Zu viel Schwermetalle im Boden wegen Dünger und Pflanzenschutz

Schwermetalle gelten im Boden als Schadstoffe, die sich über Jahre anreichern und in zu grosser Konzentration wichtige Funktionen des Untergrunds hemmen oder in die Nahrungskette gelangen können. Ein Beispiel hierfür sind Kupfer, Zink und Cadmium. Wie Schwermetalle auf landwirtschaftliche Flächen gelangen und wie der Stand der Dinge in der Schweiz heute ist, damit beschäftigen sich Berechnungen und Untersuchungen der Nationalen Bodenbeobachtung der Schweiz (Nabo).

Cu und Zn Mehrheitlich aus Hofdüngern

Wie Agroscope in einem Beitrag in «Agrarforschung Schweiz» schreibt, stammen Kupfer- und Zinkeinträge (mit Ausnahme von Rebbergen) mehrheitlich aus Hofdüngern. Denn beides sind essentielle Mikronährstoffe für Tiere, die als Futterzusätze verabreicht werden. Davon werde nur ein kleiner Teil (meist weniger als fünf Prozent der verzehrten Menge) vom Körper aufgenommen. Der Rest landet in der Folge im Hofdünger und damit auf den Feldern. Soweit möglich und sinnvoll seien Kuper- und Zink-Gaben in der Tierfütterung deshalb zu reduzieren.

Die Einträge von Kupfer und Zink waren gemäss Nabo umso grösser, je mehr Tiere pro landwirtschaftliche Nutzfläche gehalten werden. Um eine mögliche Anreicherung im Boden als Folge eines grossen Hofdüngereinsatzes zu vermeiden, sollte der Tierbesatz der Fläche angepasst werden, so die Empfehlung der Forschenden.

Höchste Kupferflüsse im Rebbau

Die grössten Nettoflüsse (Eintrag versus Austrag) für Kupfer fand man im Weinbau, verursacht durch kupferhaltige Pflanzenschutzmittel. Die Werte übersteigen jene auf Ackerbau- und Grasparzellen deutlich: Zwischen 1985 bis 2017 bewegten sich in Rebparzellen zwischen 1‘400 und 2‘400 Gramm Kupfer pro Hektare und Jahr, während es auf Äckern und im Grasland bei grosser Nutztierdichte bis 400 Gramm waren. Es sei eine weitere deutliche Zunahme von Kupfer im Oberboden von Weinbergen zu erwarten, so die Forschenden. Daher sollte man Kupfer-haltige Pflanzenschutzmittel wo möglich reduzieren, entweder durch kupferfreie Alternativen oder beispielsweise dank plizwiderstandsfähigen Rebsorten (Piwi).

Erhöhte bis bedenkliche Flüsse auf 10 bis 30 Prozent der Flächen

Im Beobachtungszeitraum von 1985 bis 2017 wiesen laut Agroscope 10 bis 30 Prozent der untersuchten Parzellen erhöhte bis bedenkliche Nettoflüsse von Kupfer und Zink auf. Der Anteil habe über diese Zeit nicht abgenommen, sondern sei in den 2000er Jahren auf den sieben Graslandflächen sogar angestiegen. Das sei aber neben vermehrter Hofdüngerausbringung auch auf eine verbesserte Datengrundlage zurückzuführen. Als Gründe für mehr Hofdünger im Grasland werden etwa Betriebserweiterungen, die Intensivierung der Tierhaltung und neue Betriebszweige. Weiter ist generell Schweine- und Geflügelgülle reicher an Phosphat, aber auch Kupfer und Zink als jene von Rindern.

Bodenmessungen der Nabo haben gezeigt, dass die Gehalte an Kupfer und Zink auf Grasland- und Ackerbaustandorten trotz z. T. kontinuierlicher Zunahme zumeist unter den gesetzlichen Richtwerten blieben. Hingegen liegen sie an drei Rebbaustandorten deutlich darüber, die Belastungen seien sowohl teilweise historisch als auch neueren Datums. Des Weiteren wiesen auch Gemüse- und Obstbauflächen zum Teil zu viel Kupfer im Boden auf.

Positive Entwicklung beim Cadmium

DüngerViele Mineraldünger in der Schweiz enthalten zu viel CadmiumMittwoch, 21. Juli 2021Cadmium stammt in erster Linie aus mineralischen Phosphatdüngern. Im Gegensatz zu Zink und Kupfer ging der Anteil der Beobachtungsflächen mit erhöhten bis bedenklichen Nettoflüssen bei Cadmium bis etwa 1995 stark zurück und blieb ungefähr auf dem Niveau. Dies laut Agroscope dank sinkendem Einsatz von Mineraldüngern und abnehmender atmosphärischer Deposition. Besonders wo der Boden natürlicherweise bereits viel Cadmium enthält, sollte trotzdem möglichst wenig mineralischer P-Dünger verwendet werden, raten die Studienautoren.

Vorsorgewerte über die Bodengesundheit definieren

Neben den oben erwähnten Empfehlungen für die Praxis formuliert Agroscope auch solche für Forschung und Gesetzgeber. Um Unsicherheiten in der Bilanzierung zu reduzieren, müsse ausgebrachter Hofdünger auf den Nabo-Betrieben beispielsweise regelmässig beprobt werden.

Ausserdem wird vorgeschlagen, analog zu Deutschland vorsorgeorientierte Grenzfrachten zu definieren. Damit würde die maximale Menge über alle Eintragspfade (z. B. Deposition aus der Luft, Pflanzenschutzmittel oder Dünger) festgelegt. In der Schweiz gibt es Grenzwerte für Schwermetallkonzentrationen in landwirtschaftlichen Hilfsstoffen und Richtwerte für den Boden. Ein solcher neuer Wert würde mehr Flexibilität bei der Wahl der Massnahmen ermöglichen und mögliche Zielkonflikte reduzieren, schreibt Agroscope.

Weitere Informationen zur Studie finden Sie hier. 

Schwermetalle in der Nabo
Das Ziel der Nationalen Bodenbeobachtung (Nabo) besteht darin, die langfristige Entwicklung der Bodengesundheit und -fruchtbarkeit zu beobachten. Seit 1985 werden daher regelmässig verschiedene Standorte untersucht. Derzeit umfasst das Messnetz 112 Flächen, wovon 78 landwirtschaftlich genutzt werden.
An 46 Standorten mit Ackerbau oder Spezialkulturen oder im Grasland werden zusätzlich Daten zur Bewirtschaftung erhoben. Damit berechneten die Forschenden von Agroscope auf Parzellenebene unter anderem Ein- (Dünger und Pflanzenschutzmittel, atmosphärische Deposition) und Austräge (anhand der Erntemengen) der Schwermetalle Kupfer, Zink und Cadmium. Die Erkenntnisse der theoretisch berechneten Stoffflüsse verglich man anschliessend mit Daten aus tatsächlichen Messungen der Nabo über die Jahre.