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Gülle effizient ausbringen

An die Ausbringung von flüssigen Wirtschaftsdüngern sind heute sehr hohe Anforderungen zu stellen. Eine neue Düngeverordnung und ein zunehmend kritischer Blick der Landbevölkerung führen zur Etablierung neuer, aber kostspieliger Techniken, deren Einsatz häufig nur noch im überbetrieblichen Einsatz erfolgen kann.

Veränderte Anforderungen an Gülletechniken
Die Zeiten als die landwirtschaftlichen Betriebe die Gülle mit kleinen, einachsigen und mit Pralltellern bestückten Fässern in Eigenmechanisierung ausgebracht haben sind vorbei. Seit Beginn des Jahres 2016 ist der Einsatz von Breitverteilern, die nach oben abstrahlen, endgültig verboten. Viele Betriebe nutzen allerdings schon lange fortschrittlichere Verteiler, die die Gülle direkt auf den Boden auf- oder in den Boden einbringen, denn Sie wollen die in den Wirtschaftsdüngern enthaltenen Nährstoffe möglichst effizient ausnutzen und gleichermaßen die mit den Emissionen verbundenen Geruchsbelastungen weitestgehend reduzieren.

Aber auch die novellierte Düngeverordnung wird dazu führen, dass sich Gülleverteiler wie Schleppschuhe und Schlitzgeräte weiterverbreiten. Nach aktueller Fassung ist geplant, dass die Ausbringung auf bestelltes Ackerland ab 2020 oder Grünland ab 2025 nur streifenweise erfolgen darf. Betriebe die nun investieren wollen werden sich überlegen müssen, ob die Anschaffung von preisgünstigen Breitverteilern noch eine sinnvolle Lösung ist, oder ob die Gülleausbringung nicht besser mit streifenförmiger bodennaher aber auch kostenintensiverer Ausbringtechnik im überbetrieblichen Einsatz erfolgen sollte. Auch zeitliche und mengenmäßige Einschränkungen sieht die novellierte Düngeverordnung vor. Eine Ausbringung im Herbst darf demnach auf Ackerland nur zu Feldfutter, Zwischenfrüchten, Winterraps (Aussaat bis 15.09.), oder Wintergerste nach Getreide (Aussaat bis 01.10.) mit maximal 30 kg Ammoniumstickstoff oder 60 kg Gesamtstickstoff pro Hektar erfolgen. Diese Restriktion führt dazu, dass der Großteil der auszubringenden Güllemengen ins Frühjahr und damit in ein engeres zeitliches Fenster fällt. Hier sind also Techniken gefragt die hinsichtlich der Ausbringleistung diesen gestiegenen Anforderungen gerecht werden. Vor allem bei höheren Hof-Feldentfernungen kommen dann getrennte Ausbringverfahren in Betracht, bei denen das Ausbringfahrzeug auf dem Acker verbleibt und die mittels spezieller Gülle-Transport-LKW, gegebenenfalls auch in Verbindung mit Feldrandcontainern, mit Gülle beliefert werden. 

Erhöhung der Nährstoffeffizienz
Schon früh hat man in der Berufsschule gelernt, dass bei der Gülleausbringung auf geeignetes Wetter zu achten ist. Daran hat sich auch heute nichts geändert. Verkürzte Ausbringungszeiträume, höhere Güllemengen und große Schlagentfernungen lassen leider nicht immer zu, dass auf optimale Witterungsbedingungen gewartet werden kann. Grundsätzlich sind Regentage günstig für die Ausbringung von flüssigen Wirtschaftsdüngern. Der Niederschlag verringert die Emissionen durch das Einwaschen der Gülle in den Boden. Bei Versuchen der Landwirtschaftskammer bewirkte eine Niederschlagsmenge von 10 mm bereits eine Reduktion der Ammoniakemission um 50 %. 

Die Ausbringtechnik ist der Schlüssel zu einer optimalen Stickstoffeffizienz. Bereits Schleppschlauchverteiler erfüllen im Gegensatz zu Breitverteilern wie Prallblechen, Schwenkdüsen oder Düsenbalken die Ansprüche an eine möglichst geringe Geruchs- und Ammoniakfreisetzung viel besser. Die Verringerung der Ammoniakverluste liegt hier bei etwa 30%. Pflanzenbauliche Vorteile ergeben sich hier zusätzlich durch eine bessere Querverteilung, insbesondere durch eine geringere Windanfälligkeit.

Schleppschuhverteiler gehen noch einen Schritt weiter und ritzen den Boden durch eine schuhähnliche Verstärkung am Ende des Schlauches auf. Je nachdem wie locker der Boden gelagert ist erfolgt eine mehr oder weniger starke Einbringung der Gülle in den leicht geöffneten Boden. Auf leichteren frisch bearbeiteten und locker gelagerten Böden kann mit dieser Technik fast die gleiche Emissionsminderung erreicht werden, wie mit den wesentlich aufwendigeren Injektoren. Auf schwereren, ausgetrockneten Böden ist die emissionsmindernde Wirkung allerdings geringer.

Schlitzgeräte erfüllen hinsichtlich der Emissionsminderung noch höhere Anforderungen. Eine Einzel- oder Doppelscheibe öffnet mittels unterstützender mechanischer oder hydraulischer Kraftübertragung den Boden und injiziert die Gülle direkt in den Grünland- oder Getreidebestand. Den Pflanzen können so direkt Nährstoffe zum Zeitpunkt des tatsächlichen Bedarfs ohne merkliche Verluste verabreicht werden.

Für eine verlustarme Applikation auf unbewachsenen Flächen setzten sich zunehmend angebaute Kurzscheibeneggen und verschiedene Grubber durch, die die Gülle ganzflächig in den Oberboden einmischen. Über Nachrüstsets, bestehend aus Anbauteilen, Verteilern und Gülleschläuchen können Bodenbearbeitungsgeräte verschiedener Hersteller an die Ausbringfässer adaptiert werden. Bei der Ausbringung im Frühjahr kurz vor der Aussaat von Mais, Kartoffeln, Rüben oder Sommergetreide können die Pflanzen die Nährstoffe gut nutzen. Die gesetzlich vorgeschriebene Einarbeitungsfrist von derzeit (noch) vier Stunden stellt kein Problem dar. Die Ausbringung im Herbst z. B. auf den Getreidestoppeln, sollte nur mit kleinen Güllegaben und bei anschließend ausgesäten Haupt- oder Zwischenfrüchten erfolgen.

Das Strip Till- oder Streifenlockerungsverfahren bietet sich für eine nährstoffwirksame Applikation der Gülle direkt im Wurzelbereich von Reihenkulturen, insbesondere Mais, vornehmlich auf leichteren, schüttfähigen Standorten an. Hierbei wird der Boden lediglich im Bereich der Saatgutablage streifenweise zunächst durch Seche und Räumsterne geräumt, dann durch ein Lockerungsschar geöffnet und Gülle direkt in diesen Streifen eingebracht. Der Zwischenbereich bleibt unbearbeitet und bietet somit alle Vorteile eines extensiven Bodeneingriffs wie einen höchstmöglichen Erosionsschutz, Tragfähigkeit und eine Konservierung von Bodenwasser. Mittels Anhäufelscheiben und Andruckrollen erfolgen dann die Bedeckung des Injektionsbereiches und die Rückverfestigung für die spätere Saatgutablage. Ziel dieses Verfahrens sollte es auch sein den Mineraldüngereinsatz durch die Substitution von Maisunterfußdünger durch Wirtschaftsdünger zu reduzieren und damit die Nährstoffbilanz des Betriebs zu entlasten.

Technische Möglichkeiten zur Erhöhung der Nährstoffeffizienz und Reduktion der Bodenbelastung
Neben dem optimalen Düngezeitpunkt und der verlustarmen Verteiltechnik ist auch eine exakte Mengendosierung erforderlich, um die Nährstoffe pflanzengerecht zu verabreichen. Eine Voraussetzung dafür sind Kenntnisse über die in der Gülle enthaltenen Nährstoffkonzentrationen. Sensoren auf NIRS (Nah-Infrarot-Spektroskopie)-Basis bieten Potenzial, die Nährstoffe der organischen Flüssigdünger direkt am Güllewagen oder Gülletransportfahrzeug zu messen. Mit einer speziellen Lampe wird hier die vorbeifließende Gülle beleuchtet und die dabei entstehende Reflexion mit einem Spektrometer erfasst, in verschiedene Wellenlängen zerlegt und digitalisiert. Die eingehenden Daten werden automatisch mit hinterlegten Daten von Güllen mit bekannten Nährstoffgehalten verglichen. Auf diese Weise können die Trockensubstanz-, die Stickstoff-, die Phosphat- und die Kaligehalte abgeschätzt werden. Die Genauigkeit dieser Methode ist durch weitergehende Kalibrierungsmaßnahmen bereits verbessert worden. NIRS-Sensoren können sowohl direkt am Güllewagen oder Transportfahrzeug verbaut oder in mobilen Ausführungen, z.B. auf einem PKW-Anhänger, angewendet werden.

Am Ausbringfahrzeug können technische Ausstattungen wie Durchflussmengenmesser und stufenlosen Regelungen die auszubringenden Mengen konstant und genau einhalten. Es sind auch spezielle Systeme erhältlich die darauf abgestimmt sind besonders geringe Mengen sehr hoch konzentrierter flüssiger Wirtschaftsdünger präzise bei normalen Geschwindigkeiten auszubringen. Bei Schleppschlauch- oder Schleppschuhverteilern reduzieren die beim Ackerbau bekannten GPS-gestützten Teilbreitenschaltungen durch ein segmentweises Zu- oder Abschalten der Ausgänge bei unförmigen Schlagzuschnitten am Vorgewende die Überlappungen.

Da die Ackerflächen bei der Ausbringung von Wirtschaftsdüngern mit hohen Gewichtsmassen belastet werden gilt es auch hier, die technischen Möglichkeiten zur Reduktion von Bodenverdichtungen zu nutzen. Die heute im überbetrieblichem Einsatz häufig vorgenommene verfahrenstechnische Trennung des Gülle-Transportes mittels LKW oder Zubringfahrzeugen zum Feld, der eventuellen Zwischenlagerung mittels Feldrandcontainern und der Ausbringung mit Spezialfahrzeugen auf dem Feld, macht es nicht mehr erforderlich, mit schweren Fahrzeugen auf landwirtschaftlichen Flächen zu fahren.

Die Verteilung der Gewichtskräfte auf eine große Aufstandsfläche wird durch mehrachsige Fahrwerkskonstruktionen mit Breitreifen und Reifendruckregelanlagen erreicht. Auch kleinvolumige Güllewagen mit einer Achse, die mit vier nebeneinander angeordneten Reifen bestückt ist, halten den Bodendruck in der Fahrspur entsprechend gering. Ein anderes Prinzip verfolgen einachsige Fahrwerke, die den Spurabstand der beiden Reifen hydraulisch so erhöhen können, dass sie nicht mehr in der Spur des Zugfahrzeuges laufen und damit dort ein mehrfaches Überrollen vermeiden. Bei Tandemfahrwerken kann dementsprechend eine Achse telekopierbar ausgeführt werden, sodass sich hier die Spurweite im Gegensatz zur zweiten Achse oder des Zugschleppers verändert.

Gülleselbstfahrer können mittels dreirädriger Konstruktionen ebenfalls das Gewicht über die volle Fahrzeugbreite verteilen. Auch Selbstfahrer mit 5 Rädern und einer ausziehbaren Achse werden angeboten und erreichen, dass eine Spur immer nur mit einem Reifen befahren und belastet wird. Bei zweiachsigen Fahrwerken ermöglicht der sogenannte Hundegang ein spurversetztes Fahren und damit ebenfalls eine bodenschonende Arbeitsweise. Im Hinblick auf eine besonders bodenschonende Ausbringung, vor allem auf arrondierten Flächen, findet auch die Gülleverschlauchung wieder ein zunehmendes Interesse. Hierbei entfallen Befahrungen der Flächen mit vollbeladenen Güllewagen und Leerfahrten. Eine hohe Schlepperleistung ist zum Transport des Gülleverteilers und zur Gülleausbringung nicht erforderlich.

Fazit
Die Anforderungen an die Ausbringtechniken von flüssigen Wirtschaftsdüngern steigen an. Sowohl die novellierte Düngeverordnung, als auch höhere Ansprüche an eine emissionsarme und wenig bodenbelastende Ausbringung in Acker- und Veredelungsregionen werden dazu führen, dass Verfahren überdacht und optimiert werden. Der Markt an geeigneten und verfügbaren Techniken ist groß, die Anwendung auf den Flächen häufig aber nur im überbetrieblichen Einsatz rentabel.


Kontakt:
Dr. Harm Drücker
Leiter Fachbereich Energie, Bauen, Technik
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Stand: 21.12.2018