Die Emissionen von Methan und Lachgas aus der landwirtschaftlichen Produktion sind beträchtlich. Lachgas ist nicht nur ein starkes Treibhausgas, sondern trägt auch zum Abbau der stratosphärischen Ozonschicht bei.
Prinzipiell werden die Treibhausgasemissionen berechnet, indem eine Aktivitätsmenge (z.B. ausgeschiedener Hofdüngerstickstoff einer bestimmten Tierkategorie) mit einem Emissionsfaktor multipliziert wird, der aussagt, welche Treibhausgasmenge pro Aktivitätsmenge in die Atmosphäre gelangt.
Will man den Klimaeffekt verschiedener Treibhausgase miteinander vergleichen, so sind neben den emittierten Mengen weitere Faktoren zu berücksichtigen. Verschiedene Treibhausgase absorbieren Strahlung in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen. Aus diesem Grund hat beispielsweise eine Tonne Methan in der Atmosphäre einen höheren Wärmeeffekt als eine Tonne Kohlendioxid. Des Weiteren muss man die Verweildauer des Treibhausgases in der Atmosphäre berücksichtigen. So werden die berechneten Methan- und Lachgasemissionen am Ende in sogenannte CO2-Äquivalente umgerechnet, um die Emissionen der verschiedenen Treibhausgase besser miteinander vergleichen zu können. Standardmässig wird dabei ein Zeithorizont für die klimatischen Effekte von 100 Jahren gewählt.
Die Berechnung der Treibhausgasemissionen erfolgt nach den Rahmenmethoden und Systemgrenzen des IPCCs (IPCC 2006). Dabei werden primär alle Emissionen berücksichtigt, die (direkt oder indirekt) auf landwirtschaftliche Aktivitäten auf dem Betrieb zurückzuführen sind. Davon ausgenommen sind energetische Emissionen, die beispielsweise durch den Dieselverbrauch von Traktoren oder beim Beheizen von Gewächshäusern anfallen. Diese Emissionen werden vom IPCC dem Energiesektor zugewiesen, gleich wie die energetischen Emissionen, die bei der Herstellung von Produktionsmitteln entstehen (z.B. Handelsdünger). Tiere, die abwesend sind (z.B. auf Alpweiden), verursachen keine Emissionen auf Betriebsebene. Veränderungen der Kohlenstoffvorräte in landwirtschaftlichen Böden werden aufgrund von mangelnder Datengrundlage nicht berücksichtigt.
Im Folgenden werden wir kurz auf die Gase Ammoniak (NH3), Methan (CH4), Lachgas (N2O) und Kohlendioxid (CO2) eingehen.
Ammoniak ist selbst kein Treibhausgas, kann jedoch in Lachgas umgewandelt werden. Als Grundlage für die Berechnung des Stickstoff- und des Hofdüngerflusses wird eine leicht abgewandelte Version des Agrammon-Modells verwendet; mehr dazu beim Agrarumweltindikator Ammoniakemissionen.
Methan wird sowohl bei der Verdauung in den Tieren als auch bei der Lagerung von Hofdüngern (Gülle und Mist) emittiert. Die Emissionen sind dabei in erster Linie von der aufgenommenen Futtermenge und der Art der Lagerung der Hofdünger abhängig. Je mehr Kraftfutter eine Milchkuh frisst, desto höher ist ihre Milchleistung, aber auch ihre Methanemission. Für Milchkühe hängt die Berechnung der Methanemissionen deswegen von der Milchleistung ab. Da für die übrigen Tierkategorien keine verlässlichen Angaben zu betriebsspezifischen Leistungen und Fütterungsstrategien vorliegen, wird jeweils von einem Standardfutterverzehr ausgegangen.
Aus der verdauten Futtermenge lässt sich auch die Menge an vergärbarem Substrat ableiten, das von den Tieren ausgeschieden wird. Methan entsteht vor allem, wenn diese Substrate in flüssiger Form gelagert werden (z.B. Gülle).
Neben Ammoniak und Methan entsteht bei der Hofdüngerlagerung auch Lachgas. Des Weiteren bildet sich bei der Bewirtschaftung von landwirtschaftlichen Böden Lachgas durch die Ausbringung von Stickstoffdüngern und durch den Stickstoffumsatz im Boden. Insbesondere bei drainierten Moorböden (mehr als 30% Humusgehalt) wird durch die Mineralisierung von organischer Bodensubstanz Stickstoff freigesetzt und Lachgas emittiert. Auch weidende Tiere tragen über ihre Exkremente zu Lachgasemissionen bei. Emissionen von Rindvieh, Schweinen und Geflügel sind dabei in der Regel höher als jene von Schafen und anderen Tieren.
Neben direkten Lachgas-Emissionen gibt es auch indirekte. Diese entstehen, wenn Stickstoffverbindungen über die Luft oder durch Auswaschung transportiert werden und dann auf Böden oder in Gewässern zu erhöhten Lachgasemissionen führen. Die Menge, die in Form von Ammoniak an die Atmosphäre verloren geht, wird mit dem Agrammon-Modell berechnet. Zusätzlich zum Ammoniak werden auch die Emission und Deposition von Stickoxiden aus der Hofdüngerlagerung und dem Stickstoffumsatz in den Böden abgeschätzt. Bezüglich der Auswaschung wird angenommen, dass etwa 22% des gesamten Stickstoff-Inputs in die Gewässer verloren gehen. Davon gelangen dann wiederum 0.75% als Lachgas in die Atmosphäre.
Zusätzlich zu Methan- und Lachgasemissionen werden Kohlendioxidemissionen bei der Ausbringung von Harnstoff- und Kalkdüngern (Düngekalk, Dolomitkalk) berechnet.
