Optimierte Anbausysteme für Energiekulturen

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1 Optimierte Anbausysteme für Energiekulturen Dr. Armin Vetter, Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Jena BfN-Projektworkshop F+E-Projekt Biomassekulturen der Zukunft aus Naturschutzsicht / Leipzig

2 EVA-Standorte und Institutionen

3 Erwartungswerte: CH 4 -Hektar-Ertrag unterschiedlicher Substrat-Anbaualternativen (m 3 CH 4 /ha) (Gerundete Erwartungswerte mit 10% Silierverlusten bezogen auf Methanertrag, Ackerfutter Hauptnutzungsjahr: zusätzlich 10% Bröckelverluste). Unterstellte Relationen der Gasausbeuten nach Herrmann et. al, 2010; Referenz: Gasausbeute Mais: 321 m³/ t otm) Höchster Wert je Region Zweithöchster Wert je Region MV BB BY NI TH BW SN SNT Mittel Mais HF Sorghum (b.) HF Sorghum (b.x s.) HF Wintertriticale Winterroggen Wintergerste Ackerfutter HNJ Roggen + Mais Roggen + Sorghum HF = Hauptfrucht, HNJ = Hauptnutzungsjahr bringt 79 % von Anmerkung: Die Beispielregionen entsprechen nicht den durchschnittlichen Gegebenheiten des Bundeslandes, sondern basieren auf Bedingungen der EVA Standorte/ Boden-Klima- Räumen Leipzig Dr. A. Vetter / TLL Jena Quelle: Strauß, Herrmann 2011

4 Beziehungen zwischen Tierbesatz, Anlagedichte und Maisanbau Intensität (2010) Tierhaltung Maisanbau Biogasproduktion GV/ha % der LF kw/ha LF BfN-Projektworkshop F+E-Projekt Biomassekulturen der Zukunft aus Naturschutzsicht

5 Ertragsentwicklung wichtiger Kulturen in Deutschland seit 1990 (linearer Trend) % Körnermais Zuckerrüben Winterraps Winterweizen Wintergerste Winterroggen Silomais Ackerbohne Körnererbse 80 Jahre Leipzig Dr. A. Vetter / TLL Jena

6 Entwicklung der Rinderbestände, des Maisanbaus u. der Biogasanlagen Trend ohne Biogas

7 Der glückliche Bauer

8 Erträge von Mais in enger Fruchtfolge- stellung bzw. Selbstfolge

9 Minimalbodenbearbeitung vs. Bodenbearbeitung mit Pflug Standort Dornburg, 4 Anlagen BfN-Projektworkshop F+E-Projekt Biomassekulturen der Zukunft aus Naturschutzsicht Quelle:

10 Großer Gärrest N min -Gehalte nach Ernte ( Standorte + Jahre)

11 ,07 5, Intensität der Bodenwasserausschöpfung 9,18 2,25 30(y ,11 1, ,30 0,24 70 Vol%) 230 von Sorghum 7,46 bicolor und Silomais 0, im 6,63 Vergleich zu 21Winterweizen , , , Zuckerhirse, 5,21 Feld Lö36 LII 2, ,11 1, ,37 1, , , , Zuckerhirse, Lö16 unber 6, , ,95 1, ,56 0,66 0,60 Achse: Tiefe in cm, x-achse: Bodenwassergehalt in 12,08 11,37 11,25 10,01 10,24 9,53 9, , ,25 1,42 0,24 0, Zuckerhirse, Feld Lö36 LII 1,01 0,00 0,83 0,32 0, ,1 3,1 Silomais, 2,3 Feld W 12,91 10,30 7,28 7,22 6,34 4,74 3,32 0,71 0,12 0,36 0,99 0, , ,95 6, , , ,01 Die gestrichelten Linien markieren den ÄWP und die FK bzw. den pflanzennutzbaren Bodenwasserbereich. 8,11 12,91 6, ,30 6,42 Quelle: Knoblauch, 7,28S.; Wagner, M. (2009) BfN-Projektworkshop F+E-Projekt 7,05 Biomassekulturen der Zukunft aus Naturschutzsicht ,22 7,52 6, ,6 6,5 9,4 9,8 7,8 7,9 2, Silomais, Feld L 16,70 11,90 0,00 0,83 0,32 0, Silomais, Feld W

12 Sorghum und Mais - Hauptfruchtanbau BfN-Projektworkshop F+E-Projekt Biomassekulturen der Zukunft aus Naturschutzsicht Quelle: Dr. Nehring, 2011

13 dt TM/ha Sorghum nach W.-Gerste, Sorghum nach Grün- roggen und Sorghum (HF) 2010 im Vergleich 300,0 Sorghum W.Gerste Grünschnittroggen 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 FF1 AIV FF3 AIIIFF2 AIII FF1 AIV FF3 AIIIFF2 AIII FF1 AIV FF3 AIIIFF2 AIII FF1 AIV FF3 AIIIFF2 AIII FF1 AIV FF3 AIIIFF2 AIII Werlte Güterfelde Bernburg Ascha Mittel aus 9 EVA - Standorten

14 Trockenmasseerträge von Winterzwischenfrüchten, VS Heßberg und Kirchengel 2008/09 bis 2010/11 80 Heßberg Kirchengel / / /11 Ortsmittel Welsches Landsb. Fu.-Roggen Fu.-Roggen Welsches Landsb. Winter- Fu.-Roggen Fu.-Roggen Weidelgras Gemenge Jobaro Protector Weidelgras Gemenge futterraps Jobaro Protector Quelle: TLL/Biertümpfel, A.; Vetter, A. (2012) BfN-Projektworkshop F+E-Projekt Biomassekulturen der Zukunft aus Naturschutzsicht

15 Wickroggen Effekte auf Naturschutz Quelle: Glemnitz et al., 2012 Durch Ihren Blühaspekt genießen Wicken einen entsprechend günstige Eigenschaften für Blütenbesucher und für andere Kleinlebewesen Zusammenarbeit mit Imkerverbänden Akzeptanz Verringerte Düngung durch Stickstoffbindung? Insgesamt aber fraglich, ob sich eine Berücksichtigung von Wickroggen in der Einsatzstoffvergütungsklasse durchsetzen lässt. BfN-Projektworkshop F+E-Projekt Biomassekulturen der Zukunft aus Naturschutzsicht

16 Erträge von Wickroggen gegenüber Roggen - GP Standorte Ascha, Aholfing Erträge von Wickroggen gegenüber Roggen - GP Standorte Ascha, Aholfing Quelle: Deiglmayr, 2011 In EVA II: Grundsätzliche Bestätigung an Standorten Gülzow (MV): -11% und Bayern (Ascha) -8 % BfN-Projektworkshop F+E-Projekt Biomassekulturen der Zukunft aus Naturschutzsicht

17 Trockenmasse-Ertrag [dt/ha] Ganzpflanzengetreideerträge in Abhängigkeit des Standortes (Mittelwert ) Ganzpflanzenerträge in Abhängigkeit des Standortes (Mittelwert , 3 Sorten, 4 Wdh.) 180 Wintergerste Wintertriticale Winterroggen Haufeld (TH) Haus Düsse (NRW) Gülzow (MV) Güterfelde (BB) AZ: mm 7,6 C AZ: mm 9,8 C AZ: mm 8,5 C AZ: mm 9,1 C Quelle: Bischof, R. 2013

18 TM-Erträge [dt/ha] TS-Gehalt zur Ernte [%] Verbundprojekt Optimierung des Anbauverfahrens Ganzpflanzengetreide Beitrag zur Risikostreuung & Ertragsstabilisierung Ertragsvorteile gegenüber einzelnen Mischungspartnern Artenmischungen (Mittelwert , 2 Standorte, 4 Wdh.) Wintertriticale-Winterroggen-Mischung mit höchstem Ertrag im Vergleich 200 der verschiedenen Artenmischungen Trockenmasseerträge übertrafen in mehreren Fällen die Erträge der beiden Mischungspartner hohes Ertragspotential & bessere Kompensation von Trockenstress als im Reinanbau Pufferung annueller Ertragsunterschiede aufgrund schlechter Bedingungen durch Artenmischung Quelle: Graf, T. (2013) WR/WT WW/WT WW/WR/WT WW/WG/WT Abb.: Darstellung der TM-Erträge (Balken) und TS-Gehalte (Punkte) im der Versuchsjahre & Standorte für die Artenmischungen im Teilversuch MW ± SD

19 Mischung Ganzpflanzengetreide Ackerbohnen Quelle: TLL/Baumgärtel, T. (2011)

20 Gasausbeuten unterschiedlicher Leguminosen Getreide Mischungen CH4/ kg otm REGRESSION (R²=0,44) Buchheim Bösleben Dornburg Schlossvippachtal Buttelstedt % (G)/ 0 % (L) 75% (G)/ 25 % (L) 50% (G)/ 50% (L) 25% (G)/ 75% (L) 0% (G)/ 100% (L) Anteile Getreide-Ganzpflanze (G)/ Leguminose (L) an der Silage

21 Gegenüberstellung Mais und W. Triticale (Ganzpflanze), 4-jährig Mittelwert der Jahre 2006, 2007, 2010, 2011; Bernburg nur 10/11; Maisergebnisse: Fruchtfolge 1, W.Triticale, FF4/5; Fehlerbalken: Min/ Max der Jahre. Quelle: Strauß et al., 2012

22 Kornertrag (dt/ha, 91 % TS) Einfluss der Saatzeit bei Winterraps in Abhängigkeit vom Sortentyp ( ) 46 H-Sorten F-Sorten 43,3 39, ,5 32, Saatzeit Quelle: Bischof, R. 2013

23 Herbst-N min Vergleich Getreide-GPS plus Untersaat und Mais auf unterschiedlichen sandigen Lehmstandorten Quelle: ZALF 2013

24 Vergleich der kumulierten Erträge der jeweils ertrags- reichsten Mischungen auf einzelnen Standorten (2009 bis 2011 sowie Grünland- und Ackerfuttermischungen)

25 Ertragsdifferenz zwischen spätem und frühem Nutzungsregime Ackerfuttermischungen, Ertragsdifferenz dt TM/ha Ertragsvorteil reduziertes Nutzungsregime Ertragsvorteil intensives Nutzungsregime Zarnek. Dum.torf Berge Paul. Soph. Wehn. Dornburg Burk.dorf Almesb. Straßm. Mecklenburg- Vorpommern Brandenburg Niedersachsen Thüringen Bayern Standorte Ackerfutter Quelle: Rieckmann et. al, 2012

26 Ertragreichste Standard- und Regionalfruchtfolge an unterschiedl. Standorten (3 Jahre kumuliert, ohne WW, Mittel aller Anlagen) dt TM/ha FF3 FF6 FF3 FF7 FF1 FF9 FF3 FF7 FF1 FF6 FF1 FF8 FF3 FF6 FF1 FF8 Werlte Gülzow Güterfelde Trossin Bernburg Dornburg Ascha Ettlingen NI MV BB SN ST TH BY BW FF 6 Werlte: (Grünroggen) Mais Grünroggen Mais Grünroggen Mais - WW FF7 Gülzow: (Senf-) Mais - Grünroggen - Ackergras - Ackergras (2.J) WW FF9 Güterfelde: EVA I: Hafer/Erbse/Leindotter - W.Raps (GP) - Grünroggen - Sudangras - WW EVA II: Mais - Winterroggen - Grünroggen Sudangras WW FF7 Trossin: Mais - Grünroggen - Sorghum - Kartoffel - WW FF6 Bernburg: Mais Mais Mais WW FF8 Dornburg: Topinambur (3j.) WW FF6 Ascha: EVA I: Mais - Grünroggen - Mais - Wickroggen - Sorghum - WW EVA II: Ackergras - Mais -Grünroggen - Mais- Wickroggen - Phacelia WW FF 8 Ettlingen: Mais - Grünroggen - Mais (K)- Mais

27 CH 4 -Ausbeuten der Fruchtarten aus EVA-Fruchtfolgen; Erntejahr 2005 bis 2010, nur Silagen mit guter bis sehr guter Gärqualität (Boxplot: Median, Quartille und Extremwerte, Mittelwert, n Anzahl untersuchter Varianten einer Fruchtart, je Variante 2 bis 6 Messwiederholungen) HF (Hauptfrucht) ZF (Zwischenfrucht) WiZwFr (Winterzwischenfrucht) Quelle: ATB/Dr. Heiermann et al. BfN-Projektworkshop F+E-Projekt Biomassekulturen der Zukunft aus Naturschutzsicht

28 Trockenmasseertrag vs. Methanhektarertrag Trockenmasseertrag und Methanhektarertrag der Fruchtfolge 5 (Sommergerste Ackerfutter, Fruchtfolge 7 (Mais) und Fruchtfolge 8 (Topinambur, 3-jährig) am Standort Dornburg. Anlage III ( ) DLG-Wintertagung München Dr. A. Vetter / TLL Jena

29 Behandlungsindex FF 1-5 Mittel aller Standorte, Mittlerer Jahreswert, basierend auf Zulassungssituation 04/2013 Quelle: Strauß et. al 2013

30 Beziehung zwischen Fruchtfolgen und Elementen der Ökobilanz (1. und 2. Anlage) * unter Berücksichtigung des korrigierten Niederschlags Quelle: ZALF/Willms, M., Peter, C., Specka, X.

31 Ergänzung der annuellen Kulturen in der Kulturlandschaft mit Dauerkulturen Energiepflanzen Nahrungsmittel (Obst, Hopfen) Agroforst mit Energieholz Futtermittel (Grünland) Hecken; Knicks (unproduktiv) Durchwachsene Silphie Ausdauernde Blühstreifen Miscanthus Igniscum Rumex o.k. Switchgras etc. BfN-Projektworkshop F+E-Projekt Biomassekulturen der Zukunft aus Naturschutzsicht

32 5 schnittig 4 schnittig 3 schnittig 2 schnittig 4 schnittig 3 schnittig 2 schnittig 4 schnittig 3 schnittig 2 schnittig 1 schnittig theor. Methanertrag (m³/ha) Biogaserträge von extensiven und intensiven Grünlandaufwüchsen % 71% Mais ~5000 m³ Methan/ha 100% 71% 100% 85% Fuchsschwanzwiese Auen (ertragreichere Standorte) Glatthafer- Talwiese (ertragreichere Standorte) BfN-Projektworkshop F+E-Projekt Biomassekulturen der Zukunft aus Naturschutzsicht Goldhafer-Bergwiese (ertragsschwächere Standorte) Quelle: Hochberg, Gödeke, 2010

33 Lebensraum 1, 2. Standjahr BfN-Projektworkshop F+E-Projekt Biomassekulturen der Zukunft aus Naturschutzsicht

34 Methanhektarerträge Ansaat 2009

35 TM-Erträge unterschiedlicher Herkünfte der Durchwachsenen Silphie in Abhängigkeit vom Standort, Mittel der Jahre 2008 bis USA Norddeutschland Thüringen Russland Silomais Dornburg Gülzow Bingen Heßberg Quelle: TLL/Biertümpfel, A.; Vetter, A., Rudel, H.

36 Bestand Durchwachsene Silphie

37 Erosionsschutz Sandsturm Mecklenburg-Vorpommern 2011 Quelle: Internet

38 BfN-Projektworkshop F+E-Projekt Biomassekulturen der Zukunft aus Naturschutzsicht

39 Nachgewiesene Tiergruppen im Agro- forstsystem Dornburg (2008/2009) Tagfalter Laufkäfer Vögel Säugetiere 14 Arten darunter: Zitronenfalter, Schachbrett, Distelfalter 38 Arten darunter 7 geschützte Arten: z. B. Breithalskäfer, Goldschmied, Ried-Halmläufer 33 Arten darunter 4 RLT: z. B. Rotmilan, Wachtel, Mehlschwalbe, Rebhuhn 7 Arten darunter: Waldmaus, Rötelmaus, Feldhase

40 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Leipzig Dr. A. Vetter / TLL Jena

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