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Die aktuelle Debatte um die Verschärfung der Düngeverordnung und die juristische Intervention der EU hat deutlich gemacht, dass es in Teilen der deutschen Landwirtschaft einen Wandel im Nährstoffmanagement geben muss. Um diesen Wandel wissensbasiert und im Hinblick auf umweltrechtliche Vorgaben effizient voranzubringen, sind räumlich differenzierte Informationen zur Nährstoffsituation der Gewässer auf der einen Seite und der Landwirtschaft auf der anderen Seite unerlässlich. Als Teil des Projektes "AGRUM Deutschland" werden bundesweite Nährstoffbilanzen erstmals auf der Basis der bestverfügbaren Datengrundlage zur landwirtschaftlichen Produktionsstruktur, den InVeKoSDaten bzw. den Agraratlas-Daten, für die Gemeindeebene berechnet. Als Teil eines agro-hydrologischen Modellverbundes dienen die Bilanzen als Startgröße für die Abschätzung der nährstoffbezogenen Ist-Situation, für die Ausweisung des Minderungsbedarfs und für die Abschätzung der Zielerreichung in Grundwasser, Obeflächengewässern und Meeren. Letztlich erfolgt eine Bewertung möglicher Minderungsmaßnahmen.

International audience ; Microplastic pollution in soils is a recent environmental problem and the lack of knowledge about the impacts and the extent of the problem are raising questions and concerns among researchers and politicians. Using a normative simulation model, we assess the extent of microplastic pollution in German agricultural soils originat-ing from the land application of sewage sludge and compost. We estimate the microplastic concentration in German agricultural soils, the area of polluted land, and we compare the efficiency and effectiveness of some selected abatement measures. For 2020, we estimate that microplastic concentration in agricultural soil reaches a maximum concentration of between 30 and 50 mg/kg dry weight on 2% of Utilised Agricultural Area and a marginal concentration on 22% of Utilised Agricultural Area. Without the implementation of abatement measures, we expect the microplastic concentration to increase two to three times by 2060. Assessing the abatement measures, we find that for sewage sludge, thermal recycling is a more efficient and effective than equipping washing machines with microplastic-filters in private households. The use of plastic detection systems in the biowaste collection process reduces the plastic content of the compost and thus the release of micro-plastic into the soil. Detection systems are a more efficient measure for compost than thermal recycling. Con-cerning sludge, the findings indicate that the German strategy of thermally recycling sewage sludge is an effi-cient and effective measure to reduce microplastic pollution in soils. Reducing the plastic content of collected biowaste complies with the principles a circular economy.

International audience ; Microplastic pollution in soils is a recent environmental problem and the lack of knowledge about the impacts and the extent of the problem are raising questions and concerns among researchers and politicians. Using a normative simulation model, we assess the extent of microplastic pollution in German agricultural soils originat-ing from the land application of sewage sludge and compost. We estimate the microplastic concentration in German agricultural soils, the area of polluted land, and we compare the efficiency and effectiveness of some selected abatement measures. For 2020, we estimate that microplastic concentration in agricultural soil reaches a maximum concentration of between 30 and 50 mg/kg dry weight on 2% of Utilised Agricultural Area and a marginal concentration on 22% of Utilised Agricultural Area. Without the implementation of abatement measures, we expect the microplastic concentration to increase two to three times by 2060. Assessing the abatement measures, we find that for sewage sludge, thermal recycling is a more efficient and effective than equipping washing machines with microplastic-filters in private households. The use of plastic detection systems in the biowaste collection process reduces the plastic content of the compost and thus the release of micro-plastic into the soil. Detection systems are a more efficient measure for compost than thermal recycling. Con-cerning sludge, the findings indicate that the German strategy of thermally recycling sewage sludge is an effi-cient and effective measure to reduce microplastic pollution in soils. Reducing the plastic content of collected biowaste complies with the principles a circular economy.

Microplastic pollution has recently gained the attention of the public media, politics and research. Microplastics (i.e., plastic particles less than 5mm in size) have been identified as a global environmental threat for terrestrial and aquatic ecosystems and human health. Agriculture is assumed to be both victim and polluter. Agricultural soils receive microplastic immissions from tire wear and fragmented macroplastic that enters the environment through littering. Furthermore, farmers who fertilize their arable land with sewage sludge and compost unintentionally apply the microplastic particles contained in these biosolids. On the other hand, agricultural soils may emit microplastics into aquatic environments. Because of this ambivalent position as both victim and polluter, the information on microplastic pollution is of current interest for agricultural production and might become a relevant topic for agroenvironmental policies in the future. Our research aims to quantify the microplastic immissions into agricultural soils and emissions from agricultural soils into aquatic systems. We use different analysis approaches and interdisciplinary modelling to address these aims for two case studies in Germany. Because research in microplastics is a relatively new concern, we combine different methodological approaches in a complementary way.

Microplastic pollution has recently gained the attention of the public media, politics and research. Microplastics (i.e., plastic particles less than 5mm in size) have been identified as a global environmental threat for terrestrial and aquatic ecosystems and human health. Agriculture is assumed to be both victim and polluter of microplastic pollution. Agricultural soils receive microplastic immissions from tire wear and fragmented macroplastic that enters the environment through littering. Furthermore, farmers who fertilize their arable land with sewage sludge and compost unintentionally apply the microplastic particles contained in these biosolids. On the other hand, agricultural soils may emit microplastics into aquatic environment. Because of this ambivalent position as both victim and polluter, the information on microplastic pollution is of current interest for agricultural production and might become a relevant topic for agro-environmental policies in the future. Our research aims to quantify the microplastic immissions into agricultural soils and emissions from agricultural soils into aquatic systems. We use different analysis approaches and interdisciplinary modelling to address these aims for two case studies in Germany. Because research in microplastics is a relatively new concern, we combine different methodological approaches in a complementary way.

The Renewable Energy Source Act (EEG) promotes German biogas production in order to substitute fossil fuels, protect the environment, and prevent climate change. As a consequence, green maize production has increased significantly over the last years, causing negative environmental effects on soil, water and biodiversity. In this paper we quantitatively analyse the EEG-reform in 2012 by applying the simulation tool ReSI-M (Regionalised Location Information System - Maize). Comparing the EEG 2012 with a former version of the legislation, results imply that the reform contributes to an expansion of biogas electricity generation compared to former versions, and thus to substitution of fossil fuels. Furthermore, given a restriction in the share of green maize input, its production is reduced and the crop-mix is diversified. However, since maize provides the highest energy output per area, total land requirement for biogas production increases. An alternative analysis shows that an EEG with tariffs independent from plant-types would provide the highest subsidy-efficiency, but slightly lower land efficiency compared to the EEG 2012.

Die vorliegende Studie untersucht die Auswirkungen unterschiedlicher Handlungsoptionen im Bereich der Getreidemarktpolitik (Abschaffung der Gersteintervention sowie der Flächenstilllegung). Die quantitative Analyse wird mit dem partiellen Gleichgewichtsmodell AGMEMOD und dem Betriebsgruppenmodell FARMIS durchgeführt; die Analysen konzentrieren sich auf Deutschland und Frankreich. Die Preisprojektionen orientieren sich an den Anfang 2007 von FAPRI veröffentlichten Ergebnissen. Daraus resultieren in 2014/15 Erzeugerpreise in der EU, die bei Weizen um etwa ein Drittel über dem Basisjahr liegen, während sich die Preise für sonstiges Getreide nicht wesentlich vom bestehenden Interventionspreis in der EU abheben. Die größten Veränderungen ergeben sich im Rahmen der Baseline (2004/05 bis 2014/15): Durch den starken Preisanstieg nimmt die Weizenerzeugung z. B. in Deutschland um etwa ein Drittel zu, während die Anbaufläche von Gerste und anderer ertragsschwächerer Getreidearten eingeschränkt wird. Durch Aufhebung der Flächenstilllegung werden in Deutschland etwa 0,7 Mio. ha Ackerfläche mobilisiert. Die Abschaffung der Gersteintervention führt partiell zu einem Rückgang der Gerste und Roggenfläche um 6 % in Deutschland, während Weizen aufgrund einer verbesserten Preisrelation ausgedehnt wird. In der Summe ergeben sich Einkommenseinbußen von 1,2 %. -- Getreidemarktordnung ; Gemeinsame Agrarpolitik ; Politikfolgenabschätzung

Die vorliegende Studie untersucht die Auswirkungen unterschiedlicher Handlungsoptionen im Bereich der Getreidemarktpolitik (Abschaffung der Gersteintervention sowie der Flächenstilllegung). Die quantitative Analyse wird mit dem partiellen Gleichgewichtsmodell AGMEMOD uud dem Betriebsgruppenmodell FARMIS durchgeführt; die Analysen konzentrieren sich auf Deutschland und Frankreich. Die Preisprojektionen orientieren sich an den Anfang 2007 von FAPRI veröffentlichten Ergebnissen. Daraus resultieren in 2014/15 Erzeugerpreise in der EU, die bei Weizen um etwa ein Drittel über dem Basisjahr liegen, während sich die Preise für sonstiges Getreide nicht wesentlich vom bestehenden Interventionspreis in der EU abheben. Die größten Veränderungen ergeben sich im Rahmen der Baseline (2004/05 bis 2014/15): Durch den starken Preisanstieg nimmt die Weizenerzeugung z. B. in Deutschland um etwa ein Drittel zu, während die Anbaufläche von Gerste und anderer ertragsschwächerer Getreidearten eingeschränkt wird. Durch Aufhebung der Flächenstilllegung werden in Deutschland etwa 0,7 Mio. ha Ackerfläche mobilisiert. Die Abschaffung der Gersteintervention führt partiell zu einem Rückgang der Gerste- und Roggenfläche um 6 % in Deutschland, während Weizen aufgrund einer verbesserten Preisrelation ausgedehnt wird. In der Summe ergeben sich Einkommenseinbußen von 1,2 %. ; The study examines the consequences of different options in the area of the cereal market policy (phasing out of barley intervention as weIl as the abandonment of obligatory set-aside). The quantitative analysis is carried out with the partial equilibrium model AGMEMOD and the farm group model FARMIS; the analyses concentrate on Germany and France. The price projections orientate themselves at the results published by FAPRI at the beginning of 2007. In the target year 2014/15, producer prices for wheat are around one third higher compared to the base year while the prices for coarse grains are close to the cereal intervention price. The greatest changes arise in the context ofthe Baseline (2004/05 to 2014/15): Due to the strong rise of wheat prices, wheat production in Germany increases by one third, while the area of other cereals is slightly reduced. The abolition of set-aside will mobilise about 0.7 million ha of arable land in Germany. The abolition of the barley intervention leads to a 6% reduction of barley and rye area in Germany, while wheat production is extended due to an improved price relation.

Im Rahmen des Verbundprojekts MicroCatch_Balt wurde die räumliche Verteilung von Mikroplastikeinträgen der potenziell wichtigsten Quellen in der Landwirtschaft in einem kleinen, ländlich geprägten Flusseinzugsgebiet abgeschätzt • Durch die parallele Untersuchung zweier Flussgebiete (Warnow und Weser) in Kooperation mit dem Projekt PLAWES wurden die Einflüsse der unterschiedlichen Landnutzungsstruktur berücksichtigt • Die Ergebnisse deuten auf starke regionale Unterschiede mit lokalen Belastungsschwerpunkten hin, die in nachfolgenden Studien detaillierter betrachtet werden sollten • Eine solche Gesamtbetrachtung ist unabdingbar, um den politischen Gestaltungsspielraum zu erfassen und effiziente Handlungsoptionen zu entwickeln

AbstractThe ambitious climate policy objectives of the COP21 agreement require the design and the implementation of effective and efficient policy instruments. The effectiveness and efficiency of agricultural abatement options depend on regional climate and natural conditions, changes in the global economy, global agricultural markets and regional agricultural production. Thus, the assessment of abatement options requires consideration of the global scale, the market scale and the regional producer scale. We investigate two abatement options discussed controversially in literature. Both have been partially applied to reduce environmental pollution from agriculture: a tax on nitrogen and the obligatory set-aside of agricultural land. Our study provides an assessment of the ecological effectiveness and the economic efficiency of both abatement options under different global scenarios. In our policy analysis we combine three applied policy simulation models to develop an integrated economic model framework. This model framework considers the global, the national and the regional scale and consists of the global general equilibrium model DART-BIO, the partial-equilibrium model CAPRI and the regional supply model RAUMIS. In the different global scenarios, the results show that both abatement options create relatively high marginal abatement costs and that the maximally reached abated greenhouse gas emissions represent only 15% of the quantity required to fulfill the policy targets. Compared to the obligatory set-aside option, the nitrogen tax is in both scenarios the more efficient policy. With respect to impacts on production and environment, a nitrogen tax is less forecastable than the obligatory set-aside option. Our study illustrates the relevance of considering global economic and market change in the assessment of producer-targeting environmental policies.

Mit nachwachsenden Ressourcen die Abhängigkeit von Öl vermindern - so untertitelt die Bundesregierung ihre Strategie zur Förderung der Bioökonomie in Deutschland (BMBF 2013). Zur Bioökonomie zählen alle Wirtschaftsbereiche, die nachwachsende Rohstoffe erzeugen, verarbeiten und handeln. Nachwachsende Rohstoffe werden vornehmlich von der Land- und Forstwirtschaft sowie der Fischerei und Aquakultur zur Verfügung gestellt. Doch in welchem Umfang geschieht dies? Welche Mengen werden importiert, welche exportiert? Wie werden sie gegenwärtig genutzt? Fallen Abfall- und Reststoffe an, die verwertet werden können? Ziel dieses Berichts ist, einen Überblick über Produktion, Handel und Verwendung von Produkten aus Land- und Forstwirtschaft sowie aus Fischerei und Aquakultur zu geben. Zukünftige Potenziale sowie Möglichkeiten, Rest- bzw. Abfallstoffe energetisch zu verwerten, werden bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Landwirtschaft vor allem Futter- und Lebensmittel erzeugt. Dennoch werden in Deutschland bereits mehr als zehn Prozent der landwirtschaftlichen Fläche zur Herstellung von Rohstoffen für energetische und stoffliche Verwendung genutzt. Die Potenziale für Energiegewinnung aus Rest- und Abfallstoffen erscheinen gering. Der größte Teil der Fisch- und Fischereinebenprodukte dient in Deutschland als Nahrungsmittel. Abfälle bei der Fischverarbeitung können vollständig zur Herstellung von Fischmehl und Fischöl verwendet werden. Von einer Zunahme der Fangmengen kann bei den für die deutsche Fischerei wichtigen Arten nicht ausgegangen werden. Bei der Verwendung von Rohholz in Deutschland entfallen rund drei Fünftel auf die stoffliche Nutzung, zwei Fünftel auf die energetische Verwertung. Letztere ist in den vergangenen Jahren vor allem in privaten Haushalten stark gestiegen. Die Nutzungspotenziale von Holz in Deutschland sind weitgehend ausgeschöpft oder unterliegen Restriktionen aus Gründen des Naturschutzes. ; Reducing oil dependence with renewable resources - this is how the German Federal Government subtitles its strategy to strengthen the bio-based economy (BMBF 2013). The bioeconomy encompasses all economic sectors that produce, process and trade bio-based renewable resources. The raw materials are largely provided by agriculture, forestry, fisheries and aquaculture. But in which quantities are they produced? Which quantities are imported and exported? How are the raw materials currently utilised? Are there residual or waste materials that can be used? The purpose of this report is to provide an overview of production, trade and utilisation of products from the agricultural and forestry sectors as well as from aquatic resources and aquaculture. Future potentials as well as the possibilities of using residual and waste materials for energy production are assessed. The results show that the agricultural sector primarily produces food and feed. Notwithstanding, more than ten percent of the agricultural area in Germany is currently dedicated to the production of raw materials for energy and material uses. The potentials for the generation of energy from residual and waste materials are deemed to be small. A large share of products and by-products from fisheries and aquaculture are consumed as food in Germany. Waste from fish processing can be completely used for the production of fish meal and oil. An increase of catch of the species that are relevant for the German fishery sector seems unlikely. Roughly three fifths of the consumption of raw wood in Germany are attributed to material use, the remaining two fifths to energetic use. The latter sharply increased in recent years, mainly driven by the growing demand of private households. Due to overexploitation, especially of spruce, in the past the potential use of raw wood in German forests is largely exhausted or restricted by environmental protection schemes.

"Mit nachwachsenden Ressourcen die Abhängigkeit von Öl vermindern" – so untertitelt die Bundesregierung ihre Strategie zur Förderung der Bioökonomie in Deutschland (BMBF 2013). Zur Bioökonomie zählen alle Wirtschaftsbereiche, die nachwachsende Rohstoffe erzeugen, verarbeiten und handeln. Nachwachsende Rohstoffe werden vornehmlich von der Land- und Forstwirtschaft sowie der Fischerei und Aquakultur zur Verfügung gestellt. Doch in welchem Umfang geschieht dies? Welche Mengen werden importiert, welche exportiert? Wie werden sie gegenwärtig genutzt? Fallen Abfall- und Reststoffe an, die verwertet werden können? Ziel dieses Berichts ist, einen Überblick über Produktion, Handel und Verwendung von Produkten aus Land- und Forstwirtschaft sowie aus Fischerei und Aquakultur zu geben. Zukünftige Potenziale sowie Möglichkeiten, Rest- bzw. Abfallstoffe energetisch zu verwerten, werden bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Landwirtschaft vor allem Futter- und Lebensmittel erzeugt. Dennoch werden in Deutschland bereits mehr als zehn Prozent der landwirtschaftlichen Fläche zur Herstellung von Rohstoffen für energetische und stoffliche Verwendung genutzt. Die Potenziale für Energiegewinnung aus Rest- und Abfallstoffen erscheinen gering. Der größte Teil der Fisch- und Fischereinebenprodukte dient in Deutschland als Nahrungsmittel. Abfälle bei der Fischverarbeitung können vollständig zur Herstellung von Fischmehl und Fischöl verwendet werden. Von einer Zunahme der Fangmengen kann bei den für die deutsche Fischerei wichtigen Arten nicht ausgegangen werden. Bei der Verwendung von Rohholz in Deutschland entfallen rund drei Fünftel auf die stoffliche Nutzung, zwei Fünftel auf die energetische Verwertung. Letztere ist in den vergangenen Jahren vor allem in privaten Haushalten stark gestiegen. Die Nutzungspotenziale von Holz in Deutschland sind weitgehend ausgeschöpft oder unterliegen Restriktionen aus Gründen des Naturschutzes. ; "Reducing oil dependence with renewable resources" – this is how the German Federal Government subtitles its strategy to strengthen the bio-based economy (BMBF 2013). The bioeconomy encompasses all economic sectors that produce, process and trade bio-based renewable resources. The raw materials are largely provided by agriculture, forestry, fisheries and aquaculture. But in which quantities are they produced? Which quantities are imported and exported? How are the raw materials currently utilised? Are there residual or waste materials that can be used? The purpose of this report is to provide an overview of production, trade and utilisation of products from the agricultural and forestry sectors as well as from aquatic resources and aquaculture. Future potentials as well as the possibilities of using residual and waste materials for energy production are assessed. The results show that the agricultural sector primarily produces food and feed. Notwithstanding, more than ten percent of the agricultural area in Germany is currently dedicated to the production of raw materials for energy and material uses. The potentials for the generation of energy from residual and waste materials are deemed to be small. A large share of products and by-products from fisheries and aquaculture are consumed as food in Germany. Waste from fish processing can be completely used for the production of fish meal and oil. An increase of catch of the species that are relevant for the German fishery sector seems unlikely. Roughly three fifths of the consumption of raw wood in Germany are attributed to material use, the remaining two fifths to energetic use. The latter sharply increased in recent years, mainly driven by the growing demand of private households. Due to overexploitation, especially of spruce, in the past the potential use of raw wood in German forests is largely exhausted or restricted by environmental protection schemes.