Nitrous oxide emissions from milking production - system boundary farm
Final Report Abstract
Die Agrar- und Klimapolitik stellt sich auf nationaler und internationaler Ebene der Herausforderung, Treibhausgasemissionen langfristig zu reduzieren. In Deutschland ist die landwirtschaftliche Rinderhaltung, insbesondere die Milchviehhaltung, an den Emissionen der Treibhausgase Methan (CH4) und Lachgas (N2O), sowie dem umwelttoxischen Ammoniak (NH3) beteiligt. Emissionen aus der Tierhaltung werden von einer Vielzahl von Haltungssystemen und Einflussfaktoren beeinflusst, so dass Messergebnisse und Untersuchungsmethoden schwer vergleichbar sind. Klimaschutzmaßnahmen erfordern verwertbare Daten für fundierte Richtwerte und standardisierte Messtechniken. Drei Studien zur Datenerfassung und Messverfahren von Emissionen im Hinblick auf Vergleichbarkeit wurden auf Stall- und Quellenebene durchgeführt. Bei den N2O-Messungen auf Flächenebene innerhalb einer freibelüfteten Milchviehstallung sind wir von klimarelevanten Emissionsquellen ausgegangen. Es hat sich allerdings gezeigt, dass im Vergleich zu N2O-Emissionen, die bei der Ausbringung von Wirtschaftsdüngern auf dem Feld entstehen, diese im Stall vernachlässigbar gering sind. Weiterhin hat sich gezeigt, dass N2O und andere flüchtige Gase (VOCs) bei der Produktion und Lagerung von Futtermitteln für Wiederkäuer (Silagen) entstehen und emittieren. Hier herrscht weiterer Forschungsbedarf. Die Methode der CO2-Bilanzierung zur Luftvolumenstrombestimmung in freibelüfteten Ställen hat sich in Langzeitmessungen als geeignete Berechnungsgrundlage erwiesen. Aufgrund der sich ständig ändernden Witterungsverhältnisse (Windrichtung und –geschwindigkeit) sind allerdings Versuchsreihen von mindestens 100 Tagen unabdingbar, um belastbare Werte zu generieren. Die in diesem Projekt erarbeiteten Ergebnisse haben nicht nur auf wissenschaftlicher Ebene zu einem Kenntnisstand geführt, sie sind auch von technisch-wirtschaftlichem Interesse, um beispielsweise Techniken zu entwickeln, die emissionsarme Haltungstechniken betreffen. Gesellschaftlich und politisch sind Ansätze zur Quantifizierung von klimarelevanten Gasen und Emissionsminderungsmaßnahmen ebenfalls sehr wichtig. Die erarbeiteten Handlungsempfehlungen bieten auch den praktizierenden Landwirten Informationen zum Management von Flüssigmist und Haltungsverfahren bei Milchkühen. Diese Arbeit bietet Impulse für weitergehende wissenschaftliche Forschungsstudien zu Messmethoden und Strategien zur Emissionsminderung in frei belüfteten Milchviehställen und hat Relevanz für von der Politikberatung bis hin zur praktischen Anwendung.
Publications
- (2015): Untersuchung klimarelevanter Gase in einem planbefestigtem Milchviehstall und der anschließenden Flüssigmistlagerung; 12. Tagung: Bau, Technik und Umwelt 2015; Freising; KTBL Darmstadt, ISBN 978-3-945088-09-8, p 306-311
Schmithausen, A., Trimborn, M., Büscher, W.
- (2016): Methodological Comparison between a Novel Automatic Sampling System for Gas Chromatography versus Photoacoustic Spectroscopy for Measuring Greenhouse Gas Emissions under Field Conditions. Sensors 2016, 16(10), 1638
Schmithausen, A.J.; Trimborn, M.; Büscher, W.
(See online at https://doi.org/10.3390/s16101638) - (2017): Evaluation of different bedding materials for cubicles in dairy farm systems. Landtechnik 72(6), 2017, 293-304
Mader, F., Schmithausen, A. J., Trimborn, M., Hoppe, S., Büscher, W.
(See online at https://doi.org/10.15150/lt.2017.3174) - (2017): On-farm research to quantify trace gas emissions from dairy production. Forschungsbericht Agrartechnik des Arbeitskreises Forschung und Lehre der Max-Eyth-Gesellschaft Agrartechnik im VDI (VDI-MEG) 583. Dissertation, Universität Bonn
Schmithausen, A. J.
- Untersuchungen zum Einfluss von Futterzusatzstoffen auf die Reduktion von Methan- und Ammoniak-Emissionen aus der Milchviehhaltung im Praxismaßstab, Posterbeitrag/Kurzvortrag, Tagungsband der 13. BTU-Tagung „Bau, Technik und Umwelt in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung“, Hohenheim, 19. September 2017, ISBN 978-3-945088-46-3
Schmithausen, A. J., Trimborn, M., Büscher, W.
- Verfahrenstechnische und Tierwohl-Bewertung der Milchviehhaltung in Kompostierungsställen, Tagungsband der 13. BTU-Tagung „Bau, Technik und Umwelt in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung“, Hohenheim, 20. September 2017, ISBN 978-3-945088-46-3
Büscher, W., Pelzer, A., Trimborn, M., Schmithausen, A. J., Höckesfeld, M. P., Oskamp, M.
- (2018): Effect of condensed tannins in rations of lactating dairy cows on production variables and nitrogen use efficiency. Animal 1-9
Gerlach, K., Pries, M., Tholen, E., Schmithausen A. J., Büscher, W., Südekum, K.-H.
(See online at https://doi.org/10.1017/S1751731117003639) - (2018): Sources of nitrous oxide and other climate relevant gases on surface area in a dairy free stall barn with solid floor and outside slurry storage. Atmospheric Environment 178, 41–48
Schmithausen, A. J., Trimborn, M., Büscher, W.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2018.01.038)
