Effiziente Verwertung von Gärresten
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- Karola Reuter
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1 Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft Effiziente Verwertung von Gärresten Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti
2 Nährstoffanfall aus Biogasanlagen Deutschland 2012: ca Biogasanlagen ca MW installierte el. Leistung nach BBD Bayern 130 kg N nfall je kw el ca t N in Biogasgärrest in D ( ca t N in Bayern) zum Vergleich 2010: Rindergülle t N Schweinegülle t N bei durchschnittlich 5,1 kg N je m 3!!! große Schwankungsbreite!!!!!! nur Mittelwert!!! ca. 82 Mio m 3 Biogasgärrest in D (Bayern ca. 17 Mio m 3 ) diese Nährstoffe gilt es effizient im Sinne eines möglichst geschlossenen Nährstoffkreislaufes wieder in die Pflanze zu bringen! Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 2
3 Effektiver Einsatz Voraussetzungen Kenntnis über : Nährstoffgehalte Eigenschaften der Gärprodukte Nährstoffwirkung der Gärprodukte Nährstoffkreislauf Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 3
4 Nährstoffgehalte nhaltswerte für Nährstoffgehalte Gärprodukte TS- Gehalt % N t (kg/m³) NH 4 (kg/m³) % des N t P 2 O 5 (kg/m³) K 2 O (kg/m³) Ø 6,5 5,1 3,2 63 2,3 5,5 Min. 2,9 2,4 1,4 58 0,9 2,0 Max. 13,2 9,1 6,8 75 6,0 10,9 Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 4
5 Nährstoffgehalte nhaltswerte für Nährstoffgehalte Gärprodukte separiert Ø us- gang TS- Gehalt % N t (kg/m³) NH 4 (kg/m³) % des N t P 2 O 5 (kg/m³) K 2 O (kg/m³) 6,5 5,1 3,2 63 2,3 5,5 flüssig 5,7 4,9 3,1 64 2,0 5,4 fest 24,3 5,8 2,7 47 5,0 5,8 Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 5
6 Nährstoffgehalte Gesamtstickstoffgehalt (kg/m 3 ) usbringmenge 30 m 3 : Düngermenge kg N/ha Biogasanlage Gesamtstickstoffgehalt (kg/m 3 ) usbringmenge 30 m 3 : Düngermenge kg N/ha Biogasanlage B Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 6
7 Zwischenfazit Nährstoffgehalte Nährstoffgehalte unterliegen größeren Schwankungen Mindestens eine Untersuchung der Gärprodukte bei Eigenausbringung und konstanter Substratzufuhr Bei bgabe der Gärprodukte aktuelle Untersuchungen an den Hauptabgabeterminen nach guter Homogenisierung Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 7
8 Effektiver Einsatz Voraussetzungen Kenntnis über : Nährstoffgehalte Eigenschaften der Gärprodukte Nährstoffwirkung der Gärprodukte Nährstoffkreislauf Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 8
9 Eigenschaften ph-werte von Gärprodukten Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 9
10 Eigenschaften ph-werte von Gärprodukten Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 10 BGR B 1 BGR G 1 BGR P 1 BGR P 1 BGR sep. fest G 2 BGR sep. fest P 1 BGR sep. fest P 1 BGR sep. flüssig G 2 BGR sep. flüssig Puch 1 BGR sep. flüssig Puch 1 BGR S 1 BGR sep. fest S 2 BGR S 2 BGR S 3 BGR Sh 4 Rindergülle B Rindergülle G Rindergülle L Rindergülle P Rindergülle S
11 usbringtechnik Eigenschaften Einfluss der usbringungstechnik auf Ertrag und Stickstoffentzug - Wintertriticale: 120 kg NH4-N/ha im Frühjahr und Beginn des Schossens; - Winterweizen: 120 kg NH4-N/ha im Frühjahr und Beginn des Schossens; - Silomais: vor Saat 120 kg NH4-N/ha mit sofortiger Einarbeitung, nach 3h und nach 24h sowie Schleppschuh;
12 usbringtechnik bei Wintergetreide Eigenschaften Einfluss der usbringungstechnik auf Trockenmasseertrag bei Wintertriticale GPS Trockenmasse e dt/ha VB BBCH Breitverteilung Schleppschlauch Schleppschuh Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 12
13 usbringtechnik bei Wintergetreide Eigenschaften Einfluss der usbringungstechnik auf Trockenmasseertrag bei Wintertriticale GPS Trockenmasse e dt/ha VB BBCH Breitverteilung Schleppschlauch Schleppschuh Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 13
14 Einarbeitung vor Mais Eigenschaften Silomais: Puch , Bayreuth ; 100% Mineraldüngeräquivalent (% des applizierten NH 4 -N) 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% Biogasgärrest 24h 20% 10% 0% Einarbeitung nach 24 h 3 h <1 h Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 14
15 Einarbeitung vor Mais Eigenschaften Silomais: Puch , Bayreuth ; 100% Mineraldüngeräquivalent (% des applizierten NH 4 -N) 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% Biogasgärrest 24h Biogasgärrest 3h 20% 10% 0% Einarbeitung nach 24 h 3 h <1 h Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 15
16 Einarbeitung vor Mais Eigenschaften Silomais: Puch , Bayreuth ; 100% Mineraldüngeräquivalent (% des applizierten NH 4 -N) 90% 80% 70% 60% 50% 40% Biogasgärrest 24h Biogasgärrest 3h Biogasgärrest <1h 30% 20% 10% 0% Einarbeitung nach 24 h 3 h <1 h Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 16
17 Effektiver Einsatz Voraussetzungen Kenntnis über : Nährstoffgehalte Eigenschaften der Gärprodukte Nährstoffwirkung der Gärprodukte Nährstoffkreislauf Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 17
18 Nährstoffwirkung Mineraldüngeräquivalent verschiedener organischer Dünger TM-Ertra ag (dt/ha) mineralisch ausgebrachte Menge NH 4 -N bzw. N mineralisch (kg/ha) Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 18
19 Nährstoffwirkung Mineraldüngeräquivalent verschiedener organischer Dünger 250 TM-Ertra ag (dt/ha) kg N/ha 120 kg NH 4 -N/ha Biogasgärrest mineralisch org. Dünger 85 kg N/ha : 120 kg NH 4 -N/ha 70 % MDÄ (vom NH 4 -N) ausgebrachte Menge NH 4 -N bzw. N mineralisch (kg/ha) 19
20 Nährstoffwirkung Mineraldüngeräquivalent verschiedener organischer Dünger (Biogasfruchtfolge Silomais, GPS, Weidelgras, Silomais; ) 90% 80% 70% 73 % 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Biogasgärrest Rindergülle Sep. flüssig Sep. fest Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 20
21 Nährstoffwirkung Mineraldüngeräquivalent verschiedener organischer Dünger (Biogasfruchtfolge Silomais, GPS, Weidelgras, Silomais; ) 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 73 % 63 % 0% Biogasgärrest Rindergülle Sep. flüssig Sep. fest Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 21
22 Nährstoffwirkung Mineraldüngeräquivalent verschiedener organischer Dünger (Biogasfruchtfolge Silomais, GPS, Weidelgras, Silomais; ) 90% 80% 70% 73 % 63 % 76 % 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Biogasgärrest Rindergülle Sep. flüssig Sep. fest Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 22
23 Nährstoffwirkung Mineraldüngeräquivalent verschiedener organischer Dünger (Biogasfruchtfolge Silomais, GPS, Weidelgras, Silomais; ) 90% 80% 70% 73 % 63 % 76 % 60% 50% 40% 39 % 30% 20% 10% 0% Biogasgärrest Rindergülle Sep. flüssig Sep. fest Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 23
24 MDÄ von NH 4 -N nach Kulturart Nährstoffwirkung gerundeter Mittelwert der einzeln geprüften Kulturarten Puch, Bayreuth (TIW, WW, MS) Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 24
25 Effektiver Einsatz N-Inhibitoren Silomais BT ; Puch N-Entzug (kg/ha) TM-Ertrag 146 dt/ha 0 (unterschiedliche Buchstaben kennzeichnen Signifikanz; t-test p 0,05); Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 25
26 Effektiver Einsatz N-Inhibitoren Silomais BT ; Puch N-Entzug (kg/ha) TM-Ertrag 146 dt/ha TM-Ertrag 136 dt/ha (unterschiedliche Buchstaben kennzeichnen Signifikanz; t-test p 0,05); Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 26
27 Effektiver Einsatz N-Inhibitoren Silomais BT ; Puch TM-Ertrag 146 dt/ha TM-Ertrag 138 dt/ha TM-Ertrag 136 dt/ha N-Entzug (kg/ha) (unterschiedliche Buchstaben kennzeichnen Signifikanz; t-test p 0,05); Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 27
28 Effektiver Einsatz N-Inhibitoren Silomais BT ; Puch TM-Ertrag 146 dt/ha TM-Ertrag 142 dt/ha TM-Ertrag 138 dt/ha TM-Ertrag 136 dt/ha N-Entzug (kg/ha) (unterschiedliche Buchstaben kennzeichnen Signifikanz; t-test p 0,05); Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 28
29 Effektiver Einsatz N-Inhibitoren Winterweizen N-Entzug (k kg N/ha) Biogasgärrest Frühjahr Biogasgärrest nach DüV Herbst Biogasgärrest nach DüV Herbst + NI BGR feste Phase Frühjahr BGR feste Phase nach DüV Herbst Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 29
30 Effektiver Einsatz N-Inhibitoren Winterweizen N-Entzug (k kg N/ha) Biogasgärrest Frühjahr Biogasgärrest nach DüV Herbst Biogasgärrest nach DüV Herbst + NI BGR feste Phase Frühjahr BGR feste Phase nach DüV Herbst Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 30
31 Effektiver Einsatz N-Inhibitoren 120 Winterweizen Nmin im November N-Entzug (k kg N/ha) Nmin-Gehalt in 0-90 cm Bodentiefe (kg/ha) mmonium Nitrat B Biogasgärrest Frühjahr Biogasgärrest nach DüV Herbst 0 C Biogasgärrest nach DüV Herbst + NI Ohne Herbstdüngung Winterweizen B BGR feste Phase Frühjahr Biogasgärrest nach DüV Herbst BGR feste Phase nach DüV Herbst Biogasgärrest nach DüV Herbst + NI Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 31
32 Effektiver Einsatz N-Inhibitoren Winterweizen N-Entzug (k kg N/ha) B B 20 0 Biogasgärrest Frühjahr Biogasgärrest nach DüV Herbst Biogasgärrest nach DüV Herbst + NI BGR feste Phase Frühjahr BGR feste Phase nach DüV Herbst Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 32
33 Nährstoffwirkung Zwischenfazit: Die Mineraldüngeräquivalente hängen von der Kulturart und auch den Standorten ab sie können durch verlustarme usbringung bzw. sofortige Einarbeitung noch gesteigert werden N-Inhibitoren zeigen nur beim Einsatz zu Silomais bei frühen usbringterminen Vorteile Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 33
34 Effektiver Einsatz Voraussetzungen Kenntnis über : Nährstoffgehalte Eigenschaften der Gärprodukte Nährstoffwirkung der Gärprodukte Nährstoffkreislauf Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 34
35 Nährstoffkreislauf Stickstoff Biogasanlage 1 ha Silomais 220 kg N Lagerverluste 5 % = 11 kg N Max. N-Zukauf 101 kg/ha Vorgaben Düngeverordnung: + 60 kg N/ha im Ø der letzten 3 Düngejahre N-Bilanz - 41 kg Boden N- Rückführung: 179 kg N usbringverluste 14,3% = 30 kg N Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 35
36 Nährstoffkreislauf Phosphat Biogasanlage 1 ha Silomais 83 kg P 2 O 5 Lagerverluste 0 kg P 2 O 5 - uswaschung 0 kg P 2 O 5 Vorgaben Düngeverordnung: + 20 kg P 2 O 5 /ha im Ø der letzten 6 Düngejahre usbringverluste 0 kg P 2 O 5 -Bilanz: 0 kg P 2 O 5 Boden P 2 O 5 - Rückführung: 83 kg P 2 O 5 Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 36
37 Nährstoffkreislauf Beispielhafter Vergleich Mineral- und Gärproduktdüngung Silomais Puch (V 544) Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 37
38 Nährstoffkreislauf Beispielhafter Vergleich Mineral- und Gärproduktdüngung Silomais Puch (V 544) % + 30/60 KS 100% + 30/30 KS 100% + 60/60 KS 100% + 30 KS Ertrag TM dt t/ha % ohne min. Düngung min. Biogasgärrest org.+min. Düngung NH 4 -N + min. Stickstoff kg/ha Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 38
39 Nährstoffkreislauf Zwischenfazit: die von der Fläche abgefahrenen Nährstoffe können auf die Fläche zurückgefahren werden als nhaltswert können die Stickstoffverluste mit einem Zuschlag für die unvermeidbaren Stand- ortverluste in Form von Mineraldünger ersetzt werden usschließliche Düngung mit organischen Düngern kann zu hohen Nährstoffüberschüssen führen der Phosphatkreislauf ist bei Rückführung der Gärprodukte geschlossen Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 39
40 Danke für Ihre ufmerksamkeit Dr. Matthias Wendland, Fabian Lichti 40
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