Schrägbodenstall: Messen und Mindern von Ammoniak-, Lachgas- und Methanemissionen aus einem Schrägbodenstall für Mastschweine
Projektleitung
Thomas Amon
Forschungseinrichtung
Universität für Bodenkultur - Department Nachhaltige Agrarsysteme ehem. Institut für Land-, Umwelt- und Energietechnik
Projektnummer
1331Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft
Allgemeine Projektinformationen
Abstract (deutsch)
Der Schrägbodenstall ist ein vielversprechendes besonders tierfreundliches Haltungssystem. Jedoch ist derzeit auf Grund fehlender Messungen unbekannt, welche Mengen an gasförmigen Emissionen aus einem Schrägbodenstall freigesetzt werden und welche Einflüsse auf den Umfang der Emissionen wirken. Dieses tierfreundliche System kann sich nur dann in der landwirtschaftlichen Praxis verbreiten, wenn belastbare Daten zu Emissionsfaktoren vorliegen. Dies bedingt hochexakte, praxisnahe Messungen, die einer internationalen Evaluierung Stand halten.
Die Verwendung von Beschäftigungsmaterial ist tierschutzrechtlich normiert, in einigen Bundesländern ausnahmslos in Form von Stroh.
Das beantragte Projekt hat deshalb folgende Ziele:
* Ermittlung der Emissionen von Ammoniak, Methan und Lachgas aus einem Schrägbodenstall für Mastschweine
* Hochexaktes Messen der Emissionen auf einem repräsentativen praktischen landwirtschaftlichen Betrieb
* Untersuchung des Einflusses der Jahreszeit und des Tiergewichtes auf den Umfang der Emissionen
* Ermittlung der Emissionen von Ammoniak, Methan und Lachgas während der Lagerung der Exkremente aus einem Schrägbodenstall für Mastschweine
* Ermittlung der Emissionen von Ammoniak, Methan und Lachgas nach der Ausbringung der Exkremente aus einem Schrägbodenstall für Mastschweine
Die Emissionsmessungen werden auf einem repräsentativen praktischen landwirtschaftlichen Betrieb in Oberösterreich durchgeführt. Der Betrieb hat drei baulich getrennte Stallabteile, die jeweils rund 150 Mastschweine beherbergen. Die Zuluft gelangt über eine Porendecke in den Stall, die Entlüftung erfolgt mechanisch über einen zentralen Abluftkamin. Zwei Stallabteile werden zweimal täglich mechanisch mittels Schrapper entmistet, ein Stallabteil verfügt über eine Schwemmentmistung. Die Schweine in einem Abteil sind jeweils etwa gleich alt. Zwischen den Stallabteilen variieren Alter und Gewicht der Schweine. Dadurch können Emissionen von unterschiedlich schweren Mastschweinen bei gleicher Witterung und sonst gleichen Bedingungen gemessen werden. Die Emissionsmessungen werden mit der Messtechnik des ILUET durchgeführt.
Die Verwendung von Beschäftigungsmaterial ist tierschutzrechtlich normiert, in einigen Bundesländern ausnahmslos in Form von Stroh.
Das beantragte Projekt hat deshalb folgende Ziele:
* Ermittlung der Emissionen von Ammoniak, Methan und Lachgas aus einem Schrägbodenstall für Mastschweine
* Hochexaktes Messen der Emissionen auf einem repräsentativen praktischen landwirtschaftlichen Betrieb
* Untersuchung des Einflusses der Jahreszeit und des Tiergewichtes auf den Umfang der Emissionen
* Ermittlung der Emissionen von Ammoniak, Methan und Lachgas während der Lagerung der Exkremente aus einem Schrägbodenstall für Mastschweine
* Ermittlung der Emissionen von Ammoniak, Methan und Lachgas nach der Ausbringung der Exkremente aus einem Schrägbodenstall für Mastschweine
Die Emissionsmessungen werden auf einem repräsentativen praktischen landwirtschaftlichen Betrieb in Oberösterreich durchgeführt. Der Betrieb hat drei baulich getrennte Stallabteile, die jeweils rund 150 Mastschweine beherbergen. Die Zuluft gelangt über eine Porendecke in den Stall, die Entlüftung erfolgt mechanisch über einen zentralen Abluftkamin. Zwei Stallabteile werden zweimal täglich mechanisch mittels Schrapper entmistet, ein Stallabteil verfügt über eine Schwemmentmistung. Die Schweine in einem Abteil sind jeweils etwa gleich alt. Zwischen den Stallabteilen variieren Alter und Gewicht der Schweine. Dadurch können Emissionen von unterschiedlich schweren Mastschweinen bei gleicher Witterung und sonst gleichen Bedingungen gemessen werden. Die Emissionsmessungen werden mit der Messtechnik des ILUET durchgeführt.
Projektziele
Der Schrägbodenstall ist ein vielversprechendes besonders tierfreundliches Haltungssystem. Jedoch ist derzeit auf Grund fehlender Messungen unbekannt, welche Mengen an gasförmigen Emissionen aus einem Schrägbodenstall freigesetzt werden und welche Einflüsse auf den Umfang der Emissionen wirken. Dieses tierfreundliche System kann sich nur dann in der landwirtschaftlichen Praxis verbreiten, wenn belastbare Daten zu Emissionsfaktoren vorliegen. Dies bedingt hochexakte, praxisnahe Messungen, die einer internationalen Evaluierung Stand halten.
Die Verwendung von 'Beschäftigungsmaterial' ist tierschutzrechtlich normiert, in einigen Bundesländern ausnahmslos in Form von Stroh.
Es ist dringend erforderlich, ein Haltungssystem für die Mastschweinehaltung zu finden, das Tierschutz und Umweltschutz vereint. Emissionsfaktoren für dieses System müssen gemessen werden und dann in internationale Richtlinien Eingang finden.
Das beantragte Projekt hat deshalb folgende Ziele:
* Ermittlung der Emissionen von Ammoniak, Methan und Lachgas aus einem Schrägbodenstall für Mastschweine
* Hochexaktes Messen der Emissionen auf einem repräsentativen praktischen landwirtschaftlichen Betrieb
* Untersuchung des Einflusses der Jahreszeit und des Tiergewichtes auf den Umfang der Emissionen
* Ermittlung der Emissionen von Ammoniak, Methan und Lachgas während der Lagerung der Exkremente aus einem Schrägbodenstall für Mastschweine
* Ermittlung der Emissionen von Ammoniak, Methan und Lachgas nach der Ausbringung der Exkremente aus einem Schrägbodenstall für Mastschweine
Die Emissionsmessungen werden auf einem repräsentativen praktischen landwirtschaftlichen Betrieb in Oberösterreich durchgeführt. Der Betrieb hat drei baulich getrennte Stallabteile, die jeweils rund 150 Mastschweine beherbergen. Die Zuluft gelangt über eine Porendecke in den Stall, die Entlüftung erfolgt mechanisch über einen zentralen Abluftkamin. Zwei Stallabteile werden zweimal täglich mechanisch mittels Schrapper entmistet, ein Stallabteil verfügt über eine Schwemmentmistung. Die Schweine in einem Abteil sind jeweils etwa gleich alt. Zwischen den Stallabteilen variieren Alter und Gewicht der Schweine. Dadurch können Emissionen von unterschiedlich schweren Mastschweinen bei gleicher Witterung und sonst gleichen Bedingungen gemessen werden. Der Einfluss des Gewichtes auf den Umfang der Emissionen kann so ermittelt werden.
Die Emissionsmessungen werden mit der Messtechnik des ILUET durchgeführt. Alle für die Messung erforderlichen Geräte sind in einem Anhänger untergebracht, dieser steht während der gesamten Messzeit neben dem Mastschweinestall.
Gaskonzentrationen von Ammoniak, Methan und Lachgas werden mit einem hochauflösenden FTIR-Spektrometer gemessen. Die Gasprobenahme erfolgt im zentralen Abluftschacht des jeweiligen Stallabteils. Hier wird die Gasprobe entnommen und von einer Pumpe durch einen beheizten Schlauch in das FTIR-Spektrometer geführt. Der Schlauch muss beheizt sein, um ein Auskondensieren des Ammoniak während des Transportes der Probe zum FTIR zu vermeiden. Würde Ammoniak im Abluftschlauch auskondensieren, so ergäbe sich eine erhebliche Verfälschung der Messwerte. Um vom mobilen Büro aus jeden Abluftschacht der drei Stallabteile erreichen zu können, muss der beheizte Abluftschlauch eine Länge von etwa 50 m haben.
Im Abluftschacht wird ebenfalls kontinuierlich der Luftvolumenstrom gemessen. Aus dem Produkt von Gaskonzentration und Luftvolumenstrom errechnet sich die emittierte Menge an Gasen. Die Messungen werden über ein Computer-Makro gesteuert und laufen kontinuierlich, Tag und Nacht.
Zusätzlich zu den gasförmigen Emissionen werden innerhalb und außerhalb des Stalles Klimadaten gemessen. Der Flüssigmist, der den Stall verlässt, wird regelmäßig analysiert (Trockensubstanz, Stickstoffgehalt, Kohlenstoffgehalt, pH-Wert, Aschegehalt).
Die Verwendung von 'Beschäftigungsmaterial' ist tierschutzrechtlich normiert, in einigen Bundesländern ausnahmslos in Form von Stroh.
Es ist dringend erforderlich, ein Haltungssystem für die Mastschweinehaltung zu finden, das Tierschutz und Umweltschutz vereint. Emissionsfaktoren für dieses System müssen gemessen werden und dann in internationale Richtlinien Eingang finden.
Das beantragte Projekt hat deshalb folgende Ziele:
* Ermittlung der Emissionen von Ammoniak, Methan und Lachgas aus einem Schrägbodenstall für Mastschweine
* Hochexaktes Messen der Emissionen auf einem repräsentativen praktischen landwirtschaftlichen Betrieb
* Untersuchung des Einflusses der Jahreszeit und des Tiergewichtes auf den Umfang der Emissionen
* Ermittlung der Emissionen von Ammoniak, Methan und Lachgas während der Lagerung der Exkremente aus einem Schrägbodenstall für Mastschweine
* Ermittlung der Emissionen von Ammoniak, Methan und Lachgas nach der Ausbringung der Exkremente aus einem Schrägbodenstall für Mastschweine
Die Emissionsmessungen werden auf einem repräsentativen praktischen landwirtschaftlichen Betrieb in Oberösterreich durchgeführt. Der Betrieb hat drei baulich getrennte Stallabteile, die jeweils rund 150 Mastschweine beherbergen. Die Zuluft gelangt über eine Porendecke in den Stall, die Entlüftung erfolgt mechanisch über einen zentralen Abluftkamin. Zwei Stallabteile werden zweimal täglich mechanisch mittels Schrapper entmistet, ein Stallabteil verfügt über eine Schwemmentmistung. Die Schweine in einem Abteil sind jeweils etwa gleich alt. Zwischen den Stallabteilen variieren Alter und Gewicht der Schweine. Dadurch können Emissionen von unterschiedlich schweren Mastschweinen bei gleicher Witterung und sonst gleichen Bedingungen gemessen werden. Der Einfluss des Gewichtes auf den Umfang der Emissionen kann so ermittelt werden.
Die Emissionsmessungen werden mit der Messtechnik des ILUET durchgeführt. Alle für die Messung erforderlichen Geräte sind in einem Anhänger untergebracht, dieser steht während der gesamten Messzeit neben dem Mastschweinestall.
Gaskonzentrationen von Ammoniak, Methan und Lachgas werden mit einem hochauflösenden FTIR-Spektrometer gemessen. Die Gasprobenahme erfolgt im zentralen Abluftschacht des jeweiligen Stallabteils. Hier wird die Gasprobe entnommen und von einer Pumpe durch einen beheizten Schlauch in das FTIR-Spektrometer geführt. Der Schlauch muss beheizt sein, um ein Auskondensieren des Ammoniak während des Transportes der Probe zum FTIR zu vermeiden. Würde Ammoniak im Abluftschlauch auskondensieren, so ergäbe sich eine erhebliche Verfälschung der Messwerte. Um vom mobilen Büro aus jeden Abluftschacht der drei Stallabteile erreichen zu können, muss der beheizte Abluftschlauch eine Länge von etwa 50 m haben.
Im Abluftschacht wird ebenfalls kontinuierlich der Luftvolumenstrom gemessen. Aus dem Produkt von Gaskonzentration und Luftvolumenstrom errechnet sich die emittierte Menge an Gasen. Die Messungen werden über ein Computer-Makro gesteuert und laufen kontinuierlich, Tag und Nacht.
Zusätzlich zu den gasförmigen Emissionen werden innerhalb und außerhalb des Stalles Klimadaten gemessen. Der Flüssigmist, der den Stall verlässt, wird regelmäßig analysiert (Trockensubstanz, Stickstoffgehalt, Kohlenstoffgehalt, pH-Wert, Aschegehalt).
Praxisrelevanz
Das beantragte Forschungsprojekt ermittelt erstmals Emissionsfaktoren für das tierfreundliche Haltungssystem Schrägbodenstall. Es leistet einen wesentlichen Beitrag zur dringend notwendigen Verbesserung des Wissensstandes über Emissionen aus eingestreuten Haltungssystemen für Mastschweine. Die gewonnenen Ergebnisse sind für die landwirtschaftliche Praxis von großer Bedeutung. Sie werden unmittelbar in internationale Richtlinien einfließen.
Berichte
Kurzfassung
Die Projektergebnisse stießen auf reges Interesse und flossen auch in internationale Richtlinien ein. Dank der Ergebnisse werden eingestreute Haltungssysteme für Mastschweine nicht mehr grundsätzlich schlechter bewertet als einstreulose Haltungssysteme. Es zeigte sich darüber hinaus, dass mit dem Schrägbodenstall Tierschutz und Umweltschutz ideal verbunden werden können. Aus diesem Grund wurde der Projektmitarbeiterin Dr. Barbara Amon vom Wiener Tierschutzverband im Jahr 2007 der Tierschutzpreis verliehen.
Die landwirtschaftliche Nutztierhaltung muss tier- und umweltgerecht sein. Verbraucher fordern zunehmend Fleisch aus tiergerechter Haltung mit Stroheinstreu. Vertreter des Umweltschutzes hingegen befürworten Flüssigmistsysteme ohne Stroh, weil sie hier geringere Emissionen erwarten. Diesen Konflikt gilt es zu lösen.
Eingestreute Ställe für Mastschweine werden häufig mit Tiefstreuställen gleichgesetzt. Dort sind Kot- und Liegefläche nicht getrennt. Aus diesem Grund wird Tiefstreuställen ein höheres Potential für umwelt- und klimarelevante Emissionen zugesprochen. Im Gegensatz zum Tiefstreustall unterteilt sich der Schrägbodenstall in einen Liegebereich und einen Kotbereich. Wegen dieser Trennung wird nur ein kleiner Teil der Bucht mit Exkrementen verschmutzt. Das Stroh auf der Liegefläche bleibt sauber und trocken. Dies sollte zu einer Verringerung der Emissionen führen.
Der Schrägbodenstall ist ein besonders tierfreundliches Haltungssystem für Mastschweine. Er kann in der Praxis wirtschaftlich betrieben werden. Im Forschungsprojekt „Messen und Mindern von Ammoniak-, Lachgas- und Methanemissionen aus einem Schrägbodenstall für Mastschweine“ sollte nun die Frage geklärt werden, welche Mengen an CH4, N2O, NH3 und TOC aus diesem tierfreundlichen System emittiert werden. Die Untersuchungen wurden in enger Kooperation mit dem Forschungsprojekt „Gasförmige Emissionen aus einem Schrägbodenstall für Mastschweine“ der HBLFA Raumberg-Gumpenstein durchgeführt.
Auf einem landwirtschaftlichen Betrieb in Oberösterreich wurden von Juni 2003 bis April 2004 kontinuierlich Emissionsmessungen durchgeführt. Die Konzentrationen von NH3, N2O und CH4 wurden mittels eines hochauflösenden FTIR-Spektrometers online gemessen. Die TOC-Konzentration wurde mit einem Flammenionisationsdetektor bestimmt. Der Luftvolumenstrom wurde im zentralen Abluftschacht gemessen. Über das vertraglich vereinbarte Versuchsprogramm hinaus wurde mit Unterstützung der Firma Multikraft GmbH auch die Wirkung des Zusatzes \"Effektive Mikroorganismen\" auf Emissionen aus dem Stall quantifiziert.
Im Anschluss an die Messungen im Stall wurden an der Versuchswirtschaft der Universität für Bodenkultur in Groß-Enzersdorf Emissionsmessungen während der Lagerung von Schweineflüssigmist durchgeführt. Die Messungen dauerten von Mai 2004 bis Juni 2005. Das ILT untersuchte in Eigenleistung noch die Frage, welchen Einfluss eine feste Behälterabdeckung auf Emissionen während Flüssigmistlagerung hat. Mit finanzieller Unterstützung der Firmen Multikraft Produktions- und Handels GmbH und IPUS GmbH wurde der Einfluss der Zusatzstoffe „Effektive Mikroorganismen (EM)“ und „IPUS agro-lift“ zusammen mit „Microbe-lift HOG“ ermittelt. Die Firma Multikraft finanzierte darüber hinaus Emissionsmessungen mit Schweinefestmist. Dies hat den großen Vorteil, dass bereits in diesem Projekt die Emissionen von Festmist aus einem Schrägbodenstall für Mastschweine ermittelt wurden.
CH4-, N2O- und NH3-Emissionen aus dem Schrägbodenstall waren deutlich geringer die Richtwerte, die derzeit für zwangsbelüftete Vollspaltenställe angegeben werden. Der Schrägbodenstall emittiert 1,24 (Schwemmentmistung) und 0,54 (Schrapperentmistung) kg CH4 je Schwein und Jahr. Der Richtwert beträgt 4,00kg CH4 je Schwein und Jahr. Die N2O-Emissionen aus dem Schrägbodenstall beliefen sich auf 39,95 (Schwemmentmistung) und 24,54 (Schrapperentmistung) g N2O je Schwein und Jahr. Zwangsbelüftete Vollspaltenställe werden mit N2O-Emissionen von 100g N2O je Schwein und Jahr kalkuliert. Aus dem Schrägbodenstall wurden NH3-Emissionen in Höhe von 2,10 (Schwemmentmistung) und 1,91 (Schrapperentmistung) kg NH3 je Schwein und Jahr gemessen. Auch hier ist der Richtwert für zwangsbelüftete Vollspaltenställe deutlich höher: 3,00 kg NH3 je Schwein und Jahr.
Ein Schrägbodenstall mit Schwemmentmistung emittiert weniger umwelt- und klimarelevante Gase als ein Vollspaltenstall. Wird unterhalb des Spaltenbodens, der sich am hinteren Ende der Bucht befindet, zusätzlich ein Schrapper installiert, der die Exkremente ein- bis zweimal täglich aus dem Stall in das Flüssigmistlager befördert, so wird die Umweltfreundlichkeit des Systems weiter gesteigert.
Während der Lagerung von Schweineflüssigmist konnte nachgewiesen werden, dass eine feste Abdeckung des Lagerbehälters eine effiziente Maßnahme ist, um klimarelevante Emissionen und Ammoniakemissionen zu senken. Es wird empfohlen, Schweineflüssigmist in abgedeckten Behältern zu lagern.
Die Emissionsraten aus Schweineflüssigmist waren unter kühlen Witterungsbedingungen deutlich geringer als unter warmen Witterungsbedingungen. Aus diesem Grund sollten in der nationalen Emissionsinventur zwei unterschiedliche Emissionsfaktoren verwendet werden: einer für das Winterhalbjahr und einer für das Sommerhalbjahr. Dies würde die Genauigkeit der Inventur verbessern und in Summe zu niedrigeren Emissionen führen.
Der Schrägbodenstall für Mastschweine ist ein tierfreundliches System, das in der landwirtschaftlichen Praxis wirtschaftlich betrieben werden kann. Die NH3-, N2O- und CH4-Emissionen aus dem Schrägbodenstall waren geringer als Standardwerte, die für Vollspaltenbodenställe angegeben werden. Das Lagern des Schweineflüssigmistes sollte in abgedeckten Behältern erfolgen. Im Schrägbodenstall können Ansprüche des Tierschutzes und des Umweltschutzes erfüllt werden.