tab. 2–4: Phosphatgehalte in den Böden (2010 und 2011) 0-30 cm Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90. P sd cv

P2O5 (cal) mg/100g 48 12 43 28 27 18 38 8 29

P(gesamt) mg/kg 26 426 1.934 795 667 487 1267 373 47 Orthophosphat mg/l 3 0,55 1,00 0,71 0,57 0,55 0,91 0,25 36 30-60 cm Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90. P sd cv

P2O5 (cal) mg/100g 48 7 38 17 15 8 25 8 47

P(gesamt) mg/kg 26 153 1.020 450 396 225 752 212 47 Orthophosphat mg/l 3 0,23 0,46 0,37 0,43 0,27 0,45 0,13 33 60-90 cm Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90. P sd cv

P2O5 (cal) mg/100g 46 1 17 4 3 2 6 3 78

P(gesamt) mg/kg 24 62 311 147 131 74 273 72 49 Orthophosphat mg/l 3 0,03 0,13 0,09 0,12 0,04 0,13 0,06 63

Tab. 2–5: Nährstoff-Versorgungsstufen für Phosphat nach Landwirtschaftskammer Nord- rhein-Westfalen Nährstoffgehalte in mg/100 g Boden A B C D E Nähr- Nut- sehr niedrig an- hoch sehr stoff zung Bodenarten niedrige zustreben hoch P2O5 Acker S, lS, sU,ssL, sL, uL, L bis 3 4 – 9 10 – 18 19 – 32 ab 33

Entsprechend den Ausführungen der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen werden aus pflanzenbaulicher Sicht Nährstoffgehalte im mittleren Bereich (Klasse C) angestrebt; in diesem Bereich ist nur eine Erhaltungsdüngung entsprechend den P-Entzügen mit dem Ern- tegut notwendig. Bei niedrigeren Nährstoffgehalten in den Gehaltsklasse A und B werden Zuschläge zur Erhaltungsdüngung empfohlen, um den Bodenvorrat anzuheben. Sind die Nährstoffgehalte höher, wird die Düngeempfehlung reduziert (D) bzw. eine vorübergehende Unterlassung der Düngung empfohlen (E) (vgl. Tab. 2–5).

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Die Häufigkeitsverteilung der für die Düngungsempfehlungen relevanten PCAL-Gehalte sind in Abb. 2–2 dargestellt; zur Klassifizierung der Messwerte wird auf die Nährstoff- Versorgungsstufen der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen zurückgegriffen3. Diese Versorgungsstufen sind für Oberböden, also für die Bodenschicht 0-30 cm definiert. Dem- nach sind die Klassifizierungen für die Tiefenstufen 30-60 cm und 60-90 cm nicht unmittelbar gültig; sie sind hier nur zu Vergleichszwecken mit aufgeführt, um den Tiefengradienten der Phosphatgehalte deutlich machen zu können.

Häufigkeitsverteilung (%) der P2O5-Gehaltsklassen (CAL-Methode nach VDLUFA) <=3 mg/100g in den untersuchten Bodenhorizonten 4 bis 9 mg/100g 100% 10 bis 18 mg/100g 19 bis 32 mg/100g 90% >=33 mg/100g

80%

70%

60%

50%

40% % der Bodenproben

30%

20%

10%

0% 0 - 30 cm 30 - 60 cm 60 - 90 cm 0-30cm 30-60cm 60 - 90 cm Abb. 2–2: Häufigkeitsverteilung der Phosphatgehalte (CAL-Methode) der 3 Bodenschichten, klassifiziert nach Versorgungsstufen der Landwirtschaftskammer Nordrhein- Westfalen (Daten aus den Untersuchungen 2010 und 2011)

Nahezu 90 % der Oberbodenproben (0-30 cm) weisen im Vergleich zu den Empfehlungen der Landwirtschaftskammer zu hohe P2O5-Gehalte auf. Im Bericht der Landwirtschaftskam- mer wird ausgeführt, dass sogar 99 % der bewirtschafteten Flächen in der Versorgungsstufe D und höher liegen4.

3 Düngung mit Phosphat, Kali, Magnesium, Ratgeber 2012. http://www.landwirtschaftskammer.de/landwirtschaft/ackerbau/pdf/phosphat-kalium-magnesium-pdf.pdf 4 Die 90 % Überschreitungen der Gehaltsklasse C beziehen sich auf die Daten aus den Jahren 2010 und 2011, die im Auftrag des Ingenieurbüros Feldwisch ermittelt wurden. Datengrundlage der Landwirtschaftskammer waren alle 2010 vorliegenden Bodenuntersuchungsergebnisse bei den Landwirten, von denen 99 % die Gehalts- klasse C überschritten.

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Exkurs zur Klassifizierung der P2O5-Gehalte aus pflanzenbaulicher Sicht Hinzuweisen ist auf die wissenschaftliche Diskussion der Klassifizierung der P2O5- Gehalte aus pflanzenbaulicher Sicht. So hinterfragt beispielsweise Römer (2013)5 anhand von pflanzenbaulichen Untersuchungen die derzeit gültigen Gehaltsklassen für Phosphat in Ackerböden. Nach der Bewertung verschiedener Langzeituntersuchungen kommt Römer (2013) zu dem Schluss, dass bereits P2O5-Gehalte zwischen 6 und 10 mg/100 g aus pflanzenbaulicher Sicht ausreichend und damit anzustreben seien. Dieses Gehaltsniveau entspricht der derzeitigen Gehaltsklasse B, die als niedrig bezeichnet und für die erhöhter P-Düngebedarf konstatiert wird. Bewertete man die aktuellen P2O5- Gehalte mit abgesenkten Gehaltsklassen, wie die Auswertungen von Römer (2013) nahe legen, dann verschärfte sich die Bewertung der P2O5-Versorgung der Böden im Projekt- gebiet. Römer (2013) spricht von „Landkreisen Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen, in den die Ackerflächen in unverantwortlich hohem Maß mit Phosphat überversorgt sind und weiter angereichert werden.“ Auf die systematische P-Überversorgung von Ackerbö- den durch hohe Wirtschaftsdüngergaben wird bereits seit langer Zeit hingewiesen. Bei- spielsweise haben Feldwisch & Schultheiß (1999, S. 82 ff)6 aufgezeigt, dass bei vielen Ackerkulturen bei gutem Ertragsniveau die P-Abfuhr mit dem Erntegut unter der P-Zufuhr mit Wirtschaftsdünger in Höhe von 2 Dungeinheiten7 liegt und somit eine systematische P-Anreicherung stattfindet. Im Schlinge-Projektgebiet liegt bereits die durchschnittliche Viehdichte deutlich oberhalb der 2 Dungeinheiten. Einzelbetrieblich ist von Viehdichten deutlich oberhalb von 3 Großvieheinheiten auszugehen. Angesichts dieser Ausgangssi- tuation ist von einer bedeutenden weiteren Anreicherung der P-Versorgung der Böden im Projektgebiet auszugehen. Der hohe Versorgungszustand der Oberböden bleibt auch nicht ohne Auswirkungen auf die

P2O5-Gehalte des Unterbodens. So sind bereits in der Tiefenstufe 30-60 cm nach den Maß- stäben der Versorgungsklassen – auch wenn sie für diese Tiefenstufe nicht mehr gelten – rund 35 % der Bodenproben mit P2O5 überversorgt. Dieses Ergebnis deutet auf Verlagerun- gen von Phosphat mit dem Sickerwasser aus dem überversorgten Oberboden in den Unter- boden hin. In der Tiefenstufe 60-90 cm werden die geringsten P2O5-Gehalte ermittelt. Dem- nach ist eine vollständige P-Sättigung des gesamten Wurzelraums bis 90 cm Tiefe noch nicht festzustellen.

Auf die Verlagerung von gelöstem Phosphat mit dem Sickerwasser deuten auch die 3 exemplarischen Messungen des ortho-Phosphat-Gehaltes hin. Die ortho-P-Gehalte nehmen von 0,55 bis 1,0 mg/l im Oberboden auf 0,23 bis 0,46 mg/l in der Tiefenstufe 30-60 cm und 0,03 bis 0,13 mg/l in der Tiefenstufe 60-90 cm ab. Die mit der Tiefenstufe abnehmenden Gehalte zeigen auf, dass die Filterfunktionen des Unterbodens noch wirksam sind und insofern kein vollständiger Austrag von überschüssigem, leicht löslichem Phosphat stattfindet.

Die Phosphor-Gesamtgehalte zeigen ein ähnliches Verteilungsmuster wie die P2O5-Gehalte

(CAL) (Abb. 2–3). Eine Klassifizierungskonvention wie für die P2O5-Gehalte (CAL) existiert für die Pgesamt-Gehalte nicht. Dennoch kann auf übliche Gehaltswerte zurückgegriffen wer-

5 Römer, W. (2013): Gehaltsklassen neu bewerten? DLG-Mitteilungen 5/2013, S. 68-71. 6 Feldwisch, N. & U. Schultheiß (1999): Verfahren zur Minderung der Stoffausträge aus der Pflanzenproduktion – Allgemeine ackerbauliche Aspekte. In: Frede & Dabbert (Hrsg.): Handbuch zum Gewässerschutz in der Land- wirtschaft. Landsberg/Lech: ecomed verlagsgesellschaft AG & Co KG. 2. Auflage. 7 Eine Dungeinheit entspricht dem Anfall an tierischen Exkrementen in Höhe von 80 kg N und 70 kg P2O5.

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den. Nach Scheffer & Schachtschabel (2010, S. 412f)8 weisen ungedüngte Sandböden zumeist Pgesamt-Gehalte < 100 mg/kg auf. In Schluff-, Lehm- und Tonböden der gemäßigten

Breiten werden verbreitet Pgesamt-Gehalte zwischen 200 und 800 mg/kg angetroffen. Bei den im Projektgebiet häufigen sandigen, lehmig-sandigen und sandig-lehmigen Böden aus Flug- sand, Bachablagerungen, Sander und Grundmoräne sind im ungedüngtem Zustand

Pgesamt-Gehalte deutlich unter 500 mg/kg zu erwarten. Im Oberboden 0-30 cm wird ein Gehalt von 500 mg P/kg von nahezu 90 % der Bodenproben überschritten und rund 50 % der Bodenproben weisen einen Gehalt über 700 mg P/kg auf. Als Maximalgehalt wurde bei den 26 Proben 1.934 mg P/kg nachgewiesen. Vertikal nimmt der mittlere P-Gehalt von 795 mg/kg in 0-30 cm Tiefe auf 450 mg/kg in 30-60 cm und

147 mg/kg in 60-90 cm ab (vgl. Tab. 2–4). Wie bei den P2O5-Gehalten im CAL-Extrakt ist eine Anreicherung der Böden mit Pgesamt bis in die Tiefenstufe 30-60 cm zu erkennen. In der

Tiefenstufe 60-90 cm nimmt der Pgesamt-Gehalt deutlich ab und erreicht ungefähr das natürli- che Niveau ohne Düngungseinfluss. Aus diesem Grund ist ein massiver P-Austrag mit dem Sicker- und Dränwasser nicht flächenhaft zu erwarten. Gleichwohl können über präferentielle Fließwege (schnelle Abflussbahnen in vertikalen Wurzel- und Wurmgängen etc.) P- Auswaschungen aus den stark bis sehr stark mit Phosphor angereicherten Bodenschichten stattfinden.

<= 100 mg/kg Häufigkeitsverteilung (%) der P-Gesamtgehaltsklassen 100-300 mg/kg in den untersuchten Bodenhorizonten 300-500 mg/kg 500-700 mg/kg 100% 700-900 mg/kg 900-1200 mg/kg > 1200 mg/kg

80%

60%

40% % der Bodenproben %

20%

0% 0 0-30- 30 cmcm 3030-60 - 60 cmcm 6060-90 - 90 cm cm Abb. 2–3: Häufigkeitsverteilung der Phosphor-Gesamtgehalte der 3 Bodenschichten

8 Scheffer & Schachtschabel (2010): Lehrbuch der Bodenkunde. 16. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg.

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2.3.2.4 Magnesium, Kalium und pH Die Ergebnisse der Zusatzparameter Kalium, Magnesium und pH-Wert sind tiefendifferen- ziert in Tab. 2–6 angegeben. Mit Hilfe der Nährstoff-Versorgungsstufen für Kalium und Mag- nesium nach Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen (Tab. 2–7) können die Ergebnis- se beurteilt werden.

Demnach liegt der überwiegende Anteil der Bodenproben in den Versorgungsstufen C und D bezogen auf die Kalium- und Magnesium-Versorgungsstufen. Bei der Einstufung der Einzel- ergebnisse für die Ackerschläge sind die jeweiligen Bodenarten zusätzlich zu berücksichti- gen. Die mittleren Boden-pH-Werte schwanken in allen Tiefenstufen zwischen 5,8 und 6, so dass bei den vorherrschenden Bodenarten insgesamt eine ausgeglichene Kalkversorgung vorliegt.

Tab. 2–6: Kennwerte der Kalium- und Magnesiumgehalte sowie des pH-Wertes in den Böden (2010 und 2011) 0-30 cm Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90. P sd cv

K2O (CAL) mg/100g 25 4 34 13 13 6 19 6 49

Mg (CaCl2) mg/100g 25 4 13 8 8 5 11 2 29 pH-Wert – 25 5,3 6,9 5,9 5,8 5,3 6,7 18 30-60 cm Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90. P sd cv

K2O (CAL) mg/100g 25 2 29 10 8 5 17 6 61

Mg (CaCl2) mg/100g 25 3 15 7 7 3 10 3 41 pH-Wert – 25 5,3 7,1 6,0 5,8 5,4 6,6 08 60-90 cm Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90. P sd cv

K2O (CAL) mg/100g 25 2 34 9 6 3 17 7 81

Mg (CaCl2) mg/100g 25 2 12 6 5 2 10 3 55 pH-Wert – 25 4,9 7,2 5,8 5,7 5,0 6,7 112

Tab. 2–7: Nährstoff-Versorgungsstufen für Kalium und Magnesium nach Landwirtschafts- kammer Nordrhein-Westfalen Nährstoffgehalte in mg/100 g Boden A B C D E Nähr- Nut- sehr niedrig an- hoch sehr stoff zung Bodenarten niedrige zustreben hoch S bis 2 3 – 5 6 – 12 13 – 19 ab 20 K2O Acker lS, sU, ssL, lU,sL, uL, L bis 3 4 – 9 10 – 18 19 – 32 ab 33 Mg Acker S, lS, sU bis 1 2 3 – 4 5 – 7 ab 8 ssL, lU, sL, uL, L bis 2 3 4 – 6 7 – 10 ab 11

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2.3.3 Teilnehmende Betriebe Im Projektgebiet nehmen 23 landwirtschaftliche Betriebe auf deutscher Seite am Projekt teil. Davon werden 2 Betriebe gemeinsam von deutscher und niederländischer Seite fachlich begleitet. Die Auswahl der Betriebe erfolgte durch die Landwirtschaftskammer. Dabei wurde die Lage der bewirtschafteten Flächen zu den untersuchten Gewässern berücksichtigt, um mög- lichen Eintragspfaden nachgehen zu können. Die teilnehmenden Betriebe weisen folgende Betriebstypen auf: 2 Ackerbaubetriebe, 7 Schweinemastbetriebe, 1 Ferkelerzeuger, 1 Ferkelaufzuchtsbetrieb, 6 Milchviehbetriebe (teilweise mit Rindermast) und 6 Gemischtbetriebe. Zwei Betriebe bewirtschaftet die Landwirtschaft im Nebenerwerb. Alle Betriebe bewirtschaf- ten zusammen rund 1.110 ha im Einzugsgebiet. Das sind 15 % der VerbandgebietsflächenTeilnehmende Betriebe der Wasser- und Bodenverbände „Untere Schlinge“, „Obere Schlinge“, „Kalkbach“ und „Wellingbach“. Damit kann von einer vergleichsweise repräsentativen Untersuchung der Landwirtschaft im gesamten Einzugsgebiet der genannten Fließgewässer ausgegangen werden.

Nach Auswertungen der Landwirtschaftskammer stellte sich zu Beginn der Projektphase im Wirtschaftsjahr 2008-2009 die Nährstoffsituation auf den Betrieben wie folgt dar (Abb. 2–5 und Abb. 2–4): Der Stickstoffanfall aus Tierhaltung betrug nach Abzug der Stall-, Lagerungs- und Ausbringungsverluste sowie der Nährstoffexporte im Mittel der Betriebe 157 kg N/ha. Zulässig sind 170 kg N/ha. In vielen Betrieben fand bereits ein Nährstoffexport statt. Im Mittel wurden bereits 2.328 kg N und 1.179 kg Phosphat aus den Betrieben exportiert. Nur in 3 Be- trieben wurden in der Projektphase Nährstoffe importiert.

Die Berechnungen der Landwirtschaftskammer erbrachten betriebliche Nährstoffflächenbi- lanzen nach den Vorgaben der Düngeverordnung9 für Stickstoff mittlere Überhänge von + 15 kg N/ha. Allerdings waren auch N-Bilanzüberhänge bis zu + 54 kg N/ha anzutreffen. Die niedrigen Werte resultierten aus hohen Nährstoffentzügen durch intensive Fruchtfolgen und

9 Die nach Düngerecht aufgestellten betrieblichen Nährstoffflächenbilanzen sind aus wasserwirtschaftlicher Sicht nicht vollständig ausreichend zur Bewertung der möglichen Stickstoffausträge. Eine Bewertung der möglichen N-Austragsrisiken in Gewässer ist damit fachlich nicht eindeutig möglich, weil das Bilanzergebnis von vielen Schätzwerten abhängig ist (vgl. Bach & Frede 2005). Auch die VDLUFA (2007) kommt zu der Empfehlung, dass nur mit der so genannten Hoftorbilanz und Hoftor-Flächenbilanz durch die Verwendung belegbarer Daten in der Regel objektive und kontrollfähige Ergebnisse erstellt werden können. Aus diesem Grund ist sowohl für die Bewertung der N-Düngepraxis als auch möglicher N-Austräge in Gewässer der Saldo der Hoftor- Flächenbilanz zu empfehlen. Auch die LAWA (2012) spricht sich eindeutig für die Hoftorbilanz aus, weil sie über die tatsächlichen Nährstoffüberschüsse eines Betriebes genaue Auskunft gibt, unabhängig davon, ob mit oder ohne Wirtschaftsdünger gearbeitet wird. Die Phosphorbilanzen nach Düngerecht sind dagegen auch aus wasserwirtschaftlicher Sicht voll aussagekräftig. Der durchschnittliche P-Bilanzsaldo der teilnehmenden Betrie- be ist ausgeglichen, wenngleich einzelne Betriebe noch P-Überschüsse von 40 kg/ha und mehr aufweisen. Bach, M., Frede, H. G. (2005): Methodische Aspekte und Aussagemöglichkeiten von Stickstoffbilanzen. Hrsg. Institut für Landwirtschaft und Umwelt (ilu), Bonn. VDLUFA (2007): Standpunkt „Nährstoffbilanzierung im landwirtschaftlichen Betrieb“. Verband Deutscher Land- wirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten, Speyer. LAWA (2012): Eckpunkte für die Weiterentwicklung des Landwirtschaftsrechts zum Schutz des Grundwassers. Erarbeitet vom ständigen LAWA-Ausschuss „Grundwasser und Wasserversorgung“, vorgelegt zur 143. LAWA- Vollversammlung am 22./23.3.2012 in Magdeburg.

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hohe Erträge. Die durchschnittlichen Entzüge lagen bei 209 kg N/ha. Die Entzüge bewegten sich zwischen 140 und 319 kg N/ha. Der Einsatz von Mineraldünger lag zu Beginn der Pro- jektphase bei durchschnittlich 107 kg N/ha über alle Betriebe.

Die betrieblichen Phosphat-Flächenbilanzen der Betriebe im Jahr 2008-2009 weist nach Be- rechnungen der Landwirtschaftskammer einen mittleren Überhang von 12 kg/ha auf. Die Überhänge bewegten sich zwischen - 21 und + 48 kg Phosphat/ha. Der Zielwert ist abhängig von der mittleren Bodenversorgung. Bei hohen Versorgungsstufen kann der Überhang durchaus negativ sein. Um bei hohen Versorgungsstufen eine Steigerung der Versorgungs- stufen zu vermeiden, darf jedoch langfristig kein Überhang entstehen. Die Entzüge von Phosphat durch die Ernte stehen in direkter Korrelation mit dem Stickstoffentzug. Im Mittel aller Betriebe wurde ein Entzug von 87 kg Phosphat/ha realisiert.

Nährstoffbilanzen N

350

300

250

200

150

kg/ha N kg/ha 100

0 1 2 3 5 6 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 -50

-100 Betriebs-Code

N-Anfall aus Tierhaltung N aus Mineraldünger N-Entzug N-Bilanz

Abb. 2–4: N-Bilanzen der teilnehmenden Betriebe nach DüV im Wirtschaftsjahr 2008-2009 (korrigiert nach A. Keuck)

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Nährstoffbilanzen Phosphat

140

120

100

kg/ha Phosphat 20

0 12356891011121314151617181920212223 -20

-40 Betriebs-Code

Phosphat-Anfall aus Tierhaltung Phosphat-Einsatz aus Mineraldünger Posphat-Entzug Phosphat-Bilanz

Abb. 2–5: Phosphat-Bilanzen der teilnehmenden Betriebe nach DüV im Wirtschaftsjahr 2008- 2009 (korrigiert nach A. Keuck)

Im Laufe des Projektzeitraums sanken die Kennwerte der Nährstoffbilanzierung nach DüV ab (Abb. 2–6). Nach Einschätzung der landwirtschaftlichen Beraterin Frau Keuck sind die abnehmenden Salden auf mehrere Faktoren zurückzuführen:

 Witterungsbedingte höhere Erträge

 Veränderte Fruchtfolgen  Angepasste Düngung mit Kalium

 Bessere Kalkversorgung der Böden

 Effizienzsteigerung der Düngung durch Anbau von winterharten Zwischenfrüchten  Düngeplanung mit Unterstützung durch Quantofixgerät und Gülleanalysen

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250 230 223 214 2009 209 2010 200 2011 2012 157 160156 149 150

kg/ha 107 106107 96 100 94 84 82 82 85 87 92 79

15 15 11 14 13 12 8 7 10 6 1 0 -

r ng ug a /ha ge z ltung rh ün nt rhang d E ha l t- er raldünger N-Entzug Übe a er -Übe Ti N- pha t Mine ltung in kg Min os aus P spha l us ha ier ho N a tz aus P s T a N-Anfal u a ins l E t-

t-Anfal pha hos P Phospha Abb. 2–6: Mittlere N- und P-Flächenbilanzen der teilnehmenden Betriebe nach Vorgaben der DüV (A. Keuck)10

10 Die mittlere Flächenbilanz 2009 ist anhand verfügbarer Datensätze der Einzelbetriebe korrigiert worden. Nicht korrigiert wurde die Art der Mittelwertbildung. Die vorgelegten Daten aus 2009 machen deutlich, dass das arithmetische Mittel der einzelnen Betriebsdaten berechnet wurde und nicht das flächengewichtete Mittel. Es ist davon auszugehen, dass in den Folgejahren 2010 bis 2012 genauso verfahren wurde. Insofern sind die ange- gebenen Mittelwerte nicht flächenrepräsentativ. Für die Jahre 2010 bis 2012 liegen nur die Werte der gemittel- ten Bilanzglieder, nicht aber die Daten der Einzelbetriebe vor, so dass keine Kontrolle der Ergebnisse möglich ist.

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2.3.4 Beschreibung der durchgeführten Maßnahmen in Deutschland Nachstehend werden die Maßnahmen und wesentliche Ergebnisse kurz beschrieben. De- tails können dem Bericht der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen (Anlage 2) entnommen werden.

1. Nmin-Bodenproben

Mit Hilfe von Nmin-Bodenproben wird der pflanzenverfügbare Stickstoff (NH4-N und NO3-N) im Boden ermittelt. Aufgrund des hohen Maisanteils in der Region wurden zur Unterstützung der Beratung Proben in Maisflächen während der Vegetation, nach der Ernte und zum Vege- tationsende gezogen. Weitere Nmin-Bodenproben werden auf ausgewählten Flächen monatlich genommen, so genannte Dauerbeobachtungsflächen. Diese unterstützen den Landwirt beim Einschätzen des Mineralisationspotenzials seiner Böden und tragen so zur Reduzierung der nicht bedarfsgerechten Stickstoffdüngung bei. Zwei Dauerbeobachtungen wurden auf den Flächen angelegt, welche zur Dränagewasseruntersuchung ausgewählt waren. Damit sollte ein Ab- gleich der Dränwasser-Untersuchung mit den Bodenwerten möglich gemacht werden. Die N-Dynamik des Bodens ist neben Bewirtschaftungseinflüssen sehr stark von der Witte- rung abhängig. Aus diesem Grund wird in Abb. 2–7 ein Überblick über die Monatstemperatu- ren und -niederschläge des Versuchszeitraums gegeben. Zum Vergleich sind die langjähri- gen Mittelwerte des Zeitraums 1981 bis 2010 abgebildet. So startete das Jahr 2010 mit un- terdurchschnittlichen Temperaturen, war im Juni und Juli wärmer als im langjährigen Mittel und anschließend wieder kühler als im Mittel. 2011 war bis auf Juli und August wärmer als im langjährigen Mittel. Dahingegen schwankten die Monatstemperaturen im Jahr 2012 um die Mittelwerte und lagen mal darunter und mal darüber.

Bei den Niederschlägen traten deutlich stärkere Abweichungen vom langjährigen Mittel auf. In den Versuchsjahren waren die Monate Februar bis Mai zumeist zu trocken. In den Som- mermonate Juni bis August traten zumeist deutlich überdurchschnittliche Niederschläge auf. Der September war in allen drei Jahren zu trocken, wohingegen der Oktober in den Jahren 2011 und 2012 überdurchschnittliche Niederschläge brachte. Im November und Dezember der drei Jahre wurden sehr starke Abweichungen vom langjährigen Mittel beobachtet.

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Temperatur [°C] 27 27 Jahre 1981-2010 24 24 2010 2011 21 2012 21

18 18

15 15

12 12

9 9

6 6

3 3

0 0 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez -3 -3 Niederschlag [mm] 210 210 Jahre: mm/a 1981-2010: 812 2010: 813 180 2011: 814 180 2012: 828

150 150

120 120

90 90

60 60

30 30

0 0 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Abb. 2–7: Witterungsdaten der Versuchsjahre 2010 bis 2012 im Vergleich zum langjährigen Mittel an der Station Bocholt (Quelle: http://www.bocholtwetter.de)

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Statistische Übersicht der Nmin-Messergebnisse In Tab. 2–8 sind die Ergebnisse der Herbst-, Frühjahrs- und Daueruntersuchungen sowohl zusammengefasst als auch einzeln aufgeführt. Die gemeinsame Betrachtung aller Daten soll hier nur einen Eindruck über die Spannweite der Messergebnisse vermitteln. Die beiden oberen Schichten wurden immer beprobt, so dass jeweils 261 Messwerte zur Verfügung stehen. Die tiefere Schicht von 60-90 cm wurde bei den Beprobungen im Mai nicht beprobt, weil sie für die N-Düngungsempfehlung für Maisflächen nicht relevant ist. Aus der zusammenfassenden Statistik über alle Beprobungszeitpunkte hinweg wird deutlich, dass 80 % der Messwerte in der Tiefenstufe 0-30 cm zwischen 7 und 112 kg Nmin/ha liegen In der Tiefenstufe 30-60 cm schwanken 80 % der Messwerte zwischen 4 und 53 kg Nmin/ha und in der Tiefenstufe 60-90 cm zwischen 1 und 27 kg Nmin/ha.

Die Maximalwerte übersteigen diese Spannweiten erheblich. In der Bodenschicht 0-30 cm wurde ein Maximalgehalt von 329 kg Nmin/ha gemessen, in der Tiefenstufe 30-60 cm von 119 kg Nmin/ha und in der Tiefenstufe 60-90 cm von 156 kg Nmin/ha. Diese Maximalwerte sind zweifellos als Hinweise auf eine nicht angepasste Düngung zu interpretieren.

Auf die Ergebnisse zu den Terminen Mais-6-Blattstadium, nach Ernte und Vegetationsende wird anhand von Grafiken detaillierter eingegangen. Tab. 2–8 vermittelt einen Überblick über die statistischen Kennwerte dieser Beprobungstermine.

Tab. 2–8: Nmin-Gehalte in den Jahren 2010 bis 2012 Alle Messtermine (inkl. Dauerbeprobungen) Nmin Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90. P sd cv 0-30 cm kg/ha 261 1 329 48 30 7 112 51 106 30-60 cm kg/ha 261 1 119 25 15 4 53 23 94 60-90 cm kg/ha 184 1 156 13 9 1 27 16 123 Mai-Juni / Mais-6-Blattstadium Nmin Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90. P sd cv 0-30 cm kg/ha 83 4 329 94 76 7 112 60 64 30-60 cm kg/ha 83 1 119 33 29 4 53 27 81 Juli-September / Nachernte Nmin Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90. P sd cv 0-30 cm kg/ha 35 4 106 27 20 7 112 22 82 30-60 cm kg/ha 35 1 109 20 12 4 53 25124 60-90 cm kg/ha 34 1 61 10 6 1 27 12117 Oktober-November / Vegetationsende Nmin Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90. P sd cv 0-30 cm kg/ha 114 3 145 27 20 7 112 24 89 30-60 cm kg/ha 114 1 114 24 16 4 53 19 81 60-90 cm kg/ha 110 1 70 14 11 1 27 12 89

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Nmin-Ergebnisse der einzelnen Probenahmezeitpunkte Die Nmin-Untersuchungen während der Vegetation zu Mais (Mai/Juni) wurden innerhalb von 14 Tagen Ende Mai bis Anfang Juni auf 60 cm Bodentiefe durchgeführt. Das war etwa im 6-Blatt-Stadium des Maises. Die Messwerte gingen in den drei Versuchsjahren von an- fänglich 162 kg Nmin/ha auf 107 kg Nmin/ha zurück (Abb. 2–8). Die höheren Durchschnitts- temperaturen der Maimonate in der Jahren 2011 und 2012 hätten eher höhere Nmin-Werte in diesen Jahren erwarten lassen. Insofern könnten Bewirtschaftungsmaßnahmen wie insbesondere reduzierte N-Düngegaben ursächlich für diese rückläufige Entwicklung sein. Ein be- leg für diese Annahme fehlt jedoch, weil in der Datendokumentation der Landwirtschafts- kammer keine entsprechende Nachweise aufgeführt sind. Auch zu den Terminen nach der Ernte und zum Vegetationsende wird in den drei Ver- suchsjahren ein Rückgang der mittleren Nmin-Gehalte ermittelt (Abb. 2–8). Der Rückgang der Messwerte nach der Ernte ist wahrscheinlich durch die Witterungsunterschiede der drei Jahre mit verursacht. Zum einen waren die Monate Juni und Juli in den Jahren 2011 und 2012 kühler als im Jahr 2010. Zum anderen fielen im Juni und Juli der Jahre 2011 und 2012 deutlich ergiebigere Niederschläge, die wahrscheinlich bereits teilweise zur N-Auswaschung aus den Bodenschichten bis 90 cm beigetragen haben. In ähnlicherweise ist der Rückgang des mittleren Nmin-Werte nach Vegetationsende im Jahr 2012 zu interpretieren. Die über- durchschnittlichen Oktoberniederschläge im Jahr 2012 fielen konzentriert in der ersten Mo- natshälfte und werden den Nmin-Vorrat des Bodens zum Teil vor der Probenahme bereits ausgewaschen haben.

180

160

140

120

100

80 kg/ha N kg/ha 60

0 Mai/Juni Nach der Ernte Vegetationsende 2010 162 77 87 2011 134 63 84 2012 107 35 51

Zeitpunkt der Probenahme Abb. 2–8: Entwicklung der durchschnittlichen Nmin-Werte zu unterschiedlichen Probentermi- nen im Projekt Schlinge (Versuchsjahre 2010 bis 2012; A. Keuck)

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Nmin-Ganglinien der Daueruntersuchungsflächen Im Projektgebiet wurden 3 Dauerbeobachtungen angelegt. Eine Fläche wurde nur 2010 beprobt. 2 Flächen wurden in den Jahren durchgehend monatlich untersucht. Anhand dieser Ganglinien kann der Gehalt des mineralischen Stickstoffs im Boden im Jahresverlauf nachvollzogen werden (Abb. 2–9). Beim Verlauf der Ganglinien fallen jeweils die N- Düngungstermine als deutliche Konzentrationsspitzen auf. Weiterhin sind auch Mineralisati- onseffekte erkennbar. So zeichnen sich mehr oder minder starke Anstiege im September / Oktober ab, die zum Teil auf Mineralisationseffekte zurückzuführen sein dürften. Die Auswa- schungsverluste sind an den kontinuierlich zurückgehenden Nmin-Gehalten im Winterhalb- jahr erkennbar. Erstaunlich sind die sehr hohen Nmin-Gehalte der Fläche 2A im Zeitraum August bis Sep- tember 2011. Auf der Fläche wurde Ende 2010 Ackergras eingesät. Der Grasbestand wurde bis Ende Jahr 2012 nicht umgebrochen. Insofern sind Mineralisationsschübe durch Boden- bearbeitungsverfahren ausgeschlossen. Damit bleibt als Klärungsmöglichkeit nur noch eine sehr hohe Düngegabe, die zum ausgeprägten Anstieg der Nmin-Gehalte geführt haben kann. Auf die Nmin-Ergebnisse der Flächen 2A und 2B wird im Zusammenhang mit den Untersu- chungen von Dränen dieser Fläche eingegangen (Kap. 4.4.1).

Abb. 2–9: Nmin-Ganglinien der Dauerbeprobungsflächen (Juni 2010 bis Dezember 2012)

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Bewertung der Nmin-Ergebnisse Die Nmin-Untersuchungen sind für die Bewertung landwirtschaftlicher Bewirtschaftungs- maßnahmen im Hinblick auf ihre Nährstoffeffizienz gut geeignet. Mit Hilfe der späten Früh- jahrsmessungen lässt sich die Stickstoffdüngung zu Mais gut steuern. Die Herbstmessungen geben Auskunft über N-Auswaschungspotenziale über die sickerwasserreiche Winterperio- de.

Zum Teil deuten sehr hohe Nmin-Gehalte auf eine überhöhte Düngung und / oder sehr hohe Mineralisationsraten hin. Der bodenbürtige Nmin-Anteil kann beispielsweise durch eine reduzierte Bodenbearbeitung gesenkt werden. Weiterhin können der Anbau von Zwischen- früchten – insbesondere von winterharten Zwischenfrüchten (vgl. Maßnahme Nr. 5 „Anbau winterharter Zwischenfrüchte“ weiter unten) – hohe Nmin-Restwerte nach der Ernte oder Mi- neralisationsschübe effektiv auffangen, so dass die Auswaschungsverluste sinken. Diese Maßnahmen werden bereits von den Landwirten umgesetzt und sollten nach Möglichkeit eine noch breitere Anwendung finden.

2. Güllevollanalysen Alle Landwirte haben ihre vorhandenen Wirtschaftdünger auf die Nährstoffgehalte untersu- chen lassen. Diese Daten sind erforderlich für eine sinnvolle Düngeplanung und für erforder- liche Nährstoffexporte oder -importe. Die nachstehende Tabelle zeigt die Schwankungsbreite der 23 Gülleanalysen im Projektge- biet. Im Vergleich zu den Richtwerten treten zum Teil deutlichere Unterschiede auf. Aus diesem Grund ist es erforderlich, sowohl für die Düngeplanung als auch für Gülleexporte und Gülleimporte möglichst exakte Messwerte zu verwenden, um fehlerhafte Kalkulationen zu vermeiden.

Tab. 2–9: Schwankungsbreite der 23 Gülleanalysen im Projektgebiet

Art der Gülle N gesamt P2O5 TS kg/m³ kg/m³ % minimal 3,90 1,72 7,40 Milchviehgülle maximal 4,92 2,24 10,70 Richtwerte LWK* 8 % TS 3,90 1,70 8,00 minimal 3,31 0,98 2,70 Mastschweinegülle maximal 9,47 5,36 9,90 Richtwerte LWK* 5 % TS 5,60 2,80 5,00 minimal 2,04 1,36 5,50 Rindergülle maximal 3,71 1,44 7,00 (Bullengülle) Richtwerte LWK* 7 % TS 3,70 1,80 7,00 minimal 3,78 1,73 3,70 Ferkelgülle maximal 4,56 2,32 5,00 Richtwerte LWK* 5 % TS 4,60 2,40 5,00 * Richtwerte der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen, jeweils für einen mittleren Masseanteil an Trockensubstanz (TS).

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Eine Güllevollanalyse ist allein aus Gründen der Kalkulation des Nährstoffwertes der Gülle sinnvoll, weil bei den vorhandenen Schwankungen zwischen minimalen und maximalen Nährstoffgehalten der Spannweite des Nährstoffwertes der Gülle die Kosten der Vollanalytik überschreitet. Aus wasserwirtschaftlicher Sicht ist die Güllevollanalyse sinnvoll, damit die Landwirte die organischen Wirtschaftsdünger möglichst exakt in der Düngeplanung berücksichtigen können. Damit können sowohl Unterversorgungen vermieden werden, die aus landwirtschaftlicher Sicht unerwünscht sind, als auch Sicherheitszuschläge entfallen, die zu hohe Nährstoffzu- fuhren und Nährstoffausträge in die Gewässer auslösen können.

3. Quantofixgeräte

Mit den Quantofixgeräten kann mittels einer Reaktionslösung der NH4-Gehalt von Gülle bestimmt werden. Eine Bestimmung des NH4-Gehaltes ist innerhalb von 5 Minuten möglich und unterstützt die zeitnahe Feinjustierung der Stickstoffdüngung. Gülle ist ein Naturdünger und schwankend in seiner Zusammensetzung.

Im Projektgebiet wurden die angeschafften Geräte zunächst häufig und mehrfach pro Jahr genutzt wurden. Wenn die gemessenen NH4-Gehalte der einzelnen Gülle nicht stark schwankten, wurde die Nutzung der Geräte reduziert und auf vereinzelte Messungen im Jahr beschränkt. Aus wasserwirtschaftlicher Sicht sind die Quantofixgeräte hilfreich, weil durch den Einsatz der Geräte die teilnehmenden Betriebe nunmehr die NH4-Gehalte ihrer Gülle kennen und damit die kurzfristige N-Düngewirksamkeit der Gülle exakter kalkulieren können. Dadurch ergeben sich Einsparpotenziale bei der mineralischen Ergänzungsdüngung insbesondere im Getreideanbau.

4. Einsatz von Nitrifikationshemmern

Nitrifikationshemmer sind Stoffe, welche den Stoffwechsel der nitrifizierenden Bakterien im

Boden zeitlich begrenzt hemmen. Dadurch wird vorhandener NH4-Stickstoff nicht zu NO3-

Stickstoff umgesetzt. NH4-Stickstoff wird an die Bodenteilchen gebunden und nicht mit Was- ser ausgewaschen. Die Pflanzen hingegen können sowohl NH4- als auch NO3-Stickstoff aufnehmen. Mit dieser Maßnahme wurde eine höhere Stickstoffeffizienz der organischen Wirt- schaftsdünger durch verminderte Auswaschungsraten des ausgebrachten Stickstoffes angestrebt.

Im Jahr 2010 wurden zunächst von fünf Betrieben Nitrifikationshemmer eingesetzt. Es wurde ausschließlich der Nitrifikationshemmer Piadin zu Gülle verwendet. Die Ausbringung von Gülle plus Piadin erfolgte im Jahr 2010 auf 157 ha Ackerfläche. Im Jahr 2011 setzten dann 13 Betriebe Piadin der Gülle zu und düngten damit 387 ha Fläche (vgl. Tab. 2–10). Im Jahr

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2011 wurden demnach 35 % der landwirtschaftlichen Flächen der teilnehmenden Betriebe (Gesamtfläche der Betriebe: 1.108 ha) im Frühjahr mit Nitrifikationshemmern gedüngt. Der überwiegende Piadin-Einsatz fand im Mais statt.

Tab. 2–10: Daten zum Einsatz von Piadin im Projektgebiet Jahr Anzahl Einsatzfläche Einsatzfläche Einsatzfläche Einsatzfläche Betriebe gesamt Mais Getreide Sonstige Kulturen [ha] [ha] [ha] [ha]

2010 5 157 88 44 25

2011 13 387 255 58 74

In Versuchen der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen ist in Getreide, insbesondere bei früher Gülledüngung im Frühjahr (ab dem 16. Januar), eine Effizienzsteigerung bei der

Ausnutzung des NH4-Stickstoffes zu erreichen, wie aus nachstehender Abbildung hervorgeht.

Abb. 2–10: N-Effizienz des Ammonium-Stickstoffs in Gülle mit und ohne Piadin-Zusatz zur Gül- le im Getreideanbau, Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen

Auch bei der Gülleausbringung mit Piadin-Zusatz im Mais kann die N-Effizienz gesteigert werden. Das ergeben langjährige Versuchen der Landwirtschaftskammer Nordrhein- Westfalen. Danach liegen die Maiserträge durch den Einsatz von Didin (Vorgängerprodukt des Piadins) um ca. 4,5 dt/ha über den Parzellen, die mit Gülle ohne Nitrifikationshemmer bewirtschaftet werden. Die Ammonium-N-Effizienz steigt dabei von 1,11 auf 1,17 kg N-

Entzug je ausgebrachtes kg NH4-N. Das bedeutet beispielsweise, dass bei einer Ertragser- wartung von 100 dt/ha Körnermais rund 5 kg/ha NH4-N weniger gedüngt werden könnten,

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wenn ein Nitrifikationshemmer eingesetzt und die N-Ausbringung mit Gülle entsprechend der N-Effizienzsteigerung reduziert würde.

Abb. 2–11: Erträge von Winterweizen und -gerste sowie Körnermais nach einer Gülleausbrin- gung mit und ohne des Nitrifikationshemmers Didin, Landwirtschaftskammer Nord- rhein-Westfalen

Zur überschlägigen Kalkulation des Gewässerschutzbeitrags, der durch den Einsatz eines Nitrifikationshemmers erbracht werden kann, wird im Folgenden vereinfachend angenom- men, dass die N-Gülledüngung der Maisfläche durch den Einsatz eines Nitrifikationshem- mers um 5 kg/ha N verringert werden kann. Bezogen auf die Fläche der teilnehmenden Be- triebe von 1.108 ha und einem Maisflächenanteil von 48 % errechnet sich damit ein theoreti- sches Minderungspotenzial von 2.660 kg N. Diese N-Menge aus organischer Wirtschafts- düngerausbringung könnte auf der Fläche der teilnehmenden Betriebe durch den Einsatz eines Nitrifikationshemmers eingespart und damit die Gewässer entlastet werden. Im Ver- gleich zum gesamten N-Anfall aus der Tierhaltung macht diese Reduktionspotenzial jedoch nur rund 1,5 % aus, so dass der theoretische Minderungsbeitrag nicht zu hoch eingeschätzt werden sollte, selbst wenn zusätzlich ähnliche Minderungspotenziale bei den andere Kultu- ren angesetzt würden.

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5. Anbau von winterharten Zwischenfrüchten Winterharte Zwischenfrüchte sterben im Winter in der Regel nicht ab. Dadurch bleibt der von ihnen aufgenommene Reststickstoff der Vorkultur in der Pflanzemasse gebunden. Auch zur Zwischenfrucht gedüngte Nährstoffe werden erst nach der Einarbeitung der Zwischenfrucht und der anschließenden Verrottung des Pflanzenmaterials wieder freigesetzt. Da die Einar- beitung des Pflanzenmaterials direkt vor dem Anbau der Folgefrucht erfolgt, kann die Stick- stoffauswaschung vermindert oder gar verhindert werden11. Die teilnehmenden Betriebe im Projektgebiet bauten zum Teil winterharte Zwischenfrüchte an. Im jahr 2010 stiegen 4 landwirtschaftliche Bebtriebe in den Anbau winterharter Zwischen- früchte mit 29 ha ein. Im Jahr 2011 setzten weitere 10 Betriebe diese Maßnahme um. Im Frühjahr 2012 waren dann 264 ha mit winterharten Zwischenfrüchten wie Ölrettich, Acker- gras, Grünroggen oder auch Winterrübsen bestellt. Damit wurde auf etwa 50 % der Maisflä- che im Jahr 2012 eine winterharte Zwischenfrucht angebaut. Mit Hilfe von Versuchen der Kreisstelle Steinfurt der Landwirtschaftskammer Nordrhein- Westfalen aus den Jahren 2003-2006 kann die N-Festlegung im Aufwuchs winterharter Zwi- schenfrüchte nachvollzogen werden (vgl. Abb. 2–12). Die im Mittel der Jahre Anfang Juli ermittelten Nmin-Werte spiegeln den aus der Zwischenfrucht freigesetzten Stickstoff wider. Nach winterharten Zwischenfrüchten wurde Anfang Juli im Mittel 144 kg N/ha ermittelt. Nach abfrierenden Zwischenfrüchten wurde dagegen im Mittel nur 103 kg N/ha gemessen, was dem Niveau der Null-Parzelle entsprach. Dies macht deutlich, dass abfrierende Zwischen- früchte nahezu keine Speicherfunktion für Nährstoffe in den Versuchsjahren hatten. Die Dif- ferenz von rund 40 kg N/ha zwischen Nullparzelle und dem Anbau winterharter Zwischen- früchte kann als potenzielle Minderung der N-Auswaschung interpretiert werden. Legt man die Anbauflächen von 29 und 264 ha in den Wintern 2010-2011 bzw. 2011-2012 zugrunde, dann konnte rechnerisch 11.720 kg Stickstoff in den winterharten Zwischenfrüchten festge- legt und vor der Auswaschung bewahrt werden (Tab. 2–11). Voraussetzung für eine positive Gewässerschutzwirkung ist allerdings, dass die N-Nachlieferung aus den winterharten Zwi- schenfrüchten dann auch in der Düngeplanung der Folgefrucht vollständig berücksichtigt wird.

11 In den Niederlanden ist der Anbau einer Zwischenfrucht nach der Maisernte verpflichtend.

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Abb. 2–12: Nmin-Werte Anfang Juli nach dem Anbau abfrierender und winterharter Zwischen- früchte im Vergleich zur Nullvariante ohne Zwischenfruchtanbau; Ergebnisse aus den Jahren 2003 bis 2006 der Kreisstelle Steinfurt der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen Tab. 2–11: Anbau winterharter Zwischenfrüchte während der Projektzeitlaufzeit und dadurch rechnerische Festlegung von Stickstoff in Pflanzenmasse Winter Anbaufläche winterharter rechnerische Zwischenfrüchte Stickstofffestlegung ha kg N 2010-2011 29 1.160 2011-2012 264 10.560

6. Versuchsanlagen/Demonstrationsanlagen

Versuchsanlagen zur Demonstration der veränderten Bewirtschaftungsverfahren sollten die Akzeptanz und die Information der beteiligten Landwirte verbessern. Sie sollten auch zur Abschätzung der Auswirkung auf die Gewässer und zu Abschätzung der Effizienz einer Maßnahme beitragen. Durch Versuchsanlagen wird für die beteiligten Landwirte die Auswir- kung der veränderten Bewirtschaftung nachvollziehbar.

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7. Uferrandstreifen Uferrandstreifen können Nährstoffeinträge in Oberflächengewässer verringern (Filter- und Abstandswirkungen). Sie sind bearbeitungsfreie Streifen (ab 3 m) an einer landwirtschaftlichen Fläche entlang der Gewässer. Das Land Nordrhein-Westfalen fördert diese Maßnahme mit den Agrarumweltprogrammen. Die Beratung sollte die Umsetzung dieser Maßnahme un- terstützen und bewerben. Durch diese Maßnahme soll der direkte aber auch der diffuse Ein- trag von Nährstoffen in Oberflächengewässer vermindert werden. Zu Beginn des Projektes wählten 11 Betriebe die Maßnahme „Anlage von Uferrandstreifen“. Letztendlich setzten 7 Betriebe diese Maßnahme um mit insgesamt ca. 1.800 m entlang von Gewässern. Die geringe Akzeptanz war durch die geringen Förderbeträge von 480 €/ha auf Grünland und 865 €/ha auf Ackerland begründet. Insbesondere Veredlungsbetriebe hatten keine Verwendung für das Mähgut der Uferrandstreifen und ihnen stand auch die entsprechende Pflegetechnik nicht zur Verfügung. Die vier abgesprungenen Betriebe begründeten Ihre Ablehnung damit, dass bei Pachtpreisen von ca. 1.000 €/ha die Förderung noch nicht einmal den Pachtpreis abdecken würde.

8. Betriebsberatung

Die Beratung durch die Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen, durchgeführt durch die Kreisstelle Borken, stellte die zentrale Maßnahme zur Verringerung der diffusen Einträge von Nährstoffen in Oberflächengewässer dar. Die Unterstützung und Beratung der teilnehmenden Betriebsleiter und Betriebsleiterinnen durch fachkundige und etablierte Berater vor Ort sollte ein kooperatives und konstruktives Zusammenarbeiten ermöglichen. Die Unterstützung und Beratung umfasste folgende Bereiche:

 Gesamtbetriebliche Düngeoptimierung für die Nährstoffe N, P, K, Mg, S und Einstellung eines optimalen pH-Wertes des Bodens

 Planung von Fruchtfolgen unter Einbeziehung eines effizienten Zwischenfruchtanbaues

 Erstellen von Betriebsplänen zur Umsetzung der Maßnahmen

 Unterstützung der Landwirtes bei der Auswahl der Maßnahmen

 Unterstützung bei der Umsetzung der Maßnahmen

 Auswertung von Daten zur Beurteilung der Wirksamkeit der Maßnahmen (z. B. Nähr- stoffvergleich auf Betriebsebene)

 Auswertung von Bodenproben und daraus abzuleitende Beratung

 Unterstützung bei der Anlage von Demonstrationsflächen

 Ökonomische Beurteilung der einzelnen Maßnahmen  Einbindung der Güllebörse, Lohnunternehmer, Biogasanlagenbetreiber beim Gülleexport

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Bei der Erstellung der Betriebspläne wurde im Jahr 2010 von 11 Betrieben eine genaue Düngeplanung zur Optimierung des Gülleeinsatzes und Reduzierung der Stickstoffdüngung ausgewählt. Der Vergleich der Mineraldüngung mit Stickstoff aus dem Vorjahr mit der Dün- geplanung 2010 ergab eine Reduzierung der Stickstoffdüngung um insgesamt rund 6.000 kg N für das Projektgebiet. Das bedeutet im Mittel eine Reduzierung von 12 kg N/ha.

Im Jahr 2011 wählten 11 andere Betriebe die Düngeplanung als Maßnahme. Für das Jahr 2011 ergab sich eine mögliche Einsparung an Stickstoff von insgesamt rund 25.000 kg N im Projektgebiet bzw. von 39 kg N/ha.

Weiterhin wurde mit der Düngebratung auf eine ausgewogene Düngung und eine Anhebung der pH-Werte hingewirkt. In den Jahren zuvor war die Kaliumdüngung aufgrund hoher Preise vernachlässigt. Auch wurde an der Erhaltungskalkung gespart. Durch ausgewogene Dün- gemaßnahmen ab 2010 konnte die Nährstoffeffizienz insgesamt gesteigert werden, was sich auch in abnehmenden Nährstoffsalden bemerkbar macht (Abb. 2–6).

9. Schaffung von Güllelagerraum

Für eine an den Pflanzenbedarf angepasste Düngung mit Gülle ist ein ausreichend großer Güllelagerraum erforderlich. Alle teilnehmenden Betriebe verfügen über den gesetzlich vor- geschriebenen Mindestlagerraum von 6 Monaten. Trotzdem kann bei widrigen Witterungs- verhältnissen insbesondere bei stark vernässenden Flächen der Lagerraum nicht ausreichend sein. Aus diesem Grund wurde nach Möglichkeit weiterer Lagerraum geschaffen oder angepachtet.

Bei der Erstellung der Betriebspläne im Jahr 2010 wählten 3 Betriebe die Maßnahme „Erwei- terung des Güllelagerraumes“. Im Jahr 2011 kam ein weiterer Betrieb dazu. In allen Fällen wurde Lagerraum zugepachtet. Zwei Betriebe benötigten zusätzlichen Güllelagerraum, um ihre Gülleabgabe an andere Betriebe optimal gestalten zu können. Zwei weitere Betriebe wollten ihre Gülle gezielter und pflanzenbedarfsgerechter einsetzten.

Im Jahr 2010 standen 1280 m³ Lagerraum zusätzlich zur Verfügung. Im Jahr 2011 waren es insgesamt 1.450 m³. Für das Jahr 2012 stehen leider keine Informationen zur Verfügung. Die Auswirkungen des zusätzlichen Güllelagerraums werden erst anhand mehrjähriger Aus- wertungen zur Düngeplanung und -effizienz der teilnehmenden Betriebe möglich sein.

10. Düngetechnik

Die auf den Betrieben vorhandene Mineraldüngertechnik war in einigen Betrieben nicht ausreichend praktikabel, um Einträgen von Düngemitteln in angrenzende Gewässer sicher zu verhindern. Daher wurden mehrer so genannte „Limiter“ (Grenzstreueinrichtungen) nachge- rüstet. In einem Fall wurde ein Pneumatikdüngerstreuer angeschafft, der ein grenzscharfes Streuen von Mineraldüngern mit Hilfe einer Teilbreitenschaltung ermöglicht.

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Nach Einschätzung der landwirtschaftlichen Beraterin werden im Projektgebiet überwiegend sehr alte Mineraldüngerstreuer eingesetzt, weil dem Mineraldüngereinsatz wegen der vorhandenen Gülle tendenziell eine geringere Aufmerksamkeit entgegengebracht wird. Auf Grund der nicht aktuellen Technik der Mineraldüngerausbringung ist im Projektgebiet von einer gewissen Bedeutung der Direkteinträge auszugehen. Aus diesem Grund sollte zukünftig weiter auf die Verbesserung der Ausbringungstechnik für Mineraldünger hingewirkt werden.

11. Reihendüngung von Gülle in Mais

Mineralisierungsschübe und damit verbundene Auswaschungsrisiken lassen sich mit der Reduzierung der Bodenbearbeitungsintensität verringern. Beispielsweise können mit der Reihendüngung von Mais die Stickstoffeffizienz gesteigert und damit die N- Auswaschungsrisiken vermindert werden. Im Projektgebiet wird bisher überwiegend gepflügt und die Hauptdüngung erfolgt mit Gülle vor der Aussaat des Maises mittels Breitverteilern.

Durch den Einsatz von innovativen Techniken (System Kotte, X-Till der Firma Vogelsang) scheinen beide Ziele in Kombination erreichbar zu werden. Diese Techniken wurden im Ein- zugsgebiet getestet und in Versuchsanlagen ausgewertet Im Jahr 2010 wurde zunächst ein Demonstrationsversuch zur Reihendüngung mit Gülle in Mais angelegt. Dabei sollte diese innovative Technik auf Machbarkeit und Effekte in der Pra- xis getestet werden. Nach Beerntung und Auswertung der Demonstrationsfläche stellten sich positive Effekte heraus, so dass im Jahr 2011 im Projektgebiet ein Exaktversuch angelegt und ausgewertet wurde. Ende des Jahres 2011 lagen Ergebnissen von drei Standorten aus insgesamt fünf Versuchen vor. Auch in bei der Landwirtschaftskammer Niedersachsen liefen im Jahr 2011 in enger Vernetzung Versuche zur Güllereihendüngung in Mais. So konnten Ende des Jah- res 2011 Lohnunternehmen und Landwirten Empfehlungen für den Einsatz dieser Technik gegeben werden.

Die Gülle wird mit der Ausbringungstechnik der Firma Kotte mittels Injektionsscharen in einer Tiefe von 15 bis 18 cm abgelegt und mit nachlaufenden Scheibenhäuflern zugedeckt (Abb. 2–13 u. Abb. 2–14). Die Maissaat erfolgt anschließend mit ca. 2 Tagen Abstand, wobei die Drillreihen möglichst exakt über dem bandartigen Gülledepot angelegt werden (vgl. Laurenz 201312).

12 L. Laurenz (2013): Gülle optimal nutzen. DLG-Mitteilungen 9/2013: S. 76-79.

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Abb. 2–13: Gülleinjektion mit der Ausbringungstechnik der Firma Kotte (Foto: A. Keuck)

Bei einer Aufgrabung des Wurzelraumes zeigt sich bei der Gülledepotdüngung eine verstärk- te Wurzelbildung um das Gülleband (Abb. 2–14) vergleichbar der Ammoniumdepotdüngung (Cultan-Verfahren).

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Abb. 2–14: Aufgegrabener Injektionsgang der Gülleunterfußdüngung mit dem Technik der Fir- ma Kotte sowie konzentrierte Sprosswurzeln im Bereich des Gülledepots (Foto: A. Keuck) Der Einfluss der Gülleplatzierung auf den Maisertrag wird in Abb. 2–15 dargestellt. Es werden die Mittelwerte von 7 Versuchen auf Sandböden der Landwirtschaftskammern Nord- rhein-Westfalen und Niedersachsen wiedergegeben. Verglichen werden die folgenden Ver- suchsglieder:

 ohne Düngung

 Gülle breit verteilt mit 23 kg N/ha Unterfußdüngung

 Gülle breit verteilt mit 23 kg N/ha und 23 kg P2O5/ha Unterfußdüngung

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 Gülle breit verteilt mit 23 kg N/ha und 46 kg P2O5/ha Unterfußdüngung  Gülledepot und 23 kg N/ha breit verteilt

 Gülledepot mit Piadin und 23 kg N/ha breit verteilt

Abb. 2–15: Einfluss der Gülleplatzierung auf den Maisertrag der Versuchsjahre 2011 und 2012 (Dr. Laurenz)

Die Maiserträge der Versuchsvarianten zur Gülleplatzierung unterschieden sich nicht deutlich. Bedeutsamer sind jedoch die Unterschiede im N-Entzug. Hier zeichnen sich deutliche höhere N-Entzüge in Folge höherer Rohproteingehalte bei der Gülle-Depotdüngung inklusive Piadin-Einsatz ab (Abb. 2–15). Wasserwirtschaftlich ist ein höherer N-Entzug zielführend, wenn dadurch die N-Düngeeffizienz gesteigert und die N-Auswaschungsgefährdung reduziert wird. Auch aus Sachsen liegen positive Ergebnisse zur Gülledepotdüngung vor. Im Vergleich zur oberflächigen Gülleausbringung und N+P-Düngung wird bei der Gülledepot- düngung signifikant mehr N durch den Maisbestand aufgenommen (Abb. 2–16).

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Abb. 2–16: N-Entzug durch Grünmais bei unterschiedlicher Düngeablage (Quelle: LfULG, Sachsen)

Die bisher vorliegenden Ergebnisse zur Gülledepotdüngung lassen positive wasserwirtschaftliche Wirkungen erwarten. Gleichwohl sind noch keine allgemein gültigen Bewertungen möglich, weil sich das Verfahren noch in der Entwicklung befindet und keine wissenschaftlich abgesicherten Untersuchungen vorliegen.

Nach Einschätzung der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen zeichnen sich folgende Vorteile der Gülledepotdüngung im Vergleich zur oberflächigen Ausbringung ab:

 Keine bzw. deutlich reduzierte Ammoniak- und Geruchsemissionen

 Leicht pflanzenverfügbares Nährstoffdepot unter der Maisreihe, welches bei einer zusätz- lichen Zumischung von Nitrifikationshemmern einen CULTAN-Effekt auslöst.

 Mineralischer N- und P-Unterfußdünger kann substituiert werden.

 N-Verluste durch Nitratauswaschungen oder Denitrifikation bei ergiebigen Niederschlä- gen vom April bis Juni werden reduziert.

 Nährstoff-Effizienz kann gesteigert werden, das heißt die Nährstoffentzüge steigen trotz geringerem bzw. gleich bleibendem Düngeniveau, so dass Austräge in Gewässer reduziert werden.

 In Kombination mit Strip-Till-Verfahren wird Arbeitszeit eingespart sowie der Schutz vor Erosion und die Befahrbarkeit im Herbst verbessert.

Die Gülledepotdüngung hat aber auch Anwendungsschranken:

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 Gute Einsatzmöglichkeiten bestehen auf sandigen Böden, nicht jedoch auf schweren, tonreichen Böden.

 Bei zu flacher Ablage des Güllebandes treten Salzschäden auf, die den Ertrag und den Nährstoffentzug erheblich reduzieren.

 Der Einsatz im hängigen Geländer ist derzeit noch nicht abschließend geklärt. Ggf. kommt es zum Abfluss des Güllebandes hangabwärts.

12. Grasuntersaaten

Nach Mais ist die Etablierung einer Zwischenfrucht nicht immer in ausreichender Qualität möglich. Eine mögliche Variante ist der Anbau von Grünroggen. Um jedoch die Nährstoffbin- dung der Zwischenfrucht zu optimieren, wird der Anbau von Grasuntersaaten in Mais empfohlen. Ziel ist es, nach der Ernte des Maises noch einen guten Pflanzenbewuchs über Win- ter auf der Fläche zu etablieren. In den Jahren 2010 und 2011 wurden Grasuntersaaten auf der Fläche eines teilnehmenden Betriebes etabliert. Die Maßnahme stößt bei Landwirten verbreitet auf Skepsis. Es wird be- fürchtet, dass die Grasuntersaat mit dem Mais um das begrenzte Wasserangebot auf den leichteren Sandstandorten konkurriert und damit der Maisertrag sinkt.

Die Untersaaten wurden den teilnehmenden Betrieben in Veranstaltungen vorgestellt. Das Verfahren wurde auch bei der kreisweiten Pflanzenbautagung diskutiert und für die teilnehmenden Betriebe am Zwischenfruchtprogramm nach der Wasserrahmenrichtlinie empfohlen.

Das Interesse der teilnehmenden Betriebe an Versuchsanlagen zu Untersaaten im Mais un- terstreicht die generelle Bereitschaft der Landwirte, gewässerverträgliche Bewirtschaftungs- verfahren auszuprobieren. Die Akzeptanz für Untersaaten Im Mais ist nach Einschätzung der Beraterin Frau Keuck gestiegen.

In den Versuchsjahren 2010 und 2011 entwickelte sich die Untersaat im Maisbestand nur spärlich (Abb. 2–17), so dass keine Wasserkonkurrenz zum Mais auftrat. Nach der Maisernte bekam die Untersaat Licht und Wasser, so dass sich der Grasbestand gut entwickeln konnte (Abb. 2–18).

Begleitende Nmin-Untersuchungen zeigten unter der Untersaat um 20 – 30 kg/ha N niedrigere Nmin-Ergebnisse als unter Grünroggenbeständen. Von allen Silomaisflächen der teilnehmenden Betriebe standen 2010 bzw. 2011 etwa 135 ha Silomais direkt nach Silomais. Auf diesen Flächen könnte mit Hilfe einer Grasuntersaat das Nitratauswaschungsrisiko reduziert werden. Unterstellt man mit Hilfe der zweijährigen Versuchsergebnisse ein Minderungspo- tenzial von 20 – 30 kg N/ha N durch den Anbau von Grasuntersaaten, dann lässt sich für die Flächen der teilnehmenden Betriebe ein um 2.700 bis 4.050 kg N geringeres Auswa- schungspotenzial kalkulieren.

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Abb. 2–17: Spärliche Entwicklung der Untersaat im Maisbestand (A. Keuck)

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Abb. 2–18: Grasuntersaat im Herbst 2010 (oben) bzw. Winter 2011 (unten) (A. Keuck)

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2.3.5 Ergebnisse und deren Bewertung Eine zusammenfassende Bewertung der bisherigen Ergebnisse erfolgt mit dem niederländi- schen Teilprojekt in Kap. 2.5. Hier werden nur die spezifischen Ergebnisse des deutschen Teilprojektes wiedergegeben. Bedeutsam ist die Akzeptanz der Maßnahmen in der landwirtschaftlichen Praxis. Dazu tragen die Demonstrationsversuche, die landwirtschaftliche Beratung und die Erfolgskontrolle im entscheidenden Maße bei. Die Vorreiterrolle innovativer Betriebe, die neue Maßnahmen zum Gewässerschutz ausprobieren und mitentwickeln, ist von großer Bedeutung. Insofern hat sich der kooperative Ansatz des Pilotprojektes bewährt, der auf die aktive Beteiligung der Landwirte gesetzt hat. Nach Einschätzung der landwirtschaftlichen Fachberaterin Frau Keuck fanden im Projektge- biet insbesondere folgende Maßnahmen bei den teilnehmenden Betrieben eine hohe Akzep- tanz:

 Beratung

 Versuche zu neuen Techniken

 Gülleanalysen  Nmin-Untersuchungen

 Einsatz von Quantofixgeräten

 Einsatz von Nitrifikationshemmern  Anbau winterharter Zwischenfrüchte. Die Akzeptanz bei den beteiligten Landwirten war umso höher, je größer die Nachvollzieh- barkeit der Auswirkungen der Maßnahmen für ihre eigenen Flächen war. Daneben sind auch Kosteneffekte bedeutsam. Ein besonders gutes Kosten/Nutzen- Verhältnis scheint bei folgenden Maßnahmen des Pilotprojektes vorzuliegen:

 Durchführung von Nmin-Untersuchungen  Einsatz von Nitrifikationshemmern

 Anbau winterharter Zwischenfrüchte

 Anbau einer Grasuntersaat im Mais

 Schaffen von Güllelagerraum

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2.4 Niederlande – Projektgebiet Winterswijk In diesem Abschnitt wird beschrieben, welche Maßnahmen die landwirtschaftlichen Betriebe in Projektgebiet Winterswijk umgesetzt haben, welche Effekte erwartet wurden und welche tatsächlichen Effekte auf der Grundlage von Erfahrungswerten und Messungen festgestellt wurden.

Die folgenden Maßnahmen wurden durchgeführt (mit Anzahl Teilnehmer):

1. Keine Gülle auf Mais- bzw. Ackerland wegen des hohen Phosphatzustandes (7) 2. Gülle-Reihendüngung im Mais (7) 3. Mineralische N-Düngung im Frühjahr auf Grünland mit Nitrifikationshemmer (Entec) (7) 4. Gülle mit Nitrifikationshemmer (Piadin) (6) 5. Späteres Ausbringen von Gülle im Frühjahr (8) 6. Verzicht auf eine späte Gülleausbringung im Herbst auf Grün- und Ackerland (4) 7. Erhöhung des Kalkgehalts (pH-Wert) auf Maisland (8) 8. Anbau einer geeigneten Gründüngung (Zwischenfrucht) (10) 9. Minderung von Hofabspülungen (7) 10. Uferrandstreifen ohne Düngung bzw. ohne Beweidung (3) 11. Pegelgesteuerte Dränage (1) 12. Kompostieren und Fermentieren von Pferdemist (1) 13. Erfassen des mineralischen N-Gehalt im Boden am Ende der Vegetationsperiode (Nmin- Gehalte)

2.4.1 Teilnehmende Betriebe Im Teilgebiet Winterswijk beteiligen sich insgesamt 13 Betriebe am Projekt. Die Betriebe lassen sich wie folgt einteilen:

 4 intensive Milchviehhaltungen: Dies sind Betriebe mit mehr als 1,6 bis 1,7 Milchkühen pro ha mitsamt dem dazugehörigen Jungvieh.

 5 eher extensive Milchviehhaltungen.

 1 extensive Betrieb mit laktierenden Kühen.

 1 Betrieb mit 450 Zuchtpferden: Dieser Betrieb hat 150 ha Grünland in Nutzung.

 1 Betrieb mit 24.000 Legehennen: Dieser Betrieb nutzt 17 ha Ackerland für den Anbau von Sommerweizen.

 1 Betrieb mit 250 Mastschweinen: Dieser Betrieb nutzt 2 ha für den Anbau von Schnitt- mais und 15 ha Grünland, auf denen im Sommer Pferde weiden.

Die Gesamtfläche dieser Betriebe beträgt 501 ha (überwiegend dauerhaftes) Grünland, 134 ha für den Anbau von Schnittmais und 17 ha für Sommerweizen.

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Die Düngung ist über die Jahre hinweg weitgehend konstant. Die Obergrenze (maximale Ausbringungsmenge) wird durch die niederländischen Nutzungsnormen für düngewirksamen N aus Wirtschaftsdünger und Mineraldünger sowie durch die Nutzungsnormen für Phosphat vorgegeben. Die durchschnittliche Düngung im Jahr 2009 ist aus der folgenden Tab. 2–12 ersichtlich.

Tab. 2–12: Durchschnittliche Düngung [kg/(haa)] bei den teilnehmenden Betrieben, Stand 2009

Wirksamer N aus Wirtschafts- Gesamt P2O5 (Wirtschaftsdünger dünger + Mineraldünger + Mineraldünger) Grünland 247 82,2 Mais 153 75* Sommerweizen 162 56

* Gesamt P2O5. Davon wurden 15 kg pro ha in Reihe ausgefahren. Die wirksame Menge P2O5 beträgt in diesem Fall ca. 90 kg pro ha.

Neben den pauschal bestimmten Exkretionswerten (forfaitaire excretie), die nach gesetzlichen Vorgaben (Kennzahlen) zu berechnen sind, haben Betriebe in den Niederlanden zudem die Möglichkeit an einem Programm (Betriebsanalyse) teilzunehmen, in dem die Exkre- tion von N und P2O5 betriebsspezifisch bestimmt wird. Wir bezeichnen dies als Betriebsspe- zifische Exkretion (BEX).

Durchschnittlich müssen drei von den vier intensiv wirtschaftenden Betrieben durch die BEX- Anwendung (im Vergleich mit der pauschal bestimmten Exkretion) ca. 240 m3 Wirtschafts- dünger tierischer Herkunft pro Betrieb weniger aus dem Betrieb exportieren. Einer dieser vier Betriebe nutzt den durch die BEX-Anwendung entstandenen Freiraum um zusätzlich Wirt- schaftsdünger von außerhalb zu beziehen. Der Betrieb mit laktierenden Kühen kann auf der Grundlage der Nutzungsnormen noch 1200 m3 tierischen Dünger (Rinder) zusätzlich beziehen und macht von dieser Möglichkeit Gebrauch. Der Schweinemastbetrieb braucht keinen Dünger abzutransportieren, kann aber auch keinen zusätzlichen Wirtschaftsdünger beziehen. Der Legehennenbetrieb transportiert 170 Tonnen Hühnermist ab und bezieht umgekehrt unter Einhaltung der Nutzungsnormen wiederum 155 m3 Rindermist.

Für den Wirtschaftsdüngerbezug wird Geld bezahlt durch die anliefernden Betriebe, so dass Betriebe dadurch Einnahmen erzielen können. Dieser finanzielle Vorteil ist für Betriebe ein wichtiger Anreiz, um das nach den Nutzungsnormen zulässige Maximum an auszubringenden Wirtschaftsdünger auszuschöpfen.

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2.4.2 Beschreibung der durchgeführten Maßnahmen in den Niederlanden

1. Kein P-Dünger auf Mais- bzw. Ackerland wegen des hohen Phosphatzustandes

Diese Maßnahme zielt auf die Senkung des Phosphatvorrates von Parzellen ab, die mit Phosphat hoch versorgt sind. Phosphat gelangt in Oberflächengewässer entweder durch Abschwemmung und Erosion oder durch die Auswaschung von Parzellen mit hoher Phos- phatversorgung. Bei zunehmender Sättigung des Bodens kann auch eine Auswaschung ins Grundwasser auftreten. Diese Maßnahme kommt überwiegend auf Parzellen zum Einsatz, die an Wassergräben liegen und einen Phosphatzustand (gemessen in 0-25 cm Bodentiefe) von PPAE ≥ 7 mg P/kg und einem PAL von ≥ 60 mg P2O5 / 100 g aufweisen. Auf diesen Parzellen wird auf eine P- Düngung vollständig verzichtet (kein tierischer Wirtschaftsdünger und kein P-Mineraldünger).

Für den Pflanzenanbau mit hohem Ertrag wurde jedoch optimal mit den erforderlichen Nähr- stoffen N, K und S gedüngt. Auch wurde auf den Maisparzellen im Jahr 2010 der Kalkzu- stand auf das notwendige Niveau gebracht. Die Stickstoffdüngung wurde nicht reduziert.

Diese Maßnahme fand unter anderem bei 6 Maisparzellen Anwendung. Auf 4 dieser Parzel- len wurde zusätzlich der Ertrag gemessen. Die Maßnahme resultierte hier trotz Verzicht auf Phosphatdüngung durchschnittlich in einen entsprechenden Ertrag von 17.750 kg Trocken- substanz je ha im Vergleich zu Parzellen mit traditioneller Düngung (tierischer Wirtschafts- dünger in Kombination mit Mineraldünger). Durch einen etwas niedriger N- und P-Gehalt in der Trockensubstanz waren die N- und P-Entzug von Parzellen ohne Phosphatdüngung etwas niedriger im Vergleich zu Parzellen mit traditioneller Düngung: 190 bzw. 192 kg N je ha und 63 bzw. 73 kg P2O5 je ha. Auf zwei Ackerlandparzellen, auf denen Sommerweizen angebaut wurde, waren die Erträ- ge und die N-Aufnahme mit anderen Parzellen in 2011 vergleichbar. Allerdings war das Frühjahr sehr trocken, was die Erträge und die Vergleichbarkeit der Parzellen untereinander (mit/ohne Maßnahme) negativ beeinflusst hat. In 2012 wurden die Maβnahmen auf diesem Betrieb nicht wiederholt.

Auf zwei Grünlandparzellen ist auf einem 12 Meter breiten Grünlandstreifen an einem Was- sergraben kein tierischer Wirtschaftsdünger gegeben worden. Die Streifen wurden mit Pfer- den beweidet. Ertrag und Aufnahme wurden nicht gemessen, sondern geschätzt.

Tab. 2–13 zeigt die Bilanzen für N und P2O5 auf den Parzellen ohne tierischen Dünger und auf den Parzellen mit Düngung (Mais 74, Ackerland 54 und Grünland 175 kg P2O5 pro Hek- tar). Auf dem Betrieb mit Grünland war der Anfall mit tierischem Dünger deutlich zu hoch. Zusätzlich wird die durchschnittliche Veränderung des P-Versorgungszustandes bei Parzel- len ohne tierischen Wirtschaftsdünger angegeben. Der Verzicht auf die Düngung mit Wirt- schaftsdünger (und auch P-Mineraldünger) resultiert in einer negativen Bilanz für P2O5 und die Menge an einfach verfügbarem Phosphat (PPAE) nimmt ab. Die Messergebnisse bestäti-

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gen dies tatsächlich. Die Maßnahme ist somit effektiv wirksam zur Senkung des Phosphat- gehalts von Parzellen.

Tab. 2–13: N- und P2O5-Bilanzen und durchschnittliche Veränderung der P-Versorgung des Bodens

Parzellen ohne tierischen Dünger Traditionell gedüngte Parzellen

Bilanz 2011* N P2O5 N P2O5

Maisland - 40 - 56 + 16 + 1

Ackerland + 55 - 34 + 110 + 22

Grünland -90 - 80 + 93 + 73

Boden PAL mg P2O5 / 100 g PPAE mg P/kg

Anfang 2010 Herbst 2012 Anfang 2010 Herbst 2012

Maisland 60,2 63 5,4 4,1

Ackerland 134 140 (2011) 16,2 11,7 (2011)

Grünland 57 56 2,4 1,3

* Bilanz = Anfall aus Tierhaltung plus Mineraldünger minus Entzug.

2. Gülle-Reihendüngung im Mais

Diese Maßnahme zielt auf eine bessere Ausnutzung von Nährstoffen (wie N, P und K) ab, indem der Dünger nahe zur Pflanzenwurzel gebracht wird. Durch eine bessere Ausnutzung werden die möglichen Austräge in das Grundwasser und in Oberflächengewässer abnehmen.

Durch die Nutzungsnormen für Phosphat haben intensiv wirtschaftende Betriebe bei einer Breitverteilung der Wirtschaftsdünger keinen Spielraum, um die Phosphat-Versorgung mit dem Wirtschaftsdünger sicherzustellen. Für Parzellen mit PPAE < 7 mg P/kg ist Phosphat in der Reihe wichtig für einen guten Maisertrag. In diesem Fall ist das Ausbringen von Wirt- schaftsdünger in der Reihe eine geeignete Maßnahme. Diese Maßnahme wird kombiniert mit ergänzender Düngung von N, K und S (Mineraldünger).

Eine Gülledüngung in der Reihe wurde 2010 auf 6 Maisparzellen, 2011 auf 7 Parzellen und 2012 auf 5 Parzellen durchgeführt. Dabei wurden 35 m3/ha in der Reihe ausgebracht; bei der traditionellen Breitverteilung der Gülle wären dies 40-45 m3/ha).

Auf drei von diesen Parzellen in 2011 und zwei Parzellen in 2012 wurde die Güllegabe in der Reihe mit der herkömmlichen Breitverteilung und ergänzenden NP-Reihendüngung mit Mi- neraldünger verglichen. Der Ertrag und die Maiszusammenstellung waren in beiden Jahren gut miteinander vergleichbar. Die Nährstoffversorgung des Bodens ist nach 3 Jahren Rei- hendüngung (2010-2012) nicht zurückgegangen. Allerdings gibt es einen eindeutigen Unter- schied bei den Bilanzen für N und P2O5 (Tab. 2–14). Bei der Flächendüngung ist die Zufuhr

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höher als der Entzug. Dies steigert das Verlustrisiko. Bei der Reihendüngung ist dies eindeutig nicht der Fall wegen der (sehr) guten Ausnutzung, die sich indirekt positiv auf die Wasserqualität auswirken kann. Nachteil dieser Maßnahme im niederländischen Projektbe- trieb sind die Kosten für die Reihendüngung in Lohnarbeit im Vergleich zu einer traditionellen Flächendüngung, die in Eigenleistung erfolgen kann.

Tab. 2–14: N- und P2O5-Bilanz [kg/(haa)] bei Reihendüngung und Flächendüngung (Mittelwert von 5 Proben) Reihendüngung Flächendüngung

Bilanz 2011+2012 N P2O5 N P2O5

Mais -29 -14 + 17 + 12

3. Mineralische N-Düngung im Frühjahr auf Grünland mit Nitrifikationshemmer (En- tec)

Zu Beginn des Frühjahrs ist das Pflanzenwachstum noch begrenzt. Gleichzeitig liegt im Re- gelfall ein Niederschlagsüberschuss vor. Aus diesen Gründen können N-Verluste durch Nit- rat-Auswaschung oder durch Denitrifikation auftreten. Ein Nitrifikationshemmer verzögert die Umwandlung von Ammonium-N im Boden in Nitrat. Dadurch ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass Stickstoff durch Nitrat-Auswaschung oder durch Denitrifikation (Verluste in die Atmosphäre) aus den landwirtschaftlich genutzten Böden ausgetragen wird. Durch die Ver- wendung eines Nitrifikationshemmers kann außerdem die Emission des Treibhausgases

N2O (Lachgas) um 50-70% abnehmen. In einem durchschnittlichen oder feuchten Frühjahr kann durch die Verwendung von Mineraldünger mit Nitrifikationshemmer (Entec) der Grüner- trag und die N-Aufnahme um 15 bis 20% gesteigert werden. Das ergibt sich aus For- schungsstudien (Bussink D.W. 1999. Potential of ASS fertilization on grassland, 1999. NMI- rapport 604.9). Bei einer Mineraldüngung mit 75 kg N pro ha im Frühjahr zusätzlich zur Gül- ledüngung entspricht eine Einsparung von 10-20% einer Verlustsenkung von 7,5 bis 15 kg N pro ha. Die Verwendung eines Nitrifikationshemmers auf Grünland im Frühjahr ist dadurch potenziell eine Maßnahme, welche die Ausnutzung des verabreichten N beträchtlich verbessern kann.

Im Zeitraum 2010-2012 wurde diese Maßnahme (Entec) von 7 Betrieben auf Grünlandpar- zellen angewandt. In 2011 und 2012 wurden bei 2 Betrieben der Ertrag und die Zusammen- stellung des Grases gemessen, sowohl bei den Entec-Parzellen als auch bei Parzellen mit traditioneller Düngung. Diese Betriebe haben in 2011 auf den Parzellen mit Entec im Ver- gleich zu KAS 80% der N-Menge aufgebracht. Das Jahr 2011 kennzeichnete sich durch ein sehr trockenes Frühjahr. Verluste durch Auswaschung und Denitrifikation sind durch die Tro- ckenheit nicht bzw. kaum aufgetreten, wodurch das Entec größtenteils seine erwartete Funk- tion verliert. Der Grünertrag bei KAS mit der höchsten N-Menge war in diesem Jahr, wie erwartet, höher als der Grünertrag mit Entec. Aber durch eine höhere N-Aufnahme mit Entec war die N-Bilanz mit Entec nach zwei Schnitten niedriger als mit KAS.

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Das Jahr 2012 kennzeichnete sich durch einen durchschnittlichen Niederschlag aus. In diesem Jahr war der Grünertrag mit Entec höher als mit KAS. Auf einer der Betriebe war die N- Aufnahme mit Entec höher als mit KAS und auf dem anderen Betrieb war die N-Aufnahme gleich. Die N-Bilanzen sind in Tab. 2–15 wieder gegeben.

Tab. 2–15: Durchschnittliche N-Bilanzen (kg N/ha) auf Parzelle mit KAS- und Entec-Düngung im Frühjahr KAS Entec KAS - Entec Betrieb 5 2011 80 71 +9 2012 55 28 +27 Betrieb 6 2011 137 125 +12 2012 57 57 0 Durchschnittlich 62 50 + 12

Eine niedrigere N-Bilanz bedeutet ein bessere N-Nutzung und dadurch ein geringeres Risiko von Auswaschungsverlusten.

4. Gülle mit Nitrifikationshemmer (Piadin) Der Zusatz eines Nitrifikationshemmers zur Gülle kann zum gleichen Effekt führen wie der Zusatz eines Nitrifikationshemmers zu Mineraldünger, sowohl im Hinblick auf die Senkung von Verlusten als auch im Hinblick auf die Erhöhung des Biomasseertrages.

In der Praxis wird in den Niederlanden auf Grasland zuerst Gülle ausgefahren. Mineraldün- ger folgt erst 3 bis 4 Wochen später. Der Zusatz von Piadin als Nitrifikationshemmer zur Gül- le kann in diesem Zeitraum zu einer Senkung der Verluste beitragen. Auch wird erwartet, dass der Zusatz von Piadin zur Gülle zu einer ähnlichen Einsparung von N führen kann wie der Einsatz von Entec im Vergleich zu KAS. Schätzungsweise handelt es sich sowohl auf Grünland als auch auf Ackerland um eine höhere Aufnahme von 7-8 kg N pro ha und von 2-

3 kg P2O5 pro ha. Im Zeitraum von 2010 bis 2012 wurde diese Maßnahme auf 2 Grünlandparzellen, auf 3 Maisparzellen und auf 4 Ackerlandparzellen angewandt. In 2011 und 2012 wurde bei beiden Grünlandparzellen der Ertrag gemessen und mit einem Parzellenteil verglichen, auf dem kein Piadin verwendet wurde. Dies wurde auch bei den Maisparzellen durchgeführt. Auf dem Ackerland wurden im Jahr 2011 der Ertrag und die Inhaltsstoffe des Sommerweizens gemessen. Durch das sehr trockene Frühjahr im Jahr 2011 sind die Unterschiede zwischen allen Parzellenteilen mit und ohne Piadin gering. Es gab eine Tendenz zu einem leicht höhe- ren Ertrag und einer höheren N-Aufnahme durch den Zusatz von Piadin. Auf die Maisparzel- len war die N-Aufnahme bei Gülle mit Piadin 10 kg N pro ha höher als bei Gülle ohne Piadin. Dies wurde nicht bestätigt in 2012, ein Jahr mit einem durchschnittlichen Niederschlag. In 2012 war die N-Aufnahme auf Grünland und auf Maisparzellen ähnlich bei Gülle mit und Gül- le ohne Zusatz von Piadin.

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Mehr Untersuchungen sind notwendig, bevor diese Maßnahme in die Beratung einfließen kann.

5. Späteres Ausbringen von Gülle im Frühjahr

Genau wie die anderen parzellenorientierten Maßnahmen verfolgt auch diese Maßnahme den Zweck, die Auswaschung bzw. Denitrifikation von N zu beschränken. Vorausgesetzt wird, dass mindestens 50% der N-Verluste vor Mitte März stattfinden und dass die mineralischen N-Verluste von Mineraldünger und von Gülle ähnlich sind. In Frühjahr wird auf Grün- land durchschnittlich 25 m3 Gülle und 70 kg N mit Mineraldünger ausgebracht. Der Zusatz eines Nitrifikationshemmers zu Mineraldünger (Entec) führte zu einer Senkung der N- Verluste um 12 kg N pro ha (siehe Kap. 2.4.2, Nr. 3). Diese 12 kg N sind eine Einsparung von 17 % von 70 kg N aus Mineraldünger. Mit 25 m3 Gülle wird 51 kg organische N und 51 kg minerale N angewendet. Die Verschiebung der Düngeraubringung führt dann zu einer Senkung der N-Verluste von 8,5 % des mineralischen N- Düngers. Das sind 4 bis 4,5 kg N pro ha.

Die Verschiebung der Düngegabe wurde von 2010-2012 von 8 Betrieben auf 66 ha Grün- land, die in einer niedrigen Reliefposition liegen, praktiziert. Die Betriebe wurden gebeten, den Dünger nicht vor Mitte März auszufahren. In diesem Teil des Frühjahrs mit noch sehr beschränktem Pflanzenwachstum ist die N-Verlustwahrscheinlichkeit am größten. Zudem ist der Grundwasserstand oft relativ hoch, wodurch die Auswaschung- und Abspülungswahr- scheinlichkeit größer ist. Aufgrund der erwarteten Absenkung der N-Verluste bedeutet dies für 66 ha in drei Jahren eine Reduzierung von insgesamt 790 bis 890 kg N (4 bis 4,5 kg N pro Hektar und Jahr).

6. Verzicht auf eine späte Gülleausbringung im Herbst auf Grün- und Ackerland

Auch der Verzicht auf eine Wirtschaftsdüngergabe zielt auf eine Beschränkung der N- Verluste durch Auswaschung bzw. Denitrifikation ab. Auf Mais- und Ackerland kann nach einer hohen Wirtschaftsdüngergabe relativ viel nicht aufgenommenes N im Profil zurückblei- ben. Die Mineralisierung von organisch gebundenem N im Wirtschaftsdünger (Norg) findet allmählich statt. Bei einer späten Ausbringung von organischen Düngemitteln wird ein größe- rer Teil dieses Norg im Herbst oder nach der Vegetationsperiode mineralisiert. Durch Ver- zicht auf eine späte organische Düngung können die N-Verluste um 6-7 kg N pro Hektar gesenkt werden (Schätzung auf Basis von Literaturangaben).

Diese Maßnahme wurde bei drei Betrieben auf 24 ha Grünland und 1 ha Ackerland angewandt. Hier wurde auf die letzte Wirtschaftsdüngergabe von 10 bis 20 m3 Rindermist im Au- gust verzichtet. Die zu erwartende Senkung der N-Verluste beträgt dadurch in drei Jahren insgesamt 450 bis 525 kg N (25 ha x 3 Jahre x 6 bis 7 kg N).

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7. Erhöhung des Kalkgehalts (pH-Wert) auf Maisland

Die Erhöhung des pH-Wertes auf Maisparzellen durch eine Kalkung zielt auf die Verbesse- rung der Bodenfruchtbarkeit ab. Dies fördert eine tiefere Durchwurzelung. Auf der Grundlage einer Studie (Mehrere PPO-Studien zusammengefasst im Artikel: ‘Goede zuurgraad (pH) van de grond is de basis voor een hogere opbrengst en betere bodem’ In Nieuwe Oogst , maart 2012.) steigt der Pflanzenertrag um durchschnittlich 4%. Dies entspricht etwa 660 kg Trockenmasse pro ha. Auch eine bessere Ausnutzung und Verfügbarkeit von N und P sind durch einen höheren pH-Wert gegeben.

Diese Maßnahme wurde 2010 auf 12 Parzellen von 8 Betrieben durchgeführt. Bei einer durchschnittlichen Erhöhung des Ertrages um 660 kg Trockenmasse pro ha stieg die Auf- nahme durch den Aufwuchs um 8 kg N und 1,3 kg P (ca. 3 kg P2O5) pro ha. Von dieser Maßnahme profitiert der Landwirt und (indirekt) die Wasserqualität.

8. Anbau einer geeigneten Gründüngung (Zwischenfrucht)

Der Anbau einer Gründüngung als Zwischenfrucht bei Maisland auf Sandboden ist in den Niederlanden gesetzlich vorgeschrieben. Für die mögliche Auswaschung und Abspülung ist es jedoch dabei sehr wichtig, ob eine geeignete Zwischenfrucht angebaut wird oder nicht, weil nur von einer geeigneten, gut eingesäten Zwischenfrucht mit hohem Ertrag außerhalb der Vegetationsperiode viele Nährstoffe aufgenommen und festgehalten werden. Auch ein Betrieb profitiert von einem guten Zwischenfruchtanbau, weil dadurch die Humusversorgung des Bodens verbessert wird, was sich positiv auf das Bodengefüge auswirkt. Um den Hu- musgehalt auf Maisland zu erhalten, ist neben 40 m3 Rindermist eine Gründüngung in einer Größenordnung von ca. 800 kg effektiver organischer Stoff (E.O.S.) pro ha erforderlich. Zu- dem sind die in der Zwischenfrucht gespeicherten Stoffe N und P2O5 bei den derzeitigen restriktiven Nutzungsnormen äußerst willkommen für die Realisierung eines hohen Maiser- trages. Auch muss ein Betrieb das zusätzlich gespeicherte Kali nicht als Mineraldünger hin- zukaufen.

Diese Maßnahme wurde von 10 Betrieben angewandt, allerdings nicht in jedem Jahr mit gleichem Erfolg. 2011 wurde der Mais relativ spät geerntet und die Zwischenfrucht konnte daher erst Mitte Oktober gesät werden. Tab. 2–16 zeigt die Auswirkungen der am wenigsten und der am besten geeigneten Zwischenfrucht im Jahr 2011. Dies wurde ermittelt auf der Grundlage der gesammelten Daten der Betriebe.

In 2011 war die Aufwuchs auf den 10 Betrieben im Durchschnitt 1.625 kg Trockenmasse pro ha und in 2012 1.445 kg/ha. Dies stimmt überein mit 582 bzw. 528 kg E.O.S. pro ha.

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Tab. 2–16: Aufwuchs und Nährstoffentzug bei einer weniger und einer mehr erfolgreichen Gründüngung 2011

Trockenmasse E.O.S.* Gespeichert (kg pro ha)

Zwischen- kg/ha kg/ha N P2O5 K2O frucht

Am wenigsten 1.000 355 20 6,9 32 geeignet

Am besten ge- 2.500 850 50 17,2 80 eignet (Roggen)

* E.O.S. = Effektiver organischer Stoffgehalt

In der Praxis wird der Anbau einer gut geeigneten, effektiv Nährstoff festlegenden Zwischen- frucht oft vernachlässigt. Der Ertrag wird dann nicht höher sein als 1.000 kg Trockenmasse pro ha. Mit 1.000 kg Trockenmasse werden ca. 20 kg N und 6,9 kg P2O5 pro ha gespeichert. Eine gut geeignete Zwischenfrucht bringt 2.500 kg Trockenmasse. In dem Fall werden ca.

50 kg N und 17,2 kg P2O5 pro ha gespeichert. Im Vergleich zu einer ungeeigneten Zwischen- frucht nimmt die Nährstoffaufnahme demnach um ca. 30 kg N und über 10 kg P2O5 pro ha zu, so dass die Verluste durch Auswaschung oder Abspülung reduziert werden.

9. Minderung von Hofabspülungen

Verschiedene Praxisstudien der letzten Jahre lassen darauf schließen, dass die Abspülung von Pflanzen- und Düngerresten von Hof- und Silolagerflächen sowie der Silagesickersaft (Perkolat) eine wesentliche Belastungsquelle für eine Nährstoffeinträge in Gewässer darstellen. Anpassungen auf den Hof- und Silolagerflächen, die potenzielle Ablaufpfade blockieren, sind möglicherweise eine effektive Maßnahme.

Bei 3 Betrieben wurden die Hofentwässerungsgräben vom Oberflächengewässer getrennt. Stattdessen wird Abfluss von Hof- und Silolagerflächen länger in den Entwässerungsgräben festgehalten und kann damit (teilweise) in den Boden infiltrieren (Senkgraben).

Bei einem Betrieb wurde eine Entwässerungsrinne zwischen der Hoffläche und dem Was- sergraben angelegt und mit Schilf- und anderen Pflanzenarten bepflanzt, damit dieser als Helophytenfilter fungiert (Sumpfpflanzenfilter bzw. Agrowadi). Drei andere Betriebe haben ihre Höfe angepasst und lassen das verunreinigtes Wasser von den Hof- und Siloflächen jetzt in den Güllekeller fließen. Es handelt sich hierbei um relativ einfache Anpassungen, die sich auf den Betrieben gut umsetzen lassen.

Die Betriebe mit angepassten Entwässerungsgräben (Senkgräben) haben selbst einige grobe Messungen von Nährstoffkonzentrationen in diesen Gräben durchgeführt. Die Messun- gen ergeben, dass die Konzentrationen an Phosphat und Ammoniak in den Sinkgräben in Hofnähe hoch sind und in weiterer Entfernung um ca. 50-70% abnehmen. Die Konzentratio-

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nen bleiben jedoch in jedem Fall über den geltenden Normen für Oberflächengewässer. Die- se ersten Ergebnisse belegen, dass mit relativ einfachen und gut umsetzbaren Maßnahmen die Hof- und Siloabläufe stark vermindert werden können. Zudem wird das Agrowadi – vor allem durch die blühende Pflanzen – als sehr angenehm erfahren durch die Bewohner.

10. Uferrandstreifen ohne Düngung und Beweidung

Der Fachliteratur ist zu entnehmen, dass breite, unbeweidete Uferrandstreifen an einem Wasserlauf oder Bach als Barriere gegen Nährstoffabspülung und -ausschwemmung fungie- ren können. Auch jüngere niederländische Ergebnisse bestätigen diesen positiven Beitrag zum Gewässerschutz. So berichtet das Büro Alterra anhand wissenschaftlicher, mehrjähriger Untersuchungen für das Projektgebiet, dass auf flachgründigen, wasserdurchlässigen Böden die Abspülung von Phosphat durch Uferrandstreifen bis 40 % reduziert wird (Noii et al. 2011)13. Bei 2 Betrieben wurden 10 bis 15 m breite Grünlandstreifen an einem Wasserlauf (Willink- beek und Osink Bemersbeek) abgesperrt, die daraufhin nicht beweidet werden konnten. Das Vieh konnte dadurch nicht am Ufer lagern, wodurch eine hohe lokale Belastung mit Mist und Urin verhindert wurde. Diese Streifen wurden allerdings mit Mineraldünger gedüngt und das Gras auf diesen Streifen wurde geerntet. Bei einem Betrieb wurden die Grünlandstreifen wegen des Phosphatzustandes nicht mit tierischem Wirtschaftsdünger gedüngt, allerdings mit Mineraldünger-N (Vosseveldsebeek) und mit Pferden beweidet. Bei einem Betrieb wurden Uferrandstreifen an Ackerland entlang eines Entwässerungsgrabens eingerichtet.

Die Maßnahmen wurden auf Grünland 3 Jahre durchgeführt und auf Ackerland 2 Jahre (2010 und 2011). Die Bodengehalte an Nitrat und Ammonium (Nmin) von diesen Streifen und unter den angrenzenden Parzellen wurden auf Grünland Mitte November 2012 gemessen. Die nicht beweideten Streifen enthalten im Durchschnitt 7,5 kg und die beweideten Par- zellen im Durchschnitt 14 kg Nmin pro ha (Tab. 2–17). Das bedeutet, dass der mineralische N-Gehalt in der Bodenschicht 0-30 cm gesenkt wurde von mehr als 14 kg N je ha vor der Maßnahme auf 7,5 kg N je ha. Die N-Auswaschung wurde dadurch erheblich gesenkt. Auch auf dem Streifen ohne tierischen Wirtschaftsdünger ist der Nmin-Gehalt im Boden niedriger als auf der angrenzenden Parzelle. Die Streifen unter den Ackerlandparzellen wurden in 2012 nicht analysiert. Visuell ist feststellbar, dass auf dem nicht beweideten Grünland keine schlammig zertretenen Stellen am Ufer mehr entstanden sind, aus denen verstärkte Abspü- lung erwartet werden kann.

13 Noij, I.G.A.M. , Heinen, M. , Groenendijk, P. , Heesmans, H.I.M. , Thissen, J.T.N.M. (2011): Effectiveness of unfertilized grass buffer strips along ditches in the Netherlands to reduce nutrient loads from intensive agricul- ture. In: Wageningen Conference on Applied Soil Science, Soil science in a Changing World, Wageningen, The Netherlands. - Wageningen : Wageningen UR, Communication Services, 2011 - p. 254.

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Tab. 2–17: Nmin-Gehalte (0 – 30 cm) unter Grünlandparzellenstreifen und unter den angrenzenden Parzellen (Mitte November 2012) sowie auf Ackerlandparzellen (2011)

Nmin kg/ha Maßnahme im Streifen Streifen Parzelle

Vosseveldsebeek Kein tierischer Wirtschaftsdünger 19 24

Willinkbeek Nicht beweidet 6 10

Osink Bemerbeek Nicht beweidet 9 18

Ackerlandparzelle 1 Kein Wirtschafts- und Mineraldünger 7 4

Ackerlandparzelle 2 Kein Wirtschafts- und Mineraldünger 11 <3

11. Pegelgesteuerte Dränage

Bei einer pegelgesteuerten Dränage kann der Dränabfluss durch eine technische Einrichtung reguliert werden. Dazu wird am Ende des Dränagesystems – an der Hauptdränage in der Nähe eines Wasserlaufs – ein vertikal ausfahrbares Rohr installiert. Damit kann der Pegel des Dränagenwassers nach Wunsch höher oder niedriger eingestellt werden bzw. mehr oder weniger Wasser in der Parzelle festgehalten werden. Durch längeres Festhalten von Wasser wird in erster Linie einer möglichen Austrocknung vorgebeugt. Darüber hinaus kann dies theoretisch zu einer besseren Denitrifikation beitragen, wodurch die Stickstoffkonzentratio- nen in der Parzelle abnehmen, bevor das Grundwasser Richtung Oberflächengewässer fließt.

Diese Maßnahme wurde auf einem Betrieb auf einer abschüssigen Grünlandparzelle eingesetzt. Mit der pegelgesteuerten Dränage kann Wasser im höher gelegenen Teil der Parzelle länger festgehalten werden. Dadurch kann das Gras besser wachsen und sind Nährstoffe besser verfügbar für die Pflanzen. Es wurden einige Wasserqualitätsmessungen im Dräna- gewasser bei der Hauptdränage durchgeführt. Daraus konnten jedoch keine eindeutigen Schlussfolgerungen gezogen werden. Umfassende Praxisstudien, z. B. die bei Hupsel (nörd- lich von Winterswijk) durchgeführt werden, lassen eindeutigere Schlussfolgerungen zu (siehe hierzu Kap. 4.4.2).

12. Kompostieren und Fermentieren von Pferdemist

Im Pferdezuchtbetrieb fällt Pferdemist mit viel Stroh an. Wenn das Stroh nicht richtig zersetzt wurde, wächst es mit dem Gras wieder hoch. Das beeinträchtigt den Geschmack des Grases und seinen Verzehr durch die Pferde. Der Pferdemist kann dadurch nicht optimal als Dünger auf Grünland genutzt werden, obwohl es potenziell ein guter Dünger wäre und im Gebiet ab- gesetzt werden könnte. Deshalb wurde untersucht, ob der Pferdemist durch Kompostierung

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besser zersetzt werden und ob der Pferdemist auch in einer Biofermentationsanlage eingesetzt werden kann.

Für die Kompostierung lag der Pferdemist auf einer Platte im Freien. Ein Teil des Mistes wurde testweise mehrere Male umgeschichtet, um die Kompostierung zu verbessern. Es wurden Analysen bezüglich der Zusammenstellung des Pferdemists durchgeführt und mit Hilfe einer Oxitop-Messung wurde die Stabilität des organischen Stoffes gemessen.

Die Analysen zeigen, dass durch Lagerung im Freien ein Teil des N und auch des Kaliums und Natriums durch Auswaschung aus dem Dünger verschwindet. Die Gehalte an Phosphat und Magnesium nehmen jedoch zu. Die organische Substanz ist durch die Lagerung und Umwandlung stabiler geworden. Dadurch eignet sich der kompostierte Pferdemist gut zur Humusversorgung von Grünlandparzellen und auf Ackerland.

2011 hat das deutsche Labor LUFA einen Fermentierungstest mit einer zugesandten Pfer- demistprobe durchgeführt. Mit Hilfe einiger gemessener Parameter wurde die Eignung der Verwendung von Pferdemist in einer Fermentierungsanlage berechnet. Diese Berechnung lässt darauf schließen, dass mit einer Tonne Pferdemist genauso viel Biogas produziert werden kann wie mit zwei Tonnen festem Rindermist. Dies ist ein relativ günstiges Ergebnis.

2.4.3 Ergebnisse und deren Bewertung Eine zusammenfassende Bewertung der bisherigen Ergebnisse erfolgt mit dem deutschen Teilprojekt in Kap. 2.5.

Die bisherigen Ergebnisse im Teilgebiet Winterswijk lassen sich wie folgt zusammenfassen:

 Kein P-Dünger auf Mais- bzw. Ackerland und Grünlandparzellen wegen des hohen Phosphatzustandes: Diese Maßnahme ist auf Parzellen mit phosphatreichen Böden umgesetzt worden. Bei einer guten Versorgung (Mineraldünger) mit allen anderen erforderlichen Nährstoffen außer Phosphat führt diese Maßnahme zu übereinstimmenden Ern- teerträgen wie auf Parzellen mit Phosphatdüngung. Die Quantität von leicht verfügbarem

Phosphat (PPAE) im Boden hat auf Parzellen ohne Phosphatdüngung im Durchschnitt ab- genommen. Das Risiko von P-Verlusten ist dadurch erheblich gesunken. Um den Hu- musgehalt im Boden nicht absinken zu lassen, kann diese Maßnahme nur einige Jahre nacheinander durchgeführt werden.

 Gülle-Reihendüngung im Mais: Diese Maßnahme resultierte auf den beprobten Maispar- zellen mit guten Ernteerträgen. N und P wurden, im Vergleich mit traditioneller Düngung, besser ausgenutzt. Gülle-Reihendüngung führt damit zu einen niedrigeren N- und P- Bilanz.

 Ein Nitrifikationshemmer im Mineraldünger (Entec) führte zu höheren Ernteerträgen, zu einer besseren N-Ausnutzung und einer niedrigeren N-Bilanz. Der Nitrifikationshemmer Piadin in Gülle resultierte, entgegen den Erwartungen, auf drei beprobten Maisflächen

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(2011 und 2012) in den Niederlande nicht nachweislich in höheren Ernteerträgen und einer besseren N-Ausnutzung. Im Gegensatz dazu weisen Untersuchungen im deutschen Projektgebiet und in Niedersachsen positive Effekte aus.

 Späteres Ausbringen von Gülle im Frühjahr: Die Effekte dieser Maßnahme sind auf Basis der durch die Teilnehmer angelieferten Parameter berechnet worden und ergeben eine bessere Ausnutzung des Düngers. Die Maßnahme ist gut umsetzbar und ist vor allem wichtig für niedrig gelegene Parzellen bei nassen Wetterbedingungen.

 Verzicht auf eine späte Gülleausbringung im Herbst auf Grün- und Ackerland: Hier wurde die letzte Düngerrunde im Herbst nicht mehr ausgeführt. Die Effekte dieser Maßnahme sind auf Basis der durch die Teilnehmer angelieferten Parameter berechnet worden und ergeben weniger Verluste für N, da der Dünger aus den vorherigen Düngerrunden besser ausgenutzt wird und im Herbst weniger N im Boden verbleibt.

 Erhöhung des Kalkgehalts (pH-Wert) auf Maisland: Die Effekte dieser Maßnahme sind auf Basis von Literaturwerten und der durch die Teilnehmer angelieferten Parameter berechnet worden, und es ergeben sich sehr positive Resultate für die Ernteerträge und Ausnutzung von Nährstoffen.

 Anbau einer geeigneten Gründüngung (Zwischenfrucht): Diese Maßnahme ergab bei verschiedenen Teilnehmern unterschiedliche Resultate, abhängig vom Zeitpunkt der Aussaat. Eine geeignete Gründüngung ist positiv für die Bodenfruchtbarkeit und damit für den Ernteertrag. Durch eine gute entwickelte Zwischenfrucht können (zusätzliches) N, P und K sehr effektiv gebunden werden und für die nachfolgende Frucht zur Verfügung ge- stellt werden.

 Minderung von Hofabspülungen: Die Abtrennung von Hofentwässerungsgräben von Oberflächengewässern und kleinere Umgestaltungen der Hofflächen erwiesen sich als effektiv und gut umsetzbar. Der Agrowadi wurde zudem durch die Bewohner als optisch sehr angenehm erfahren (Landschaftsbild).

 Uferrandstreifen ohne Düngung bzw. Beweidung: Auf Ackerland resultierte diese Maß- nahme noch nicht in messbaren Effekten bezüglich der Gewässergüte. Uferrandstreifen auf Grünland ohne Beweidung resultierten in niedrigeren herbstlichen Nmin-Gehalten im Boden. Das Risiko von N-Auswaschungen wird dadurch erheblich gesenkt. Beide Maß- nahmen waren gut umsetzbar.

 Pegelgesteuerte Dränage: In den trockenen Frühjahrsperioden von 2010 und 2011 konnte pegelgesteuerte Dränage nicht eingesetzt werden. In den Sommermonaten war dies möglich und ergab positive Resultate.

 Kompostieren und Fermentieren von Pferdemist: Die Testergebnisse waren positiv. Durch Kompostierung eignet sich Pferdemist sehr gut für die Düngung von Grün- und Ackerland. Der Fermentierungstest ergab gute (berechnete) Biogaserträge.

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In Anlage 3 (NMI - WRIJ, März 2013) wird jede Einzelmaßnahme nochmals gesondert aus landwirtschaftlicher Sicht betrachtet.

2.5 Ergebnistabelle Deutschland und Niederlande Eine quantitative Bewertung – wie z. B. Düngereduzierung um x kg/ha – wurde nicht durch- geführt. Anhand von drei Projektjahren ist es nicht möglich, gesicherten Aussagen über die längerfristigen Wirkungen der Maßnahmen zumachen. Jedoch vermitteln die landwirtschaftlichen Berichte (Anlage 2, Anlage 3) für den Berichtszeitraum erste quantitative Einschätzun- gen.

Statt einer quantitativen Bewertung sind in Tab. 2–18 qualitative Bewertungen der Maßnah- men vorgenommen worden, die anhand genereller Wirkungen unterstellt werden können. In diese Bewertung fließen die Erfahrungen aus vielfältigen Beratungsprojekten „Landwirtschaft – Wasserwirtschaft“ ein. Generell ist festzuhalten, dass die ausgewählten Maßnahmen aus wasserwirtschaftlicher Sicht alle positiv zu beurteilen sind, jedoch graduelle Unterschiede zu erwarten sind.

Eine deutliche Reduzierung landwirtschaftlicher Nährstoffeinträge in die Gewässer wird nicht mit einer oder ausgewählten wenigen Maßnahmen zu realisieren sein. Vielmehr wird die be- triebsspezifische Auswahl passender Maßnahmen und eine stetige Verbesserung der Be- wirtschaftungsverfahren langfristig eine Reduzierung der Stoffausträge bewirken können. Dazu bedarf es einer kontinuierlichen Beratung und Erfolgskontrolle.

Ganz wesentlich für die Zielsetzung des Projektes werden alle Maßnahmen sein, die zu einer effizienteren und bedarfsgerechten Verwendung der Wirtschaftsdünger tierischer Her- kunft beitragen. Die eingeschlagenen Maßnahmen sollten weiter verbreitet und stetig verbessert werden.

Die Ergebnisse der land- und wirtschaftlichen Maßnahmen betreffen die Vegetationsperio- den 2010 bis 2012 und stützen sich sowohl auf Fachliteratur als auch auf Beobachtungen und Erfahrungen der Teilnehmer sowie auf Messungen des Bodenzustandes, der Wasser- qualität und der Ernteerträge. Angesichts der vorliegenden Ergebnisse der Projektphase lassen sich die Minderungsmaß- nahmen hinsichtlich Akzeptanz und Ausführungspotenzial für die Praxis wie folgt eingruppie- ren:

1. Maßnahmen mit Minderungspotenzial und wirtschaftlich interessant. Die Maßnahmen senken die Nährstoffverluste (N und/oder P) und sind wirtschaftlich interessant und positiv für das Einkommen der Landwirte.

2. Maßnahmen mit Minderungspotenzial, jedoch mit neutralem oder gar negativem Ein- fluss auf das Einkommen der Landwirte.

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zu. 1. Maßnahmen mit Minderungspotenzial und wirtschaftlich interessant

 Betriebsberatung

 Nmin-Untersuchungen; kulturbegleitend, nach der Ernte und zum Ende der Vegetations- periode

 regelmäßige Gülleanalysen

 Gülle-Reihendüngung im Mais

 Einsatz von Nitrifikationshemmern in Gülle  Anbau winterharter Zwischenfrüchte

 Anbau einer Grasuntersaat im Mais

 Einsatz von Nitrifikationshemmern in mineralischer N-Düngung auf Grünland  Optimierung des Kalkgehalts (pH-Wert) auf Maisanbauflächen

 Verzicht auf eine späte Gülleausbringung im Herbst auf Grün- und Ackerland (in Deutschland Ausbringungsverbot für Gülle, Jauche, flüssigen Klärschlamm und Geflü- gelkot auf Ackerflächen zwischen 01.11. bis 31.01, auf Grünland zwischen 15.11. und 31.01.)

zu 2. Maßnahmen mit Minderungspotenzial, jedoch wirtschaftlich neutral oder gar negativ

 Kein P-Dünger auf Mais- bzw. Ackerland wegen des hohen Phosphatversorgungszu- standes

 Späteres Ausbringen von Gülle im Frühjahr

 Uferrandstreifen ohne Beweidung und ohne Düngung

 Minderung von Hofabspülungen

Die im niederländischen Teilprojekt untersuchte pegelgesteuerte Dränage zeigte in den Un- tersuchungen keine positiven Wirkungen für den Gewässerschutz14.

14 Alterra (2013): Regelbare drainage als schakel in toekomstbestendig waterbeheer. Bundeling van resultaten van onderzoek, ervaringen en indrukken, opgedaan in binnen- en buitenland. http://www.stowa.nl/upload/publicaties/STOWA%202013-18def.pdf (Zugriff am 15.10.2013) Zu anderen Ergebnissen kommt z. B. die Untersuchung von Evans, R.O., J.W. Gilliam, and R.W. Skaggs. (1991): Controlled Drainage Management Guidelines for Improving Water Quality. AG-443. N. C. Agricultural Extension Service, Raleigh, NC. 16 p. (vgl. auch http://www.soil.ncsu.edu/publications/BMPs/drainage.html, Abruf am 09.10.2013). Die Autoren berichten von einer durchschnittlichen Reduzierung der Stickstoffverluste über die Dränage von 45 %, wenn der Grundwasserstand über die Dränage gezielt geregelt wird. Auch die Phosphorverluste konnte im Mittel zahlreicher Versuche zur geregelten Dränage um 35 % reduziert werden.

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Tab. 2–18: Ergebnisse / Bewertung der Einzelmaßnahmen in niederländischen und deutschen Betrieben* Niederlande Anzahl Düngeeffizienz Nährstoff- Nmin- Auswaschungs- wasserwirt- Kosten: Eignung für Betriebe saldo Herbstwert /Abschwemmungs- schaftliche Nutzen- die Praxis potenzial Bewertung Verhältnis Maßnahmen N P NPNP N P NP 1 Keine Gülle auf Böden mit 7      –   ++ ++ sehr negativ bei hohem hohem Phosphatgehalt P-Gehalt gut 2 Gülle-Reihendüngung Mais 7      –   ++ ++ ausgeglichen sehr gut bis positiv 3 Mineralische N-Düngung mit 7  –  – n.b. –  – ++ _ ausgeglichen sehr gut Nitrifikationshemmer bis positiv (ENTEC) 4 Gülle mit Nitrifikationshem- 6  –  – . –  – 0. _ ausgeglichen gut mer (Piadin) Positiver Effekt bis positiv erwartet, aber im Projekt nicht gemessen. 5 Späteres Ausbringen von 8  –  – n.b. –  – ++ _ ausgeglichen bei nassen Gülle im Frühjahr Böden sehr gut 6 Verzicht auf eine späte Gül- 4  –  – n.b. –  – ++ _ negativ nicht geeignet leausbringung im Herbst 7 Erhöhen des pH von Mais- 8     n.b. –   ++ ++. sehr positiv sehr gut land 8 Anbau einer geeigneten 10     n.b. –   + + sehr positiv sehr gut Gründüngung / Zwischen- frucht mit gut Erfolg Weitere Maßnahmen: 9 Minderung von 7 – – – – – – – – ++ ++ noch zu gut Hofabspülungen klären 10 Uferrandstreifen ohne Dün- 1 – – – –  –   + + negativ gut, jedoch gung Flächenkon- kurrenz 11 Uferrandstreifen ohne Be- 2 _ _ _ _  _   ++ ++ negativ gut weidung 12 Pegelgesteuerte Dränage 1 – – – – – – – – (+) (+) noch zu noch zu klären klären 13 Kompostieren und Fermen- 1 – – – – – – – – o o noch zu noch zu tieren von Pferdemist klären klären 14 Nmin-Bodengehalte (einzelne k.d.W. – k.d.W. – k.d.W. – k.d.W. – (+) – gut gut Oktober / November Flächen) Fortsetzung nächste Seite

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Fortsetzung Tab. 2–18: Ergebnisse / Bewertung der Einzelmaßnahmen in niederländischen und deutschen Betrieben* Deutschland Anzahl Düngeeffizienz Nährstoff- Nmin- Auswaschungs- wasserwirt- Kosten: Eignung für Betriebe saldo Herbstwert /Abschwemmungs- schaftliche Nutzen- die Praxis potenzial Bewertung Verhältnis Maßnahme N P N P N P N P N P 1 Nmin-Bodengehalte Anzahl Flächen: - Mai/Juni zu Mais 22 bis 29  –  –  –  – ++ – ausgeglichen sehr gut - nach Ernte 6 k.d.W. – k.d.W. – k.d.W. – k.d.W. – (+) – gut gut - Oktober / November 22 bis 27 k.d.W. – k.d.W. – k.d.W. – k.d.W. – (+) – gut gut 2 Güllevollanalyse 22      –   ++ ++ positiv sehr gut 3 Quantofixgerät 19  –  –  –  – ++ – ausgeglichen sehr gut 4 Nitrifikationshemmer 13  –  –  –  – ++ – leicht negativ gut 5 Winterharte Zwischenfrüchte 14 – – – –  –   ++ ++ ausgeglichen sehr gut 7 Uferrandstreifen 7 – – – – – – –  + + positiv gut, jedoch Flächenkon- kurrenz 8 Betriebsberatung - Düngeberatung 22     k.d.W. –   ++ ++ positiv sehr gut 9 Güllelagerraum > 6 Monate 4     k.d.W. –   ++ ++ ausgeglichen gut 10 Düngetechnik, Grenzstreu- 5      –   ++ ++ gut gut einrichtung (Limiter) 11 Gülle-Reihendüngung Mais 1      –   ++ ++ gut sehr gut 12 Grasuntersaaten 1 – – – –  –   ++ ++ gut gut Allgemeine Maßnahmen 6 Versuchsanlagen 6 Demonstrationsfläche wichtig für die Einführung innovativer Techniken / Verfahren positiv sehr gut in die Praxis * Die Maßnahmen wurden nach ihrer generellen Wirkung beurteilt und nicht ausschließlich anhand der im Projektzeitraum messbaren Erfolge. Die Bewertung der Maßnahmen im niederländischen Teilgebiet erfolgte durch Jan Dirk van den Boer, im deutschen Teilgebiet durch Norbert Feldwisch.  stark steigend  steigend  gleichbleibend  sinkend  stark sinkend k.d.W. keine direkte Wirkungen (Zum Teil sind jedoch langfristige Wirkungen zu erwarten.) n.b. nicht bewertet – Maßnahmen hat für diesen Bewertungsparameter keine Relevanz. Wasserwirtschaftliche Bewertung: ++, + sehr positiv, positiv (+) bei langfristiger Durchführung positive Wirkung zu erwarten. o, -, -- keine, negativ und sehr negativ (Hier nicht vergeben, weil für die Maßnahmen nicht zutreffend.)

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3 Ergebnisse im Bereich Städtische Gebiete und Kläranlagen 3.1 Fachlich und technischer Austausch und Ortsbegehungen In der Projektgruppe „Städtische Gewässer“ haben sich vier Mitarbeiter der Waterschap, drei Mitarbeiter der Gemeinde Südlohn und zwei Mitarbeiter der Gemeinde Winterswijk einige Male für einen fachlichen und technischen Austausch und Ortsbegehungen getroffen.

Beidseitig der Grenze wurden die Kläranlagen und verschiedene Sonderbauwerke (u. a. Regenüberlaufbecken) entlang der Schlinge besucht. Dabei wurden die Themen Reini- gungsleistung und Effektivität der Kläranlagen, Umbau von Kläranlagen zu „Energiefabri- ken“, Effektivität der vorhandenen Regenüberlauf- und Regenrückhaltebecken sowie die Programme (Abwasserbeseitigungskonzept) der beiden Gemeinden mit dem Ziel der Minde- rung von Stoffeinträge aus der Kanalisation (Siedlungswasserwirtschaft) in die Gewässer gegenübergestellt und verglichen.

Im Gegensatz zu der Verwaltung in den Niederlanden unterhält und betreibt die Gemeinde Südlohn sowohl die Kanalisation als auch die Kläranlage. In den Niederlanden betreibt die Waterschap die Kläranlage und die Gemeinde die Kanalisation, aber im Bereich der Abwas- serbeseitigung wird eng zusammen gearbeitet. Das Kanalisationssystem in der Gemeinde Südlohn besteht zu 52 % aus Misch- und zu 48 % aus Trennkanalisation. Im Trennsystem gibt es 3 Regenrückhaltebecken, die zur ge- drosselten Einleitung von Niederschlagswasser in die Schlinge dienen. Zur weiteren Redu- zierung der Einleitungsmengen und der Reduzierung von Stoffeinträgen sind im Abwasser- beseitigungskonzept der Gemeinde Südlohn drei neue Regenklär- und Regenrückhaltebe- cken für die Gewerbegebiete vorgesehen. Daneben gibt es im Außenbereich der beiden Ort- steile 168 Hauspumpwerke (Hausgemaaltjes) mit Anschluss an die Zentralkläranlage und 159 Kleinkläranlagen.

In der Gemeinde Winterswijk besteht die Kanalisation zu 40 % im Trenn-System. Im Außen- bereich gibt es hier keine Kläranlagen mehr, weil diese in die 1990er Jahren saniert und zu Hauspumpwerken umgebaut wurden, wodurch diese seitdem über ein Druckrohrleitungssys- tem an die Kläranlage angeschlossen sind. Im südlichen Bereich von Winterswijk, neben der Bovenslinge, befindet sich die „Groene Berging“. Dabei handelt es sich um ein innovatives, in offener Erdbauweise angelegtes und begrüntes Regenklär- und Rückhaltebecken, das ein Überlaufen ('overstorten') aus der Mischwasser-Kanalisation in die Bovenslinge, wie es vorher auftreten konnte, verhindert.

Die Klärschlämme der Kläranlage Südlohn werden auf der Kläranlage durch einen Dienst- leister eingedickt, an die Entsorgungsgesellschaft Westmünsterland (egw) übergeben und in der Vergärungsanlage der egw in Nordvelen/Gescher verarbeitet. Die Schlämme aus der Kläranlage Winterswijk werden durch die Firma gmb in Zutphen verarbeitet.

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Die Projektgruppe „Städtische Gewässer“ ist durch die Projektarbeit zu der Erkenntnis ge- kommen, dass sich die vorhanden Abwassereinrichtungen zum Sammeln, Transport und zur Reinigung von Regen-, Misch- und Schmutzwasser auf dem „Stand der Technik“ befinden und (von daher) effektiv sind. Trotzdem sind für einen noch besseren Schutz der Umwelt neue Maßnahmen in der Abwasserbeseitigung für die Zukunft geplant.

Für Winterswijk sind weitere Maßnahmen basierend auf der Studie „Uitvoering stadwateronderzoek“ (Nelen & Schuurmans, 2009)15 geplant. In dieser Studie wurden auch die Einflüsse von Notüberlaufen auf die Wasserqualität der städtischen Fließgewässer betrachtet. Eine vergleichbare Studie gibt es für die Gemeinde Südlohn noch nicht. Weiterhin sind die Einträge von Kleinkläranlagen ein „Schwachpunkt“ bei der Abwasserbeseitigung in Südlohn. Dieses Thema sollte noch näher untersucht werden.

3.2 Kläranlagen Südlohn und Winterswijk Die Zentralkläranlage Südlohn (Anlagen-Nr. 1532) verfügt über ein „klassisches" Bele- bungsbecken16. Die Anlage ist für einen Kohlenstoffabbau und simultane Denitrifikation bemessen. Phosphor wird chemisch eliminiert in Form einer Simultanfällung. Im Jahr 2010 waren ca. 16.200 Einwohnerwerte angeschlossen. Die ZKA Südlohn entwässert in die Schlinge (Flussgebiet ID 928321). Die angeschlossenen Siedlungsflächen werden teilweise über Misch- und Trennwassersysteme entwässert. Die Kläranlage Winterswijk arbeitet mit einem Belebtschlammverfahren (modifiziertes UCT Verfahren). Phosphat wird biologisch entfernt. In 2006/2007 wurde die Kläranlage erneuert und hat jetzt eine Kapazität von ca. 58.000 Einwohnerwerten. Die Entwicklung der Nges- und Pges-Konzentrationen der Kläranlagenabläufe Winters- wijk und Südlohn von 2004 bis 2011 zeigt Abb. 3–2. Im Betrachtungszeitraum sind die Ab- laufkonzentrationen deutlich zurückgegangen. Bei der Zentralkläranlage Südlohn hat sich sowohl die Nges- als auch die Pges-Konzentration zwischen 2004 und 2011 ungefähr hal- biert, allerdings auf einem bereits geringen Konzentrationsniveau. Im Gegensatz dazu war die Kläranlage Winterswijk anfänglich noch durch vergleichsweise hohe Ablaufkonzentratio- nen gekennzeichnet. Seit 2007 sind aufgrund der technischen Verbesserungen deutlich geringere Ablaufkonzentrationen der Anlage realisiert worden, die sich dem Konzentrationsni- veau der ZKA Südlohn annähern.

Die zugelassenen Ablaufkonzentrationen für Nges in der jeweils aktuellsten Fassung liegen bei 16 mg/l für Südlohn und 10 mg/l bei Winterswijk. Für Pges betragen die zugelassenen Ablaufkonzentrationen bei beiden Anlagen 1,0 mg/l. Alle Jahresmittelwerte unterschreiten deutlich die zugelassenen Ablaufkonzentrationen für Nges und Pges.

15 Nelen & Schuurmans (2009): Uitvoering stadswateronderzoek – gemeente Winterswijk. Bericht im Auftrag der Waterschap Rijn en Ijssel. 16 Informationen zur ZKA Südlohn aus http://www.elwasims.nrw.de

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Nges Pges 17,5 1,4 Pges Winterwijk Pges Südlohn 15,0 1,2 Nges Winterswijk zugel. Ablaufwert NL Nges Südlohn zugel. Ablaufwert D 12,5 zugel. Ablaufwert NL 1,0 zugel. Ablaufwert D

10,0 0,8

7,5 0,6 Konzentration [mg/l] Konzentration [mg/l] Konzentration 5,0 0,4

2,5 0,2

0,0 0,0 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Jahr Jahr Abb. 3–1: Nges- und Pges-Konzentrationen (Jahresmittelwerte) der Kläranlagenabläufe Win- terswijk und Südlohn im Vergleich zu den zugelassenen Ablaufwerten (jeweils aktuellste Werte) (Daten für KA Winterswijk von WRIJ bereitgestellt. Daten für ZKA Südlohn aus der amtlichen Überwachung, http://www.elwasims.nrw.de)

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3.3 Siedlungswasserwirtschaft 3.3.1 Südlohn In der anfänglichen Gebietsanalyse haben DHV, Feldwisch, WRIJ (2010) Eintragsschätzun- gen für die städtischen Gebiete vorgenommen. Diese Schätzungen waren nicht durch Messwerte im Projektgebiet untersetzt. Aus diesem Grund wurden vom Kreis Borken Unter- suchungen von Einleitstellen aus der Regenwasserkanalisation beauftragt, um konkrete Messwerte für Stoffeinträge zu gewinnen. Dazu hat die Ingenieursozietät GmbH Borken zwischen März und August 2011 im Rahmen von 4 Probennahmezyklen an 4 Einleitungsstellen aus der Regenwasserkanalisation Was- serproben entnommen. Die Wasserproben wurden auf die Parameter Nitrat, Phosphat, Kup- fer und Zink analysiert. Das Untersuchungsgebiet umfasste bebaute Gebiete (Gewerbe- und Industriegebiet bzw. allgemeines Wohngebiet und Mischgebiet) der Ortslage Südlohn und Oeding. Der gesamte Untersuchungsbericht steht als Anlage 4 zur Verfügung.

Im Rahmen der Auswertung erfolgte eine Vergleich und eine Beurteilung der Ergebnisse anhand von Richt- und Grenzwerten des deutschen und europäischen Umweltrechts. Anhand der Einzelergebnisse wurde eine Bandbreite möglicher Eintragsfrachten ermittelt. Darüber hinaus wurden mögliche Reinigungsanlagen für Regenwasserentlastungen vorgeschlagen, um die Qualität der eingeleiteten Regewässer zu verbessern.

In Abb. 3–2 und Abb. 3–3 ist die Verteilung der Nitrat- und Phosphatkonzentrationen an den vier Probenstellen der Regenwasserkanalisation (P1 bis P4) dargestellt. Weiterhin sind die einmaligen Messungen der Sedimentbeprobung im Gewässer (SG) und im Kanal (SK) sowie der einmaligen Wasserbeprobung des Kläranlagenüberlaufs Oeding (KÜ RÜB Oeding) auf- geführt.

Die ermittelten Stoffkonzentrationen liegen größtenteils unterhalb der zitierten Richt- und Grenzwerte. Die mittleren Schwermetallkonzentrationen überschreiten jedoch die Zielvorga- ben der LAWA für aquatische Lebensgemeinschaften.

Die Einzelergebnisse sind als Momentaufnahmen der jeweiligen Messzeitpunkte anzusehen und spiegeln daher einen Ausschnitt der Belastungscharakteristik der Regenwassereinlei- tungen wider. Bei intensiven Niederschlags-Abfluss-Ereignissen sind höhere Konzentratio- nen zu erwarten, weil dann von einer umfangreicheren Remobilisierung zuvor auf den versiegelten Flächen und im Kanal abgelagerten Stoffen ausgegangen werden muss.

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Abb. 3–2: Nitrat- und Phosphat-Konzentrationen der Wasser- und Sedimentproben (isw 201217)

Abb. 3–3: Kupfer- und Zink-Konzentrationen der Wasser- und Sedimentproben (isw 201217)

Die flächenspezifischen Stofffrachten sowie die Gesamtjahresfrachten aus der Regenwas- serkanalisation der Ortsteile Südlohn und Oeding gehen aus Tab. 3–1 und Tab. 3–2 hervor. Die großen Spannweiten sind auf die Hochrechnung der Frachten mit den Mittelwerten der einzelnen Messstellen zu erklären. Es ist zu beachten, dass diese Hochrechnungen nur als grobe Schätzung der tatsächlichen Frachten angesehen werden dürfen. Unter Berücksichti- gung von nicht erfassten Spülstößen bei Starkniederschlägen sind höhere Frachten zu erwarten. Die Differenzen der Gesamtfrachten der isw-Studie zu den geschätzten Gesamt- stofffrachten aus dem städtischen Gebieten inkl. Verkehrswegen nach DHV, Feldwisch, WRIJ (2010) sind wahrscheinlich darauf zurückzuführen, das bei den 4 Messterminen der isw-Studie die Spülstöße nicht erfasst werden konnten.

17 Siehe Anlage 9.

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Tab. 3–1: Bandbreite der jährlichen spezifischen Einleitungsfrachten aus der Regenwasser- kanalisation (isw 2012) Emissionen Nitrat Phosphat Kupfer Zink ermittelte mittlere 10,7 – 14,8 0,6 – 0,95 0,02 – 0,35 0,03 – 0,15 Stoffkonzentrationen [mg/l] jährliche spezifische Einleitungs- 63,7 – 88,1 3,6 – 5,7 0,12 – 0,21 0,18 – 0,89 fracht [kg/(haAu x a)]* Literaturdaten: jährliche spezifi- 1,8 – 4,9 0,12 – 0,80 0,70 – 2,90 sche Stofffracht von Straßen [kg/(haAu x a)] * Spez. Stofffracht [kg/(haxa] = Jahresniederschlagshöhe [m3/(haxa)] x Stoffkonzentration [kg/m3] x mittlerer Abflussbeiwert ψ Tab. 3–2: Bandbreite der jährlichen Gesamtfrachten aus der Regenwasserkanalisation (isw 2012) im Vergleich zu den Ergebnissen der Gebietsanalyse (DHV, Feldwisch, WRIJ 2010) Emissionen Nitrat Phosphat Kupfer Zink [t/a] [t/a] [kg/a] [kg/a] Gesamtfracht OT Südlohn 1,5 – 2,0 0,08 – 0,13 2,7 – 4,8 4,1 – 20,5 Gesamtfracht OT Oeding 1,7 – 2,3 0,09 – 0,15 3,1 – 5,4 4,6 – 23,2 Summen 3,2 – 4,3 0,17 – 0,28 5,8 – 10,2 8,7 – 43,7 Gebietsanalyse DHV, Feldwisch, 6,6 0,69 24,5 163,7 WRIJ (2010) für städtische Gebie- te inkl. Verkehrswege * Gesamtjahresfracht [t/a] bzw. [kg/a] = Spez. Stofffracht [kg/(haxa)] x Auges Trennsystem

3.3.2 Winterswijk Auf niederländischer Seite liegt eine Untersuchung der städtischen Gewässer der Gemeinde Winterswijk aus dem Jahr 2009 vor (Nelen & Schuurmans: Uitvoering Stadswateronderzoek Gemeente Winterswijk, 2009). Winterswijk befindet sich (teilweise) im Projektgebiet.

Die Studie bietet einerseits einen guten Gesamtüberblick über wasserwirtschaftliche Eckda- ten im Stadtgebiet von Winterswijk (Stoffbilanzen für Nährstoffe und Schwermetalle, Anteile Mischkanalisation und verbesserte Trennkanalisation, Flächenanteile mit Regenrückhaltung, Abschläge über Regenwasserabläufe usw.) und andererseits Anhaltspunkte und Vorschläge für Maßnahmen zur weiteren Verbesserung der Wasserqualität in den städtischen Gewäs- sern. In der Studie „Gebietsanalyse Wasserqualität in der Region Winterswijk-Oeding“ (DHV, Feldwisch, WRIJ 2010) wurden die Angaben aus der Winterswijk-Studie zur Berechnung von Emissionen von N, P, Cu, Zn aus dem städtischen Gebiet von Winterswijk herangezogen.

Mit einer weiteren Anpassung des Abwassersystems (basisinspanning) hat die Gemeinde Winterswijk in den vergangenen Jahren die Austräge aus der Kanalisation um 50% senken können. Die Gemeinde Winterswijk hat dies erreicht durch Regenwasserversickerung und -rückhaltung auf ca. 120 ha (von insgesamt 270 ha). Zu diesem Zwecke wurden auch einige Regenrückhaltebecken geschaffen. Außerdem wurden die Austräge über Regenwasserab- schläge in die Obere Schlinge durch die Schaffung eines Buffergebietes minimiert.

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Zudem wurde untersucht, ob die verbliebenen Austräge aus dem Mischkanalisationssystem noch eine große Belastung darstellen für die Wasserqualität des „städtischen“ Wehmer- beeks. Hierzu wurde die chemische und ökologische Wasserqualität einmalig gemessen und die Belastung des Sauerstoffhaushaltes durch Regenwasserabschläge mit Hilfe eines Mo- dells berechnet. Diese Untersuchung ergab keinen nennenswerten Handlungsbedarf (Grontmij: Maatregelen waterkwaliteitsspoor, 2011).

3.4 Bewertung der Ergebnisse Die stetigen Verbesserung der Ablaufkonzentrationen der Kläranlagen Winterswijk und Süd- lohn werden zu einer deutlichen Reduzierung der Eintragsfrachten in die Groenlose slinge bzw. Schlinge beigetragen haben. Dies ist insbesondere bei der Kläranlage Winterswijk der Fall, weil hier die größten Erfolge in der Abwasserreinigung zu verzeichnen sind.

Die gemessenen Eintragskonzentrationen aus der Regenwasserkanalisation und die daraus geschätzten Eintragsfrachten bestätigen generell die damaligen Eintragsschätzungen von DHV, Feldwisch, WRIJ (2010), wenngleich methodisch bedingt die von ISW ermittelten Frachten niedriger ausfallen. Dennoch wird deutlich, dass aus der Regenwassereinleitung nicht die Hauptlast an Nährstoff- und Schwermetalleinträgen in die Gewässer gelangt.

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4 Untersuchungsergebnisse zur Wasserqualität im Projektgebiet In Rahmen des wasserwirtschaftlichen Monitorings wurden verschiedene Aktivitäten durch- geführt. Teilweise betrifft das das reguläre Monitoring der Oberflächengewässer durch Wa- terschap und LANUV. Teilweise betrifft es neue Aktivitäten, die ergänzend durchgeführt wurden, um die Kenntnisse zum Zustand und Entwicklung der Gewässer zu verbessern. In der Studie ‚Gebietsanalyse Wasserqualität‘ (DHV, Feldwisch, WRIJ 2010) sind die vorhandene Daten schon weitgehend beschrieben und analysiert. In diesem Bericht liegt der Fokus auf den Messergebnissen zu Hof- und Siloflächenabflüssen, Dränwasser und Sickerwasserqua- litäten der Jahre 2010 bis 2012.

4.1 Gewässergüte Oberflächengewässer 4.1.1 Gewässergüte der Schlinge Die Wasserqualität im Hinblick auf die N- und P-Konzentrationen hat sich seit 1999 nicht erkennbar verändert. Beispielhaft werden die Konzentrationsganglinien für Nges (Summe aus

NO3-N, NH4-N und NO2-N) und Pges in der Schlinge an der Messstelle BS30 vor der Grenze in Abb. 4–1 wiedergegeben. Bei Nges sind die höheren Konzentrationen im Winterhalbjahr zu erkennen, die auf die ver- stärkte Nitratauswaschung außerhalb der Vegetationsperiode zurückzuführen sind. Umge- kehrt sind die Pges-Konzentrationen im Sommerhalbjahr höher, was als Hinweis auf P- Einträge über Abschwemmung und Erosion gedeutet werden kann.

Angesichts der langen Reaktionszeiten, die zwischen der Ergreifung von Minderungsmaß- nahmen in der Landwirtschaft und der Veränderung der Stoffkonzentrationen in Oberflä- chengewässern unterstellt werden müssen, kann für den kurzen Projektzeitraum 2010 bis 2012 noch nicht von einer messbaren Veränderung der Stoffkonzentrationen in den Gewäs- sern des Projektgebietes ausgegangen werden. Der 90. Perzentilwert der Nges-Konzentrationen an der Messstelle 801008 des Messzeit- raums liegt bei 10,1 mg/l. Für Pges beträgt der 90. Perzentilwert 0,28 mg/l. Anhand dieser Gütewerte ist die Schlinge in die chemische Gewässergüteklasse II-III (kritisch belastet) für Gesamtstickstoff und II (mäßig belastet) für Gesamtphosphor einzuordnen18.

18 LAWA (1998): Beurteilung der Wasserbeschaffenheit von Fließgewässern in der Bundesrepublik Deutschland – Chemische Gewässergüteklassifikation. Berlin.

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* Nges-Ganglinie Schlinge Grenze

18 (Messstellen-ID. 801008, BS30) 16

14 Hydrolog. WH: 7,8 mg/l 12 Hydrolog. SH: 6,0 mg/l

10 [mg/l]

ges 8

N Mittelwert: 6,57 mg/l

0 Mai 99 Mai 00 Mai 01 Mai 02 Mai 03 Mai 04 Mai 05 Mai 06 Mai 07 Mai 08 Mai 09 Mai 10 Mai 11 Mai 12 Mai 13 Nov 99 Nov 00 Nov 01 Nov 02 Nov 03 Nov 04 Nov 05 Nov 06 Nov 07 Nov 08 Nov 09 Nov 10 Nov 11 Nov 12

* Summe aus NO3-N, NH4-N und NO2-N Stand: 27.05.2013

Pges-Ganglinie Schlinge Grenze

0,5 (Messstellen-ID. 801008, BS30)

0,4

0,3 Hydrolog. WH: 0,144 mg/l

[mg/l] Hydrolog. SH: 0,183 mg/l ges P 0,2 Mittelwert: 0,170 mg/l

0,1

Stoff-Nr. 1269 (P ICP-MS) Stoff-Nr. 1262 0,0 Mai 99 Mai 00 Mai 01 Mai 02 Mai 03 Mai 04 Mai 05 Mai 06 Mai 07 Mai 08 Mai 09 Mai 10 Mai 11 Mai 12 Mai 13 Nov 99 Nov 00 Nov 01 Nov 02 Nov 03 Nov 04 Nov 05 Nov 06 Nov 07 Nov 08 Nov 09 Nov 10 Nov 11 Nov 12 Stand: 27.05.2013 Abb. 4–1: Verlauf der Nges- und Pges-Konzentrationen in der Schlinge (Messstellen-ID 801008, BS30 vor der Grenze)

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4.1.2 Gewässergüte der Bovenslinge 4.1.2.1 Stickstoff Die beiden Messstellen in der Bovenslinge (Grenze und stromabwärts bei Aalten) weisen vergleichbare Konzentrationsverläufe auf. Der Osinkbemersbeek zeigt höhere Konzentratio- nen. Es ist bekannt, dass der Osinkbemersbeek humusreiches Wasser enthält, das aus dem stromaufwärts gelegenen Moor stammt. Der Schaarsbeek als vergleichsweise natürlicher Bach weist dagegen deutlich niedrigere Stickstoffkonzentrationen auf. Aus den dahinter lie- genden Naturgebieten und dem großen Landwirtschaftsgebiet in diesem Nebenlaufgebiet wird relativ wenig Stickstoff ausgeschwemmt. Die Konzentrationen im Sommer liegen hier unter dem niederländischen Grenzwert von 4 mg/l (gut). Abb. 4–2 zeigt den Verlauf der Gesamt-N-Konzentrationen in Nebenläufen der Bovenslinge. In der Abbildung ist ein mehr oder weniger wellenförmiger Verlauf der Stickstoffkonzentratio- nen mit höheren Werten im Winter und niedrigeren Werten im Sommer zu erkennen. Diese Beobachtung steht im Einklang mit den Austragspfaden für Stickstoff von der Parzelle zum Wassersystem: Vor allem in niederschlagsgeprägten Perioden – in den Wintermonaten – wird Nitrat von den Parzellen ausgewaschen und gelangt über den Dränabfluss und den grundwasserbürtigen Basisabfluss in die Oberflächengewässer. Ohne Zwischenfruchtanbau im Winter ist auch fast kein Pflanzenwachstum vorhanden, das Nitrat aufnehmen kann, wodurch verstärkte Nitratauswaschungen auftreten. Die Messergebnisse von verschiedenen Messstellen wurden statistisch ausgewertet. Die statistische Analyse ergab, dass für die Bovenslinge an der deutsch-niederländischen Gren- ze (BOS00) keine signifikante Abnahme von Stickstoff feststellbar ist. Auch in der visuellen Beurteilung ist kein deutlich fallender Trend bei den Stickstoffkonzentrationen wahrnehmbar. Wasserwirtschaftliche Effekte der durchgeführten Maßnahmen sind daher im betrachteten Zeitraum und auf Flusseinzugsgebietsebene noch nicht nachweisbar.

4.1.2.2 Phosphat Abb. 4–3 zeigt den Verlauf der Konzentrationen von P-gesamt für die Nebenläufe der Bovenslinge. Bei den durch Belastungsspitzen gekennzeichneten Konzentrationsverläufen handelt es sich de facto um das Niederschlagsmuster, das abgespülten Dünger zum Ober- flächenwasser befördert. Es zeigt, dass Phosphat vor allem von Parzellen mit (kräftigem) Niederschlag abgeschwemmt wird.

Aus der Abbildung ist ferner ersichtlich, dass die Phosphatwerte an der deutsch- niederländischen Grenze in der Bovenslinge am höchsten sind und dort noch nicht den geltenden, niederländischen Sommergrenzwerten (0,14 mg/l) entsprechen. Auch hier weist der Schaarsbeek als naturnaher Bach im Schnitt die niedrigsten Konzentrationen auf. Eine weitere Abnahme in der Bovenslinge an der Grenze ist jedoch wünschenswert, vor allem um der Eutrophierung im stromabwärts gelegenen Natura 2000-Gebiet weiter entgegenzuwirken.

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Die relativ niedrigen Phosphatkonzentrationen in den Bächen stehen im Einklang mit niedrigen Grundwasserkonzentrationen unter den Parzellen. Dies weist darauf hin, dass Phosphat in erster Linie durch Abschwemmung und Bodenerosion von den Parzellen bei (kräftigen) Niederschlagsereignissen in die Oberflächengewässer eingetragen wird. Insbesondere Maßnahmen, die auf eine verminderte Abschwemmung abzielen, können zu einer weiteren Verminderung von Phosphat im Wassersystem beitragen.

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Ntot

25 mg/l BOS00 ‐ Boven Slinge, Grens Kotten

BOS06 ‐ Boven Slinge Hamelandroute Aalten

OBB05 ‐ Osink‐Bemersbeek Esinkweg Kotten

SAB01 ‐ Schaarsbeek, Bolwerkweg Bredevoort

Norm 20

0 1-1-2008 6-2-2008 6-5-2008 4-8-2008 9-9-2008 8-3-2009 1-5-2009 6-6-2009 4-9-2009 8-1-2010 3-3-2010 8-4-2010 1-6-2010 7-7-2010 3-1-2011 8-2-2011 3-4-2011 9-5-2011 2-7-2011 7-8-2011 3-2-2012 3-5-2012 8-6-2012 1-8-2012 6-9-2012 19-1-2008 24-2-2008 13-3-2008 31-3-2008 18-4-2008 24-5-2008 11-6-2008 29-6-2008 17-7-2008 22-8-2008 27-9-2008 2-11-2008 8-12-2008 13-1-2009 31-1-2009 18-2-2009 26-3-2009 13-4-2009 19-5-2009 24-6-2009 12-7-2009 30-7-2009 17-8-2009 22-9-2009 3-12-2009 26-1-2010 13-2-2010 21-3-2010 26-4-2010 14-5-2010 19-6-2010 25-7-2010 12-8-2010 30-8-2010 17-9-2010 5-10-2010 21-1-2011 26-2-2011 16-3-2011 21-4-2011 27-5-2011 14-6-2011 20-7-2011 25-8-2011 12-9-2011 30-9-2011 5-11-2011 16-1-2012 21-2-2012 10-3-2012 28-3-2012 15-4-2012 21-5-2012 26-6-2012 14-7-2012 19-8-2012 24-9-2012 5-12-2012 15-10-2008 20-11-2008 26-12-2008 10-10-2009 28-10-2009 15-11-2009 21-12-2009 23-10-2010 10-11-2010 28-11-2010 16-12-2010 18-10-2011 23-11-2011 11-12-2011 29-12-2011 12-10-2012 30-10-2012 17-11-2012 Abb. 4–2: Verlauf der Gesamt-N-Konzentrationen in der Bovenslinge und 2 Nebenläufen zwischen 01.01.2008 und 05.12.2012 Ptot BOS00 ‐ Boven Slinge, Grens Kotten 1,0 mg/l BOS06 ‐ Boven Slinge Hamelandroute Aalten OBB05 ‐ Osink‐Bemersbeek Esinkweg Kotten

0,9 SAB01 ‐ Schaarsbeek, Bolwerkweg Bredevoort Norm

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,0 1-1-2008 6-2-2008 6-5-2008 4-8-2008 9-9-2008 8-3-2009 1-5-2009 6-6-2009 4-9-2009 8-1-2010 3-3-2010 8-4-2010 1-6-2010 7-7-2010 3-1-2011 8-2-2011 3-4-2011 9-5-2011 2-7-2011 7-8-2011 3-2-2012 3-5-2012 8-6-2012 1-8-2012 6-9-2012 19-1-2008 24-2-2008 13-3-2008 31-3-2008 18-4-2008 24-5-2008 11-6-2008 29-6-2008 17-7-2008 22-8-2008 27-9-2008 2-11-2008 8-12-2008 13-1-2009 31-1-2009 18-2-2009 26-3-2009 13-4-2009 19-5-2009 24-6-2009 12-7-2009 30-7-2009 17-8-2009 22-9-2009 3-12-2009 26-1-2010 13-2-2010 21-3-2010 26-4-2010 14-5-2010 19-6-2010 25-7-2010 12-8-2010 30-8-2010 17-9-2010 5-10-2010 21-1-2011 26-2-2011 16-3-2011 21-4-2011 27-5-2011 14-6-2011 20-7-2011 25-8-2011 12-9-2011 30-9-2011 5-11-2011 16-1-2012 21-2-2012 10-3-2012 28-3-2012 15-4-2012 21-5-2012 26-6-2012 14-7-2012 19-8-2012 24-9-2012 5-12-2012 15-10-2008 20-11-2008 26-12-2008 10-10-2009 28-10-2009 15-11-2009 21-12-2009 23-10-2010 10-11-2010 28-11-2010 16-12-2010 18-10-2011 23-11-2011 11-12-2011 29-12-2011 12-10-2012 30-10-2012 17-11-2012 Abb. 4–3: Verlauf der Gesamt-P-Konzentrationen in der Bovenslinge und 2 Nebenläufen zwischen 01.01.2008 und 05.12.2012

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Norm Ptot GRS01 ‐ Groenlose Slinge, Ravenhorstbrug Winterswijk

2 GRS11 ‐ Groenlose Slinge, Moskerdriehuisw Meddo mg/l RTB00 ‐ Ratumse Beek, Ratumseweg Ratum

RTB01 ‐ Ratumse Beek, Ravenhorstweg Meddo 1,8 WLB00 ‐ Willinkbeek, Bredelerweg Ratum

1,6

1,4

1,2

0,8

0,6

0,4

0,2

0 1-1-2008 6-2-2008 6-5-2008 4-8-2008 9-9-2008 8-3-2009 1-5-2009 6-6-2009 4-9-2009 8-1-2010 3-3-2010 8-4-2010 1-6-2010 7-7-2010 3-1-2011 8-2-2011 3-4-2011 9-5-2011 2-7-2011 7-8-2011 3-2-2012 3-5-2012 8-6-2012 1-8-2012 6-9-2012 19-1-2008 24-2-2008 13-3-2008 31-3-2008 18-4-2008 24-5-2008 11-6-2008 29-6-2008 17-7-2008 22-8-2008 27-9-2008 2-11-2008 8-12-2008 13-1-2009 31-1-2009 18-2-2009 26-3-2009 13-4-2009 19-5-2009 24-6-2009 12-7-2009 30-7-2009 17-8-2009 22-9-2009 3-12-2009 26-1-2010 13-2-2010 21-3-2010 26-4-2010 14-5-2010 19-6-2010 25-7-2010 12-8-2010 30-8-2010 17-9-2010 5-10-2010 21-1-2011 26-2-2011 16-3-2011 21-4-2011 27-5-2011 14-6-2011 20-7-2011 25-8-2011 12-9-2011 30-9-2011 5-11-2011 16-1-2012 21-2-2012 10-3-2012 28-3-2012 15-4-2012 21-5-2012 26-6-2012 14-7-2012 19-8-2012 24-9-2012 5-12-2012 15-10-2008 20-11-2008 26-12-2008 10-10-2009 28-10-2009 15-11-2009 21-12-2009 23-10-2010 10-11-2010 28-11-2010 16-12-2010 18-10-2011 23-11-2011 11-12-2011 29-12-2011 12-10-2012 30-10-2012 17-11-2012 Abb. 4–4: Verlauf der Gesamt-P-Konzentrationen im Ratumse beek und Willinkbeek bis hin zur Groenlose Slinge

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4.1.3 Bewertung der Ergebnisse Die verfügbaren deutschen und niederländischen Gewässergütedaten werden mit den jeweiligen nationalen Normwerten verglichen. Tab. 4–1 und Tab. 4–2 führen die nationalen Norm- werte auf. Dabei fällt auf, dass die deutschen Stickstoffnormen deutlich weniger streng sind als die niederländischen.

Tab. 4–1: Normen zur Gewässergüte in den Niederlanden*

1 2 2 Nges [mg/l] Pges [mg/l] Zn [µg/l] Zn [µg/l] Cu [µg/l] Klasseneinteilung SHJ3 SHJ3 MAK3 JMW3 P903 gut ≤4 ≤0,14 ≤15,6 ≤7,8 ≤3,8 mäßig ≤8 ≤0,19 - ≤15,6 ≤7,2 unbefriedigend ≤12 ≤0,42 - ≤39 ≤19 schlecht >12 >0,42 >15,6 >39 >19 *Normen nach Verordnung „Besluit Kwaliteiteisen en Monitoring Water“ aus dem Jahr 2009. 1 Für Gewässerkörpertyp R5 / 2 Doppelte Prüfung für Zink nach JMW und MAK / 3 SHJ – Mittelwert des Sommerhalbjahres 1. April bis 30. September; JMW – Konzentration im Jahresmittelwert: P90 – 90-Perzentilwert; MAK - maximal zulässige Konzentration Tab. 4–2: Normen zur Gewässergüte in Deutschland

N1 [mg/l] P2 [mg/l] Zn2 [µg/l] Cu2 [µg/l]

Klasse Wertebereich Jahresmittelwert Jahresmittelwert Jahresmittelwert Jahresmittelwert sehr gut ≤ ½ UQN/OW ≤ 5,57 ≤ 0,025 ≤ 7 ≤ 2

> ½ UQN/OW - > 5,57 - gut > 0,025 - ≤ 0,05 > 7 - ≤ 14 > 2 - ≤ 4 ≤ UQN/OW ≤ 11,3

> UQN/OW - > 11,3 - mäßig > 0,05 - ≤ 0,10 > 14 - ≤ 28 > 4 - ≤ 8 ≤ 2xUQN/OW ≤ 22,6

> 2xUQN/OW - > 22,6 - unbefriedigend > 0,10 - ≤ 0,20 > 28 - ≤ 56 > 8 - ≤ 16 ≤ 4xUQN/OW ≤ 45,2 schlecht > 4xUQN/OW > 45,2 > 0,20 > 56 > 16

1 UQN - Umweltqualitätsnorm gilt für Nges und Pges nach OGewV, 2 OW - Orientierungswert gilt für Cu und Zn in gelöster Form; Schwebstoff: Cu = 160 mg/kg; Zn = 800 mg/kg

Zudem gibt es einen deutlichen Unterschied in der Verfügbarkeit von Messwerten. Die Wa- terschap Rijn en IJssel misst an den Messstellen im Winterswijker Teileinzugsgebiet mit einer Häufigkeit von meistens 12 Mal pro Jahr. Auf deutscher Seite werden weniger Messstel- len betrieben und auch die Häufigkeit ist deutlich geringer. So liegen an den grenznahen Messstellen für die vergangenen Jahre nur 1 bis 4 Messwerte je Jahr zur Verfügung, zum Teil wurde in einzelnen Jahren gar nicht beprobt.

Die untenstehende Tabelle zeigt die Auswertung der Messergebnisse für die Zeiträume 2006-2009 und 2010-2012. Die Bewertung der Messergebnisse erfolgt nach den jeweils nationalen Normen und Vorgaben zur Werteermittlung. So werden in den Niederlanden vielfach keine Jahresdurchschnittswerte (JMW) aus den einzelnen Messwerten gebildet. Stattdessen werden Mittelwerte für das Sommerhalbjahr (SHJ), 90. Perzentilwerte (P90) oder Maximal-

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konzentrationen (MAK) ermittelt. Die Unterschiede bei der Werteermittlung und bei den Normen können bei gleichen Konzentrationswerten zu einer abweichenden Bewertung füh- ren.

Tab. 4–3: Messergebnisse an ausgewählten Gütemessstellen 2006-2009 im Vergleich zu 2010- 2012 im Projektgebiet (vgl. Abb. 4–1 bis Abb. 4–4) '06-'09 '10-'13 '06-'09 '10-'13 Messpunkt Stickstoff Stickstoff Phosphat Phosphat JMW JMW JMW JMW SHJ SHJ SHJ SHJ Untere / Obere Schlinge BS27 6,96* 6,63** 0,18* 0,10** Untere / Obere Schlinge BS30 7,95* 7,56** 0,16* 0,18** Bovenslinge BOS00 6,78 6,10 0,23 0,18 Bovenslinge BOS06 6,28 5,10 0,13 0,10

Vitiverter Bach und Wellingbach BS2630 9,40* 0,13* Vitiverter Bach und Wellingbach BS262 8,58* 0,12* Vitiverter Bach und Wellingbach BS263 7,83* 0,15* Ratumse beek en Willinkbeek RTB00 7,75 6,90 0,15 0,13 Ratumse beek en Willinkbeek WLB00 8,78 7,40 0,15 0,19 Ratumse beek en Willinkbeek RTB01 7,27 5,93 0,11 0,11

Groenlose Slinge - Winterswijk VSV00 3,91 2,50 0,06 0,07 Groenlose Slinge - Winterswijk VSV01 4,16 4,30 0,08 0,07 Groenlose Slinge - Winterswijk GRS01 5,51 4,73 0,16 0,07 Groenlose Slinge - Winterswijk GRS11 8,07 5,93 0,55 0,23

overige substroomgebieden BZB01 5,99 4,33 0,07 0,05 overige substroomgebieden LIM01 9,43 8,20 0,07 0,10 overige substroomgebieden OBB05 11,57 10,00 0,22 0,10 overige substroomgebieden SAB01 3,36 2,73 0,08 0,07 overige substroomgebieden SAB05 2,41 - 0,10 - overige substroomgebieden SIP01 6,61 8,10 0,04 0,07 * Beschränkte Anzahl Messwerte. Für den Zeitraum sieben Messwerte, erfasst von Apr. 2006 bis Nov. 2009. ** Beschränkte Anzahl Messwerte. Für den Zeitraum fünf Messwerte, erfasst von Jan. 2010 bis Jan. 2013.

sehr gut gut mäßig unzureichend schlecht

Auf deutscher Seite wurde der Stickstoffzustand mit gut beurteilt. Auf niederländischer Seite wird der Zustand mit mäßig bis unzureichend beurteilt. Der Unterschied ist darauf zurückzu- führen, dass die Umweltqualitätsnormen in Deutschland weniger streng sind und die Mess- frequenz beschränkt ist. Aus einer früheren Analyse der Waterschap Rijn en IJssel ergab sich, dass sich die Wasserqualität in der Bovenslinge, insbesondere im Ratumsebeek und im Willinkbeek, im Zeitraum von 2000 bis 2010 nicht erheblich verbessert hat. In Tab. 4–3 ist erkennbar, dass die Stickstoffkonzentrationen im Zeitraum von 2010 bis 2012 geringer sind

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als im vorherigen Zeitraum. Diese Tendenz ist auch in Wassergräben außerhalb des Pro- jektgebietes feststellbar. Die konstatierten Verbesserungen sind demnach nicht das direkte Ergebnis der durchgeführten Maßnahmen. Wahrscheinlich haben sich die Witterungsbedin- gungen im Messzeitraum positiv ausgewirkt.

Die Phosphorkonzentration im deutschen Teil der Bovenslinge ist in Höhe der Grenze mäßig bis unzureichend. In der Nähe von Aalten stimmt die Phosphorkonzentration in der Bovens- linge wieder. Auch im Ratumsebeek und im Willinkbeek ist die Phosphorkonzentration mä- ßig. Eine Ausnahme hierzu bilden die Phosphorkonzentrationen stromauf- und stromabwärts des Klärwerks Winterswijk. Diese haben sich nach Renovierung des Klärwerkes deutlich verbessert. In den kleineren, wertvollen Wassergräben im Projektgebiet (Osink-Bemer beek, Limbeek, Siepersbeek) entspricht die Phosphorkonzentration an einer Vielzahl von Stellen den niederländischen Vorgaben.

Zusätzliches Monitoring in der Schlinge

In Rücksprache mit dem LANUV und dem Kreis Borken hat die Waterschap 2012 selbst Messungen in der Schlinge durchführt und die ermittelten Konzentrationen anhand der nie- derländischen Normen überprüft. An drei Stellen wurden während des Sommerhalbjahres einige Stoffe, u. a. N und P, zu 6 Terminen gemessen. Das LANUV hat selbst im Zeitraum von April 2012 bis Februar 2013 neun Messungen in der Schlinge an zwei weiteren Stellen durchgeführt (Abb. 4–5).

BOSDLD02 BOS00 / BS30 BS27 BOSSUD BS28

BOSDLD01

BS29 BOSOED

Abb. 4–5: Messstellen an der Schlinge im Bereich Südlohn / Oeding (BS27 bis BS30 = LANUV- Gütemessstellen; BOS… = gesonderte Waterschap-Messstellen 2012 für Makro- zoobenthos und Gewässergüte) Kartengrundlage: tim-online.nrw.de, © Bezirksregierung Köln, Abteilung GEObasis.nrw

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Tab. 4–4: Wasserqualität im deutschen Teil der Schlinge im Jahr 2012 Messstellen Parameter BOS00* BS29** BOSDLD01* BS28** BOSDLD02* Fließrichtung Abfluss ZKA Südlohn

Ntotal [mg/l] 6,94 5,48 5,47 5,36 5,07 NH4-N [mg/l] 0,15 0,14 0,48 0,13 0,18 NO2-N [mg/l] 0,10 0,06 0,05 0,06 0,06 NO3-N [mg/l] 4,95 5,03 4,05 5,26 3,93 Ptotal [mg/l] 0,16 0,14 0,08 0,11 0,07 Cl [mg/l] 74,6 68,7 80,2 40,6 36,8 SO4 [mg/l] 50,3 66,0 62,2 61,5 51,2 Bewertung nach niederländischen Normen (vgl. Tab. 4–1) mäßig gut * Mittelwerte der Messungen im Sommerhalbjahr (April bis September) ** Mittelwerte der Messungen von April 2012 bis Anfang Februar 2013

Aus den Messungen der Waterschap ergibt sich, dass das Ergebnis für Stickstoff an allen drei Stellen in der Schlinge nach niederländischen Normen 'mäßig' ist. Die Phosphatkonzent- ration ist ausschließlich an der Grenze mäßig. Aus dem Vergleich der Daten der einzelnen Messstellen untereinander ergibt sich, dass die N- und P-Gehalte leicht ansteigen, nachdem die Schlinge das Gebiet zwischen Südlohn und Oeding durchflossen hat, was auf Beeinflus- sung u. a. durch die Landwirtschaft schließen lässt.

Der Einfluss des Klärwerks Südlohn ist sichtbar in Form der starken Konzentrationserhöhung von Chlorid, was wahrscheinlich auf die Eisenchloriddosierung zur P-Fällung beim Klärpro- zess zurückgeführt werden kann. Weiterhin sind die Sulfatkonzentrationen unterhalb des Klärwerks Südlohn erhöht. Auch hat die Waterschap im Jahr 2012 die ökologische Qualität (Makrofauna) erfasst. Dies erfolgte an zwei Standorten: einmal stromaufwärts von Südlohn (BOSSUD) und einmal vor Oeding (BOSOED), unterhalb der Einleitungsstelle des Klärwerks von Südlohn. Daraus geht hervor, dass die Makrofauna stromaufwärts von Südlohn mit 'gut' und stromaufwärts von Oeding mit ‘mäßig’ zu bewerten ist. Diese Längsdifferenzierung lässt sich zum einen auf Veränderungen des Gewässerbettes zurückführen. Unterhalb der Quelle fließt die Schlinge noch durch ein einigermaßen naturnahes Gewässerbett. Im weitren Bachverlauf ist das Ge- wässerbett und die Laufentwicklung zunehmend anthropogen überprägt. Die Schlinge ist ka- nalisiert und der Gewässerquerschnitt überdimensioniert. Auch die Einleitungen des Klär- werks beeinträchtigen die ökologische Qualität deutlich. Dies zeigt sich u. a. anhand des Makrophytenbesatzes und der Schlammmenge im Gewässerbett. Die nachgewiesenen Ar- ten des Makrozoobenthos sind tabellarisch in Anlage 6 aufgeführt.

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4.2 Messergebnisse zu Hof- und Siloflächenabläufen 4.2.1 Projektgebiet Südlohn Die Abläufe von Hof- und Siloflächen tragen zu Stoffeinträgen in die Oberflächengewässer bei. Um das Ausmaß dieser Einträge einordnen zu können, wurden von Kruse (2012)19 im Jahr 2011 Wasserproben aus 3 Absetzbecken und 2 Pflanzenklärteichen gewonnen. Die Absetzbecken und Pflanzenklärteiche liegen zwischen den versiegelten Hof- und Siloflächen und den Vorflutern, um eine Vorreinigung der Abwässer vor der Einleitung zu erreichen. Die Vorflut wird bei allen drei untersuchten Fällen von nicht permanent Wasser führenden Grä- ben übernommen. Prinzipskizzen der untersuchten Reinigungssysteme sind der nachste- henden Abbildung zu entnehmen. Die Probenahmestellen sind in Tab. 4–5 kurz charakterisiert. P1 Pflanzenklärteich

P2 Pflanzenklärteich

D1 bis D3 Beton-Absetzbecken

Abb. 4–6: Schemazeichnungen der Vorreinigung der Abwässer von Hof- und Siloflächen (Kruse 2012)

19 Franziska Kruse (2012): Ermittlung der Einträge durch Hofabläufe und Vergleich mit weiteren Einträgen in das Wassereinzugsgebiet Schlinge (NRW/ Niederlande). Masterarbeit an der Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur der Hochschule Osnabrück.

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Tab. 4–5: Charakteristika der Probenahmestellen (Kruse 2012, ergänzt) Mess- Betriebstyp Angeschlossene Reinigungs- Größe des Bemerkungen stelle Fläche [m²] * typ Beckens P1 Milchvieh, Hof: 1.687 Pflanzen- ca. 400 m² Schilf, Rohrkolben, Seggen. Schweine- u. Dach: 5.367 klärteich ca. 0,50 m Bei steigendem Wasserspiegel si- Bullenmast (Siloflächen entwässern ckert das Wasser durch einen nicht in den Pflanzen- Kiesdamm in das Gewässer. klärteich) Beprobung des Ablaufs in den Graben. P2 Rinder- und Hof: 5.500 Pflanzen- ca. 220 m² Schilf, Rohrkolben, Seggen. Schweinemast Dach: 4.000 klärteich ca. 1,2 m Bei steigendem Wasserspiegel Silo: 1.600 läuft das Wasser durch Rohr in das Gewässer. Beprobung im Klärteich vor dem Ablaufrohr. D1 Hof: 1.277 3-Kammer- 10 m³ Beprobung der 3. Kammer Dach: 2.419 Becken D2 Milchvieh, Hof: 1.696 3-Kammer- 10 m³ Beprobung der 3. Kammer Schweinemast Dach: 6.604 Becken D3 Silo: 2.354 3-Kammer- 18,5 m³ Beprobung der 3. Kammer Becken * Datengrundlage sind die Angaben von Kruse (2012) zur Berechnung der Abflussvolumina.

Das Untersuchungsprogramm von Kruse (2012) wurde im Jahr 2012 fortgesetzt. An den gleichen Messstellen wurden an 6 Terminen zwischen Juli und Dezember 2012 Wassergü- teparameter gemessen. Die Untersuchungen umfassten die Messung folgender Parameter:

 pH, elektrische Leitfähigkeit und Sauerstoff (Sättigung und Konzentration) mit einem Feldmessgerät

 TNb (Gesamtstickstoff), NO3-N, NH4-N, NO2-N  Pges, ortho-P

 CSB und TOC (TOC nur in 2012)

 Cu und Zn (nur in 2011) Es wurden keine Ablaufmengen bestimmt.

Ergebnisse der Konzentrationsmessungen

Einen Überblick über die Spannweite der Analyseergebnisse der erfassten Hofabläufe vermittelt Tab. 4–6.

Die Ablaufkonzentrationen sind zumeist auffällig erhöht. Zwischen den einzelnen Messstel- len treten zum Teil große Unterschiede auf. Messstelle D3 hebt sich auffällig durch sehr hohe Messwerte von den anderen Messstellen an (siehe weiter unten zum grafischen Ver- gleich). Bei den mineralischen Stickstoffparametern weist Ammonium durchweg die höchs- ten Konzentrationen auf. Aus dem Vergleich der Konzentrationssumme der mineralischen Stickstoffparameter und der totalen Stickstoffkonzentration (TNb) wird offenkundig, dass auch bedeutende N-Anteile organisch gebunden sind.

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Tab. 4–6: Statistische Kennwerte der Analyseergebnisse der erfassten Hofabläufe 2011 bis 2012

Einheit N MIN MAX Mittelwert Median 10. P 90. P sd cv P1

NO3-N mg/l 10 0,08 0,6 0,2 0,1 0,1 0,6 0,2 101

NO2-N mg/l 10 0,002 0,080 0,015 0,010 0,002 0,022 0,024 162

NH4-N mg/l 10 3,3 61,0 27,0 18,5 9,2 56,5 20,9 77 TNb mg/l 10 7,9 71,0 34,5 28,0 12,1 70,1 24,3 70

POrtho mg/l 10 1,5 18,5 8,1 6,2 2,2 16,3 6,2 76

Pges mg/l 10 5,4 22,4 12,4 12,3 5,8 19,8 5,8 46 pH - 8 6,3 6,8 6,5 6,5 6,3 6,7 0,2 3 el. LF µS/cm 8 269 1.640 619 385 269 1.284 506 82 CSB mg/l 10 59 1.440 355 200 65 678 421 119 TOC mg/l 63 510 186 126 77 355 167 90 63 P2

NO3-N mg/l 10 0,08 1,2 0,3 0,1 0,1 0,7 0,4 115

NO2-N mg/l 10 0,002 0,060 0,016 0,010 0,002 0,042 0,020 125

NH4-N mg/l 10 6,4 36,0 13,4 11,9 6,8 18,0 8,6 64 TNb mg/l 10 11,9 66,0 23,7 18,5 12,7 30,9 15,8 66

POrtho mg/l 10 1,6 11,9 3,4 2,6 1,6 5,6 3,1 90

Pges mg/l 10 3,1 14,4 6,6 5,7 3,1 9,7 3,5 54 pH - 8 6,37 7,4 7,0 7,0 6,7 7,4 0,3 5 el. LF µS/cm 8 275 1.189 554 425 310 896 307 55 CSB mg/l 10 51 1.240 290 168 52 492 355 122 TOC mg/l 6 34 440 134 74 42 285 154 115 D1

NO3-N mg/l 9 0,08 4,0 1,2 0,4 0,1 2,8 1,5 125

NO2-N mg/l 9 0,002 1,060 0,314 0,090 0,002 1,012 0,435 139

NH4-N mg/l 9 0,6 18,0 4,7 1,3 0,7 11,4 6,0 126 TNb mg/l 9 4,6 50,0 13,8 7,1 4,9 25,2 14,5 106

POrtho mg/l 9 0,3 15,7 3,0 1,5 0,6 5,7 4,9 164

Pges mg/l 9 0,8 17,5 6,0 4,9 1,4 10,7 5,1 86 pH - 8 5,7 7,4 6,9 6,9 6,5 7,4 0,5 8 el. LF µS/cm 8 197 1.074 440 371 247 681 277 63 CSB mg/l 9 66 1.510 287 146 69 519 464 162 TOC mg/l 5 15 510 137 44 17 346 211 154 D2

NO3-N mg/l 9 0,11 9,0 1,7 0,6 0,1 3,9 2,8 165

NO2-N mg/l 9 0,002 3,040 0,905 0,650 0,002 2,088 1,035 114

NH4-N mg/l 9 1,6 10,0 4,8 3,1 1,7 10,0 3,5 74 TNb mg/l 9 7,0 24,0 14,4 14,0 8,6 19,2 5,2 36 POrtho mg/l 9 0,5 3,6 1,6 1,0 0,8 3,4 1,1 71

Pges mg/l 9 1,2 10,1 3,9 3,0 1,3 7,3 3,0 76 pH - 8 6,2 7,8 7,2 7,3 6,8 7,7 0,5 7 el. LF µS/cm 8 388 785 578 567 400 783 155 27 CSB mg/l 9 74 565 185 152 76 288 152 82 TOC mg/l 5 15 180 58 28 19 124 69 119

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Einheit N MIN MAX Mittelwert Median 10. P 90. P sd cv D3

NO3-N mg/l 9 0,125 0,6 0,3 0,3 0,1 0,6 0,2 67

NO2-N mg/l 9 0,002 0,350 0,068 0,015 0,002 0,158 0,114 168

NH4-N mg/l 9 27,0 150,0 109,6 130,0 71,9 142,0 39,0 36 TNb mg/l 9 74,0 440,0 259,3 250,0 166,8 352,0 102,2 39

POrtho mg/l 9 12,7 86,7 52,7 51,9 28,9 77,3 22,3 42

Pges mg/l 9 21,3 347,0 129,1 79,0 39,6 230,2 105,0 81 pH - 8 4,6 8,3 6,0 5,7 5,0 7,2 1,2 20 el. LF µS/cm 8 1.205 4.940 3.210 3.119 2.285 4.240 1.063 33 CSB mg/l 9 1.700 11.393 5.955 6.384 3.148 8.065 2.733 46 TOC mg/l 5 580 2.200 1.380 1.250 848 1.968 592 43

In den nachfolgenden Abb. 4–7 bis Abb. 4–9 werden exemplarisch die Ergebnisse für NH4, TNb, ortho-P, Pges, elektrische Leitfähigkeit und CSB wiedergegeben. In der Anlage 5 sind Abbildungen für die anderen Analyseparameter zusammengestellt.

Im Vergleich der Probenstellen untereinander fällt Probestelle D3 durch sehr hohe Ablauf- werte auf. Die Ergebnisse der Stelle D3 sind als kleine Grafiken mit anderer y- Achseneinteilung in die Abbildungen eingebettet, weil aufgrund der großen Konzentrations- unterschiede die Ergebnisse ansonsten nicht mehr gut abgelesen werden könnten. D3 wird mit Abwässern einer Silofläche gespeist. Die Konzentrationen liegen zumeist 10- bis 20-fach über den Konzentrationen der anderen Messstellen. Beispielsweise schwankten die CSB- Konzentrationen zwischen ca. 1.700 und 11.000 mg/l. Die anderen Messstellen wiesen eine Spanne zwischen ca. 50 und 1.500 mg CSB/l auf. Auch die Ammoniumkonzentrationen sind mit maximal 150 mg/l und durchschnittlich rund 110 mg/l extrem stark erhöht.

Im Gegensatz zur Messstelle D3 sind die Abläufe der beiden anderen Beton- Dreikammersysteme (D1 und D2) durch deutlich geringere Konzentrationen gekennzeichnet. Hierin spiegelt sich die geringere Belastung der angeschlossenen Dach- und Hofflächen wider. Gleichwohl treten auch an den Messstellen D1 und D2 an einzelnen Terminen sehr hohe Konzentrationen auf. Beispielsweise wurden am 30. Oktober 2012 Konzentrationsspitzen an der Messstelle D1 erfasst mit 18 mg NH4/l, 50 mg TNb/l, 17 mg Pges/l oder auch 1.510 mg CSB/l.

Die Abläufe aus den Pflanzenklärteichen (P1 und P2) zeichnen sich durch sehr große Kon- zentrationsschwankungen aus. So schwankt zum Beispiel die CSB-Belastung zwischen minimal ca. 50 bis 60 mg/l und ca. 1.200 bzw. 1.400 mg/l. Diese großen Schwankungen werden unter anderem auf die jeweilige Belastungssituation des Zulaufs zu den Klärteichen zu- rückzuführen sein. Die Hofflächen waren während der Probenahme unterschiedlich sauber, je nach Witterung und anstehenden Arbeiten. Weiterhin ist auffällig, dass die Ablaufkonzentrationen der Pflanzenklärteiche zumeist über den Konzentrationen der Dreikammer-Systeme D1 und D2 liegen. In beiden Systeme wird

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nach den Angaben der Landwirte ausschließlich bzw. weitgehend nur Abwasser von Hof- und Dachflächen eingeleitet. Insofern sollten die nicht erfassten Einleitkonzentrationen vergleichbar sein. Wenn die Annahme zuträfe, dass die Einleitkonzentrationen in beide Syste- me in etwa gleich sind, dann resultierten die höheren Ablaufkonzentrationen aus den Pflan- zenklärteichen aus einer geringeren Reinigungsleistung. Diese Schlossfolgerung wider- spricht jedoch den fachlichen Erwartungen (vgl. z. B. Blumberg 2007a und 2007b 20). Im Re- gelfall weisen belebte Abwasserreinigungssysteme höhere Reinigungsraten auf als unbeleb- te Systeme wie die Dreikammer-Systeme D1 bis D3. Aus diesem Grund ist davon auszugehen, dass die Zulaufkonzentrationen und -frachten in die Pflanzenklärteiche mit großer Wahrscheinlichkeit höher sind als die Zulaufkonzentrationen in die Dreikammersysteme D1 und D2.

Im Vergleich der Jahre 2011 und 2012 sind die Konzentrationen im Jahr 2012 zumeist hö- her. Wahrscheinlich sind Witterungsunterschiede der beiden Jahre für die unterschiedlichen Konzentrationen mit verantwortlich. So sind beispielsweise die deutlich höheren Ablaufkon- zentrationen im August 2012 mit den im Vergleich zum Vorjahr höheren Temperaturen und niedrigeren Niederschlägen erklärbar (vgl. Abb. 2–7). Weiterhin sind die hohen CSB- Konzentrationen im Oktober und vor allem Dezember 2012 sicherlich auf den temperaturab- hängigen Rückgang der biologischen Reinigungsleistung zu interpretieren.

20 Blumberg, M. (2007a): Naturnahe Abwasserentsorgung im ländlichen Raum. gwf Wasser  Abwasser 148(2007) Nr.6, S. 431- 435. Blumberg, M. (2007b): Dezentrale Abwasserkonzepte auch innerhalb einer geschlossenen Ortslage. Wasser und Abfall 112007, S. 40-46.

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NH4-N 70 Pflanzenklärteiche Absetzbecken

60 NH4-N 140

50 120

100

40 80

mg/l 40 30 20

0 20 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 D3

0 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 P1 P2 D1 D2 D3 TNb 100

90 TNb 450 Pflanzenklärteiche Absetzbecken 80 400

350 70 300

60 250

200 50

mg/l 150

40 100

50 30 0

20 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 D3 10

Abb. 4–7: NH4- und TNb-Konzentrationen der erfassten Hofabläufe 2011 bis 2012

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ortho-P 20 Pflanzenklärteiche Absetzbecken ortho-P 18 90

80 16 70

14 60

50 12 40

10 30 mg/l 20

8 10

0 6 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 4 D3

Pflanzenklärteiche Absetzbecken Pges 350 40

300

250 30 200

150 mg/l

20 100

0 10 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 D3

Abb. 4–8: ortho-P- und Pges-Konzentrationen der erfassten Hofabläufe 2011 bis 2012

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Leitfähigkeit 1.640 1.200

Pflanzenklärteiche Absetzbecken Leitfähigkeit 1.000 5.000 4.500

4.000 800 3.500 3.000

2.500

600 2.000

µS/cm 1.500

1.000

400 500 0 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 200 D3

CSB 1.440 1.240 1.510 1.000

CSB Pflanzenklärteiche Absetzbecken 12.000

11.000 800 10.000

9.000

8.000

7.000

600 6.000

5.000

4.000 mg/l 3.000

400 2.000

1.000

200 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 D3

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Schätzungen der Jahresfrachten

Die Konzentrationen wurden mit unterstellten Ablaufvolumen (Fläche x Ablaufbeiwert x Jah- resniederschlag) und weiteren Annahmen zu Reinigungssystemen im Projektgebiet über- schlägig zu Jahresfrachten hochgerechnet (vgl. Berechnungsansatz Kruse 2012).

Datenannahmen (vgl. Kruse 2012, modifiziert):

 Jahresniederschlag (langjähriges Mittel Station Bocholt, Abb. 2–7) (JN): 812 mm  Anzahl landwirtschaftlicher Betriebe (Höfe) im Einzugsgebiet: 518

 Summe der versiegelten Betriebsflächen im Einzugsgebiet (Ages): 170 ha

 Fläche der Hof-/Dachflächen im Einzugsgebiet (80 % von Ages) (Ahd): 136 ha

 Fläche der Siloflächen im Einzugsgebiet (20 % von Ages) (As): 34 ha  Abflussbeiwerte der versiegelten Betriebsflächen (ψ): 0,6

 Abwasserreinigungssysteme von Hof-, Dach- und Siloflächen im Einzugsgebiet:

o Anteil „Stopfensystem“ mit Dreikammer-Absetzbecken (DK-%), vergleichbar D1 bis D3: 80 %

o Anteil „Pflanzenklärteiche“ (PK-%): 10 % o Anteil ohne Reinigungssystem (oR-%): 10 %  Unterstellte Ablaufkonzentrationen: Minimale und maximale Konzentrationen, die jeweils an den 10. und 90. Perzentilen orientiert sind (unter fachlichen Gesichtspunkten auf- bzw. abgerundet). Diese unterstellten Konzentrationen werden zur Kalkulation der minimal und maximal zu erwartenden Frachten verwendet. Konz_PKmin = minimale Konzentration Pflanzenklärteiche Konz_PKmax = maximale Konzentration Pflanzenklärteiche Konz_DKmin = minimale Konzentration Dreikammersystem Konz_DKmax = maximale Konzentration Dreikammersystem Konz_oRmin = minimale Konzentration ohne Reinigungssystem Konz_oRmax = maximale Konzentration ohne Reinigungssystem Betrachtetet werden die Frachten exemplarisch für TNb, Pges und CSB. Die unterstellten Konzentrationen sind in Tab. 4–7 zusammengestellt.

Die Ermittlung der minimalen Jahresfracht der derzeit im Einzugsgebiet vorhandenen Pflan- zenklärteiche erfolgt mit Hilfe folgender Gleichung; sinngemäß werden die maximalen Frach- ten und die Frachten für die beiden anderen Systeme kalkuliert. Die getrennt für die drei Ab- wasserreinigungssysteme DK, PK und oR berechneten Jahresfrachten werden aufsummiert und als Schätzwert der Gesamtfrachten der IST-Situation interpretiert. Geschätzte minimale Jahresfracht Pflanzenklärteiche „IST-Situation“ =

(Ahd  JN  ψ  PK-%  Konz_PKmin + As  JN  ψ  PK-%  Konz_PKmin) / 10.000

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Tab. 4–7: Zur Frachtermittlung unterstellte Konzentrationen [mg/l]* Minimum Maximum Pflanzenklärteiche, Hof-Dachflächen in Anlehnung an P1 und P2 TNb 10 50 Pges 3 15 CSB 50 600 Pflanzenklärteiche, Siloflächen (P1+ P2 mal 6) TNb 60 300 Pges 18 90 CSB 300 3.600 Dreikammer-System, Hof-Dachflächen in Anlehnung an D1+D2 TNb 7 22 Pges 2 10 CSB 75 400 Dreikammer-System, Siloflächen in Anlehnung an D3 TNb 170 360 Pges 40 250 CSB 3.200 8.100 kein System, Hof-Dachflächen in Anlehnung an D1+D2 mal 2 TNb 14 44 Pges 4 20 CSB 150 800 kein System, Siloflächen in Anlehnung an D3 mal 2 TNb 340 720 Pges 80 500 CSB 6.400 16.200 * Unterstellte Ablaufkonzentrationen: Minimale und maximale Konzentrationen, die jeweils an den 10. und 90. Perzentilen orientiert sind (unter fachlichen Gesichtspunkten auf- bzw. abgerundet).

Weiterhin werden Stofffrachten geschätzt unter der Annahme, dass alle Betriebe im Ein- zugsgebiet über ein identisches Abwasserreinigungssystem verfügen, also PK, DK oder oR auf allen Betrieben zum Einsatz kämen. Die Ergebnisse der vergleichenden Frachtberech- nungen sind in Abb. 4–10 dargestellt. Bei den Frachtschätzungen ist zu beachten, dass den Berechnungen mangels belastbarer Daten viele Annahmen zugrunde liegen. Aus diesem Grund sind die Frachtschätzungen sehr unsicher.

Für die IST-Situation wird eine TNb-Fracht von minimal 34 und maximal 82 t/a geschätzt. Diese Jahresfrachten würden sich auch nicht wesentlich ändern, wenn alle Betriebe entweder über einen Pflanzenklärteich oder über ein Dreikammer-System verfügten. Lediglich die minimale TNb-Fracht beim Szenario Pflanzenklärteich halbierten sich im Vergleich zur IST- Situation. Deutliche Frachtzunahmen ergäben sich, wenn alle Betriebe im Gebiet kein Reini- gungssystem verwendeten. In diesem Fall wären ungefähr doppelt so hohe TNb-Frachten zu erwarten.

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Günstiger stellt sich die Situation bei den Pges- und CSB-Frachten dar. Hier würde eine flä- chendeckende Einführung der Pflanzenklärteiche sowohl die minimal als auch die maximal zu erwartenden Jahresfrachten sehr deutlich reduzieren. Im Gegensatz dazu brächte eine flächendeckende Einführung des Dreikammersystems keine bedeutsame Veränderung im Vergleich zur IST-Situation. Umgekehrt führte der flächendeckende Verzicht auf Reinigungs- systeme wiederum zu einer ungefähren Verdopplung der geschätzten minimalen bzw. maximalen Jahresfrachten.

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160 Min Max 148 140

120

100

80 82 83

TNb [t/a] 74 60 66

34 33 20 17 0 120 Min Max

100 96

60 Pges [t/a] 51 48 40

20 25 16 8 8 5 0 2.500 Min Max 2.319

2.000

1.500

CSB [t/a] 1.188 1.160 1.160 1.000

500 588 580

282 83 0 IST-Situation Pflanzenklärteiche 3-Kammer-System kein System Abb. 4–10: Vergleichende Frachtschätzungen für TNb, Pges und CSB

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4.2.2 Projektgebiet Winterswijk Im Projektgebiet Winterswijk haben 3 Betriebe die Hofentwässerungsgräben von den Ober- flächengewässern getrennt. Stattdessen wird der Abfluss von Hof- und Silolagerflächen län- ger in den Entwässerungsgräben festgehalten und kann damit (teilweise) in den Boden infiltrieren (Senkgraben). Bei einem Betrieb wurde eine Entwässerungsrinne zwischen der Hof- fläche und dem Wassergraben angelegt und mit Schilf- und anderen Pflanzenarten bepflanzt, damit dieser als Helophytenfilter fungiert (Sumpfpflanzenfilter bzw. Agrowadi). Drei andere Betriebe haben ihre Höfe angepasst und lassen das verunreinigtes Wasser von den Hof- und Siloflächen jetzt in den Güllekeller fließen. Die Betriebe mit angepassten Entwässerungsgräben (Senkgräben) haben selbst einige Messungen von Nährstoffkonzentrationen in diesen Gräben durchgeführt. Die wenigen Messergebnisse zeigen, dass die Konzentrationen an Phosphat und Ammoniak in den Sink- gräben in Hofnähe hoch sind und in weiterer Entfernung um ca. 50-70% abnehmen.

Eine mögliche effektive Maßnahme, die bisher allerdings nicht durchgeführt wurde, wäre die Verlegung der Maissiloplatten. Bei 9 Betrieben liegen ein oder mehrere Siloplatten unmittelbar neben einem Graben oder Gewässer. Damit ist ein großes Risiko der Abspülung ver- bunden. Würden die Siloplatten weiter weg von den Gewässern verlegt, dann wäre das wasserwirtschaftlich positiv zu bewerten.

4.2.3 Bewertung der Ergebnisse Die exemplarischen Messungen der Ablaufkonzentrationen und die daraus geschätzten Nährstofffrachten machen deutlich, dass über die Hof- und Siloflächen erhebliche Frachten in die Oberflächengewässer gelangen können. Pflanzenkläranlagen und Agrowadis bewirken offensichtlich eine deutliche Reduzierung der Nährstoffkonzentrationen und -frachten, ohne das die Reinigungswirkungen anhand der bisherigen Ergebnisse abschließend beurteilt werden kann. Dafür sind die Ergebnisse der bis zu 10 Einzelmessungen nicht einheitlich genug Weiterhin fehlen Daten zu den Zulaufkonzentrationen und -fachten, so dass die Reinigungs- leistungen der bestehenden Systeme nicht bestimmt werden kann.

Offensichtlich ist jedoch, dass keines der untersuchten Systeme eine vollständig befriedi- gende Reinigungsleistung gewährleisten kann. Dazu sind die mittleren und maximalen Ab- laufkonzentrationen zu hoch. Um die Ablaufkonzentrationen und -frachten deutlich zu reduzieren erscheinen folgende zwei Maßnahmen besonders zielführend:

 Die Anlagengröße und Anlagensysteme der Abwasserreinigung ist anhand der angeschlossenen Flächengrößen und der Zulaufkonzentrationen und -fachten zu bemessen. Die untersuchten derzeitigen Systeme sind für die Belastungen offenkundig zu klein di- mensioniert, wie die hohen Ablaufkonzentrationen belegen. Es empfiehlt sich eine Kom- bination aus Absetzbecken und Nachgeschaltetem Pflanzenklärteich oder bewachsenen

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Bodenfilter, um die Filterleistung so zu verbessern, dass die Ablaufkonzentrationen in wasserwirtschaftlich unkritische Bereiche angesenkt werden können.

 Gleichzeitig ist die Belastung des Zulaufs durch regelmäßige und häufige Reinigungen der befestigten Flächen soweit wie möglich zu senken. Mit dieser Maßnahme können Überlastungen der Reinigungssysteme vermieden werden.

Zum Teil liegen praktische Erfahrungen zu Reinigungssystemen von Hof- und insbesondere Siloflächenabwässern vor (Blumberg 2007a21). Auch die Empfehlungen der FLL zum Bau von Pflanzenkläranlagen22 können herangezogen werden. Diese Erfahrungen sollten im Pro- jektgebiet mit Hilfe von Pilotanlagen umgesetzt werden.

4.3 Nmin-Untersuchungen 4.3.1 Projektgebiet Südlohn Die umfangreichen Nmin-Untersuchungen im deutschen Teilgebiet zu drei Terminen sind im Kap. 2.3.4 (Punkt 1) dokumentiert.

4.3.2 Projektgebiet Winterswijk Neben den technischen Maßnahmen wurde auch der mineralischer N-Gehalt im Boden am Ende der Vegetationsperiode bestimmt. In 2011 und in 2012 wurden jeweils im Herbst Bo- denproben in verschiedenen Tiefen genommen, um den mineralischen N-Gehalt nach der Ernte zu bestimmen. Die Ergebnisse wurden mit den Proben der deutschen Betriebe im Pro- jekt verglichen. Diese Betriebe nutzen ihre Nmin-Messungen, um eine gute, ausgewogene Düngung zu erzielen.

Der Herbst von 2011 kennzeichnete sich durch einen sehr trockenen November und einen sehr feuchten Dezember. In 2011 wurden die Proben zwischen dem 13. und dem 22. De- zember entnommen. Bei den deutschen Betrieben wurden sie Anfang November genommen. Wahrscheinlich war bei der späten Probenahme im niederländischen Projektgebiet bereits ein Teil des N durch Denitrifikation bzw. Auswaschung verloren gegangen. Die gemessenen Ergebnisse bei den niederländischen Betrieben waren 2011 in jedem Fall deutlich niedriger als bei den deutschen Betrieben (deutsche Nmin-Messungen siehe 2.3.4, 1. Punkt ‚ Nmin-Bodenproben’). In 2012 wurden die Proben zwischen dem 7 und dem 12. November entnommen, gleichzeitig mit den deutschen Probenahmen. In diesem Jahr gab es keine be- deutsamen Unterschiede zwischen die Nmin-Werten der deutschen und die niederländi- schen Flächen.

21 Siehe Fußnote 20, S. 92. Vergleiche auch http://www.blumberg-engineers.de/Einsatzgebiete_Oekosysteme _Oberflaechenabwaesser.html (Zugriff: 31.05.2013). 22 FLL (2007): Empfehlungen für Planung, Bau, Pflege und Betrieb von Pflanzenkläranlagen. http://www.fll.de

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Tab. 4–8 zeigt die durchschnittlichen Ergebnisse der Messungen auf Mais- und Sommerwei- zenschlägen sowie auf Grünlandschlägen.

Tab. 4–8: Durchschnittliche mineralische N-Gehalte (kg/ha) im Boden von Mais- und Som- merweizenschlägen sowie von Grünlandschlägen der Jahre 2011 und 2012, Bepro- bungstermine zwischen November und Dezember

Anbaufrucht Jahr Anzahl Düngung 0-30 cm 30-60 cm Gesamt (Vorfrucht) Parzellen Mais 2011 7 Konventionell 7,3 24,6 31,9 Mais 2012 5 Konventionell 15,0 24,4 39,4 Mais 2012 12 Konventionell und mit 15,7 22,8 38,5 Maßnahme* Sommerweizen mit 2011 3 Konventionell 2,7 2 4,7 nachfolgender Zwischenfrucht Gras 2011 9 Konventionell 8,2 7,9 16,1 Gras 2012 11 Konventionell 12,4 14,5 26,9 Gras 2012 16 Konventionell und mit 11,2 13,1 24,3 Maßnahme** * Maßnahmen im Mais: Piadin, Reihendüngung und Verzicht auf Gülle im Herbst. ** Maßnahmen im Gras: Piadin, Uferrandstreifen und Verzicht auf Gülle im Herbst.

Die Nmin-Gehalte der Ackerlandparzellen mit früh gesäter Gründüngung sind am geringsten, gefolgt von den Grünlandparzellen. Die Maisparzellen weisen die höchsten Gehalte auf.

Die Nmin-Proben des Jahres 2011 wurden auf Ackerschlägen mit konventioneller Düngung (Gülle und Mineraldünger) gewonnen. Darunter befanden sich auch Ackerschläge, auf denen Minderungsmaßnahmen durchgeführt wurden. Insgesamt betrachtet zeigten sich zwischen den Varianten keine großen Unterschiede. Jedoch traten auf Maisschlägen, die mit Gülle und Piadinzusatz gedüngt wurden, Nmin-Gehalte auf, die im Vergleich zur Gülledün- gung ohne Piadin um 8-9 kg N/ha höher lagen. Im Gegensatz dazu sank der Nmin-Gehalt um 6-7 kg N/ha im Vergleich zur konventionellen Düngung, wenn auf eine Gülledüngung ganz verzichtet wurde.

Der Piadinzusatz zur Gülle wirkt sich auf dem Grünlandschlag anders aus als bei den Acker- schlägen. Bei einer Gülledüngung mit Piadin war der Nmin-Gehalt 8-9 kg N/ha niedriger als bei Gülle ohne Piadin.

Unter den nicht beweideten Grünlandstreifen war der Nmin-Gehalt in der Bodenschicht 0- 30 cm um 7 kg N/ha und in der Gesamtschicht 0-60 cm um 5 kg N/ha niedriger als unter dem beweideten Grünland.

Anmerkung: Die Zahlen im Text basieren teilweise auf Messdaten einzelner Maßnahmen, wohingegen in der Tab. 4–8 Mittelwerte aller Messwerte aufgeführt sind. Die daraus resultie-

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renden Differenzen können nachträglich nicht mehr aufgelöst werden, weil die Originaldaten nicht zur Verfügung stehen.

4.3.3 Bewertung der Ergebnisse Die Nmin-Untersuchungen sind für die Bewertung landwirtschaftlicher Bewirtschaftungs- maßnahmen im Hinblick auf ihre Nährstoffeffizienz gut geeignet. Wie bereits im Kap. 2.3.4, Punkt 1 dargelegt, geben späte Frühjahrsmessungen auf Maisparzellen Ausschluss über einen möglichen Stickstoffbedarf, der dann gezielt zum Mais Anfang Juni ausgebracht werden kann. N-Auswaschungspotenziale über die sickerwasserreiche Winterperiode werden sehr gut mit den Herbst-Nmin-Messungen erfasst. Wenn derartige Herbst-Messungen langjährig vorliegen, können unterschiedliche Bewirtschaftungsmaßnahmen – wie zum Beispiel Zeitpunkt und Art des Zwischenfruchtanbaus, der organische Düngung, der Beweidung oder auch der Bodenbearbeitungsverfahren – hinsichtlich ihrer Wirksamkeit zur Reduzierung der N- Auswaschung bewertet werden. Zum Teil deuten sehr hohe Nmin-Gehalte auf eine überhöhte Düngung und / oder sehr hohe Mineralisationsraten hin. Der bodenbürtige Nmin-Anteil kann beispielsweise durch eine reduzierte Bodenbearbeitung gesenkt werden. Weiterhin können der Anbau von Zwischen- früchten – insbesondere von winterharten Zwischenfrüchten (vgl. Kap. 2.3.4, Maßnahme Nr. 5 „Anbau winterharter Zwischenfrüchte“) – hohe Nmin-Restwerte nach der Ernte oder Mine- ralisationsschübe effektiv auffangen, so dass die Auswaschungsverluste sinken. Diese Maß- nahmen werden bereits von den Landwirten umgesetzt und sollten nach Möglichkeit eine noch breitere Anwendung finden.

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4.4 Dränwasseruntersuchungen 4.4.1 Projektgebiet Südlohn Im Projektzeitraum wurden zwei Flächen auf ihre Stoffkonzentrationen (N, P, Cd, Cu, Zn) im Dränabfluss untersucht. In Tab. 4–9 sind die Probenahmestellen charakterisiert. Im Untersu- chungszeitraum wurde nur sporadisch Dränabfluss auf den Versuchsflächen 2A und 2B beobachtet. Am 15. Dezember 2011 konnte erstmals Dränwässer gewonnen werden. An weiteren 5 Terminen im Jahr 2012 wurden Dränwasserproben gewonnen. Es ist darauf hinzuweisen, dass zu den Probenahmezeitpunkten zumeist geringe Dränabflüsse beobachtet wurden. Zum Teil waren einzelne Dräne trocken gefallen, so dass nicht für alle Dräne 6 Was- serproben vorliegen.

Die beiden untersuchten Ackerfläche 2A und 2B werden überwiegend mit Einzeldränsträn- gen entwässert. Die Versuchsfläche 2A hat einen kleineren Dränsammler mit mehreren Saugern; dieser Sammler entwässert unmittelbar an der Kreisstraße 14 in den Graben mit der Gewässerkennzahl 9283214. Einen optischen Eindruck von den Versuchsflächen und den Probennahmestellen vermitteln die Abb. 4–11 und Abb. 4–12. Die räumliche Lage geht aus Abb. 4–13 hervor.

Tab. 4–9: Dränage-Probenahmestellen

Proben- Ent- Gauß-Krüger- Charakterisierung des stelle Ackerfläche nahmeort Koordinaten Nutzung Abfluss Probenwassers – Schlag-Nr. – Rechts- Hoch- L/min wert wert 0,28 - BOR 1 2A Drän 1 2558954 5757860 leichte Gelb-/Braunfärbung 15,8 Acker- 0,34 - BOR 2 2A Drän 2 2559041 5757902 leichte Gelb-/Braunfärbung gras 1,80 leichte Gelb-/Braunfärbung BOR 3 (2A) Graben 1* – – – + Trübung Schwarz- 0,6 - BOR 4 2B Drän 3 2558412 5759175 leichte Gelb-/Braunfärbung brache 15,8 (Winter 0,25 - BOR 5 2B Drän 4 2558419 5759191 leichte Gelb-/Braunfärbung 2011), 12,3 Mais 2012 mit leichte Gelb-/Braunfärbung BOR 6 (2B) Graben 2 – – – Uferrand- + Trübung streifen * Gewkz. 9283214 (ohne Namen). Der „Graben 2“ hat keine Gewässerkennzahl.

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Drän 1

Drän 2

Abb. 4–11: Fotos von der Fläche 2A vom 15.12.2011. Oben: Ansicht in Richtung Kreisstraße 14. Unten: Detailansicht der beiden Dräne

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Drän 4

Drän 3

Abb. 4–12: Fotos von der Fläche 2B vom 15.12.2011. Oben: Ansicht vom Feldweg in nordöstli- che Richtung. Unten: Detailansicht der beiden Dräne

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BOR 6-1 BOR 5-1 BOR 4-1

BOR 2-1 BOR 1-1 BOR 3-1

Abb. 4–13: Flächen der Dränwasseruntersuchungen nördlich von Südlohn mit ungefährer Lage der Probenahmestellen

4.4.1.1 Nitrat und Ammonium Die Analyseergebnisse sind in Tab. 4–10 aufgeführt. Die beiden Dräne der Fläche 2A wiesen in ihren Abflüssen minimale Nitrat-N-Konzentrationen von 1,0 bzw. 2,3 mg/l auf; die maximalen Konzentrationen lagen bei 21,2 bzw. 21,9 mg/l. Im Abfluss aus Drän 3 der Fläche 2B schwankten die Nitrat-N-Konzentrationen zwischen minimal 0,6 und maximal 20 mg/l. Mit minimal 0,1 und maximal 3,5 mg NO3-N/l wurden im Drän 4 die niedrigsten Konzentrationen gemessen.

Die Nitrat-N-Konzentrationen in den beiden Gräben unterschritten die Konzentrationen der jeweiligen Dränagen, die in sie entwässern. Im Graben 1 betrug die maximale Nitrat-N- Konzentration 8,5 mg/l und nahm damit nur rund 40 % des Konzentrationsniveaus des Ab- flusses der Dräne 1 und 2 ein. Im Graben 2 wurden maximal 2,2 mg/l Nitrat-N erreicht, was 10 % des maximalen Konzentrationsniveaus des Abflusses des Dräns 4 entspricht.

Betrachtet man die Unterschiede zwischen den Probenahmeterminen, so fällt vor allem beim Dränabfluss und dem Graben der Fläche 2A eine deutliche Reduzierung der Nitrat-N- Konzentrationen von Dezember 2011 bis Oktober 2012 auf (Abb. 4–14). Anschließend stiegen die Konzentrationen wieder leicht an, ohne wieder das Ausgangsniveau aus dem De- zember 2011 zu erreichen. Bei der Fläche 2B zeigt sich ein ähnlicher Verlauf der NO3- Konzentrationen im Abfluss der Dräne 3 und des Grabens 2, jedoch weniger deutlich ausge- prägt. Die Dränage 4 lässt keinen Jahresgang der NO3-Konzentrationen erkennen.

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Abb. 4–15 sind die NO3-Konzentrationen in den Dränen und Gräben den Nmin-Gehalten ge- genübergestellt. Ein eindeutiger Zusammenhang zwischen den beiden Parametern ist nicht erkennbar. Gleichwohl können die hohen NO3-Konzentrationen in den Dränen im Dezember 2011 als Nachwirkungen der hohen Nmin-Gehalte der Vormonate interpretiert werden; dieser Zusammenhang drängt sich zumindest bei der Fläche 2A auf.

Tab. 4–10: Nitrat- und Ammoniumkonzentrationen in den Dränageabflüssen und Gräben (2011- 2012)

Drän 1 (2A) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv

NO3-N mg/l 7 2,3 21,2 8,0 5,2 2,84 16,22 6,75 85

NH4-N mg/l 7 0,02** 0,19 0,07 0,02 0,019 0,19 0,09 122 Drän 2 (2A) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv

NO3-N mg/l 6 1,0 21,9 7,9 6,1 1,75 15,93 7,78 98

NH4-N mg/l 6 0,02** 0,2 0,1 0,1 0,02 0,19 0,08 90 Graben 1 (2A) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv

NO3-N mg/l 7 1,5 8,5 4,5 4,2 2,04 7,00 2,49 56

NH4-N mg/l 7 0,02** 0,2 0,1 0,1 0,03 0,19 0,08 91 Drän 3 (2B) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv

NO3-N mg/l 6 0,6 20,0 7,1 5,6 1,65 14,11 6,86 96

NH4-N mg/l 6 0,02** 0,2 0,1 0,05 0,02 0,12 0,07 106 Drän 4 (2B) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv

NO3-N mg/l 4 0,1 3,5 1,2 0,6 0,13 2,66 1,44 123

NH4-N mg/l 4 0,02** 0,8 0,02 0,2 0,02 0,53 0,32 158 Graben 2 (2B) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv

NO3-N mg/l 5 0,1 2,2 1,3 1,7 0,32 2,12 0,92 69

NH4-N mg/l 5 0,02** 0,2 0,1 0,1 0,04 0,19 0,08 74 * Gewkz. 9283214 (ohne Namen). Der „Graben 2“ hat keine Gewässerkennzahl. ** Halber Wert der Bestimmungsgrenze.

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NO3-N

25 Fläche 2A Fläche 2B

15 mg/l

0 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 Dränage 1 Dränage 2 Graben 1 Dränage 3 Dränage 4 Graben 2

Abb. 4–14: Nitrat-N-Konzentrationen in den Dränageabflüssen und Gräben

300 30 Dränage 1 Dränage 2 2A Nitrat-N Dränage 3 2B Dränage 4 250 Graben 1 25 Graben 2 Bahnekamp (2A) Nmin Haselhoff (2B)

200 20

150 15 [mg/L] [kg N/ha]

100 10

50 5

0 0 Jul 12 Apr 12 Okt 12 Okt 11 Mai 12 Jun 12 Jan 12 Mrz 12 Mrz Feb 12 Nov 12 Dez 12 Nov 11 Dez 11 Aug 12 Sep 12 Aug 11 Sep 11

Abb. 4–15: Nmin-Ganglinie der Dauerbeprobungsfläche 2A und 2B sowie die Nitrat-N- Konzentrationen in den erfassten Dränageabflüssen dieser Flächen

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Die Ammonium-N-Konzentrationen in den Dränage- und Grabenabflüssen lagen überwie- gend im Bereich oder unter der Bestimmungsgrenze von 0,04 mg/l. Im Dränagewasser der Dränage 4 lag die maximale Konzentration einmalig bei 0,8 mg/l am 5. Oktober 2012. An- sonsten sind die ermittelten Ammonium-N-Konzentrationen unauffällig.

NH4-N 0,8 Fläche 2A Fläche 2B 0,7

0,6

0,5

0,4 mg/l

0,3

0,2

0,1

0,0 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 Dränage 1 Dränage 2 Graben 1 Dränage 3 Dränage 4 Graben 2

Abb. 4–16: Ammonium-N-Konzentrationen der Dränageabflüsse und Gräben

4.4.1.2 Phosphor

Die Pges-Konzentrationen im Dränageabfluss der Fläche 2A lagen bei maximal 0,2 bzw.

0,5 mg/l (Tab. 4–11). Die Pges-Konzentrationen im Graben 1 lagen mit maximal 6,6 mg/l deutlich über denen der Dränabflüsse.

Die Pges-Konzentrationen im Dränageabfluss der Fläche 2B lagen bei maximal 3,5 bzw.

0,2 mg/l. Im Graben wurde eine maximale Pges-Konzentration von 5,2 mg/l erreicht. Damit lag auch hier das Konzentrationsniveau im Graben über dem der Dränageabflüsse. Die maximalen Pges-Konzentrationen wurden im Juli 2012 nach einem Starkregenereignis (16 mm) erreicht (Abb. 4–17).

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Damit liegen diese Einzelmesswerte der Dränabflüsse im Bereich der vom Behrendt et al. (1999)23 unterstellten mittleren P-Konzentration im Dränabfluss von Sandböden, den die Au- toren anhand einer Literaturauswertung mit 0,2 mg/l bezifferten. Tetzlaff (2006)24 gibt für ge- dränte tonarme Sandböden unter landwirtschaftlicher Nutzung eine Spannweite von 0,06 bis

0,3 mg Pges/l an. Angesichts dieser Literaturwerte bewegen sich die erfassten Pges- Messwerte im Erwartungsbereich.

Tab. 4–11: Ortho-P- und Pges-Konzentrationen in den Dränageabflüssen und Gräben (2011- 2012)

Drän 1 (2A) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv ortho-P mg/l 7 0,008 0,2 0,1 0,04 0,01 0,11 0,05 93 Pges mg/l 7 0,0025 0,2 0,1 0,1 0,04 0,17 0,06 64 Drän 2 (2A) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv ortho-P mg/l 6 0,002 0,1 0,05 0,04 0,005 0,10 0,05 100 Pges mg/l 6 0,1 0,5 0,2 0,1 0,09 0,36 0,18 94 Graben 1 (2A) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv ortho-P mg/l 7 0,1 0,3 0,2 0,2 0,09 0,25 0,08 50 Pges mg/l 7 0,1 6,6 1,4 0,3 0,15 3,68 2,58 187 Drän 3 (2B) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv ortho-P mg/l 6 0,008 0,7 0,2 0,1 0,01 0,47 0,27 142 Pges mg/l 6 0,025 3,5 0,9 0,2 0,04 2,41 1,50 166 Drän 4 (2B) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv ortho-P mg/l 4 0,001 0,2 0,08 0,02 0,01 0,15 0,1 116 Pges mg/l 4 0,025 0,2 0,15 0,1 0,05 0,17 0,07 045 Graben 2 (2B) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv ortho-P mg/l 5 0,003 0,2 0,1 0,1 0,01 0,15 0,08 108 Pges mg/l 5 0,1 5,2 1,4 0,4 0,15 3,55 2,18 155

Das Maximum der ortho-P-Konzentrationen in den Dränageabflüssen und Gräben lag zwischen 0,1 und 0,3 mg/l. Lediglich im Dränageabfluss der Dränage 3 wurde einmalig eine maximale Konzentration von knapp 0,7 mg/l erreicht. Das Konzentrationsniveau in den Grä- ben entsprach weitgehend denen der Dränageabflüsse. Die maximalen Konzentrationen wurden bei den Dränagen 2, 3 und 4 im Juli 2012, bei der Dränage 1 und Graben 1 im Okto- ber 2012 erreicht.

23 Behrendt et al. (1999): Nährstoffbilanzierung der Flussgebiete Deutschlands. UBA-Texte 75/1999, Umwelt- bundesamt. 24 Tetzlaff, B. (2006): Die Phosphatbelastung großer Flusseinzugsgebiete aus diffusen und punktuellen Quellen. Schriften des Forschungszentrums Jülich, Reihe Umwelt, Band 65.

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P ges

7 Fläche 2A Fläche 2B

4 mg/l 3

Abb. 4–17: Pges-Konzentrationen in den Dränageabflüssen und Gräben

ortho-P

0,7 Fläche 2A Fläche 2B

0,6

0,5

0,4 mg/l 0,3

0,2

0,1

Abb. 4–18: Ortho-P-Konzentrationen in den Dränageabflüssen und Gräben

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4.4.1.3 Schwermetallkonzentrationen Vereinzelt wurden die Schwermetalle Cadmium, Kupfer und Zink in den Dränabflüssen analysiert (unfiltrierte Dränwasserproben) (vgl. Tab. 4–12). Die Cadmiumkonzentrationen der Dränageabflüsse lagen unterhalb oder nahe der Be- stimmungsgrenze von 0,001 mg/l. In den Gräben waren die Cadmiumkonzentrationen mit maximal 0,005 bzw. 0,006 mg/l etwa höher als in den Dränageabflüssen. In den Gräben und beim Dränageabfluss der Dränage 3 wurden die maximalen Konzentrationen im Juli 2012 nach einem Starkregenereignis (16 mm) erreicht. Das Maximum im Abfluss der Dränage 2 wurde im Dezember 2011 erreicht. Die maximalen Kupferkonzentrationen in den Dränageabflüssen und in den Gräben lagen – mit Ausnahme von Graben 1 – zwischen 0,006 und 0,06 mg/l. Im Graben 1 war im Juli 2012 Kupfer mit einer Konzentration von 0,24 mg/l gemessen worden.

Tab. 4–12: Schwermetallkonzentrationen der Dränageabflüsse und Gräben

Drän 1 (2A) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv Cd mg/l 5 0,0003 0,001 0,0005 0,0005 0,0004 0,0005 0,0001 0,25 Cu mg/l 5 0,002 0,01 0,03 0,003 0,002 0,07 0,04 1,42 Zn mg/l 5 0,005 2,1 0,4 0,004 0,01 1,29 0,94 2,10 Drän 2 (2A) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv Cd mg/l 4 0,0005 0,003 0,001 0,0005 0,0005 0,0022 0,001 1,11 Cu mg/l 4 0,005 0,01 0,007 0,006 0,005 0,009 0,002 0,32 Zn mg/l 4 0,005 0,05 0,02 0,02 0,01 0,04 0,02 0,95 Graben 1 (2A) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv Cd mg/l 5 0,0003 0,005 0,0014 0,0005 0,0004 0,032 0,002 1,51 Cu mg/l 5 0,002 0,24 0,054 0,006 0,002 0,15 0,10 1,93 Zn mg/l 5 0,01 2,21 0,46 0,02 0,01 1,35 0,98 2,11 Drän 3 (2B) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv Cd mg/l 4 0,0003 0,003 0,001 0,005 0,0003 0,002 0,001 1,22 Cu mg/l 4 0,002 0,06 0,02 0,01 0,002 0,05 0,03 1,30 Zn mg/l 4 0,014 0,48 0,15 0,05 0,02 0,36 0,22 1,53 Drän 4 (2B) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv Cd mg/l 3 0,0003 0,0005 0,0004 0,0005 0,0003 0,0005 0,0001 0,38 Cu mg/l 3 0,0015 0,006 0,002 0,003 0,002 0,005 0,002 1,18 Zn mg/l 3 0,005 0,01 0,001 0,009 0,006 0,01 0,004 0,4 Graben 2 (2B) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv Cd mg/l 4 0,0003 0,006 0,0018 0,0005 0,0003 0,004 0,003 1,54 Cu mg/l 4 0,004 0,06 0,02 0,015 0,006 0,05 0,03 1,07 Zn mg/l 4 0,018 0,56 0,19 0,09 0,025 0,43 0,25 1,33

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0,007 Fläche 2A Fläche 2B

0,006

0,005

0,004 mg/l 0,003

0,002

0,001

0,000 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 Dränage 1 Dränage 2 Graben 1 Dränage 3 Dränage 4 Graben 2

Abb. 4–19: Cadmiumkonzentrationen der Dränageabflüsse und Gräben

0,30 Fläche 2A Fläche 2B

0,25

0,20

0,15 mg/l

0,10

0,05

0,00 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 15.12.11 13.03.12 26.06.12 19.07.12 05.10.12 07.11.12 05.12.12 Dränage 1 Dränage 2 Graben 1 Dränage 3 Dränage 4 Graben 2

Abb. 4–20: Kupferkonzentrationen in den Dränageabflüssen und Gräben

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2,5 Fläche 2A Fläche 2B

2,0

1,5 mg/l

1,0

0,5

Abb. 4–21: Zinkkonzentrationen in den Dränageabflüssen und Gräben

Auch die Zinkkonzentrationen in den Dränage- und Grabenwasserproben schwankten deutlich. Viele Proben wiesen Konzentrationen unterhalb oder knapp oberhalb der Bestim- mungsgrenze auf. Die maximalen Zinkkonzentrationen wurden im November 2012 in der Dränage 1 mit 2,1 mg/l und im Juli 2012 im Graben 1 mit 2,2 mg/l erfasst. Alle anderen Mes- sergebnisse lagen deutlich niedriger.

Die Schwermetallkonzentrationen in den Abflüssen der Dränagen und Gräben war insgesamt sehr uneinheitlich. Zumeist wurden Konzentrationen unterhalb oder knapp oberhalb der Bestimmungsgrenze bestimmt. Davon wichen einzelne Proben deutlich ab. Im Drän 1 trat am 7.11.2012 ein Zinkpeak auf. Ein Cadmiumpeak wurde im Drän 2 am 15.12.2011 erfasst. Diese beiden auffälligen Ergebnisse können nicht erklärt werden. Im Gegensatz dazu sind die Peaks am 19.7.2012 in den beiden Gräben und dem Drän 3 auf den Starkregen mit 16 mm Niederschlagssumme zurückzuführen. Der Peak im Drän 3 zu diesem Termin kann als Nachweis von Sedimentausträgen mit dem Dränabfluss interpretiert werden. Ein ent- sprechender kleiner Sedimentschwemmfächer konnte im Graben im Mündungsbereich des Dräns 3 beobachtet werden.

Zur Bestimmung der Quellstärke für Schwermetallausträge mit dem Dränabfluss waren im Dezember 2011 auf den Flächen 2A und 2B Bodenproben genommen worden und auf Cadmium, Kupfer und Zink analysiert worden (Tab. 4–13). In den Bodenproben waren konn-

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ten nur geringe Schwermetallgehalte im Königswasserextrakt nachgewiesen werden, die keine besondere Auswaschungsgefährdung indizieren.

Tab. 4–13: Schwermetallgehalte im Königswasserextrakt der untersuchten Bodenproben (Tiefenstufe 0-30 cm)*

Dräneinzugsgebiet Cadmium Kupfer Zink mg/kg mg/kg mg/kg BOR-B1 Drän 1 0,23 7 32 BOR-B2 Drän 2 0,33 10 44 BOR-B3 Drän 3 0,26 10 51 BOR-B4 Drän 4 0,24 12 50 * Die Bodenproben wurden im Dezember 2011 zeitgleich mit den Dränwasserproben gewonnen.

4.4.1.4 Sauerstoff, pH und Leitfähigkeit An drei Messterminen konnten die Parameter Sauerstoffgehalt, elektrische Leitfähigkeit und pH in den Abflüssen der Dräne und Gräben ermittelt werden (Tab. 4–14). Die Sauerstoffkonzentrationen in den Abflüssen der Dränage und Gräben lagen – mit Aus- nahme von Graben 1 – nicht unter 4,6 mg/l. Der Abfluss des Graben 1 hatte im Juli 2012 eine Sauerstoffkonzentration von 3,4 mg/l. Die pH-Werte der Dränage- und Grabenabflüsse lagen mit 6,9-7,3 durchweg im neutralen Bereich.

Die elektrischen Leitfähigkeiten des Grabenabflusses von Graben 1 lag mit maximal 660 µS/cm unter den Konzentrationen der Dränageabflüsse der Dränagen 1 und 2, die in sie entwässerten, mit 916 bzw. 946 µS/cm. Der Dränageabfluss der Dränage 4 wies im Oktober 2012 die höchste elektrische Leitfähigkeit von 1548 µS/cm auf. Die elektrische Leitfähigkeit des Dränageabflusses der Dränage 3 lag mit maximal 823 µS/cm unter dem des Grabenab- flusses von Graben 2 mit maximal 1049 µS/cm.

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Tab. 4–14: Sauerstoffkonzentrationen, elektrische Leitfähigkeit und pH-Werte der Dränageab- flüsse und der Gräben

Drän 1 (2A) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv Sauerstoff mg/l 3 4,9 6,1 5,5 5,6 5,02 6,01 0,62 0,11 Leitfähigkeit µS/cm 3 566 946 771 802 613 917 191 0,25 pH 3 7,0 7,2 7,0 7,0 7,0 7,1 0,11 0,02 Drän 2 (2A) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv Sauerstoff mg/l 3 4,6 7,6 5,8 5,0 4,7 7,1 1,6 0,28 Leitfähigkeit µS/cm 3 573 916 763 801 618 893 174 0,23 pH 3 6,9 7,1 7,0 7,0 6,9 7,1 0,13 0,02 Graben 1 (2A) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv Sauerstoff mg/l 3 3,4 10,1 7,5 8,9 4,5 9,85 3,57 0,48 Leitfähigkeit µS/cm 3 365 660 560 655 423 659 169 0,30 pH 3 7,0 7,2 7,1 7,2 7,0 7,2 0,14 0,02 Drän 3 (2B) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv Sauerstoff mg/l 3 6,9 9,5 7,8 7,1 6,9 9,04 1,48 0,19 Leitfähigkeit µS/cm 3 643 823 714 677 650 794 96 0,13 pH 3 6,9 7,3 7,1 7,0 6,9 7,3 0,23 0,03 Drän 4 (2B) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv Sauerstoff mg/l 3 5,7 9,1 7,6 8,1 6,2 8,9 1,7 0,22 Leitfähigkeit µS/cm 3 658 1548 1071 1009 728 1140 449 0,42 pH 3 7,0 7,0 7,0 7,0 6,97 7,00 0,02 0,003 Graben 2 (2B) Einheit N Min Max Mittelwert Median 10. P 90 P sd cv Sauerstoff mg/l 3 6,0 10,7 7,9 7,1 6,2 9,94 2,44 0,31 Leitfähigkeit µS/cm 3 643 1049 824 781 671 995 206 0,25 pH 3 6,9 7,3, 7,1 7,1 6,9 7,3 0,24 0,03

4.4.2 Projektgebiet Winterswijk In diesem Projekt wurde bei einem Betrieb auf einer abschüssigen Grünlandparzelle eine pegelgesteuerte Dränage eingesetzt. Es wurden einige Wasserqualitätsmessungen im Drä- nagewasser bei der Hauptdränage durchgeführt, daraus konnten jedoch keine eindeutigen Schlussfolgerungen gezogen werden.

Umfassende Praxisstudien, die bei Hupsel (nördlich von Winterswijk) durchgeführt wurden, lassen eindeutigere Schlussfolgerungen zu. Es handelt sich um eine von Deltares und von der Waterschap Rijn en IJssel durchgeführte Untersuchung im Teileinzugsgebiet ‚Hupselse Beek’ („Veldonderzoek naar de effecten van peilgestuurde drainage op grondwaterstanden, drainafvoeren en waterkwaliteit op het Oost-Nederlands plateau, WRIJ/Deltares, september 2011“). Die Messungen wurden in den Jahren 2007-2011 durchgeführt und zielten darauf ab,

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die Effekte der pegelgesteuerten Dränage auf alle Wasser- und Stoffströme bzw. Austräge der untersuchten landwirtschaftlichen Flächen in das Oberflächengewässer nachzuvollzie- hen und zu quantifizieren. Die wichtigste Schlussfolgerung besteht darin, dass pegelgesteuerte Dränagen im Vergleich zur herkömmlichen Dränagen in der ostniederländischen Flachebene sehr gut geeignet sind um der Austrocknung von landwirtschaftlichen Parzellen vorzubeugen. Die bisher vorliegenden Ergebnisse deuten auf keine bedeutsame Reduzierung der Nährstoffausträge über die Auswaschung und Abspülung ins Oberflächengewässer hin. Die Verminderung des Dräna- geabflusses durch Erhöhung des Überlaufpegels bietet allerdings die Möglichkeit, um Aus- träge/Frachten aus den Parzellen vorübergehend zu reduzieren. Dies ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn die ökologische Entwicklung eines Baches am anfälligsten ist in Bezug auf hohe Nährstoffkonzentrationen.

4.4.3 Bewertung der Ergebnisse Die Ergebnisse zeigen deutliche N- und P-Konzentrationen in den Dränabläufen. Die Mess- ergebnisse liegen anhand von Literaturdaten im Erwartungsbereich für Dränabläufe landwirtschaftlich genutzter Böden. Für weitergehende wasserwirtschaftliche Auswertungen sollten die Spannweiten der Nährstoffkonzentrationen, deren Jahresgänge sowie die möglichen Bewirtschaftungseinflüsse durch weitergehende Messungen abgesichert werden.

Gleichzeitig ist zu verifizieren, ob die vereinzelten Ergebnisse der Kupfer- und Zinkkonzent- rationen oberhalb der Bestimmungsgrenze häufiger auftreten oder nur als Ausnahmen anzusehen sind. Sollte sich bestätigen, dass Schwebstoffausträge über die Drängen im Einzugs- gebiet regelhaft auftreten, dann wäre diese Erkenntnis für die Beurteilung der Stoffeinträge in Oberflächengewässer sehr bedeutsam. Die Möglichkeiten einer pegelgesteuerten Dränage zur Reduzierung der Stofffrachten kön- nen anhand der niederländischen Ergebnisse noch nicht abschließend beurteilt werden.

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4.5 Untersuchungen des oberflächennahen Grundwassers 4.5.1 Projektgebiet Südlohn Auf den Flächen 2A und 2B wurden an jeweils an 2 Terminen (Oktober und November 2012) an 5 bzw. 3 Probenahmestellen Grundwasserproben entnommen. Es wurde im Bereich der Dränagestränge, deren Abläufe beprobt wurden, zeitgleich zu der Dränage- und Grabenbe- probungen an je 2 Probenahmepunkten oberflächennahes Grundwasser gewonnen (Tab. 4– 15).

Ziel der Beprobung war es, mit den oberflächennahen Grundwasserproben einen weiteren Erklärungsansatz für die Dränwasserproben zu erhalten. Das Grundwasser wurde auf Nitrat, Ammonium, ortho-Phosphat und Gesamtphosphor analysiert.

Die Bohrungen zur Gewinnung des oberflächennahen Grundwassers wurden mit Hilfe eines Edelmannbohrers bis in eine Tiefe zwischen 100 und 130 cm vorgetrieben. Die Probenge- winnung erfolgte mit einer Vakuumpumpe im Bohrloch. Es konnten jeweils nur geringe Was- sermengen gewonnen werden, weil offenkundig keine ergiebigen wasserführenden Schich- ten erschlossen werden konnten.

Tab. 4–15: Probenahmestelle der Beprobung des oberflächennahen Grundwassers

Proben- Ent- Gauß-Krüger- Charakterisierung des stelle Ackerfläche nahmeort Koordinaten Nutzung Probenwassers – Schlag-Nr. – Rechts- Hoch-

wert wert GW1 2A Drän 1 2558948 5757884 stark getrübt GW2 2A Drän 1 2558949 5757891Ackergras getrübt

GW3 (2A) Drän2 2559039 5757924 getrübt GW4 2B Drän 3 Ackergras 2559037 5757926 getrübt (Uferrandstreifen) GW5 2B Drän 3 geringe Ergiebigkeit, 2558451 5759187 Mais hoher Anteil an Boden- partikeln

Ein Vergleich der einzelnen Grundwasserproben mit den zeitgleich erfassten Dränproben erbrachten keine nachvollziehbaren Zusammenhänge. Aus diesem Grund wurde von einer weiteren Beprobung abgesehen. Die ermittelten Stoffkonzentrationen sind in nachstehender Tabelle zusammengestellt.

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Tab. 4–16: Analyseergebnisse des oberflächennahen Grundwassers [mg/l] Parameter GW-Messstelle Fläche zugehörige 5.10.12 7.11.12 Dränage

NO3-N GW1 2A Drän 1 18,9 – GW2 2A Drän 1 12,5 13,3 GW3 2A Drän 2 1,7 3,9 GW4 2B Drän 3 0,8 1,8 GW5 2B Drän 3 <0,25 –

NH4-N GW1 2A Drän 1 0,05 – GW2 2A Drän 1 0,05 0,19 GW3 2A Drän 2 <0,04 0,08 GW4 2B Drän 3 <0,04 0,07 GW5 2B Drän 3 <0,04 – ortho-P GW1 2A Drän 1 0,152 – GW2 2A Drän 1 0,089 0,162 GW3 2A Drän 2 0,028 0,027 GW4 2B Drän 3 0,016 0,029 GW5 2B Drän 3 0,002 –

Pges GW1 2A Drän 1 9,82 – GW2 2A Drän 1 0,83 0,19 GW3 2A Drän 2 1,88 0,03 GW4 2B Drän 3 0,17 0,05 GW5 2B Drän 3 3,77 – pH GW1 2A Drän 1 7,0 – GW2 2A Drän 1 7,0 7,4 GW3 2A Drän 2 7,1 7,1 GW4 2B Drän 3 7,4 7,1 GW5 2B Drän 3 7,5 – elektr. GW1 2A Drän 1 988 – Leitfähigkeit [µS/cm] GW2 2A Drän 1 1.047 665 GW3 2A Drän 2 701 631 GW4 2B Drän 3 712 499 GW5 2B Drän 3 1.103 –

4.5.2 Projektgebiet Winterswijk Stoffkonzentrationen im Grundwasser unter landwirtschaftlichen Parzellen geben Aufschluss über die Auswaschung von u. a. Stickstoff und Phosphat in das Grundwasser und in die Oberflächengewässer. Der Austragsumfang durch Auswaschung ist dabei abhängig von so-

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wohl den Düngermengen als auch von dem in der Vergangenheit aufgebauten Bodenvorrat an Nährstoffen.

Im März 2011 und 2012 hat das Büro RIVM auf den Parzellen von 3 teilnehmenden Betrie- ben im Winterswijker Teilgebiet Wasserproben im oberen Grundwasser entnommen.

Bei jedem Betrieb wurden eine Parzelle mit Maßnahmen und Vergleichsparzelle untersucht. Die Maßnahmen betrafen:

 Parzelle 1: Gülle-Reihendüngung und geeignete Gründüngung (Roggen) auf Maisland

 Parzelle 2: Kein tierischer Dünger auf Maisland, extra Kalk und geeignete Gründüngung

 Parzelle 3: Kein tierischer Dünger und Phosphat-Mineraldünger, Uferrandstreifen Die Vergleichsparzellen liegen nahe an der Maßnahmenparzelle und sind vom Anbau her identisch.

Die Messungen sollten einerseits einen Einblick in die N- und P-Konzentrationen im Grund- wasser rund um Winterswijk verschaffen. Andererseits können diese Proben möglicherweise die Auswirkungen der durchgeführten Düngungsmaßnahmen aufzeigen. Die folgende Tabel- le enthält die durchschnittlichen Messergebnisse im Grundswasser; vergleichend sind die Nährstoffgehalte im Boden aufgeführt.

Tab. 4–17: Untersuchungsergebnisse des oberflächennahen Grundwassers und der P- Versorgung der Böden, 2011 – 2012

Konzentrationen Konzentrationen Bodenzustand Bodenzustand März 2011 März 2012 Anfang 2010 Herbst 2011

[mg/l] [mg/l] PPAE = mgP/kg und PPAE = mg P/kg und PAL =mg P2O5/100 g PAL = mg P2O5/100 g NO3-N P PPAE PAL PPAE PAL PPAE PAL Parzelle 1 14,15 < 0,03 10,53 < 0,03 1,70* 57* 1,10 47 Vergleich 17,62 < 0,03 10,94 < 0,03 1,72* 57* 1,40 63 Parzelle 2 24,43 < 0,03 26,11 < 0,03 8,2 70 1,3 56 Vergleich 28,73 < 0,03 28,16 < 0,03 4,1 62 n. b. n. b. Parzelle 3 33,29 < 0,03 19,95 < 0,03 7,9 95 4,5 100 Vergleich 17,24 < 0,03 18,14 < 0,03 5,0 87 4,9 169 * von 2008, Durchschnitt von Parzelle 1 und 3

Die Phosphorkonzentrationen im Grundwasser aller untersuchter Parzellen sind mit < 0,03 mg/l sehr niedrig. Weil die Konzentrationen unter der Bestimmungsgrenze liegen, ist kein Unterschied in der Phosphatauswaschung zwischen den Parzellen sichtbar. Daraus ist abzuleiten, dass die untersuchten Parzellen nicht phosphatgesättigt sind.

Die durchschnittliche Nitratkonzentration der 6 Parzellen (2011: 23,9 mg/l und 2012: 20,5 mg/l) ist ungefähr doppelt so hoch wie der landesweite Durchschnitt aus dem Jahr 2009

(13,8 mg/l für Ackerbau und 8,8 mg/l NO3-N für Milchvieh, RIVM, 2011, Bericht 680717020).

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Die Nitratauswaschung ist auch während des Pilotprojekts immer noch hoch. Auffällig ist weiterhin, dass aus den Messungen hervorgeht, dass die Nitratkonzentrationen auf ein und derselben Parzelle starke Unterschiede aufweisen. Dies gilt sowohl für die Parzellen mit Maßnahmen als für die herkömmlich bearbeiteten Parzellen. Dadurch ist der Effekt der Maßnahmen nicht nachzuweisen.

Die relativ geringen NO3-N-Konzentrationen unter Parzelle 1 und unter der dazugehörigen Vergleichsparzelle lassen sich möglicherweise durch die jährliche geringe N-Düngung erklä- ren. Auf Parzelle 1 wurden 30 m3 Dünger in Reihe gegeben und auf der Vergleichsparzelle wurde eine zu geringe Flächendüngung mit 30 m3 vorgenommen. Die N-Ausnutzung bei

Dünger in Reihe ist besser. Auf Parzelle 3 stimmen die höheren NO3-N Konzentrationen im Grundwasser unter des Pufferstreifens mit der höheren Nmin-Menge im Boden der Streifen überein Tab. 4–17. Die jeweiligen Grundwasserkonzentrationen von N und P weisen durchschnittlich keine relevanten Unterschiede zwischen den Maßnahmenparzellen und den Vergleichsparzellen auf. Nachteil der Messungen ist jedoch, dass keine (Null-)Messung vor Beginn der Maßnahmen durchgeführt wurde. Aufgrund der bisherigen Messergebnisse ist jedenfalls für diese Parzel- len nicht nachweisbar, dass die getroffenen Maßnahmen Einfluss auf die Auswaschung von Nährstoffen haben. Die hohen Nitratkonzentrationen weisen auf relativ große N-Verluste hin. Hier ist möglicherweise ein wichtiger Ansatzpunkt, um die (Grund-)Wasserqualität zu verbessern.

4.5.3 Bewertung der Ergebnisse Basierend auf den Ergebnissen aus dem niederländischen Projektgebiet lassen sich noch keine eindeutigen Zusammenhänge zwischen Maßnahmen zum Grundwasserschutz und den Nährstoffkonzentrationen im oberflächennahen Grundwasser aufzeigen. Gleichwohl wird deutlich, dass im oberflächennahen Grundwasser hohe Nitratkonzentrationen vorliegen, die auf Auswaschungsverluste zurückzuführen sein werden. Diese Erkenntnis sollte zu weiteren Anstrengungen zur Reduzierung der Auswaschungsverluste motivieren.

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5 Schlussfolgerungen aus dem Projekt Die vorliegenden Projektergebnisse bestätigen die Ergebnisse zur Nährstoffbelastung der Projektgewässer, die im Rahmen der Bestandserfassung und des Monitorings zur Wasser- rahmenrichtlinie dokumentiert wurden. Sie decken Belastungspfade auf und ergänzen die Abschätzungen zu Eintragspfaden der „Gebietsanalyse Wasserqualität in der Region Win- terswijk-Oeding“ aus dem Jahr 2010. Den Stoffausträgen aus der Landwirtschaft wird mit gezielten Maßnahmen entgegengewirkt. Dazu vermittelt die landwirtschaftliche Beratung geeignete Bewirtschaftungsmaßnahmen. Begleitend werden Boden- und Wasseruntersuchungen durchgeführt, um die erwartenden Minderungseffekte zu erfassen.

Die freiwillige Teilnahme landwirtschaftlicher Betriebe am Projekt ist sehr positiv zu beurteilen. Sie setzen Minderungsmaßnahmen auf ihren Flächen und Betrieben um, so dass konkrete Erfahrungen gesammelt werden können. Dabei bringen sich die Landwirte mit ihren eigenen Erfahrungen ein, so dass möglichst praxisgerechte Lösungen entwickelt werden kön- nen. Auf dieser Basis wird eine breitere Umsetzung der besonders effektiven Minderungs- maßnahmen in allen Betrieben, also auch in den Betrieben, die am Pilotprojekt nicht teilnehmen, möglich.

Eine deutliche Reduzierung der Nährstoffausträge aus der Landwirtschaft ist nur mit einem Bündeln von Maßnahmen auf den Nutz- und den Betriebsflächen zu erreichen. Aus diesem Grund werden Maßnahmen zur Fruchtfolge, zum Zwischenfruchtanbau, zur Bodenbearbei- tung und Bestellung, zur Düngung, zur Güllelagerung sowie zur Behandlung von Hof- und Siloflächenabläufen eingesetzt und auf ihre Minderungsbeiträge untersucht. Die Ergebnisse der Jahre 2010 bis 2012 erlauben noch keine abschließenden Schlussfolgerungen. Dazu sind die Wirkungszusammenhänge zu komplex. Gleichwohl ermutigen erste positive Ergeb- nisse, den eingeschlagenen Weg weiter zu verfolgen.

Grundsätzlich wird es als sinnvoll erachtet, gut ausführbare und (kosten)effektive Maßnah- men zur Reduzierung der Stickstoffeinträge aus der Landwirtschaft auch in Zukunft weiter umzusetzen, vorzugsweise in noch größerem räumlichem Umfang. Diese Empfehlung betrifft sowohl das deutsche als auch das niederländische Teilgebiet. Die Phosphoreinträge in die Oberflächengewässer sind angesichts der heutigen Wasserqualität deutlich zu reduzieren. Dies gilt insbesondere für das deutsche Teilgebiet.

Positiv zu beurteilen ist auch der intensive fachliche Austausch der Projektteilnehmer. In verschiedenen Treffen haben die Teilnehmer aus den Niederlanden und Deutschland von den Erkenntnissen und Erfahrungen der anderen Projektpartner profitiert. Dieser fachliche Aus- tausch fördert den Schutz der Gewässer vor nachteiligen Stoffeinträgen. Dabei werden die wesentlichen Eintragspfade aus der Landwirtschaft und auch der Siedlungswasserwirtschaft einschließlich der Kläranlagen betrachtet. Innovative Minderungsmaßnahmen – wie zum

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Beispiel pegelgesteuerte Dränagen oder Agrowadis – werden auf ihre Wirksamkeit und Pra- xistauglichkeit überprüft.

Auf Standorten mit einer hohen und sehr hohen P-Anreicherung im Oberboden ist sowohl aus pflanzenbaulicher als auch wasserwirtschaftlicher Sicht auf eine reduzierte P-Düngung bzw. eine vorübergehende Unterlassung der P-Düngung zu empfehlen, um die mittlere Ge- haltsklasse zu erreichen. Wenn bereits deutliche P-Anreicherungen im Unterboden auftreten, empfiehlt sich eine intensivere Düngungsberatung, um den P-Vorrat wieder abzubauen und damit möglichen P-Auswaschungen mit dem Sickerwasser vorzubeugen. Die wasserwirtschaftlichen Vorteile einer reduzierten bzw. unterlassenen P-Düngung auf hoch versorgten Böden konnte beispielsweise im niederländischen Projektgebiet nachgewiesen werden. Eine besonders hohe Effektivität der Maßnahme ist auf Bewirtschaftungsflächen zu erwarten, die unmittelbar neben Gewässern oder Wassergräben liegen; hier sollten P-Überversorgungen vorrangig abgebaut werden.

Die Nährstoffbilanzüberschüsse der teilnehmenden Betriebe konnten durch Düngeplanung (Optimierung des Einsatzes von Gülle und Reduzierung der Mineraldüngung) sehr deutlich reduziert werden. Diese Maßnahme hat sich als sehr effektiv dargestellt und sollte im gesamten Einzugsgebiet der Schlinge gezielt umgesetzt werden. In diesem Zusammenhang war auch die Schaffung neuen Güllelagerraums hilfreich. So konnte u. a. der Einsatz von Mineraldünger durch den zeitlich gezielten Einsatz von Gülle reduziert werden. Auch diese Maßnahme führte zu niedrigeren Nährstoffbilanzüberschüssen.

Die Vorreiterrolle innovativer Betriebe, die neue Maßnahmen zum Gewässerschutz ausprobieren und mitentwickeln, ist von großer Bedeutung. Aus diesem Grund sollten Demonstrati- onsversuche, die auf die Reduzierung der Nährstoffausträge und eine höhere Nährstoffeffi- zienz der landwirtschaftlichen Produktionsverfahren abzielen, weiterhin durchgeführt werden. Dazu ist die land- und wasserwirtschaftliche Fachberatung beizubehalten oder nach Mög- lichkeit sogar auszubauen.

Praxisgerechte Maßnahmen, deren land- und wasserwirtschaftlicher Nutzen unmittelbar und leicht von den Landwirten nachvollzogen werden kann, haben sich als besonders effektiv erwiesen. Dazu zählen – neben den weiter oben schon genannten Maßnahmen – insbesondere Gülleanalysen, Einsatz von Quantofixgeräten, Einsatz von Nitrifikationshemmern, Nmin-Untersuchungen und der Anbau winterharter Zwischenfrüchte sowie der Anbau von Grasuntersaaten im Mais.

Die Gülle-Reihendüngung und die Gülle-Unterfußdüngung konnten im Projekt sehr erfolg- reich in die Praxis eingeführt werden. Dadurch sind kurz- bis mittelfristig wasserwirtschaftliche Vorteile durch geringere diffuse Nährstoffverluste zu erwarten.

Den Nährstoffausträgen mit den Hofabspülungen muss zukünftig mehr Aufmerksamkeit ge- widmet werden. Hier sind Minderungsmaßnahmen nötig. Die Abtrennung von Hofentwässe- rungsgräben von Oberflächengewässern und kleinere Umgestaltungen der Hofflächen er-

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wiesen sich im niederländischen Projektgebiet als effektiv und gut umsetzbar. Der im Rah- men des Projektes angelegte Agrowadi wurde – neben dem Beitrag zum Gewässerschutz – von den Bewohnern als positive Anreicherung des Landschaftsbilds empfunden.

Conclusies uit het project

(Redaktioneller Hinweis: Niederländische Übersetzung folgt noch nach abschließender Ab- stimmung der deutschen Fassung.)

Bergisch Gladbach, 15. Oktober 2013 gez.

Dr. Norbert Feldwisch

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6 Digitale Anlagen (Anlage 1 bis Anlage 4: Gesonderte Dateien.)

Anlage 1: Karten zur Landnutzung (1.1) und zu den Wasserläufen (1.2)

Anlage 2: Abschlussbericht „Pilotprojekt Minimierung diffuser Nährstoffeinträge in Oberflä- chengewässer im Einzugsgebiet der Schlinge, Kreis Borken – Bereich Landwirt- schaft“, Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen mit Stand vom 22.06.2012 Anlage 3: Landbouwkundige maatregelen & betere waterkwaliteit in grensoverschrijdend project Winterswijk-Oeding, D.J. den Boer (NMI), B. Zandstra (WRIJ), maart 2013, Nie- derländisch Anlage 4: Bericht von ISW zur Siedlungsentwässerung Anlage 5: Weitere Analyseergebnisse der Hof- und Siloflächenabläufe (vgl. Kap. 4.2.1) Anlage 6: Tabellarische Zusammenstellung der im April 2012 ermittelten Makrozoobenthos- Arten an den Messstellen BOSOED und BOSSUD

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7 Abbildungs- und Tabellenverzeichnisse Abbildungsverzeichnis

Abb. 1–1: Projektstruktur ...... 7 Abb. 1–2: Untersuchungsgebiet Pilotprojekt Schlinge; Teileinzugsgebiete und Landnutzung für den deutschen Gebietsanteil – Teilgebiet Südlohn ...... 9

Abb. 2–1: Nutzung der LN der teilnehmenden Betriebe ...... 20 Abb. 2–2: Häufigkeitsverteilung der Phosphatgehalte (CAL-Methode) der 3 Bodenschichten, klassifiziert nach Versorgungsstufen der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen (Daten aus den Untersuchungen 2010 und 2011) ...... 24

Abb. 2–3: Häufigkeitsverteilung der Phosphor-Gesamtgehalte der 3 Bodenschichten ..... 26

Abb. 2–4: Lage der teilnehmenden Betriebe im deutschen und niederländischen Teil des Projektgebietes ...... Fehler! Textmarke nicht definiert.

Abb. 2–5: N-Bilanzen der teilnehmenden Betriebe nach DüV im Wirtschaftsjahr 2008- 2009 (korrigiert nach A. Keuck) ...... 29 Abb. 2–6: Phosphat-Bilanzen der teilnehmenden Betriebe nach DüV im Wirtschaftsjahr 2008-2009 (korrigiert nach A. Keuck) ...... 30

Abb. 2–7: Mittlere N- und P-Flächenbilanzen der teilnehmenden Betriebe nach Vorgaben der DüV (A. Keuck) ...... 31

Abb. 2–8: Witterungsdaten der Versuchsjahre 2010 bis 2012 im Vergleich zum langjährigen Mittel an der Station Bocholt (Quelle: http://www.bocholtwetter.de) ...... 33

Abb. 2–9: Entwicklung der durchschnittlichen Nmin-Werte zu unterschiedlichen Probenterminen im Projekt Schlinge (Versuchsjahre 2010 bis 2012; A. Keuck) ...... 35

Abb. 2–10: Nmin-Ganglinien der Dauerbeprobungsflächen (Juni 2010 bis Dezember 2012) ...... 36

Abb. 2–11: N-Effizienz des Ammonium-Stickstoffs in Gülle mit und ohne Piadin-Zusatz zur Gülle im Getreideanbau, Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen ..... 39

Abb. 2–12: Erträge von Winterweizen und -gerste sowie Körnermais nach einer Gülleausbringung mit und ohne des Nitrifikationshemmers Didin, Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen ...... 40

Abb. 2–13: Nmin-Werte Anfang Juli nach dem Anbau abfrierender und winterharter Zwischenfrüchte im Vergleich zur Nullvariante ohne Zwischenfruchtanbau;

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Ergebnisse aus den Jahren 2003 bis 2006 der Kreisstelle Steinfurt der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen ...... 42

Abb. 2–14: Gülleinjektion mit der Ausbringungstechnik der Firma Kotte (Foto: A. Keuck) .. 46 Abb. 2–15: Aufgegrabener Injektionsgang der Gülleunterfußdüngung mit dem Technik der Firma Kotte sowie konzentrierte Sprosswurzeln im Bereich des Gülledepots (Foto: A. Keuck) ...... 47 Abb. 2–16: Einfluss der Gülleplatzierung auf den Maisertrag der Versuchsjahre 2011 und 2012 (Dr. Laurenz) ...... 48

Abb. 2–17: N-Entzug durch Grünmais bei unterschiedlicher Düngeablage (Quelle: LfULG, Sachsen) ...... 49

Abb. 2–18: Spärliche Entwicklung der Untersaat im Maisbestand (A. Keuck) ...... 51

Abb. 2–19: Grasuntersaat im Herbst 2010 (oben) bzw. Winter 2011 (unten) (A. Keuck) .... 52 Abb. 3–1: Nges- und Pges-Konzentrationen (Jahresmittelwerte) der Kläranlagenabläufe Winterswijk und Südlohn im Vergleich zu den zugelassenen Ablaufwerten (jeweils aktuellste Werte) (Daten für KA Winterswijk von WRIJ bereitgestellt. Daten für ZKA Südlohn aus der amtlichen Überwachung, http://www.elwasims.nrw.de) ...... 73

Abb. 3–2: Nitrat- und Phosphat-Konzentrationen der Wasser- und Sedimentproben (isw 2012) ...... 75

Abb. 3–3: Kupfer- und Zink-Konzentrationen der Wasser- und Sedimentproben (isw 201214) ...... 75 Abb. 4–1: Verlauf der Nges- und Pges-Konzentrationen in der Schlinge (Messstellen- ID 801008, BS30 vor der Grenze) ...... 79

Abb. 4–2: Verlauf der Gesamt-N-Konzentrationen in der Bovenslinge und 2 Nebenläufen zwischen 01.01.2008 und 05.12.2012 ...... 82

Abb. 4–3: Verlauf der Gesamt-P-Konzentrationen in der Bovenslinge und 2 Nebenläufen zwischen 01.01.2008 und 05.12.2012 ...... 82

Abb. 4–4: Verlauf der Gesamt-P-Konzentrationen im Ratumse beek und Willinkbeek bis hin zur Groenlose Slinge ...... 83

Abb. 4–5: Messstellen an der Schlinge im Bereich Südlohn / Oeding (BS27 bis BS30 = LANUV-Gütemessstellen; BOS… = gesonderte Waterschap-Messstellen 2012 für Makrozoobenthos und Gewässergüte) Kartengrundlage: tim- online.nrw.de, © Bezirksregierung Köln, Abteilung GEObasis.nrw ...... 86 Abb. 4–6: Schemazeichnungen der Vorreinigung der Abwässer von Hof- und Siloflächen (Kruse 2012) ...... 88

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Abb. 4–7: NH4- und TNb-Konzentrationen der erfassten Hofabläufe 2011 bis 2012 ...... 93

Abb. 4–8: ortho-P- und Pges-Konzentrationen der erfassten Hofabläufe 2011 bis 2012 .. 94

Abb. 4–9: Elektrische Leitfähigkeit und CSB-Konzentrationen der erfassten Hofabläufe 2011 bis 2012 ...... 95

Abb. 4–10: Vergleichende Frachtschätzungen für TNb, Pges und CSB ...... 99

Abb. 4–11: Fotos von der Fläche 2A vom 15.12.2011. Oben: Ansicht in Richtung Kreisstraße 14. Unten: Detailansicht der beiden Dräne ...... 105

Abb. 4–12: Fotos von der Fläche 2B vom 15.12.2011. Oben: Ansicht vom Feldweg in nordöstliche Richtung. Unten: Detailansicht der beiden Dräne ...... 106 Abb. 4–13: Flächen der Dränwasseruntersuchungen nördlich von Südlohn mit ungefährer Lage der Probenahmestellen ...... 107

Abb. 4–14: Nitrat-N-Konzentrationen in den Dränageabflüssen und Gräben ...... 109 Abb. 4–15: Nmin-Ganglinie der Dauerbeprobungsfläche 2A und 2B sowie die Nitrat-N- Konzentrationen in den erfassten Dränageabflüssen dieser Flächen ...... 109

Abb. 4–16: Ammonium-N-Konzentrationen der Dränageabflüsse und Gräben ...... 110 Abb. 4–17: Pges-Konzentrationen in den Dränageabflüssen und Gräben ...... 112

Abb. 4–18: Ortho-P-Konzentrationen in den Dränageabflüssen und Gräben ...... 112

Abb. 4–19: Cadmiumkonzentrationen der Dränageabflüsse und Gräben ...... 114 Abb. 4–20: Kupferkonzentrationen in den Dränageabflüssen und Gräben ...... 114

Abb. 4–21: Zinkkonzentrationen in den Dränageabflüssen und Gräben ...... 115

Tabellenverzeichnis

Tab. 1–1: Projektteilnehmer...... 7

Tab. 2–1: Vergleich der niederländischen und deutschen Bodenanalytik (Fläche 51, Maisparceel 12 de Roos; LUFA-Probenummer 11-206028)...... 16

Tab. 2–2: Angenommene Ausscheidungen von N und P2O5 in kg je Jahr über Wirtschaftsdünger von Milchvieh und Jungvieh in den Niederlanden und Deutschland...... 17

Tab. 2–3: Humusgehalte in den Jahren 2010 und 2011...... 22

Tab. 2–4: Phosphatgehalte in den Böden (2010 und 2011) ...... 23 Tab. 2–5: Nährstoff-Versorgungsstufen für Phosphat nach Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen ...... 23

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Tab. 2–6: Kennwerte der Kalium- und Magnesiumgehalte sowie des pH-Wertes in den Böden (2010 und 2011) ...... 27

Tab. 2–7: Nährstoff-Versorgungsstufen für Kalium und Magnesium nach Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen ...... 27

Tab. 2–8: Nmin-Gehalte in den Jahren 2010 bis 2012 ...... 34

Tab. 2–9: Schwankungsbreite der 23 Gülleanalysen im Projektgebiet ...... 37 Tab. 2–10: Daten zum Einsatz von Piadin im Projektgebiet ...... 39

Tab. 2–11: Anbau winterharter Zwischenfrüchte während der Projektzeitlaufzeit und dadurch rechnerische Festlegung von Stickstoff in Pflanzenmasse ...... 42

Tab. 2–12: Durchschnittliche Düngung [kg/(haa)] bei den teilnehmenden Betrieben, Stand 2009 ...... 55

Tab. 2–13: N- und P2O5-Bilanzen und durchschnittliche Veränderung der P- Versorgung des Bodens ...... 57

Tab. 2–14: N- und P2O5-Bilanz [kg/(haa)] bei Reihendüngung und Flächendüngung (Mittelwert von 5 Proben) ...... 58 Tab. 2–15: Durchschnittliche N-Bilanzen (kg N/ha) auf Parzelle mit KAS- und Entec- Düngung im Frühjahr ...... 59

Tab. 2–16: Aufwuchs und Nährstoffentzug bei einer weniger und einer mehr erfolgreichen Gründüngung 2011 ...... 62

Tab. 2–17: Nmin-Gehalte (0 – 30 cm) unter Grünlandparzellenstreifen und unter den angrenzenden Parzellen (Mitte November 2012) sowie auf Ackerlandparzellen (2011) ...... 64

Tab. 2–18: Ergebnisse / Bewertung der Einzelmaßnahmen in niederländischen und deutschen Betrieben* ...... 69 Tab. 3–1: Bandbreite der jährlichen spezifischen Einleitungsfrachten aus der Regenwasserkanalisation (isw 2012) ...... 76

Tab. 3–2: Bandbreite der jährlichen Gesamtfrachten aus der Regenwasserkanalisation (isw 2012) im Vergleich zu den Ergebnissen der Gebietsanalyse (DHV, Feldwisch, WRIJ 2010) ...... 76

Tab. 4–1: Normen zur Gewässergüte in den Niederlanden* ...... 84

Tab. 4–2: Normen zur Gewässergüte in Deutschland ...... 84

Tab. 4–3: Messergebnisse an ausgewählten Gütemessstellen 2006-2009 im Vergleich zu 2010-2012 im Projektgebiet (vgl. Abb. 4–1 bis Abb. 4–4) ...... 85 Tab. 4–4: Wasserqualität im deutschen Teil der Schlinge im Jahr 2012 ...... 87

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Tab. 4–5: Charakteristika der Probenahmestellen (Kruse 2012, ergänzt) ...... 89

Tab. 4–6: Statistische Kennwerte der Analyseergebnisse der erfassten Hofabläufe 2011 bis 2012 ...... 90 Tab. 4–7: Zur Frachtermittlung unterstellte Konzentrationen [mg/l]* ...... 97

Tab. 4–8: Durchschnittliche mineralische N-Gehalte (kg/ha) im Boden von Mais- und Sommerweizenschlägen sowie von Grünlandschlägen der Jahre 2011 und 2012, Beprobungstermine zwischen November und Dezember ...... 102

Tab. 4–9: Dränage-Probenahmestellen ...... 104

Tab. 4–10: Nitrat- und Ammoniumkonzentrationen in den Dränageabflüssen und Gräben (2011-2012) ...... 108

Tab. 4–11: Ortho-P- und Pges-Konzentrationen in den Dränageabflüssen und Gräben (2011-2012) ...... 111 Tab. 4–12: Schwermetallkonzentrationen der Dränageabflüsse und Gräben ...... 113

Tab. 4–13: Schwermetallgehalte im Königswasserextrakt der untersuchten Bodenproben (Tiefenstufe 0-30 cm)* ...... 116 Tab. 4–14: Sauerstoffkonzentrationen, elektrische Leitfähigkeit und pH-Werte der Dränageabflüsse und der Gräben ...... 117

Tab. 4–15: Probenahmestelle der Beprobung des oberflächennahen Grundwassers ...... 119 Tab. 4–16: Analyseergebnisse des oberflächennahen Grundwassers [mg/l] ...... 120

Tab. 4–17: Untersuchungsergebnisse des oberflächennahen Grundwassers und der P- Versorgung der Böden, 2011 – 2012 ...... 121

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Anlage 5: Weitere Analyseergebnisse der Hof- und Siloflächenabläufe (vgl. Kap. 4.2.1)

NO3-N

9,0

8,0

7,0

6,0 Pflanzenklärteiche Absetzbecken

5,0 mg/l 4,0

3,0

2,0

1,0

0,0 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 P1 P2 D1 D2 D3

NO2 -N 3,2

2,8

2,4

2,0 Pflanzenklärteiche Absetzbecken

1,6 mg/l

1,2

0,8

0,4

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O2 10,0

9,0

8,0

7,0 Pflanzenklärteiche Absetzbecken 6,0

5,0 mg/l

4,0

3,0

2,0

1,0

pH 9 Pflanzenklärteiche Absetzbecken 8

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Temperatur 25

Pflanzenklärteiche Absetzbecken

15 °C

TOC 510 440 510 250 TOC 2.500 Pflanzenkläranlagen Absetzbecken

2.000 200

1.500

150 1.000

500 mg/l

100 0 21.07.11 05.08.11 19.08.11 29.08.11 12.07.12 19.07.12 27.08.12 24.09.12 30.10.12 05.12.12 D3

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Anlage 6: Tabellarische Zusammenstellung der im April 2012 ermittelten Makro- zoobenthos-Arten an den Messstellen BOSOED und BOSSUD BOSUD, 20.April 2012 Wissenschaftlicher Name Stadium Abundanz [Anzahl/Probe] Amphinemura standfussi Larve 1 Anabolia nervosa Larve 19 Apsectrotanypus trifascipennis Larve 2 Baetis vernus Larve 4 Calopteryx splendens Larve 2 Ceratopogonidae Larve 3 Conchapelopia melanops pop 2 Elmis aenea Adult (Geschlecht unbekannt) 4 Elmidae Larve 1 Elodes minuta Larve 1 Eloeophila Larve 8 Ephemera danica Larve 14 Erpobdella octoculata Adult (Geschlecht unbekannt) 6 Eukiefferiella claripennis Larve 1 Gammarus pulex Adult (Geschlecht unbekannt) 100 Gammarus roeseli Adult (Geschlecht unbekannt) 100 Goera pilosa Larve 11 Halesus digitatus Larve 2 Halesus radiatus Larve 4 Habrophlebia fusca Larve 11 Hydropsyche angustipennis Larve 5 Hygrobates nigromaculatus Adult (Geschlecht unbekannt) 28 Ironoquia dubia Larve 6 Lebertia inaequalis Adult (Geschlecht unbekannt) 5 Limnephilus extricatus Larve 1 Limnephilus lunatus Larve 10 Lithax obscurus pop 1 Lype reducta Larve 1 Micronecta nymphe 8 Microvelia reticulata Adult (Geschlecht unbekannt) 1 Mystacides longicornis Larve 10 Nemoura cinerea Larve 5 Odontomesa fulva Larve 2 Orthocladius oblidens Larve 2 Oulimnius tuberculatus Adult (Geschlecht unbekannt) 3 Paracladopelma laminata agg Larve 22 Phaenopsectra Larve 2 Pisidium Adult (Geschlecht unbekannt) 4 Potamophylax rotundipennis Larve 11 Polypedilum Larve 1 Potamopyrgus antipodarum Adult (Geschlecht unbekannt) 2 Psammoryctides barbatus Adult (Geschlecht unbekannt) 2 Rheocricotopus fuscipes Larve 2 Rheotanytarsus Larve 9 Simulium Larve 15 Sphaeridiinae Adult (Geschlecht unbekannt) 10 Stictochironomus Larve 1 Tabanus Larve 1 Tubificidae Adult (Geschlecht unbekannt) 5 Wettina podagrica Adult (Geschlecht unbekannt) 2

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Pilotprojekt Schlinge (Projektjahre 2010-2012) Kreis Borken Minimierung diffuser Nährstoffeinträge in Oberflächengewässer Fachabteilung 66.1 Wasserwirtschaft

BOSSOED, 20.April 2012 Wissenschaftlicher Name Stadium Abundanz [Anzahl/Probe] Anabolia nervosa Larve 1 Baetis Larve 2 Bithynia tentaculata Adult (Geschlecht unbekannt) 6 Caenis luctuosa Larve 1 Calopteryx splendens Larve 3 Cladotanytarsus Larve 45 Cloeon dipterum Larve 1 Coenagrionidae Larve 4 Coenagrion puella / pulchellum soortsgroep Larve 1 Cricotopus bicinctus Larve 5 Dicrotendipes nervosus Larve 13 Elmis aenea Adult (Geschlecht unbekannt) 2 Elminae Larve 1 Erpobdella octoculata Adult (Geschlecht unbekannt) 8 Forelia variegator Adult (Geschlecht unbekannt) 1 Gammarus pulex Adult (Geschlecht unbekannt) 2 Gammarus roeseli Adult (Geschlecht unbekannt) 16 Glossiphonia complanata Adult (Geschlecht unbekannt) 1 Gyraulus albus Adult (Geschlecht unbekannt) 1 Haliplus laminatus Adult (Geschlecht unbekannt) 3 Habrophlebia fusca Larve 1 Hygrobates nigromaculatus Adult (Geschlecht unbekannt) 22 Lebertia inaequalis Adult (Geschlecht unbekannt) 1 Limnodrilus hoffmeisteri Adult (Geschlecht unbekannt) 2 Limnephilus lunatus Larve 8 Limnesia koenikei Adult (Geschlecht unbekannt) 2 Lymnaea stagnalis Adult (Geschlecht unbekannt) 1 Micronecta nymphe 36 Mideopsis crassipes Adult (Geschlecht unbekannt) 5 Mystacides Larve 2 Mystacides longicornis Larve 1 Nanocladius bicolor Larve 3 Neumania limosa Adult (Geschlecht unbekannt) 1 Oulimnius tuberculatus Adult (Geschlecht unbekannt) 3 Paratanytarsus dissimilis agg Larve 1 Paratanytarsus Larve 5 Paratendipes gr albimanus Larve 76 Phaenopsectra Larve 4 Physa acuta nicht erfasst 1 Pisidium Adult (Geschlecht unbekannt) 1 Platambus maculatus Adult (Geschlecht unbekannt) 1 Potamophylax rotundipennis Larve 1 Polypedilum nubeculosum Larve 8 Polypedilum scalaenum Larve 1 Procladius Larve 1 Proasellus coxalis Adult (Geschlecht unbekannt) 1 Psammoryctides barbatus Adult (Geschlecht unbekannt) 2 Sigara falleni Adult (Geschlecht unbekannt) 5 Sigara striata Adult (Geschlecht unbekannt) 5 Sphaerium corneum Adult (Geschlecht unbekannt) 5 Stictochironomus Larve 2 Tanytarsus gr mendax Larve 4 Tubificidae Adult (Geschlecht unbekannt) 11 Unionicola crassipes Adult (Geschlecht unbekannt) 6

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