Optimierung des Anbaus und der Bereitstellung von Substraten für f r die Biogasproduktion

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1 Optimierung des Anbaus und der Bereitstellung von Substraten für f r die Biogasproduktion Dr. habil. Armin Vetter, Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft, Lübeck,

2 Nutzungskosten Silomais Prognose ab 27 (hoher Ertrag 135 dt TM/ha; ohne Zinsen u. Gewinn) Maissilage ( /dt FM) 5,5 4,5 3,5 WW 8 dt/ha SG 6 dt/ha WG 75 dt/ha 2, Getreidepreise /dt

3 Mengenmäßige Verteilung des Einsatzes von Nachwachsenden Rohstoffen (Datenquelle: Betreiberbefragung des Institutes für Energetik Leipzig 27) Angaben in FM t FM/a n=81 Anlagen Angaben in otm otm/a n=81 Anlagen Maissilage 79% Grassilage 9% Getreidesilage 8% sonstiges 2% Getreide 2% Maissilage 75% Grassilage 9% Getreide silage 8% sonstiges 2% Getreide 6%

4 Verbund Energiepflanzenanbau Ö K O N O M I E Ökologische Begleitforschung (ZALF Müncheberg) (UNI-Gießen) [Teilprojekt III] Ö K O L O G I E (ZALF) [Teilprojekt II] (UNI-Kassel) Gesamtkoordination TLL Jena/Dornburg Fruchtfolgesysteme Thüringen Faktoreinsatz (TH, BY ) Zweikultur-Nutzungssystem [Teilprojekt VI] Optimierung Fruchtfolgeglieder (LSV etc.) Minimierung Brandenburg Boden- PS Bearb. Düng. Niedersachsen Zusatzbewässerung [Teilprojekt V] (FAL) Zweikulturen-Nutzungssystem (6 Standorte, Leitung Univ. Kassel) Erntezeit- Wasserversorgung Mischanbau FAL/LAP/ZALF Meckl.-Vorpommern Entwicklung standortangepasster Anbausysteme für Energiepflanzen Sachsen [Teilprojekt I] Ackerfutter- Mischfruchtanbau Mischungen Bayern (NS,TH, BB ) SN TH BY (BY,MV) Baden-Württemberg Erntezeitpunktpunkte (BB) Ackerfutter Misch. Mischanbau Silierung/ Ackerfutter Gärversuche (ATBMisch. Potsdam) Ackerfutter Misch. MV BW BB NS Silierung/Biogas [Teilprojekt IV] (ATB) P R A X I S Ökonomische Begleitforschung (Univ. Gießen) V E R S U C H E

5 Bundeseinheitlich angebaute EVA-Fruchtfolgen Prüfglied Sommergerste (GPS) / Ölrettich (SZF) Sudangras / WZF Futterroggen Mais / WZF Futterroggen SG + US Luzerne o. Kleegras Hafersortenmischung (GPS) 26 Mais (HF) Mais (ZF) Sudangras (ZF) Luzerne o. Kleegras Wintertritcale (GPS) 27 Wintertriticale (GPS) / SZF Zuckerhirse Wintertriticale (Korn) Wintertriticale (GPS) / einj. Weidelgras Luzerne o. Kleegras Winterraps (Korn) 28 Winterweizen Winterweizen Winterweizen Winterweizen Winterweizen

6 Regionen und Versuchsstandorte Raps-C-Weizen-Region Futterbau-Veredlungsregion Standorte Teilprojekt 1 Roggen-Kartoffel-Region Standorte Teilprojekt 6 Teilprojekte 2-6 E-Weizen-Region Körnermais-Sonnenblumen-Region Ackerfutter-Wintergersten-Region der Vorgebirgslagen

7 dt/ha Entwicklung der Frischmasseerträge (dt/ha OS) bei Silomais in den Jahren 199 bis 24 in Deutschland y = 1,9536x + 46,68 49 y = -,4765x 2 + 1,53x + 376,98 R 2 =,192 R 2 =, OS in dt/ha Trend linear Jahr (dt/ha) Polynomisch (OS in dt/ha)

8 Energiemais 3. Generation 2.

9 Ertragspotenzial von Mais in Abhängigkeit vom Niederschlag während der Vegetationsperiode und dem pflanzenverfügbaren Bodenwasser (Mai - Sept.) ,3 15,5 18,8 15, ,3 18,3 2,5 23,8 2, ,8 23,3 25,5 28,8 25, ,3 28,3 3,5 33,8 1 5 sandige Lehme und Lehm lehmige und stark lehmige Sande Sand und anlehmige Sande Niederschlag Mai bis September (mm)

10 Erträge von Sudangras und Mais in Abhängigkeit vom Standort 25 Trockenmasseertrag (dt/ha) Ort Bundesland Ackerzahl Werlte Gülzow Güterfelde Trossin Dornburg Ascha Ettlingen NS MV BB SN TH BY BW Sudangras 25 Sudangras 26 Mais 25 Mais 26 A. Nehring

11 Standortvergleich verschiedener Hirsesorten 24 bis Forchheim Dornburg Friemar M. Conrad * ) der Sortenversuche mfr Mais

12 Vordergrund Sorte Goliath am 7.1. nach 4 mm Niederschlag und starken Böen auf einem 62 ha-schlag in Körner (TH)

13 Ertragsentwicklung von Mais und Sudangras in Haupt- und Zweitfruchtstellung, VS Dornburg 26 und Hauptfrucht Mais Hauptfrucht Sudangras Zweitfrucht Mais Zweitfrucht Sudangras Juni Juli Juli Aug Aug Sept Sept Okt. Sept Okt Okt. A. Biertümpfel

14 In Batch-Gärtest nach VDI 463 ermittelte Methanausbeuten von EVA- Fruchtfolgegliedern (Quelle: Herrmann, C.; Heiermann, M.; Idler, C.; Scholz, V. - 28) Methanausbeute [ln*kg-1 otm] Grünschnittroggen (angewelkt) Wintertriticale Mais Sommergerste Zuckerhirse Luzerne/Gras Grasmischung Sommerroggen Sudangras Hafer Ölrettich (Sommer-zwischenfrucht) Sonnenblume Topinamburkraut

15 Mittlere Getreideganzpflanzenerträge verschiedener Wintergetreidearten und Wintertriticalesorten am Standort Dornburg 26/ Wintertriticalesorten 16 Trockenmasseertrag dt / ha WG WR WW Hafer WT SW Talentro Trimester Dinaro Grenado Benetto Tremplin (S. Köhler, Dr. A. Nehring, TLL 27)

16 16 14 Ganzpflanzenerträge verschiedener Getreidearten und Sorten 26/27 Ganzpflanzenerträge - Friemar Trockenmasseertrag dt/ha S1 S2 S3 SM1 SM2 S1 S2 S3 SM1 SM2 S1 S2 S3 SM1 SM2 Hafer Triticale Roggen (Dr. A. Nehring, TLL 27)

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18 Erträge von Mais und Sudangras in Haupt- und Zweitfruchtstellung (Mittelwert von 3 Orten und 2 bzw. 3 Jahren) 24 Hauptfrucht 21 Winterzwischenfrucht Streuung HF Mais HF Sudangras WZF Fu.-Rog. WZF Fu.-Rog. WZF Landsb. WZF Landsb. + ZF Mais + ZF Sudangras + ZF Mais + ZF Sudangras A. Biertümpfel

19 Varianten Zweikulturennutzungssystem (Getreide / Mais / Zuckerhirse) März April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember Grünschnittroggen Mais (mittelfrüh) Winterroggen (GP) Landsberger Gemenge Mais (sehr früh) Triticale (GP) Gerste (GP) Zuckerhirse / Mais (sehr früh) Winterweizen (GP) Roggen / Triticale (GP) Zuckerhirse / Sonnenblume (GP) Wechselweizen (GP) Weizen (GP) (Zuckerhirse) Raps Kornnutzung Wechselweizen (GP) Sommergerste (GP) Kleegras Brache Sonnenblume (GP) Wintergerste (GP) GP = Ganzpflanze

20 Erstkulturen: Grünroggen Welsches Weidelgras Extensive Bewässerung* Zweitkulturen: Mais Futterhirse Sonnenblume Anbausysteme und Bewässerung TM-Ertrag (t/ha) Intensive Bewässerung** % + 3 % + 85 % + 44 % ZK HF ZK HF Braunschweig Müncheberg uelle: Schittenhelm et al. - Neue Landwirtschaft - 1/27 ZK = Zweikulturnutzung HF = Hauptfruchtanbau * Extensiv (nur Kultursicherung): 21 mm in Braunschweig und 39 mm in Müncheberg) ** Intensiv (Ziel >5% nfk): mm in Braunschweig und mm in Müncheberg

21 Gegenüberstellung von Mischung A3 (Welsches Weidelgras, Bastardweidelgras, Dt. Weidelgras) und der jeweils besten Mischung am Standort, in Thüringen und Berge dominieren die Rotklee- bzw. Luzernegrasmischungen (dunkler dargestellt) an den anderen Standorten die Weidelgrasmischungen dt TM/ha A3 A3 Gräser+Luzerne A3 Rotklee- /Luzernegras A3 Rotkleegras A3 Luzernegras A3 Rotkleegraas A3 Bastard- Weidelgras A3 Weidelgras diploid A3 Bastard- Weidelgras A3 Bastard- Weidelgras BB Paulinenaue BB Berge TH Burkersdf. TH Haufeld TH Dornburg TH Oberweißb. NS Sophienhof NS Wehnen NS Bramstädt NS Vreschen- Bokel

22 Trockenmasseerträge der Einzelstandorte Ackerfuttermischungen bei früher und später Schnittnutzung, Ernte früh spät 12 Trockenmasseertrag dt/ha Burkersdorf Dornburg Haufeld Oberweißbach A. Nehring 1 Rotkleegras Wiesenschw. 9 4 Weidelgrasmischung A3 Welsches Weidelgr. 1 Wiesenliesch. 3 Bastardweidel 1 Rotkleegras 13 Dt. Weidelgr Luzernegras Knaulgras 2 5 Gräsermischung Dt. Weidelgr. 14 Luzerne 18 Wiesenschw. 8 3 Luzerne-/Rotkleegras Wiesenschw. 5 Wiesenliesch. 3 Wiesenliesch. 2 Luzerne 7

23 Kumulierte Trockenmasseerträge der Fruchtfolgen im Mittel der Standorte, ZF ZF-27 Stroh Gesamttrockenmasseertrag dt/ha FF 1/5 FF 2/5 FF 3/5 FF 4/5 FF 5/5

24 Energiepflanzenfruchtfolgen-Erträge an verschiedenen Standorten, Projekt EVA (25-27) - FF2 7 6 Sudangras (HF) WZF Futterroggen Mais (ZF) WT (K) WT (S) Trockenmasseertrag dt/ha Werlte Gülzow Güterfelde Trossin Dornburg Ascha Ettlingen NS MV BB SN TH BY BW Dr. Arlett Nehring, 28

25 Energiepflanzenfruchtfolgen-Erträge an verschiedenen Standorten, Projekt EVA (25-27) - FF3 6 5 Trockenmasseertrag (dt/ha) Werlte Gülzow Güterfelde Trossin Dornburg Ascha Ettlingen NS MV BB SN TH BY BW Mais (HF) WZF Futterroggen Sudangras (ZF) WT (GP) Dr. A. Nehring, 27

26 Kumulierte Erträge der zwei besten Fruchtfolgen an den einzelnen Standorten des Anlagejahres 25 7 Trockenmasseertrag dt/ha FF6 FF3 FF2 FF3 FF3 FF2 FF3 FF7 FF2 FF7 FF3 FF6 FF7 FF8 NS BB M V SN TH BY BW NS 6: Energiemais-Futterroggen/Mais-Futterroggen/Mais SN 7: Energiemais-Futterroggen/Zuckerhirse-Kartoffeln TH 7: Energiemais-Energiemais-Energiemais BY 6: Energiemais-Futterroggen/Mais-Wickroggen/Sudangras BW 7: Sonnenblume(GPS)-W.-Triticale/Zuckerhirse-Energiemais BW 8: Energiemais-Futterroggen/Körnermais-Energiemais

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28 Trockenmasseerträge der Durchwachsenen Silphie in Abhängigkeit vom Erntetermin 3 25 Dornburg Heßberg 1. Erntetermin 2. Erntetermin 3. Erntetermin

29 Verlauf der Methanbildung (Summe) im Batch-Gärtest aus Mais mit unterschiedlichen Laborhäcksellängen (Frischmasse und Silage) Methanausbeute [l N CH 4 *kg -1 otm] Frischmasse Versuchszeit [d] 4 mm 6 mm 8 mm 12 mm Silage Versuchszeit [d] Quelle: ATB Potsdam; C. Herrmann, M. Heiermann, C. Idler, V. Scholz (28). Biogas Crops Impact of Supply Chain and Feedstock Characteristics on Methane Yield. Proceedings of the International Conference on Agricultural Engineering (AgEng28), June 28, Hersonissos, Crete/Greece, 2 p, in press.

30 Einfluss von Siliermittelzusätzen auf die Methanausbeute von Mais-, Grünschnittroggen- und Sudangrashybride-GPS unter Berücksichtigung von Gärverlusten nach 9- tägiger Fermentation Quelle: C. Herrmann, M. Heiermann, C. Idler, V. Scholz (28)

31 Methanausbeuten von Mais-, Grünschnittroggen- und Sudangrashybrid- GPS nach unterschiedlicher Lagerdauer im Modellsilo 4 55% Methangehalt 35 Methanausbeute [l N*kg -1 otm] % 57% 58% 58% 59% 6% 6% 59% 56% 57% 57% 58% 5 Tage (FM) 9 Tage 18 Tage 365 Tage Tage (FM) 9 Tage 18 Tage 365 Tage Tage (FM) 9 Tage 18 Tage 365 Tage Mais Grünschnittroggen Sudangras Silagen Quelle: C. Herrmann, M. Heiermann, C. Idler, V. Scholz (28)

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