Durch Kleegrasanbau Umweltkosten vermeiden

Werden neben den verringerten Stickstoffverlusten verminderte Phosphorverluste sowie die Bindung von CO2 im Boden-Kohlenstoff mitberücksichtigt, können durch die Integration von Kleegras Umweltkosten in Höhe von über 240 €/ha im Jahr vermieden werden, wobei der Vorfruchtwert und die biologische Bekämpfung des Ackerfuchsschwanzes noch nicht enthalten sind. Eine Förderung des zweijährigen Kleegrasanbaus ist also geboten.

Anlässlich deutlich zu hoher Stickstoff- und Phosphorkonzentrationen des Gewässerkörpers der Schlei sowie ihrer Hauptzubringer wurde im Rahmen des Modellvorhabens „Schlei“ über drei Jahre untersucht, welche ökologisch und ökonomisch tragfähigen Konzepte zu einer Verringerung der Nährstoffeinträge in die Schlei führen können. Ein untersuchter Ansatz war die Integration von Kleegras zur Erweiterung enger Marktfruchtbau-Fruchtfolgen aus Wintergetreide und Winterraps im Konzept der „Hybridlandwirtschaft“. Das Konzept sieht vor, dass innerhalb einer Fruchtfolge eine Phase „in Anlehnung an Ökolandbau“ und eine nach konventionellen Standards bewirtschaftet wird. In Anlehnung an Ökolandbau meint dabei den Verzicht auf mineralische N-Düngemittel und chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel.

Eine solche Hybridlandwirtschafts-Fruchtfolge könnte beispielsweise aus zweijährigem Kleegras, einer anschließenden Sommerung (beides in Anlehnung an Ökolandbau-Standards bewirtschaftet) und drei Winterungen, wie Weizen, Raps, Weizen (nach konventionellen Standards bewirtschaftet) bestehen. Idealerweise erfolgt die Nutzung des Kleegrases durch einen Futterbaubetrieb in Kooperation mit dem Marktfruchtbaubetrieb, der durch das Kleegras seine Fruchtfolge ausweitet. Nach dem Anbau des Kleegrases kann eine anschließende Sommerung über den N-Transfer der Vorfrucht, also das Kleegras, mit Stickstoff versorgt werden und damit wie im Kleegras auf eine zusätzliche N-Düngung verzichten werden.

Diese Ausweitung der Fruchtfolge ist mit entsprechenden positiven phytosanitären Effekten (etwa im Hinblick auf Ackerfuchsschwanz) verbunden, mit einer Verringerung des Betriebsmitteleinsatzes, insbesondere durch die N-Fixierung des Kleegrases, und positiven Effekten auf die Artenvielfalt. Zudem kann bei entsprechenden Betriebskooperationen eine Aufnahme von Wirtschaftsdüngemitteln aus dem Futterbaubetrieb im Marktfruchtbetrieb erfolgen. Ebenso kann Kleegras als eiweiß- und energiereiches Grundfutter jedoch auch im Futterbaubetrieb selbst angebaut werden und dort silomaislastige Fruchtfolgen auflockern.

Im Projekt wurden drei verschiedene Futterbaubestände auf Hohenschulen miteinander verglichen: ein Reinbestand Deutsches Weidelgras, ein Kleegrasbestand mit Gülledüngung und ein Kleegrasbestand ohne jegliche N-Düngung. Das Kleegras bestand aus den Komponenten Deutsches Weidelgras und Rotklee. Im ersten Versuchsjahr (2021) lagen alle Bestände noch im ersten Hauptnutzungsjahr vor, 2022 gab es Bestände im ersten sowie im zweiten Hauptnutzungsjahr. Über die verschiedenen Bestände hinweg war ein relativ ähnliches Ertragsniveau zu verzeichnen. Innerhalb der einjährigen Bestände wies das Deutsche Weidelgras leicht erhöhte Ertragsleistungen auf, während sich dies jedoch im zweiten Nutzungsjahr umkehrte und die Kleegrasbestände mit zunehmendem Bestandesalter höhere Erträge als die Weidelgras-Reinbestände aufwiesen. Wird das Ertragsniveau in Relation zu den eingesetzten N-Düngemengen gebracht, wird das starke Einsparungspotenzial an N-Dünger deutlich. Während das Deutsche Weidelgras zum Erreichen der Ertragsleistungen von 120 bis 170 dt TM/ha 400 kg N/ha erhielt, konnten die Kleegrasbestände ein ähnliches, zum Teil sogar höheres Ertragsniveau durch den Einsatz von 170 kg N/ha aus Gülle beziehungsweise ohne jeglichen N-Düngemitteleinsatz erreichen. Zurückzuführen ist dies insbesondere auf die hohen N-Fixierleistungen des Kleegrases, die im Versuch zwischen 280 (erstes Hauptnutzungsjahr mit Gülle) und 480 kg N/ha (zweites Hauptnutzungsjahr ohne Gülle) lagen – auch wenn das auf Parzellenniveau extrem hohe Werte sind, zeigt es doch das große Potenzial auch auf Schlagniveau auf.

Neben den vergleichsweise hohen TM-Erträgen kann das Kleegras zudem durch hohe Rohproteinerträge punkten. Diese lagen im Versuch zwischen 1,8 und 2,6 t/ha Rohprotein und dabei insbesondere im zweiten Hauptnutzungsjahr deutlich über den Rohproteinerträgen des Deutschen Weidelgrases, was durch höhere Kleeanteile am Kleegrasbestand im zweiten Hauptnutzungsjahr zu begründen ist. Damit weist das Kleegras im Vergleich zu den Rohproteinerträgen etwa von Silomais (1,4 t/ha) oder Ackerbohnen (1,3 t/ha) deutlich höhere Rohproteinerträge auf.

Neben den dargestellten agronomischen Leistungen des Kleegrases kann sich dessen Integration vorteilhaft auf die Nährstoffausträge der entsprechenden Fruchtfolgen auswirken. Intakte Kleegrasbestände weisen aufgrund ihres dichten Wurzelsystems (über 100 km Wurzellängendichte je Quadratmeter im Vergleich zu 10 bis 15 km beim Mais) sehr niedrige N-Austräge mit dem Sickerwasser auf, die deutlich unter 10 kg Nitrat-N/ha pro Sickerwasserperiode liegen. Ähnlich niedrige Auswaschungen konnten unter Zwischenfrüchten beobachtet werden, die ebenso effektiv eine hohe N-Aufnahme gewährleisten können und damit einen hohen N-Transfer in die nachfolgende Sommerung erbringen können. Klassische Marktfruchtbau-Abfolgen wie Weizen nach Raps oder Stoppelweizen weisen deutlich höhere N-Austräge von über 20 kg N/ha auf. Die höchsten N-Verluste mit dem Sickerwasser verzeichnete Silomais in Selbstfolge, der bei fehlender effektiver Zwischenfrucht, die aufgrund des späten Erntetermins schwierig zu etablieren ist, deutlich zu hohe N-Austräge von über 40 kg N/ha zeigt (Faktor 5 höher als unter Kleegras).

Auf Fruchtfolgenebene kann die Integration von Kleegras mit anschließender Sommerung (im Versuch Sommerhafer) zu einer Reduktion der N-Austräge mit dem Sickerwasser um zirka 7 kg Nitrat-N/ha im Jahr im Vergleich zu einer dreigliedrigen Marktfruchtbaufruchtfolge aus Winterraps und Wintergetreide führen. Wichtig ist hierbei, dass nach Kleegras eine Sommerung folgt. Der Umbruch von Kleegras bedingt, dass die zuvor in unter- und oberirdischer Biomasse des Kleegrases gespeicherten organischen N-Verbindungen mineralisieren, wodurch hohe Mengen mineralischer N-Verbindungen im Boden verfügbar werden. Trifft dieser Stickstoff auf eine nur geringe N-Aufnahme, wie beispielsweise der Winterweizen vor Winter sie aufweist, in Kombination mit einer abwärtsgerichteten Sickerwasserbewegung, kommt es auch nach Kleegras zu hohen N-Austrägen, die im Versuch ebenfalls bei über 40 kg N/ha lagen. Bleibt der Kleegrasbestand über den Winter intakt und wird erst im Frühjahr zu einer Sommerung umgebrochen, setzt die Mineralisierung der organischen N-Verbindungen zu einem deutlich günstigeren Zeitpunkt ein, da die Sickerwasserperiode abgeschlossen ist und zudem die Folgefrucht im Frühjahr schneller einen hohen N-Bedarf und damit eine zeitlich passendere N-Aufnahme aus der Mineralisation gewährleistet.

Neben einer deutlichen Reduktion von Nitratausträgen mit dem Sickerwasser kann die Ausweitung der Marktfruchtbau-Referenzfruchtfolge um ein zweijähriges Kleegras mit anschließender Sommerung zu weiteren positiven Umweltleistungen führen. Hierzu gehört die Reduktion von Phosphorverlusten. Sie entstehen primär durch oberflächlichen Abfluss, jedoch auch durch Drainageabfluss. Unter intakten Kleegrasbeständen können diese P-Verluste deutlich verringert werden. Zudem hat die Integration von Kleegras in die Fruchtfolge einen positiven Einfluss auf den Aufbau von Bodenkohlenstoff. Macht mehrjähriges Kleegras ein Drittel der Fruchtfolge aus, kann mit einem Aufbau von 300 bis 400 kg Kohlenstoff/ha pro Jahr im Boden über zehn bis 15 Jahre gerechnet werden, bis sich ein neues Gleichgewicht einstellt. Gebundener Kohlenstoff im Boden bedeutet wiederum die Entnahme von klimaschädlichem CO2 aus der Atmosphäre und damit eine Klimaschutzleistung, die durch das Kleegras erbracht wird.

Werden die genannten Umweltleistungen in Verbindung mit einem Umweltkostenansatz gebracht, kann hergeleitet werden, welche „vermiedenen Umweltkosten“ mit der Integration von Kleegras in die Fruchtfolge verbunden sind. Vermiedene Umweltkosten stellen einen Ansatz dar zu beziffern, welche Kosten für die Gesellschaft vermieden werden können, weil eine bestimmte Verschmutzung von Umweltkompartimenten (beispielsweise von Oberflächengewässern) nicht eintritt, also vermieden werden kann. Für Nitrateintragungen in Oberflächengewässer liegt dieser Wert bei 12 €/kg Nitrat-N und für Phosphor bei 67 €/kg P. Für CO2 wird ein Preis von 100 €/t angenommen. Aufsummiert ergeben sich aus der Reduktion von Nitrat- und P-Austrägen sowie dem Aufbau von Bodenkohlenstoff vermiedene Umweltkosten in Höhe von mehr als 240 €/ha im Jahr bei Ergänzung der Marktfruchtbau-Fruchtfolge um Kleegras. (Berechnung: N: 6,8 kg/ha x 12 € = 82 €; P: 0,5 kg/ha x 67 € = 33,5 €; CO2: 350 kg C-Speicherung/ha/Jahr x 3,67 = 1,3 t CO2 x 100 €/t = 128 € – aufsummiert 82 + 33,5 + 128 = 243,5 €/ha/Jahr auf 10 Jahre) Bei Substitution des Maises durch Kleegras liegen die vermiedenen Umweltkosten noch deutlich höher.

Eine Förderung des Kleegrases in der Höhe dieser mindestens vermiedenen Umweltkosten in der Größenordnung von 250 €/ha ist daher gerechtfertigt. Eine Förderung der potenziell an das Kleegras anschließenden Sommerung ohne zusätzliche N-Düngung kann zudem bereits jetzt schon über die Ökoregelung 6 (Reduktion von Pflanzenschutzmitteln, Prämienhöhe 150 €/ha) gefördert werden. So können Hybridsysteme (das „Beste aus zwei Welten“, konventionell und ökologisch) mit nach wie vor hohen Erträgen, aber zusätzlich hohen Umweltleisten vielfältige Agrarlandschaften schaffen.