"demonstration farms" – nährstoffangepasste Fütterung in schweinehaltenden Betrieben

Gesamtbetrieblicher Nährstoffkreislauf (in Anlehnung an Hülsbergen et al. 1997 und Böswirth, 2017)


Im Fokus des Projekts "demonstration farms" steht die gesamtbetriebliche Betrachtung einer nährstoffangepassten Schweinefütterung. Durch die Zusammenarbeit mit bayerischen Ferkelerzeuger- und Schweinemastbetrieben wird das Thema praxisnah angegangen. Zudem wird der Austausch zwischen schweinehaltenden Betrieben zum Thema stickstoff- und phosphorreduzierte Fütterung und deren Auswirkungen auf den betrieblichen Nährstoffhaushalt gefördert. Im Projekt werden durch die Nutzung neuer Medien (Online-Datenplattform) neue Wege im Wissenstransfer beschritten.
Gefördert wird dieses Projekt vom Bayerischen Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten. Die Projektverantwortlichkeit liegt bei der Landesanstalt für Landwirtschaft, genauer beim Institut für Tierernährung und Futterwirtschaft in Grub. Die Betreuung der Betriebe vor Ort erfolgt durch die „Ansprechpartner Futter und Fütterung“ an den zuständigen Fachzentren für Schweinezucht und -haltung an den Ämtern für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten. Unterstützt wird das Projekt vom Verbundpartner Landeskuratorium der Erzeugerringe für tierische Veredelung in Bayern e.V

Zielsetzung

Ziel des Projektes ist es, die Umsetzung der nährstoffangepassten Fütterung in der Praxis zu stärken. Da die Betrachtung des gesamtbetrieblichen Nährstoffhaushaltes aktuell stärker in den Fokus rückt, soll zusammen mit den Praxisbetrieben, den "demonstration farms", dieses Thema aus dem Blickwinkel der Fütterung angegangen werden.

Fachlicher Hintergrund

Die bedarfsgerechte Versorgung von Schweinen mit Stickstoff (N) beziehungsweise Aminosäuren und Phosphor (P) steht mehr denn je im Mittelpunkt des Interesses. Nicht nur ernährungsphysiologisch sollte eine Überversorgung mit Nährstoffen vermieden werden, eine bedarfsgerechte Fütterungsstrategie birgt auch wirtschaftliche Vorteile. Zudem wird aus umweltpolitischen Gesichtspunkten eine nährstoffangepasste Fütterung für schweinehaltende Betriebe zukünftig weiter an Bedeutung gewinnen. Die Einhaltung der NEC-Richtlinie (2016/2284/EG) über nationale Emissionsobergrenzen für bestimmte Luftschadstoffe und die 43. Bundes-Immissionsschutzverordnung sind weitere Gründe für eine möglichst stickstoff- und phosphorreduzierte Fütterung, da die Landwirtschaft mit der Tierhaltung im Bereich der Ammoniakemissionen den Hauptteil der vereinbarten Reduzierung tragen muss.
Die Novellierung der Düngeverordnung (DüV), welche am 02.06.2017 in Kraft trat, bringt zusätzlich eine Verschärfung der Vorgaben im Bereich des Nährstoffmanagements mit sich. So entscheiden beispielsweise bei der DüV die im Futter enthaltenen Stickstoffgehalte über den Flächenbedarf, über welchen ein landwirtschaftlicher Betrieb zur gesetzeskonformen Wirtschaftsdüngerausbringung (Einhaltung der 170 Kilogramm Stickstoff-Obergrenze aus Wirtschaftsdünger) verfügen muss.
Neben der Düngeverordnung wird sich auch die seit dem 01.01.2018 geltende Stoffstrombilanzverordnung (StoffBilV) stark auf die Fütterung auswirken. Im Zusammenhang mit einer gesamtbetrieblichen Betrachtung der Nährstoffflüsse wird ein landwirtschaftlicher Betrieb mehr Augenmerk auf die Futtermittelzukäufe als Nährstoffinput legen müssen. Bei der StoffBilV wird neben Stickstoff auch Phosphor betrachtet und bilanziert.

Methode

Wichtige Meilensteine im Projekt

  • Die Auswahl der Projektbetriebe fand in Zusammenarbeit mit den Fachberatern der Fachzentren für Schweinezucht und -haltung vor Ort und den Ringberatern des Landeskuratoriums der Erzeugerringe für tierische Veredelung in Bayern e.V. (LKV Bayern) statt.
  • Zusammen mit den Beratern wird in diesen Betrieben das „Gesamtsystem Schweinefütterung“, das heißt vom Futter bis zur Nährstoffausscheidung, betrachtet.
  • Die Erfassung der IST-Situation auf den Betrieben im Wirtschaftsjahr 2017/18 ist Ausgangspunkt des Projektes. Neben der digitalen Übernahme der LKV-Daten werden zusätzlich weiterführende Daten erhoben.
  • Betriebsbesuche dienen dem Kennenlernen und zur persönlichen Erläuterung des Projektablaufs und der Präsentation der Ergebnisse.
  • Eine Online-Befragung dient zur Einschätzung wie die Teilnehmer unter anderem ihren betriebsindividuellen Nährstoffkreislauf einschätzen.
  • Werden Nährstoffpfade in schweinehaltenden Betrieben mit der Schwerpunktsetzung auf die Schweinefütterung näher betrachtet, ist die Grundlage hierfür immer die Futteruntersuchung. Um die betriebsindividuelle Futtergrundlage exakt erfassen zu können, werden im Rahmen des Projektes sowohl das selbsterzeugte Getreide, als auch die zugekauften Futtermittel auf deren Rohnährstoff-, Aminosäuren- als auch Mineralstoffgehalt im Gruber Futtermittellabor untersucht. In einem weiteren Schritt werden die fertig gemischten Rationen untersucht, um abschätzen zu können, wie sich die aktuelle Rationsgestaltung in den Betrieben darstellt.
  • In einem letzten Schritt wird das Thema Umweltwirkung, das heißt die Stickstoff- und Phosphor-Ausscheidungen, detailliert beleuchtet. Anhand von Nährstoffbilanzen (Nährstoffaufnahme minus Nährstoffansatz ist gleich Nährstoffausscheidung) werden alle Betriebe bilanziert.
  • Des weiteren wird für jeden teilnehmenden Betrieb eine gesamtbetriebliche Nährstoffbilanz („Stoffstrombilanz“) erstellt und anhand derer Ansatzpunkte zur Optimierung aufgezeigt

Grafik

Gesamtbetrieblicher Nährstoffkreislauf

InfografikZoombild vorhanden

Gesamtbetrieblicher Nährstoffkreislauf (in Anlehnung an Hülsbergen et al. 1997 und Böswirth, 2017)

In Anlehnung an das REPRO-Modell (Hülsbergen, 1997) wird im Projekt eine grafische Darstellung eines gesamtbetrieblichen Nährstoffkreislaufs genutzt um jedem Betrieb seinen eigenen, betrieblichen Nährstoffkreislauf aufzeigen zu können (Abbildung 3). Bei dieser Art der Darstellung werden die Nährstoffpfade für Stickstoff und Phosphor sowohl für den Input bzw. Output, als auch für die innerbetrieblichen Nährstoffflüsse schematisch dargestellt. Die Dicke der Pfeile weist auf die Bedeutung des jeweiligen Pfads hin. Als Ergebnis erhalten die Projektteilnehmer neben dem berechneten Bilanzwert für den Gesamtbetrieb in Kilogramm Stickstoff bzw. Phosphor pro Hektar auch eine grafische Ergebnisdarstellung.
Aufbauend auf der Darstellung des gesamtbetrieblichen Nährstoffkreislaufs wird jedem Betrieb Rückmeldung geben, ob der betriebsindividuelle Nährstoffkreislauf aufgeht, d.h. Zufuhr und Ausfuhr zusammenpassen, oder ob es zu Nährstoffüberschüssen bzw. Nährstoffdefiziten kommt. Ziel sind es Beratungsaussagen ableiten zu können, an welchen Punkten im gesamtbetrieblichen Nährstoffkreislauf Optimierungspotentiale vorhanden sind und welche Maßnahmen im einzelbetrieblichen Kontext sinnvoll sind (z.B. Anpassung der Fütterungsstrategie, Abgabe von Wirtschaftsdünger).
Quellenangabe:
Böswirth, T. (2017): Entwicklung und Anwendung eines Modells zur Energie- und Treibhausgasbilanzierung landwirtschaftlicher Biogassysteme. Dissertation, Technische Universität München.
Hülsbergen, K-J.; Diepenbrock, W. (1997): Das Modell REPRO zur Analyse und Bewertung von Stoff- und Energieflüssen in Landwirtschaftsbetrieben. In: DBU (Hrsg.): Umweltverträgliche Pflanzenproduktion – Indikatoren, Bilanzierungsansätze und ihre Einbringung in Ökobilanzen. Zeller Verlag Osnabrück, S. 159-183.

Teilnehmende Projektbetriebe

Am Verbundprojekt nehmen 22 schweinehaltende Betriebe, davon 13 Schweinemast- und 9 Ferkelerzeugerbetriebe, aus ganz Bayern teil. Es wurden bewusst keine kombinierten Betriebe ausgewählt um die Nährstoffströme möglichst nachvollziehbar darstellen zu können.
  • Ferkelerzeugung
    Die Bestandsgröße liegt zwischen 90 und 330 Zuchtsauen mit eigener Ferkelaufzucht. Die durchschnittliche Bestandsgröße beträgt 194 Zuchtsauen und 60 Hektar landwirtschaftliche Nutzfläche.
  • Schweinemast
    Die Bestandsgröße streut hier zwischen 670 bis 3.200 Mastschweinen, im Schnitt liegt sie bei 1.400 im mittlerer Jahresbestand und 96 Hektar landwirtschaftliche Nutzfläche.
Die Projektbetriebe liegen nicht nur bei der Betriebsgröße und Leistung im Bereich von gut geführten bayerischen Betrieben, sondern sie verfügen, wie für bayerische Schweinhalter typisch, über eine überwiegend eigene Futtergrundlage. Somit können die Ergebnisse später in Ausbildung und Beratung auch auf andere schweinehaltende Betriebe in Bayern übertragen werden.
Menschen unterhalten sich
Wie schon Max Schönleutner (1778-1831) mit dem Satz „da es gewiß ist, daß der Bauer keinem anderen traut, als der mit ihm nicht den gleichen Rock trägt“ formulierte, ist ein Wissenstransfer unter Berufskollegen, also von Landwirt zu Landwirt, auch heute noch häufig sehr erfolgreich und deshalb ein wichtiger Bestandteil des Wissenstransfers. Daher stehen der Austausch der Betriebe und das Benchmarking der Ergebnisse im Mittelpunkt des Projektes. Damit die Teilnehmer sich untereinander kennenlernen und austauschen können, startete das Projekt im Juli 2017 mit einem ersten Treffen, welche anschließend mindestens einmal jährlich zum Auswertung von Teilergebnissen stattfinden. Anschließend werden die Ergebnisse auf der Online-Plattform zur Verfügung gestellt.


„Der Austausch mit Kollegen ist wirklich interessant. Fazit der bisherigen Treffen für mich: Nährstoffeffizienz erhöhen!“, fasst beispielsweise ein Projektteilnehmer seinen bisherigen Eindruck zusammen.

Erste Ergebnisse

Stoffstrombilanz - Wirtschaftsjahr 2017/18

Die ersten Ergebnisse aus dem Wirtschaftsjahr 2017/2018 können wie folgt zusammengefasst werden:
  • Das Vorgehen bei der erforderlichen Datenerfassung zur Berechnung der Stoffstrombilanz nach StoffBilV ist derzeit in der Praxis noch ungewohnt (z.B. Erfassung der Futtermittelzukäufe mit Angabe der N- und P bzw. P2O5-Gehalte pro kg Futter)und stellt auch den vor- und nachgelagerten Bereich (z.B. Futtermittelhändler) teils noch vor Herausforderungen.
  • In den Projektbetrieben findet der größte Nährstoffinput sowohl bei N als auch P über den Futterzukauf statt. Wobei einzelbetrieblich, je nach Flächenausstattung bzw. Tierbesatz pro Hektar landwirtschaftliche Nutzfläche, der Mineraldüngerzukauf eine ebenso entscheidende Rolle spielen kann.
  • Als größte Position auf Seiten des N- und P-Outputs ist durch den hohen Veredelungsgrad bei schweinehaltenden Betrieben in der Regel der Tierverkauf (Anzahl Tiere x Lebendmasse x Nährstoffgehalt pro kg Lebendmasse) zu nennen.
  • Die Nährstoffpfade von N und P verlaufen in den meisten Fällen parallel. Dies bedeutet, dass bei einem Betrieb mit hohem N-Input, beispielsweise durch Futterzukauf, meist auch ein hoher P-Input zu erwarten ist. Entkoppelt hiervon sind nur Mineraldüngerzukäufe.
  • Die verschiedenen Nährstoffpfade (Input/Output) unterscheiden sich in der Ferkelerzeugung und Schweinemast nicht grundlegend, d.h. die Ansatzpunkte sind an ähnlichen Stellen zu sehen - nämlich beim Futtermittel- und Mineraldüngerzukauf.

Säulendiagramm

Pfade des Nährstoffinputs (Stickstoff) im Wirtschaftsjahr 2017/2018, n=22 Betriebe (13 Schweinemast, 9 Ferkelerzeugung)

Bedeutung der Fütterung im gesamtbetrieblichen Nährstoffkreislauf

Grundlegend gilt: Eine möglichst nährstoffangepasste Schweinefütterung reduziert den Eiweißfutterbedarf pro erzeugten Kilogramm Lebendmasse und entlastet den Nährstoffkreislauf der veredelungsintensiven Betriebe. Der Anteil des Stickstoffinputs über Sojaextraktionsschrot am Gesamt-Nährstoffinput lag im Wirtschaftsjahr 2017/2018 in der Ferkelerzeugung bei durchschnittlich 27 Prozent (14-39 Prozent) und in der Schweinemast bei rund 32 Prozent (25-46 Prozent). Die Projektbetriebe verfügten im genannten Betrachtungszeitraum überwiegend über noch keine (stark) N-/P- reduzierte Fütterungsstrategie, somit liegt hier ein Ansatzpunkt für Optimierungsmaßnahmen.
Weitere Forderungen, die sich aus den Projektdaten ableiten lassen:
  • Nährstoffgehalte der Zukauffuttermittel müssen bekannt sein. Stark schwankende Trockensubstanzgehalte bei Flüssigfuttermittel (z.B. Molke) oder auch fehlende Deklarationen (z.B. Getreidezukauf) führen zu großen Unsicherheiten bei der Bilanzierung und können maßgeblichen Einfluss auf das Bilanzergebnis haben.
  • Der Einfluss der Fütterung auf den gesamtbetrieblichen Nährstoffkreislauf muss stärker in den Fokus der Beratung gerückt werden.
  • Betriebsindividuelle Strategien sind notwendig um den betrieblichen Nährstoffkreislauf nachhaltig zu optimieren. Hierzu müssen Pflanzenbau und Tierhaltung aufeinander abgestimmt werden (z.B. selbsterzeugtes Getreide mit möglichst niedrigen Rohproteingehalten als Ziel für eine nährstoffangepasste Fütterung).

Zwischenfazit

  • Es muss eine möglichst effiziente Nutzung von N und P in der landwirtschaftlichen Produktion angestrebt werden, um Nährstoffkreisläufe zu schließen.
  • Bei den meisten schweinehaltenden Betrieben ist Potential bei der N-/P-Effizienz sowohl im Stall als auch im Ackerbau vorhanden.
  • Eine nährstoffangepasste Fütterung bei gleichzeitig hohen biologischen Leistungen und eine bedarfsgerechte Düngung sind Schlüsselpunkte zur Einhaltung der Vorgaben der Stoffstrombilanzverordnung.
  • Die Ansatzpunkte sind betriebsindividuell unterschiedlich und bedürfen einer gesamtbetrieblichen Betrachtung.
  • Für die Optimierung der Nährstoffeffizienz müssen alle Nährstoffpfade auf den Prüfstand, wobei der Schwerpunkt beim Futtermittel-/Mineraldüngerzukauf (Input) und der Wirtschaftsdünger-abgabe (Output) liegt.

Ausblick und weiteres Vorgehen

Das Ziel dieses Verbundprojektes ist es, die Bedeutung der Fütterung im Kontext des betrieblichen Nährstoffhaushaltes in schweinehaltenden Betrieben aufzuzeigen und damit den gesamtbetrieblichen Ansatz in der Beratung stärker in den Fokus zu rücken. Im zweiten Projektjahr stehen die Analyse und Bewertung der innerbetrieblichen Nährstoffkreisläufe und die Ableitung von Beratungsansätzen im Vordergrund.
Bereits jetzt können aus dem Projekt wichtige Erkenntnisse für die Ausbildung und Beratung abgeleitet werden: Es wird deutlich, dass es für intensiv wirtschaftende Betriebe in Zukunft immer wichtiger wird, den individuellen Nährstoffkreislauf im Blick zu haben und diesen bestmöglich zu optimieren, wobei hier Ökonomie und Umweltwirkung meist Hand in Hand gehen. Zukünftig muss die Ausbildung und Beratung stärker den gesamtbetrieblichen Nährstoffkreislauf im Blick haben.

Wissenstransfer und Online-Plattform

Wissenstransfer in Forschung und Praxis

Im ersten Projektjahr lag der Schwerpunkt auf der Wissensgenerierung und dem Wissenstransfer innerhalb des Projektes. Hierzu fanden seit Juli 2017 drei Projekttreffen plus eines separaten Beratertreffens statt. Betriebsbesuche dienten dem Kennenlernen und zur persönlichen Erläuterung des Projektablaufs sowie der Präsentation der Bilanzergebnisse

Online-Plattform

Im Projekt wird neben klassischen Methoden des Wissenstransfers die Digitalisierung als Schlüsselinstrument des Wissenstransfers aufgegriffen. Auf der eigens für das Projekt geschaffenen Onlineplattform wird das Projekt der Öffentlichkeit vorgestellt.

Webbasierte Informations- und Austausch-Plattform „demonstration farms“ Externer Link

Teilnehmerbereich
Auf der Onlineplattform werden im nicht-öffentlich zugänglichen Teilnehmerbereich die Ergebnisse der Stoffstrombilanz und weitere detaillierte Auswertungen für die Projektbetriebe bereitgestellt (Abbildung 8). Auch bestehen für die Betriebe zahlreiche Benchmark-Möglichkeiten zur Verfügung. Ferner verfügt die Onlineplattform über Schnittstellen zum LKV-Futtermittellabor in Grub, sodass die Ergebnisse der Futtermitteluntersuchung auf der Online-Plattform verfügbar sind.
Projektinformation
Projektleiter: Dr. Stephan Schneider
Projektbearbeiter: Dr. Stephan Schneider; Eva-Maria Brunlehner
Laufzeit: Juli 2017 bis Dezember 2019
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
Projektpartner: Fachzentren für Schweinezucht und -haltung an den Ämtern für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten und Lan­des­ku­ra­to­ri­um der Er­zeu­ger­ringe für tier­i­sche Ver­e­de­lung in Bayern e.V.
Förderkennzeichen: A/17/08