Fruchtfolgen für die Biogasproduktion Alternativen zum Mais

Transkript

1 Fruchtfolgen für die Biogasproduktion Alternativen zum Mais Dr. A. Gurgel, Dr. J. Peters Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern Es gilt das gesprochenen Wort.

2 Einleitung Entwicklung BGA bundesweit 2

3 Versorgungssicherheit Selbstversorgung mit Energie zu einem hohen Anteil speicherbar in Form der Rohstoffe feste vertragliche Beziehungen Einkommenssicherung zusätzliche Standbeine in regional angesiedelten Landwirtschafts- und auch Gewerbebetrieben Vertragsbeziehungen Nachhaltigkeit Begrenzung des Anteils von Mais, Getreidekorn einschließlich CCM und Körnermais sowie Lieschkolbenschrot auf 60 % in der EEG-Novelle

4 Entwicklung MV Quelle: Lehmann et al., LFA M-V 4

5 Vorteile: Mais Hohe Erträge Hohe Methangasausbeuten Einfaches Produktionsverfahren lange Anbauerfahrungen Optimierte Anbauverfahren Züchterische Bearbeitung seit über 20 Jahren Nachteile: weiter Reihenabstand Sommerkultur stark Humus zehrend geringe Wurzel- und Ernterückstände steigende Schädlingskonzentration erhöhter Krankheitsbefall erhöhte Lachgasemissionen Trockenheitsanfälligkeit Es geht nicht um die Verbannung des Maises, sondern um sinnvolle Alternativen zu hohen Maiskonzentrationen!! 5

6 Veränderungen der Anbaustruktur Ca. 30 % des Ackerlandes in MV können ohne Auswirkungen auf die Versorgungssicherheit mit Lebens- und Futtermitteln für den Energiepflanzenanbau genutzt werden. Höhere Prognosen berücksichtigen nur ungenügend die tatsächliche Nutzungskonkurrenz sowie die daraus resultierende Veränderung des Markt- und Preisgefüges (Definition des technischen Potenzials). Mais als wichtigstes Kosubstrat wird wegen der Biogasproduktion um ca ha ausgedehnt. Das Fruchtartenverhältnis wird vorrangig von der Ökonomie bestimmt, d. h. die Maisausdehnung erfolgt zuerst zu Lasten von Leguminosen und Sommergetreide. Bei den meisten Fruchtarten ändert sich die Nutzungsrichtung bei etwa gleich bleibender Produktionstechnik. Zweitfrucht- Anbausysteme werden zunehmen, dadurch können N-Überhänge von Getreide und Raps deutlich besser abgefangen werden. Pro Jahr wird auf der Fläche mehr produziert, mehr Erntegut abgefahren, aber auch mehr gedüngt. Stroh und alternative Kulturen werden verstärkt genutzt. 6

7 Anbauflächenveränderung von 2003 bis 2020 in MV Prognose food 2020 Prognose non-food 7

8 Ausgewählte Projekte im Energiepflanzenanbau EvA Ganzpflanzengetreide Dauerkulturen Pasewalk, Sorghumhirsen Zweikulturnutzungssysteme Dr. Jana Peters, Dr. Andreas Gurgel 8

9 Projekte EvA Ö K O N O M I E (Uni. Gießen) Ö K O L O G I E (ZALF Müncheberg) Mischanbau MV Projekt Zweitkulturnutzung der Universität Kassel (8 Standorte mit guter Wasserversorgung) Optimierung Fruchtfolgeglieder (LSV, etc.) Ackerfutter- Mischung Vorgebirge Mischanbau Ackerfutter- Mischung Sandböden Entwicklung standortangepasster Anbausysteme (zeitversetzter Grundversuch) Ackerfutter- Mischung Niedermoor SN TH BY BW BB NS Minimierung Faktoreinsatz Boden- Pfl.-Schutz Bearbeitung N-Düngung Optimierung Erntezeitpunkt P R A X I S V E R S U C H E Beregnung/ Wasserbedarf FAL/LBP Silierung/ Biogasausbeute ATB 9

10 Ziel des EVA-Projektes Charakterisierung nachhaltiger, rentabler Energiefruchtfolgen für die Region Mecklenburg-Vorpommern durch: Erhebung des Ertragspotentials verschiedener Fruchtfolgen und Fruchtarten Ermittlung der fruchtarten- und fruchtfolgebezogenen Methanerträge Abschätzung der ökologischen Verträglichkeit der Fruchtfolgen durch die Betrachtung von: Nährstoffsalden und deren Auswirkungen auf die Bodenversorgungsstufen Humusbilanzierung Energieeffizienz mittels Energiebilanzierung Schaffung einer ökonomischen Vergleichbarkeit von Energiefrucht- zu reinen Marktfruchtfolgen durch unterschiedliche Bewertungsansätze: Deckungsbeitrag/Gewinnbeitrag relative Vorzüglichkeit/Gleichgewichtspreis 10

11 Fruchtfolgen EvA I FF 1 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr 4. Jahr SG (GP)/Ölrettich Mais WT/Sorghum WW EvA II FF 1 WG (GP)/Sorghum Mais WT/Phacelia WW FF 2 Sorghum WRo (WZF)/Mais WT WW FF 3 Mais WRo (WZF)/Sorghum WT/Ackergras WW FF 4 SG (GP)/Kleegras US Kleegras Kleegras WW FF 5 Hafer SM (GP) WT (GP) WRaps WW Fruchtfolge MV FF 6 Mais Gerstgras WRaps WW FF 7 Mais WRo (WZF)/Ackergras Ackergras WW FF 8 SR/ST AM (GP) WRaps WW WW 11

12 Trockenmasseerträge im Fruchtfolgeversuch EVA I (2005 bis 2009) Wintertriticale Winterroggen Kleegras Gerstgras Raps Zuckerhirse Sudangras Sommergerste Ölrettich Einj.Weidelgras Hafersortenmischungen Sommerroggen/Sommertriticale Mais Welsch. Weidelgras Winterweizen Strohertrag Kornertrag 12

13 Methangasertrag Jahresmittel ( ) 13

14 Ertragsvergleich Monokultur Mais und Energiefruchtfolgen 14

15 Ackerflächenbindung 15

16 Vorfruchtwirkung auf die Abschlussfrucht Winterweizen 120 [dt/ha] 100 RP 16,0 [%] 14,0 12, ,0 60 8,0 40 6,0 4,0 20 2,0 0 FF 1 FF 2 FF 3 FF 4 FF 5 FF 6 FF 7 FF 8 0,0 16

17 N-Bilanz der Fruchtfolgen 17

18 Humusbilanz VDLUFA (unterer Wert) 18

19 Humusbilanz Repro 700 [kg Humus C/ha*a] ohne Gärrestausbringung mit Gärrestausbringung FF 1 FF 2 FF 3 FF 4 FF 5 FF 6 FF 7 FF 8 Gruppe E Gruppe D Gruppe C Gruppe B Gruppe A 19

20 Deckungsbeitrag der Fruchtfolgen 20

21 Ganzpflanzengetreide Nutzung als Winterzwischenfrucht (früh) oder als Erstfrucht (später) im Zusammenhang mit Zweitfruchtsystemen Ernte zum Termin der maximalen Trockenmasse pro Hektar, ab BBCH 75 (nachfolgende Aussaat) bis 85 Im Gegensatz zur Körnerernte Nutzung der gesamten oberirdischen Pflanzenmasse Produktionsverfahren grundsätzlich bekannt Wintergetreide: Roggen, Triticale, Gerste, Winterweizen im Produktionsverfahren zu teuer Sommerformen eher unbedeutend, da die Biomassebildung kaum ausreicht Häcksellängen Silierung - Aufschließbarkeit im Fermenter hohe Biomassebildung möglich Biogasausbeuten > 600 l N /kg ots (ca. 180 m³/t FM) Kompromiss zwischen Lignifizierung und Biomasseertrag, höhere Dichte des Lignins Rühren! interessant als früh räumende Vorfrucht für Raps Nachbau von Zweitfrüchten nur eingeschränkt möglich (Vegetationstage, Wasserangebot) 21

22 Ganzpflanzengetreide 22

23 Sorghumhirsen Hirsen sind für den Anbau auf den diluvialen Standorten in Nordostdeutschland geeignet. Die Aussaat in völlig ausgetrockneten Böden ist risikoreich. Die für Sommerungen relativ späte Aussaat kann Probleme beim Feldaufgang in Phasen der Vorsommertrockenheit verursachen. Eine frühere Aussaat wird allerdings den hohen Wärmeansprüchen nicht gerecht. Ein Anschluss an die wasserführende Schicht kann durch eine tiefere Saatgutablage (bis 5 cm) hergestellt werden. Allgemein: Einmal aufgegangene Pflanzen tolerieren Trockenheit besser als der Mais. Für hohe Erträge und TS-Gehalte sind auch im Spätsommer noch relativ hohe Temperaturen und eine gute Wasserversorgung günstig. 23

24 Sorghumhirse (Verbundprojekt der FNR) Trockenmasseertrag in dt/ha: Art/Sorte Mittelwert Ertrag [dt TM/ha] TS-Gehalt [%] Atletico 184,7 208,7 157,6 183,7 31,3 Magitop 180,7 194,1 156,3 177,0 34,3 182,7 201,4 156,9 180,3 32,8 Lussi 104,5 139,5 167,5 137,2 30,3 Susu 87,2 120,8 130,3 112,8 23,0 95,9 130,1 148,9 125,0 26,7 Goliath 67,3 114,3 194,1 125,3 21,0 Rona 1 59,6 99,1 137,3 98,7 20,5 Sucrosorgo ,2 121,8 188,5 120,5 19,3 Super Sile 20 53,9 78,4 122,2 84,8 19,7 58,0 103,4 160,5 107,3 20,1 Erträge der Sorghumhirsen generell geringer als von Mais, aber siehe ungünstiges Maisjahr 2010 Ertragsstabilität wegen der schwierigen Bestandesetablierung deutlich schlechter als bei Mais Pasewalk, Dr. Jana Peters, Dr. Andreas Gurgel 24

25 Dauerkulturen Durchwachsene Silphie 25

26 Zweikulturnutzungssysteme Erweiterung des Anbausystems Grünschnittgetreide Mais Ziel ist Maximierung des Trockenmasseertrages unter wirtschaftlichen und ökonomischen Aspekten Winterzwischenfrucht Erstfrucht nachfolgende Sommerung Zweitfrucht Trockenmasseertrag steigt, Mehrertrag muss aus der Erstfrucht finanziert werden Wasserversorgung!! Vegetationszeitausnutzung 26

27 Ergebnisse Zweikulturnutzung aus Gülzow (EVA-Projekt) 27

28 Ergebnisse Ertrag Zweikulturnutzung (Gülzow, ) 300 Spannweitenlinie = Standardabweichung TM [dt/ha] W.Roggen / Mais W.Roggen / Sorghum Mais Sorghum 28

29 Schlussfolgerungen Energiefruchtfolgen artenvielfältige Energiefruchtfolgen sind eine Alternative zu Monokultur Mais, wenn ertragreiche Fruchtarten integriert werden Dazu zählen Sorghumhirse, Wintergetreide als Ganzpflanzen, Mais und Ackerfutter bei entsprechender Wasserversorgung und verteilung Ackerflächenbindung ist zu berücksichtigen Getreideganzpflanzen bei der Fruchtartenwahl auf Folgefrucht achten bei Sorghum ist Wintergerste als Vorfrucht besser als Wintertriticale oder Winterroggen bei Winterroggen unbedingt auf Sortenwahl achten um Lager zu vermeiden Sorghum Es besteht weiterer Forschungsbedarf insbesondere in der optimalen Bestandesetablierung und Abreife Sortenversuche zur verbesserten Nutzung des Ertragspotenzials hinzuziehen Durchwachsene Silphie als Dauerkultur gute Alternative, aber es die Nutzungsdauer von 15 Jahren zu beachten Ertragsplateau noch nicht erreicht, Potenzial noch nicht ausgeschöpft 29

30 FAZIT Es muss nicht immer nur Mais sein!!! 30

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 31