Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe

Transkript

1 Symposium Pachtkampf ums Maisfeld Freising Schafhof, Erweitertes Energiepflanzenspektrum und Fruchtfolgealternativen Dr. Bernhard Widmann Leiter Widmann Folie 1

2 Erweitertes Energiepflanzenspektrum und Fruchtfolgealternativen Gliederung Einführung Erweitertes Energiepflanzenspektrum Sorghum weitere Energiepflanzen Fruchtfolgealternativen Fazit Widmann, Fritz 11 P Fr 003 Folie 2

3 Mais die unübertroffene Biogaskultur? Vorzüge: sehr hohe Biomasse- und Methanhektarerträge kostengünstiges Substrat weites Sortenspektrum schlagkräftige Produktionstechnik gute Verwertbarkeit von Wirtschaftsdüngern Selbstverträglichkeit aber: Krankheits- und Schädlingsdruck Humuszehrung, Erosion kritische öffentliche Wahrnehmung der Bioenergie ( Vermaisung ) ergänzende Energiepflanzen und mehr Biodiversität Zeise, Fritz 11 P Ze 046 Folie 3

4 Forschungsschwerpunkte Energiepflanzen am TFZ Screening nach neuen Energiepflanzen: Produktionstechnik für Sorghum als Biogassubstrat, Sorghum-Kühletoleranz und -Trockenheitsresistenz, Sorghum für die Ethanolproduktion, Kulturauswahl für die späte Zweitfruchtstellung, Langzeiterhebungen zu Miscanthus Fruchtfolgeversuche: Entwicklung standortangepasster Fruchtfolgen, neue Anbausysteme und Dauerkulturen, Anbauberatung für die Praxis Schließung von Stoffkreisläufen: Optimierung der Gärrest-Düngung, Nachhaltigkeitsprüfung der Nutzungspfade BtL und Biogas, Treibhausgasemissionen Fritz 11 P Fr 003 Folie 4

5 Erweitertes Energiepflanzenspektrum und Fruchtfolgealternativen Gliederung Einführung Erweitertes Energiepflanzenspektrum Sorghum weitere Energiepflanzen Fruchtfolgealternativen Fazit Widmann, Fritz 11 P Fr 003 Folie 5

6 Sorghum Steckbrief trockenheitstolerantes Süßgras mit Abstammung aus den nordöstlichen Savannen Afrikas C4-Pflanze wirtschaftlich wichtigste Arten: Sorghum bicolor Sorghum sudanense Sorghum bicolor x Sorghum sudanense Verwertungsmöglichkeiten: Biogassubstrat Futtermittel (Silage, Grünschnitt, Beweidung) Ethanol aus stärkehaltigen Körnern Ethanol aus zuckerhaltigen Stängeln Nahrungsmittel (Melasse, glutenfreie Körner, Bier) stoffliche Nutzung (Besenhirse) Fritz, Zeise 11 P Fr 002 Folie 6

7 Sortensammlung Sorghum-Screening (ab 2005) USA Frankreich, Ungarn, Griechenland, Italien, Spanien Turkmenistan China Brasilien Sambia Argentinien Australien Sticksel, Roller 11 P Fr 005 Folie 7

8 Ertrag und TS-Gehalt von Sorghum im Vergleich zu Mais Sortenscreening Standort Straubing 2010 Trocken nmasseertrag 250 dt ha Besonderheiten 2010: Mais-Spätsaat litt mehr als Sorghum unter der trocknen heißen Phase im Juni/Juli geringe TS-Gehalte wegen langer nasskalter Periode im August/September bei massewüchsigen Sorten außerdem hohe lagerbedingte Ernteverluste Sorghum Mais frühe Saat Mais späte Saat angestrebter TM-Ertrag Biomass 150 Zerberus Freya Lussi % 40 Trockensubstanzgehalt optimaler TS-Gehalt Zeise 10 P Ze 051 Folie 8

9 Ertragssicherheit unter trockenen Bedingungen, Aholfing 2010 sehr weit reichendes Wurzelsystem Ausschöpfung des Bodenwasservorrats bei extremer Trockenheit: etagenweise Blattreduktion und Wachstumsstopp statt Absterben S. bic. x S. sud. Mais S. bicolor Zeise 10 P Ze 042 Folie 9

10 Bayernweiter Sortenvergleich: mehrjährige Ergebnisse 2008 bis 2010 Trockenmasseertrag 200 dt ha h g f ef de d c b a Biomass 150 Goliath Green Grazer Mithril 150 Herkules Top Silo Sucrosorgo 405 Zerberus Maja Standorte: Straubing Euerhausen Neuhof Almesbach einjährig zweijährig dreijährig Lussi a ab bc bcd cd d 120 e % 34 Trockensubstanzgehalt Zeise 11 P Ze 019 Folie 10

11 Anbaueignung von Sorghum in Süddeutschland auf der Basis von Klimadaten 1961 bis 1990 Quelle: TFZ und geoklim 2010 Fritz, Zeise, Widmann 11 L Wi 008 Folie 11

12 Anbaueignung von Sorghum in Süddeutschland im Zeitraum 2011 bis 2040 (Szenario A1B) Quelle: TFZ und geoklim 2010 Fritz, Zeise, Widmann 11 L Wi 009 Folie 12

13 Sorghum als Biogassubstrat Fazit Sorghum als Alternative insbesondere für trockenheitsgefährdete Lagen Gebiete mit Anbaurestriktionen für Mais (kein Wirt für Westlichen Maiswurzelbohrer) ähnelt dem Mais in Biomasseerträgen und Methanausbeuten Ansprüchen Habitus Akzeptanzproblem nicht gelöst Produktion: Einsatz vorhandener Technik züchterischer Handlungsbedarf: Frühreife Kühletoleranz Standfestigkeit Deiglmayr, Zeise 11 P Ze 020 Folie 13

14 Erweitertes Energiepflanzenspektrum und Fruchtfolgealternativen Gliederung Einführung Erweitertes Energiepflanzenspektrum Sorghum weitere Energiepflanzen Fruchtfolgealternativen Fazit Widmann, Fritz 11 P Fr 003 Folie 14

15 Neue Kulturen für mehr Biodiversität: Sommerungen Nutzungsmöglichkeiten: Flächenerträge gering, aber Humusmehrung kurze Vegetationszeit Bienenweide können Substratmangel ausgleichen Biogassubstrat vermeiden Erosion und Auswaschung Unkrautunterdrückung Amarant Buchweizen Quinoa Saflor Fritz, Deiglmayr 11 P Fr 006 Folie 15

16 Amarant, Quinoa und Buchweizen nach Roggen oder Kleegras TM-Ertrag 140 dt 120 ha ökologisch konventionell nach Roggen-GPS nach Kleegras 35 Ertrag Trockensubstanz 30 % Amarant Quinoa Buchweizen Kultur und Erntejahr Troc ckensubstanz Deiglmayr 11 P De 030 Folie 16

17 Neue Kulturen für mehr Biodiversität: Wickroggen und Durchwachsene Silphie Wickroggen (Mischkultur Winterroggen mit Zottelwicke) Nutzung als GPS-Getreide durch Leguminose Wicke geringerer N-Bedarf gute Unkrautunterdrückung höhere Flexibilität bzgl. Erntezeitpunkt langanhaltendes Blütenangebot Durchwachsene Silphie (Silphium perfoliatum) Dauerkultur mit hohen Pflanzgutkosten langfristige Festlegung Erträge von 110 bis über 200 dt TM/ha (TLL) lange Blühdauer noch ungeklärt: Langzeiterträge und Nutzungsdauer Pflanzengesundheit sowie Herkunfts-/Sortenwahl Fritz 11 P Fr 007 Folie 17

18 Erweitertes Energiepflanzenspektrum und Fruchtfolgealternativen Gliederung Einführung Erweitertes Energiepflanzenspektrum Sorghum weitere Energiepflanzen Fruchtfolgealternativen Fazit Widmann, Fritz 11 P Fr 003 Folie 18

19 Ziel: nachhaltige Ergänzung maisreicher Fruchtfolgen Anpassung an den Standort Ausgewogenheit zwischen Ökonomie und Ökologie Ausgleich der Humusbilanz Bodenfruchtbarkeit erhalten ganzjährige Bodenbedeckung Erhöhung der Biodiversität Blütenangebot in der Kulturlandschaft Fruchtfolgebezogene anstelle einzelpflanzenorientierter Bewertung Fritz 11 P Fr 009 Folie 19

20 Kumulierte Erträge aus Energiepflanzen-Fruchtfolgen über 3 Jahre im Verbundvorhaben EVA Versuchsstandort Ascha im Bayerischen Wald TM-Ertrag 600 dt500 ha Sorghum Wickroggen Mais Grünroggen Mais Weidelgras W.-Triticale Sorghum W.-Roggen Humussaldo Kleegras A B C Fruchtfolge Kleegras Kleegras/US S.-Gerste 1200 kg C 1000 ha Jährl. Humu ussaldo Mittelwerte aus den Zeiträumen und Deiglmayr 10 P De 019 Folie 20

21 Vielgliedrige Fruchtfolgen für Biogas Fazit Mais im Hauptfruchtanbau Basis für ertragsstarke Fruchtfolgen GPS-Getreide gute Ergänzung zu Mais, Zweit- oder Zwischenfruchtanbau im Anschluss Zweitfruchtanbau von Sorghum: in trockenen Jahren ähnlich Mais Risikostreuung durch unterschiedliche Anbauzeiträume unterschiedliche Kulturansprüche und -toleranzen Zwischenfrüchte und mehrjähriges Ackerfutter gleichen Humusbilanz aus mehr Biodiversität vielfältigere Kulturlandschaft verbesserte Akzeptanz der Bioenergie Fritz 11 P Fr 010 Folie 21

22 Erweitertes Energiepflanzenspektrum und Fruchtfolgealternativen Gliederung Einführung Erweitertes Energiepflanzenspektrum Sorghum weitere Energiepflanzen Fruchtfolgealternativen Fazit Widmann, Fritz 11 P Fr 003 Folie 22

23 Erweitertes Energiepflanzenspektrum und Fruchtfolgealternativen Fazit Mais setzt hohen Maßstab weites Spektrum an ergänzenden Energiepflanzen vorhanden vielgliedrige Fruchtfolgen weisen v. a. ökologische Vorteile auf großes Potenzial durch künftige Züchtung und produktionstechnische Optimierung Fritz, Widmann 11 P Fr 012 Folie 23

24 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Folie 24