Nährstoff- und Humusbilanzen bei Anbau und differenzierter Verwertung ausgewählter nachwachsender Rohstoffe

Transkript

1 Nährstoff- und Humusbilanzen bei Anbau und differenzierter Verwertung ausgewählter nachwachsender Rohstoffe 5. Mitteldeutscher Bioenergietag, Freiberg, ,

2 Anbauumfang nachwachsender Rohstoffe in Deutschland

3 Anbau und Verwertung nachwachsender Rohstoffe Nachhhaltigkeitskriterien (Auswahl) - Energiebilanz - Klimagas-Bilanz - Verbrauch an endlichen Ressourcen - Inanspruchnahme begrenzter Ressourcen - Wasserschutz - Bodenschutz - Auswirkungen auf Biodiversität - ökonomische Tragfähigkeit - soziale Auswirkungen - Wertschöpfungsmöglichkeiten

4 Vergleich verschiedener Nutzungsvarianten in Bezug auf Nährstoffrückführung und Humusbilanz - Raps 1) Rapsölkraftstoff Kuchenverfütterung => Stroh 2) Rapsölkraftstoff Kuchenvergärung => Gärsubstrat Stroh 3) Rapsölkraftstoff Kuchenverbrennung ohne Aschenutzung Stroh 4) Saatverkauf Stroh 5) Rapsölkraftstoff Kuchenverfütterung => Entnahme 70 % Stroh 6) Saatverkauf Entnahme 70 % Stroh

5 Nährstoffrückführung (% des Entzuges durch Korn und Stroh) bei unterschiedlicher Verwendung der Raps-Ernteprodukte Kornertrag 35 dt/ha 100 % Stickstoff Phosphor Kalium Nährstoffentzug (kg/ha) N P K Korn ,5 29,5 Stroh 40 8,5 115,5 Gesamt Rapsölkraftstoff Rapsölkraftstoff Rapsölkraftstoff Saatverkauf Rapsölkraftstoff Saatverkauf Kuchenverfütterung, Kuchenvergärung, Gärsubstrat Kuchenverbrennung ohne Aschenutzung Kuchenverfütterung, Stroh Stroh Stroh Stroh Entnahme 70 % des Strohs

6 Entzug und Rückführung von Stickstoff (kg N/ha) bei unterschiedlicher Verwendung von Rapskorn und -stroh bei 35 dt/ha Kornertrag kg N/ha 100 Summe Nährstoffabfuhr Verkauf Stroh Verluste Vergärung Verwertung Milchkühe Rapskuchenverbrennung Verkauf Rapssaat Verluste Futter u.ä. Biogas-Presskuchen Strohdüngung Rapsölkraftstoff Rapsölkraftstoff Rapsölkraftstoff Saatverkauf Rapsölkraftstoff Saatverkauf Kuchenverfütte- Kuchenvergä- Kuchenverbrennung Kuchenverfütterung, rung, rung, Gärsubstrat ohne Aschenutzung Biogas- gülle Stroh Stroh Stroh Stroh Entnahme 70 % des Strohs

7 Humusbilanz von Raps bei unterschiedlicher Verwendung von Rapskorn und -stroh, Reproduktionskoeffizienten nach VDLUFA (KÖRSCHENS u. a., 2004), für Kornertrag 35 dt/ha 700 kg Humus-C/ha Rapsanbau Strohdüngung Gärsubstrat von Presskuchenverfütterung Gärsubstrat von Presskuchenvergärung Bilanz Rapspressung Rapspressung Rapspressung Saatverkauf Rapspressung Saatverkauf Kuchenverfütterung, Kuchenvergärung, Gärsubstrat Kuchenverbrennung ohne Aschenutzung Kuchenverfütterung, Stroh Stroh Stroh Stroh Entnahme 70 % des Strohs

8 Vergleich verschiedener Nutzungsvarianten in Bezug auf Nährstoffrückführung und Humusbilanz - Weizen, Roggen 1) Ethanol Schlempeverfütterung => Stroh 2) Ethanol Schlempevergärung => Gärsubstrat Stroh 3) Ethanol Schlempeverbrennung ohne Aschenutzung Stroh 4) Saatverkauf Stroh 5) Ethanol Schlempeverfütterung => Entnahme 80 % Stroh 6) Saatverkauf Entnahme 80 % Stroh 7) Ganzpflanzenverbrennung ohne Aschenutzung 8) Ganzpflanzensilierung => Gärsubstrat Foto:

9 Nährstoffrückführung (% des Entzuges durch Korn und Stroh) bei unterschiedlicher Verwendung der Weizen-Ernteprodukte % Kornertrag 70 dt/ha Nährstoffentzug (kg/ha) N P K Korn 126,7 24,5 35,0 Stroh 28,0 7,3 65,0 Gesamt 154,7 31,8 100,0 Stickstoff Phosphor 60 Kalium Schlempeverfütterg, Stroh Schlempevergärung, Gärsubstrat Stroh Kuchenverbrennung ohne Aschenutzung Stroh Saatverkauf Stroh Saatverkauf Schlempeverfütterg, Entnahme 70 % des Strohs Energetische Verwertung Ganzpflanze ohne Aschenutzg Silierung Ganzpflanze, Gärsubstrat auf Acker (80% Ertrag)

10 Entzug und Rückführung von Stickstoff (kg N/ha) bei unterschiedlicher Verwendung von Weizenkorn und -stroh bei 70 dt/ha Kornertrag 200 kg N/ha Summe Abfuhr Verkauf Stroh VerlusteVergärung VerwertungMilchkühe Gärsubstr.verfütt.Schlempe VerlusteSilierung Strohdüng Schlempeverbrennung Verkauf Saat Verluste Futter u.ä. GärsubstratSchlempe GärsubstratGanzpflanze VerbrennungGanzpflanze Schlempeverfütterg, Stroh Schlempevergärung, Gärsubstrat Stroh Kuchenverbrennung ohne Aschenutzung Stroh Saatverkauf Stroh Saatverkauf Schlempeverfütterg, Entnahme 70 % des Strohs Energetische Verwertung Ganzpflanze ohne Aschenutzg Silierung Ganzpflanze, Gärsubstrat auf Acker (80% Ertrag)

11 Humusbilanz bei unterschiedlicher Verwendung von Weizenkorn und -stroh (kg Humus-C/ha) Reproduktionskoeffizienten nach VDLUFA (KÖRSCHENS u. a., 2004), für Kornertrag 70 dt/ha kg Humus-C/ha Getreideanbau Strohdüngung GärsubstrSchlempeVerfütterung GärsubstrSchlempevergärung GärsubstrGanzpflsilierung 200 Bilanz Schlempeverfütterg, Stroh Schlempevergärung, Gärsubstrat Stroh Kuchenverbrennung ohne Aschenutzung Stroh Saatverkauf Stroh Saatverkauf Schlempeverfütterg, Entnahme 70 % des Strohs -280 Energetische Verwertung Ganzpflanze ohne Aschenutzg Silierung Ganzpflanze (80% Ertrag), Gärsubstrat

12 0 kg /ha Summe aus Nährstoffabfuhr und -rückführung verschiedener Energiepflanzen (kg/ha) -2, ,20-9,90-10,80-14,57-23,10-29, ,60-39,60-48, Stickstoff -73, Phosphor Kalium -103, Pappelanbau 11 t TM/ha energetische Verwertung ohne Aschenutzung Weidenanbau 11 t TM/ha energetische Verwertung ohne Aschenutzung Miscanthusanbau 12 t TM/ha energetische Verwertung ohne Aschenutzung Maisanbau 45 t/ha 32 % TS Silierung, Vergärung, Gärsubstrat

13 Humusbilanz des Maisanbaus für Biogas mit Rückführung des Gärsubstrates (kg Humus-C/ha) Reproduktionskoeffizienten nach VDLUFA (KÖRSCHENS u. a., 2004) kg Humus-C/ha 600 Maisanbau Gärsubstrat Ganzpflanzensilierung Bilanz Bei Berücksichtigung angepasster Koeffizienten für Gärsubstrate wird bereits bei Erträgen um 450 dt/ha eine ausgeglichene Humusbilanz erreicht Ertrag dt/ha 32%TS

14 kg Humus-C/ha Humusbilanz verschiedener Energiepflanzen und Nutzungsalternativen (kg Humus-C/ha) Reproduktionskoeffizienten nach VDLUFA (KÖRSCHENS u. a., 2004) Anbau Gärsubstrat Schlempe Verfütterung Bilanz Strohdüngung Gärsubstrat Ganzpflanzensilierung Weizenkorn=>Eth Weizen, anol, Schlempeverfütterung, Biogas- Verwertung Energetische gülle Ganzpflanze ohne Stroh Aschenutzg Weizen, Silierung Ganzpflanze, Gärsubstrat auf Acker (80% Ertrag) Maisanbau 45 t/ha, 32 % TS, Silierung, Vergärung, Gärsubstrat Rapsölkraftstoff Kuchenverfütterung, Stroh Rapspressung Kuchenvergärung, Gärsubstrat auf Acker Stroh Weizen: 70 dt/ha Korn Raps 35 dt/ha Korn Raps Saatverkauf Entnahme 70 % des Strohs

15 Zusammenfassung Stark gestiegener Anbauumfang nachwachsender Rohstoffe => wird der Anbau den Nachhaltigkeitskriterien gerecht? wesentlicher Aspekt: Humus- und Nährstoffbilanzen - Landwirt kann erheblichen Einfluss nehmen - mit acker- und pflanzenbaulichen Möglichkeiten - durch Art und Umfang der Verwendung der Ernteprodukte und der Rückführung der Nebenprodukte - je nach Nutzungsart und bestehen gravierende Unterschiede innerhalb einer Kulturart - dezentrale Verarbeitung und Nutzung nachwachsender Rohstoffe kann erhebliche Vorteile bringen - günstig: Varianten mit Gärsubstratrückführung auf den Acker - Berücksichtigung der Nährstoffrückführung in den Nachhaltigkeitsbetrachtungen - Einzelbilanzen der Kulturarten sind in der jeweiligen Fruchtfolge zusammenfassend zu betrachten => Landwirtschaftliche Grundlagen sind bei Betrachtungen zur Nachhaltigkeit von Verfahrenslinien einzubeziehen.

16 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! (0341)