Biodiversität in Energiepflanzen und ihren Anbauverfahren

Transkript

1 Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research Biodiversität in Energiepflanzen und ihren Anbauverfahren M. Glemnitz, R. Platen, K. Brandt & J. Konrad

2 Ergebnisse aus dem Verbundvorhaben EVA

3 Verbundvorhaben EVA Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands (Projektleitung: Thüringische Landesanstalt für Landwirtschaft) Zielstellung: Gegenüberstellung von Anbauoptionen (27 Fruchtfolgen im Basisprogramm, >80 Fruchtarten/Produktionsvarianten) Optimierung von Fruchtfolgen und Anbauverfahren ackerbaulich ökonomisch ökologisch regionsbezogene Handlungsempfehlungen Spielräume für reduzierten Faktoreneinsatz / mehrj. Ackerfutter/ Mischfruchtanbau / Beregnung /... Ziel ist nicht: Bewertung der gegenwärtigen Situation in der Praxis!

4 EVA-Versuchsstandorte Parzellenversuche (Fruchtfolgen, 2-Kultursystem, red. Faktoreneinsatz) On-Farm-Experimente (Biotik: Habitatgüte von vers. Energiepflanzen) Parzellenversuche Fruchtfolgen Satelliten versuche M.

5 Vegetationsperiode Untersuchungsansatz Felderhebungen lang Bodenbedeckung früh spät Attraktion Blütenbesucher Kleegras Kleegras Kleegras Wintergetreide Mais kurz Sommergetreide Körnerleguminosen Clusteranalyse für die Bestandesarchitektur und dynamik potenzieller Energiepflanzen M.

6 gemittelte Artenanzahl je Plot gemittelter Deckungsgrad Fruchtarteneffekte auf die Beikrautflora Datengrundlage: On-Farm Feldexperimente ( , 3 Regionen, 15 Felder, 10 Plots je Feld) Artenanzahl + + Abundanz (Deckungsgrad) W.Getreide S.Getreide K.Leguminosen Mais Mj. Ackerfutter W.Getreide S.Getreide K.Leguminosen Mais Mj. Ackerfutter a,b,c,d Signifikanzniveaus (ANOVA)

7 gemittelte Artenanzahl jefalle Individuensumme je Falle Fruchtarteneffekte auf die Laufkäferzönose Datengrundlage: On-Farm Feldexperimente ( , 3 Regionen, 15 Felder, 5 Fallen je Feld) Artenanzahl Abundanz (Individuensumme) W.Getreide S.Getreide K.Leguminosen Mais Mj. Ackerfutter W.Getreide S.Getreide K.Leguminosen Mais Mj. Ackerfutter a,b,c,d Signifikanzniveaus (ANOVA)

8 gemittelte Artenanzahl jefalle Individuensumme je Falle Fruchtarteneffekte auf epigäische Spinnen Datengrundlage: On-Farm Feldexperimente ( , 3 Regionen, 15 Felder, 5 Fallen je Feld) Artenanzahl Abundanz (Individuensumme) W.Getreide S.Getreide K.Leguminosen Mais Mj. Ackerfutter W.Getreide S.Getreide K.Leguminosen Mais Mj. Ackerfutter a,b,c,d Signifikanzniveaus (ANOVA)

9 gemittelte Artenanzahl jefalle Individuensumme je Falle Fruchtarteneffekte auf Blütenbesucher Datengrundlage: On-Farm Feldexperimente ( , 3 Regionen, 15 Felder, 4 Fallen je Feld) Artenanzahl Abundanz (Individuensumme) W.Getreide S.Getreide K.Leguminosen Mais Mj. Ackerfutter W.Getreide S.Getreide K.Leguminosen Mais Mj. Ackerfutter a,b,c,d Signifikanzniveaus (ANOVA)

10 Komplementäre Effekte verschiedener Fruchtarten auf die Blütenbesucherfauna Individuenanzahl je Falle Daten aus Felderhebungen ( ), Gebiet Thüringen Winterweizen Mais Solitärbienen Hummeln Schwebfliegen Monat

11 -0.6 Anzahl Arten 1.0 Anzahl Arten Beitrag zur -Diversität und Treue-Index Artenzusammensetzung der Beikrautflora (Abundanzen aus Felderhebungen, , 5 Fruchtarten, 10 Wiederholungen, 3-5 Termine, UG Thüringen) APESV WiG ARBTH CAPBP VIOAR APHAR MATIN Treue- Index nach Chyrtry (2002) Artvorkommen sehr hoch hoch mittel gering ohne 0 KoeL Mais mjaf SoG WiG CIRAR GERPU VERHE KoeL SoG STEME AGRRE POLAV POLCO CHEAL SETVI TAROF MENSS ACHMI POAAN ARREL RANRE RUMCR mjaf Artmächtigkeit sehr hoch hoch mittel gering ohne Mais -0.6 MWDG_WFzJ_MVb.cdg KoeL Mais mjaf SoG WiG KoeL Körnerleguminosen, WiG Wintergetreide, SoG Sommergetreide, mjaf - Kleegras

12 Förderung spezieller Artengruppen Beikräuter Wintergetreide Mais Mehrjähriges Ackerfutter Winterannuelle, Frühblüher Sommerannuelle, Polygonaceae, Temperaturzeiger Mehrjährige, Asteraceae, Poaceae, Feuchtezeiger Laufkäfer Wiesen-Weidenarten, dimorph und macropter, Imagoüberwinternde Xerophile, Larvalüberwinternde Körpermasse > 10mg Waldarten Spinnen Hygrophile, Diplochrone, Brachearten, Sommeraktive, Körpermasse 10-20mg Hygrophile, Ganzjahresaktive, Körpermasse 0,1-5mg Blütenbesucher Apidae, endogäische Nistweise Syrphide, Aphidophage, saisonale Migranten Apidae (Hummeln), Endo- + hypergäische, parasitäre Nistweise Vögel Frühbrüter Spätbrüter,Futter Spätsommer Futter ganzjährig, Bruthabitat für nahezu alle Ackerarten

13 Mischfruchtanbau und Blütenbesucher Daten: Felderhebungen EVA-2 in Praxisbetrieben (Brandenburg, Thüringen, ) (Mittelwerte über die Jahre und Wiederholungen, Summe aus je N= 56 Fängen) UG Brandenburg UG Thüringen

14 Welche Faktoren bestimmen die Habitatnutzung? (Habitatgüte)

15 aus: Glemnitz et al Die Habitatnutzung von Ackerflächen wird bestimmt durch: Anbauzeitraum u. -länge Bestandesdichte (Dynamik) Ressourcenangebot (z.b. Nektar/Pollen) Schichtung der Vegetation Bestandeshöhe (Dynamik)

16 Individuenanzahl Kultur Deckungsgard Laufkäfer vs. Beschattung Bembidion quadrimaculatum Mais_Kultur Hirse_Kultur in Mais in Hirse

17 Individuenanzahl Kultur Deckungsgard Laufkäfer vs. Beschattung 2 Calathus fuscipes Mais_Kultur Hirse_Kultur in Mais in Hirse

18 Individuen Individuen Aktivitätszeiten unterschiedlicher Arten der Blütenbesucher auf Ackerflächen Individuen Individuen Andrena cineraria Lasioglossum pauxillum Dekaden B M T Dekaden B M T Episyrphus balteatus Bombus terrestris UG Bayern UG Mecklenburg UG Thüringen Dekaden Dekaden

19 Regionale und Landschaftseffekte

20 Individuen Individuen Aktivitätszeiten unterschiedlicher Arten der Blütenbesucher auf Ackerflächen Individuen Individuen Andrena cineraria Lasioglossum pauxillum B M T B M T Dekaden Dekaden Episyrphus balteatus Bombus terrestris UG Bayern UG Mecklenburg UG Thüringen Dekaden Dekaden

21 Individuensumme je Falle Regionale Blütenbesucherzönosen Datengrundlage: On-Farm Feldexperimente ( , 3 Regionen, 15 Felder, 4 Fallen je Feld)

22 ILUC - Indirekter Landnutzungswandel Feldhase Rebhuhn M. Q.: Gevers et al. (2011)

23 Regionalität des Energiepflanzenanbaus Relative Veränderung des Index: Vögel der Agrarlandschaft* von Szenario 2 (business as usual) zum Szenario 4 (Energiemais) In Abhängigkeit ökonomischer Indikatoren (LBG) * Calculated for 7 farmland bird species (BiodivStrat)

24 Naturverträgliche Anbauverfahren M.

25 Optimierungsvarianten Habitatgüte einzelner Fruchtfolgen für Brutvögel in Abhängigkeit vom Maisund Sorghumanteil in % aller Fruchtfolgeglieder je Fruchtfolge, alle Standorte und Fruchtfolgen aus dem EVA-Grundversuch, Anlagen 3 und 4 M.

26 Nahrungsangebot für Blütenbesucher (abgeleitet aus Daten zur Bestandesstruktur und dynamik, des Versuches ÖKOVERS, ) Paul Westrich Senf Blütenbesucher Winterweizen Amaranth Buchweizen Markstammkohl Mais-Sonnenbl. Sonnenblumen Sorghum Mais Kleegras 1,5 Kleegras 0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 Dekaden Nahrungsangebot Q.: Glemnitz, Reinecke (2012) M.

27 Fazit - These Biodiversitätsförderung wird nicht durch einzelne Fruchtarten erreicht! DIE eierlegende Wollmilchsau (biodiversitätsfördernde Energiepflanze) gibt es nicht! aber Q: Bennett, 2012, bigpictureidea.com

28 Handlungsoptionen Fruchtfolgegestaltung (allgemein für Diversität) Erhalt und Förderung von Landschaftsstrukturen als Ausweichhabitate Artenspezifische (Blütenbesucher, Agrarvögel, Wild, Beikräuter) Optimierungen in den Fruchtfolgen/Anbauverfahren! Ziele sind dringend zu definieren!!! Regionalisierung der biodiversitätsfördernden Maßnahmen!

29 Biodiversitätsoptimierte Fruchtfolgen (EVA_3) Mehrjährige Kulturpflanzen (Kleinsäuger, Greifvögel, Beikräuter, Laufkäfer, Spinnen) Blühmischungen (Blütenbesucher, Beikräuter) Mischkulturen (Blütenbesucher, Beikräuter) Vielgestaltige Fruchtfolgen (Biodiversität insgesamt) Fruchtarten mit langer Vegetationsperiode (alle Gruppen) Körnerleguminosen, Ölpflanzen (außer Raps), Sommergetreide (Vögel, Laufkäfer, Blütenbesucher) Kulturen mit reduziertem Pflanzenschutz, reduzierter Bodenbearbeitung

30 biodiversitätsfreundliche Fruchtfolgen Entwicklung von Energiepflanzenfruchtfolgen mit hohem Energieertrag plus Vorteilseffekten für die Biodiversität (Blütenbesucher, Agrarvögel) am Beispiel des Standortes Ettlingen

31 Aspects of Applied Biology, 118, 2013