Energiepflanzenfruchtfolgen auf sandigen Standorten

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1 Energiepflanzenfruchtfolgen auf sandigen Standorten Dr. G. Ebel und Dr. G. Barthelmes Referat Ackerbau und Grünland - Güterfelde

2 Gliederung Energiepflanzenanbau Projekt EVA Anbau und Ertragsleistung von Energiepflanzen Fazit und Ausblick

3 Projekt EVA Entwicklung und Vergleich des Biomassepflanzenanbaus zur Optimierung von standortangepassten Anbausystemen für Energiepflanzen in Fruchtfolgeregimen Förderung: Projektträger: Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. EVA 1: 03/ /2009 (FNR: ) EVA 2: 02/ /2012 (FNR: )

4 Interessensschwerpunkte Eignung verschiedener Pflanzenarten für für die die Biogaserzeugung und deren Einordnung in in die die Fruchtfolge standortbezogenes Ertragspotenzial (TM-; Methangasertrag) die die ökologische und ökonomische Bewertung Anbauempfehlungen für für die die Roggen-Kartoffel-Region Deutschlands

5 - Projekt EVA Gesamtkoordination Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Jena / Dornburg ( Ökologische Begleitforschung Leibnitz-Zentrum für Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung (ZALF) e.v. (BB) Ackerfutter und Grünland (NS, TH, BB, MV, BY) Mischanbau Mais/Hirse (BY, MV) Faktoreinsatz (TH, BY) Zweikulturen-Nutzungssystem 6 Standorte, Leitung Universität Kassel Fruchtfolgesysteme Thüringen (TH) Mecklenburg-Vorpommern (MV) Sachsen (SN) Bayern (BY) Baden-Württemberg (BW) Brandenburg (BB) Sachsen-Anhalt (ST) Niedersachsen (NS) Silierung und Gärversuche ATB Potsdam (BB) Gärrestdüngung (BY, BW, SN, TH, MV, NS) Vegetationszeitausnutzung (BB) Wasserversorgung (JKI, BW, ZALF) Ökonomische Begleitforschung Universität Gießen

6 Regionen und Versuchsstandorte EVA-Projekt Raps-C-Weizen-Region Futterbau-Veredlungsregion Standorte Teilprojekt 1 Standorte Teilprojekt 6 Teilprojekte 2-6 Körnermais-Sonnenblumen-Region Roggen-Kartoffel-Region E-Weizen-Region Standort Kreis Bodenart Ackerzahl Niederschlag mm Temperatur o C Ackerfutter-Wintergersten-Region der Vorgebirgslagen Güterfelde Potsdam Mittelmark D/lehmiger Sand ,1 Grafik: Koordinator TLL Jena

7 Standardfruchtfolgen für den Energiepflanzenanbau (Gärsubstrate und Marktfrüchte) FNR-Projekt (FKZ: ) Fruchtfolge Anlage 1: 2005 Anlage 2: 2006 Anlage 1: 2006 Anlage 2: 2007 Anlage 1: 2007 Anlage 2: 2008 Sommerroggen / Ölrettich (SZF) Mais Wintertriticale / Sorghum bicolor (SZF) Sudangras- Hybride Grünschnittroggen (WZF) / Mais (ZF) Wintertriticale Grundversuch (GV) Mais Grünschnittroggen (WZF) / Sudangras H(ZF) Wintertriticale / E. Weidelgras (SZF) Sommerroggen / Klee- bzw. Luzernegras Klee- bzw. Luzernegras Klee- bzw. Luzernegras Hafer Wintertriticale Winterraps Anlage 1: 2008 Anlage 2: 2009 Winterroggen Winterroggen Winterroggen Winterroggen Winterroggen zeitversetzt zwei Anlagen

8 Regionalfruchtfolgen für den Energiepflanzenanbau Standort Güterfelde FNR-Projekt (FKZ: ) Fruchtfolge Anlage 1: 2005 Anlage 2: 2006 Anlage 1: 2006 Anlage 2: 2007 Anlage 1: 2007 Anlage 2: 2008 Sommerroggen / Senf (SZF) Sonnenblume / Ölrettich (SZF) Topinamburkraut Lupine Erbsen Topinamburkraut Winterroggen / Sorghum bicolor (SZF) Regionalversuch (RV) - Brandenburg Wintertriticale / Sorghum bicolor (SZF) Topinamburkraut und -knolle Artengemisch (Hafer, Erbsen, Leindotter) Winterraps / Buchweizen (SZF/GD) Grünschnitt-roggen (WZF) / Sudangras H(ZF) Anlage 1: 2008 Anlage 2: 2009 Winterroggen Winterroggen Winterroggen Winterroggen

9 Wie hoch ist das Ertragspotenzial einzelner Pflanzenarten?

10 Ganzpflanzenertrag der Fruchtarten (Bsp.) innerhalb des Fruchtfolgeversuchs, Güterfelde, Mais Hauptfrüchte Sorghum (b. x s.) Nutzungsjahre 2005 bis bis 2007 Ganzpflanzen-TM-Ertrag (Mittel der Jahre) dt/ha % Spanne dt/ha Winterroggen 2007 / Wintertriticale 2006 bis Luzernegras 2007 / Kleegras 2006 / Sonnenblumen 2005 / Topinamburkraut 2005 bis

11 Standortvergleich - TM-Erträge von Sorghum (b.xs.) und Mais in Hauptfruchtstellung Trockenmasseertrag dt/ha Werlte Gülzow Güterfelde Trossin Dornburg Ascha Ettlingen NS MV BB SN TH BY BW Sudangrashybride 2005 Sudangrashybride 2006 Mais 2005 Mais 2006 Mais 2007 Dr. Arlett Nehring, TLL

12 Haupt- und Zweitfruchtanbau innerhalb des EVA-Fruchtfolgeversuchs; Güterfelde, 2006 und 2007 Ganzpflanzen-Trockenmasseertrag (dt/ha) Mais Sorghum (s.xb.) "Susu" Sorghum (s.xb.) "Lussi" Grünschnittroggen ZF-Anbau bisher keine signifikant höheren Mehrerträge gegenüber alleinigen HF-Anbau; ZF-Anbau eher für Standorte mit gesicherter Wasserversorgung (AZ > 40); Sorghum mögliche Ergänzung mit vergleichbarem Ertragsniveau wie Mais in Trockenjahren

13 Vergleich der Fruchtarten (Mittelwerte), Güterfelde, Humussaldo nach Vorgaben Cross Compliance und der Annahme einer Gärrestausbringung - Willms (2008); DB = Deckungsbeitrag nach Toews (2009) Hauptfrüchte - Ganzpflanzennutzung errechnete CH 4 -Ausbeute (Nl/ kg ots) % errechnete CH 4 -Ertrag (m³ CH 4 / ha) % Humussaldo kg C/ha DB /ha Mais Sorghum (b.xs.) Winterroggen Wintertriticale Luzernegras Kleegras Sonnenblumen Topinamburkraut

14 Zusammenfassung EVA - Anlage 1, Güterfelde ( ) Fruchtfolgen Summe relativ % 1 Trockenmasseertrag 2005 bis 2008 dt/ha Methanertrag 2005 bis 2008 m³/ha Summe relativ % Humus-Saldo kg C /ha nach CC mit Ausbringung von Gärresten ( ) Willms 2009 Summe relativ % Deckungsbeitrag 2005 bis 2008 /ha (nach Toews, 2009) DB Mittel/a relativ %

15 Zusammenfassung Biomasseertrag - Mais ertragsstärkste Fruchtart aber schlechteste Humusbilanz, - Sorghum kann insbesondere in Trockenjahren Ertragsvorteile gegenüber Mais ausweisen, - Zweitfruchtanbau ist für NO-Deutschland nur eingeschränkt zu empfehlen, - jahresabhängige Ertragsschwankungen bei der Flächenplanung berücksichtigen Fruchtarten wie Winterraps, Sonnenblumen, Topinamburkraut... sind auf Grund erhöhter Schwefel- bzw. Aschegehalte sowie niedriger TM-Gehalte zur Ernte für die Vergärung ungeeigneter

16 Empfehlungen für die Roggen-Kartoffel-Region kombinierte Fruchtfolgen: - mit Mais, Sorghum, Getreide (Winterroggen) für die Ganzpflanzennutzung - mit Marktfrüchten, Stroh verbleibt auf der Fläche - Integration standortangepasster Ackerfuttermischungen - Gärrestrückführung - Ziel: negative Humusbilanzen verhindern

17 Warum kombinierte Fruchtfolgen mit Pflanzen für die Gärsubstratbereitstellung und Marktfrüchten? Risikostreuung Unterbrechung von Krankheits- und Schädlingsketten Erosionsschutz (Zwischenfrüchte) - Bodenbedeckung im Winter Humusreproduktion Die Gestaltung von Fruchtfolgen gehört zur guten fachlichen Praxis. Mais als Monokultur ist pflanzenbaulich klar abzulehnen. Die Erfordernis der Einhaltung von Fruchtfolgen sowie das standorttypische Ertragsniveau sind bei der Flächenplanung für die Gärsubstratbereitstellung zu berücksichtigen

18 Flächeneinheit je Einheit installierte elektrische Leistung (ha kw/a) eigene Berechnung nach Karpenstein-Machan (2005) Gülle NawaRo Maisertrag-Ernte in dt TM/ha (bei TS 32%) Vorhandene in t FM/Tag in t FM/Tag Großvieheinheiten (GV) 500 Maisertrag-abzüglich 12% Verfahrensverluste in dt FM/ha kw GV ,26 0,92 0,67 0, GV ,23 0,89 0,65 0, GV ,19 0,87 0,64 0, GV ,13 0,82 0,60 0,50 gültig bei ausschließlicher GV ,96 0,70 0,51 0,43 Flächenbedarf je Einheit installierte elektrische Leistung (ha kw/a) 0,4 Mais-/Gülle- Fütterung Anlage A 0,5 MW elektr. 200 Anlage B 20 MW elektr ,

19 Flächenbedarf in ha Fruchtfolge- Anbauszenario (GS = Gärsubstrat) Anteil Biomassepflanzen in der FF (%) CH 4 -Ertrag im Vergleich zum Mais (%) LFN (ha kw/a) Anlage A 0,5 MW elektr. Anlage B 20 MW elektr. Mais als GS , % Getreide als MF + 50 % Mais als GS , % Getreide MF + 40 % Luzernegras (GS)+ 15 % Mais (GS) + 15 % Sorghum (GS) ,6 779 Fruchtfolgegestaltung erfordert einen deutlich höheren Flächenbedarf

20 Nachdenken über den sinnvollen Einsatz von Biomasse als Gärsubstrat Ziel: Reduktion der CO 2 -Emissionen durch den Einsatz EE d.h., CO 2 -emissionsarme Produktion von Biomasse d.h., aus volkswirtschaftlicher Sicht geringe Transportentfernungen Welche Anlagengrößen und Entfernungen der Ernteflächen sind sinnvoll für eine nachhaltige Bereitstellung von Biomasse? Es besteht die Notwendigkeit der Bedarfsplanung (Anlagenanzahl, -größe, Standorte) aus ökonomischer und nachhaltiger Sicht für Land/Region/Kreis

21 Dezentrale Anlagen landwirtschaftlicher Unternehmen ermöglichen am ehesten die Einhaltung von Fruchtfolgen, nachhaltige Kreislaufwirtschaft Gärrestausbringung gegenüber Reststoffverwertung ohne genaue Kenntnis des Herkunftsorts, Risikominimierung Einhaltung der Rechtsvorschriften, regionale Wertschöpfung im landwirtschaftlichen Sektor

22 Dank und - dem Bundesministerium für Ernährung, Verbraucherschutz - der Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe e.v. (FKZ: ; ) - Herrn Rainer Piontek, Herrn Meik Schmidt