Gasförmige Emissionen aus Agrarökosystemen

• Forschungsstelle: AGS
• Projektnummer: 14.41.1.1
• Projekttitel Englisch: Gaseous Emissions from Agroecosystems

Schlüsselwörter (Englisch)

greenhouse gases, ammonia, emission factors, mitigation options

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die Emission von Spurengasen in die Luft/Atmosphäre gehört zu den wichtigsten Umweltbelastungen der Schweizer Landwirtschaft. Dabei spielen sowohl langlebige Treibhausgase (Lachgas und Methan), als auch reaktive Spurengase wie Ammoniak ein Rolle. Um zukünftig die Reduktionsziele im Rahmen der Klima- und Umweltstrategie Landwirtschaft erreichen zu können sind Forschungsaktivitäten zum Verständnis und zur quantitativen Bestimmung der Prozesse unter für die Schweiz typischen Bedingungen sowie die wissenschaftliche Bewertung von Reduktionsmassnamen notwendig.
Deshalb werden im Rahmen dieses Tätigkeitsfeldes die gasförmigen Emissionen von Treibhausgasen und Ammoniak für Agrarökosysteme in der Schweiz, insbesondere für Weidesystem, untersucht. Da die Vollweide-Haltung einerseits als Minderungsmassnahme bezüglich Ammoniakemissionen gilt, andererseits aber erhöhte Lachgas-Emissionen zu erwarten sind, sollen mögliche Zielkonflikte identifiziert und Optimierungsmöglichkeiten gefunden werden.
Für die Charakterisierung der Ammoniakemissionen bei der Ausbringung von Hofdünger wurde im laufenden und in den vergangenen Jahren schon viel Vorarbeit geleistet. Darauf aufbauend erfolgt nun die Bestimmung von verbesserten Emissionsfaktoren sowie der Reduktion bei Einsatz neuer Ausbringtechnologien (Schleppschlauch, Schleppschuh, Injektion). Ausserdem werden die laufenden Ammoniak-Reduktionsmassnahmen im Ressourcenprogramm mit Demonstrationsversuchen begleitet.
Auf nationaler Ebene wird im Tätigkeitsfeld jährlich das Inventar der CH4 und N2O Emissionen der Schweizer Landwirtschaft erstellt und zuhanden von BAFU, BLW und UNFCCC raportiert. Daneben wird eine Evaluation von verbesserten Inventarisierungs-Methoden durchgeführt, welche die quantitative Beurteilung verschiedener Reduktionsmassnahmen auch auf nationaler Skala ermöglicht.

Projektziele (Deutsch)

1.   Charakterisierung der gasförmige Emissionen (Treibhausgase und Ammoniak) in Abhängigkeit vom Weidesystem unter typischen Schweizer Verhältnissen.
2.   Identifizierung möglicher Zielkonflikte bei der Emissions-Reduktion von Lachgas und Ammoniak und Untersuchung von Optimierungsmöglichkeiten zur Emissions-Reduktion beider Spurengase.
3.   Bestimmung von verbesserten Ammoniak-Emissionsfaktoren bei der Ausbringung von Hofdünger in Abhängigkeit der wichtigsten Einflussgrössen sowie der Reduktion bei Einsatz neuer Ausbringtechnologien (Schleppschlauch, Schleppschuh, Injektion); Begleitung der Reduktionsmassnahmen im Ressourcenprogramm mit Demonstrationsversuchen.
4.  Quantifizierung der jährlichen CH4 und N2O Emissionen (Inventar) der Schweizer Landwirtschaft zuhanden von BAFU, BLW und UNFCCC.
5.   Evaluation von verbesserten Methoden zur (nationalen) Emissionsinventarisierung von CH4 und N2O, welche die quantitative Beurteilung verschiedener Reduktionsmassnahmen ermöglicht.
6.   Evaluation von Vermeidungsstrategien bezüglich N2O-Emission im Pflanzen- und Futterbau durch Optimierung des Düngezeitpunkts und Einsatz von Pflanzenkohle (zusammen mit Tätigkeitsfeld 'Boden-C').

Neue Kenntnisse/Literatur (Deutsch)

Ammann C., Neftel A., Spirig C., Leifeld J., Fuhrer J., 2009a. Stickstoff-Bilanz von Mähwiesen mit und ohne Düngung. AgrarForschung 16(9), 348-353.

Ammann C., Spirig C., Leifeld J., Neftel A. 2009b. Assessment of the Nitrogen and Carbon Budget of Two Managed Grassland Fields. Agriculture, Ecosystems and Environment 133, 150–162.

Ammann C., Wolff V., Marx O., Brümmer C., Neftel A., 2012. Measuring the biosphere-atmosphere exchange of total reactive nitrogen by eddy covariance, Biogeosciences 9, 4247–4261.

Ammann C., Leifeld J., Jocher M., Neftel A., Fuhrer J., 2013. Effect of grassland renovation on the greenhouse gas budget of an intensive forage production system. Proceedings of 5th Greenhouse Gases and Animal Agriculture Conference. Advances in Animal Biosciences 4 (Part 2), 284.

Felber R., Ammann C., 2013. Position monitoring of grazing cows for greenhouse gas emission measurements on pastures by micrometeorological methods. Proceedings of 5th Greenhouse Gases and Animal Agriculture Conference. Advances in Animal Biosciences 4 (Part 2), 468.

Flechard C.R., Ambus P., Skiba U., Rees R.M., Hensen A., van Amstel A., van den Pol-van Dasselaar A., Soussana J.-F., Jones M., Clifton-Brown J., Raschi A., Horvath L., Neftel A., Jocher M., Ammann C., Leifeld J., Fuhrer J., Calanca P., Thalman E., Pilegaard K., Di Marco C., Campbell C., Nemitz E., Hargreaves K.J., Levy P., Ball B.C., Jones S., van de Bulk W.C.M., Groot T., Blom M., Domingues R., Kasper G., Allard V., Jolivot D., Cellier P., Laville P., Henault C., Bizouard F., Abdalla M., Williams M., Baronti S., Berretti F., and Grosz B., 2007. Effects of climate and management intensity on nitrous oxide emissions in grassland systems across Europe. Agriculture, Ecosystems and Environment 121, 135-152.

Neftel A., Ammann C., Calanca P., Flechard C., Fuhrer J., Leifeld J., Jocher M., 2005. Treibhausgasquellen und -senken: Die "Kyoto-Wiese". AgrarForschung 12 (8), 356-361.

Neftel A., Ammann C., Fischer C., Spirig C., Conen F., Emmenegger L., Tuzson B., and Wahlen S., 2010. N₂O exchange over managed grassland: Application of a quantum cascade laser spectrometer for micrometeorological flux measurements. Agricultural and Forest Meteorology 150(6), 775-785.

Sintermann J., Spirig C., Jordan A., Kuhn U., Ammann C., Neftel A., 2011a. Eddy covariance flux measurements of ammonia by high temperature chemical ionisation mass spectrometry. Atmospheric Measurement Techniques 4, 599-616.

Sintermann J., Ammann C., Kuhn U., Spirig C., Hirschberger R., Gärtner A., and Neftel A., 2011b. Determination of field scale ammonia emissions for common slurry spreading practice with two independent methods. Atmos. Meas. Tech. 4, 1821–1840.

Sintermann J., Neftel A., Ammann C., Häni C., Hensen A., Loubet B., Flechard C.R., 2012. Are ammonia emissions from field-applied slurry substantially over-estimated in European emission inventories? Biogeosciences 9, 1611–1632.

Spirig C., Neftel A., 2006. Ammoniakemissionen aus der Landwirtschaft und Feinstaub. Agrarforschung 13 (9), 392-397.

Spirig C., Flechard C.R., Ammann C., Neftel A., 2010. The annual ammonia budget of fertilised cut grassland - Part 1: Micrometeorological flux measurements and emissions after slurry application.
Biogeosciences 7, 521–536.

Tuzson B., Hiller R., Zeyer K., Eugster W., Neftel A., Ammann C., Emmenegger L., 2010. Field intercomparison of two optical analyzers for CH4 eddy covariance flux measurements. Atmospheric Measurement Techniques 3, 1519–1531.

Kunden/Berichterstattung (Deutsch)

• BAFU Sektion Klimaberichterstattung und Sektion Luftqualität
• BLW Fachbereich Ökologie
• Kantone (ZH und BL)
• Wissenschaft/Forschungspartner (national und international)