Phosphor in der Umwelt
Phosphor-Gehalt aus Bodenanalysen
Gemäss der Direktzahlungsverordnung müssen für alle Parzellen von Betrieben, welche Dünger zuführen, mindestens alle 10 Jahre Bodenuntersuchungen durch zugelassene Labors erstellt werden. Die zugelassenen Labors sind verpflichtet, dem BLW die gewünschten Bodenuntersuchungsergebnisse zur statistischen Auswertung zur Verfügung zu stellen. Dem BLW liegen seit 2010 Daten, welche im Rahmen des ÖLN untersucht wurden, vor. Die Auswertung aller Daten, insbesondere die Interpretation der Bodenanalyseergebnisse und die Einteilung in Versorgungsklassen, wurde für die verschiedenen Kulturgruppen nach den Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz (Agroscope, GRUD 2017) vorgenommen.
Zur Beurteilung der P-Versorgung der knapp 200 000 verwertbaren Bodenproben aus den Jahren 2010 – 2016 wurden die P-Gehalte der Einzelproben interpretiert und einer Versorgungsklasse zugeordnet.
Versorgungsklasse gemäss den Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz der Forschungsanstalten Agroscope
Versorgungsklasse | Versorgungsstufe |
A | arm (stark unterversorgt) |
B | mässig (unterversorgt) |
C | genügend (angestrebter Versorgungszustand) |
D | Vorrat (überversorgt) |
E | angereichert (stark überversorgt) |
Im ÖLN sind in der Schweiz verschiedene Untersuchungsmethoden zur Bestimmung des pflanzenverfügbaren P zugelassen. Einerseits die «schwachen» Extraktionsmethoden CO2 bzw. H2O10, anderseits die «stärkere» Extraktionsmethode AAE10. Der Vergleich der Methoden in der vorliegenden Auswertung zeigt ähnliche Tendenzen, bei einigen Kulturen, v.a. beim Futterbau, jedoch auch grössere Unterschiede.
Es ist zu beachten, dass mit der AAE10-Methode deutlich weniger Proben untersucht wurden als mit der CO2- bzw. H2O10-Methode. Zudem sind sämtliche mit der AAE10-Methode untersuchten Proben kalkfrei (pH-Wert < 6,8). Die verschiedenen Stichproben und mögliche Unterschiede bei der regionalen Herkunft der Proben können Ursache für Differenzen sein.
Die Verteilung der Versorgungsklassen innerhalb der Kulturgruppen sind in den beiden folgenden Abbildungen dargestellt. Zwischen den ausgewerteten Beobachtungsperioden 2010 – 2012 und 2013 – 2016 ist die Verteilung innerhalb der Versorgungsklassen ähnlich. Treten vereinzelt Unterschiede auf, könnte dies auf die Probenherkunft (Region) zurückzuführen sein. Eine Abnahme der P-Versorgung im Boden ist innerhalb von sieben Jahren nicht zu erwarten. Einerseits ist anzunehmen, dass auf den meisten ÖLN-Betrieben die Norm gedüngt wird, da die Resultate der Bodenanalysen beim Einsatz der P-Menge auf dem Betrieb nicht berücksichtigt werden müssen, und damit eine ausgeglichene Nährstoffbilanz, wie in der Direktzahlungsverordnung (DZV) vorgeschrieben, erreicht werden kann. Dies würde bedeuten, dass das aktuelle Nährstoffniveau auf einem Betrieb erhalten bleibt. Anderseits ist aus Feldversuchen bekannt, dass es auch beim vollständigen Verzicht auf die P-Düngung, je nach Bodenversorgung und Bodenart, Jahre bis Jahrzehnte dauern kann, bis die P-Gehalte im Boden soweit abnehmen, dass daraus eine Verschiebung um eine oder gar zwei Versorgungsklassen resultiert. Dies zeigt, wie wichtig Langzeitmessungen für die Beurteilung der Nährstoffreserven in Böden sind. Ohne solche Analysen könnten keine Trends festgestellt und Empfehlungen zum Phosphoreinsatz gemacht werden.
Im Allgemeinen geht man davon aus, dass unter den schweizerischen Verhältnissen der grösste Anteil der Proben in den Versorgungsklassen B – D liegen und nur wenige Fälle, bei denen Nährstoffmangel vorliegt (Versorgungsklasse A) auftreten. Je nach Kultur und Region (viehintensive Betriebe) können auch überversorgte Böden (Versorgungsklasse E) häufiger auftreten. Die beiden Auswertungsperioden bilden diese Erwartungen gut ab und stimmen mit früheren Auswertungen von Agroscope überein.
Phosphor-Versorgung der Böden auf Gemeindeebene
Die prozentualen Anteile der Versorgungsklassen können auch auf Basis der Gemeinden betrachtet werden. Die Darstellung der Bodenversorgung wurde gemäss einem Vorschlag des Landwirtschaftlichen Technologiezentrums Augustenberg, Baden-Württemberg, gewählt. Demnach wird aus der Klassenverteilung eines Gebietes (z.B. Gemeinde) eine Masszahl ermittelt. Der prozentuale Anteil einer Klasse wird dabei mit einem Gewichtungsfaktor multipliziert und dann die fünf Produkte addiert (vgl. folgende Tabelle). Es wurden subjektiv Grenzen festgelegt, ab welcher Kennzahl eine Verteilung als Gebiet mit häufiger Unterversorgung oder im anderen Extrem als Gebiet mit häufiger Überversorgung anzusprechen ist. Den errechneten Masszahlen wird entsprechend eine Zustandsstufe zugewiesen. Nach diesem Schema bzw. nach den oben genannten Kriterien wurden zuerst die Kennzahlen errechnet und zur Erstellung einer Karte verwendet.
Mit diesem Verfahren kann leicht eine Darstellung mit unterschiedlichen Abgrenzungen wie Gemeinde, Bezirk oder Kanton realisiert werden.
Die Darstellung der P-Versorgung in den folgenden zwei Abbildungen erfolgt getrennt für die Kulturgruppen Futterbau und offenes Ackerland (Acker- und Feldgemüsebau) sowie für die Bodenanalysemethoden (CO2, H2O10 und AAE10). Da die AAE10-Methode nur für Böden mit einem pH-Wert < 6,8 interpretiert werden können, sind in den entsprechenden Grafiken keine alkalischen Böden enthalten. Gemeinden mit weniger als 10 analysierten Bodenproben werden nicht dargestellt, da die Bestimmung des Versorgungszustandes mit hoher Wahrscheinlichkeit aufgrund von zufälligen Einzelproben oder einzelner Betriebe ermittelt würde.
Der Vergleich der P-Versorgung gemäss der CO2- und der AAE10-Methode zeigt, dass mit der AAE10-Methode die P-Versorgung häufig tiefer eingeschätzt wird. Dies entspricht auch Beobachtungen, die in anderen Projekten und in der Praxis gemacht werden. Die Beurteilung der schlechten P-Versorgung aufgrund der AAE10-Methode kann häufig nicht erklärt werden. Insbesondere in Gebieten mit hohem Tierbesatz und jahrzehntelangem, regelmässigem Einsatz von Hofdüngern dürfte die Beurteilung nach der CO2-Methode eher den realen Verhältnissen entsprechen. Auch sichtbarer und messbarer P-Mangel bei den Kulturen tritt in der Praxis äusserst selten und nur in speziellen Fällen auf.
Zu berücksichtigen ist, dass mit der AAE10-Methode deutlich weniger Analysen durchgeführt wurden und die Zuverlässigkeit der Aussagen auch deshalb eingeschränkt sein dürfte.
Phosphor-Gehalte in Seen
Der P-Gehalt in den Seen ist ein wichtiger Indikator für die Beurteilung der Wasserqualität. Hohe P-Gehalte in Seen fördern die Produktion von Biomasse. Beim Abbau der abgestorbenen Biomasse wird Sauerstoff verbraucht. Ein Überschuss an Biomasse führt so zu Sauerstoffmangel im Tiefenwasser oder an der Sedimentoberfläche. Phosphor gelangt grundsätzlich auf zwei Wegen in die Seen, entweder über Punktquellen (Kläranlagen, Industrie, Haushalte, Regenentlastungen der Kanalisationen) oder über diffuse Quellen (Landwirtschaft, Wald und Atmosphäre). Weil deutlich über 95 % der Punktquellen in Kläranlagen behandelt werden und insbesondere der darin enthaltene Phosphor zu einem sehr hohen Grad aus dem Abwasser entfernt wird, sowie weil seit 1986 die Verwendung von Phosphat in Textilwaschmitteln verboten ist, haben die P-Einträge in die Seen und die P-Gehalte in den Seen seit Mitte der 1970er Jahre stark abgenommen. Auch die P-Einträge aus der Landwirtschaft haben abgenommen, allerdings nicht in gleichem Ausmass. Trotz aller Massnahmen wird die Anforderung der Gewässerschutzverordnung an den Sauerstoffgehalt von mindestens 4 mg/l zu jeder Zeit und in jeder Tiefe noch nicht in allen Seen eingehalten. In gewissen Seen muss darum noch langfristig Sauerstoff mittels Belüftung oder Zirkulationshilfe künstlich zugeführt werden. Aktuelle Daten zu P-Gehalten in Seen werden vom BAFU publiziert (Link hier).
Rene Flisch, Agroscope
Michael Zimmermann, BLW, Fachbereich Agrarumweltsysteme und Nährstoffe, michael.zimmermann@blw.admin.ch
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