Erweiterte Anbaustrategien im Energiepflanzenanbau

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1 Erweiterte Anbaustrategien im Energiepflanzenanbau Dr. Matthias Benke, GB Landwirtschaft Anbau nachwachsender Rohstoffe in Niedersachsen Angaben für 2010 geschätzt, Datenquelle: Niedersächsisches Ministerium für Ernährung; Landwirtschaft, Verbraucherschutz und Landesentwicklung

2 Anbauzahlen für Niedersachsen Silomais Körnermais Energiemais gesamt Niedersachsen Tausend ha Jahre Inhalt Energiepflanzenanbau in Niedersachsen Ertragsvergleich verschiedener Energiepflanzen (HF) Grünroggen und Getreide-GPS Zweitfruchtanbau Ökonomische Bewertung Alternativkulturen Ausblick 2

3 Ertragsvergleich unterschiedlicher Energiepflanzen, Hybridsorghum Sonnenblume GPS Getreide Standort Werlte, 30 BP, LK Emsland Sudangras "Energie-Rübe" Mittel Arten, Jahre * Ertragsvergleich unterschiedlicher Energiepflanzen, Standort Poppenburg, 85 BP, LK Hildesheim Zuckerhirse Sudangras Sonnenblume GPS Getreide "Energie-Rübe" * Mittel Arten, Jahre 3

4 Grünroggen und GPS-Anbau Anmerkungen/ Substrat Eigenschaften Nachwachsende Rohstoffe Richtwerte für die Gasausbeute Faustzahlen Biogas 2009, KTBL TM % davon otm % Biogasertrag l N /kg otm Methangehalt % Methanertrag l N /kg otm silage CCM Sorghumsilage ) Getreide-GPS mittlerer Kornanteil Grünroggensilage ) Sonnenblumensilage Zuckerrübensilage otm säurekorrigiert Futterrübensilage otm säurekorrigiert Getreidekorn gequetscht/gemahlen Körnermais gequetscht/gemahlen Stroh kurzgehäckselt Grassilage Landschaftspflegegras ) Kleegrassilage Klee-/Luzernesilage ) nach Anwelken 2) stark abhängig vom Verholzungsgrad/Ligningehalt. 4

5 GPS-Erträge aus Sortentypenversuchen, Palazzo Hellvus Mittel Benetto Grenado Massimo Mittel Hermann Akratos Inspiration Mittel Roggen Werlte, Poppenb, Rockst. Triticale Werlte, Poppenb, Rockst. Getreidearten, Sortentypen Weizen Werlte, Pobu, GPS Ergebnisse unterschiedlicher Sortentypen Standort Poppenburg 2010 (abs.) Palazzo Hellvus Mittel Benetto Grenado Massimo Amarillo Mittel Hermann Akratos Inspiration Mittel TS-Gehalt % TS-Gehalt % (abs.) Sorte Sorte Sorte Roggen Triticale Weizen Aussaat Aussaat Aussaat Ernte

6 Ertrags- und Abreifeverlauf der Wintergetreidearten bei zeitlich gestaffelter Ernte, Werlte, TM-Ertrag WG TM-Ertrag WR TM-Ertrag WT TM-Ertrag WW TM-Gehalt WG TM-Gehalt WR TM-Gehalt WT TM-Gehalt WW 45,0 40, ,0 30,0 TM-Gehalt % 80 25, Arten, Erntetermine 20,0 Zweitfruchtversuch, Poppenburg 2010 Ergebnisse der Vornutzung durch Grünroggen bzw. GPS ,7 Aussaat TM-Gehalt % Aussaat ,7 Aussaat Aussaat ,2 29, Aussaat Aussaat TM-Gehalt % Ernte Ernte Grünroggen Roggen-GPS 6

7 Fazit Getreide-GPS - Getreide GPS zählt neben Zuckerrüben derzeit zur interessantesten Anbaualternative gegenüber dem - Folgende Vorteile sind durch Anbau von Getreide-GPS gegeben: -relativ konstante Ertragsleistungen -gewährleistet eine Winterbegrünung der Flächen -entzerrt Arbeitsspitzen -Gärsubstratausbringung zu verschiedenen Terminen -bessere Auslastung von Erntemaschinen (günstigere Kosten) -ermöglicht zeitgerechte Rapsbestellung mit vorheriger Stoppelbearbeitung -Zwischenfruchtanbau zur Humusbildung -Zweitfruchtanbau auf günstigen Standorten - Gute Anbaukombination mit Ackerfuttermischungen gegeben z.b. Untersaaten im Getreide mit überjähriger Nutzung Zweitfruchtanbau nach Grünroggen bzw. GPS Standort Poppenburg,

8 Versuchsaufbau Hauptfruchtanbau mit Vornutzung Grünroggen bzw. Zweitfruchtanbau Versuchsfrage: Wieviel Vegetationszeit stelle ich welcher Kultur zur Verfügung, um optimale Gesamterträge für die Biogasnutzung zu erzielen Hauptfrucht n. GR bzw. Zweitfrucht Sonnenblume Ernte Ernte Ernte Ernte Ernte Vornutzung/ Erstfrucht Visello Visello Visello Sonnenbume Sonnenblume Sonnenblume Aussaat Nuztzung Grünroggen GPS Roggen Vergleich Haupt : Zweitfruchtanbau 2010 Standorte: Werlte, Poppenburg, Rockstedt Sonnenbl. Sonnenbl. Sonnenbl. GPS plus GPS plus GPS plus Sonnenbl Aussaat GPS Mitte Okt. Vornutzung Grünroggen Haupt-, Zweitfrucht; Aussaat Zweitfrucht nach GPS 8

9 Vergleich von Haupt- und Zweitfruchtanbau, Hauptfr. Zweitfrucht bzw. n. Grünroggen GPS-Roggen Grünroggen GPS plus Zweitfrucht n. Grünroggen GPS plus Zweitfrucht n. Grünroggen GPS plus Zweitfrucht n. Grünroggen Poppenburg, 85 BP Rockstedt, ca. 32 BP Werlte, ca. 35 BP Standorte, Haupt-, Zweitfrüchte Ertragsleistungen der Zweitfrüchte in einzelnen Jahren , Mittel der 3 Standorte SB Mittel der Fruchtarten Mittel der Jahre Mittel der Jahre n. Grünroggen n. GPS Jahre, Anbau nach... 9

10 Ökonomische Bewertung unterschiedlicher Energiepflanzen Frischmasse dt/ha 535,3 473,3 526,1 501, ,3 144,4 127,2 120,1 146,3 Gasertrag (12 % Verluste) m³/ha Methanertrag m³ CH4/ha Saatgut /ha Dünger /ha Pflanzenschutzmittel /ha Sonst.Direktkosten /ha variable Maschinenkosten /ha Maschinen-Festkosten /ha Sonstiges /ha Lohnanspruch /ha Fest- und Gemeinkosten /ha Saldo Pacht - Prämie /ha Vollkosten /ha Produktionskosten /dt FM 2,75 2,74 2,6 2,75 3,1 /dt TM 8,16 8,99 10,73 11,5 9,02 /m 3 CH 4 0,29 0,36 0,43 0,49 0,33 /kwh Gesamtenergie mais gras hirse blumen GPS 0,0314 0,0389 0,0464 0,0533 0,0357 Ökonomische Bewertung unterschiedlicher Energiepflanzen Standort Werlte Silo- Sudan- Zucker- Sonnen- Roggen- Silo- Roggen-GPS + Grünroggen + Sudan- Sonnen- Sudan- Sonnengras mais Silomais blumen Silomais gras blumen Frischmasse dt/ha 535,3 876,4 760,3 835,3 992,2 839,4 826,2 180,3 243,2 227,1 225, ,1 184,2 Gasertrag (12 % Verluste) m³/ha Methanertrag m³ CH 4/ha Saatgut /ha Dünger /ha Pflanzenschutzmittel /ha Sonst.Direktkosten /ha variable Maschinenkosten /ha Maschinen-Festkosten /ha Sonstiges /ha Lohnanspruch /ha Fest- und Gemeinkosten /ha Saldo Pacht - Prämie /ha Vollkosten /ha Produktionskosten /dt FM 2,75 2,54 2,68 2,62 2,36 2,42 2,54 /dt TM 8,16 9,17 8,96 9,71 8,72 10,14 11,38 /m 3 CH 4 0,29 0,33 0,34 0,38 0,32 0,4 0,47 /kwh Gesamtenergie 0,0314 0,0359 0,0366 0,0409 0,0345 0,0438 0,

11 Nutzung von Ackergräsern und Grünlandaufwüchsen TM-Erträge der Mischungen bei unterschiedlichen Nutzungsregimen Summe der Jahre 2006 und 2007) 11

12 Ackerfutter und Grünland Ackerfuttermischungen erzielen hohe TM- und Methanerträge Auswahl standortangepasster Ansaatmischungen entscheidend -weidelgrasbetonte Mischungen bieten Vorteile im maritimen Klima -Luzernemischungen überzeugen auf trockenen Standorten -leguminosenbetonte Mischungen sinnvoll auch für feuchte aber kalte Standorte -auch kleinräumige Standortunterschiede gilt es zu berücksichtigen reduzierte Schnittfrequenz liefert höhere TM-Erträge als Vielschnittnutzung die spez. Gasausbeute nimmt bei verspäteter Schnittnutzung ab Das Gasbildungspotenzial müsste bei der 5-Schnittnutzung um ca.16 % höher als bei 4- Schnittnutzung liegen, um ökonomisch interessant zu sein (Dr. Toews, FH Bingen) Grünlandflächen werden künftig stärker für die Biomassenutzung herangezogen, weil ein weiterer Flächenumbruch schwer möglich ist. -dafür sind entsprechende Ansaaten und Bewirtschaftungsmaßnahmen zu prüfen Zuckerrüben in Biogasanlagen 12

13 Vorteile der Zuckerrüben für die Biogasproduktion hoher Zuckergehalt schnelle Umsetzung ( schnelles Gas ) kurze Verweilzeit im Fermenter Prozessstabilität und Rührfähigkeit der Substrate im Fermenter steigen Eigenstrombedarf sinkt Zugabe von % Zuckerrüben wird in der Praxis allgemein praktiziert Auflockerung der Fruchtfolge Risikoverteilung auf unterschiedliche Feldfrüchte Niedriger Nmin-Rest nach Ernte Verteilung von Arbeitsspitzen hohe Akzeptanz (man kann drüber hinweg schauen) Warum werden Zuckerrüben bisher nur in geringem Umfang in Biogasanlagen eingesetzt? Lagerung Stein- und Erdbesatz Kosten (bes. für Ernte und Lagerung sehr hoch) 13

14 Rübenerträge eines orientierenden Anbauversuches 2010, 3 Standorte (Poppenburg, Werlte, Rockstedt) Standort Poppenburg Rockstedt Werlte Trockenmasseertrag Frischmasseertragehalertrag Trockenmasse- Trockenmasse- t/ha % t/ha Ortsmittel Ortsmittel Ortsmittel 82,5 21,5 17,7 69,5 22,3 15,5 95,0 22,6 21,4 Frischmasseertrag Trockenmassegehalt t/ha % t/ha Standort Min Max Min Max Min Max Poppenburg ,4 22,9 14,5 20,5 Rockstedt ,2 22,8 14,1 16,4 Werlte ,2 23,6 19,2 22,5 Anlagejahr Durchwachsene Silphie 1. Erntejahr 14

15 Durchwachsene Silphie (Silphium perfoliatum L.) Anforderungen: Keine besonderen Ansprüche an Klima, Boden, Fruchtfolge (stammt aus gemäßigten Regionen Nordamerikas) Humose Standorte, keine Staunässe Unkrautunterdrückende Vorfrucht Bodenbearbeitung/Aussaat/Pflanzung: Feuchtigkeitsbewahrende Saatbettbereitung Feinkrümeliges Saat- bzw. Pflanzbett Samen benötigen zum Keimen längere Kühlphase Pflanzung z.z. nur mit vorkultivierten Jungpflanzen oder vorbehandelten Saatgut Aussaat: ab Mitte April bis Ende Juni Reihenabstand: 50cm Foto: R.Müller Foto: Bioenergie- Region Hohen- Odenwald-Tauber Durchwachsene Silphie (Silphium perfoliatum L.) Pflanzenschutz/Düngung: Langsame Jungpflanzenentwicklung im ersten Jahr (Ausbildung einer Blattrosette pro Pfl.) Unkrautbekämpfung unbedingt nötig Zugelassene Pflanzenschutzmittel gibt es derzeit nicht Maschinenhacke möglich N-Sollwert kg N/ha zur Pflanzung und zu Vegetationsbeginn P-, K-, Mg- und Ca-Düngung nach Entzug Ernte/Verwertung: Ernte bei TS-Gehalt von 25-30% mit Feldhäcksler Ertrag: ca dt TM/ha ab dem 2. Jahr Silage als Viehfutter oder für Biogasanlagen Guter Futterwert, gute Siliereigenschaften Gute Biogaseignung aufgrund hoher Methanausbeuten, vergleichbar denen des Foto: M.Conrad/TLL 15

16 Durchwachsene Silphie, erstes Erntejahr Ausblick - wird in naher Zukunft die dominierende Kultur zur Biomasseerzeugung bleiben - Aus ökonomischer Sicht bietet auf vielen Standorten Vorteile - Einbindung des es in standortangepasste Fruchtfolgen, die ökonomisch und ökologisch sinnvoll sind - Die öffentliche Akzeptanz hoher anteile in der Fläche muss verbessert werden (Blühstreifen, Anbau von Sonnenblumen am Rand usw.) - Zukünftige züchterische Aktivitäten lassen weitere Ertragssteigerungen und verbesserte Gasausbeuten erwarten - Alternative Fruchtarten sind künftig intensiver zu berücksichtigen z.b. GPS-Getreide, arten, Sonnenblumen, Energierüben, Durchwachsene Silphie - Eine Vornutzung vor der Hauptfruchtbestellung oder ein Zweitfruchtanbau muss in Abhängigkeit der Standortgegebenheiten geplant werden - Zweitfruchtanbau birgt auf leichten, trockenheitsgefährdeten Standorten hohe Risiken - Gleichwohl muss bei hohen Marktfruchtpreisen eine hohe Flächenproduktivität unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten angestrebt werden 16

17 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 17