Energie aus Wildpflanzen Potentiale für den Gewässerschutz

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1 Energie aus Wildpflanzen Potentiale für den Gewässerschutz Dr. Birgit Vollrath Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau (LWG) Abteilung Landespflege Veitshöchheim Mail: Vortrag am Seminar Wirkung und Folgen der Nutzung von Biomasse zur Biogasgewinnung auf Böden und Gewässer, in Suderburg

2 Gliederung Hintergrund Das Projekt Energie aus Wildpflanzen Potentiale für den Gewässerschutz Potentiale für den Arten- und Naturschutz Potentiale als Biogassubstrat Fazit, Einsatzbereiche

3 Ausbau der Bioenergie Veränderungen der landwirtschaftlichen Nutzung Intensivierung der landwirtschaftlichen Nutzung als Folge des erhöhten Flächenbedarfs Hoher Einsatz von Dünger und Herbiziden; häufiger Schnitt bei Grünlandnutzung; Zweikulturnutzung Reaktivierung von Brachen und Stilllegungsflächen Nutzung von Restflächen, Feuchtgebieten, gewässernahen Flächen Zunahme der Maisanbaufläche; Verengung der Fruchtfolgen

4 Ausbau der Bioenergie Auswirkungen auf den Lebensraum Agrarlandschaft Eintöniges Landschaftsbild Rückgang der Biodiversität Abnahme der Lebensraumvielfalt Verlust an Strukturen und Nahrungshabitaten (Blüten) Tierverluste durch frühe Erntetermine

5 Ausbau der Bioenergie Risiken für den Gewässerschutz Erhöhte Gefahr von Nährstoff- und Pestizideinträgen in Gewässer durch hohe Einsatzmengen Verlust von Verdünnungsflächen durch Nutzung von überflutungsgefährdeten Flächen Flächen im Einzugsbereich von Oberflächengewässer erosionsgefährdeten Flächen durch hohe Erosions- und N-Auswaschungsgefahr beim Maisanbau

6 Lösungsansatz Artenreiche, mehrjährige Ansaaten zur Biomasseproduktion zur Integration in die landwirtschaftliche Praxis Boden- und Gewässerschutz Förderung der Biodiversität Bereicherung des Landschaftsbilds

7 Hintergründe und Erfahrungen Seit 1999 Projekte mit Ansaaten von Wildpflanzen zur Aussaat auf Brache- und Stilllegungsflächen zur Lebensraumverbesserung in der Agrarlandschaft z.b.: Lebensraum Brache ( , DBU) Mit Biotopverbund in die Kulturlandschaft des neuen Jahrtausends ( , BayStMELF) ohne Düngung teilweise hohe Biomassezuwächse 5 Standjahre stabile Bestände

8 Das Projekt Energie aus Wildpflanzen Seit 1999 Projekte mit Ansaaten von Wildpflanzen ab 2008: zur Biogasgewinnung in Praxisanlagen Laufzeit: 7/ /2011; geplant: 1/ /2014

9 Das Projekt Energie aus Wildpflanzen Seit 1999 Projekte mit Ansaaten von Wildpflanzen ab 2008: zur Biogasgewinnung in Praxisanlagen Ertragsmaximierung (Biomasse, Gärausbeute) Mehrjährige Bestandsstabilität hohe Erträge bei einer Ernte pro Jahr Praxiseignung (Erntetechnik, Konservierung; Saatgut) durch Entwicklung spezieller Mischungen An die Funktion angepasste Kulturführung (Düngung, Erntetermin)

10 Saatmischungen - Zielvorgaben Einsatzbereich Keine Herkunftsvorgaben Primär Ökonomische Optimierung Bei Stauden nur heimische Arten Stärker ökologische Ausrichtung als Alternative auf Produktionsflächen auch unter Nutzung von Förderinstrumenten

11 Saatmischungen - Zielvorgaben Einsatzbereich Keine Herkunftsvorgaben Primär Ökonomische Optimierung Bei Stauden nur heimische Arten Stärker ökologische Ausrichtung Standortansprüche trockene Standorte (t) mäßigfrische Standorte (f) Praxisflächen (t/p) trockene Standorte (t) mäßigfrische Standorte (f)

12 Versuchsflächen Praxisflächen: 2009: Erste Flächen in Bayern 2010: Neu angelegte Flächen in 5 Bundesländern 25 ha bei 16 Landwirten 2011: Neu angelegte Flächen in 12 Bundesländern 200ha bei 70 Landwirten Parzellenversuche: Anlage in 2009, 2010 und 2011

13 Parzellenversuche (Ansaaten in ) NW-dt. Tiefland bei Oldenburg und im Saterland schwach saure, leicht humose Sandböden Niedrige Bodenzahlen (<30) Bei Osnabrück (nur 2011) Bei Dorsten (nur 2010) Unterfranken bei Würzburg und bei Miltenberg kalkhaltige Lehmböden, Hohe Bodenzahlen (bis 80)

14 Niederschlagssumme [mm] Parzellenversuche (Ansaaten in ) Niederschlagssummen: langj langj langj Würzburg Miltenberg Oldenburg

15 Potentiale für den Gewässerschutz Pflanzenschutz im Allgemeinen nicht erforderlich! Düngung Düngeversuche erst ab 2012 geplant! Erfahrungen auf Stilllegungsflächen: Ohne Düngung hohe Zuwächse (bei fünfjähriger Standzeit) N-Versorgung über Beimischung von Leguminosen Sollwerte zur N-Düngung (vorläufig Festlegung): im Versuch: 1. SJ: 100 kgn/ha; ab 2. SJ: 110 kgn/ha (als KAS) Auf Praxisflächen: 1. SJ: 100 kgn/ha; ab 2. SJ: 150 kg N/ha

16 Eingriffshäufigkeit Bodenvorbereitung Ansaat Düngung Pflanzenschutz Ernte konventionelle Ackernutzung Zwei-Kultur-Nutzung Wildpflanzenanbau mit 5-jähriger Nutzung 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr 4. Jahr 5. Jahr

17 Bestandsstruktur 1. Standjahr Praxistestmischung, Würzburg, 2009

18 Ertragsbildende Arten im 1. Standjahr Stauden Spontane Arten Melilotus albus Helianthus annuus einjährige Arten Malva verticillata Würzburg, Praxistestmischung, 2009

19 Neuansaaten 2011 Straubing,

20 Teilweise Probleme im 1. Standjahr bei extremer Trockenheit im Frühsommer (auf leichten Böden) bei hohem Unkrautdruck bei hohen Niederschlägen nach Frühjahrstrockenheit Oldenburg 2010 Oldenburg (2011) und Saterland z. B. Straubing (2011)

21 Bestandsstruktur 2. Standjahr Praxistestmischung, Würzburg, 2010

22 Ertragsbildende Arten im 2. Standjahr Spontane Arten Zweijährige Arten Tanacetum vulgare Cichorium intybus Artemisia vulgaris Centaurea spec. Stauden Medicago sativa Würzburg, Praxistestmischung, 2010

23 Bestandsstruktur 3. Standjahr (Oldenburg) Praxistestmischung, Würzburg, 2010

24 Trockenmassegehalt in % Erntetermin Trockenmasseanteil im zeitlichen Verlauf 1. Standjahr: Mitte bis Ende August (2011: Anfang Oktober!) Einjährige Arten / Kalenderwoche Daten aus 2009 und 2010, Praxistestmischung, Standort Würzburg

25 Trockenmassegehalt in % Erntetermin Trockenmasseanteil im zeitlichen Verlauf 1. Standjahr: Mitte bis Ende August (2011: Anfang Oktober!) 2. und 3. Standjahr: Mitte Juli bis Ende August Heimische Staudenarten Zweijährige Arten 20 Einjährige Arten / Kalenderwoche Daten aus 2009 und 2010, Praxistestmischung, Standort Würzburg

26 Potentiale für den Arten- und Naturschutz Erntetermine außerhalb der Setz-, Brut- und Aufzuchtzeiten von Wildtieren und Vögeln

27 Potentiale für den Arten- und Naturschutz Nahrungs- und Bruthabitat für Vögel H. Tuschel Hartwig Brönner, Marc Sitkewitz (LBV) 2009: bei Bad Kissingen 30 verschiedene Vogelarten, davon 15 Rote-Liste-Arten Starke Feldlerchenpopulation 2010: bei Würzburg 24 verschiedene Vogelarten, davon 10 Rote-Liste-Arten

28 Potentiale für den Arten- und Naturschutz Nahrungshabitat für Fledermäuse Hartwig Brönner, Marc Sitkewitz (LBV) 2009: 7 Arten bei der Jagd 2010: 9 Arten bei der Jagd Alle: Anhang IV der FFH-Richtlinie

29 Artenzahl Artenzahl Potentiale für den Arten- und Naturschutz Aufsummierte Artenzahlen (Bodenfallenfänge) SJ 2. SJ 1. SJ Mais 234 Arten, davon 21 Rote-Liste-Arten Artengruppen (Beifänge) Tagfalter Ameisen Wanzen Laufkäfer 0 Spinnen SJ 2. SJ 1. SJ Mais + hohe Bodengüte 227 Arten, davon 24 Rote-Liste-Arten - geringe Bodengüte Helmut Stumpf, ÖAW

30 Artenzahl Artenzahl 150 Potentiale für den Arten- und Naturschutz Aufsummierte Artenzahlen (Bodenfallenfänge) B C D E C G E H Rote-Liste-Arten Sonstige Arten im Maisbestand in Mischansaaten SJ 2. SJ 1. SJ Mais 3. SJ 2. SJ 1. SJ Mais 234 Arten, davon 21 Rote-Liste-Arten 227 Arten, davon 24 Rote-Liste-Arten Helmut Stumpf, ÖAW

31 Trockenmasseertrag [t/ha] Trockenmassegehalt [%] Potentiale als Biogassubstrat Biomasseerträge 1. Standjahr einjährige (Kultur-)arten dominieren spontan gesät Ansaat 2009 Ansaat t+ t- f+ f- t/p t+ t- f+ f- t/p t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t/p t+ t- f+ f- t/p Mischungen mit Oldenburg Würzburg Miltenberg Oldenburg Würzburg heimischen Stauden Saterland (Ansaat 2009 und 2010) und Dorsten (Ansaat 2010): Mulchschnitt ohne Ertragsbestimmung im 1. Standjahr

32 Bestandsgründung als Maisuntersaat Als Alternative bei hohem Unkrautdruck 1. Standjahr 3. Standjahr (2009) (2011) Oldenburg

33 Trockenmasseertrag [t/ha] Trockenmassegehalt [%] Potentiale als Biogassubstrat Biomasseerträge 2. Standjahr (Ansaat 2009, Daten 2010) spontan gesät t+ t- f+ f- t/p t+ t- f+ f- t/p t+ t- f+ f- t/p t+ t- f+ f- Saterland Oldenburg Würzburg Miltenberg 0 Mischungen mit heimischen Stauden

34 Trockenmasseertrag [t/ha] Trockenmassegehalt [%] Potentiale als Biogassubstrat Biomasseerträge 3. Standjahr (Ansaat 2009, Daten 2011) spontan gesät f- f+ t- t+ t/p f- f+ t- t+ t/p f- f+ t- t+ t/p f- f+ t- t+ Saterland Oldenburg Würzburg Miltenberg 0 Mischungen mit heimischen Stauden

35 Trockenmasseertrag [t/ha] Trockenmassegehalt [%] Potentiale als Biogassubstrat Biomasseerträge 2. Standjahr (Ansaat 2010, Daten 2011) spontan gesät * * * f- f+ t- t+ t/v t/p f- f+ t- t+ t/v t/p f- f+ t/p f- f+ t- t+ t/p Saterland Oldenburg Dorsten Würzburg 0 Mischungen mit heimischen Stauden * Spontane Arten nicht separat ermittelt

36 33/ / / / / / / / / /10 37/09 Silomais Methanausbeute [Nl/kg otm] Trockenmassegehalt [%] Potentiale als Biogassubstrat Methanausbeute der Mischungen mit heimischen Stauden Standjahr Ansaat Standjahr Ansaat Standjahr Ansaat t f t/p t f t/p t f t/p

37 30/08 30/08 33/08 33/08 33/09 35/10 31/09 33/09 36/10 29/10 33/10 29/10 27/ /10 Pulling Aiterhofen Günterleben Güntersleben Güntersleben Güntersleben Güntersleben Oldenburg Oldenburg Oldenburg Oldenburg Güntersleben Güntersleben Methanausbeute [Nl/kgoTS] Oldenburg/Günterleben Trockenmassegehalt [%] Optimierung des Erntetermins Methanausbeute und Trockenmassegehalt der Praxistestmischung Standjahr 2. Standjahr Silomais (Ansaat 2009 und 2010) (Ansaat 2009)

38 Optimierung der Artzusammensetzung durch Reduzierung der Arten mit zu früher Lignifizierung Würzburg, September 2009 Oldenburg, Juli 2010

39 36/10 36/09 33/09 27/09 33/09 28/10 27/09 29/10 28/10 27/09 28/ /10 Lavatera trimestris Helianthus annuus Malva verticillata Malva sylvestris Echium vulgare Melilotus officinalis Cichorium intybus Artemisia vulgaris var. Tanacetum vulgare Centaurea nigra var. Medicago sativa Silomais Methanausbeute [Nl/kg otm] Trockenmassegehalt [%] Potentiale als Biogassubstrat Methanausbeute von Arten der Mischungen mit heimischen Stauden 500 Einjährige Arten zweijährige Arten Stauden Silomais

40 Praxisübliche Technik Praxisfläche bei Würzburg ( )

41 Zusammenfassung und Fazit Potentiale für den Gewässerschutz ergeben sich durch Mehrjährigkeit (Bodenruhe) Geringe Eingriffshäufigkeit Ganzjährige Deckung Lange Vegetationszeit Intensive Durchwurzelung des Bodens Reduzierten Mitteleinsatz (Dünger, PSM) Die ersten Ergebnisse bestätigen die Leistungsfähigkeit von Wildkräuteransaaten als Biogassubstrat. Hoher Forschungsbedarf (Ökonomie, Ökologie, Umwelt)

42 Gewässerschutz: Einsatzbereiche Integration in bestehende Kulturen auf wassererosionsgefährdeten Flächen (z.b. Hanglagen; als querliegende Streifen) auf winderosionsgefährdeten Flächen (Streifen quer zur Hauptwindrichtung) im näheren Einzugsgebiet von Oberflächengewässern (Randstreifen) Auf überschwemmungsgefährdeten Flächen Auf auswaschungsgefährdeten Böden In Wasserschutzgebieten In Gebieten mit hoher Gewässerbelastung

43 Energie aus Wildpflanzen bietet eine wertvolle Ergänzung zu bestehenden Anbausystemen ist eine Chance für den Lebensraum Agrarlandschaft fördert die öffentliche Akzeptanz für die Biogasproduktion

44 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit