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Meiereien wollen eine Klimabilanzierung

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In Deutschland fordern viele Meiereien ihre Milcherzeuger zurzeit auf, eine Klimabilanzierung durchzuführen. In Dänemark soll eine Klimasteuer für die Milchviehhaltung eingeführt werden, Neuseeland hat die Pläne dafür gerade abgesagt. Fest steht: Das Thema Emissionen ist mittlerweile in der Milchviehhaltung angekommen. Für Milchviehhalter bedeutet das vor allen Dingen Verunsicherung darüber, ob und wie sie ihre Betriebe in Zukunft weiterentwickeln können und welche Auswirkungen Klimaschutzmaßnahmen auf ihr Produktionssystem haben.

Neben den wichtigsten Emissionsquellen werden Minderungsmaßnahmen und die damit verbundenen Änderungen der Produktionskosten dargestellt. Denn die zentrale Frage ist am Ende: Lohnt sich Klimaschutz womöglich für die Betriebe? Und wenn nicht: Welche Kosten müssten – im besten Fall – über die Wertschöpfungskette weitergegeben werden?

Die Höhe der Emissionen aus den verschiedenen Quellen ist sehr betriebsindividuell. Daher ergibt es Sinn, sie vor dem Hintergrund eines beispielhaften Betriebs zu betrachten. Im Folgenden ist dies ein Milchviehbetrieb mit 330 Holstein-Kühen aus den nordwestdeutschen Grünlandregionen: Der Betrieb bewirtschaftet rund 300 ha und liegt bei einer Milchleistung von 10.100 kg ECM (energiekorrigierte Milch) je Kuh und Jahr. Zurzeit liegen die Emissionen bei 1,03 kg CO2-Äq (Kohlendioxid-Äquivalent)/kg Milch beziehungsweise 10.414 kg CO2-Äq je Kuh und Jahr. Dabei sind Emissionen aus organischen Böden nicht berücksichtigt. Um für den Betrieb passende Minderungsmaßnahmen zu identifizieren, lohnt ein Blick in die Klimabilanz (Abbildung 1). Ausgehend von der Klimabilanz werden für den Beispielbetrieb Minderungsmaßnahmen identifiziert und die Kosten der Umsetzung und der Emissionsminderungspotentiale berechnet.

Abbildung 1 zeigt: Die Emissionen aus der Pansenverdauung, aus der Herstellung der Futtermittel und aus der Bestandsergänzung machen die größten Anteile an den Gesamtemissionen aus. An vierter Stelle folgt das Wirtschaftsdüngermanagement. Maßnahmen sollten so gewählt werden, dass sie in diesen vier Bereichen für Emissionsreduktion sorgen. Hier sitzen die größten Hebel zur Verringerung der Emissionen. Über zwei Wege lässt sich auf die Emissionen aus der Milchproduktion einwirken:

1. Optimierungen im betrieblichen Management können Emissionen reduzieren. Gut geführte Betriebe haben in der Regel in diesem Bereich schon an vielen Stellen optimiert. Daher sind die Stellschrauben nicht mehr riesig, aber oftmals noch nicht vollständig ausgereizt. Alternativ können über

2. Zusatzstoffe in der Fütterung oder Wirtschaftsdüngerlagerung die Emissionen beeinflusst werden. Daher wird im Weiteren zwischen technischen Maßnahmen und Management-Maßnahmen unterschieden.

Erstkalbealter senken

Die Bestandsergänzung und die Kälberaufzucht machen einen beträchtlichen Anteil der Gesamtemissionen aus (siehe Abbildung 1). Es lohnt, die Leistungsparameter Erstkalbealter und Remontierungsrate genauer zu betrachten. In welchem Umfang der Betrieb hier Emissionen einsparen kann, ist stark vom Leistungsniveau der Herde abhängig. Auf der Hand liegt: Weniger unproduktive Tiere verursachen auch geringere Emissionen. Aktuell liegt das Erstkalbealter auf dem 330-Kuh-Betrieb bei 25 Monaten. Das ist schon ein guter Wert. Unter optimalen Bedingungen lässt es sich noch um einen Monat auf 24 Monate reduzieren, so die Annahme. Wichtig: Gehen die Färsen zu früh (mit zu geringem Gewicht) in Produktion, verringert sich ihr Leistungsvermögen. Die Folge sind mehr Emissionen je Kilo Milch.

Nur mit einem optimalen Herdenmanagement ist diese Gratwanderung möglich, weshalb sich vor allem der Arbeitszeitbedarf erhöht. Zusätzlich wird die Ration der weiblichen Jungtiere mit mehr Kraftfutter aufgewertet, um schneller das betrieblich angestrebte Besamungsgewicht von rund 420 kg LM zu erreichen. Der Betrieb investiert außerdem in eine Wiegeeinrichtung, um gezielt nach Gewicht zu besamen. Die Gesamtkosten der Maßnahme liegen jährlich bei 13.100 € beziehungsweise 0,4 ct/kg Milch. Die Gesamtemissionen können dadurch lediglich um 1,4 % beziehungsweise 0,01 kg CO2-Äq/kg ECM gemindert werden. Es ergeben sich aufgrund des geringen Reduktionspotenzials hohe Minderungskosten von 272 €/t CO2-Äq.

Remontierungsrate verringern

Eine weitere Möglichkeit, die Anzahl der unproduktiven Tiere auf einem Betrieb zu reduzieren, ist es, die Remontierungsrate zu senken. Dadurch wird weniger Nachzucht benötigt und die Tiere bleiben länger produktiv im Bestand. Allerdings haben Färsen häufig ein höheres genetisches Potenzial als Altkühe, sodass eine freiwillige hohe Remontierungsrate für Betriebe ein besseres Ausnutzen des Züchtungsfortschritts bedeuten kann.

Im Status quo liegt die Remontierungsrate bei 35 %. Ziel ist es, sie auf 25 % zu senken, indem vor allem die unfreiwilligen Abgänge verringert werden. Der Betrieb investiert in ein Tierüberwachungssystem, bestehend aus Halsband-Sensoren und zugehöriger Soft- und Hardware, vor allem um auffällige Tiere frühzeitig zu finden. Für das älteste Drittel der Kühe werden höhere Tierarztkosten angenommen. Insgesamt kostet die Maßnahme 55.000 € jährlich. Je Kilogramm Milch bedeutet das Mehrkosten von 1,66 ct. Das Minderungspotenzial ist mit 6,9 % der Gesamtemissionen nicht unerheblich. Es ergeben sich aufgrund des hohen finanziellen Aufwands jedoch Minderungskosten von 232 €/t CO2-Äq. Durch die Maßnahmenumsetzung werden je Kilogramm ECM 0,07 kg CO2-Äq vermieden. Diese Maßnahme ist etwas günstiger als die Verringerung des Erstkalbealters.

Grundfutterqualität steigern

Betriebe können durch Optimierungen im Futter- und Herdenmanagement Emissionen einsparen. Eine optimale Grundfutter-Erzeugung, regelmäßige Rationsberechnungen und Beprobungen der Grundfutterstöcke stellen wichtige Stellschrauben der Emissionen aus der Wiederkäuer-Verdauung und aus der Herstellung der Futtermittel dar. Eine konkrete Maßnahme ist die Verbesserung der Grassilagequalität. Ziel der Maßnahme ist ein erhöhter Energiegehalt. Dafür investiert der Betrieb in die Grünland-Bestandsführung, führt Erhaltungskalkungen durch, walzt und sät alle Grünlandflächen im dreijährigen Rhythmus nach. Außerdem werden Futterproben in allen Grundfutter-Silos im Abstand von sechs Wochen genommen. Gleichzeitig nehmen wir an, dass der Betrieb wie bisher auf eine Milchleistung von 10.100 kg ECM setzt. Durch die hochwertigere Grassilage kann der Kraftfutter-Anteil der Ration leicht reduziert werden.

Die Maßnahme kostet den Betrieb pro Jahr 25.700 € für das zusätzliche Grünlandmanagement (145 €/ha Grünland), jedoch kann er Kraftfutter-Kosten in Höhe von 29.000 € einsparen. Insgesamt reduziert die Maßnahme für diesen Betrieb unter den getätigten Annahmen die Produktionskosten um 3.300 € beziehungsweise um 0,1 ct/kg ECM. Die Emissionen mindern sich nur um 1,2 % beziehungsweise um 0,01 kg CO2-Äq/kg ECM. Somit ergeben sich Minderungskosten von −80 €/t CO2-Äq. Wichtig ist hier das negative Vorzeichen der Minderungskosten: Die Maßnahme bringt dem Betrieb unter den getätigten Annahmen einen Gewinn von 80 € je eingespartem Kilogramm CO2-Äq. Besonders bei dieser Maßnahme muss unbedingt auf die starke Wetterabhängigkeit hingewiesen werden: Trotz optimalem Management kann unpassendes Wetter hohe Grundfutterqualitäten verhindern.

Die Ergebnisse der drei Management-Maßnahmen zeigen: In bereits optimierten Betrieben sind Emissionsminderungen aus einer weiteren Effizienzsteigerung heraus teuer und haben überwiegend geringe Minderungswirkung. Neben den Maßnahmen, die sich vor allem aus Änderungen im Betriebsmanagement ergeben, sind am Markt mittlerweile auch Produkte erhältlich, die zur Emissionsreduzierung unter anderem aus dem Wirtschaftsdüngermanagement und der Wiederkäuerverdauung führen. Der Einsatz dieser technischen Maßnahmen (Abbildung 3) in der Breite ist derzeit noch nicht zu beobachten.

Einsatz von Güllezusatzstoffen

Aufbereitungshilfsmittel auf Basis von Kalkstickstoff können in der Güllelagerung zur Minderung der Schaumbildung eingesetzt werden. In Abhängigkeit von der Außentemperatur lässt sich je nach Dosierung auch eine Minderung der Methanemissionen, der Lachgasemissionen und der Kohlendioxidemissionen beobachten. Derzeit laufen mehrere Studien zur Wirksamkeit der Hilfsstoffe. Um in der Praxis relevante Minderungswirkungen zu erreichen, werden in der Regel 2 kg Kalkstickstoff-Granulat je 1 m3 Rindergülle benötigt. Die Minderungswirkung nimmt im Zeitverlauf ab. In der Regel ist im Sommerhalbjahr nach drei Monaten eine Nachdosierung nötig, im Winterhalbjahr reicht eine einmalige Gabe aus. Der Vorteil von Güllezusatzstoffen liegt in der vergleichsweise einfachen Anwendung: Der Betrieb lagert typischerweise den Großteil der Gülle im Außenlager mit natürlicher Schwimmdecke. Das Aufbereitungshilfsmittel wird über ein Big Bag per Frontlader während des Aufrührens direkt in das Außenlager gegeben. Um das Granulat gleichmäßig im Lagerbehälter zu verteilen, muss das Außenlager etwas länger gerührt werden als üblich. Daher entstehen dem Betrieb neben den Kosten für das Kalkstickstoff-Granulat ein zusätzlicher Arbeitszeitbedarf und Maschinenaufwand. Pro Jahr ergeben sich Gesamtkosten von 16.600 € beziehungsweise 0,50 ct/kg Milch, bezogen auf die Gesamtmilchmenge des Betriebes. Die Maßnahme spart 6 % der Gesamtemissionen beziehungsweise 0,06 kg CO2-Äq/kg ECM. Die Minderungskosten liegen bei 80 €/t CO2-Äq.

Einsatz von Futtermittelzusatzstoffen

Wie in Abbildung 1 dargestellt, entsteht der größte Teil der Emissionen des Betriebs aus der Wiederkäuerverdauung. Durch Futtermittelzusatzstoffe können die Emissionen aus dem Pansen vermindert werden. Ein Beispiel hierfür ist der Futtermittelzusatzstoff 3-Nitro­oxypropanol (3-NOP). Der Wirkstoff wird als Teilkomponente des Mineralfutters der Ration beigefügt.

Eine Herausforderung ist, die Ration möglichst homogen zu mischen, um Selektion am Futtertisch zu vermeiden und eine ausreichende Aufnahme des Mineralfutters beziehungsweise des Wirkstoffes durch jedes Tier der Herde zu gewährleisten. Betriebe mit gutem Fütterungsmanagement können das leisten. Die Minderungswirkung ist abhängig von dem Struktur- und Rohfettgehalt und der Dosierung des 3-NOP in der Ration. Die Kosten der Maßnahme bestehen aus dem Preis für den Futtermittelzusatzstoff, Arbeitszeit und Beratungsleistung für notwendige Rationsanpassungen. Die Maßnahme erfordert eine regelmäßige Futteraufnahme. Die Tiere sollten spätestens nach sechs Stunden wieder Wirkstoff aufnehmen. Es empfiehlt sich, diese Maßnahme bei überwiegender Stallhaltung und bei Fütterung totaler Misch-Rationen (TMR) umzusetzen. Im Beispielbetrieb ergeben sich Gesamtkosten pro Jahr von 31.200 €. Die Kosten der Maßnahmen je Kilo Milch liegen bei 0,93 ct. Im Beispielbetrieb vermindern sich die Emissionen um 0,11 kg CO2- Äq/kg ECM beziehungsweise 10,6 % der Gesamtemissionen. Die Minderungskosten liegen bei 85 €/t CO2-Äq.

Fazit

Alle betrachteten Maßnahmen haben Vor- und Nachteile und lassen sich in ihrer Umsetzung kaum allgemeingültig auf andere Betriebe übertragen. Besonders die Kosten sind stark betriebsindividuell. Die Berechnung anhand des Beispielbetriebs zeigt: In bereits gut aufgestellten Betrieben sind Emissionseinsparungen über Effizienzsteigerungen oft teuer. In verglichen mit unserem Beispielbetrieb weniger optimierten Betrieben können über Management-Maßnahmen und Effizienzsteigerungen mit akzeptablem Kostenaufwand gewisse Emissionsminderungen realisiert ­werden.

Zur globalen Einordnung sei einmal ein Kostenvergleich zu 1 t Kohlendioxid-Äquivalent im europäischen Emissionshandel (EU ETS) gezogen. Dieser Referenzwert liegt derzeit bei 70 € (Stand Juli 2025). Die Minderungskosten der fünf Maßnahmen liegen – mit Ausnahme der Steigerung der Grundfutterqualität – über 70 €/t CO2-Äq. Von daher wäre es – zumindest in der Theorie – derzeit günstiger für die Betriebe, Emissionszertifikate zu kaufen als einige der zuvor genannten Maßnahmen umzusetzen.

Streben Stakeholder in der Milchproduktion eine Emissionsreduktion in relevantem Maßstab an, muss die Frage der Kostenübernahme von daher ehrlich diskutiert werden. Da die Emissionsminderung in der Urproduktion im Interesse aller Beteiligten der Wertschöpfungskette ist, braucht es dafür mindestens eine Branchenlösung, wenn nicht sogar eine gesamtgesellschaftliche Herangehensweise.

Meilensteine beim Maisanbau in Norddeutschland aus verfahrenstechnischer Sicht

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Die Frage, was wirkliche Meilensteine in der technischen Entwicklung sind, die das Themengebiet Mais umfasst, ist nicht so einfach zu beantworten. Aus diesem Grund soll hier zunächst der Fokus auf die gesellschaftlichen Ziele aus heutiger Sicht gelegt werden und dann die Bewertung von technischen Lösungsansätzen aus ihrer Notwendigkeit ­heraus erfolgen.

Mit einer Erntemenge in Höhe von zirka 1,15 Mrd. t im Jahr 2019 nimmt Mais den größten Anteil an der Weltgetreideproduktion ein. Die Verwertung ist vielfältig. Der größte Anteil des Maises (58 %) wird als Futtermittel eingesetzt. Mais ist somit das mengenmäßig bedeutendste Futtermittel weltweit. Weitere 16 % werden zu Ethanol verarbeitet und haben mit 60 % den größten Anteil an der Bioethanolproduktion zur Verwendung als Kraftstoff. Der Humanernährung dienen zirka 12 % des Maises. In Entwicklungsländern ist vor allem Weißmais noch heute ein wichtiges Grundnahrungsmittel und liefert in Subsahara-Afrika zirka ein Viertel der Kalorienzufuhr. Diese Angaben stammen aus Quellen der Welternährungsorganisation (FAO) und der OECD.

Geringhoff Horizon Star* III Razor im Körnermais in Süddeutschland, unten Arbeitsbild des Horizon Star* III Razor. Fotos: Ramm/Reckleben

Die landwirtschaftliche Motivation, qualitativ hochwertige Nahrungs- und Futtermittel zu erzeugen ist seit jeher eines der wichtigsten Themen. Die Notwendigkeit zur kontinuierlichen Abstimmung auf die sich bietenden Rahmenbedingungen ist ebenfalls von großer Bedeutung. Die kontinuierliche Anpassung an sich ändernde Umwelt- und Rahmenbedingungen bedeutet auch eine ressourcenschonende Bewirtschaftung. Dabei bietet die Technik das Werkzeug zur Umsetzung, jedoch werden die Anforderungen an diese Technik erst bei ihrer Nutzung durch den Landwirt völlig klar. Daher sollen hier drei Beispiele betrachtet werden.

Mais hat mit seiner hohen Biomasseproduktivität und damit seinem großen CO2-Bindungspotenzial zum einen als Futterpflanze (Silomais) und zum anderen als Stärkelieferant (Körnermais) eine große Bedeutung für die deutsche Landwirtschaft und die weiterverarbeitende Industrie.

Standraum und Nährstoffausnutzung

In der Literatur findet man verschiedene Ergebnisse zum Thema Reihenweite beim Mais. In erster Linie geht es um eine bestmögliche Standraumverteilung für die Einzelpflanze, um hohe Trockenmasseerträge zu erzielen, wie Abbildung 1 veranschaulicht. Die veränderten Standräume erfordern einen wirklichen Meilenstein in der Landtechnik – den reihenunabhängigen Erntevorsatz am Feldhäcksler. Daraus ergeben sich die folgenden neuen technischen Ansätze.

Je gleichmäßiger die Einzelpflanzenverteilung in der Fläche ist, desto gleichmäßiger ist die Raumzuteilung für die ­individuelle Kulturpflanze und damit die Lichtausnutzung, die Durchwurzelung und die Nährstoffausnutzung. Höhere Erträge bei engeren Saatreihenabständen konnten auf allen Standorten nachgewiesen werden. Es zeigten sich ebenfalls geringere Restnitratgehalte im Boden, was auf eine verbesserte Nährstoffausnutzung hinweist.

Feldhygiene und Stoppelmanagement

Steigende Erträge im Ackerbau erfordern angepasste Intensitäten in allen Bereichen – auch bei der Stoppelbearbeitung und Feldhygiene. Mit steigenden Erträgen nehmen auch die auf dem Feld belassenen Ernterückstände zu, die es schnell zu bearbeiten gilt. So können die Rotte gefördert und das Risiko von Infektionen der Folgefrucht deutlich reduziert werden. Eine intensive Produktion, eine große Feldhygiene und die Erosion stellen zunehmende Ansprüche an die Maisanbauer. Denn nachhaltig hohe Erträge sind die Zwänge für unsere Landwirte, die durch die Verknappung der Fläche umso größer werden.

In der Praxis zeigt sich folgendes Bild auf Betrieben, die langjährig Körnermais in der Fruchtfolge haben: Je nach Erntevorsatz wird so tief wie möglich geschnitten und dann in den klassischen Körnermaisregionen zusätzlich noch gemulcht, um die Auffaserung der Reststoppel zu erreichen und so eine schnelle Rotte zu begünstigen. Solche Beobachtungen werden mittlerweile auch im Silomaisanbau zum Alltag, da auch hier die Stoppelreste Fusarien und Maiszünsler begünstigen und bei intensiver Zerkleinerung diese Gefahr deutlich minimiert werden kann. Das einzige Problem sind durch die Erntefahrzeuge platt gefahrene Stoppeln, denn hier stoßen die Mulcher (Sichel und Schlegelmulcher) an ihre Grenzen.

Aufgefaserte Stoppeln bieten keinen Unterschlupf für die Maiszünslerlarven. Foto: Reckleben

Die Ergebnisse der von Sebastian Ramm et al. 2022 in Schleswig-Holstein bis Baden-Württemberg durchgeführten Versuche zeigen, dass das kombinierte Verfahren mit dem Horizon Star* III Razor unter guten Bedingungen mehr als 85 % aller Maisstoppeln bis zum Wurzelansatz auffasern kann. In Bereichen ohne Fahrspureinfluss lagen die in der Referenzvariante eingesetzten Schlegelmulcher gleichauf. Im Durchschnitt über die Wiederholungen und Standorte hinterließen beide Versuchsvarianten nicht mehr als 4 bis 11 % der Maisstoppeln mit einem intakten Internodium. Dort, wo die Reifen oder Bandlaufwerke des Mähdreschers die Stoppelreihen niederdrücken, zeigen sich hingegen erhebliche Unterschiede. 2019 blieben beispielsweise an einem niedersächsischen Versuchsstandort im Bereich der Mähdrescherfahrspur durchschnittlich 56,5 % der Maisstoppeln nach dem Mulchen (Schlegelmulcher, Front-Heck-Kombination) mit einem intakten Segment zurück. Die Stoppeln wurden beim Überfahren zu tief in den weichen, feuchten Boden gedrückt, sodass sie nachträglich durch die Schlegel nicht erfasst werden konnten. Die übrigen Stoppeln wurden deutlich verletzt, aber nur 11,5 % der Maisstoppeln waren vollständig aufgefasert.

Im Gegensatz zum Silomais, bei dem der Großteil der Pflanze mit der Ernte vom Feld abgefahren wird, ist der Körnermais mit Korn-Stroh-Verhältnissen von 1:1,3 eine Frucht, von der bei etwa 7 t Kornertrag rund 9 t Stroh auf dem Acker verbleiben. Der Anteil von Körnermais ist in ganz Deutschland, aber vor allem in Norddeutschland mit zunehmendem Anbauumfang in der Fruchtfolge vertreten. Besonders hier hat sich der 2019 auf der Agritechnica von der Neuheitenkommission prämierte Erntevorsatz aus Dreiwalzenpflücksystem und Unterflurhäcksler der Firma Geringhoff (Horizon Star* III Razor) etabliert, der von vielen Lohnunternehmern in Schleswig-Holstein eingesetzt wird. Die Vorzüge sind keine platt gefahrenen Stoppeln und damit auf mehr als 90 % der Fläche optimal zerkleinerte Erntereste und ein geringerer Energieaufwand je Hektar als bei vergleichbaren Erntesystemen mit Mulcher.

Die Ernte und das Stoppelmanagement bei Silo- und Körnermais sind zukünftig das A und O, denn nur so lassen sich besonders im Mais die Pflanzenschutzaufwendungen weiter reduzieren. Aus diesem Grund sollten zunehmend auch in den norddeutschen Regionen die Arbeiten direkt in den Ernteprozess beim Lohnunternehmen mit integriert werden. So können die Vorzüge von Schlagkraft und Termin optimal aufeinander abgestimmt ­werden.

Vorteile des Unterflurhäckslers am Körnermaisgebiss Horizon Star* III Razor: Alles ist fertig, bevor der Mähdrescher darüberfährt. Foto: Werkbild