Potenziale nachhaltiger Landnutzung mit Agroforst-Systemen am Beispielprojekt. Michael Nahm, Professur für Waldwachstum

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Alexander Ritter
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1 Potenziale nachhaltiger Landnutzung mit Agroforst-Systemen am Beispielprojekt Michael Nahm, Professur für Waldwachstum

2 Ziel Stärkung der europäischen bio-basierten Ökonomie durch Untersuchen und Fördern von 1) innovativen Mehrzweck-Arten und 2) neuen landwirtschaftlichen Bewirtschaftungsansätzen

3 Herangehensweise + Überblick Ökologisch tragfähige, nachhaltige Landwirtschaft? Innovative Feldfrüchte mit potenziellem ökonomischen und ökologischen Wert (Sida, Silphium) Wertholzproduktion auf landwirtschaftlichen Flächen Neue Landnutzungskonzepte

4 Warum Sida hermaphrodita? Herangehensweise Herkunft N-Amerika, dort selten Hohe Biomasseproduktion, oft höher als KUP Geringerer Wasserverbrauch als KUP Relativ Trockenheitsresistent Jährliche Ernte trockener Biomasse mit normaler Technik Zur Biogasproduktion geeignet Interessante, feine Fasern Bodenbedeckung; Torfersatz? Viele Blüten! Bestäuber, Honigproduktion Erhöht Bodenqualität Dauerkultur: Bodenschonende und extensive Bearbeitung, bislang keine Schädlinge bekannt, Erosionsschutz

5 Klimagradient Kern-Partner 1. Universität Cranfield, England 2. 3N Kompetenzzentrum, Deutschland 3. Westpommerische Technische Universität Stettin, Polen 4. Universität Freiburg, Professur für Waldwachstum, Deutschland 5. CREA, Casale Monferrato, Italien 6. CNR-IBAF, Porano, Italien

6 Konzept Forschungsschwerpunkt 1, Sida: Wachstumsparameter von Sida und Silphium Analyse der industriell verwertbaren Eigenschaften von Sida, z.b. als Faserverbundstoff Invasives Potenzial von Sida Forschungsschwerpunkt 2, Wertholz: Potenzialstudie zu Wertholz in einer Modellregion Modellierung von 3D-Strukturen von Bäumen, deren Schattenwurf und C-Speicherung mittels Terrestrischem Laser Scanning Verbinden der beiden Schwerpunkte: Ökonomische Evaluation der untersuchten Bewirtschaftungs-Systeme; Modellierungen

7 Zielgruppen Landwirte Entscheidungsträger Industrielle Akteure der Sektoren Thermische Verwertung Biogas-Produktion Naturfaser-Verarbeitung Torf-Nutzung Wertholz-Verarbeitung

Cranfield: Saatgut-Versuche Keimung zwei Jahre

Waschung mit HCl, Einweichen in H 2 O für 2h,

8 Cranfield: Saatgut-Versuche Keimung zwei Jahre altes Saatgut: Sida 1 30% Sida 2 < 1% Silphium 80% Behandlungen Sida-Saatgut: Waschung mit HCl Einweichen in H 2 O, Zugabe von 80ºC Wasser Waschung mit HCl, Einweichen in H 2 O für 2h, Zugabe von Gibberilinsäure Kein positiver Effekt. [2, 3, 4]

9 3N Versuchsfläche bei Werlte

10 Fläche in Norditalien, CREA Fläche in Polen Silphium & Weide

11 Wachstumsparameter, Ende der Vegetations- Periode Varianten Höhe [m] FM [t/ha] TM [t/ha] Sida 1, ausgesät 0,9 0,8 0,6 TM [t/ha] N- Italien Sida 1, Setzlinge 1,6 1,7 1,3 6,6 Sida 2, ausgesät 0,9 0,7 0,5 Sida 2, Setzlinge 1,5 2,3 1,4 2,8 Silphium, ausgesät 0,1 1,9 Silphium, Setzlinge 0,1 Populus, Stecklinge 5,1

12 Pflanz-Empfehlung Sida: Setzlinge nehmen, Saatgut keimt nicht gut genug, besonders älteres. Silphium: Saatgut nehmen (Setzlinge: Pflanzschock)

Trockenmasse [g] Sida-Feld bei Laufen 200 180 160 140 120 100 80 60 y =

13 Trockenmasse [g] Sida-Feld bei Laufen y = 0,0332x 2,62 R² = 0, Wurzelhals-Durchmesser [mm]

14 Anzahl Sida-Feld bei Laufen Trieblänge [mm]

15 Trockenstress-Untersuchungen bei Sida, Bohne (Phaseols vulgaris) und Sonnenblume (Helianthus annuus) Institute of Agro-environmental and Forest Biology - CNR

16 Trockenstress-Untersuchungen Erhobene Parameter Photosyntheseleistung Stomatäre Leitfähigkeit Blatt-Wasserpotenzial Oberirdische Biomasse Sida 1x Sida-SoBlu Sida 2x SoBlu Blatt-Wassergehalt C- und N-Gehalt der Blätter C- und N-Isotopensignaturen Sida-Bohne Bohne Sida Sonnenblume Bohne

17 Trockenstress-Untersuchungen Sida = niedrigere Assimilationsrate, aber unter Trockenstress die geringste Abnahme Sida = größte Biomasse Sida = niedrigster Blattwassergehalt, höchster C- und niedrigster N-Gehalt

18 Wertholzbäume in Agroforst-Systemen

19 Wertholz-Potenzial an Böschungen Problematik: Schattenwurf?

20 Lichtmodell Terrestrisches Laser Scanning Sonnengang in 10-Minuten-Intervallen

21 Lichtmodell Schattenprojektion des Baum-Modells

22 Lichtmodell Baum-Modell im Winter-Modus (ohne Blätter) und im Sommer-Modus (mit Blättern)

23 Lichtmodell Schattenprojektionen mit verschieden Kronenzuständen um 12: März (keine Ellipsoide) 15. April (2cm-Ellipsoide) 15. Juli (5cm Ellipsoide)

24 Lichtmodell Verlust an solarer Energie-Einstrahlung von Oktober 2013 bis September 2014.

25 Lichtmodell 3D-Visualisierung des Baum- Modells und des Verlusts an solarer Energie-Einstrahlung durch Schattenwurf.

26 Vielen Dank!

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