Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung auch aus Sicht der Nachhaltigkeit

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1 Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung auch aus Sicht der Nachhaltigkeit Tagung Nachhaltige Nutzung von Bioenergie in Großenhain Dr. Arlett Nehring/Dr. Armin Vetter Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft

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3 Stellung von Energiepflanzen im Anbausystem (Dr. A. Vetter, TLL, 2008) Hauptfruchtstellung Winterzwischenfrucht/Zweitfrucht (Zweikulturnutzungssystem) Perennierende Kulturen (< 4 Jahre) Dauerkulturen Einzelfruchtart Mischkultur Winterzwischenfrucht Zweitfrucht Arten Sorten Raps-Korn Getreide-Korn Mais Mais-Sonnenbl. Ganzpfl.getr. Ganzpfl.getr. Winterroggen Landsb. Gemenge Winterrübsen Mais Zuckerhirse Sudangras Kleegras Luzernegras Ackergras Durchw. Silphie Weyrichknöterich Energieholz Ganzpfl.getr. Wintererbse Sommerraps Topinambur - Kurzumtriebsplantagen Sudangras Sonnenblume - Agroforstsystem Zuckerhirse Senf Grün Orange Rot = traditionell = erprobt = neu Dornburg, A. VETTER, 2009

4 Flurelemente?

5 Agroforst Pommritz als ABM-Maßnahme 1999 angelegt 3 Reihen a 210 m Länge mit Reihenabstand 14 m Walnussbäume (alle 10 m) dazwischen Pflaume als Beobachtungsfläche genutzt

6 Agroforst - Dornburg Dornburg, A. VETTER, 2009

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8 Einfluss auf Kleinklima und Ertrag % Wind LUV LEE alt Höhe Taubildung Kulturpflanzenertrag Niederschlag 100 Bodenfeuchte Verdunstung neu 40 Windgeschwindigkeit Quellen: Schulte (1993), Buchner (1999) Leitlinie... Bedeutung und Funktionen Abstand des Vielfachen der Heckenhöhe Schwabe 10 / 2005

9 Einsatz einer Baumschere als Anbaugerät für bspw. Bagger für Ernte des Knickholzes in Schleswig Holstein (Quelle: Eggersglüß)

10 2 Maschinen-System zum Häckseln von Knickpflegematerial beim Einsatz in der Knickpflege in Schleswig Holstein (Quelle: Eggersglüß)

11 Thüringer Landesanstalt für für Landwirtschaft TZNR Dornburg Verbund Energiepflanzenanbau Er Gesamtkoordination TLL Jena/Dornburg l Ökologische Begleitforschung (ZALF Müncheberg) Wasserversorgung FAL/LAP/ZALF Ackerfutter- Mischungen (NS,TH, BB ) Faktoreinsatz (TH, BY ) Fruchtfolgesysteme Thüringen Meckl.-Vorpommern Sachsen Bayern Baden-Württemberg Brandenburg Niedersachsen Silierung/ Gärversuche (ATB Potsdam) Mischfruchtanbau (BY,MV) Erntezeitpunkte (BB) Ökonomische Begleitforschung (Univ. Gießen) Zweikulturen-Nutzungssystem (6 Standorte, Leitung Univ. Kassel) Quelle: FNR

12 Methanausbeuten untersuchter Pflanzenarten (Ch. Herrmann, 2009) Standortangepasste Anbausysteme für Energiepflanzen Methanausbeute ohne Berücksichtigung der Gärverluste bei der Silierung Methanausbeute mit Berücksichtigung der Gärverluste bei der Silierung Methanausbeute [ln *kg-1 otm] AFM* 1. Schnitt früh AFM* 1. Schnitt spät AFM* 2. Schnitt früh Grünschnittroggen Mais Wintertriticale 0 Lignin-Gehalt Ligningehalt [% TM] AFM* 2. Schnitt spät Sommergerste Zuckerhirse Sudangras Sommerroggen Ölrettich Sommerhafer Luzerne/Gras Sonnenblume Topinambur Miscanthus Pflanzenart Dornburg, A. VETTER, 2009

13 Energy Maize Breeding Concept: adapted Exotic x adapted Exotic 320 LP 151 in Loc (HOH) EM 3nd Generation Total Dry Matter Yield (dt/ha) EM 332nd Generation EM 1st Generation Silage Maize KXA KXA KXA6221 ATLETICO 36 8 KXA MARCELLO GAVOTT Quelle. Kreps, KWS DM in % Dornburg, A. VETTER, 2009

14 Ertragspotenzial von Mais in Abhängigkeit vom Niederschlag während der Vegetationsperiode und dem pflanzenverfügbaren Bodenwasser (Mai - Sept.) ,3 15,5 18,8 15, ,3 18,3 20,5 23,8 20, ,8 23,3 25,5 28,8 25, ,3 28,3 30,5 33, sandige Lehme und Lehm lehmige und stark lehmige Sande Sand und anlehmige Sande Niederschlag Mai bis September (mm) Dornburg, A. VETTER, 2009

15 Dr. Arlett Nehring, TLL Werlte Gülzow Güterfelde Trossin Dornburg Ascha Sudangras (HF) Mais (HF) Mais (ZF) Sudangras (ZF) Sudangras (HF) Mais (HF) Mais (ZF) Sudangras (ZF) Sudangras (HF) Mais (HF) Mais (ZF) Sudangras (ZF) Sudangras (HF) Mais (HF) Mais (ZF) Sudangras (ZF) Sudangras (HF) Mais (HF) Mais (ZF) Sudangras (ZF) Sudangras (HF) Mais (HF) Mais (ZF) Sudangras (ZF) Sudangras (HF) Mais (HF) Mais (ZF) Sudangras (ZF) Trockenmasseertrag (dt/ha) Mais und Sudangras in unterschiedlicher Fruchtfolgestellung (HF-Hauptfrucht, ZF-Zweitfrucht) Ettlingen Dornburg, A. VETTER, 2009

16 Ertragsentwicklung von Mais und Sudangras in Haupt- und Zweitfruchtstellung, VS Dornburg 2006 und Hauptfrucht Mais Mais Hauptfrucht Sudangras Zweitfrucht Mais Zweitfrucht Sudangras Juni Juli Juli Aug Aug Sept Sept Okt. Sept Okt. Okt Okt. Okt. A. Biertümpfel Dornburg, A. VETTER, 2009

17 Mittlere Getreideganzpflanzenerträge verschiedener Wintergetreidearten und Wintertriticalesorten am Standort Dornburg 2006/ Wintertriticalesorten 160 Trockenmasseertrag dt / ha WG WR WW Hafer WT SW Talentro Trimester Dinaro Grenado Benetto Tremplin (S. Köhler, Dr. A. Nehring, TLL 2007) Dornburg, A. VETTER, 2009

18 Ganzpflanzenerträge verschiedener Getreidearten und Sorten 2006/ Ganzpflanzenerträge - Friemar Trockenmasseertrag dt/ha S1 S2 S3 SM1 SM2 S1 S2 S3 SM1 SM2 S1 S2 S3 SM1 SM2 Hafer Triticale Roggen (Dr. A. Nehring, TLL 2007) Dornburg, A. VETTER, 2009

19 Mittlere Jahreserträge ( ) am Standort Dornburg (Dr. Ch. von Buttlar, Uni Kassel, M. Oswald, TLL, 2008) TM (t/ha) Jahres-Trockenmasseerträge in Dornburg, Mittelwert Hauptfruchtnutzung Zweikulturnutzung 30 Hauptfrucht Zw ischenfrucht Zw eitkultur Erstkultur Mais (Atletico) Mais (KXA 7211) Sobl.(Methasol) Sobl. (Alisson) Roggen Energie (Balistic) Roggen Energie (Evolo) Roggen Brot;Gp (Visello) Roggen Brot;Gp (Rasant) Mais (Atletico) Sorghum-Hyb.(Rona 1) Sobl.(Methasol) Mais + Sobl. Mais (Atletico) Sorghum-Hyb.(Rona 1) Sobl.(Methasol) Mais + Sobl. Mais (Atletico) Sorghum-Hyb.(Rona 1) Sobl.(Methasol) Mais + Sobl. Sudangras (Susu) Amarant (Bärenkrafft) Hanf (Futura) Mais-Sonnenbl.-Amarant Senf vor Senf nach Rübsen (Lenox) Roggen (Vitallo) Roggen-Erbse Roggen-Gerste Dr. Arlett Nehring, TLL Dornburg, A. VETTER, 2009

20 Erträge von Mais und Sudangras in Haupt- und Zweitfruchtstellung (Mittelwert von 3 Orten und 2 Jahren) t TM/ha Mehrertrag bei Zweikulturnutzung ,1 58,5 56,4 57, ,8 132,3 139,8 115,5 127,8 114, Winterzwischenfrucht Hauptfrucht HF Mais HF Sudangras WZF Fu.-Rog. WZF Fu.-Rog. WZF Landsb. WZF Landsb. + ZF Mais + ZF Sudangras + ZF Mais + ZF Sudangras M. Conrad, A. Biertümpfel, 06/2007 Dornburg, A. VETTER, 2008

21 Zwei Ernten pro Jahr: optimaler Übergang zwischen Winterung und Sommerung März April Mai Juni Juli August Septemb. Oktober M a i s Gr ünschnittroggen Landsberger Gemenge M a i s M a i s Gerste GP Zuckerhirse / M a i s Roggen /Triticale GP Zuckerhirse Weizen GP Zentrale Größe en - WASSER + - TEMPERATUR + (Zuckerhirse) Raps Kornnutzung für optimalen Übergang Dornburg, A. VETTER, 2009

22 Fruchtfolgen Jahre Sommergerste (GPS) / Ölrettich (SZF) Sudangras / WZF Futterroggen Mais / WZF Futterroggen SG + US Luzerne o. Kleegras Hafersortenmischung (GPS) 2006 Mais (HF) Mais (ZF) Wintertriticale (GPS) / SZF Wintertriticale 2007 Zuckerhirse (Korn) Winterweizen Winterweizen 2008 (Korn) (Korn) Sudangras (ZF) Wintertriticale (GPS) / einj. Weidelgras Winterweizen (Korn) Luzerne o. Kleegras Luzerne o. Kleegras Winterweizen (Korn) Wintertritcale (GPS) Winterraps (Korn) Winterweizen (Korn) Dr. Arlett Nehring, TLL Dornburg, A. VETTER, 2009

23 Gesamttrockenmasseerträge verschiedener Fruchtfolgen - Teilergebnisse aus EVA ( , Dr. Ch. Röhricht, Dr. A. Nehring) ZF ZF ZF 2007-Stroh FF 1/05 FF 2/05 FF 3/05 FF 4/05 FF 5/05 FF 6/05 FF 7/05 FF 8/05 FF 1/05 FF 2/05 FF 3/05 FF 4/05 FF 5/05 FF 6/05 FF 7/05 FF 8/05 Gesamttrockenmasseertrag (dt/ha) Trossin Dornburg Dr. Arlett Nehring, TLL Dornburg, A. VETTER, 2009

24 Trockenmasseerträge der Einzelstandorte Ackerfuttermischungen bei früher und später Schnittnutzung, Ernte früh spät 120 Trockenmasseertrag dt/ha Burkersdorf Dornburg Haufeld Oberweißbach A. Nehring 1 Rotkleegras Wiesenschw. 9 4 Weidelgrasmischung A3 Welsches Weidelgr. 10 Wiesenliesch. 3 Bastardweidel 10 Rotkleegras 13 Dt. Weidelgr Luzernegras Knaulgras 2 5 Gräsermischung Dt. Weidelgr. 14 Luzerne 18 Wiesenschw. 8 3 Luzerne-/Rotkleegras Wiesenschw. 5 Wiesenliesch. 3 Wiesenliesch. 2 Luzerne 7 Dornburg, A. VETTER, 2009

25 Nährstoffbilanzen für die einzelnen Fruchtfolgen (Dr. Ch. Röhricht, Dr. A. Nehring, 2008) 1500 N-Abfuhr N-Zufuhr N-Saldo Trossin 1000 kg N/ha FF1/05 FF2/05 FF3/05 FF4/05 FF5/05 FF6/05 FF7/05 FF8/ N Abfuhr N Zufuhr N Saldo Dornburg kg N/ha FF1/05 FF2/05 FF3/05 FF4/05 FF5/05 FF6/05 FF7/05 FF8/05

26 Humusbilanz der Fruchtfolgen - Standort Dornburg ( ) ohne Gärrest Humus-C (kg/ha) FF 1 FF 2 FF FF 4 FF 5 FF 6 FF Humuswirkung Reprodutkion Saldo Humus-C (kg/ha) FF 1 FF 2 FF 3 FF 4 FF 5 FF 6 FF Dr. Arlett Nehring, TLL Humuswirkung Reprodutkion Saldo mit Gärrest

27 Dornburg, A. VETTER, 2008

28 Zusammenhänge zwischen der Artenzusammensetzung der Laufkäfer und der angebauten Kulturart, Bayern 2006 BKG - Kleegras BM -Mais BWW - Winterweizen BH - Hafer BEL Erbse-Leindotter Quelle: ZALF Dornburg, A. VETTER, 2009

29 Zusammenhänge zwischen der Anzahl von Kulturartengruppen und der mittleren Artenanzahl Quelle: ZALF Dornburg, A. VETTER, 2009

30 Abteilung Pflanzenproduktion 400 Energiebilanzen für Energiepflanzen frei Lager Energie Einheit Energieholz Pappeln 10 t TM/ha/ha Input davon Diesel davon Stickstoff kwh/ha kwh/ha kwh/ha Getreide Winterweizen 77 dt/ha Mais Silomais 445 dt FM/ha (4.230) 1) 930 Raps 37 dt/ha (2.650) 1) Output - Brutto kwh/ha ) Output - Netto kwh/ha Output - Nebenprodukt 3) kwh/ha (8 t) (7 t) Output - Nebenprodukt 4) kwh/ha (5 t) - - Notwendige Biomasse zur t/ha - 3,9 (Rückführung 2,7 Humusreproduktion (-25%) Gärrückstände) Output - Netto - Bilanz kwh/ha ) ohne Rückführung Stickstoff aus Gärrückständen 2) inkl. 2 % Lagerungsverluste 3) gewachsener Nebenproduktertrag 4) erntbarer Nebenproduktertrag inkl. Stickstoffabfuhr Dornburg, A. VETTER, 2009

31 Alternative Pflanzen Sida hermaphrodita Rumex OK2 (Polen) (Tschechei) Polygonumarten: - sachalinense (wuchert) - weyrichii (Futterpflanze) - japonica (kreutz mit sachalinense) - Fallopia ( Polygonum) sachalinensis = IGNISCUM Durchwachsene Silphie Dornburg, A. VETTER, 2009

32 Trockenmasseertrag in Abhängigkeit vom Erntetermin Dornburg Heßberg 1. Erntetermin 2. Erntetermin 3. Erntetermin Heßberg 2008: Trockenschäden durch verzögerte Jungendentwicklung M. Conrad, 2009 Dornburg, A. VETTER, 2009

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34 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Gesamtkoordination: Dr. habil. A. Vetter, TLL Kontakt: Dr. Arlett Nehring, TLL / Das Verbundprojekt EVA wird vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) gefördert.