Erosionsschutz und Pufferzonen | Umweltbundesamt

Erosionsschutz steigert landwirtschaftlichen Ertrag und verringert Tierarzneimitteleinträge

Maßnahmen des Erosionsschutzes verhindern den Abtrag fruchtbarer humoser Ackerkrume durch Wasser- und Winderosion und haben somit positive Auswirkungen auf den Erhalt der Bodenfruchtbarkeit und die Funktionalität von Böden. Ein intakter, gesunder Boden zeichnet sich durch eine natürliche Bodenstruktur, einen standortangepassten Humusgehalt und eine hohe mikrobielle Aktivität aus – Eigenschaften, die einerseits den landwirtschaftlichen Ertrag steigern und andererseits Rückhalt und Abbau von Stoffen wie Tierarznei- und Pflanzenschutzmitteln fördern. Zudem mindern Maßnahmen des Erosionsschutzes die Abschwemmung von Düngemitteln und den darin enthaltenen Tierarzneimitteln in oberirdische Gewässer.

Welche Erosionsschutzmaßnahmen verringern den Eintrag von Tierarzneimitteln?

Maßnahmen des Erosionsschutzes sind bekannt, werden verbreitet eingesetzt und z. T. auch in Agrarumweltmaßnahmen- und Greening-Maßnahmenprogrammen gefördert. Weniger bekannt sind ihre positiven Auswirkungen auf die Reduktion von Tierarzneimitteln in der Umwelt. Beispiele dieser Maßnahmen sind:

• Rückstände auf den Feldern belassen: Ernterückstände und Zwischenfruchtreste, die auf dem Feld verbleiben, verbessern die Bodenqualität und geben dem Boden Stabilität. Sie bilden eine mechanische Barriere, die die Geschwindigkeit des Oberflächenabflusses verringert, womit Bodenerosion verringert wird;

• Erosionsschutzstreifen (auch bekannt als „ökologische Vorrangflächen“ oder „Pufferstreifen“): Bepflanzte Streifen an den unteren Rändern landwirtschaftlicher Nutzflächen mindern die Fließgeschwindigkeit des Oberflächenabflusses, wodurch eine Verlagerung der partikelgebundenen Tierarzneimittel in Oberflächengewässer verringert wird;

• Direktsaat oder verringerte Bodenbearbeitung: Diese Maßnahme schützt die Rhizosphäre der zuvor angebauten Kultur, wodurch ihre bodenstützende Struktur erhalten bleibt und der Bodenabtrag verringert wird;

• Fruchtfolge mit mehrjährigen Kulturen oder Zwischenfruchtanbau: Durch die dauerhafte Bedeckung des Bodens durch Pflanzen können Bodenpartikel und daran anhaftende Tierarzneimittel weniger stark abgetragen werden;

• Hangparallele Fahrgassen: Fahrgassen, die für die Pflegemaßnahmen auf den Feldern befahren werden, sind ein Hauptpfad für den Abtransport von Wasser, Boden, Gülle und gelösten Tierarzneimitteln. Ihre Minderung bzw. ihre hangparallele Ausrichtung können diesen Abtransport verringern;

• Hecken oder Baumreihen zwischen den Äckern: Diese Strukturen setzen lokal die Windgeschwindigkeit und damit die Erosionskraft des Windes herab.

Wirkung von Erosionsschutz auf Tierarzneimittel in der Umwelt

Maßnahmen des Erosionsschutzes mindern den Abtransport von Bodenpartikeln auf verschiedene Art und Weise. Einige Maßnahmen fördern eine bessere Bodenstruktur, z. B. indem sie die Rhizosphäre, also die Zone um das Wurzelwerk der Pflanzen, schützen. Oberbodenpartikel sind in diesem Falle besser mit dem Bodenkörper verbunden und ihre ⁠Erosion⁠ z. B. durch Wasser oder Wind wird erschwert. Andere Maßnahmen leisten Erosionsschutz, indem sie die Intensität des Oberflächenabflusses verringern, z. B. durch den Verbleib von Ernterückständen auf den Feldern oder durch bewachsene Streifen an Ackerrändern.

Wenn durch ein gestärktes Wurzelwerk der Abtransport von Bodenpartikeln vermindert wird, werden Tierarzneimittel, die an Bodenpartikel adsorbiert sind, nicht abfließen, sondern verbleiben längere Zeit auf dem Acker, so dass sich die Wahrscheinlichkeit ihres mikrobiellen oder chemischen Abbaus erhöht (siehe: Eintrag und Vorkommen von Tierarzneimitteln in der Umwelt).

Maßnahmen, die die Abflussintensität mindern, verlangsamen sowohl den Oberflächenabfluss partikelgebundener Tierarzneimittel als auch die Verlagerung von im Sickerwasser gelösten Tierarzneimitteln. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass sich gelöste Tierarzneimittel an Bodenpartikeln anlagern. Die längere Verweilzeit des Wassers in den Bodenhorizonten der landwirtschaftlichen Nutzflächen erhöht die Wahrscheinlichkeit des Abbaus der gelösten Tierarzneimittel. Zudem verstärken diese Maßnahmen die Bodeninfiltration und dadurch die Interaktionen der gelösten Tierarzneimittel in den einzelnen Bodenhorizonten, was wiederum zu erhöhter Adsorption und erhöhtem biologischem und chemischen Abbau führen kann.

Pufferzonen fördern Biodiversität und verringern Tierarzneimitteleintrag

Mit Pufferzonen sind natürlich belassene oder mit Gras oder Blühpflanzen bepflanzte Streifen an den Rändern landwirtschaftlicher Flächen („Ackerrandstreifen“ bzw. „Blühstreifen“) wie auch Streifen unmittelbar neben und entlang von oberirdischen Gewässern („Gewässerrandstreifen“ oder „Gewässerschutzstreifen“) gemeint. Dank ihrer positiven Auswirkungen werden diese seit einigen Jahren als Maßnahmen für den Erhalt von Biodiversität und für den Schutz gegen Wassererosion und darüber hinaus zum verbesserten biologischen Abbau von Pflanzenschutzmitteln und Tierarzneimitteln eingesetzt.

Blühstreifen werden vor allem zu Biodiversitätszwecken angelegt. Eine angepasste Blühpflanzenmischung und die Kontinuität des Anbaus sind aus Sicht der Biodiversität wichtige Aspekte. Eine gute Blühpflanzenmischung fördert auch eine vielfältige mikrobielle ⁠Fauna⁠ im Boden der Streifen, was wiederum den Abbau von Tierarzneimitteln fördert.

Gewässerschutzstreifen unterscheiden sich von Ackerrandstreifen hauptsächlich in ihrer Platzierung. Sie werden zudem in der Regel breiter angelegt als Ackerrandstreifen und können auch Büsche und Bäume aufweisen. Da sich die Anlage dieser Pufferstreifen häufig nach den dafür gezahlten Förderungen als Agrarumweltmaßnahme richten, sind die Mindestbreiten der Streifen von Bundesland zu Bundesland unterschiedlich.

Wie Erosionsschutzmaßnahmen sind auch Pufferzonen weitverbreitet und werden vielerorts schon umgesetzt. Dauerhaft bewachsene Pufferstreifen werden in Agrarumweltmaßnahmen- und Greening-Maßnahmenprogrammen gefördert.

Wirkung von Pufferzonen auf Tierarzneimittel in der Umwelt

Die Funktionsweise von Pufferzonen ähnelt der von Maßnahmen des Erosionsschutzes. Sie mindern die Einträge von Tierarzneimitteln und weiteren organischen Schadstoffen (wie z. B. Phosphor) in Gewässern, indem sie:

• die Infiltration erhöhen, und somit die Boden-Wasser-Interaktionen steigern, was zu einer Sorption an Bodenpartikeln oder aber einem mikrobiellen Abbau von Tierarzneimitteln führen kann;

• die Abflussgeschwindigkeit mindern, was die ⁠Erosion⁠ partikelgebundener Wirkstoffe verringert;

• die Vielfalt der bodenmikrobiotischen Gemeinschaften fördern, die Tierarzneimittel abbauen können;

• diejenigen Bodeneigenschaften fördern, die zu einer verstärkten Sorption und Retention von Tierarzneimitteln führen;

• die Sorption der Tierarzneimittel an Grashalmen und Rasenfilz ermöglichen.

Die Aufenthaltsdauer des Wassers in den Streifen ist entscheidend, um diese Prozesse zur Entfaltung zu bringen. Die Pufferzonen sind nur dann wirksam, wenn der ⁠Abfluss⁠ im Streifen flach ist und kein konzentrierter Rinnenabfluss entsteht. Durch Ackerrandstreifen werden organische Chemikalien effektiver abgebaut als durch ⁠Gewässerrandstreifen⁠. Denn Ackerrandstreifen halten den belasteten Oberflächenabfluss (runoff) in direkter Nähe zur landwirtschaftlichen Fläche zurück. Die Pflege der Streifen (Mähen, ggf. Beseitigung von Sediment) ist sinnvoll, um den langsamen Abfluss „in der Fläche“ zu erhalten und somit den schnellen Abfluss durch Wasserrinnen zu vermeiden.

Darüber hinaus wird die Effektivität bepflanzter Feldstreifen von folgenden Faktoren beeinflusst:

• Wirkstoffeigenschaften (z.B. schwach oder stark sorbierend),
• Pflanzenmischung,
• Bodeneigenschaften,
• Streifenbreite und -platzierung,
• Landschaftsstruktur,
• ⁠Klima⁠ und ⁠Wetter⁠.

Infografik: Tierarzneimittel in der Umwelt: Abbau, Verlagerung und Verbleib