Energie aus Wildpflanzen ein neues Anbausystem von hohem ökologischem Wert

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1 Energie aus Wildpflanzen ein neues Anbausystem von hohem ökologischem Wert Osnabrücker Umweltgespräche, Dr. Birgit Vollrath Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau (LWG)

2 Energie aus Wildpflanzen Gliederung Energiepflanzenanbau und Naturschutz Wildartenreiche Ansaaten als Lösungsansatz: Hintergründe und Erfahrungen Das Projekt Energie aus Wildpflanzen Artensichtung Überregionale Versuche Ökologische Begleituntersuchungen Zusammenfassung, Ausblick, Schlussfolgerungen

3 Energiepflanzenanbau und Naturschutz Hoher Flächenanspruch Nutzungsintensivierung (Pflanzenschutz, Düngung) Umbruch von Grünland, Restflächen, Feuchtgebieten und anderen wertvollen Flächen Starke Maisdominanz im Umfeld von Biogasanlagen

4 Energiepflanzenanbau und Naturschutz Nachteilige Veränderung des Landschaftsbilds Rückgang der biologischen Vielfalt Verluste bei Wildtieren und Bodenbrütern durch Ernte in der Brut-, Setz- und Aufzuchtzeit (Zweikulturnutzung, mehrmaliger Schnitt bei mehrjährigen Kulturen)

5 Energiepflanzenanbau und Naturschutz Brut-, Setz- und Nestlingzeiten Werner Kuhn, Dr. Birgit Vollrath, Antje Werner

6 Energiepflanzenanbau und Naturschutz Erntetechniken Werner Kuhn, Dr. Birgit Vollrath, Antje Werner

7 Lösungsansatz Artenreiche mehrjährige Ansaaten zur Biomasseproduktion Artenreich Hohe Vielfalt Mehrjährig ganzjährige Bodenbedeckung nur einmal jährliche Ernte Zusätzlicher Lebensraum für Tiere und Pflanzen = Eine in die landwirtschaftliche Produktion integrierbare Artenschutzmaßnahme

8 Hintergründe und Erfahrungen Seit 1999 Projekte mit Ansaaten von Wildpflanzen auf Bracheund Stilllegungsflächen: Lebensraum Brache ( , DBU): Natur- und Wildtierorientierte Saatgutmischungen für Stillegungsflächen in Bayern und Hessen Mit Biotopverbund in die Kulturlandschaft des neuen Jahrtausends ( , BMELF): Autochthone Wildsaatgutmischungen; Lebensraummischungen für Stillegungsflächen Weitere Projekte: Lebensraumverbesserung außerhalb des Waldes / Förderung des Rebhuhnes in Ackerlandschaften / Strukturreiche Lebensräume in der Agrarlandschaft / Staudenmischpflanzungen Gehölzrand und Freifläche / Ansaat verschiedener Sommerblumenmischungen

9 Hintergründe und Erfahrungen Lebensraum 1, 1. Standjahr Lebensdauer 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr Boretsch 1 A/Ü Mariendistel 1 Ü Sonnenblume 1 A/Ü Öllein 1 A 100. Saatwucherblume 1 A 44.

10 Hintergründe und Erfahrungen Lebensraum 1, 2. Standjahr Lebensdauer 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr Futtermalve 1, 2 A Wilde Möhre 2 A Wiesenkümmel 2 A Wiesenpippau 2 A Natternkopf 2 A/Ü Färberresede 2+ A/Ü Wilde Karde 2 Ü

11 Hintergründe und Erfahrungen Lebensraum 1, 4. Standjahr Lebensdauer 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr 4. Jahr Schafgarbe Wiesenflockenblume 3+ A/Ü Wiesenlabkraut Moschusmalve Rote Lichtnelke 2, 3+ A Lebensdauer 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr 4. Jahr Beifuß 3+ Ü Skabiosenflockenblume 3+ A Johanniskraut 3+ A Rainfarn 3+ Ü Weiße Lichtnelke 2 A/Ü Wiesenbärenklau 2, 3+ Ü 10 27

12 Hintergründe und Erfahrungen Biomasseaufwuchs von je 1m² Erntefläche Werner Kuhn, Dr. Birgit Vollrath, Antje Werner

13 Das Projekt Energie aus Wildpflanzen Projektziel Das Ansaatsystem mit mehrjährigen, artenreiche Ansaaten 1) speziell auf die Biomasse- und Biogasproduktion auszurichten 2) in die deutschlandweite Energiepflanzenproduktion zu integrieren Voraussetzung: Ausreichend hohe Erträge bei geringem Aufwand

14 Das Projekt Energie aus Wildpflanzen gefördert durch die Fachagentur nachwachsende Rohstoffe (FNR) Laufzeit: 7/ /2010

15 Ökonomische Optimierung Maximierung des Methanertrags Auswahl besonders leistungsfähiger Arten Optimierung von Artkombination, Saatstärke und Erntetermin bei möglichst geringem Aufwand Einfache Bestandsetablierung durch Freilandaussaat Geringer Herbizid- und Düngelmitteleinsatz Lange Nutzungsdauer (gleichzeitig ökologische Ziele)

16 Ökologische Optimierung Vielfalt (Arten, Genetik, Landschaftsbild/-struktur) Verwendung heimischer Wildarten geeigneter Herkünfte, hohe genetische Breite, breites Artenspektrum später Erntetermin, langer Blühzeitraum

17 August September Oktober Werner Kuhn, Dr. Birgit Vollrath, Antje Werner

18 Saatgutmischungen: Zielvorgaben Vorrangig ökonomische Optimierung Alternativen zur konventionellen Produktion Vorrangig ökologische Optimierung Vertragsnaturschutz, Agrarumweltprogramme Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen

19 Artensichtung Erste Auswahlkriterien Morphologische Eigenschaften, die auf einen hohen Biomasseertrag deuten Blühtermin zwischen Juli und September Hoher Wuchs Markiger Stängel

20 Artensichtung - Ausschlusskriterien Vorauswahlliste mit 241 Pflanzenarten Neigung zur Auswilderung? 171 Arten Gefahr der Einkreuzung in die Wildflora? 162 Arten Für den Anbau und die Biogasproduktion geeignet? (Eignung zur direkten Aussaat, Saatgutvermehrung) Artensichtung: 37 Arten Überregionaler Versuch: 44 Arten

21 Artensichtung: Untersuchungen Keimtest, Pflanzung und Aussaat im Freiland Erste Daten zu Wuchsentwicklung und Methanertrag

22 Überregionale Versuche: Standorte Güntersleben bei Würzburg (577 mm NS) Standorte in Unterfranken: 350 bis 370 m ü. NN kalkhaltige Lehmböden, hohe Bodenzahlen Oldenburg Standorte im Nordwestdeutschen Tiefland Niedersachsens: Wenige Meter über NN schwach saure, leicht humose Sandböden, Bodenzahlen unter 30 Eichenbühl nahe Miltenberg (803 mm NS) Saterland 50km westlich von Oldenburg (Emsland)

23 Überregionale Versuche: Aufbau Reinansaaten: - einjährig, 2 Saatstärken - zweijährig, 2 Saatstärken - heimische Stauden - nicht heimische Stauden Aufbau einer Wiederholung (insgesamt 8 Wiederholungen) Ansaatmischungen: - 4 Artkombinationen - 2 Saatstärken - Als Maisuntersaat

24 Maisuntersaat Mischung mit zweijährigen und mehrjährigen Arten

25 Saatgutmischungen: 4 Artkombinationen Anpassung an Wasserverfügbarkeit - Arten für trockene Standorte - Arten für mäßig frische Standorte Pflanzenherkunft - Ausschließlich heimische Staudenarten Ökologische Optimierung - Ausweitung des Artenspektrums auf im Gebiet fremde Stauden Ökonomische Optimierung

26 Versuchsanlage in Niedersachsen ( ) Besonderheit: Ohne Walzen Düngung: auf 100kg N/ha (hier: 80 kg N/ha als KAS)

27 Überregionale Versuche: Methoden Keimrate (Labor) Feldaufgang

28 Entwicklung der Ansaatparzellen Oldenburg,

29 Entwicklung der Ansaatparzellen Oldenburg,

30 Entwicklung der Ansaatparzellen Oldenburg,

31 Entwicklung der Ansaatparzellen Oldenburg, Oldenburg, Miltenberg,

32 Niederschlagssumme [mm] Durchschnittstemperatur [ C] Klima und Witterung April, Mai: extrem trocken Oldenburg Würzburg Miltenberg Niederschlag (langjährig) Niederschlag (2009) Temperatur (langjährig) Temperatur (2009) 0

33 Fraßschäden in Reinansaaten Oldenburg, Oldenburg,

34 Überregionale Versuche: Methoden Probeernte Biomasseertrag (Artanteile) Häckseln des Erntematerials Methanausbeute

35 Methanausbeute [Nl/g otm] Methanausbeute Biogas 1 1. Standjahr TS- und Ligningehalt Optimierung des Erntetermins Silomais ADL 1,9 ADL 2,2 ADL 3,0 0 16% 17% 18% 20% Pulling 31/08 Würzburg 31/08 Würzburg 34/08 Würzburg 34/08 20% Würzburg 34/09 25% 30% Würzburg Oldenburg 37/09 34/09

36 Methanausbeute [Nl/g otm] Methanausbeute 1. Standjahr Erntetermine ab Mitte August ökonomische Ausrichtung Ernte in KW 33/34 ökologische Ausrichtung Ernte in KW 33/34 Ernte in KW 39 Silomais ADL 1,3 ADL 1,6 ADL 1,3 ADL 2,5 ADL 2,4 ADL 2,4 ADL 1,8 ADL 2,4 ADL 1,0 ADL 0,8 17% 17% 15% 19% 29% 21% 22% 19% 37% 35% 0 trocken mäßig-frisch trocken mäßig-frisch Silomais Oldenburg Würzburg

37 Methanausbeute [Nl/g otm] Methanausbeute 1. Standjahr Spätere Ernte bei ökonomischer Ausrichtung ökonomische Ausrichtung Ernte in KW 39/40 ökologische Ausrichtung Ernte in KW 33/34 Ernte in KW Silomais ADL 2,5 ADL 2,7 ADL 2,4 ADL 4,0 ADL 2,4 ADL 2,4 ADL 1,8 ADL 2,4 ADL 1,0 ADL 0,8 22% 27% 23% 29% 29% 21% 22% 19% 37% 35% 0 trocken mäßig-frisch trocken mäßig-frisch Silomais Oldenburg Würzburg

38 Trockenmasseertrag [t/ha] Biomasseertrag, ökonomische Ausrichtung Starke Zuwächse im Spätsommer (1. Standjahr) 30 trockene Standorte mäßig-frische Standorte KW 33/34 KW 39/40 KW 33/34 KW 39/40 Oldenburg Würzburg Miltenberg

39 Trockenmasseertrag [t/ha] Biomasseertrag 1. Standjahr Ertragreichste Mischungsvarianten der Standorte ökonomische Ausrichtung Ernte in KW 39 bis 41 ökologische Ausrichtung Ernte in KW 33 bis Silomais Mulchschnitt in Saterland 0 frisch/ + trocken/+ frisch/+ trocken/- frisch/+ frisch/+ Oldenburg Würzburg Miltenberg Oldenburg Würzburg Miltenberg

40 Methanerrtrag [Nl/ha] Methanerträge 1. Standjahr Ertragreichste Mischung des Standorts ökonomische Ausrichtung KW 39 bis 41 ökologische Ausrichtung KW 33 bis 35 Silomais frisch/ + trocken/+ frisch/+ trocken/- frisch/+ frisch/+ Oldenburg Würzburg Miltenberg Oldenburg Würzburg Miltenberg

41 41% Trockenmasse [t/ha] 75% der TM Biomasseanteile 1. Standjahr Einjährige Arten dominieren im 1. Standjahr 20 Würzburg Einjährige Arten ,2 Zweijährige Arten Stauden spontane Arten 5 0 3,2 1,1 0,8 2,6 1,1 0,6 1,3 3,4 2,0 0,6 0,1 0,8 Ökonom./trocken/+ Ökolog./trocken/-

42 Nach der ersten Ernte Zwei- und mehrjährige Arten haben sich etabliert Biomasse in den nachfolgenden Standjahren Oldenburg, Oldenburg, Würzburg, Oktober

43 Methanausbeute [Nl/g otm] Methanausbeute Zwei- und mehrjährige Arten der Versuche 500 Zweijährige Arten Heimische Staudenarten Gebietsfremde Staudenarten Silomais Silomais

44 Faunistische Untersuchungen Epigäische Arthropoden Einflussfaktoren: Standjahr Bodengüte Vorteile auch bei nicht heimischen Arten? Standort 1 (Bodengüte -): Reinansaaten (Arten aus Biogas1 ), Ansaat 07 Biogas 1, Ansaat 08 Biogas 1R, Ansaat 09 Standort 2 (Bodengüte +): Biogas 1R, Ansaat 09 Standort 3 (Bodengüte +): Stauden fremder Naturräume, Pflanzung 08 Standort 4 (Bodengüte +): Maisansaat 09

45 Artenzahl Spinnen Pflanzung, fremde A. 2 heim. Staudena. Biogas 1 Biogas 1 Biogas 1 Mais 2. Standj. 3. Standj. 2. Standj. 1. Standj. 1. Standj. Bodeng. + Bodeng. - Bodeng. - Bodeng. - Bodeng. + Bodeng. + Helmut Stumpf, ÖAW

46 Artenzahl Laufkäfer Pflanzung, fremde A. 2 heim. Staudena. Biogas 1 Biogas 1 Biogas 1 Mais 2. Standj. 3. Standj. 2. Standj. 1. Standj. 1. Standj. Bodeng. + Bodeng. - Bodeng. - Bodeng. - Bodeng. + Bodeng. + Helmut Stumpf, ÖAW

47 Artenzahl Tagfalter Pflanzung, fremde A. 2 heim. Staudena. Biogas 1 Biogas 1 Biogas 1 Mais 2. Standj. 3. Standj. 2. Standj. 1. Standj. 1. Standj. Bodeng. + Bodeng. - Bodeng. - Bodeng. - Bodeng. + Bodeng. + Helmut Stumpf, ÖAW

48 Fledermäuse Registrierung der Fledermausrufe Hartwig Brönner, Marc Sitkewitz (LBV)

49 Anzahl beobachteter Tiere Pollen- und Nektarsammler Honigbienen Hummeln andere Honigbienen Hummeln andere verschlossenes Flugloch Pollensammler Nektarsammler Wildbienen Schwebfliegen Schmetterlinge geöffnetes Flugloch Dr. Ingrid Illies (Fachzentrum Bienen)

50 Hummeln Gartenhummel (Bombus hortorum) Steinhummel (Bombus lapidarius) Wiesenhummel (Bombus pratorum) Dunkle Erdhummel (Bombus terrestris) Dr. Ingrid Illies (Fachzentrum Bienen)

51 Zusammenfassung: Ökologie Erste faunistische Untersuchungen bestätigen den großen Wert des Anbausystems für die Tierwelt. Offene Fragen Ältere Ansaatflächen, zeitliche Dynamik? Ökofalle? Weitere Tiergruppen (z. B. Säugetiere) Humusschicht? Lachgasfreisetzung? Entwicklung von Segetalflora?

52 Zusammenfassung: Ökonomie Die ersten Ergebnisse bestätigen die Leistungsfähigkeit des Anbausystems, insbesondere, wenn der wesentlich geringere Produktionsaufwand als beim Maisanbau berücksichtigt wird. Offene Fragen Ökonomische Bewertung (nachfolgende Standjahre? Witterung? Ertragssicherheit?) Weiterentwicklung des Anbausystems, Saatgutbereitstellung (Lignifizierung? Erntezeitpunkt? Düngung? Neue Arten? Herkünfte?) Zusammenarbeit mit Praxisbetrieben (Empfehlungen?) Größeres Standortspektrum (verschiedene Anbauregionen, Vorteile auf speziellen Standorten?) Projektphase II (geplant ab 2011)

53 Vorteile insbesondere. in Maismonokulturen (Teilbereiche, Streifen) ( höhere Vielfalt, Landschaftsbild) bei hoher Wildschadensgefährdung ( Schneisen durch frühere Ernte) auf erosionsgefährdeten Flächen im Einzugsgebiet von Oberflächengewässern als Alternative auf sehr feuchten oder sehr trockenen Standorten

54 Das Team

55 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit