anforderungen der düv an die lagerung, aufbereitung … · 2 wirtschafts-dünger biomasse org....

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www.thueringen.de/th9/tll

Pflanzenbautag 2017 Brandenburg

in Groß Kreutz, OT Götz06. Dezember 2017

G. Reinhold Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Naumburger Str. 98, 07743 Jena [email protected]

Anforderungen der DüV an die Lagerung, Aufbereitung und Ausbringung von Wirtschaftsdünger


Agenda

TLL, Reinhold 2017

• Anfall, Inhaltsstoffe und Eigenschaften von Wirtschaftsdünger• Umsetzung der Anforderungen aus den Novellen der DüV und der AwSV• Lagerung und Einsatz von Wirtschaftsdünger

– Mengen, Sperrzeiten; Lagerbilanz• Zusammenfassung / Schlussfolgerungen

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Wirtschafts-dünger

Biomasse

org. Düngung

DüV, AwSV

Photo-synthese

H2OO2

CO2

Viehfutter Biomasse-produktion

Mensch

Bioabfall,Müll,Klär-schlamm

Verbrennung, Deponie

Stoffkreislauf

Kompost

Reststoffe

Mineraldünger, PSM

Strom

Wärme

TLL, Reinhold 2017 fakultative Erweiterung

gasdichtes GRL

offenes Lager

40 % der WD

60 % der WD

Fer

-m

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h-gä

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NH4-N, CH4,N2O, Geruch,

NaWaRo


WD-Einsatz in den BGA (2016)

TLL, Reinhold 2017

15 % in den BGAE

Gewichtetes Mittel 71 %

Trockenvergärung

TH 270 BGA 450 kW/BGA - 28 Tha Mais

BB 858 bzw. 448 kW- 90 Tha Mais

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Wirtschaftsdüngeranfall (2010)

und Einsatz in Thüringer BGA (2016)

TLL, Reinhold 2017

Ausnutzung des WD Potentiales ca. 65 %

Flächeneinsatz:7 % der LF


� Gärprodukte werden in die betriebliche Obergrenze 170 kg N/ha einbezogen – schon 2006 von Thüringen gefordert !!!

� Übernahme von Daten aus anderen Statistiken zum Zweck der Überprüfung der Düngeintensität (z. B. InVeKos, Tierseuchenkasse, HIT-Datenbank …) – geringe Relevanz für Thüringen

Relevanz für Ostdeutschland:

� Deutliche Einschränkung der Herbstbegüllung (Sperrzeiten, Gabenhöhe, Fruchtarten …)

� Schaffung der Grundlage zur Einführung einer geänderten Nährstoffbilanz (Hoftor-Bilanz �� betriebliche "Stoffstrombilanz")

� Festlegung von Mindestlagerzeiten von Wirtschaftsdünger und Gärsubprodukten wird geschaffen

� Höhe der OWIG wird neu festgelegt (15.000 Euro � neu 50.000 Euro)

Änderungen Düngegesetz / DüV

TLL, Reinhold 2017

Warum waren Änderungen nötig ?

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Intensität Tierhaltung und Biogaserzeugung (Stand 2016)

TLL, Reinhold 2017

430 kW0,281 kW/ha

572 kW0,372 kW/ha

631 kW0,398 kW/ha

556 kW0,225 kW/ha

500 kW0,145 kW/ha

569 kW0,175 kW/ha

384 kW0,30 kW/ha

564 kW0,175 kW/ha

453 kW0,149 kW/ha

394 kW0,089 kW/ha

445 kW0,157 kW/ha

271 kW0,203 kW/ha

Deutschland466 kW/BGA0,253 kW/ha LFQuelle: FvB 2017

kW/ha LF GV/ha LF


Anforderungen an Lagerung

• 6 Monate für flüssige WD (9 Monate bei > 3 GV bzw. keine Fläche)

• 2 Monate für Mist u. Kompost � feste Gärprodukte 6 Monate

• Technisch dicht (AwSV)– Leckageerkennung

– Doppelwandigkleit

– Fachbetriebspflicht bei BGA

– rechtliche Trennung von Wirtschaftsdünger und Gärprodukt

• geringe Emissionen durch:

– Füllung unter Flüssigkeits-oberkante

– Homogenisierung nur vor Ausbringung

– geschlossenen Schwimm-schicht bzw.

– Abdeckung geplant 90 % Emissions-minderung – TA Luft (Schwimmkörper, Stroh, Zeltdach, Betondeckel)

– gasdichte Abdeckung nur bei BGA

TLL, Reinhold 2017

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Wasserhaushaltsgesetz (WHG) Begriffe Anlagentypen & Schutzniveau (Quelle: Rau FvB 2017)

TLL, Reinhold 2017

gilt für: Gülle behandelt Gülle

d.h. BGA

Dr. Stefan Rauh

07.06.2017

Bestmöglicher Schutz

Lagern und Abfüllen von JGS sowie vergleichbarer lw. Stoffe

Besorgnisgrundsatz

Herstellen, Behandeln ,Verwenden, Lagern, Abfüllen

Primärschutz:Dichtigkeit, Standsicherheit, Widerstandsfähigkeit gegen mechanische, thermische und chemische Einflüsse

SekundärschutzRückhaltung austretender wassergefährdender Stoffe bzw. Doppelwandigkeit

ErkennbarkeitErkennbarkeit von Undichtig-keiten und Leckagen an Anlagenteilen


Düngungsplanung - Inhaltsstoffe der WD (Quelle: Thüringer Monitoring BGA 2004…2015)

TLL, Reinhold 2017

RG SG TK StM GPRindergülle Schweinegülle Trockenkot Stallmist Gärprodukt

Nährstoffausscheidung in DüV festgelegt +/- 30%

TM(KTBL-Wert)

% der FM 9,110

5,46

4440

2525

6,0

C % der oTM 56 57 50 50 49

pH - 6,9 7,1 7,1 8,6 7,6Nges

DÜV 2017% der FM 0,42

0,6…0,7

0,430,7…0,8

2,22 0,640,45

NH4-N % des Nt 48 73 22 15 67

C/N 10 5 8 18 5

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Was sind Gärprodukte?

Gärprodukt = Ammoniumdünger + Rottemist

mit stark differenzierten Nährstoffgehalten , die durch die Fütterung der BGA bestimmt werden

TLL, Reinhold 2017

starker Minerali-sierung von org. gebundenen N

starker Abbau der umsetz-baren C-Verbindungen außer Lignin

Futter-C-Umsatz:Kuh: ca. 70 %(Begrenzt durch Panzengröße und Energiegehalt)BGA : 85…95 %

anaerobe Fermentation führt zu:


40 Mio. t Vergorene Wirt-schaftsdünger

26 % v. Anfall

36 Mio. t NAWARO

6 Mio. t Reststoffe

Gärprodukte (82 Mio. t/a)

Anfall in Deutschland 192 Mio. t/a Anstieg durch BGA:von 152 auf 192 Mio. t/aauf 126 % (16 t/ha AF)(dav. 43 % Gärprodukte)

ca. 80 kg N u. 16 kg P pro ha AF

Wirtschaftsdünger- und Gärproduktanfall

Anfall in Thüringen 6,8 Mio. t/aAnstieg durch BGA: von 5,6 auf 6,8 Mio.t/a auf 121 % (8,5 t/ha AF)(dav. 66 % Gärprodukte)

ca. 30 kg N aus Gärprodukt + 20 kg unverg. WD

3,3 Mio. t vergorene Wirt-schaftsdünger59 % v. Anfall

1,0 Mio. t NAWARO

0,2 Mio. t Reststoffe

Gärprodukte (4,5 Mio. t/a)

Unvergorene Wirtschaftsdünger (110 Mio. t/a) = 74 % v. Anfall

Unvergorene Wirtschafts-dünger(2,3 Mio. t/a)= 41 % v. Anfall

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Eigenschaften der Gärprodukte werden durch Substrateinsatz bestimmt

TLL, Reinhold 2017

Bezeichnung: RG SG TK-SG NaWaRoSubstrateinsatz > 85 % RG >85 % SG > 70 % TK+SG > 70 % NaWaRo

TM % 6,04 4,36 4,16 10,02

oTS % d. TM 72 69 67 76

Nt % 0,41 0,51 0,50 0,60

NH4-N % d Nt 64 83 81 58

C/N 6,11 3,32 3,32 6,72

P % d. TM 0,48 0,40 0,34 0,96

% d. FM 0,076 0,087 0,075 0,092

K % d. TM 1,89 1,15 1,31 5,27% d. FM 0,30 0,25 0,30 0,49

Regelfall: Nährstoffgehalte untersuchen ,ggf. anlagenkonkret aus Fütterung berechenbar


Nährstoffwert der Gärproduktebei 60 % N-MDÄ (Thüringer Monitoring BGA 2004…2013)

TLL, Reinhold 2017

Bezeichnung: RG SG TK-SG NaWaRo

Substratanteile: > 85 % RG >85 % SG

> 70 %

TK+SG > 70 % NaWaRo

N (0,75 €/kg) €/t FM 3,07 3,83 3,75 4,46

N bei 60 % MDÄ €/t FM 1,84 2,30 2,25 2,68

P (1,40 €/kg) €/t FM 1,07 1,21 1,05 1,28

K (0,60 €/kg) €/t FM 1,83 1,52 1,81 2,95

Mg (0,60 €/kg) €/t FM 0,36 0,33 0,26 0,38

Ca (0,08 €/kg) €/t FM 0,13 0,08 0,10 0,14

S (0,31 €/kg) €/t FM 0,15 0,10 0,12 0,14

Summe: €/t FM 5,38 5,53 5,58 7,57Rindergülle Schweine-

gülleStallmist

6,15 5,66 10,68

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Ermittlung der Nährstoffgehalte von WD für Düngungsplan

TLL, Reinhold 2017

WirtschaftsdüngerRichtwerte für tierische Ausscheidungen nach DüV + Untersuchung (TS-Gehalt !)

GärproduktUntersuchung + ggf. anlagenindividuell aus Substrat berechnen


DüV � Ziel: effiziente Gülleein-satz � rechtlicher und ökonomischer Zwang zu:

TLL, Reinhold 2017

Nährstoffverluste durch Luftkontakt vermeiden�geringe benetzte Fläche + schnelle Einarbeitung

�Applikation bei niedrigen Temperaturen und vor Niederschlag

Vermeidung Abschwemmung� gesetzliche Mindestabstände, bewachsene Pufferstreifen

� Zeitpunkt: Aufnahmefähigkeit des Bodens

�direkte Einschlitzen in den Bestand oder Güllegrubber

Vermeidung der Auswaschung von Nährstoffen�die Einzelgabenhöhe an Wirtschaftsdünger begrenzen

�die Düngung an den Bedarf anzupassen.

�Nährstoffkonzentration der Wirtschaftsdünger beachten

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Konsequenzen aus DüV und AwSV- Anrechnung der Gärreste auf Obergrenze von 170 kg N/ha,- Verlängerung Sperrzeit, weniger Herbstbegüllung

� Lagerbedarf steigt deutlich � Gasdichte GRL an der BGA oder offene Feldrandlager

� Emissionsminderungsforderungen der TA Luft beachten

� aber Restlaufzeit der BGA beachten (Kosten: 1 … 2 ct/kWh BGA)

� mehr Frühjahrs-Begüllung nötig (in wenigen Feldarbeitstagen)

� Höhere Schlagkraft der Technik nötig

� schlechtere Technikauslastung � steigende Festkosten

� Reduzierte Strohrotte bei getreidebetonten Fruchtfolgen

� deutliche Mehrkosten für die Landwirte � steigender Bedarf an Schlagkraft, schlechtere Technikauslastung …

� Höhere N-Effizenz ???TLL, Reinhold 2017


Einarbeitungspflicht

TLL, Reinhold 2017

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Zusätzliche Vorgaben DüV § 6

• max. 170 kg Nges/ha * a aus org. u. org.-min. Dünger.• Kompost max. einmalig 510 kg N/ha in 3 Jahren

• Sperrzeiten : – Ackerland nach der Ernte der Hauptfrucht bis 31.01 .

• Ausnahmen: bis zum 01.10. bis zu 60 kg Nges/ha (30 kg NH 4) zu Zwischenfrüchten, Winterraps und Feldfutter bei einer Aussaat vor dem 15.09. - Wintergerste nach Getreide und Aussaat vor 01.10

• Gemüsekulturen bis zum 01.12. bis in Höhe des Nges-Bedarf

– Grünland und mehrjähriger Feldfutterbau 01.11. - 31.01.

– Festmist, Kompost und feste Gärrückstände 15.11. -31.01.

TLL, Reinhold 2017

�� deutliche Einschränkung der Herbstbegüllung


wenn entsprechender N-Düngebedarf besteht, nach Getreide nur Wintergerste begüllbar ist und 100% Anbau von Zwischenfrüchten vor Mais und Hackfrüchten erfolgt

Fruchtartenanteile im BetriebZzt möglich

(% d. Fläche)DüV 2016

(% der Fläche)Senkung von 80 auf

60 kg N (% d. Menge)

33% WW, 33% ZF/Mais, 33% Raps 100 66 50

50% WW, 25% ZF/Mais, 25% Raps 100 50 37

30% WW, 20% WG, 20% Raps, 20% ZF/Mais, 5% ZF/ZR, 5% Kör.legum.

95 65 51

30% WR, 20% WRaps, 20% ZF/Mais, 20% WG, 10% WW

100 60 45

30% WR, 40% ZF/Mais, 10% Raps,10% Körnerlegum., 10% WT

90 50 42

30% WW, 30% ZF/Mais o. Feldfutter, 15% SG, 20% Raps, 5% Körnerlegum.

95 50 39

Mittelwert 95 … 100 50 … 65 40 … 50 %

verfügbare Begüllungsflächen im Spätsommer/Herbst (Quelle: Grunert 2016)

� Begüllungsmenge im Herbst ca. 25 % im vgl. zu heute TLL, Reinhold 2017

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Bezeichnung: RG SG TK-SG NaWaRoSubstratanteile: > 85 % RG >85 % SG > 70 % TK+SG > 70 % NaWaRo

TM % 6,04 4,36 4,16 10,02

Nt % der FM 0,41 0,51 0,50 0,60

NH4-N % d Nt 64 83 81 58

Gabenhöhe bei max. 30 kg NH 4-N/ha

Gabe m³/ha 11,4 7,1 7,4 8,6Gabenhöhe bei max. 60 kg N/ha

Gabe m³/ha14,6 11,8 12,0 10,0

Zum Vergleich NH 4-N von :Rindergülle 50 %, Schweinegülle 70 %,Trockenkot 22% Stallmist 15 %

� diätischen Gaben im Herbst auf wenige ausgewählte Fruchtarten� zu Sperrzeitbeginn sind die Lager nicht leer � hoffen auf ein trockenes Frühjahr hilft da nur wenig.

Wirkung der BGA (Ammonifizierung) auf die Gabenhöhe von Gärprodukten im Herbst?

TLL, Reinhold 2017


Lagerraumbedarf laut DüV 2017

TLL, Reinhold 2017

Gülle / Gärprodukte 6 Monateincl. Niederschlags- und Abwässer, (Lagerung bei Dritten mit Vertrag möglich)

ohne Fläche und bei > 3 GV/ha 9 Monate (ab 1.1.20)

Stallmist 2 Monate

Gärprodukte fest 6 Monate (bei Fest-Flüssig-Trennung beachten)

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Konsequenzen der DüV auf Lagerraumbewirtschaftung

Monat: 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7AckerlandGrünland

TLL, Reinhold 2017

wenig Fläche Sperrzeit Befahrbarkeit Fruchtarten ?kleine Gaben

Bisher � Lager am 1.11. leer (reicht bis April/Mai)

neue DüV � Lager am 1.11. zu 20 … 40 (50 %) gefüllt(Lager im Feb/März voll)

• 6 Monate reichen ggf. nicht• Grünland wird zu „Retter“• Zwang zur Gülleapplikation im Frühjahr

� Gefahr von Strukturschäden � Hochlastflächen bei feuchtem Frühjahr� Hohe Güllemengen im Mais


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1000

2000

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Applikation

Lagerbestand

Lagergröße

Bewirtschaftung des Lagerraums (Anfall 9420 m³/a)

TLL, Reinhold 2017

Heute Nach Novelle der DVO

9 Monate

6 Monate

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Applikation

Lagerbestand

Lagergröße

Sicherheitzzuschlag

Sicherheitzzuschlag

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AnpassungsreaktionenBau von Lagerraum

Zu beachten (Auswahl) :• Restfüllstand, • Regenmenge • Genehmigungspflicht• Störfallrecht für BGA?• Novelle TA Luft

TLL, Reinhold 2017

• Aufstellort (BGA): Brandschutz / Ex- Zonen; Abstand zu Gebäuden, Eingriff in Gasführung (Beachtung der Druckdifferenzen/ Gasfließrichtung)

• passiver Korrosionsschutz von den Wänden bis zum Boden• Rührwerk, Mittelstütze, Gashaube (Druckhaltung)


Anpassungsreaktionen auf steigenden Lagerraumbedarf

• Wassersparende Produktionsverfahren• Fest-Flüssig-Trennung (ca. 10 % Mengenreduktion)

Reduzierung des Gärprodukteanfalls in BGA durch:– Verringerung des Substrateinsatzes (mit/ohne Leistungs-

ausgleich)

– Leistungsreduzierung in Verbindung mit Flexibilisierung

– Substratwechsel (TS-reichs Substrate)

– Gärproduktaufbereitung (Fest-Flüssig-Trennung, Eindickung, Trocknung, Totalaufbereitung)

– Einsatz von Zündstrahl-Technik

• Transport aus den Veredlungsregionen herausTLL, Reinhold 2017

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Effekte:• Reduktion Lagervolumen, • Vermeidung Schwimmdecke• Produktion (flüssiger)

transport-würdiger handelbarer Dünger

• Entlastung von Nährstoffen aus Gülle/Gärprodukt

• Schaffung von Einstreumaterial

• Wärmenutzung (KWK-Bonus)

Gülle- und Gärprodukt Aufbereitung - Ziele

TLL, Reinhold 2017

Ziele :• Erhöhung Transportwürdigkeit zur Auslagerung von Nährstoffen• Aufkonzentrierung von Nährstoffen• Unterschiedliche Nährstoffgehalte in den Produkten

DLZ 4/2016


Varianten zur red. des Flüssigkeitsanfalls

TLL, Reinhold 2017

Quelle: Th. Raussen, M. Kern 2016

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Vergleich Trennverfahren

TLL, Reinhold 2017

Pressschnecken Zentrifugen Mehrstufige Verfahren

Prinzip Schnecke presst gegen ein umlie-gendes Sieb

schnell drehenden Trommel (Zentrifugalkraft)

mehrstufige Se-paratoren mit Zentrifugen

Abtrennung Faserstoffe Faser- u. Feinstoffe hohe Trennleistung

Energiebedarf mittel höherer extrem hoch

Abtrennung: Masse 25 % 15 % 30 %

TS 50 % 60 % 90 %

N 30 % 20 % 50 %

P bis 40 % bis 70 % bis 95 %


Entwurf Novelle TA-LUFT

TLL, Reinhold 2017

• Lagerung in geschlossenen Behältern• Zulauf unter der Oberkante Flüssigkeit • Emissionsminderung (Ammoniak) gegenüber offenen Behälter

mind. 90 % (zzt. nur für Gülle), � nur Schwimmfolie, Zeltdach oder feste Abdeckung möglich

• Altanlagen spätestens nach 2 Jahren nachrüsten (Emissionsminderung gegenüber offenen Behältern > 85 %)

BGA• durchschnittliche hydraulische Verweilzeit im gasdicht

geschlossenen System mind. 150 Tage (Ausnahme nur WD)• Gärproduktelager an Gassystem angeschlossen bzw.

Nachweis Restgaspotential < 1 % (Steht aber nicht im EEG 2017)

• Absenkung Formaldehydgrenzwert auf 30/20 mg/m³ (Vollzugsempfehlung Formaldehyd; Stand 09.12.2015)

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Verfahren zur Emissionsminderung

TLL, Reinhold 2017

Foto: Hans Heinrich Kowalewsky

Nicht einrühren,2 x pro Jahr erneuern80 % Emissionsminderung

Einsatzmengen :Schweinegülle 7 kg/m³Rindergülle 4 kg/m³bzw. natürliche Schwimm decke

Kosten : 1 €/m² a

Für Gärprodukte ungeeignet (Methanemission)


Leichtmaterial

TLL, Reinhold 2017

Foto: Hans Heinrich Kowalewsky

Perlite oder Blähtonkugeln Schwi mmkörper (6-eckig)Schwimmfolien

Für kleine Behälter bei geringer Windlast10% pro Jahr ersetzen

Kosten : 2- 4 €/m² a

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Zeltdächer

TLL, Reinhold 2017

Invest : 60 €/m² Kosten : 5 - 8 €/m² aGülle: nicht gasdicht ausführenGärprodukt: gasdicht und Anschluss an das Gassystem


Trends in der Gülledüngung

• gezielter Nährstoffeinsatz / geringe Verluste– nach dem Bedarf der Pflanzen, gleichmäßige Nährstoffverteilung,

geringe Verluste, wenig Geruch

• betriebsindividuellere Ausbringtechnik– SSV mit 15 … 30 m; Scheibeneggen/Grubber mit 5 ... 6 m;

Schleppschuh 15 … 18 m, Verschlauchung, …

• professioneller und größer– Auto-Lenkungssysteme, hydraulische Fahrwerke, Reifendruck-

regelanlagen, Ausbringmengenregelung, Hundegang …

• Zweistufige Verfahren (überbetriebliche Ausbringeketten)

• Nährstoffe bestimmen (NIRS-Sensoren am Fass)

– besonders wichtig für Gärprodukte

– Fehler: N und NH4-N 10 ….15%; P2O5 ca. 40 %TLL, Reinhold 2017

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Pflicht zur streifen-förmigen Ablage ab 1.2.2020

Ab Januar 2016 ist der der Einsatz folgender Geräte für das Ausbringen von Gülle verboten:

• Festmiststreuer ohne gesteuerte Mistzufuhr zum Verteiler,

• Güllewagen und Jauchewagen mit freiem Auslauf auf den Verteiler,

• zentrale Prallverteiler , mit denen nach oben abgestrahlt wird, (schräg stehender Prallteller alter Bauart)

• Güllewage n mit senkrecht angeordneter, offener Schleuder-scheibe als Verteiler zur Aus-bringung von unverdünnter Gülle

• Drehstrahlregner zur Verregnungvon unverdünnter Gülle

TLL, Reinhold 2017

Ist das noch streifen-förmig ?(wenn jeder Schlepp-schlauch einen eigenen Prallteller hat)


Zusammenfassung

TLL, Reinhold 2017

• Frühjahrsbegüllung wird zum Schwerpunkt, da Gabenhöhe und verfügbare Flächen im Herbst deutlich reduziert sind

• wenig Feldarbeitstage � Applikationskapazität muss steigen• geringere Güllejahresleistung der Technik � Preis steigt

• Steigender Lagerraumbedarf (für Restlaufzeit der BGA ?)• 6 Monate reichen nicht � Trend 9 Monat

• Sperrung von Erdbecken für Gärprodukte verschärft das Lagerproblem weiter

• durch BGA steigender WD–Anfall und Ammonifizierung• NH4-N Erhöhung � reduzierte Menge im Herbst• aber bessere Düngewirkung der Gärprodukte

Denkbare Folge: � vorfristiges Abschalten der BGA

Folgen: Anforderungen an das Management und Kostenanstieg

anforderungen der düv an die lagerung, aufbereitung … · 2 wirtschafts-dünger biomasse org....

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