Effiziente Düngung mit Gärresten in Energiepflanzen-Fruchtfolgen. Technologie- und Förderzentrum

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1 Pflanzenb. Verwertung von Gärrückständen aus Biogasanlagen FNR Fachtagung vom in Berlin Effiziente Düngung mit Gärresten in Energiepflanzen-Fruchtfolgen Beate und Maendy Fritz Technologie- und Förderzentrum Folie 1

2 Gliederung 1. Einleitung 2. Fragestellung 3. Großer Gärrestversuch Versuchsaufbau Ausgewählte Ergebnisse 4. Kleiner Gärrestversuch Versuchsaufbau Ausgewählte Ergebnisse 5. Fazit Folie 2

3 Einleitung Biogas Gärreste als anische Dünger Gärrückstände können als anische Dünger zurück aufs Feld gebracht werden Positive Eigenschaften geringer TS-Gehalt, somit hohe Fließfähigkeit höherer Anteil NH 4 -N direkt pflanzenverfügbar Kritische Eigenschaften Je nach Input-Substrat und Prozessführung können starke Nährstoffschwankungen vorkommen Hohe ph-werte in Verbindung mit hohem NH 4 -N erhöhen Risiko der NH 3 -Verluste Verlustarme Ausbringung erforderlich zum optimalen Zeitpunkt Folie 3

4 Fragestellungen zur Düngung mit Gärresten im EVA -Verbund Großer Gärrest: Vergleich verschiedener anischer N-Düngestufen mit eralischer oder unbehandelter Variante Werden mit der Unterstellung eines MDÄ von 7 % ausreichende Nährstoffmengen ausgebracht? Ertragsmaximierung aber imale THG-Emissionen und Nährstoffverluste Wie viel Gärrest für vergleichbare Mineraldünger-Erträge? Kleiner Gärrest: Vergleich eralischer, anischer und gemischter Düngung Ertragliche, ökonomische und ökologische Vorteile der Energiefruchtfolge Verbesserte Energiebilanz durch Mineraldüngerersatz mittels Gärrest? Folie 4

5 Beteiligte Standorte (29 212) NS Temp.: 9, C NS: 768 mm AZ: 4 (LFA) MV Temp.: 8,5 C NS: 559 mm AZ: 51 Trossin SN Temp.: 8,7 C NS: 596 mm AZ: 31 Gülzow Werlte (LWK NS) Dornburg (LfULG) (TLL) BW Temp.: 1,1 C NS: 75 mm AZ: 8 Ettlingen (LTZ) = THG-Messstandorte TH Temp.: 8,8 C NS: 596 mm AZ: 65 Ascha (TFZ) BY Temp.: 7,5 C NS: 87 mm AZ: 47 1 km Technologie- und För derzent rum Folie 5

6 Versuchsaufbau Großer Gärrest : Mais und regionale Alternative N-Düngevarianten aller Standorte und Kulturen: 1 % eralisch rest-n rest-n rest-n Zusätzliche N-Düngevarianten zu Mais in Ascha, Dornburg und Gülzow (THG-Messstandorte): % N-Düngung 5 % Gärrest-N 2 % Gärrest-N Mais: alle Standorte Weidelgras: BY, NS W.Triticale: TH, MV Shum: BW Folie 6

7 Nährstoffgehalte der verwendeten Gärreste (29 212) TS ph NH 4 N ges P K in % in % FM Min 1,5 7,3,1,18,2,13 Max 8,6 8,5,41,7,15,66 Ø 5,4 7,7,22,37,7,3 N-Sollwert standortüblich je Kultur Zur Berechnung des Nährstoffbedarfs je Kultur MDÄ = 7 % Keine Anrechnung von Verlusten (z. B. bei Ausbringung etc.) Folie 7

8 1 % Trockenmasse-Erträge (Mais 4-jährig; Alternativen 3-jährig) ohne # 5 % Gär # 2 % Gär # 1 % 1 % 1 % TM-Erträge 4 dt/ha 3 Mais Weidelgras W.Triticale Shum Minimum / Maximum alle Standorte BY + NS MV + TH BW # nur in BY, MV, TH (Klimagas-Messungen) Folie 8

9 er er er er N nach Ernte in -9 cm N -Gehalte nach Ernte kg/ha ohne N # 5 % Gär # 2 % Gär # Mais Weidelgras Wintertriticale Shum bicolor alle Standorte # nur in BY, TH, MV BY + NS TH + MV BW (Klimagas-Messungen) Folie 9

10 1 % 1 % TM-Erträge Stickstoffmengen GrGV Mais in Ascha erwarteter vs. erzielter Ertrag, N-Gabe, N 35 dt/ha 25 Ertragserwartung (TM-Ertrag) tatsächlich erzielter Trockenmasse-Ertrag N-Düngung (pflanzenverfügbares N, MDÄ 7 %) N nach Ernte in - 9 cm Bodentiefe 35 kg/ha und und 212 Folie 1

11 Kumulierter NH 3 Verlust Kumulierte NH 3 -Verluste nach Gärrestdüngung zu Mais kg N ha % 5 % Gär 5/5 /Gär 2 % Gär TH h 9 BY A. Seidel, Uni Kiel Zeit nach Gärrestausbringung Einarbeitung in BY Folie 11 Einarbeitung in TH

12 Kulturen der FF 3 im Kleinen Gärrestversuch (KlGV) Mais Energ. Roggen Hirse W.- Triticale Weidelgras W.- Weizen W-Weizen Mais E Roggen Hirse W.- Triticale Weidelgras W.- Weizen N-Düngevarianten: 1 % eralisch () rest () 5%. + 5 % Gärrest () Folie 12

13 TM-Erträge der Anlage II TM-Erträge der Anlage I TM Summierte TM-Erträge im KlGV der Anlage I und II 7 dt/ha dt/ha Ascha Dornburg Gülzow Mais W.Roggen S.bicolor x S.sudanense S.bicolor W.Triticale einj. Weidelgras Ettlingen Ascha Dornburg Gülzow Ettlingen Werlte Trossin Folie 13 Mais W.Roggen

14 Energieverbrauch Energie-Aufwand nach Kategorien (für Mais - Roggen - Shum) 15 GJ/ha Maschineneinsatz/herstellung Saatgutherstellung PSM-Herstellung Düngemittelherstellung Stromverbrauch C. Peter und M. Willms Anlage I Anlage II Zander, Folie 14

15 Energieaufwand/-ertrag/-saldo Energiebilanz = E.-Ertrag E.-Verbrauch ; Energieeffizienz 5 GJ/ha 4 Energieaufwand Energieertrag Energiesaldo 3,6 4,7 9, 2,7 4,3 8, C. Peter und M. Willms Anlage I Anlage II Zander Folie 15

16 Fazit Die rest-n Variante bei Mais und Shum signalisiert Düngereinsparungspotential auch bei Gärrestdüngung Durch Nichterreichen der Ertragserwartung Gefahr der Überdüngung und somit erhöhtem N -Gehalt nach Ernte (hier vor allem bei Mais) Optimale N-Versung insbesondere bei gemischter Düngung (. +.) Hohe ph-werte bei gleichzeitig hohem NH 4 -Anteil und eine verzögerte Einarbeitung führten zu höheren NH 3 -Verlusten, vor allem in Varianten mit hohen Gärrest-Gaben Energiesaldo (E.-Effizienz) vor allem durch Düngermittelherstellung beeinflusst: positiv in anischer (8,8) > gemischter (4,5) > eralischer (3,1) Variante Folie 16

17 Vielen Dank für die Förderung an das Bundesisterium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) sowie der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. (FNR) an alle beteiligten EVA-Projektpartner, insbesondere der TLL, der LFA, dem LTZ Augustenberg, der LfULG und der LWK NS sowie dem ZALF an das Kooperationsprojekt Potentiale zur Minderung der Entstehung von Klimagasen nach Gärrestdüngung für spannende Erkenntnisse für Ihre Aufmerksamkeit! Folie 17