Biogas aus Wildpflanzen

Transkript

1 Biogas aus Wildpflanzen Dr. Birgit Vollrath Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau (LWG) Berlin,

2 Energie aus Wildpflanzen Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus Mehrjährige Mischansaaten als Lösungsansatz: Hintergründe und Erfahrungen Das Projekt Energie aus Wildpflanzen Ziel und Projektbausteine Versuche zur Entwicklung der Saatgutmischungen Ökologische Begleituntersuchungen Zusammenfassung und Einsatzbereiche

3 Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus Hoher Flächenanspruch Nutzungsintensivierung (Pflanzenschutz, Düngung) Umbruch von Grünland, Restflächen, Feuchtgebieten und anderen wertvollen Flächen Starke Dominanz einzelner Kulturen (meist Mais) im Umfeld von Biogasanlagen

4 Auswirkungen des Energiepflanzenanbaus Nachteilige Veränderung des Landschaftsbilds Rückgang der biologischen Vielfalt Verlust an Nahrungshabitaten Verluste bei Wildtieren und Bodenbrütern durch Ernte in der Brut-, Setz- und Aufzuchtzeit (Zweikulturnutzung, mehrmaliger Schnitt bei mehrjährigen Kulturen)

5 Lösungsansatz Artenreiche mehrjährige Ansaaten zur Biomasseproduktion Artenreich Hohe Vielfalt Mehrjährig ganzjährige Bodenbedeckung, Wenige Eingriffe (einmal jährliche Ernte, Ansaat nach ca. 5 Jahren) Zusätzlicher Lebensraum für Tiere und Pflanzen = Eine in die landwirtschaftliche Produktion integrierbare Artenschutzmaßnahme

6 Hintergründe und Erfahrungen Seit 1999 Projekte mit Ansaaten von Wildpflanzen auf Brache- und Stilllegungsflächen: Lebensraum Brache Mit Biotopverbund in die Kulturlandschaft des neuen Jahrtausends Lebensraumverbesserung Förderung des Rebhuhnes Strukturreiche Lebensräume Staudenmischpflanzungen Sommerblumenmischungen

7 Hintergründe und Erfahrungen Lebensraum 1, 1. Standjahr Lebensdauer 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr 15 Boretsch 1 A/Ü Mariendistel 1 Ü Sonnenblume 1 A/Ü Öllein 1 A Saatwucherblume 1 A 44.

8 Hintergründe und Erfahrungen Lebensraum 1, 2. Standjahr Lebensdauer 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr 14 Futtermalve 1, 2 A Wilde Möhre 2 A Wiesenkümmel 2 A Wiesenpippau 2 A Natternkopf 2 A/Ü Färberresede 2+ A/Ü Wilde Karde 2 Ü

9 Hintergründe und Erfahrungen Lebensraum 1, 4. Standjahr Lebensdauer 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr 4. Jahr Schafgarbe Wiesenflockenblume 3+ A/Ü Wiesenlabkraut Moschusmalve Rote Lichtnelke 2, 3+ A Lebensdauer 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr 4. Jahr Beifuß 3+ Ü Skabiosenflockenblume 3+ A Johanniskraut 3+ A Rainfarn 3+ Ü Weiße Lichtnelke 2 A/Ü Wiesenbärenklau 2, 3+ Ü 10 27

10 Hintergründe und Erfahrungen Biomasseaufwuchs von je 1m² Erntefläche Werner Kuhn, Dr. Birgit Vollrath, Antje Werner

11 Das Projekt Energie aus Wildpflanzen Projektziel Mehrjährige, artenreiche Ansaaten 1) speziell auf die Biomasse- und Biogasproduktion auszurichten 2) in die deutschlandweite Energiepflanzenproduktion zu implementieren

12 Das Projekt Energie aus Wildpflanzen gefördert durch die Fachagentur nachwachsende Rohstoffe (FNR) Laufzeit: 7/ /2010 Phase II (beantragt): 1/ /2013

13 Projektbausteine Artensichtung Entwicklung von Saatgutmischungen für verschiedene Standorte und Einsatzgebiete (Kleinparzellen) Optimierung der Kulturführung, Prüfung, Ökonomie (Großparzellen, Praxisflächen in verschiedenen Regionen) Modellhafte Umsetzung: Silierung, Verwertung Bereitstellung des Saatguts Faunistische Begleitunters.: Ökologische Wertigkeit

14 Artensichtung Erste Auswahlkriterien Morphologische Eigenschaften, die auf einen hohen Biomasseertrag deuten Blühtermin zwischen Juli und September Hoher Wuchs Markiger Stängel

15 Artensichtung Ausschlusskriterien Vorauswahlliste mit 241 Pflanzenarten Neigung zur Auswilderung? 171 Arten Gefahr der Einkreuzung in die Wildflora? 162 Arten Für den Anbau und die Biogasproduktion geeignet? (Eignung zur direkten Aussaat, Saatgutvermehrung) Artensichtung: 37 Arten Saatgutmischungen: 44 Arten

16 Artensichtung Untersuchungen Pflanzung und Aussaat im Freiland Erste Daten zu Wuchsentwicklung und Methanertrag Eignung zur Freilandaussaat?

17 Entwicklung der Saatgutmischungen Ökonomische Optimierung Ertragsmaximierung Auswahl besonders leistungsfähiger Arten Optimierung von Artkombination, Saatstärke und Erntetermin bei möglichst geringem Aufwand Einfache Bestandsetablierung durch Freilandaussaat Geringer Herbizid- und Düngelmitteleinsatz Lange Nutzungsdauer (gleichzeitig ökologische Ziele)

18 Entwicklung der Saatgutmischungen Ökologische Optimierung Vielfalt (Arten, Genetik, Landschaftsbild/-struktur) breites Artenspektrum, Verwendung heimischer Wildarten geeigneter Herkünfte Späte Blüte, später Erntetermin

19 Energiepflanzenanbau & Naturschutz Übersicht: Brut-, Setz- und Nestlingzeiten Tierart März April Mai Juni Juli August September Wachtel Wachtelkönig Kiebitz Kampfläufer Großer Brachvogel Uferschnepfe Rotschenkel Bekassine Feldlerche Braunkehlchen Grauammer Neuntäter Rohrweihe Wiesenweihe Kornweihe Fasan Rebhuhn Reh Feldhase

20 Saatgutmischungen: Zielvorgaben Vorrangig ökonomische Optimierung Alternativen zur konventionellen Produktion Vorrangig ökologische Optimierung Vertragsnaturschutz, Agrarumweltprogramme Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen

21 Saatgutmischungen: 4 Artkombinationen Pflanzenherkunft - Ausschließlich heimische Staudenarten Ökologische Optimierung - Ausweitung des Artenspektrums auf im Gebiet fremde Stauden Ökonomische Optimierung Anpassung an Wasserverfügbarkeit - Arten für trockene Standorte - Arten für mäßig frische Standorte

22 Standorte Standorte in Unterfranken: kalkhaltige Lehmböden, hohe Bodenzahlen Standorte im Nordwestdeutschen Tiefland Niedersachsens: schwach saure, leicht humose Sandböden Bodenzahlen unter 30 Güntersleben bei Würzburg (577 mm NS) Oldenburg Eichenbühl nahe Miltenberg (803 mm NS) Saterland 50km westlich von Oldenburg

23 Versuchsaufbau Reinansaaten: - einjährig, 2 Saatstärken - zweijährig, 2 Saatstärken - heimische Stauden - nicht heimische Stauden Aufbau einer Wiederholung (insgesamt 8 Wiederholungen im Jahr 2009) Ansaatmischungen: - 4 Artenkombinationen - 2 Saatstärken - Als Maisuntersaat

24 Methoden Keimrate (Labor) Feldaufgang

25 Probeernte Optimierung des Erntetermins Trockenmassegehalt Biomasseertrag (Artanteile) Methanertrag

26 Entwicklung der Mischansaaten (1. SJ) Oldenburg,

27 Entwicklung der Mischansaaten (1. SJ) Oldenburg,

28 Entwicklung der Mischansaaten (1. SJ) Oldenburg,

29 Entwicklung der Mischansaaten (1. SJ) Oldenburg,

30 Entwicklung der Mischansaaten (1. SJ) Würzburg Oldenburg

31 Saterland im Nordwestdt. Tiefland (1. SJ) Weißer Gänsefuß Mulchschnitt am Standort Saterland keine Ertragsbestimmung im ersten Standjahr

32 Probeernten 1. Standjahr Mischungen ökologischer Ausrichtung: ab August für Silierung und Transport geeignete TM- Gehalte (25 bis 33% Trockenmasse) Erntetermine außerhalb der Setz-, Brut- und Aufzuchtzeiten von Wildtieren und Vögeln Mischungen ökonomischer Ausrichtung: Starke Zuwächse im Spätsommer Ernte Mitte September

33 Trockenmasseertrag [t/ha] Biomasseertrag 1. Standjahr Ökonomische Ausrichtung: Starke Zuwächse im Spätsommer 30 trockene Standorte mäßig-frische Standorte KW 33/34 KW 39/40 KW 33/34 KW 39/40 Oldenburg Würzburg Miltenberg

34 Trockenmasseertrag [t/ha] Biomasseertrag 1. Standjahr bei geringem Ertragsreichste Mischung ökonomischer Ausrichtung Ernte in KW 39 bis 41 Ertragreichste Mischung ökologischer Ausrichtung Ernte in KW 33 bis 35 Aufwand! Silomais 10 5 Mulchschnitt in Saterland 0 frisch/ + trocken/+ frisch/+ trocken/- frisch/+ frisch/+ Oldenburg Würzburg Miltenberg Oldenburg Würzburg Miltenberg

35 Methanertrag [m3/ha] Methanerträge 1. Standjahr Ertragreichste Mischung des Standorts bei geringem Aufwand! Ertragreichste Mischung ökonomischer Ausrichtung Ertragreichste Mischung ökologischer Ausrichtung Silomais Mulchschnitt in Saterland 0 frisch/ + trocken/+ frisch/+ trocken/- frisch/+ frisch/+ Oldenburg Würzburg Miltenberg Oldenburg Würzburg Miltenberg

36 2. Standjahr (Ökonomische Ausrichtung) noch nicht erntereif 1. Ernte Mitte Juli (noch nicht ausgewertet) Saterland, August 2010 Würzburg, Juli 2010

37 2. Standjahr (Ökologische Ausrichtung) Würzburg, Juli 2010 Oldenburg, Juli 2010

38 2. Standjahr (Ökologische Ausrichtung) Ab Juli geeignete TM-Gehalte (27 bis 37% TM) 1. Ernte: Anfang/Mitte Juli 2. Ernte: Ende Juli/Mitte August (noch nicht ausgewertet) Oldenburg, August 2010

39 Trockenmasseerrtrag [t/ha] Biomasseerträge, ökologische Ausrichtung 1. Standjahr (Mittelwerte der Mischungsvarianten) Miltenberg Würzburg Oldenburg f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t-

40 Trockenmasseerrtrag [t/ha] Biomasseerträge, ökologische Ausrichtung 1. und 2. Standjahr (vorläufige Auswertung, 1. Termin) 10 Miltenberg Würzburg Oldenburg f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t- f+ f- t+ t-

41 als Maisuntersaat 1. Standjahr, 2. Standjahr, 7,5 t/ha (1. Ernte am , Mischung für trockene Standorte, Ökologische Ausrichtung) Juli 2009 (Oldenburg) Juli 2010 (Oldenburg)

42 Methanausbeute [Nl/kg otm] Methanausbeute Zwei- und mehrjährige Arten der Versuche 500 Zweijährige Arten Heimische Staudenarten Gebietsfremde Staudenarten Silomais Silomais

43 Saatgutbereitstellung Sammlung an Wildbeständen (Regionales Saatgut) Aufbau der Saatgutproduktion Verfahrensoptimierung (gleichmäßige Keimrate, Kostensenkung) Auslese geeigneter Varietäten (hoher Zuwachs, späte Blüte)

44 Faunistische Untersuchungen 20 Bodenfallen; Testmischung Biogas 1 Einflussfaktoren: Standjahr Bodengüte Bodengüte - 3. Standjahr (Reinansaaten von 2 Staudenarten) 2. Standjahr 1. Standjahr Bodengüte + 1. Standjahr Bodengüte + Maisansaat

45 Artenzahl Spinnen sonstige rote Liste Standj. 2. Standj. 1. Standj. 1. Standj. Mais Boden - Boden - Boden - Boden + Boden + 81 Arten davon 9 Rote-Liste-Arten Helmut Stumpf, ÖAW

46 Artenzahl Laufkäfer sonstige rote Liste Standj. 2. Standj. 1. Standj. 1. Standj. Mais Boden - Boden - Boden - Boden + Boden + 56 Arten davon 5 Rote-Liste-Arten Helmut Stumpf, ÖAW

47 Artenzahl Tagfalter 20 sonstige rote Liste Standj. 2. Standj. 1. Standj. 1. Standj. Mais Boden - Boden - Boden - Boden + Boden + Helmut Stumpf, ÖAW

48 Bienenkundliche Untersuchungen Aufstellung von zwei Bienenvölkern an der Versuchsfläche bei Würzburg Beobachtung blütenbesuchender Insekten auf dem Pflanzenbestand während der Blütezeit Einsatz von Pollenfallen : Bienen streifen ihr Pollenhöschen am Lochgitter im Flugloch ab Dr. Ingrid Illies, Fachbereich Bienen

49 Sammelverhalten Unterscheidung bei Honigbienen und Hummeln zwischen Nektar- und Pollensammlerinnen Pollensammlerin Nektarsammlerin Dr. Ingrid Illies, Fachbereich Bienen

50 Anzahl Tiere Sammelverhalten (Versuche 2009) Honigbienen und Hummeln nutzen die Fläche intensiv. Honigbienen sammeln auf der Fläche vermehrt Pollen Pollensammler 14 Nektarsammler Honigbienen Hummeln Dr. Ingrid Illies, Fachbereich Bienen

51 Polleneintrag (Versuche 2009) Trocknung und Bestimmung des Pollens Völker an der Fläche haben sich gut entwickelt und mehr Brut aufgezogen als am Vergleichsstandort. Dr. Ingrid Illies, Fachbereich Bienen

52 Nahrungshabitat für Fledermäuse Registrierung der Rufe 7 Fledermausarten bei der Jagd Hartwig Brönner, Marc Sitkewitz (LBV)

53 Vögel Nahrungsgäste oder brütend 30 verschiedene Vogelarten, davon 15 Rote-Liste-Arten Starke Feldlerchenpopulation H. Tuschel Hartwig Brönner, Marc Sitkewitz (LBV)

54 Zusammenfassung Die ersten Ergebnisse bestätigen... die hohe Leistungsfähigkeit des Anbausystems insbesondere, wenn der wesentlich geringere Produktionsaufwand als beim Maisanbau berücksichtigt wird. den großen Wert des Anbausystems für die Tierwelt.

55 Vorteile insbesondere. auf erosionsgefährdeten Flächen im Einzugsgebiet von Oberflächengewässern als Alternative auf sehr feuchten oder sehr trockenen Standorten bei hoher Wildschadensgefährdung ( Schneisen durch frühere Ernte)

56 Besonders wichtig in großen Monokulturen (Teilbereiche, Streifen) Vielfalt, Landschaftsgestaltung Lebensraum und Nahrung für Wildtiere Imagewinn für die Landwirtschaft und Biogasproduktion

57 Das Team

58 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit