Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research

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1 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research Annual Report Jahresbericht 2009

2 Abbildungsnachweis Abbildungen ohne Bildunterschrift: C. Dalchow, K. Diehl, K. Möbus, H. Schäfer Abbildungen mit Bildunterschrift (sofern nicht gesondert vermerkt): Die im zugeordneten Text ausgewiesenen Projektbearbeiter / innen Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research Im Selbstverlag des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V. Herausgeber: Der Direktor des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V. Prof. Dr. Hubert Wiggering Redaktion: Mitarbeit: Übersetzungen: Druck: Einbandgestaltung: zu beziehen über: Dr. Claus Dalchow Marianne Lentz-Worobjew Teresa Gehrs, Europäisches Übersetzungsteam, Osnabrück Strausberger Offsetdruck, Strausberg Sabine Frost Eichelkraut, Waldsieversdorf ZALF, Direktorat Eberswalder Str Müncheberg zalf@zalf.de Preis: 8,00 Euro Gedruckt mit Förderung des Ministeriums für Infrastruktur und Landwirtschaft des Landes Brandenburg und des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Annual Report Jahresbericht 2009

3 Hintergrund und Auftrag / Background and task Hintergrund und Auftrag / Background and task Das Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) Hintergrund und Auftrag Das Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V. wurde im Jahr 1992 von Bund 1 und Ländern 2 gegründet und ist eine Institution der Leibniz-Gemeinschaft (WGL) 3. Das ZALF hat unter seiner Zentrumsstruktur die Forschungsinstitute am Standort Müncheberg konzentriert, während das Feldversuchswesen neben Müncheberg auch in Dedelow in der nordöstlichen Uckermark sowie in Paulinenaue, westlich von Berlin im Havelland, angesiedelt ist. Der satzungsgemäße Auftrag des ZALF besteht in der wissenschaftlichen Erforschung von Ökosystemen in Agrarlandschaften und Entwicklung ökologisch und ökonomisch vertretbarer Landnutzungssysteme. Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF) Background and task The Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF) was founded by the Federation 1 and the Federal States 2 in 1992 and is an institution of the Leibniz Association (WGL) 3. While the research institutes concentrated in ZALF s centre structure are located in Müncheberg, field experimentation is not only based in Müncheberg, but also in Dedelow, in the northeastern part of the district Uckermark, as well as in Paulinenaue, situated to the west of Berlin in the district Havelland. The statutory task of ZALF consists in the scientific study of ecosystems in agricultural landscapes and the development of ecologically and economically justifiable land use systems. 1 vertreten durch das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, (BMELV) represented by the Federal Ministry of Food, Agriculture and Consumer Protection (BMELV) 2 vertreten durch das Ministerium für Infrastruktur und Landwirtschaft des Landes Bundesland Brandenburg; Hauptstandort des ZALF in Müncheberg sowie Standorte in Dedelow und Paulinenaue Federal State of Brandenburg; Main location of ZALF in Müncheberg as well as locations in Dedelow and Paulinenaue Brandenburg (MIL) represented by the Ministry of Infrastructure and Agriculture of the Federal State of Brandenburg (MIL) 3 Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e. V. Scientific Association Gottfried Wilhelm Leibniz 1

4 Inhalt / Contents Programm 4: Steuerung der Landschaftsnutzung Programme 4: Governance of the use of landscapes Vorwort / Foreword Struktur / Structure Finanzen / Finances Das Forschungsprogramm des ZALF Nachhaltige Entwicklung und Nutzung von Agrarlandschaften The research programme of ZALF Sustainable Development and Use of Agricultural Landscapes Programm 1: Diversität der Landschaftsfunktionen Programme 1: Diversity of the landscape functions Beispielsprojekt I: Climate change impact assessment and adaptation options in vulnerable agro-landscapes in East Africa Resilient Agro landscapes to Climate Change in Tanzania (ReACCT) Exemplary project I: Climate change impact assessment and adaptation options in vulnerable agro-landscapes in East Africa Resilient Agro landscapes to Climate Change in Tanzania (ReACCT) Beispielsprojekt II: Biofuel Evaluation for Technological Tanzanian Efficiency using Renewables integrated Strategies (Better-iS) Exemplary project II: Biofuel Evaluation for Technological Tanzanian Efficiency using Renewables integrated Strategies (Better-iS) Programm 2: Produktivität von Landschaften Programme 2: Productivity of landscapes Beispielsprojekt: Biomasseerträge von Ein- und Zweikultur-Nutzungssystemen mit und ohne Beregnung zur Produktion von Biogas Exemplary project: Biomass yields from mono-cropping and double-cropping systems with and without irrigation for the production of biogas Beispielsprojekt I: MONICA ein prozessorientiertes Boden-Pflanze-Atmosphären-Modell zur gekoppelten Abschätzung der ökologischen Langzeitfolgen von Landnutzungs- und Klimaänderungen in Agrarlandschaften Exemplary project I: MONICA a process-oriented soil-plant-atmosphere model for the coupled assessment of the ecological long-term effects of land use and climate changes in agricultural landscapes Beispielsprojekt II: INKA BB Innovationsnetzwerk Klimaanpassung Region Brandenburg Berlin Exemplary project II: INKA BB Innovation Network for Climate Change Adaptation Brandenburg Berlin 2009 begonnene Drittmittelprojekte / Third party funded projects started in 2009 Wichtige Veranstaltungen des ZALF oder mitorganisiert vom ZALF / Importent events of ZALF or co-organised by ZALF Publikationen / Publications Aufsätze in Zeitschriften / Papers in scientific journals reviewed nicht reviewed / non-reviewed Beiträge zu Sammelwerken / Contributions to collected editions Monografien / Monographs Autorenschaft / authorship Herausgeberschaft / editorship Gäste mit Forschungsaufenthalt / Guests with research sojourn ZALF-Wissenschaftler mit Forschungsaufenthalt im Ausland / ZALF-scientists with research sojourn abroad Qualifikationen / Qualifications Programm 3: Schutz von Landschaftsressourcen Programme 3: Protection of landscape resources Beispielsprojekt: CarboZALF Der Kohlenstoffhaushalt von Agrarlandschaften im globalen Wandel Exemplary project: CarboZALF Carbon Dynamics of Agricultural Landscapes under Global Change Kooperationen / Cooperation Ämter und Funktionen / Offices and tasks Wissens- und Technologietransfer Knowledge and Technology Transfer Doktoranden Aktiv Doctoral Candidates Active Öffentlichkeitsarbeit / Public relations

5 Vorwort Foreword Prof. Dr. Hubert Wiggering Direktor des ZALF Vorwort Noch zu Beginn des Berichtsjahrs 2009 waren die großen, langfristigen Herausforderungen für die Landwirtschaft durch kurzfristige Oszillationen und Interferenzen aus Flächenkonkurrenz (zwischen Nahrungsmittel- und Rohstoffproduktion) sowie aus Bodenspekulation und aus Preissprüngen bei Agrarprodukten überlagert. Im weiteren Verlauf des Jahres traten deren Konturen dann stabiler hervor: Die Themen sind Bevölkerungswachstum, Verstädterung, sich rapide ändernde Konsumptionsmuster bei der Ernährung, Wasserknappheit, Treibhausgas- Emission aus landwirtschaftlicher Produktion, Endlichkeit der Phosphat-Vorräte, aber auch Kopplung der Agrarproduktpreise an den Rohölpreis. Politisch aufgeladene Begriffe wie Klimawandel, Biodiversität oder auch wieder Nachhaltigkeit benennen weitere übergreifende Koordi-naten des Spannungsfeldes, zu denen 2009 sowohl beim Klimagipfel in Kopenhagen wie beim Welternährungsbericht der FAO Konsensfindungen scheiterten. Als Kernerwartung an Produzenten sowie die vorlaufende und begleitende Forschung resultiert zunehmend deutlicher: Ertragssteigerung, Erhalt der Produktionsflächen sowie Aktivierung von Flächenreserven. Forschungsbedarf besteht dabei begleitend auch zu den Wechselwirkungen der Nutzungen und ihren Nebeneffekten im Raum, der Robustheit von Landnutzungssystemen, dem natural resources management und auch den sozialen Kosten von Degradationen der landwirtschaftlichen Flächen samt zugeordneter Ökosysteme. Die bisherigen Forschungsschwerpunkte auf biotech einerseits und ökologische sowie soziale Landnutzungsfolgen andererseits werden mit großer Wahrscheinlichkeit bald erweitert um Fragen der Nutzungssysteme. Hier besteht, anders als bei der direkt ertragsund produktionsorientierten Forschung der Agrarindustrie, ein großer Ergänzungsbedarf durch öffentlich geförderte und zugänglich gemachte Forschung. Um in diesem Handlungsfeld europaweit Redundanzen nationaler Programme zu mindern, haben die EU-Kommission und der Europarat mit der Gemeinsamen Programmplanung (joint programming) einen ab 2010 zu gestaltenden Rahmen zur Erhöhung der Effizienz geschaffen, welcher bis 2015 eine Verknüpfung vieler nationaler Forschungen zu europäischen Programmen leisten soll. Mit Initiierung der Deutschen AgrarForschungsAllianz (DAFA), welche in engem Schulterschluss mit der Politik der Fragmentierung der deutschen Agrar- und Ernährungsforschung durch Bündelung der Kompetenzen entgegenwirken will, hat sich das ZALF auf diese neue Gestaltungsoption des europäischen Forschungsraumes bereits jetzt bestmöglich vorbereitet. Der breiten Öffentlichkeit müssen die großen Herausforderungen und Aufgabenstellungen der zukünftigen Landwirtschaft deutlich gemacht werden. Die Schlagworte sind (s. weiter oben) alle genannt. Der bislang doch stark fragmentierten deutschen Agrarforschung ist es allerdings noch nicht gelungen diese inhaltlich zu untermauern und als vordringliche For- Foreword At the beginning of the year to report 2009 the major, long-term challenges facing agriculture were eclipsed by short-term oscillations and interferences concerning competition for space (between food and resource production), land speculation and price hikes for agricultural products. In the course of the year, however, the contours of the major issues became clearer: The topics include population growth, urbanization, rapidly changing consumption patterns regarding food, water shortage, greenhouse gas emissions from agricultural production, the finite nature of phosphate re-serves and the coupling of agricultural produce prices to the price of crude oil. Politically charged terms such as climate change, biodiversity and, once again, sustainability specify other comprehensive coordinates of the area of conflict that failed to gain consensus in 2009, not only at the climate summit in Copenhagen but also in the FAO s report The State of Food Insecurity in the World. It is becoming increasingly clear that the core expectations placed on producers and preparatory, flanking research are: increasing yield, preserving agricultural land and activating land resources. There is a need for flanking research into how land uses interact and affect space, the robustness of land use systems, natural resources management and the social costs of the degradation of agricultural land, including allocated ecosystems. The previous key research activities focusing on biotechnology on the one hand and ecological and social land use impacts on the other will most probably be extended soon by issues surrounding land use systems. In contrast to direct yield- and production-oriented research of the agricultural industry, here there is a great need for expanding publicly funded and publicly accessible research. To diminish redundancies of national programmes in this area of activity on a European scale, the European Commission and the Council of Europe have created joint programming, which will create a frame to increase efficiency from By 2015, joint programming should be in a position to link up many national research projects to European programmes. ZALF has already prepared itself as best it can for this new option offered by the European Research Area by initiating the German Agricultural Research Alliance (DAFA). The intention of this research alliance is to counteract the fragmentation of German research into agriculture and nutrition by combining expert knowledge, in close cooperation with politicians. The major challenges and tasks facing agriculture in future must be explained to the general public. The catchwords (see above) have all been mentioned. However, agricultural research in Germany, which until now has been highly fragmented, has not yet managed to reinforce these catchwords with regard to content or to position them as priority research topics in the public debate. It has also failed to highlight the various endeavours of the Federal Ministry of Food, Agriculture and Consumer Protection (BMELV), as well as many 4 5

6 Vorwort Foreword schungsthemen auch in der öffentlichen Diskussion zu platzieren und die vielfältigen Bestrebungen des Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) wie auch vieler Landwirtschaftsministerien in den Ländern mit der Forschung zusammen Lösungsansätze für die vielfältigen Fragestellungen zu finden aufzuzeigen. Hier bedarf es eines neuen Ansatzes einer stärker koordinierten Forschung und einer deutlichen Bündelung vorhandener Kernkompetenzen und Ressourcen. Der veränderten Akzentuierung bzw. Erweiterung der Agrarforschung von Nachhaltigkeit zu weltumspannender Behandlung von Fragen Produktivität und Nahrungsvielfalt (bis zu Lebensbedingungen auf dem Lande, Arbeit mit indigenen Bevölkerungen, Beachtung der Rolle der Frauen in der Ernährungssicherung etc.) trägt das ZALF bereits mit Projekten in agrarischen Problemregionen Afrikas und Asiens Rechnung. Parallel werden selbstverständlich die langfristigen Ansätze anwendungsorientierter Grundlagenforschung zu Nutzungsdiversität, Produktivität, Ressourcenschutz und Steuerung der Landnutzung im Forschungsprogramm des ZALF weitergeführt. Der skizzierten Umakzentuierung trägt das ZALF auch Rechnung in wissenschaftskommunikativer und informationsstrategischer Hinsicht: Die Vernetzung des ZALF wurde außer über die Deutsche AgrarForschungs-Allianz in den europäischen Netzwerken Landscape Tomorrow und Inno-Land, im Leibniz-Netzwerk AgriResearch+ und über lokale Forschungsplattformen (z. B. Berlin-Brandenburger Forschungsplattformen Entwicklung Ländlicher Räume und Forschungsplattform Klimawandel) weiter ausgestaltet. Parallel wurde auch die Zugänglichkeit der Forschungsergebnisse des ZALF durch verstärkte Hinwendung zu open acces sowie den Beginn einer zentralen Datenpublikation verbessert. Mit seiner Kernkompetenz in der Untersuchung der Wechselwirkungen von Effekten der Landnutzung in größeren Raum- und Zeitskalen, d. h. in der Landschaftsforschung, ist das ZALF vorbereitet, wesentliche Beiträge zur Lösung der neuen Herausforderungen zu leisten, aber auch die Forschungsthemen selbst mit zu formen. federal state ministries of agriculture, to find solutions to the wide range of issues together with the research community. To this end, a new approach is required in which research is more closely coordinated, and the available core competencies and resources are explicitly combined. The change in emphasis and expansion of agricultural research from sustainability to dealing globally with the issues of productivity and food diversity (including living conditions in the country, work with indigenous peoples, considering the role of women in food security, etc.) is already being taken into account by ZALF through its projects in agricultural problem regions of Africa and Asia. In parallel, it goes without saying that the long-term approaches of applicationoriented basic research into diversity of land use, productivity, resource conservation and the control of land use are being continued in the research programme at ZALF. ZALF is also staying abreast of the outlined shift from a communicative and strategic perspective: ZALF s network has been further extended, not only by the German Agricultural Research Alliance but also by the European networks Landscape Tomorrow and InnoLand, the Leibniz net-work AgriResearch+ and local research platforms (such as the Berlin-Brandenburg research platform Development of Rural Areas and the Climate Change research platform). In addition, access to the research results produced by ZALF has been enhanced by increased adoption of open access and the launch of a central data publication service. With its core competence in exploring the interactions between the effects of land use on larger spatial and time scales, i.e. in landscape research, ZALF is prepared for making a substantial contribution to solving new challenges, as well as for shaping research topics itself. 6 7

7 Struktur / Structure Struktur / Structure Struktur / Structure Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V. Leibniz-Centre for Agricultural Landscape Research Eberswalder Str. 84, D Müncheberg Direktor / Director Prof. Dr. Hubert Wiggering Tel.: ( ) Fax: ( ) zalf@zalf.de Verwaltungsdirektor / Administrative Director Holger Seidler, M. A. Tel.: ( ) Fax: ( ) seidler@zalf.de Vorstand / Board Prof. Dr. H. Wiggering Vorsitzender u. Direktor Prof. Dr. M. Sommer 1. stellvertr. Direktor Dr. A. Werner 2. stellvertr. Direktor H. Seidler, M. A. Verwaltungsdirektor Mitgliederversammlung / Assembly Leiter: Herr Schubert Ministerium für Infrastruktur und Landwirtschaft des Landes Brandenburg RegDir Dr. Neubauer Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Frau Pistor Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kultur des Landes Brandenburg ORR Bartelt Bundesministerium für Bildung und Forschung Prof. Dr. Berg Vorsitzender des Wissenschaftlichen Beirates, Universität Bonn Prof. Dr. Alcamo Universität Kassel Prof. Dr. Schurr Forschungszentrum Jülich Herr Folgert Landesbauernverband Wissenschaftlicher Beirat / Scientific Council Prof. Dr. Berg Vorsitzender, Universität Bonn Prof. Dr. Engels Humboldt-Universität zu Berlin Dr. Freibauer v. Thünen-Institut Prof. Dr. Bardossy Universität Stuttgart Prof. Dr. Kleyer Universität Oldenburg Prof. Dr. Kage Universität Kiel Prof. Dr. Müller Universität Kiel Prof. Bo Larsen Universität Kopenhagen Kollegium / Council Prof. Dr. H. Wiggering Direktor und Vorsitzender Prof. Dr. M. Sommer Leiter Inst. f. Bodenlandschaftsforschung Prof. Dr. K. Müller Leiter Inst. f. Sozioökonomie Prof. Dr. A. Geßler Leiter Inst. f. Landschaftsstoffdynamik Prof. Dr. G. Lischeid Leiter Inst. f. Landschaftswasserhaushalt Prof. Dr. K.-O. Wenkel Leiter Inst. f. Landschaftssystemanalyse Dr. A. Werner Leiter Inst. f. Landnutzungssysteme H. Seidler, M. A. Verwaltungsdirektor Dr. K. Helming Vertreterin der wiss. Angestellten Dr. K. Tscherning Vertreterin der wiss. Angestellten Dr. A. Piorr Vertreterin der wiss. Angestellten Institute / Institutes Inst. für Landschaftssystemanalyse Inst. of Landscape Systems Analysis Leiter: Prof. Dr. Karl-Otto Wenkel Tel.: ( ) wenkel@zalf.de Inst. für Landnutzungssysteme Inst. of Land Use Systems Leiter: Dr. Armin Werner Tel.: ( ) awerner@zalf.de Inst. für Sozioökonomie Inst. of Socio-Economics Leiter: Prof. Dr. Klaus Müller Tel.: ( ) kmueller@zalf.de Inst. für Landschaftswasserhaushalt Inst. of Landscape Hydrology Leiter: Prof. Dr. Gunnar Lischeid Tel.: ( ) lischeid@zalf.de Inst. für Bodenlandschaftsforschung Inst. of Soil Landscape Research Leiter: Prof. Dr. Michael Sommer Tel.: ( ) sommer@zalf.de Inst. für Landschaftsstoffdynamik Inst. of Landscape Matter Dynamics Leiter: Prof. Dr. Arthur Geßler Tel.: ( ) gessler@zalf.de mit Gaststatus: Prof. Dr. Hofreither Universität für Bodenkultur Wien Prof. Dr. Kandeler Universität Hohenheim Prof. Dr. v. Tiedemann Universität Göttingen 8 9

8 Struktur / Structure Finanzen / Finances Forschungsstation Research Station Hauptsitz Dedelow Leiter: Dr. Gernot Verch Tel.: ( ) fsded@zalf.de Institutionen des ZALF / Bodies and units of ZALF Mitgliederversammlung Vorstand Wissenschaftlicher Beirat Einrichtung der Wissenschaftsgemeinschaft G.W. Leibniz (WGL) in der Rechtsform eines gemeinnützigen eingetragenen Vereins (Die WGL führt durch Bund und Sitzland gemeinsam geförderte Forschungseinrichtungen von überregionaler Bedeutung und gesamtstaatlichem Interesse.) Finanzierung zu je 50 % vom Ministerium für Infrastruktur und Landwirtschaft des Landes Brandenburg (MIL) und vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) Verwaltung Institute Landschaftssystemanalyse Landnutzungssysteme Sozioökonomie Landschaftswasserhaushalt Bodenlandschaftsforschung Landschaftsstoffdynamik Kollegium Direktorat Zentrale Einrichtungen Forschungsstation Hauptsitz: Dedelow Standorte: Müncheberg, Paulinenaue Abt. Landschaftsinformationssysteme Zentralbibliothek Zentrallabor Finanzen / Finances Ausgaben im Haushaltsjahr 2009 Haushalts-Titelgruppe T Euro Personalausgaben Sächliche Verwaltungsausgaben Neu-, Um- und Erweiterungsbauten 406 Geräteinvestitionen 474 DFG-Abgabe 351 Ausgaben aus Drittmittelprojekten Gesamtausgaben Zuwendungen im Rahmen der Projektförderung im Haushaltsjahr 2009 Förderer T Euro DFG 253 Bund Land/Länder 146 EU 853 Stiftungen / Wirtschaft 235 sonstige 456 Summe

9 Forschungsprogramm Research Programme Das Forschungsprogramm des ZALF Nachhaltige Entwicklung und Nutzung von Agrarlandschaften The research programme of ZALF Sustainable Development and Use of Agricultural Landscapes Fig. 1: Globales Forschungsnetzwerk des ZALF (Drittmittelprojekte, Kooperationen) und der ZALF-Hauptuntersuchungsraum des Ucker-Einzugsgebietes. Global research network of ZALF (third party-funded projects, cooperation) and ZALF s main area of investigation of the Ucker catchment area. Das ZALF richtet sein Hauptaugenmerk darauf, aus aktuellen und antizipierten gesellschaftlichen Diskussionen heraus Perspektiven für eine nachhaltige Nutzung der Ressource Landschaft im Kontext der Entwicklung ländlicher Räume am Beispiel seiner Modellregionen aufzuzeigen. Dies sind insbesondere Fragestellungen zu - der Rolle von Agrarlandschaften im Klimawandel (Adaptation und Mitigation) - regionsgebundenem zunehmendem Flächendruck, - der Gefahr einer zunehmend einseitigen Nutzung von Flächen, - einem verstärkten Anbau gentechnisch veränderter Pflanzen - der Vereinbarkeit alternativen Anbaus mit herkömmlicher Produktion, verstärktem Anbau Nachwachsender Rohstoffe oder Energiepflanzen, - Naturschutz, - Tourismus, - Bodenschutz, - Gewässerschutz und wasserwirtschaftlichen Anforderungen. Grundvoraussetzung für die wissenschaftliche Bearbeitung dieser komplexen Fragestellungen mit den vielen unterschiedlichen Interdependenzen ist ein integrativer Forschungsansatz, in den alle ZALF-Institute ihre Expertise zielgerichtet einbringen. Wesentliche Komponente der Weiterentwicklung des ZALF-Forschungskonzeptes ist zudem die Einbindung externer Expertise wie der des Wissenschaftlichen Beirates des ZALF sowie eine zunehmend intensive Nutzung der Forschungsnetzwerke und -kooperationen (s. europäisches Netzwerk Landscape Tomorrow, Leibniz-Netzwerk Agrarforschung plus, Deutsche AgrarForschungsAllianz) und lokaler Forschungsplattformen (v. a. Berlin-Brandenburger Forschungsplattformen Entwicklung Ländlicher Räume und Klimaplattform). Im Rahmen der integrativen Landschaftsforschung sind die für die Zielerreichung erforderlichen Forschungsfelder / -fragen identifiziert, die in einem systemischen Forschungsansatz verfolgt werden. Dieser Ansatz ist jetzt Grundlage für eine weltweite Ausdehnung des bereits bestehenden ZALF-Forschungsnetzwerkes (s. Fig. 1). Die für die genannten Fragestellungen notwendige Entwicklung von Methoden, Modellen und Prozessanalysen ist in einem integrativen, multiskaligen Ansatz auf einen Hauptuntersuchungsraum in der Jungmoränenlandschaft Nordost-Brandenburgs fokussiert (Fig. 1). Das Uckereinzugsgebiet repräsentiert aufgrund der Vielfalt an ökologischen Gegebenheiten, Landnutzungstypen und damit verbundenen Problemen weite Landschaften Nordostdeutschlands sowie auch Nordmitteleuropas. Dadurch werden sie dem Anspruch auf Übertragbarkeit der Untersuchungsergebnisse auf unterschiedliche ZALF focuses on highlighting perspectives for the sustainable use of the resource landscape in the context of the development of rural regions, using the example of its model regions, arising from current and anticipated societal discussions. In particular, ZALF explores problems regarding - the role of agricultural landscapes in the wake of climate change (adaptation and mitigation) - increasing region-specific land pressure, - danger of an increasingly one-sided use of land, - intensified cultivation of genetically modified plants - the compatibility of alternative cultivation with conventional production, intensified cultivation of renewable resources or energy crops, - nature conservation, - tourism, - soil conservation, - water protection and water management requirements. The basic prerequisite for scientifically exploring these complex issues, with their many interdependencies, is an integrative research approach to which all ZALF institutes specifically contribute their expertise. Main components of advancing the ZALF research concept are furthermore the inclusion of external expertise, such as the one of the Scientific Advisory Council of ZALF, and an increasingly intense utilisation of research networks and cooperatives (see the European network Landscape Tomorrow, the Leibniz network Agri Research plus, the Deutsche AgrarForschungsAllianz) and local research platforms (above all, Berlin-Brandenburg research platforms Development of Rural Areas and climate platform). In integrative landscape research, the fields of research required to achieve the objectives are identified and pursued in a systemic research approach. This approach now forms the basis of a global expansion of the already existing ZALF research network (see Fig. 1). The development of methods, models and process analyses required to solve the aforementioned problems focuses on a main area of investigation in the upper moraine landscape of North-East Brandenburg (Fig. 1) in an integrative, multi-scale approach. Due to the diversity of ecological conditions, land use types and associated problems, the Ucker catchment area represents a wide range of landscapes of North-Eastern Germany as well as Northern Central Europe. For this reason, they meet the demand for the transferability of the findings of investigations at various different scale levels. The system-based research concept therefore integrates the issues into longer-term research programmes, in order to explain the processes taking place in agricultural landscapes as interrelationships and to enable statements to be made on development 12 13

10 Forschungsprogramm Research Programme Fig. 2: Zusammenarbeit der Institute über die Programme des ZALF. Skalenebenen gerecht. Das systembasierte Forschungskonzept bindet die Fragestellungen daher in langfristig angelegte Forschungsprogramme ein, um die in Agrarlandschaften ablaufenden Prozesse als Wirkungsgefüge aufzuklären und Aussagen über Entwicklungspfade bei unterschiedlichen Rahmenbedingungen zu ermöglichen. Solche Ausrichtungen von Forschungskonzepten werden bislang international nur von wenigen Einrichtungen verfolgt, zu denen das ZALF enge Verbindungen pflegt. Neben den Ergebnissen der eigenen Forschung wird am ZALF auch das vorhandene Wissen zu den wesentlichen Prozessen und Kompartimenten synthetisiert und mit Hilfe von Landschaftsmodellen oder über das interaktive Portal openlandscapes sowie das open access Journal Living Reviews in Landscape Research verfügbar gemacht. Ausgehend von einer fundierten Systemanalyse kommt den Landschaftsmodellen dabei eine Schlüsselstellung zu. Sie dienen der Weiterentwicklung der Landschaftstheorie und stellen Instrumente zur zielorientierten Ausrichtung und zur Integration disziplinärer Forschungsergebnisse dar. Für die Landnutzungs- und Klimafolgenabschätzung und zur Ableitung integrierter Landnutzungs- und Wassermanagementkonzepte sind sie unabdingbare Werkzeuge. Grundsätzlich geht das ZALF aber nicht nur den klassischen Weg der Modellentwicklung. Vielmehr sind bei der Entwicklung von Szenarien neben wissenschaftlichen Experten auch die betroffenen Akteure mit einbezogen (partizipative Szenariostudien, s. u.a. BMBF-Verbundprojekt NEWAL-NET zum klimaplastischen Wald oder das 2009 begonnene BMBF-Verbundprojekt INKA BB zu klimaadaptiven Landnutzungssystemen). Um mit den Modellansätzen Entwicklungen aufzeigen und ihre Validität prüfen zu könenn, wird ein paneuropäisches Projekt zur wissenschaftlichen Erprobung und Begleitung innovativer Systemlösungen in Abstimmung und mit Unterstützung verschiedener Entscheidungsträger (zuständige Generaldirektionen der EU, Bundes und Landesministerien, Landesbauernverband, Landesumweltamt, Kreise, Gemeinden, Betriebsleiter) aufgebaut, das in agrarisch genutzten Landschaften Europas ein bisher einmaliges Forschungs- und Demonstrationsvorhaben darstellen pathways under different basic conditions. Such directions of research concepts have only been pursued internationally to date by very few institutions, with which ZALF has close connections. In addition to the findings of its own research, at ZALF the available knowledge on the major processes and compartments is also synthesised and made available by landscape models or via the interactive portal openlandscapes als well as by the open access journal Living Reviews in Landscape Research. Based on sound system analysis, the models are thereby given a key position. They serve the purpose of advancing the landscape theory, and portray instruments for the target-oriented direction and for integration of disciplinary research findings. Furthermore, they are indispensible tools for land use assessment, estimating the effects of global warming and deriving integrated land use and water management concepts. In principle, however, ZALF not only takes the classic route of model development. In fact, scientific experts and involved stakeholders are also included in the development of scenarios (participative scenario studies, such as the BMBF joint research project NEWAL-NET on climate-plastic forests or the BMBF joint research project INKA BB on climate-adaptive land use systems, launched in 2009). To demonstrate developments using the model approaches and check the validity of these models, a pan-european project on the scientific testing and accompaniment of innovative system solutions is being set up. It will be realised in agreement with and with the support of various decision-makers (responsible Directorate Generals of the EU, German Federal and State Ministries, the Federal State Farmers Association, the German Federal State Environmental Agency, districts, local authorities, managers). It will become a research and demonstration project unique to agriculturally utilised landscapes in Europe. Following up the four programmes are basically introduced and illustrated by examples of recent projects. Fig. 2: Collaboration between the institutes through the ZALF programmes. Im Folgenden werden die vier Programme in ihren Grundzügen beschrieben und mit Beispielen aktueller Projekte unterlegt

11 Programm 1 Programme 1 Programm 1: Diversität der Landschaftsfunktionen Programmverantwortung: Prof. Dr. Hubert Wiggering Landschaften sollen verschiedenste Leistungen bereitstellen und eine möglichste breite Nutzung der Ressourcen gewährleisten, ohne dabei die Nachhaltigkeitsansprüche außer Acht zu lassen. Umso mehr gilt es die Landnutzungsfunktionen zu untersuchen und steuerbar zu machen. Neben den konventionellen Produkten erbringen land- und forstwirtschaftliche Anbauund Produktionsverfahren bei guter fachlicher Praxis vielfältigen ökologischen Nutzen in Form von Kopplungsprodukten (u. a. Beiträge zum Schutz vor Nährstoffverlusten, zur Schaffung von Kohlenstoffsenken, zur Lebensraumqualität, zur Landschaftsästhetik). Diese Umweltleistungen werden bisher nicht in den Produktionskontext gestellt. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass trotz aller Erfahrungen mit Anbau- und Produktionssystemen die Möglichkeiten einer multifunktionalen Nutzung von Landschaften noch lange nicht ausgeschöpft werden. Gleichwohl sind alle Nutzungsmöglichkeiten an den Standortgegebenheiten auszurichten. Mit diesem Anspruch werden in den folgenden Verbundprojekten mögliche Innovationen in und die Entwicklungsmöglichkeiten von Regionen aufgezeigt, um dies mit den Nutzern rückzukoppeln und Methoden zu entwickeln, wie die Nachfrage seitens der Gesellschaft in diesen Prozess einbezogen werden kann. Darauf folgend werden Bewertungsansätze entwickelt, vor allem um ex ante Folgewirkungen der jeweiligen Entscheidungsoptionen abschätzen zu können. Zukünftige Nutzungsmosaike zielen vor allem auf dauerhafte Einkommenssicherung bei gleichzeitig ökologischer Verträglichkeit im Einklang mit soziokulturellen Entwicklungen in größeren zusammenhängenden Räumen (Regionen). Umfängliches und multidisziplinäres Wissen wird notwendig, um den vielfältigen Forderungen einer nachhaltigen Entwicklung Ländlicher Räume auch unter zukünftigen Bedingungen gerecht werden zu können, neue Risiken zu minimieren und Nutzungsfolgen abschätzen zu können. Dies gilt insbesondere im Zusammenhang mit dem derzeit stetig zunehmenden Wettbewerb um Fläche und dem steigenden wirtschaftlichen Druck in einzelnen landschaftsrelevanten Produktionsbereichen. Zur Einschätzung der Effekte einer sog. multifunktionalen Landschaftsnutzung auf der regionalen Skala ist die konsequente Integration von Forschungs- und Entwicklungsprojekten mit Umsetzungsstrategien unabdingbar: eine völlig neue Generation von Landschaftsexperimenten, in die verschiedenste Wissenschaftsund Technologiedisziplinen, Sektoren, Industrien und Politikbereiche einbezogen werden. Zur Optimierung regionaler Lösungen sollen Forschungs- und Demonstrationsflächen (Landschaftslabors) an jeweils standörtlich repräsentativen Orten deutschland wie europaweit etabliert werden. Auch Förderansätze und -instrumente werden mittlerweile (s. die Diskussion im Rahmen der EU-Agrarpolitik und die Umschichtung der Mittel in die sog. 2. Säule) auf die Fragestellung multifunktionaler Nutzungssystemen zugeschnitten oder mit wissenschaftlicher Begleitung ganz neu entwickelt. Programme 1: Diversity of the landscape functions Responsible for the programme: Prof. Dr. Hubert Wiggering Landscapes ought to provide a wide range of benefits and to ensure the broadest possible use of their resources without ignoring sustainability-related demands. For this reason, it is all the more important to study the functions of land use and to make them controllable. In addition to conventional products, agricultural and silvicultural cultivation and production methods yield manifold ecological benefits in the form of joint products (including contributions to protection against nutrient losses, to the creation of carbon sinks, to the quality of living space and to landscape aesthetics), provided that these methods are based on good technical practice. These environmental performances have not yet been placed in the production context. In a reverse conclusion, this means that, despite all of the experience gained from cultivation and production systems, the possibilities of the multifunctional use of landscapes are far from exhausted. Nevertheless, all possibilities of use must take the locational factors into consideration. Against this backdrop, possible innovations in and development potentialities of regions are demonstrated in the following joint projects. The aim is to discuss these possibilities with users and to devise methods to facilitate the inclusion of needs on the part of society in this process. Subsequently, assessment approaches will be developed, primarily in order to assess ex-ante consequential impacts of the decision options. Future use mosaics primarily aim at long-term income maintenance with simultaneous ecological compatibility consistent with sociocultural developments in larger connected spaces (regions). Extensive and multidisciplinary knowledge is required to do justice to the diverse requirements of the sustainable development of rural regions, also under future conditions, to minimise new risks and be able to assess the consequences of utilisation. This particularly applies in connection with the current constantly increasing competition for land and growing economic pressure in individual landscape-relevant areas of production. The consistent integration of research and development projects with implementation strategies is indispensable for the assessment of the effects of socalled multifunctional landscape use at the regional scale: a completely new generation of landscape experiments incorporating a wide variety of scientific and technological disciplines, sectors, industries and policies. Research and demonstration areas (landscape laboratories) should be established at representative sites in Germany and throughout Europe to optimise regional solutions. Funding approaches and instruments are now also tailored towards the issue of multifunctional use systems or are completely redeveloped with scientific support (see the discussion in the context of EU agricultural policy and the regrouping of funding in the so-called second pillar)

12 Programm 1 Programme 1 Testregionen (Landschaftslabors) für innovative multifunktionale Landnutzungssysteme und -strategien: Entwicklung, praktische Umsetzung und wissenschaftliche Begleitung als Grundlage einer zukunftsorientierten Landschaftsforschung Langzeit-Demonstrationsvorhaben für neue multifunktionale Landnutzungskonzepte im Einklang mit einer nachhaltigen Landschaftsentwicklung unter globalem Wandel (Klima, Märkte) Test regions (landscape laboratories) for innovative multifunctional land use systems and strategies: development, practical implementation and scientific support as the basis of future-oriented landscape research Long-term demonstration project for new multifunctional land use concepts consistent with sustainable landscape development under global change (climate, markets) Beispielsprojekt I: Climate change impact assessment and adaptation options in vulnerable agro-landscapes in East Africa Resilient Agro landscapes to Climate Change in Tanzania (ReACCT) Laufzeit: , Finanzierung: GTZ/BMZ (BEAF) Beteiligte Partner: am ZALF: Karen Tscherning (Direktorat), Ottfried Dietrich (LWH), Gunnar Lischeid (LWH), Jans Bobert (LSA), Kurt Christian Kersebaum (LSA), Stefan Sieber (SO) Extern: World Agroforestry Centre (ICRAF, Nairobi), Potsdam Institute for Climate Change Research (PIK, Potsdam), Sokoine University of Agriculture (SUA, Tansania), Wami Ruvu Basin Water Office (WRBWO, Tansania), Tanzania Meteorological Agency (TMA), University of Dar es Salaam, Ministry of Agriculture and Food Security Tanzania Projektansatz Die Forschung wird auf ausgewählten Standorten der Region Morogoro (Eastern Arc) in Ost-Tansania durchgeführt, wo signifikanter Klimawandel erwartet wird und unterschiedliche Höhenlagen und Niederschlagsgradienten den Vergleich von Standorten erlauben. Das Projekt bewertet regionale Einflüsse des Klimawandels auf Landwirtschaft und Umwelt und identifiziert Anpassungsstrategien in der kleinbäuerlichen Landwirtschaft und anderen Landnutzungssektoren. ReACCT baut auf 3 Grundideen auf: 1. Verbesserung der Kenntnisse über Klimavariabilität in der Region und ihren Einfluss auf heutige Landnutzungssysteme sowie respektive Auswirkungen auf Umwelt und Sozioökonomie. 2. Beurteilung von Grenzen und Möglichkeiten in der kleinbäuerlichen Landwirtschaft unter Berücksichtigung der Einflüsse des potentiellen Klimawandels auf Landwirtschaft und Umwelt. 3. Identifizierung einer Auswahl von Baumarten und best-practices um das Anpassungsvermögen ländlicher Haushalte mit Hilfe von Methoden der Nachhaltigkeitsbewertung zu verbessern. Exemplary project I: Climate change impact assessment and adaptation options in vulnerable agro-landscapes in East Africa Resilient Agro landscapes to Climate Change in Tanzania (ReACCT) Term of project: , financed by: GTZ / BMZ (BEAF) Partners cooperating: at ZALF: Karen Tscherning (Direktorat), Ottfried Dietrich (LWH), Gunnar Lischeid (LWH), Jans Bobert (LSA), Kurt Christian Kersebaum (LSA), Karl-Otto Wenkel (LSA), Stefan Sieber (SO) external: World Agroforestry Centre (ICRAF, Nairobi), Potsdam Institute for Climate Change Research (PIK, Potsdam), Sokoine University of Agriculture (SUA, Tanzania), Wami Ruvu Basin Water Office (WRBWO, Tanzania), Tanzania Meteorological Agency (TMA), University of Dar es Salaam, Ministry of Agriculture and Food Security Tanzania Approach of the project The research is conducted in selected sites of the Morogoro Region (Eastern Arc) of Eastern Tanzania where significant climate change is expected to occur and where different altitudes and a gradient in rainfall regimes allow for the comparison of contrasting sites. The project aims at assessing the regional impacts of climate change on agriculture and environment and at identifying adaptation strategies in small-scale agriculture and other land use sectors. ReACCT is built on three major analytical thrusts: 1. Improving the understanding of climate variability in the region and their impacts on current land use systems and respective environmental, social and economic pressures. 2. Assessing smallholder constraints and opportunities with regard to potential climate change impacts on agriculture and socio-economy. 3. Identification of a range of suitable tree species and good practices for improving the overall adaptive capacity of rural households through sustainability impact assessment. Fig. 1: Feldversuche an der Sokoine University of Agriculture (SUA) in Morogoro um Wasser- und Stofflüsse in Agroforestry-Systemen zu untersuchen (Foto: Dietz, ICRAF). Field experiment at Sokoine University of Agriculture (SUA) in Morogoro to assess soil tree interactions (Photopraph: Dietz, ICRAF)

13 Programm 1 Programme 1 Fig. 3: Kleinbäuerliche Landwirtschaft in der Region Morogoro (Foto: Dietz, ICRAF). Small-scale farming in Morogoro region (Photograph: Dietz, ICRAF). Ausgangssituation Das Projekt basiert auf der Idee, dass zukünftiger Klimawandel momentane Klimarisiken in der Region verstärken wird. Konzeptuell ist das ein Übereinanderlegen von zukünftigem Klimawandel mit momentaner Verwundbarkeit. Das Projekt verfolgt einen Anpassungsplanungsansatz, basierend auf Szenarien möglicher Zukunftsentwicklungen und Konzepten aus Entscheidungstheorie und sozialem Lernen. Dieser arbeitet aus der Perspektive einer verschachtelten multifunktionalen Landschaft, um der Komplexität von Agrarlandschaften und ihren Bewohnern Rechnung zu tragen. Bisher erzielte Ergebnisse Die Aktivitäten von ReACCT haben das Tanzanisch-Deutsche Forschungsnetzwerk in der Disziplin Klimawandel gestärkt. Der Kontakt von Wissenschaftlern des ZALF, PIK, TMA und SUA wurde durch gegenseitigen Austausch im Hinblick auf Forschungsansätze, Modelle und Methoden intensiviert. Historische Vegetationskarten und Beschreibungen von Tansania wurden identifiziert und werden momentan evaluiert, um eine lokale Datenbank für vorkommende Baumarten zu erarbeiten. Feldversuche für Agrarökosystem-Modellierung wurden mit Geräten ausgestattet. Rohdaten wurden in Tanzania in Zusammenarbeit mir dem Agrarministerium gesammelt (2 Stationen). Ein weiterer Feldversuch der in Zusammenarbeit mit der SUA angelegt wurde, liefert Daten zu verschiedenen hydrologischen Gegebenheiten und Baum-Feldfrucht Interaktionen. Für die hydrologische Modellierung wurde das Ngerengere Einzugsgebiet (2.780 km 2 ), Teileinzugsgebiet des Upper Ruvu Einzugsgebietes, ausgewählt und Daten von existierenden und zusätzlich installierten Messgeräten ausgewertet. Partizipative Szenarien wurden zusammen mit Kleinbauern in acht Dörfern entwickelt. Erwartete Auswirkungen ReACCT bedient sich der Hypothese, dass durch eine Kombination von datengesteuerten Modellen und akteursgestützten Szenarien spezifische Anpassungsstrategien für potentielle zukünftige Agrarlandschaften entwickelt werden können. Dieser ganzheitliche Landschaftsansatz führt zur Identifikation von best practices, die anschließend direkt unter Akteuren validiert werden, um die Adaptationskapazität von ländlichen Kommunen zu stärken. Initial situation The rationale for this project reflects the concern that future climate change will further exacerbate current climatic risks. Conceptually, this is an overlay of future climate change onto the present vulnerability. The project follows an approach to adaptation planning, which is based on scenarios of possible futures and concepts of robust decision making and social learning. It will work from the perspective of a nested multifunctional landscape to take the complexity of agro landscapes and their inhabitants into account. Major results achieved ReACCT activities increased the Tanzanian-German research network in the area of climate change research. Exchange of researchers was supported between ZALF, PIK, TMA and SUA and fostered mutual learning in terms of approaches, models and methods. Historical vegetation maps and descriptions of Tanzania have been identified and are currently being evaluated to create a local database of occurring tree species. Experimental sites for agro-ecosystem modeling have been established and fully equipped. Data for different commodities and varieties are collected in collaboration with the Tanzanian Ministry of Agriculture (two research stations). An additional research site in collaboration with SUA provides data on different hydrological settings and the tree-crop interaction. For the hydrological modelling, the Ngerengere catchment (2,780 km 2 ) in the Upper Ruvu Basin was selected as a study area and data is assessed from existing and additionally installed monitoring devices. Participatory scenarios are currently being developed with smallholder farmers in eight selected villages. Expected impact ReACCT follows the main hypothesis that specific adaptation strategies are most promising when developed by combining data-driven model results and stakeholder- based scenarios of potential future agrolandscapes. This holistic landscape-scale approach leads to the identification of sets of good practices which will directly be validated among the stakeholders in order to strengthen their adaptive capacity within the rural communities. Literatur / References Paavola, J. (2008): Livelihoods, Vulnerability and Adaptation to Climate Change in Morogoro, Tanzania. - Environ Sci Pol 11: Wagner, S., H. Kunstmann and A Bärdossy (2006): Model based distributed water balance monitoring of the White Volta catchment in West Africa through coupled meteorological-hydrological simulations. - Adv. Geosci. 9: Enfors, E.I., L. J. Gordon, G.D. Peterson and D. Bossio (2008): Making Investments in Dryland Development Work: Participatory Scenario Planning in the Makanya Catchment, Tanzania. - Ecology and Society 13(2): 42. [online] org/vol13/iss2/art42/ Fig. 2: Szenarioentwicklung (Foto: Ojoyi). Scenario development workshop (Photograph: Ojoyi). Fig. 4: Ngerengere Fluss Hydrologisches Monitoring. Zur Erinnerung an unseren Kollegen Chikondi Gomani (Photo: unbekannt). Ngerengere river Hydrological monitoring. In memory to Chikondi Gomani (Photopgraph: unkown)

14 Programm 1 Programme 1 Beispielsprojekt II: Biofuel Evaluation for Technological Tanzanian Efficiency using Renewables integrated Strategies (Better-iS) Exemplary project II: Biofuel Evaluation for Technological Tanzanian Efficiency using Renewables integrated Strategies (Better-iS) Laufzeit: , Finanzierung: GTZ/BMZ (BEAF) Term of Project: , financed by: GTZ/BMZ (BEAF) Koordinatoren: St. Sieber, G. Uckert, H. Hoffmann (SO), K. Tscherning (Direktorat) Kooperationspartner: International Food Policy Research Institute (IFPRI), Wuppertal Institute (WI), Institute for Environmental economics and World Trade (IUW), World Agroforestry Center (ICRAF), Sokoine University of Agriculture (SUA), University of Dar es Salaam, Ministry of Agriculture and Food Security Tanzania Managed by: St. Sieber, G. Uckert, H. Hoffmann (SO), K. Tscherning (Directorate) Partners cooperating: International Food Policy Research Institute (IFPRI), Wuppertal Institute (WI), Institute for Environmental economics and World Trade (IUW), World Agroforestry Center (ICRAF), Sokoine University of Agriculture (SUA), University of Dar es Salaam, Ministry of Agriculture and Food Security Tanzania Fig. 1: Sonnenblumenfeld in Morogoro. Sunflower field in Morogoro. Projektansatz Das Better-iS Projekt kombiniert Methoden der top-down Modellierung zur szenariobasierten Simulation globaler Auswirkungen auf Wertschöpfungsketten im Biokraftstoffsektor mit bottom-up organisierten, nachhaltigkeitsorientierten Verträglichkeitsprüfungen. Die Ergebnisse werden zu einem Informationssystem zusammengefasst, welches allen beteiligten Gruppen von Akteuren und Entscheidungsträgern zugänglich sein wird. Durch die Analyse der kompletten Wertschöpfungsketten inklusiver ihrer Nebenprodukte wird die Nachhaltigkeit bestimmter Produktions- und Konsumptionswege vergleichend bewertet. Diese Abschätzungen berücksichtigen szenariobasierte ex-ante Simulationen zukünftiger Einflussfaktoren durch globale Triebkräfte, namentlich wahrscheinliche Auswirkungen des Klimawandels als auch Produktionspotenziale von biogenen Materialen und Konsummuster von Biomasse und Bioenergie. Insbesondere wird durch Better-iS die Entwicklungsmöglichkeiten des dezentralen Energieproduktionssystems der Multi Functional Platforms (MFPs) analysiert. Diese bestehen aus einem pflanzenöltauglichen Verbrennungsmotor, der Geräte wie Generatoren, Ölpressen, Getreidemühlen oder Wasserpumpen antreibt. Neben den im Focus stehenden dezentralen Lösungen wird auch die Bereitstellung von Biomasse über große Plantagen betrachtet. Hierbei werden Daten zu ökologischen, sozialen und ökonomischen Nebenentwicklungen zahlreicher Produktionsketten erhoben, analysiert und als Datenbank zur Prognose von wahrscheinlichen Zukunftstrends und sinnvollen Politik Szenarios verwendet. Ausgangssituation Im subsaharischen Afrika gewinnt die mögliche Produktion flüssiger Biokraftstoffe als Substitut für fossile Kraftstoffe zunehmend an Bedeutung. Angetrieben durch eine globale Goldgräberstimmung fördern involvierte Akteure massiv die Erschließung von Produktions- und Verarbeitungsstandorten von Biotreibstoffen entweder für den lokalen Verbrauch oder für den Export auf internationale Märkte. Die Optionen für Letzteres reichen von kleinbäuerlicher Subsistenzproduktion (Outgrower) und ländlichen Kooperativen bis hin zur großen profit- und exportorientierten Plantagenwirtschaft. Diese Vielfalt gilt auch für Energiepflanzen mit unterschiedlichsten Ansprüchen an Standorte und Rahmenbedingungen. Viele Institutionen in Tansania fördern und verbessern momentan Vorhaben, um die an den Wertschöpfungsketten beteiligte Akteure optimaler zu Approach of the project The Better-iS project combines methods of top-down modelling to simulate scenario-based global implications for bio fuel value chains and bottom-up sustainability impact assessments. The findings will be merged to an information system, which will be accessible to all groups of involved actors and decision makers. By analysing overarching value chains including the various by-products, the sustainability of certain production and consumption pathways will be comparatively assessed. These assessments take into account scenario-based ex-ante simulations on future implications through relevant global drivers; in particular most likely impacts of climate change as well as the production potential of feedstock and consumption patterns of biomass and bioenergy. In detail, Better-iS analyses especially the viability of decentralised energy production with Multi Functional Platforms (MFPs). They consist of a combustion engine and a generator using straight vegetable oils (SVOs). Contrary to small scale options, large scale plantations or outgrower schemes will be taken into consideration as alternative pathway. Data about the ecological, social and economic spinoffs of several production chains will be gathered, analysed and used as database for the prediction of most likely future trends and advisable policy scenarios. Initial situation In Sub-Sahara Africa, the possibility to benefit from the production of liquid biofuels as possible substitute for fossil fuels has gained importance. Due to the global gold rush, involved actors push the development of biofuel production sites and processing facilities, either for local consumption or for export to international markets. Latter options range from subsistence production and small scale cooperatives in rural areas to large scale profit and export orientated plantations. This divergence also accounts for energy crops with diverse claims on production and site conditions. Various institutions in Tanzania enhance and foster currently processes to better guide Fig. 2: Multi Functional Platform basierend auf Biodiesel. Multi Functional Platform based on biofuel

15 Programm 1 Programme 1 beraten. Insbesondere ist eine integrierte Betrachtung, welche die ökonomischen, ökologischen und sozialen Auswirkungen einbezieht, unabdingbare Voraussetzung für eine nachhaltige Entwicklung. Das Better-iS Projekt möchte somit die Auswirkung der neuesten Erkenntnisse der Wertschöpfungsketten von Energiepflanzen und Anbausystemen auf die Entscheidungsfindung auf lokaler wie auch nationaler Ebene verbessern. Bisher erzielte Ergebnisse Better-iS startete Anfang 2009 und inzwischen wurde die Zusammenarbeit mit afrikanischen Partnern etabliert sowie die Region Morogoro als Untersuchungsraum für die Feldstudien ausgewählt. Weiterhin wurden detaillierte Anforderungen an die Analyse und die Ergebnisdarstellung formuliert und Kooperationspartner wie lokale Institutionen, NROs und Behörden eingebunden. Insbesondere wird, durch eine enge Zusammenarbeit mit tansanischen Master- Studenten, die Capacity building Strategie des Projektes derzeit optimiert. Die endgültigen Bestandteile des Informationssystems wurden bereits Ende 2009 definiert. and consult involved actors of energy crop-value chains. In particular, integrated assessments taking account ecological, economic and social impacts are indispensable requisite for sustainable development. The project Better-iS will contribute to improve the outreach of new findings adequate value chains of energy crops and cropping systems for local and national policy decision-making. Major results achieved Better-iS started at the beginning of The collaboration with African partners has been established and the case study region in Morogoro has been defined. Input needs for analysis and the output could be defined in detail. The counterparts as local institutions, NGOs and public authorities have been identified. In particular, the project team is currently establishing the collaboration with Tanzanian Master Students to optimise the capacity building strategy of the project. The output products for the information system will be expected to be defined by end of Fig. 4: Sisal-Plantage in Morogoro. Sisal plantation in Morogoro. Erwartete Auswirkungen Nachhaltige politische Biokraftstoffstrategien etablieren sich derzeit in Tanzania. Better-iS wird, durch die Bereitstellung eines Informationssystems zur Entscheidungsfindung, diesen Prozess auf lokaler wie nationaler Ebene unterstützen. Diese Entscheidungshilfe wird auf einem empirischen Datenstock basieren, welcher eine Abschätzung von nachhaltigkeitsorientiertes Auswirkungen verschiedener Typen von Wertschöpfungsketten ermöglichen wird. Durch die Durchführung gestaffelter Workshops sollen Stakeholder auf verschieden Ebenen in der Schaffung von Kapazitäten unterstützt werden. Die Aus- und Weiterbildung von Masterstudenten verschiedener Fakultäten (Sozial- und Ingenieurswissenschaften, Forstund Landwirtschaft, Ressourcenmanagement) soll im Rahmen der Wertschöpfungsketten einiger Biokraftstoffe beaufsichtigt werden. Hierbei profitieren alle Better-iS Projektpartner von der Zusammenarbeit mit der Universität von Dar es Salaam und der Sokoine University of Agriculture (SUA) in Morogoro. Expected impact Sustainable biofuel policy strategies are about to be established in Tanzania. Better-iS will provide an information system to better support the policy decision making at local and national scale. Decision support is based on an empiric data basis which will allow assessing sustainability impacts of different types of identified value chains. Capacity building will be conducted for selected stakeholder groups in Tanzania. A group of different Master students from various scientific disciplines (e. g. Engineering, Crop Science, Forestry) will be supervised in the frame of biofuel value chains. All partners of Better-iS will benefit from the close collaboration with Sokoine University of Agriculture and the University of Dar es Salaam. Literatur / References FAO (2008): The state of food and Agriculture. Biofuels: Prospects, risks and opportunities. Downloadable via: ftp:// ftp.fao. org/docrep/fao/011/i0100e/i0100e.pdf (Last Access: ) Peskett, L. et al. (2007): Biofuels, agriculture and poverty reduction. ODI. Downloadable via download/78.pdf. (Last Access: ) Sawe, E.N. (2008): Decentralized rural electrification through liquid biofuel powered Multifunctional Platforms (MFPs). Some lessons and experiences from TaTEDO pilot project. In: TaTEDO Newsletter 6/2008, S Sulle, E. & F. Nelson (2009): Biofuels, land access and rural livelihoods in Tanzania. IIED, London. Downloadable via: iied.org/pubs/pdfs/12560iied.pdf (Last Access: ). Fig. 3: Mobile Kraftstoffstation in Tanzania. Mobile gasoline station in Tanzania

16 Programm 2 Programme 2 Programm 2: Produktivität von Landschaften Programmverantwortung: Dr. Armin Werner Die Leistungen und auch ökologisch wie wirtschaftlich relevanten Wirkungen der in Agrarlandschaften realisierten Nutzungen basieren auf der verfügbaren bzw. der potenziell entwickelbaren Produktivität der Standorte und der mit ihnen verknüpften Ökosysteme. Die Nutzungen selber entstehen dabei primär entsprechend den biologischen Potenzialen der Kulturpflanzen und Nutztiere, den jeweiligen standörtlichen Eigenschaften sowie den verfügbaren technischen Möglichkeiten. Auf die Nutzungsentwicklung wirken aber zudem die ökonomischen und administrativen Rahmenbedingungen, die mit den gesellschaftlichen Präferenzen und Ansprüchen gekoppelt sind (s. Programme 1 und 4). Des Weiteren stehen die Nutzungssysteme bezüglich ihrer Häufigkeit wie ihrer räumlichen Verteilungen entsprechend ihren unterschiedlichen ökonomischen, betriebsorganisatorischen sowie strukturellen Vorteilen in einem regionalen wie innerbetrieblichen Wettbewerb. Das Ergebnis ist eine selbstorganisierte Optimierung der Landschaftsnutzung, die durch Bereitstellung von anderen Nutzungssystemen, besseren Informationen, eindeutigen Zielvorgaben und neuen Gestaltungsprinzipien beeinflusst werden kann. Dagegen wird das Spektrum der möglichen Nutzungen in der mittelbaren Zukunft (5 15a) neben den sich verändernden natürlichen und sozioöko-nomischen Rahmenbedingungen geprägt durch die aktuell bzw. zukünftig verfügbaren wissenschaftlichen Erkenntnisse und technischen Lösungen. Insbesondere das Verständnis für die Prozesse der Ertrags- und Qualitätsbildung landwirtschaftlicher Erzeugnisse auf Bestandes- und Landschaftsebene, deren Begleiteffekte sowie die Beeinflussbarkeit der Nutzungssysteme muss gefördert werden. Zudem sind für wissenschaftliche Wirkungsanalysen an diesen Nutzungssystemen sowie für modellgestützte Szenarioanalysen und politisch-administrativ ausgerichtete Beratungsleistungen die sich abzeichnenden Techniken und Nutzungssysteme zu identifizieren sowie neue zu entwickeln. Von diesen Nutzungssystemen müssen die prozessbasierten Grundlagen, die Gestaltungsprinzipien sowie ihre Aufwands-Leistungs- Relationen standortbezogen untersucht und in geeigneten Modellen formalisiert werden. Da bei der Neuentwicklung von Nutzungssystemen noch Ergebnisse unter langjähriger Praxisanwendung fehlen, müssen auch Methoden entwickelt werden, mit denen einige Systemdaten ex ante generiert werden können. Die grundständigen wissenschaftlichen Arbeiten in diesem Programm 2 der ZALF-Forschung sollen helfen, Antworten auf Fragen zur Produktivität von Agrarlandschaften und zur Umsetzung dieser Eigenschaften mit den Nutzungssystemen (Acker, Grünland, Wald, Nichtproduktionsflächen) zu geben. Programme 2: Productivity of landscapes Responsible for the programme: Dr. Armin Werner Not only the services but also the ecologically and economically relevant effects of the uses realised in agricultural landscapes are based on the available or potentially developable productivity of sites and their associated ecosystems. Actual uses primarily arise in accordance with the biological potentials of the crops and livestock, the respective site-specific features and the technical possibilities available. However, the basic economic and administrative conditions, coupled to social preferences and demands, also affect the development of use (see Programmes 1 and 4). Furthermore, use systems are also in regional and intra-farm competition with one another with regard to their frequency and spatial distribution according to their different economic, business-operational and structural advantages. The result is a self-organised optimisation of land use, which can be influenced by the provision of other use systems, better information, clear objectives and new formal principles. On the other hand, the range of potential uses will be characterised in the near future (5 15a) not only by the changing basic natural and socio-economic conditions but also by the scientific knowledge and technical solutions available at present or in future. In particular, understanding of the processes of the formation of yield and quality of agricultural products must be promoted at the crop and landscape level, as well as their concomitant effects and the ability of use systems to be influenced. More-over, the emerging techniques and use systems have to be identified and newly developed for scientific impact analyses of these use systems and model-based scenario analyses and political / administrative oriented advisory services. Of these use systems, the process-based foundations, formal principles and their benefit-performance relations need to be investigated related to the site and formalised in suitable models. Since results from long-term practical applications are lacking in the new development of use systems, methods that can be used to generate some system data ex ante also need to be developed. The fundamental scientific work in Programme 2 of ZALF research should help to provide answers to questions on the productivity of agricultural landscapes and the transfer of these features with the use systems (arable land, grass land, forest, non-productive areas)

17 Programm 2 Programme 2 Mit den Forschungsaktivitäten im Programm 2 Produktivität von Landschaften werden wesentliche Aspekte in den Grundlagen wie in der Entwicklung von Nutzungssystemen sowie deren modellgestützte Systematisierung bearbeitet. Diese Projekte liefern Erkenntnisse zu den naturalen Leistungen und Effekten der Landnutzung, der Möglichkeiten ihrer Beeinflussung sowie u.a. daraus abgeleitet neue Nutzungssysteme. Damit werden Grundlagen für entsprechende Potenzial- und Wirkungsanalysen dieser Nutzungssysteme sowie für Konzepte zur Landschaftsnutzung geschaffen (s. Programme 1, 3, 4). Important aspects are processed in the foundations and development of use systems and their model-based systematisation within the research activities in Programme 2 Productivity of landscapes. These projects provide knowledge on the natural benefits and effects of land use, the possibilities of influencing them and new use systems derived from them. Thus the foundations are laid for suitable potential and impact analyses of these use systems and for landscape use concepts (see Programmes 1, 3, 4). Fig. 1: Bodenprobenahme nach der Endernte durch die Mitarbeiter der Forschungsstation, Staff from the research station taking soil samples after harvesting, 14 October Beispielsprojekt: Biomasseerträge von Ein- und Zweikultur-Nutzungssystemen mit und ohne Beregnung zur Produktion von Biogas Laufzeit: , Finanzierung: BMELV über die Fachagentur Nach-wachsende Rohstoffe (FNR), Gülzow, im Rahmen des Verbundvorhabens Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die land-wirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands (EVA I, EVA II). Bearbeiter: J. Hufnagel, G. Rosner, N. Papke Kooperationspartner, extern: Julius-Kühn-Institut (JKI), Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde, Braunschweig; Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg (LTZ), Rheinstetten Hintergrund Hohe und stabile Biomasseerträge sind eine wesentliche Voraussetzung für eine ökonomische Produktion von Biogas. Um die Produktion von Biomasse an einem Standort pro Jahr zu erhöhen, wird als Alternative zum Einkulturnutzungssystem (EKNS) von Fachleuten das Zweikulturnutzungssystem (ZKNS) vorgeschlagen. In diesem System wird nicht nur eine Frucht pro Jahr angebaut, sondern zwei: auf eine im Herbst gesäte Winterfrucht (= Erstfrucht, z.b. Wintergetreide), die im Zeitraum Mitte Mai bis Mitte Juni als Ganzpflanze für Silage geerntet wird, folgt eine Sommerfrucht (= Zweitfrucht, z.b. Mais). Aus pflanzenbaulicher Sicht hat das ZKNS noch weitere Vorteile: Neben einer hohen Flächenproduktivität gewährleistet es eine ganzjährige Bodenbedeckung, die Erosion und Nährstoffausträge minimiert, es erlaubt eine flexiblere Gärrestausbringung und es kann genutzt werden, um die Fruchtartenvielfalt zu erhöhen. Das ZKNS ist dem EKNS jedoch nur dann überlegen, wenn die höheren Produktionskosten, die im ZKNS beim Anbau von zwei Fruchtarten anfallen, durch höhere Biomasseerträge kompensiert Exemplary project: Biomass yields from mono-cropping and double-cropping systems with and without irrigation for the production of biogas Term of Project: , financed by: Federal Ministry of Food, Agriculture and Consumer Protection (BMELV) supervised by the Agency of Renewable Resources (FNR) e.v., Gülzow, within the joint research project Development and Comparison of Optimised Cropping Systems for Agricultural Production of Energy Crops under Different Site Conditions in Germany (EVA I, EVA II). Scientific staff: J. Hufnagel, G. Rosner, N. Papke Partners cooperating, external: Institute of Crop and Soil Science of Julius Kühn-Institut (JKI), Braunschweig; Center for Agricultural Technology Augustenberg Forchheim (LTZ) Background High, stable biomass yields are an essential basis for the economic production of biogas. In order to increase the annual production of biomass at a site, experts propose using the double-cropping system (DC) as an alternative to the mono-cropping system (MC). In the double-cropping system, two crops rather than one are grown each year: a winter crop sown in autumn (= first crop, e.g. winter grain), harvested between mid-may and mid-june as whole plant for silage, is followed by a summer crop (= second crop, e.g. maize). From a crop production perspective, DC has further advantages over MC: in addition to a high degree of output per unit of area, DC ensures the soil is covered all year round, minimising erosion and nutrient exports. It also enables digestate to be applied more flexibly, and can be used to enhance crop diversity. DC is only superior to MC, however, if the higher production costs involved in DC to grow two species of crop can be compensated by higher biomass yields. Whether this is the case depends mainly on if the second crop can establish itself quickly and reliably. If this is not the case, the agriculturalist would renounce significant yield increases at a time when productivity is at its highest. The determining factor for the reliable establishment of the second crop is whether it has an adequate supply of water from May to June. The second crop may suffer from emergence problems if arid sites, characterised by soils with a low water storage capacity, shallowness, low annual precipitation and distinct early summer drought, are not irrigated: once the winter crop has been harvested, the soil water is often depleted, and precipitation cannot be guaranteed at Fig. 2: Rispe der Futterhirse, Sorghum, 11 September Fig. 3: Winterroggen-Ganzpflanzenernte , reihengenaue Ernte. Winter rye whole plant harvest on 2 June 2009, harvesting row by row

18 Programm 2 Programme 2 werden können. Ob dies gelingt, hängt wesentlich davon ab, ob die Zweitfrucht sicher und rasch etabliert werden kann. Ist dies nicht der Fall, verzichtet der Landwirt in einer Zeit höchster Produktivität auf wesentliche Ertragszuwächse. Der entscheidende Faktor für eine sichere Etablierung der Zweitfrucht ist eine ausreichende Wasserversorgung in der Zeit von Mai bis Juni. Auf Trockenstandorten, gekennzeichnet durch Böden mit geringem Wasserspeichervermögen, Flachgründigkeit, niedrige Jahresniederschläge und einer ausgeprägte Frühsommertrockenheit, kann es ohne Beregnung zu Auflaufproblemen der Zweitfrucht führen: nach der Ernte der Winterfrucht ist das Bodenwasser häufig erschöpft und Niederschläge in dieser Zeit sind unsicher. Aus den genannten Gründen werden auf diesen Standorten traditionell EKNS angebaut. Die Aufgabe des hier vorgestellten Projektes war es, in Feldversuchen zu prüfen, ob und unter welchen Bedingungen das ZKNS dem EKNS auf Trockenstandorten überlegen ist und welche Rolle einer Bewässerung zukommen kann. Methoden Die drei Versuchsstandorte des Projektes liegen im Rheingraben (LTZ, Forchheim), in der Norddeutschen Tiefebene (JKI, Braunschweig) sowie im Osten Brandenburgs (ZALF, Müncheberg). An allen Standorten liegen die mittleren Jahresniederschläge unter 750 mm, die Böden der jeweiligen Versuchsflächen sind mittel bis flachgründig. Alle Prüforte gelten als Trockenstandorte und werden für bestimmte Kulturen als beregnungswürdig eingestuft. Im EKNS wurden als Hauptfrüchte getestet: Mais (in 4 von 4 Jahren), Futterhirse (4/4), eine Sudangrashybride (2/4) und Sonnenblume (2/4). Im ZKNS wurden als Erstfrüchte (Winterfrüchte) getestet: Welsches Weidelgras (2/4) und Winterroggen (4/4); als Zweitfrüchte wurden getestet (Sommerfrüchte): Mais (4/4), Sonnenblume (2/4), Futterhirse (4/4) und eine Sudangrashybride (2/4). Im ZKNS wurde die Erntezeit der Erstfrüchte und somit auch die Saatzeit der Zweitfrüchte variiert: 2006 und 2007 folgten die Zweitfrüchte Mais, Sonnenblume und Futterhirse einheitlich einem früh (Mitte Mai) geerntetem Winterroggen bzw. Welschem Weidelgras; 2008 und 2009 folgten die Zweitfrüchte Mais, Futterhirse, Sudangras und Futterhirse sowohl einem früh (Anfang Mai) als auch einem spät (Mitte Juni) geernteten Winterroggen. In den Versuchen wurden zwei Bewässerungsregime geprüft: In der Variante Optimal wurde bewässert, sobald die Bodenfeuchte (nfk) unter 50 % absank, in der Variante Minimal nur dann, wenn anhaltende Trockenheit zu einem Verlust der Kultur geführt hätte. Die Prognose der Bodenfeuchte und die Bewässerungssteuerung basierte auf dem vom Deutschen Wetterdienst entwickelten Programm Agrowetter. Bewässert wurde mit einer Tröpfchenbewässerungsanlage. Bei der Ernte wurden an den Kulturen folgende Parameter erhoben: Frisch- und Trockenmasseertrag, Rohfett-, Rohasche-, Rohprotein, Rohfaser-, NfE-Gehalte sowie die Nährstoffgehalte von N, P, K, Mg und Ca. Im Boden wurden die Gehalte an Ct, Nt, P, K, Mg, ph bestimmt. Die Entzüge an N, P und K sowie der Methanertrag wurden berechnet. Zum Monitoring des Wachstumsverlaufes wurden 3 Zwischenernten durchgeführt. Die Bewirtschaftungsmaßnahmen wurden dokumentiert und die Bestände regelmäßig bonitiert. this time of the year. For these reasons, MC is traditionally used on such sites. The objective of the project described here was to conduct field experiments to test whether, and under which conditions, DC is preferable to MC on arid sites, and to find out which role irrigation can play. Methods The three test sites within the project are located in the Rhine rift (LTZ, Forchheim), the North German Plain (JKI, Braunschweig) and in East Brandenburg (ZALF, Müncheberg). The average annual precipitation at all three sites is below 750 mm. The soils of the test areas are medium-deep to shallow. All of the test sites are considered to be arid sites, and are classified as in need of irrigation for certain crops. In MC, the following main crops were tested: maize (in 4 out of 4 years), sorghum (4 / 4), a sudan grass hybrid (2 / 4) and sunflower (2 / 4). In DC, the following were tested as first crops (winter crops): Italian ryegrass (2 / 4) and winter rye (4 / 4). The following were tested as second crops (summer crops): maize (4 / 4), sunflower (2 / 4), sorghum (4 / 4) and a sudan grass hybrid (2 / 4). In DC, the harvest time of the first crops, and therefore also the sowing time of the second crops, was varied: in 2006 and 2007, early harvested (mid-may) winter rye and Italian ryegrass were followed by the second crops maize, sunflower and sorghum. In 2008 and 2009, early harvested (beginning of May) and late harvested (mid-june) winter rye was followed by the second crops maize, sudan grass and sorghum. Two irrigation regimes were tested in the experiments: in the optimal variant, irrigation was applied as soon as the soil moisture (nfk) dropped to below 50 %; in the minimal variant, irrigation was only applied when prolonged drought would have led to the loss of the crop. The prediction of the soil moisture and irrigation control was based on the Agrowetter programme, devised by the Deutscher Wetterdienst. Irrigation was carried out using a drip irrigation plant. During harvest, the following parameters of the crop were captured: fresh and dry matter yield, crude fat, crude ash, crude protein, crude fibre and NfE contents, as well as the nutrient contents of N, P, K, Mg and Ca. The contents of Ct, Nt, P, K, Mg, ph in the soil were also determined. The withdrawals of N, P and K and the methane yield were calculated. Three intermediate harvests were conducted to monitor growth patterns. The agricultural measures were documented, and stocks were evaluated regularly. Fig. 4: Futterhirse, Sonnenblume und Mais ohne Bewässerung im Einkulturnutzungssystem. Sorghum, sunflower and maize without irrigation in the mono-cropping system. Fig. 5: Futterhirse, Sonnenblume und Mais mit Bewässerung im Einkulturnutzungssystem. Sorghum, sunflower and maize with irrigation in the mono-cropping system

19 Programm 2 Programme 2 Fig. 6: Trockenmasseerträge (t/ha) von Einund Zweikulturnutzungssystem (Winterroggen mit Mais, bzw. Hirse bzw. Sudangras) ohne (links) und mit Bewässerung, Dry matter yields (t/ha) from mono-cropping and double-cropping systems (winter rye with maize, sorghum or sudan grass) without (left) and with irrigation, Ergebnisse Nachfolgend werden die wichtigsten Versuchsergebnisse für den Standort Müncheberg dargestellt. Die Ergebnisse über alle Versuchstandorte werden derzeit für eine Publikation mit obigen Kooperationspartnern ausgewertet. Im EKNS ohne Bewässerung erzielte Mais die höchsten Trockenmasseerträge je Hektar mit Werten zwischen 15,5 und 25,4 t. Die Erträge der Futterhirse lagen zwischen 12,9 und 17,4 t, die von Sudangras schwankten um 13 t. Sonnenblume erzielte die niedrigsten Erträge mit Werten zwischen 7,8 und 10,3 t. Im ZKNS ohne Bewässerung wurden als Gesamtertrag beider Fruchtarten Trockenmasseerträge je Hektar von bis zu 30 t erzielt. Die Erträge im ZKNS lagen zum Teil geringfügig, zum Teil erheblich (8 10 t ha -1 ) über den im EKNS erreichten Erträgen. Das ZKNS war immer dann dem EKNS erheblich überlegen, wenn die Erstfrucht spät (Mitte Juni) geerntet wurde und Erträge um die 10 t je Hektar erzielte und gleichzeitig die nachfolgende Sommerfrucht trotz später Saat nicht mit einem deutlichen Ertragsrückgang reagierte. Als Erstfrucht erzielte Winterroggen um bis zu 60 % höhere Erträge als Weidelgras. Die Ergebnisse belegen, dass am Standort Müncheberg das ZKNS aus ökonomischer Sicht am EKNS mit der Hauptfrucht Mais gemessen werden muss. Das Mais-EKNS war in beinahe allen Fällen dem ZKNS dann ebenbürtig bzw. sogar überlegen, wenn der Winterfrucht die Mitte Mai gesäten Sommerfrüchte Sonnenblume, Sudangras oder Futterhirse folgten, dies gilt gleichermaßen für die Varianten mit und ohne Bewässerung. Im ZKNS wurden nur dann höhere Erträge als im Mais-EKNS erzielt, wenn als Sommerfrucht Mais oder spät gesäte Futterhirse bzw. Sudangras folgte. Zusammengefasst kann gesagt werden, dass Hauptfruchtmais unabhängig von der Witterung sichere und stabile Erträge lieferte. Das ZKNS, insbesondere mit den Mitte Mai gesäten Sommerfrüchten Futterhirse, Sudangras und Sonnenblume erwies sich als witterungsanfälliger und riskanter als das EKNS, auch bei Bewässerung. Das Risiko in den ZKNS war dann deutlich geringer, wenn bereits mit der Erstfrucht Winterroggen hohe Trockenmasseerträge von bis zu 10 t je Hektar erzielt wurden. Auch in Fällen, in denen das ZKNS dem EKNS unterlegen ist, gibt es Gründe, Biomasse in ZKNS zu erzeugen: Erweiterung der Biodiversität, Verteilung des Ertragsrisikos auf mehrere Fruchtarten, Entzerrung von Arbeitsspitzen bei der Ernte und die Erweiterung von Zeiträumen und Flächen für die Ausbringung von Gärresten. Bewässerung erhöhte die Trockenmasseerträge im EKNS um bis zu 7,6 t je Hektar, im ZKNS um bis zu 9,1 t. Die Wirkung der Bewässerung war in trocknen Jahren (z. B. 2006) deutlicher als in feuchten (z. B. 2007). Am stärksten auf Bewässerung reagierte der Mais, gefolgt von Futterhirse und Sudangras. Der Sonnenblumenertrag wurde durch Bewässerung nur wenig beeinflusst. An dieser Stelle soll Results The most important results of the experiment for the Müncheberg site are presented below. The findings for all three test sites are currently being evaluated with the aforementioned cooperation partners for a publication. In MC without irrigation, maize achieved the highest dry matter yield per hectare, with values between 15.5 and 25.4 t. The sorghum yields ranged from 12.9 to 17.4 t, and those for sudan grass hovered around 13 t. Sunflower had the lowest yields, with values between 7.8 and 10.3 t. In DC without irrigation, dry matter yields per hectare of up to 30 t were achieved as the total yield of both crops. Some of the yields in DC were slightly higher, and others considerably higher (8 10 t ha -1 ) than those achieved in MC. DC was always considerably superior to MC when the first crop was harvested late (mid-june) and yields of around 10 t per hectare were achieved and, at the same time, the subsequent summer crop did not react with a considerable decrease in yield, despite late sowing. As the first crop, winter rye achieved up to 60 % higher yields than ryegrass. The findings prove that, from an economic perspective, DC has to be measured against MC with the main crop maize for the Müncheberg site. In almost all cases, the maize MC was on a par with, or even superior to, DC if the summer crops sown in mid- May sunflower, sudan grass or sorghum were followed by the winter crop. The same applies for the variants with and without irrigation. In DC, higher yields than in the maize MC were only achieved when the summer crops were maize or late-sown sorghum or sudangrass. Concluding, it could be said that the main crop maize produced reliable and stable yields regardless of the weather. Even with irrigation, DC proved to be more vulnerable to the weather and riskier than MC, in particular in the case of the summer crops sorghum sudan grass and sunflower sown in mid-may. The risk in DC was significantly lower if high dry matter yields of up to 10 t per hectare were already achieved with the first crop winter rye. Even in cases in which DC is inferior to MC, there are reasons for generating biomass in DC: to expand biodiversity, to spread the yield risk to several crop types, to balance out work peaks at harvest time, and to expand the periods and areas suitable for applying digestate. Irrigation increases the dry matter yields in MC by up to 7.6 t per hectare and by up to 9.1 t in DC. The impact of irrigation was much greater in dry years (such as 2006) than in wet years (e. g. 2007). Maize reacted most strongly to irrigation, followed by sorghum and sudan grass. The sunflower yield was influenced only slightly by irrigation. It should be pointed out at this point that irrigation makes a considerable contribution to the reliable establishment of DC, significantly reducing the risk of agricultural yields. Figs. 6 and 7 give an Fig. 7: Trockenmasseerträge (t/ha) von Einund Zweikulturnutzungssys-tem (Winterroggen mit Mais, bzw. Hirse bzw. Sudangras) ohne (links) und mit Bewässerung, Dry matter yields (t/ha) from mono-cropping and double-cropping systems (winter rye with maize, sorghum or sudan grass) without (left) and with irrigation,

20 Programm 2 Programme 2 Fig. 8: Theoretische Methanerträge (m 3 /ha) von Ein- und Zweikulturnutzungssystem (Winterroggen mit Mais, bzw. Hirse bzw. Sudangras) ohne (links) und mit Bewässerung, Theoretical methane yields (m 3 /ha) from monocropping and double-cropping systems (winter rye with maize, sorghum or sudan grass) without (left) and with irrigation, darauf hingewiesen werden, dass Bewässerung einen erheblichen Beitrag zur sicheren Etablierung von ZKNS leistet, was das Risiko von Ertragsausfällen deutlich reduziert. Einen Überblick über die Trockenmasseerträge der 2008 und 2009 geprüften Anbausysteme mit und ohne Bewässerung zeigen Fig. 6 und 7. Die Methanerträge folgen im Wesentlichen den Trockenmasseerträgen. Die Methanausbeute war abhängig von der Fruchtart, wobei Mais und Sonnenblumen deutlich höhere Ausbeuten als Sudangras und Hirse erreichten, sie wurde weder im Mittel der Jahre noch in den Einzeljahren durch Bewässerung signifikant beeinflusst. Die Methanerträge der 2008 und 2009 geprüften Anbausysteme zeigen Fig. 8 und 9. overview of the dry matter yields of the cropping systems tested in 2008 and 2009, with and without drip irrigation. The methane yields basically correspond to the dry matter yields. The methane yield was dependent on the type of crop, whereby maize and sunflower achieved considerably higher yields than sudan grass and sorghum. Irrigation did not have any significant impact on the methane yield, neither averaged out over the years nor over individual years. Figs. 8 and 9 show the methane yields for the cropping systems tested in 2008 and Literatur / References Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. (FNR) (Hrsg) Standortangepasste Anbausysteme für Energiepflanzen. Ergebnisse des Verbundprojektes Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands, EVA I. 116 S. Schittenhelm, S., Hufnagel, J., Arman, B., Toews, T Wasser für Energiepflanzen. DLZ Agrarmagazin 4 /2008: Toews, T., Schittenhelm, S Wirtschaftlichkeitsanalyse eines dreijährigen Versuchs zur Bewässerung von Biogasmais. Neue Landwirtschaft 4/2008. Fig. 9: Theoretische Methanerträge (m 3 /ha) von Ein- und Zweikulturnutzungssystem (Winterroggen mit Mais, bzw. Hirse bzw. Sudangras) ohne (links) und mit Bewässerung, Theoretical methane yields (m 3 /ha) from monocropping and double-cropping systems (winter rye with maize, sorghum or sudan grass) without (left) and with irrigation,