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Gülledüngung auf Dauergrünland und Artenschutz - ein unlösbarer Widerspruch?

von Martin Elsässer, Aulendorf

Insbesondere in Naturschutzkreisen hat die Anwendung von Gülle als Düngemittel auf Grünland ein äußerst negatives Image. Zur Last gelegt werden ihr u. a. Zerstörung von artenreichen Wiesen, Reduktion der erwünschten Biodiversität und Veränderungen der Brut- und Nahrungs­habitate der Fauna. Das Bundesnaturschutz­gesetz (BNatG, 1976) fordert hierzu (§ 2 Absatz 10): “Die freilebende Tier- und Pflanzenwelt soll als Teil des Wirkungsgefüges des Naturhaushaltes geschont werden. Seltene oder in ihrem Bestand bedrohte Tier- und Pflanzenarten sollen einschließlich ihres Lebensraumes erhalten werden”. Nach Kaule (1991) ist nicht abzusehen, “welche Arten in unseren Kulturökosystemen Bedeutung haben werden und inwieweit eine höhere Artenvielfalt zur Stabilisierung beitragen kann” (s. S. 130). Kaule fordert deshalb die Erhaltung eines möglichst großen Artenspektrums einerseits als moralische Verpflichtung und andererseits als Vorsorge für künftige Ansprüche. Es wird befürchtet, daß die Ausbringung von Gülle als Resultat moderner Tierhal­tungssysteme dieser Forderung entgegensteht. Zudem verursacht die Anwendung von Gülle lästige Geruchs- und Stickstoff­emissionen (Isermann & Isermann, 1995) und es kann zu einer zunehmenden Verdichtung der Böden mit Zerstörung der Bodenstruktur infolge des Befahrens der Böden mit schweren Gülletransportaggregaten kommen (Normann-Schmidt, 1995; Elsässer et al., 2000).

Gülle - also ein per se naturzerstörender Stoff? Oder ist Gülle, so argumentieren andererseits Landwirte und Agronomen, eine zeitgemäße ökonomische Forderung, die in erster Linie aus arbeitswirtschaftlichen Gründen zur Existenzsicherung der Landwirtschaft unabdingbar notwendig ist? Es heißt u. a. die Anwendung von Gülle auf Grünland ist zumindestens dann nicht schädlich, wenn der Nährstoff­kreislauf im System - Nutztier, Boden, Pflanze - nicht überlastet wird. Der Bund für Naturschutz Deutschland (BUND, Bölscher, 1990, S. 28) schreibt: “Ökologisch gesehen ist eine maßvolle Verwendung von Gülle zur richtigen Jahreszeit unter Schonung düngeempfindlicher Grünlandtypen nicht unbedingt abzulehnen”. Der Natur­schutzbund Deutschland (Nabu) hält gar die stoffbezogenen Probleme der Landwirtschaft im Kern für gelöst (Billen, 2000). Andere Autoren (Nitsche & Nitsche, 1994; Robert Bosch Stiftung, 1994) fordern darüber­hinaus den verstärkten Einsatz organischer Dünger, da sie dazu beitragen können, ehemals geschlossene und heute weitgehend entkoppelte Stoffkreisläufe wieder zu schließen, wenn damit einhergehend der Einsatz von Mineraldüngern entsprechend gesenkt wird. Gülle wird aber insbesondere dann zum Problem, wenn die bei einer bestehenden Tierhaltung anfallenden und auf Grünland verbrachten Nährstoffe nicht mehr vom Pflanzenbestand verwertet werden können. Gefordert wird deshalb allgemein eine flächen­bezogene Produktion bei der nur diejenige Menge an Nährstoffen auf die Fläche ausgebracht wird, die dem Entzug von Nährstoffen über pflanzliche Ernteprodukte entspricht. Dabei ist wesentlich, daß die Nährstoffe aus dem selbst erzeugten Futter stammen und die Rückführung der tierischen Exkremente in sachgemäßer Weise geschieht. Aber ist dadurch das “Gülleproblem” bereits gelöst oder gibt es nicht vielmehr spezifisch schädliche Wirkungen der Gülle auf die Vegetation und die Tierwelt, die über das reine Mengenproblem hinausgehen? Was hat es beispielsweise mit den viel zitierten Ätzschäden bei Gülleausbringung oder der Wurzeltoxizität auf sich und gibt es Ansätze zur Lösung des Problems?

Ein weiteres kommt hinzu und gerade hier ist künftig der Naturschutz hinsichtlich seiner Ziel­vorstellungen stark gefordert. Grünland kann in großen Flächenarealen nur dann als Grünland erhalten werden, wenn die Aufwüchse über Nutztiere landwirtschaft­lich verwertet werden können und diese Nutzung auch in Zukunft ökonomisch gesichert ist. Es muß also, ausgehend von der Erkenntnis, daß der Verzicht auf landwirtschaftliche Nutzung nicht generell eine positive ökologische Nachwirkung hat, geklärt werden, welche Naturschutzzwecke im einzelnen verfolgt werden sollen. Desweiteren stellt sich die Frage, welcher Viehbesatz bezüglich der Schutz­ziele noch tolerierbar ist und ob sich hinsichtlich der Düngeform Unterschiede beim Erreichen angesprochener Naturschutzziele ergeben. Ferner sind die Kausalitäten zwischen dem Verlust an Biodiversität und dem Einsatz von Gülle zu klären, denn häufig sind die Veränderungen an Flora und Fauna nur emotional mit dem Einsatz von Gülle begründet, weil “Gülle” synonym für eine intensive Landbewirtschaftung und alle mit ihr verbundenen ökologischen Nachteile steht. Der folgende Beitrag soll zu einer Versachlichung der Diskussionen dienen und anhand von eigenen Untersuchungen sowie Erkenntnissen aus der Literatur konkrete Informationen über die Wirkungsweise von Gülle und die Hinter­gründe der ihr zugeschriebenen Eigenschaften geben.

Gülle ist ein Gemisch aus Kot und Harn mit zusätzlichen Teilen Einstreu und Futter sowie unterschiedlichen Wasseranteilen (Kunz, 1988). Aus landwirtschaftlicher Sicht ist Gülle kein Abfallprodukt, sondern ein wertvoller Mehrnährstoffdünger, der in bestimmten Tierhaltungs­systemen anfällt. Je nach Tierart ist Gülle unterschiedlich zusammengesetzt. Schweinegülle weist z. B. gegenüber Rindergülle wesentlich geringere Schleimstoffgehalte auf. Hühnergülle dagegen wirkt aufgrund der vogelspezifischen Ausscheidung von Harnsäure in der Regel wesentlich aggressiver als Rinder- oder Schweinegülle. Aber auch innerhalb einer Tierart variieren die Inhaltsstoffe je nach Konsistenzgrad, Trockensubstanzgehalt, Fütterung und Haltungsform beträchtlich (Tab. 1). Je größer der Anteil wirtschaftseigener Futtermittel in der Futterration ist, um so zäher ist beispielsweise Rindergülle.

Tabelle 1 : Ergebnisse der Untersuchung von Rindergüllen im Zeitraum 1986 - 1995 an der LVVG Aulendorf (Mittelwert aus 664 Proben)

Untersuchungs-parameter

Einheit

untersucht

umgerechnet auf 7,5 % TS

Minimum

Maximum

pH-Wert

TS-Gehalt

Gesamt-N

Ammonium-N

Ammonium-N

  am Gesamt-N

P

K

Ca

Mg

%

kg/m3

kg/m3

%

kg/m3

kg/m3

kg/m3

kg/m3

7,2

5,92

2,80

1,57

56,5

0,99

3,79

1,53

0,55

7,2

7,5

3,55

1,99

56,5

1,25

4,80

1,94

0,70

6,3

1,44

0,64

0,39

21,8

0,07

0,68

0,41

0,12

8,7

16,25

5,5

2,98

94,3

2,76

8,99

5,44

1,39

Quelle: (64)

Große Bedeutung hinsichtlich der Verwendung von Gülle als Düngemittel hat ihr Trockensub­stanzgehalt (TS - Gehalt), bestimmt er doch im hohen Maße die Fließfähigkeit und damit Ab­tropfeigenschaften bzw. Haftfähigkeit der Gülle an der von ihr benetzten Vegetation. Auf den TS - Gehalt der Gülle nehmen vor allem der Wasserzusatz, die Art der Fütterung, die Futter­beschaffenheit sowie die Art der Tierhal­tung Einfluß. Ohne jeglichen Wasserzusatz weist Gülle im Regelfall TS - Gehalte zwischen 9 und 14% auf. Der durchschnittliche TS - Gehalt von Rin­dergülle aus der Milchviehhaltung liegt aufgrund des Zulaufens von Spülwasser bei ca. 5,9%. Mit dem Kotanteil ändert sich der pH-Wert. Nach Untersuchungen von Schöllhorn (1955) und von Koriath & Kollektiv (1975) liegt der pH-Wert bei unverdünnter Gülle bei 7,5 - 7,8 und steigt mit abnehmendem Kotanteil bis auf Werte um pH 8.

Im Vergleich mit anderen wirtschaftseigenen Düngern, z.B. Stallmist, zeigen sich spezifische Eigenschaften der Gülle. Aufgrund des wesentlich höheren Harnanteiles und der damit verbundenen besseren Löslichkeit der Nährstoffe (Koriath & Kollektiv, 1975), wirken Güllenährstoffe deutlich schneller als Stallmist. Immerhin ca. 50 % des Stickstoffs liegen z. B. in Rindergülle als Ammonium - N und damit in leicht löslicher Form vor. Bei Kalium beträgt die Löslichkeit sogar 100 %. Die Wirksamkeit der Gülle - Nährstoffe hängt jedoch nicht nur von der Zusammen­setzung, sondern auch von Art und Zeitpunkt der Ausbringung ab (Tab. 2). Über die unmittelbare Wirkung hinaus kommt es zu einer Nährstoffnachwirkung infolge einer Mobilisierung organisch gebundener Nährstoffe. Diese Nachwirkung ist insbesondere nach Früh­jahrsdüngung hoch, da infolge günstiger klimatischer Bedingungen mit einer starken Minera­lisierung der organischen Bestandteile der Gülle gerechnet werden kann (Schechtner, 1981).

Tabelle 2 : Wirksamkeit von Gülle im Vergleich zu Mineraldünger in Abhängigkeit von der Jahreszeit auf Dauergrünland in Prozent

Zeitpunkt der Gülleausbringung

Mineraldüngergleichwert %

N

P2O5

K2O

zeitiges Frühjahr (Februar - März)

erste Vegetationshälfte (April - Juni)

zweite Vegetationshälfte (Juli - Sept.)

Herbst (Oktober - November)

30-60

60-90

40-70

20-40

90-100

90-100

90-100

90-100

100

100

100

100

Quelle: (79)

Grünlandpflanzenbestände, die einer landwirtschaftlichen Nutzung unterliegen, müssen als Aus­gleich für den ständigen, erheblichen Stoffentzug regelmäßig gedüngt werden (Spatz, 1994). Dabei versteht sich von selbst, daß Grünlandbestände mit höherer Nutzungsfrequenz mehr Nährstoffe entziehen, als solche die wenig häufig genutzt werden (Tab. 3). Nach Ausführungen von Kaule (1986) sind alle zwei- bis dreischnittigen Wiesen, einschließlich locker mit Obstbäumen durchsetzter Wiesen ganz generell für den Artenschutz bedeutend und in ihrem Bestand bedroht. Aber auch botanisch bedeutende Glatthaferwiesen, ja sogar Magerrasen entwickeln sich unter der Zufuhr von Nährstoffen floristisch gesehen besser als ohne jegliche Düngung (Briemle, 1995). Düngung mit rasch wirksamen Düngern, also auch mit Gülle bzw. Düngung über den Nähr­stoffbedarf der Grünlandpflanzen hinaus, könnte die Arten­vielfalt solcher Bestände allerdings potentiell negativ verändern. Andererseits haben intensiver bewirt­schaftete Pflanzenbestände, mithin also häufiger geschnittene und stärker gedüngte Wiesen oder sogenanntes Vielschnittgrünland, zumindestens hinsichtlich der Energie- und Rohproteingehalte, einen bedeutend besseren Futterwert als botanisch vielseitig zusammengesetztes Grünland. Dies ist für die Ernährung der Nutztiere von ganz entscheidender Bedeutung (Abb. 1), denn zur Vollbringung von Milch- oder Fleischleistungen bedarf es neben dem sogenannten Erhaltungs- auch eines Leistungsbedarfes, der entweder aus dem Grundfutter vom Grünland oder aus Kraft­futter gedeckt werden muß.

Tabelle 3 : Erträge und Nährstoffentzüge von Grünland in Abhängigkeit von Nutzungsfrequenz und Ertragslage

Nutzungs-

Trockenmasseertrag1)

N

P2O5

K2O

MgO

häufigkeit

dt /ha

kg/ha

kg/ha

kg/ha

kg/ha

Günstige Ertragslage 2)

2    Nutzungen

  60

  95

40

150

20

3    Nutzungen

  75

165

70

220

35

4    Nutzungen

  90

245

90

270

45

5    Nutzungen

110

305

110

3303)

80

Ungünstige Ertragslage 2)

1    Nutzung

40

  50

25

60

10

2    Nutzungen

55

100

40

140

15

2-3 Nutzungen

65

125

50

175

20

3    Nutzungen

70

155

65

200

35

3-4 Nutzungen

80

190

80

240

40

1) Nettoertrag = Bruttoertrag abzüglich auf der Fläche verbleibender Bröckelverluste.

2) Standorte mit ungünstiger Ertragslage sind durch mindestens eines der folgenden Merkmale gekennzeichnet: Höhenlage von über 700 m ü. NN, stark ausgeprägte Trockenperioden, starke Hängigkeit, jährl. Nieder­schlagsmenge unter 700 mm, Flachgründigkeit, Bodenart: Sand, anlehmiger Sand, lehmiger Sand.

3) Entzug kann durchaus höher liegen; um Luxuskonsum der Pflanzen an Kalium zu vermeiden, wird hier lediglich der Entzug gleich dem Bedarf gesetzt.

Quelle: (23)

Nutztiere mit hoher Leistung brauchen mehr und energiereicheres Futter. Dieser Futterbedarf kann in aller Regel aber nicht allein aus Futter vom Grünland gedeckt werden. Hochleis­tungstiere haben demzufolge auch einen relativ hohen Bedarf an energie- und eiweißreichem Zukauf­futter (Kühbauch et al., 1996) und zwar um so mehr, je später die zur Verfütterung vorgesehenen Grünlandbestände genutzt werden. Die Verfütterung von Pflanzenbeständen des Extensivgrün­landes, die aus Gründen der Erhaltung hoher Biodiversität spät genutzt werden, verlangt deshalb bei gleicher Milchleistung eine größere Menge an Kraftfutter zum Ausgleich der Futterration. Die Stickstoffausnutzung über die Produktion tierischer Leistungen beträgt jedoch durchschnittlich nur 16 % (Flaig & Mohr, 1996). Demnach wird der weit überwiegende Anteil des in den Produktionsprozeß als Dünger oder Kraftfutter eingebrachten Stickstoffs nicht über tierische Verkaufsprodukte (Milch oder Fleisch) genutzt. Es kommt also darauf an innerbetriebliche Nährstoffkreisläufe zu schließen. Kühbauch et al. (1999) sprechen in diesem Zusammenhang von der Ausnutzung eines Nährstoffspielraumes. Zeitige Nutzung der Grünlandbestände mit der Folge effizienterer Nährstoffverwertung wird deshalb zwingend notwendig. Es wäre aber nun falsch die Haltung von Hochleistungskühen generell zu verurteilen und die züchterische Einführung niedrig leistender Tiere zu fordern. Die bestehenden Milchkon­tingente können durch die Haltung von Hochleistungs­kühen mit insgesamt geringeren Tierzahlen erreicht werden, als dies bei Kühen mit niedriger Leistung der Fall wäre. Da die Tierzahl unmittelbar mit der Menge anfallender Gülle korreliert ist, birgt die Haltung von Hochleistungskühen neben dem bekannten ökonomischen auch einen nicht zu unterschätzenden positiven ökologischen Aspekt hinsichtlich der Reduzierung der Gesamt-Ammoniak- und Methanemissionen (Tab. 4).

Abb. 1 : Energiegehalte in Primär- und Folgeaufwüchsen (in MJ NEL) von Grünland in Abhängigkeit von der Schnitthäufigkeit je Jahr

Quelle: (10)

Durch Erhöhung der Jahresmilchleistung um jeweils 1000 kg je Kuh, könnte die Menge an Stickstoff aus der Gülle pro kg Milch um 5 - 10% vermindert werden (Rohr, 1992 zit. bei Flaig & Mohr, 1996). Bei hohen Kraftfuttergaben wird zudem weniger Grundfutter verbraucht. Die für die Futtererzeugung notwendige Fläche sinkt und die auszubringende Gülle muß dann bei reinen Grünlandbetrieben auf weniger Fläche verteilt werden, wodurch die rückgeführte Nährstoffmenge je Flächeneinheit ansteigt (Steinwender & Gruber, 1995) (Tab. 5).

Tabelle 4 : Einfluß des Rohproteingehaltes der Futtergesamtration und der individuellen Milch­leistung auf die N-Ausscheidung von Milchkühen und deren Methanemissionen

Milchleistung in kg a-1

4000

6000

8000

Rohproteingehalt der Gesamtration

N-Ausscheidung kg Kuh-1 a-1

    16 %

88

100

111

    18 %

103

121

139

    20 %

118

143

168

Einfluß auf die ausgeschiedene Gesamt-N-Menge bezogen auf Bayern (7,9 Mio. t Milch a-1)

Erforderliche Kuhzahl

1,98 Mio.

1,32 Mio.

0,99 Mio.

Ausgeschiedene N-Menge

204 Mio. kg

160 Mio. kg

110 Mio. kg

Einfluß auf die ausgeschiedene Methan-Menge bezogen auf Bayern (7,9 Mio. t Milch a-1)

Ausgeschiedene CH4-Menge

190 Mio. kg

135 Mio. kg

119 Mio. kg

Quelle: (80)

Tabelle 5 : Gülleanfall in der Milchproduktion bei unterschiedlicher Grundfutterqualität

Milchleistung

Energiekonzentration im Grundfutter

kg a-1

MJ NEL kg T-1

6000

4,8

6000

5,5

6000

6,2

Grundfutter-Ertrag

Grundfutter-Aufnahme

Kraftfutter-Aufnahme

Kühe pro ha Grundfutter-Fläche

Grundfutter-Fläche

dt T ha-1

kg T

kg T

Anzahl

ha

77

8,52

6,77

2,5

3,4

75

10,90

4,39

1,9

4,4

65

15,14

0,15

1,2

7,1

Situation bei Zukauf von Kraftfutter

Güllemenge pro ha Grundfutter-Fläche

Gülle-N pro ha Grundfutter-Fläche

m3

kg

48,9

175

37,2

133

23,2

83

Kraftfutter-Erzeugung im eigenen Betrieb

Kraftfutter-Fläche

Gülle pro ha Gesamtfläche

Gülle-N pro ha Gesamtfläche

ha

m3

kg

3,7

23,1

83

2,4

24,0

86

0,1

23,0

82

Quelle: (92)

Die mit Gülle erzielbaren Trockenmasseerträge betragen im Vergleich zur Düngung mit minera­lischen Düngemitteln je nach Methode und Zeitpunkt der Ausbringung von 30 bis 90 % (Koriath & Kollektiv, 1975; Claussen, 1977; Schechtner, 1981; Ruppert et al., 1985; Rieder, 1986; Elsässer & Kunz, 1988; Tomasik & Vahala, 1991; Elsässer, 1995 b; Elsässer et al., 1998), wobei die Düngewirksamkeit der Nährstoffe aus Wirtschaftsdüngern in der Regel mit der Dauer ihrer Verwendung ansteigt (Elsässer & Kunz, 1994; Elsässer, 1999; Abb. 2). Hördemann (1987) führt auftretende Mindererträge bei Düngung mit Gülle u. a. auf die nicht unmittelbar nach Düngung einsetzende Verfügbarkeit der Nährstoffe zurück. Höchste Ertrags­leistung brachte Gülle in seinen Untersuchungen beim Einsatz von Mengen um die 20 m3 ha-1 je Gabe. Höhere Mengen führten in anderen Versuchen teilweise sogar zu Ertragsdepressionen (Techow, 1991). Ursache dafür können einerseits Schäden an den Einzelpflanzen infolge von Bedeckung oberirdischer Pflanzenteile sein, die die Photosynthese und damit das Wachstum hemmen. Die Höhe des Bedeckungsschadens ist abhängig von den Eigenschaften der Blattoberfläche, den Eigenschaften der Gülle, der vom Ausbringungsverfahren abhängigen Tropfengröße und der Stellung der Blätter mithin dem Auftreffwinkel der Tropfen (Wilhelmy, 1986). Um die Benetzung möglichst gering zu halten, ist eine großtropfige Gülleausbringung erforderlich. Gülle wird dann aufgrund des spezifischen Gewichtes rascher von der Pflanze ablaufen als bei kleinen Tropfen. Diese Aussage ist Bestandteil vieler Empfehlungen zur Gülleausbringung in der Praxis (u. a. Kunz, 1988). Wenn zudem die Düngung unmittelbar nach einer Nutzung erfolgt, ist die getroffene Blattfläche sehr viel kleiner und Gülle kann rasch in den Boden eindringen. Dadurch reduzieren sich sowohl die direkte Schädigung als auch die Ammoniakabgabe an die Luft. 

Abb. 2 : Entwicklung der Gesamtlänge der Blattspreiten (links) und der Länge des senescenten Teiles der Blätter vegetativer Triebe (rechts) im ersten Aufwuchs von Dactylis glomerata

Quelle: (32) 

Die beobachtete Wachstumsdepression und fortschreitende Narbenverschlechterung kann aber auch die Wirkung von spezifischen Inhaltsstoffen der Gülle, wie Säuren, Salze und Phenole (Maharens, 1984) bzw. Gärprodukte des Harns wie Hippur- und Benzoesäure (Kosmat, 1981) als Ursache haben. Auch Kutschera (1968), Mott (1973) sowie Voigtländer & Kühbauch (1977) machen für Schäden an den Pflanzen insbesondere Eigenschaften und Bestandteile des Harns verantwortlich. Ebenfalls schädigendes Ammoniumkarbonat kann nach Angaben von Schöllhorn (1955) auch bei der Güllelagerung durch Abbau der im Kot enthaltenen Eiweiß- und Amidverbindungen entstehen. Im Gegensatz zum Abbau des Harnstickstoffes läuft der des Kotstickstoffes jedoch sehr viel langsamer. Desweiteren kann der hohe Schleimgehalt des Kotes schädigend wirken. Ebenso beeinflussen die Fließeigenschaften, die ihrerseits von der Konsistenz der Gülle und ihrem Anteil an freiem Wasser abhängen, die Wirkung auf die Pflanze. Weiterhin sind die Gülleverträglichkeit eines Standortes und sein Wasserspeichervermögen von Bedeutung, da Wassermangel nach der Gülleausbringung zu Ätzschäden an den Pflanzen führen kann. Die Wahl der richtigen Ausbringungszeitpunkte und -mengen, gründliches Homoge­nisieren vor der Ausbringung und günstige Witterung (bedeckter Himmel mit anschließendem leichten Niederschlag) während der Ausbrin­gung sind zudem entscheidend für die Verringerung des Schadensrisikos.

Mit vielen Untersuchungen wurde nachgewiesen, daß sich infolge nährstoff-, vor allem stick­stoffintensiver Bewirtschaftung des Dauergrünlandes die Artenzahl an Gefäßpflanzen negativ veränderte. Dieser Rückgang der Artenzahl beruht in erster Linie auf der Nährstoffwirkung und erfolgt sowohl bei Nährstoffzufuhr über organische Dünger als auch bei mineralischen Düngern gleichermaßen. Als Beispiel für den Rückgang der Artenzahl seien Erhebungen eines seit 1941 bestehenden Dauerdüngungsversuches auf dem Versuchsgut Rengen der Universität Bonn angeführt (Kühbauch et al., 1996) (Tab. 6).

Tabelle 6 : Einfluß der Düngung (mineralisch) auf Pflanzenartenzahl und Jahresertrag des Dauerdün­gungsversuches Rengen (seit 1941) im Jahr 1993 (2 Nutzungen)

Art der Düngung

Ca

Ca + N

Ca + N + P

Ca + N + P + K

Pflanzenartenzahl

65

58

47

42

Ertrag (dt TM ha-1)

19,0

29,0

45,4

68,2

Quelle: (54)

Werden Grünlandbestände reichlich mit Stickstoff gedüngt, überwiegen im Bestand Kräuter mit hoher Affinität für diesen Nährstoff. Exzessive Gülledüngung, insbesondere auf hofnahen Grünlandflächen führt zur einseitigen Zunahme von Umbelliferen; Heracleum sphondylium und Anthriscus sylvestris breiten sich aus (Dietl, 1980; Mott, 1962). Solche als “Gülleflora” bezeichneten Bestände entstehen maßgeblich durch das ungleichgewichtige Angebot von in der Gülle enthaltenen Nähr­stoffen vor allem an Kali. Auf das gemessen am Bedarf der Pflanzen, “unharmonische” Verhältnis der Nährstoffe in der Gülle als Ursache für negative Bestandsentwicklungen weisen Künzli & Geering (1973) sowie Elsässer & Kunz (1988) an anderer Stelle hin. Demzufolge würden sich bei rein mineralischer Düngung und entsprechend unausgeglichenen Nährstoffgaben ähnliche Bestände wie bei Gülledüngung entwickeln. Auch Techow (1991) weist darauf hin, daß eine negative Beeinflussung von Grünlandbeständen durch Gülledüngung nicht zwingend ist. Seinen Ausführungen zufolge ist das Entstehen der Gülleflora bei gezieltem Gülleeinsatz damit nicht zu befürchten. Floristische Untersuchungen an einem Wiesendüngungsversuch im württembergischen Allgäu belegen die generellen Einflüsse unterschiedlicher Düngung auf die Zusammensetzung der Pflanzenbestände (Abb. 3).

Abb. 3 : Ähnlichkeit unterschiedlich gedüngter Grünlandbestände nach 12-jähriger Versuchs­dauer (ausgedrückt über den Ähnlichkeitsindex nach SPATZ; der Wert 1,0 bedeutet maximale Ähnlichkeit)

Quelle: (28)

In dem mittels Clusteranalyse ermittelten Dendrogramm werden jedem Bestand Skalenwerte zugeordnet, die um so kleiner sind, je weniger sich die zu vergleichenden Bestände ähneln. Demnach besitzen die mit Gülle gedüngten Pflanzenbestände (Variante V.6) bei Wiesennutzung untereinander die größte Ähnlichkeit. Gleichzeitig hatte Gülle einen anderen Einfluß auf die botanische Zusammensetzung von Pflanzenbeständen als Mistkompost. Dieser Sachverhalt unterstützt die Beobachtung aus anderen Versuchen, wonach Stallmist- oder Mistkompostdün­gung kräuterreiche Pflanzenbestände erzeugt (u.a. Schmid & Thöni, 1990). Die Variante "NPK-Düngung mineralisch" (V.1) weicht floristisch am meisten von den übrigen Pflanzenbeständen ab. Dies wird auch in anderen Untersuchungen bestätigt, in denen die alleinige Anwendung von Mineraldüngern gegenüber Gülledüngung eine Zunahme des Grasanteiles verursachte. Ohne Düngung sank der Grasanteil zugunsten der Kräuter ab (Thalmann, 1985). Veränderungen in der botanischen Zusammensetzung von Grünland werden demnach vom Düngesystem und der Nutzungsintensität beeinflußt. Werden z. B. Italienisch-Raygraswiesen oder Knaulgras-Kräuter-Bestände andauernd zu früh und zu häufig genutzt und oft auch überdüngt, auch z. B. mit Gülle, so entwickeln sich Kriechrasen mit Gemeiner Rispe (Poa trivialis) und Kriechendem Hahnenfuß (Ranunculus repens) als Hauptbestandesbildnern. In der Folge nehmen sowohl der Ertrag als auch die Artenzahl drastisch ab (Dietl, 1997). Düngung beeinflußte in dieser Untersuchung die Gesamtartenzahl, wobei der Zusammenhang ebenso wie der zwischen Schnitt­termin und Artenzahl nicht besonders eng ist (Abb. 4).

Ein weiterer Effekt hinsichtlich der Zusammensetzung der Pflanzenbestände resultiert aus der Zufuhr von Stickstoff. Stickstoff reduziert bekanntermaßen schon bei mittleren Nährstoffmengen die Konkurrenzfähigkeit der Leguminosen und verdrängt sie aus dem Bestand. Organische und mineralische Düngemittel wirken hier gleichermaßen. Darüberhinaus wird durch die Zufuhr von mineralischem oder organisch gebundenem Stickstoff die Bindung von N2 aus der Luft durch die in Symbiose mit den Leguminosen lebenden Knöllchenbakterien gravierend behindert (Boller et al., 1992).

Abb. 4 : Verteilung der Gesamtartenzahl nach Höhe der organischen Düngung (a) und dem Mähzeitpunkt (b) in den Nordalpen

Quelle: (32) 

Thalmann (1985) belegte mit seinen Ergebnissen, daß sich hinsichtlich der Wurzel­massenentwicklung mineralische Dünger von Gülle nur wenig unterscheiden. Kröner (1982) berichtete dagegen, daß die nährstoffbedingte Wachstumsleistung von Grünlandpflanzen im Vergleich zur wurzeltoxischen Wirkung des Flüssigmistes eher untergeordnete Bedeutung hat. In detaillierten Untersuchungen bestätigte Kutschera (1981) die spezifisch schädigenden Wirkungen der Gülle auf das Wurzelwachs­tum. Die Autorin sieht in Verätzungen der Wurzeln, die zur Hemmung des Wachstums und damit zum Absterben vor allem der wertvollen Futter­gräser und Leguminosen führen, die Gründe für die Schadwir­kungen von Gülle an Grünlandpflanzen und die Entstehung der Gülleflora. Die Ursachen für diese Schädigungen liegen ihren Aussagen zufolge in der unterschiedlichen Wurzelmorphologie von Gräsern und Kräutern der Gülleflora. So besitzen u. a. Anthriscus sylvestris, Heracleum sphondylium und Rumex obtusifolius kräftige Pfahlwurzeln oder Wur­zelstöcke, die sie in die Lage versetzen, die im Minimum befindlichen Nährstoffe (vor allem Phosphate) aus größeren Bodentiefen aufzunehmen. Ein solches Wurzelwachstum, bei dem der Wurzelpol direkt zu einer Hauptwurzel auswächst, wird als Allorhizie bezeichnet, im Gegensatz zum homoreizen Wurzelsystem der Gräser, bei dem die Hauptwurzel ihre Tätigkeit verhältnismäßig früh einstellt (Wilhelmy, 1986). Durch die Ausbildung zahlreicher sproßbürtiger Wurzeln bildet sich bei den Gräsern ein feinverzweigtes Wurzelnetz mit großer Oberfläche, dessen Hauptmasse in 10 - 20 cm Bodentiefe liegt (Klapp, 1971; Kutschera, 1974; Nultsch, 1982). Bei Nährstoffmangel oder einseitiger Versorgung, wie etwa bei hoher Gü1ledüngung, sind Kräuter wegen ihres besseren Aufschlußvermögens im Vorteil. Daneben wird aufgrund des hohen Kaligehaltes der Gülle und der stark quellenden Wirkung des Kaliums verstärkt wasserreiches Wurzelgewebe ge­bildet, was die Fäulnisanfälligkeit erhöht. Lang ausdauernde Wurzeln sind durch einen erhöhten Gerbsäuregehalt und früh einsetzendes Dickenwachstum (z. B. Rumex obtusifolius) oder durch verdickte Rindenschichten (z. B. Ranunculus repens) vor schädlichen äußeren Einflüssen ge­schützt. Pflanzen ohne sekundäres Dickenwachstum der Wurzeln, wie die Gräser, treten daher auf Güllestandorten zu­rück. Ausnahmen bilden nur die Quecke (Elymus repens) und die Gemeine Rispe (Poa trivialis), die sich durch Sproßausläufer vermehren und infolge starker Reser­vestoffeinlagerungen in den Ausläufern nach einer Schädi­gung oder Nutzung schnell wieder austreiben können. Letztere besitzt allerdings meist nur schwach ausgebildete Wurzeln, was den Schluß zu­läßt, daß die Gülle insbesondere das Primärwachstum der Wurzeln negativ beeinflußt (Kutschera, 1974).

In mehreren standardisierten Versuchs­serien mit Kressesämlingen stellte Kunz (1997) dagegen keine schädigende Wirkung von Gülle fest, sondern erfaßte vielmehr längere Wurzeln im Vergleich zu Keimlingen in destilliertem Wasser. Offensichtlich handelt es sich hier um einen Nährstoffeffekt auf dessen Bedeutung für die Ausbildung von Pflanzenwurzeln auch Sobotik (1992) hinweist. Die Autorin erarbeitete Ergebnisse mit steigenden Gaben von Rindergülle im Feldversuch. Die Resultate sind mit Tabelle 7 zusammen­gefaßt. Besonders auffällig war der geringe Mycorrhizabesatz der ungedüngten Variante, das reichliche Vorkommen von Mycorrhiza bei der schwächsten Güllemenge und das Fehlen von Mycorrhiza bei der höchsten Gülledosis. In der höchsten Güllestufe (480 kg N ha-1) war, wohl infolge der Nährstoffverlagerung in tiefere Schichten, ein Anstieg der Wurzellängen in einer Tiefe von 18 - 40 cm und ein abruptes Ein­kürzen in noch tieferen Bodenschichten zu beobachten. Es ist an dieser Stelle jedoch festzu­stellen, daß solche Güllemengen nicht Bestandteil einer ordnungsgemäßen Landwirtschaft sind, die die Nährstoff­ausbringung über wirtschaftseigene Dünger auf Grünland auf 210 kg N ha-1a-1 begrenzt (Düngeverordnung, 1996).

In Experimenten, in denen Gräsersamen auf Baumwollnetzen über Gülle, Kot und Harn unter­schiedlicher Verdünnung zum Keimen gebracht wurden, zeigte sich, daß Harn die Wurzeln stärker schädigt als Kot (Kutschera, 1974). In den Experimenten von Kutschera (1974) äußerten sich die Wurzelschäden im Aufreißen der Rhizodermis und der äußersten Rindenschichten. Da Gülle im Verhältnis zum Harn (in Jauche) eine ausgeglichenere Nähr­stoffzusammensetzung aufweist, dürften die von ihr verursachten Schäden weniger stark sein, worauf auch die Ergebnisse von Kunz (1997) hindeuten. Andererseits argumentierte Kutschera bereits 1974, daß auch nach Gülle­anwendung der Protoplast der Wurzelzellen geschädigt wer­den kann, was sie auf den Gehalt an Benzoesäure zurückführt, die als Zersetzungsprodukt der im Harn enthaltenen Hippur­säure entsteht.

Tabelle 7 : Trockenmasseerträge von Grünlandaufwüchsen, Wurzellängen und Verteilung der Wur­zelmasse in unterschiedlichen Bodentiefen bei steigenden Gaben von Rinder­gülle

Düngung  (kg N ha-1)

0

96

240

480

Ertrag (dt TM ha-1)

60,7

84,1

98,3

119,9

Wurzellänge September 1988 (km ha-1)

Verteilung der Wurzellängen in %

    2 -   7 cm

    7 - 12 cm

  12 - 18 cm

6164

46,5

14,5

10,0

nicht

gemessen

10 933

46,7

20,9

9,8

12 230

45,7

14,8

26,3

Wurzellänge November 1990 (km ha-1)

362 095

348 850

297 194

142 875

Verteilung der Wurzellängen in %

    2 - 10 cm

  10 - 20 cm

  20 - 30 cm

48,7

10,2

24,7

75,4

12,2

5,0

76,6

14,2

4,1

62,4

19,1

3,1

Quelle: (89)

Durch die nach Gülledüngung beginnende verstärkte Zersetzung der organischen Substanz wird der Sauerstoffgehalt in der obersten Bodenschicht verringert. Bei Sauerstoffmangel werden wichtige Prozesse des Energiestoff­wechsels der Wurzeln gehemmt, so daß trotz ausreichender Wasser- und Nährstoffversorgung das Wurzelwachstum verrin­gert wird, was zu nachlassender Konkurrenzkraft der betroffenen Arten führt (Amberger, 1983). Pflanzen mit tiefer gehenden, weniger empfindlichen Wurzeln können diese vorübergehende Schwächung ihrer Nachbarn zu ihren Gunsten nutzen und die wertvolleren Arten unterdrücken. Es kommt zur Ausprägung der typischen “Gülleflora”. Über dem Boden können auch an dem feinverzweig­ten oberflächen­nahen Wurzelnetz der Gräser Ätzschäden auftreten, die zur Verringerung der Wurzelmasse und nachlassender Konkurrenz­kraft gegenüber Unkräutern mit tieferge­henden Wurzeln führen.

Die organische Masse des Bodens besteht etwa zu 85 % aus Humus, 10 % aus abgestorbenen Pflanzenwurzeln und dem Edaphon, das seinerseits aus ca. 40 % Bakterien und Actinomyceten, 40 % Pilzen und Algen sowie ca. 20 % Bodentieren besteht. Die Zufuhr von mineralischen und organischen Düngern ändert das Milieu im Boden und in der Folge das Verhältnis zwischen den Organismen, wodurch einige Arten favorisiert und andere unterdrückt werden. Jede Milieu­änderung bedingt eine Veränderung im Artenbestand und im Mengenverhältnis der Arten inner­halb der Biozönose. Vor allem leicht abbaubare organische Substanzen begünstigen die Vermehrung der Mikroorganismen und führen sowohl zur Veränderung der Besatzdichte als auch des Formenspektrums (Koriath & Kollektiv, 1975). Organische Düngung steigert die Mikrobentätig­keit, häufige Zufuhr kleinerer Mengen organischer Düngemittel kann zu ver­stärktem Humusabbau führen (Franz, 1960). Wirtschaftsdünger fügen neue Arten hinzu und sind teilweise gleichzeitig noch Nahrung. Mithin läßt sich eine Zunahme der Artenzahl und -diversität feststellen (Marshall, 1973). Rascher Milieuwechsel, wie sie für die Gülledüngung typisch ist, bedingt jedoch eine fort­schreitende Artenverarmung. Allerdings bewirkt auch schon frischer Stallmist eine Milieuänderung, die umso geringer sein wird, je besser vorgerottet der Mist in oder auf den Boden gelangt. Hohe Güllegaben sind zudem für die Bodenfauna anfangs toxisch (Bund, 1988). Mit Ausnahme von Regenwürmern und Milben reagieren jedoch die meisten Bodentiere lang­fristig positiv auf die zusätzliche Nahrungsquelle (Bolger & Curry, 1980). Auch Schmid (1968) bestätigte die Förderung des Bodenlebens durch organische Düngung. Neben einer günstigen mikrobiologischen Tätigkeit, die auf dem hohen Angebot an organischer Masse und Stickstoff beruht, konnte er durch Auszählung der Regenwurmgänge auf langjährig intensiv begüllten Flächen eine Erhöhung der Regenwurm­tätigkeit ermitteln. Die Gülledüngung führt über die Steigerung des Humusgehaltes und die Zunahme der Regenwurmaktivitäten zu verstärkter Aggregatstabilisierung und schließlich zu einer ver­besserten Bodenfruchtbarkeit. Während ganz allgemein organische Düngung und Kalkung die Regenwurmfauna und deren Leistungen im Boden (Makeschin, 1990) förderte, ging die Besiedlungsdichte bei hohen Applikationsmengen von Gülle zurück (Abb. 5). In vorhandenen Populationen sinkt auch der Anteil junger Tiere und das Artenspektrum verschiebt sich hin zu größeren Arten (Cotton & Curry, 1980). Nach Ausführungen von Makeschin (1990) wirkte auch mineralische N - Düngung nur bei höheren Aufwandmengen und vor allem auf sandigen Böden hemmend auf Regenwürmer, vermutlich aufgrund direkt schädigender Wirkung hoher Salzkonzentrationen. Stallmist fördert Regenwürmer direkt als Futter und indirekt durch das Pflanzenwachstum, das die organischen Reste im Boden ansteigen läßt (Marshall, 1973). In Grünlandböden führte mineralische Düngung aufgrund höheren Anfalls von Ernterückständen und Wurzelstreu in der Regel zu höheren Besiedlungsdichten und Biomassen.

 

Abb. 5 : Abundanz von Regenwürmern in Grünlandböden bei unterschiedlicher Düngung mit Schweinegülle (Bodenart: sL = sandiger Lehm; uL = schluffiger Lehm)

Quelle: (14) 

Sowohl organische als auch mineralische Dünger haben einen indirekten Effekt auf die Fauna, indem sie die Beutemöglichkeiten für Fleischfresser verbessern. Die Individuenzahl variiert in Abhängigkeit von Bodentyp, Bearbeitung, Pflanzenbe­deckung und der Düngeraufwandmenge. Dies bestätigt auch Cramer (1983 zit. bei Wilhelmy, 1986), der in Gülleparzellen auf Mineralböden in Schleswig-Holstein eine rege Maulwurftätigkeit feststellte, die auf erhöhten Regenwurmbesatz hinweist. Gülle erhöht zudem den Bodenwassergehalt und berührt direkt die Bodenfauna durch Reduzierung von Milben und durch Veränderung der qualitativen Zusammensetzung von Nematoden, Milben und Springschwänzen. Arten mit besserer Anpassung an nasse Umweltbedingungen werden gefördert. Allerdings sind die Angaben in der Literatur nicht einheitlich. Sowohl Gülle als auch Stallmist erhöhten u. a. die Anzahl der eiweiß­zersetzenden Bakterien. Die Zufuhr von Gülle (3 x 50 m3 ha-1 a-1) reduzierte die Nematodenpopulationen nicht, veränderte jedoch die qualitative Zusammen­setzung der Fauna (Gusenleitner, 1959). Gunhold (1957) konstatierte hingegen, daß sich bei 22-jähriger Gülledüngung auf Grünland (70 m3 ha-1 noch) die Gesamtpopulation der Bodenfauna um das 2 - 3-fache reduzierte.

Auch andere Wirtschaftsdünger als Gülle können die Fauna beeinträchtigen, sie haben jedoch in der Regel einen positiven Effekt auf die Artenvielfalt und verbessern zudem den Lebensraum und die Wasserhaltefähigkeit des Bodens. Mineraldünger dagegen erhöhen oftmals nur die Salzkonzen­tration im Boden mit negativem Effekt auf die Bodenfauna. Normann-Schmidt (1995) stellte fest, daß die einseitige Ausbringung von Gülle zu sehr negativen Folgen für das Edaphon führen kann, im schlimmsten Fall zu einer gleichzeitigen Verminderung des Artenbestandes und der Besatzdichte. Solche Abnahmen werden üblicherweise durch spätere, überproportionale Zunahmen ausgeglichen (Marshall, 1973). Im Vergleich mit Gülle werden dem Stallmist bei der Düngung von Grünlandbeständen und -böden meist positive Nährstoffeffekte zugeschrieben (Brünner, 1960; Klapp, 1971). Vor allem auf sehr flachgründigen, humusarmen, sandigen oder kiesigen Böden ist nach Angaben von Galler (1989) offensichtlich der Einsatz von Stallmist zu Grünland günstiger als Gülledüngung. Darüberhinaus konnte vor allem bei mit Gülle bedüngten Flächen eine besondere Zunahme von parasitischen und semiparasitischen Tierformen festgestellt werden. Für den Grad dieser Umformungen ist in hohem Maße die Gründigkeit des Bodens entscheidend (Gunhold, 1957). In Untersuchungen von Franz (1953) wurde der Einfluß der Düngung von Festmist sowie von Festmist plus Mineraldünger auf unterschiedliche Artengruppen der Bodenfauna ermittelt. Düngung erhöhte demnach den Tierbesatz ganz wesentlich gegenüber der ungedüngten Kontrolle. Am stärksten positiv reagierten die Enchytraeiden, die sich bei zehnjähriger Anwendung von Mist und Mineraldünger um mehr als das Zehnfache ausbreiteten.

Neben den Auswirkungen auf die Bodenfauna wurden weitere Effekte beobachtet. Gülle reduzierte demnach die qualitative Zusammensetzung der Insektenfauna (Collembolen) bei langfristigem Einsatz (Marshall, 1973). Zudem meiden Wildtiere, wie Hasen und insbeson­dere auch Rehe nach Beobachtungen von Pegel (1997) ganz generell begüllte Flächen zur Futteraufnahme.

Die Untersuchungen von Gunhold (1957) haben gezeigt, daß die Wirkung von Gülle in bodenzoologischer Hinsicht je nach den Bodenverhältnissen, der Intensität und Form der Gülle von verschieden starker Wirkung sein kann. Sowohl organische als auch mineralische Dünger vergrößern generell die faunistischen Populationen, wobei der Grad der Erhöhung zwischen den Arten, taxonomischen Gruppen und der Art der Düngeranwendung differieren (Marshall, 1973). Den Rahmen für die güllebedingten Veränderungen der Fauna stecken Bosshard et al. (1988) mit folgenden Erkenntnissen ab:

a. Es gibt keine Pflege, die gleichzeitig allen Tierarten und Stadien derselben Art in optimaler Weise gerecht wird. Jede großflächig einheitliche Bewirtschaftung muß deshalb zwangsläufig eine Artenverarmung bei der Kleintierwelt zur Folge haben. Eine Vielfalt in der Bewirtschaf­tung bedeutet für die Fauna eine Vielfalt des Biotops.

b. Gesteigerte Intensität in der Landnutzung gefährdet zahlreiche Tierarten. Extensiv oder überhaupt nicht bewirtschaftete Grünlandflächen stellen für solche Arten einen wichtigen Stützpunkt dar, so daß selbst Brachflächen höher bewertet werden müssen, als regelmäßig bewirtschaftete Flächen.

c. Für die Tierwelt am günstigsten sind oft Sukzessions - Übergangsstadien, die in dynamischer Weise vorherigen und nachfolgenden Tierarten Lebensraum bieten. 

 

Tabelle 8 : Reaktion unterschiedlicher Gruppen der Bodenfauna unter Grünland auf organische und mineralische Dünger (dargestellt als Prozent der Kontrolle)

Dünger

Nematoden

Enchytraeiden

Collembolen

Mites

Festmist

(1 Jahr n. Applikation)

91

770

190

129

Festmist

(10 J. n. Applikation)

202

400

640

66

Festmist + NPK

(1 Jahr n. Applikation)

164

749

168

86

Festmist + NPK

(10 Jahre n. Applikation)

162

1040

315

116

Quelle: (33)

Durch Gülledüngung verursachte Ammoniakemissionen haben zunächst keinen direkten Einfluß auf die Artenvielfalt im Grünlandbestand. Bedingt durch die Nährstoffverfrachtung in der Luft kommt es jedoch auch zu Stickstoffeinträgen in nährstoffsensible Biotope. Die Stickstoff­deposition variiertt in Abhängigkeit vom Meßort jedoch sehr stark. So werden in Wäldern meist hohe, auf Freiflächen dagegen tiefe Werte gemessen. Auf Baden-Württemberg bezogen liegen die gemessenen Werte für die jährliche N - Deposition z. B. zwischen 6 - 39 kg ha-1 (Fva, 1995). Bezogen auf die landwirtschaftlich genutzte Fläche in Baden-Württemberg errechnet sich z. B. eine mittlere Emissionsrate je Jahr von 31 kg NH3-N je Landwirtschaftsfläche. Bezogen auf die gesamte Landesfläche Baden-Württembergs werden damit jährlich 15 kg NH3-N ha-1 emittiert. Durch Verbesserung der Ausbringungstechnik wie z. B. durch Einarbei­tung, Injektion, Ausbringung mit Schleppschuhverteilern etc. ließen sich die NH3-N-Emissionen (theoretisch) auf 16 kg (je ha LF) bzw. 10 kg (gesamte Landesfläche) vermindern (Horlacher et al., 1997). Damit kommt der Verwendung umweltfreundlicher Verteil­techniken eine maßgebliche Rolle zu (Abb. 6). Auch Kühbauch et al. (1996) belegen, daß der Unterschied zwischen sachgemäßer Ausbringung (z. B. mittels Schleppschuhverteilern unter Beachtung der Witterung, Tages- und Vegetationszeit) und unsachgemäßer Gülleausbringung bis zu 80 % des NH3-Stickstoffs betragen kann. Dadurch relativieren sich Unterschiede in der Nährstoffkonzentration der Gülle maßgeblich.

Abb. 6: Ammoniakemissionen nach Ausbringung von Rindergülle auf Grünland in Abhängigkeit vom TS-Gehalt der Gülle und der Applikationstechnik

Quelle: (76)

Grundsätzlich ist die Umweltverträglichkeit bei der Düngung von Gülle nicht geringer als bei Stallmist (Gutser, 1990; Ott 1990; Katz & Frick, 1994). Hinsichtlich der Höhe der Nitratauswaschung aus organischen Düngern wird bei Gülledüngung im Vergleich zu mineralischer Düngung meist von gleich hoher, ja zum Teil sogar von geringerer Nitrataus­waschung berichtet (Rieder, 1988; Elsässer, 1995a; Rieder, 1996; Elsässer, 1999). Der wirksame Güllestickstoff entspricht nicht nur im Hinblick auf die Futterproduktion, sondern auch hinsichtlich der Nitratbelastung des Bodens dem mineralischen Stickstoffs (Ernst, 1995). Es kann davon ausgegangen werden, daß steigende Düngung generell steigende Nährstoffausträge bewirkt (Edwards & Daniel, 1992), allerdings trifft dies erst bei Nährstoffzufuhren über 220 kg N ha-1 a-1 zu (Elsässer, 1999). Untersuchungen von Kandeler & Eder (1991) zeigen, daß Rindergülle sogar nur bei extrem hoher Dosierung (480 kg N ha-1) im Dauergrünland zu einer verstärkten Stickstoffauswaschung führt. Als Ursache für den erhöhten N-Austrag werden signifikante Aktivitätssteigerungen der Enzyme des N-Kreislaufes (Protease, Arginin-Desaminierung, Urease), der N-Mineralisation und der Nitrifikation im Oberboden diskutiert. Die Erhöhung der Ureaseaktivität und der potentiellen Nitrifikation in tieferen Bodenschichten lassen vermuten, daß Harnstoff bei hoher Gülledüngung (480 kg N ha-1) in tiefere Bodenschichten verlagert und erst dort mineralisiert wird. Eine stärkere Wassergefährdung durch Gülleausbringung wird deshalb in aller Regel beim oberflächigen Nährstoffabtrag gesehen. Neuere Erkenntnisse hierzu entstammen Versuchen von Schröpel (1997) aus dem bayerischen Allgäu. Der Autor berichtet, daß der oberflächige Abtrag an Phosphat bei begüllten Flächen geringer ist als bei der Düngung mit Stallmist. Schröpel führt dies auf die längere Einwirkdauer von Niederschlagswasser bei Stallmist verglichen mit Gülle zurück. Ob die Verfrachtung der Nährstoffe allerdings die Gewässer belastet, hängt auch vom Vorhandensein etwaiger “Schutzstreifen” entlang der Gewässer bzw. deren Breite und Bewuchs ab (Braun et al., 1997; Gleeson & Kiely, 1995). Randstreifen von 10 Meter Breite vermögen offensichtlich einen Großteil der oberflächig abgetragenen Nährstoffe aufzunehmen (Hubbard et al., 1987).

Dort, wo der Mensch in den Naturablauf eingreift, indem er Boden und Aufwüchse nutzt, wird das natürliche Gleichgewicht gestört und die standortsgemäßen Lebensgemeinschaften erleiden, je nach der Intensität der anthropogenen Eingriffe, eine mehr oder minder starke Verarmung ihrer Arten­mannigfaltigkeit und ihre biologische Leistung sinkt dementsprechend ab (Gunhold, 1957). So beschreiben z. B. Steffny et al. (1984) einen Rückgang der Biodiversität bei der Schmetter­lingsfauna bei zweimal gemähten und stärker gedüngten Arrhenatheten gegenüber einmal gemähten und schwach gedüngten bzw. gegenüber Mesobrometen. Dieser Effekt ist aber nicht allein der Düngung anzulasten, sondern beruht wohl in erster Linie auf der Steigerung der Nutzungsintensität ganz allgemein. Zudem wirken sich die heutzutage üblichen großflächigen Feld­strukturen auf das Tierleben negativ aus. Die Steigerung der Nutzungsintensität verursacht einen Rückgang blühender und damit potentieller Nektarpflanzen, wodurch die Breite des Nahrungs­pflanzenspektrums sinkt (Steffny et al., 1984). Die tages- bzw. jahreszeitlich wechselnden, aber dennoch sehr spezifischen Habitatansprüche können in der Regel nicht durch eine Pflanzengesellschaft allein gedeckt werden, sondern nur durch ein Vegetationsmosaik. Ein solches kann nur durch differenzierte Nutzung mit einem Wechsel von Wiesen und Weiden und unterschiedlicher Nutzungsfrequenz erreicht werden.

Demnach werden der Düngung im allgemeinen und speziell der Gülle oftmals negative Wirkungen zugeschrieben, die eigentlich nur sekundär von ihrer oft unsachgemäßen Anwendung verursacht werden. Gleichwohl ist zu fordern, daß Düngemittel mit möglichst hoher Effizienz auszubringen sind. Die ist allerdings nach Angaben von Isermann (1994) in Deutschland ganz generell sowie nach Elsässer (1999) speziell im Dauergrünland gering. Eine hohe Nährstoff­ausnutzung wirkt Umweltbelastungen entgegen. Die Anwendung von Gülle unter der Berücksichtigung bestmöglicher Einsatzbedingungen dient deshalb in erster Linie der Erhöhung der Stickstoff­effizienz. Um dieses Ziel zu erreichen, muß Gülle mit geeigneter Applikationstechnik und gutem Management umweltschonend ausgebracht werden. Über geeignete Techniken wurde in den letzten Jahren viel geforscht und veröffentlicht. Es würde jedoch den Rahmen dieses Beitrages sprengen, wenn hier detailliert auf die derzeitigen Erkenntnisse eingegangen werden würde. Der gemeinsame Nenner aller Arbeiten ist die Forderung, wonach das umweltfreundliche Ausbringen von Gülle so erfolgen muß, daß möglichst wenig Geruchs- und Ammoniakemissionen entstehen können. Zudem sollte nur soviel Gülle ausgebracht werden, wie die zu düngenden Grünlandpflanzen an N und P aufnehmen können (Mattig, 1991). Inwiefern die Verwendung von Güllezusatzmitteln die Situation bei der Ausbringung zusätzlich verbessern kann, ist trotz häufiger Untersuchung nicht einheitlich zu beantworten. Um reproduzierbare Aussagen treffen zu können, werden deshalb an der Lehr- und Versuchsanstalt Aulendorf seit mehreren Jahren routinemäßig Tests der Güllezusatzmittel hinsichtlich ihrer spezifischen Eigenschaften und der Pflanzenverträglichkeit durchgeführt (Kunz, 1996). Einige Ergebnisse sind in Tab. 9 aufgeführt.

Tab. 9 : Wirkung von Güllezusatzmitteln auf Auslaufverhalten und Wurzellänge von Kresse­keimlingen (Relativzahlen im Vergleich zu unbehandelter Gülle) - Ergebnisse aus jährlich durchgeführten Güllezusatzmitteltests der LVVG Aulendorf mit wechselnden Zusätzen

1990

1992

1993

1994

1995

1996

Auslaufmenge %

105

98

96

105

106

99

Wurzellänge %

93

102

109

78

109

101

Quelle: (64)

Auch technische Verfahren der Güllebehandlung wurden zur Verbesserung der Einsatzfähigkeit von Gülle überprüft (u. a. Elsässer et al., 1995). Zu nennen wären hier neben der Oligolyse, die Separierung, Biogasgewinnung und die Belüftung. Bezüglich der Auswirkungen der Belüftung bestanden allerdings weder hinsichtlich der Trockenmasseerträge noch hinsichtlich der Pflanzeninhaltsstoffe gesicherte Unterschiede zwischen der Düngung mit belüfteter und gelagerter Gülle bei kombinierter Düngeanwendung mit Kalkammonsalpeter (Thalmann, 1985).

Inwieweit Bodendruck und in der Folge verdichtete Böden, verursacht durch Befahren mit schweren, in manchen Fällen sicher zu schweren Güllefässern, die Flora und Fauna verändern, darüber liegen derzeit nur wenige Erkenntnisse vor. Es ist jedoch davon auszugehen, daß eingeschränkter Lebensraum im Boden nicht nur die Fruchtbarkeit der Böden hinsichtlich der pflanzlichen Aufwüchse, sondern auch hinsichtlich der Tierwelt beeinflussen wird.

Der zukünftige Erfolg von Naturschutzmaßnahmen im Bereich der Erhaltung und Bewirtschaftung von Dauergrünland, hängt sicherlich auch davon ab, inwieweit im Denkkontext der Landwirte gedacht und gearbeitet werden kann. Neben den bisher im wesentlichen im Vordergrund stehenden ökologischen Zusammenhängen, wird es in Zukunft wohl auch auf die Beachtung ökonomischer Gesichtspunkte ankommen. Nach Danner (1994) muß es das Ziel sein, eine Landwirtschaftsstruktur zu schaffen, die neben der Produktion von Nahrungs- und Futtermitteln, ökologische Leistungen als Koppelprodukt produziert. Die Anwendung von Gülle ist nicht per se als umweltschädlich einzustufen. Desweiteren sind die spezifischen Eigenschaften der Gülle und die sich aus ihrer Anwendung auf Dauergrünland ergebenden Auswirkungen auf Flora, Fauna und Bodenkörper nicht zu verwechseln mit den Wirkungen hoher Nutzungs­frequenz und hohen Viehbesatzes, mit daraus resultierendem erhöhten Nährstoffanfall. Trotzdem kann die Gülle keineswegs als “Flüssiges Gold der Landwirtschaft” bezeichnet werden, wie das früher einmal der Fall war. Gunhold befürchtete dazuhin bereits im Jahre 1957 (S. 479): “...daß die Gülledüngung einseitig und zu intensiv betrieben, früher oder später zu merkbaren Bodenschädigungen und Ertragsdepressionen führen wird, wenn dieser Entwicklung nicht durch ...abwechselnde Düngung mit Stallmist sowie der Zufuhr von in das Minimum geratenen Nährstoffen in Form von Mineraldüngern Einhalt geboten wird”. Der kontinuierliche Wechsel mit Stallmist ließ sich in der Praxis nicht realisieren und dauerhafte Ertragsdepressionen größeren Ausmaßes konnten auch nicht festgestellt werden. Der gezielte mineralische Ausgleich fehlender Nährstoffe stellt dagegen seit langem eine Maßnahme der ordnungsgemäßen Landwirtschaft dar.

Hinsichtlich der Erhaltung einer hohen floristischen Biodiversität ist die Senkung der Nutzungsfrequenz ein mindestens ebenso gravierender Bestimmungsfaktor wie das Maß der Nährstoffzufuhr. Dabei sind gerade an die Durchführung der Mahd oder Beweidung durchaus sehr differenzierte Anforderungen hinsichtlich der ökologischen Anforderungen zu stellen. Bezüglich der tierökologischen Anforderungen von Schmetterlingen und Hummeln, weisen z. B. Steffny et al. (1984) auf die Notwendigkeit einer im einzelnen sicher noch zu präzisierenden, gesellschaftsspezifischen Staffelmahd hin. Es bleibt aber festzuhalten, daß intensive Düngung mit Gülle deutlich erkennbare Veränderungen der Bodenfauna nach sich zieht. Häufig erfolgt eine Abnahme des Gesamttierbesatzes, in vielen Fällen eine Veränderung des Artenbestandes zugunsten solcher Formen, die für sich zersetzende organische Substanzen charakteristisch sind.

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Wirkungen der Gülleanwendung auf Dauergrünland und deren Einflüsse auf Flora und Fauna an Hand eigener und in der Literatur beschriebener Versuche. Neben spezifischen Wirkungen der Gülle auf das Wurzelwachstum und die interspezifische Konkurrenz der Pflanzen, sind die bekannten negativen Wirkungen auf den Pflanzenbestand in erster Linie wohl ein Mengenproblem. In Form, Menge und Zeitpunkt sachgerecht und ordnungsgemäß angewandt, ist Gülle kein umweltschädlicher Stoff, sondern ein wertvoller Dünger. Negative Veränderungen von Flora und Fauna sind im wesentlichen bedingt durch intensive Bewirtschaftung ganz generell. Die Begriffe “Gülledüngung” und “hohe Nutzungsintensität” sollten nicht synonym verwendet werden.

Fertilization of grassland with liquid manure and nature protection - an unsoluble contradiction?

The report describes the effects of slurry application on permanent grassland and the resulting effects on flora and fauna focusing to results of own and in the literature described experiments. There are specific effects of slurry on root growth and the interspecific concurrence of plants, which are mainly a problem of the amount of fertilizers. It is shown, that slurry in general is not a fertilizer with high danger to the environment, if it is used in adequate time, form and amount. The given negative effects on habitats are mainly confirmed by intensive management in general. Therefore “slurry fertilization” and “intensive grassland management” are not to use as a synonym.

verzeichnis

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10.      Briemle, G., 1999: Aulendorfer Extensivierungsversuch - Ergebnisse aus 10 Jahren Grünlandaus­magerung. Landinfo Baden - Württemberg, 60, 1-160.

11.      Briemle, G., Eickhoff, D. & R. Wolf, 1990: Mindestpflege und Mindestnutzung unterschied­licher Grünlandtypen aus landschaftsökologischer und landeskultureller Sicht. Beihefte zu den Veröffent­lichungen für Naturschutz und Landschaftspflege in Baden-Württemberg, 60, 1-160.

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16.      Danner, W., 1994: Perspektiven für die Landwirtschaft in Wiesenbrütergebieten. Schule und Beratung, 11, III 8 - III 11.

17.      Dietl, W., 1980: Die Pflanzenbestände der Dauerwiesen bei intensiver Bewirtschaftung. Mitteilun­gen Schweizerischer Landwirtschaft, 28, 101-113.

18.      Dietl, W., 1997: Auswirkungen von Bewirtschaftungsformen auf die pflanzliche Zusammen­setzung von Wiesen. Bericht über die 2. Pflanzensoziologische Tagung “Pflanzengesellschaften im Alpenraum und ihre Bedeutung für die Bewirtschaftung”, BAL Gumpenstein, 91 - 95.

19.      Düngeverordnung, 1996: Verordnung über die Grundsätze der guten fachlichen Praxis beim Düngen. BGBl, Teil I vom 6.Februar 1996.

20.      Edwards, D.R. & T.C. Daniel, 1992: Potential runoff quality effects of poultry manure slurry applied to fescue plots. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 35, 6, 1827-1832.

21.      Elsässer, M., 1995 a: Auswirkungen wasserschutzgemäßer Stickstoffdüngung auf Nitrat- und Ammo­niumgehalte verschiedener Grünlandböden. Tagungsband 5. Lysimetertagung "Stofftransport und Stoffbilanz in der ungesättigten Zone", BAL Gumpenstein, 157-160.

22.      Elsässer, M., 1995 b: Reduzierte Düngung von Dauergrünland unter Berücksichtigung der Stick­stoff­lieferung des Standortes - ein Beitrag zum Wasserschutz. Zeitschrift für Kulturtechnik und Landent­wicklung 36, 2, 1-5.

23.      Elsässer, M., 1998: Düngung von Wiesen und Weiden. Merkblätter für die Umweltgerechte Landbe­wirtschaftung, Hrsgg. Landesanstalt für Pflanzenbau in Forchheim, Nr. 13.

24.      Elsässer, M., 1999: Auswirkungen reduzierter Stickstoffdüngung auf Erträge, Futterwert und Bota­nische Zusammensetzung von Dauergrünland sowie Nährstoffverhältnisse im Boden. Wissenschaftlicher Fachverlag Fleck, Gießen.

25.      Elsässer, M. & H. G. Kunz, 1988: Zur Düngung von Gülle mit und ohne Zusatzmittel auf Dauer­grünland - Auswirkungen auf Ertrag, Futterqualität und botanische Zusammensetzung einer Wiese im Alpenvorland. Das wirtschaftseigene Futter, 34, 1, 48-65.

26.      Elsässer, M. & H. G. Kunz, 1994: Technische Maßnahmen zur Güllebehandlung und ihre Aus­wirkungen auf das Dauergrünland. Jahrestagung der AG Grünland und Futterbau, Cursdorf, 34 - 43.

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29.      Elsässer, M., J. Schäffer, K. Erzgraber & R. Oppermann, 2000: Bodenverdichtung unter Grünland. Forschungsbericht für Ministerium Ländlicher Raum in Baden-Württemberg, Stuttgart.

30.      Ernst, P., 1995: Ganzjährige Gülledüngung zur Futterproduktion auf Grünland im Vergleich zu Kalk­ammonsalpeter. Jahrestagung der AG Grünland und Futterbau, Weihenstephan, 208-211.

31.      Flaig, H. & H. Mohr, 1996: Der überlastete Stickstoffkreislauf. Strategien einer Korrektur. Nova Acta Leopoldina Halle (Saale), 289, 270, 167 S..

32.      Fleury, P. & B. Jeanin, 1994: Fertilisation organique et vegetation des prairies permanentes: modes d´action. Fourrages, 139, 343-354.

33.      Franz, H., 1953: Der Einfluß verschiedener Düngungsmaßnahmen auf die Bodenfauna. Angewandte Pflanzensoziologie, 11, 1-50.

34.      Franz, H., 1960: Bodenbiologische Probleme der Güllerei. Berichte über die 3. Arbeitstagung “Fragen der Güllerei”, 20.-22. September, BAL Gumpenstein , 61-69.

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36.      Galler, J., 1989: Grünlandverunkrautung - Ursachen, Vorbeugung, Bekämpfung. Leopold Stocker Verlag, 176 S..

37.      Gleeson, T. & J. Kiely, 1995: Measurement for attenuation of nutrient levels on overlandflow and in open drainage channels. Irish Journal of Agricultural and Food Research, 34, 1, 94.

38.      Gunhold, P., 1957: Untersuchungen über den Einfluß der Gülledüngung auf die biologischen, chemi­schen und physikalischen Eigenschaften des Bodens.I. Der Einfluß der Gülle auf das Boden­leben. Zeitschrift Acker- und Pflanzenbau, 102, 461 - 480.

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42.      Horlacher, D., W. Gamer, J. Zeddies, V. Römheld & T. Jungbluth, 1997: Bilanzen von potentiell umweltbelastenden Nährstoffen (N, P, S) sowie Ammoniak aus der Landwirtschaft in Baden-Württemberg. Abschlußbericht zum Forschungsauftrag des Ministeriums Ländlicher Raum, Baden-Württemberg.

43.      Hubbard, R.K., D.L. Thomas, R.A. Leonhard & J.L. Butler, 1987: Surface runoff and shallow ground water quality as affected be center pivot applied dairy cattle wastes. Transactions of the American Society of Agricultural Engineers, 30, 2, 430-437.

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48.      Kaule, G., 1986: Arten- und Biotopschutz. Ulmer-Verlag, Stuttgart.

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50.      Klapp, E., 1971: Wiesen und Weiden. Paul Parey Verlag, Berlin und Hamburg.

51.      Koriath, H. & Kollektiv, 1975: Güllewirtschaft und Gülledüngung. VEB Deutscher Landwirt­schafts­verlag, Berlin.

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65.      Maharens, U., 1984: Fehler bei der Gülleausbringung ver­meiden. DLG-Mitteilungen Spezial, Grünland.

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74.      Nultsch, W., 1982: Allgemeine Botanik. Georg Thieme Verlag, Stuttgart.

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77.      Pegel, M., 1997: mündliche Mitteilung; Dr. M. Pegel, Leiter der Wildforschungsstelle des Landes Baden-Württemberg (WFS), Aulendorf.

78.      Rieder, J. B., 1986: Probleme der Grünlandwirtschaft in Bayern. Jahrestagung AG Grünland und Futterbau, Nandlstadt, 3 - 23.

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82.      Rohr, K., 1992 (zit. bei Flaig & Mohr, 1996): Verringerung der Stickstoffausscheidungen bei Rind, Schwein und Geflügel. In: FAL (Ed.): Stickstoffeinsatz in der Landwirtschaft; Landbauforschung Völkenrode, Sonderheft 132, 39-53.

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84.      Schechtner, G., 1981: Nährstoffwirkungen und Sonderwirkungen der Gülle. Berichte über die 7. Arbeitstagung "Fragen der Güllerei", BAL Gumpenstein, 135 - 196.

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86.      Schmid, G. 1968: Gülleanwendung auf Ackerland. In: Berichte über die 5. Arbeitstagung "Fragen der Güllerei", BAL Gumpenstein (A).

87.      Schöllhorn, J., 1955: Untersuchungen über den Einfluß der Gülle bei verschiedener Lagerung und Verdünnung auf das Grünland. Zeitschrift für Acker- und Pflanzenbau, 100, 211 - 238.

88.      Schröpel, R., 1997: Nur geringe Phosphatausträge. Schwäbischer Bauer, 41, 44 - 46.

89.      Sobotik, M., 1992: Durchwurzelungsdichte und -tiefe unter Dauergrünland bei steigenden Gaben von Rindergülle und ihr Einfluß auf die Sickerwassermengen. Tagungsband 2. Lysimetertagung, BAL Gumpenstein, 69-78.

90.      Spatz, G., 1994: Freiflächenpflege. Ulmer-Verlag, Stuttgart.

91.      Steffny, H., A. Kratochwil & A. Wolf, 1984: Zur Bedeutung verschiedener Rasengesellschaf­ten für Schmetterlinge (Rhopalocera, Hesperiidae, Zygaenidae) und Hummeln (Apidae, Bombus) im Naturschutzgebiet Taubergießen (Oberrheinebene). Natur und Landschaft, 59, 11, 435-443.

92.      Steinwender, R. & L. Gruber, 1995: Beeinflußung von Nährstoffkreisläufen durch die Rations­gestaltung in der Rinderfütterung. Alpenländisches Expertenforum “Düngung im alpenländischen Grünland”, BAL Gumpenstein, 43-50.

93.      Techow, E., 1991: Gülledüngung Grünland - Narbenentwicklung und Ertragsleistung. Jahrestagung der AG Grünland und Futterbau, Bad Hersfeld, 134-143.

94.      Thalmann, H., 1985: Wirkungen belüfteter und unbelüfteter Rindergülle unter Schnitt und Bewei­dung auf Dauergrünland. Dissertation, Universität München-Weihenstephan.

95.      Tomasik, J. & Z. Vahala, 1991: Cattle slurry applications to temporary grassland under different ecological conditions. Vedecke Prace Vyskumneho Ustavu Luk a Pasienkov v Banskej Bystrici, 21, 123-132.

96.      Voigtländer, G. & W. Kühbauch, 1977: Für Wiesen gut, für Weiden schlecht. DLG Mittei­lungen H. 8 , 450-452.

97.      Wilhelmy, B., 1986: Schadwirkung von Rindergülle auf Grünland unter besonderer Berücksichtigung der sortenspezifischen Gülleverträglichkeit beim Deutschen Weidelgras und Knaulgras. Diplomarbeit, Universität Kiel, Lehrstuhl für Grünlandlehre.

Verfasser:

Priv.doz. Dr. Martin Elsäßer, Staatliche Lehr- und Versuchsanstalt für Viehhaltung und Grünlandwirtschaft, Atzenberger Weg 99, 88326 Aulendorf; Tel.: 07525 /942351; e-mail: Elsaesser@lvvg.bwl.de