Nachhaltige Bioenergiekonzepte im Klimawandel Teilthema: Regional angepasste Fruchtfolgen und Nutzungskonzepte

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1 Regionales Management von Klimafolgen in der Metropolregion Hannover-Braunschweig-Göttingen Nachhaltige Bioenergiekonzepte im Klimawandel Teilthema: Regional angepasste Fruchtfolgen und Nutzungskonzepte Dr. agr. (Ref.), PD Dr. Marianne Karpenstein-Machan Hannover, Interdisziplinäres Zentrum für Nachhaltige Entwicklung Georg- August Universität Göttingen

2 Themen Welche Auswirkungen des Klimawandels auf den Pflanzenbau sind zu erwarten? Welche Anpassungsmaßnahmen stehen zur Verfügung? Fazit

3 Auswirkungen des Klimawandels auf den Pflanzenbau. Erträge? Zu klären sind: Negative Auswirkungen Positive Auswirkungen Anpassungsstrategien Pflanzenernährung? Pflanzengesundheit? Klimawandel: Temperatur CO 2 Vegetations -zeiten Sommerniederschlag Wasservorrat von Buttlar, C. 2011

4 Auswirkungen auf die Ertragsbildung Temperatur-Anstieg Früherer Vegetationsbeginn, aber auch steigende Gefahr von Nachfrösten Veränderte Entwicklungsphasen können zu Ertragsverlusten führen Aber auch: Bei ausreichend Wasser längere Vegetationszeit u. Option zur Zweitkultur C02-Anstieg Bedingt Reduktion des Stickstoffgehaltes und mindert Backqualität v. Getreide und Futterqualität von Klee ) Aber auch: CO2 Anstieg fördert Wachstum und bedingt Ertragsanstieg Wassermangel i.d. Vegetationszeit Verursacht Vegetationsverzögerung, Kümmerwuchs, fehlende Assimilatbildung und führt zu Mindererträgen

5 Auswirkungen auf die Pflanzengesundheit Förderung bestimmter Schädlinge Förderung bestimmter Pilzkrankheiten (warm-feuchtes Klima) Zunahme von Unkräutern (wärmeliebende, trockenheitsresistente, Herbstkeimer ) Einwanderung schwer bekämpfbarer Arten (z.b. Ambrosia) Aber: heiß- trockenes Klima mindert auch Pilzbefall und stärkt Nützlinge wie Marienkäfer! Quellen: u.a. Klimawandel als Herausforderung Entwicklung und Nutzung stresstoleranter Sorten für Nahrung und Energie, 2007; Vorträge f. Pflanzenzüchtung, Heft 72.

6 Veränderung d. Vegetationszeiten im Klimawandel Änderung der Vegetationszeiten zu im Mittel der Landkreise Göttingen, Hildesheim, Celle (Daten: Dt. Wetterdienst) + 64 Tage + 43 Tage + 43 Tage + 38 Tage Früherer Vegetationsbeginn, z.b. 5 von auf 13.2.; 12 C von auf Längere Vegetationszeiten, höhere Wärmesummen

7 Veränderung d. Erträge im Klimaszenario Leitgebiet Göttingen, Biomasseerträge modelliert mit BioStar: Modellierung R. Bauböck, Uni Göttingen LK Göttingen (Krebeck-Wollbrandsh.) Szenario Kultur Basisertrag (Ganzpflanzen) Änderung [%] Änderung [%] Mais 100% 105% 111% Zuckerrübe 100% 101% 103% Sonnenblume 100% 105% 100% Sorghum b. 100% 104% 106% WWeizen 100% 98% 89% WTriticale 100% 98% 89% WRoggen 100% 98% 87% SWeizen 100% 93% 85% WGerste 100% 93% 64% WRaps [Korn] 100% 88% 68% CO 2 (ppm) Nd.mm/Jahr Temp. C 8,6 C 9,3 C 10,1 Info: Berechnung erfolgte ohne Züchtungs- od. Technikfortschritt, Extremereignisse u. Beregnung Gewinner: Mais, Sorghum, Zuckerrübe,(Sonnenblumen), Stabil bis 2050,dann abnehmend: Wintergetreide Verlierer: Sommergetreide, Gerste, Raps C4 Pflanzen profitieren von Wärme, verlängerter Vegetationszeit u. haben Vorteile aufgrund Transpirationskoeffizienten Sommergetreide leidet unter verfrühter Abreife Wintergetreide: ab 2050 kann CO 2 den negativen Temperatureffekt nicht mehr ausgleichen ZR profitieren von CO 2 - Anstieg und Wärmesumme, längerer Vegetationszeit u. tiefem Wurzelwerk

8 Maßnahme: Kulturenwahl, potenzielle Gewinner und Verlierer Pot. Verlierer: S-Getreide WGerste Raps Kartoffel Sommerzwischenfr. Untersaaten Feldgras Pot. Gewinner: Noch: Mais Noch: Zuckerr. Noch: WW, WR, WT Sonnenblumen Noch Winterzwischenfr. Neue Kulturen mit Potenzial: Sorghum Durumgetreide Soja Topinambur Durchw.Silphie KuP

9 Folgen für die Fruchtfolgegestaltung (exemplarisch) Aktuell Energiemais Ergänzung bis 2100 Zuckerrübe Sorghum Durchw.Silphie - Dauerkultur bis 2100 Aktuell Ergänzung oder Ersatz WGerste S-Getreide Winterungen WW, WR, WT Durumweizen/ Soja Züchtungsbedarf!

10 Folgen für die Fruchtfolgegestaltung (exemplarisch) Aktuell Zunehmend Ergänzung oder Ersatz 2050 Sommer- u. Winterzwischenfüchte Winterzwischenfr. Wassersparende Alternativen. zb. Buchweizen 2100 X? Humuserhalt? Nitrataustrag? Wasserbedarf:~ 280 [l/kg TM] Humus C:+ 80 bis+200 [kg C/ha] Untersaaten Wasserbedarf:~ 300 [l/kg TM] aber Nutzung der Winterniederschläge Humus C:+ 120 [kg C/ha] Option: z.b. Strohdüngung; Mulchsaat, Wirtschaftsdünger 2050 X? 2100 Wasserbedarf:~ 300 [l/kg TM] Humus C:+ 200 [kg C/ha]

11 Weitere Maßnahmen zur Minderung negativer Folgen d. Klimawandels Reduzierte Bodenbearbeitung zur Steigerung Versickerung (UBA 2004) Minderung von Wind- und Wassererosion Förderung des Humusaufbaus im Oberboden Grenzen: dichtlagernde Sandböden, staunasse Böden Züchtungsfortschritt zur Ertragssicherung u. -steigerung bekannter und neuer Kulturen Sorten- und Artendiversifizierung, Mischanbausysteme zur Risikostreuung Optimierte Düngung zur Minimierung von Umweltfolgen wie der Nitratverlagerung z. B. Düngesplitting, vegetationsbegleitende Analysen, Einsatz stabilisierter Dünger Anpassung der Pflanzenschutzstrategien Positive Effekte nutzen: Chance zum Zweikultur-Nutzungsystem steigt auf guten Böden

12 Fazit Die Vegetationszeiten werden länger, Saat und Ernte verschieben sich nach vorn. Risiko von Spätfrösten steigt. Positive Auswirkungen auf den Ertrag werden vor allem für Mais, Sorghum und Zuckerrüben erwartet. Wintergetreideerträge ändern sich moderat ins Negative. Sommergetreide und Raps leiden stärker. Folgen für die Landwirtschaft sind im nördlichen Niedersachsen auf leichten Böden früher wahrnehmbar und stärker als im Süden auf besseren Böden. Züchtungsfortschritt u. angepasster Ackerbau sowie regional auch Beregnung sind zur Vermeidung von Ertragsausfällen erforderlich. Die Agrarberatung wird vor neue Herausforderungen gestellt. Die Bedeutung einer optimal gestalteten Fruchtfolge wird zunehmen! Forschungsbedarf ist weiterhin gegeben!!

13 Ausblick: Die aktuelle Presse zeigt. Während sich mancher noch auf den Klimawandel freut ist der Klimawandel mit seinen Problemen in der Landwirtschaft schon längst angekommen. Sommer 2010, Reinland: geringe Wasservorräte und Hitze führte zu landesweiter Dürre (BV) (BV) 2010: bei Frühkartoffeln Mindererträge von %.. Schuld sind Witterungsextreme Sandsturm Mecklenburg- Vorpommern 2011: Forderung nach Anpassung der Guten fachlichen Praxis..Quellen: SpiegelOnline, Süddeutsche Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

14 Kontaktdaten Dr. agr. Tel PD Dr. Marianne Karpenstein-Machan Tel