Das Projekt EVA

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1 Standortangepasste Energiepflanzen in Fruchtfolgen zur Biogaserzeugung Biomasseerträge, Gasbildungspotenziale und Nachhaltigkeit Das Projekt EVA Energiepflanzentag, 3. September 214, Trossin Jana Grunewald, Abteilung Landwirtschaft 1 XX. Monat 213 Name des Präsentators

2 Boden-Klima-Räume Sachsens leichte diluviale Böden Lößböden Verwitterungsböden 2 I 23. XX. September Monat Name I J. des Grunewald Präsentators

3 Versuchsstandorte D-Süd Löß V(erwitterung) Trossin Güterfelde Bernburg Dornburg Ascha Haufeld Christgrün Lage Brandenburg Nordsachsen Sachsen- Anhalt Bayern Thüringen Thüringen Südwestsachsen Höhe ü. NN 12 m 43 m 8 m 26 m 44 m 43 m 43 m T 8,9 C 9,1 C 9,1 C 8,3 C 7,5 C 7,6 C 7,4 C NS 554 mm 545 mm 469 mm 584 mm 87 mm 624 mm 722 mm Bodenart mittelschluffiger Sand lehmiger Sand schluffiger Lehm toniger Schluff lehmiger Sand toniger Lehm sandiger Lehm AZ BKR trocken-warme diluviale Böden des ostdeutschen Tieflandes 3 XX. Monat 213 Name des Präsentators sommertrockene Lößstandorte in der Ackerebene Ost Verwitterungsböden der Übergangslagen

4 Trockenmasseertrag [dt/ha] Trockenmasseerträge Fruchtfolgen Weidelgras SZF Sorghum WiTrit. ZF WiTrit. GrünRo Sorghum SZF WiGerste Sorghum ZF GrünRo WiRo I 43. XX. September Monat Name I J. des Grunewald Präsentators SZF WiTrit. Sorghum SZF 679 GrünRo GrünRo Topinamburkraut SZF Topinamburkraut GrünRo + WiTrit. Knolle Sorghum ZF Topinamburkraut WiGerste GrünRo WiRo + Steinklee GrünRo D-Süd Löß V WiRo + Wicke ZF Ackerfutter Ackerfutter Ackerfutter WiGerste Weidelgras als Ganzpflanzen (BBCH 77-83), n = 4 Anlagen pro Standort (Beginn: 25/6/9/1)

5 Fruchtfolgewirkungen Vorfruchteffekte Signifikant höhere Erträge (bis zu 1 %) von Wintertriticale nach Hafer im Vergleich zu Wintertriticale nach einem anderem Getreide, Sorghum oder Gesundungsfrucht (Resistenz gegen Erreger des Parasitären Halmbruchs und der Schwarzbeinigkeit), teilweise günstigere Saatbett- und Bodenwasserbedingungen selbstfolge: keine signifikante Ertragsdepression, kein vermehrtes Auftreten von Schaderregern und krankheiten bei Bonituren festgestellt Ackerfutter-Leguminosen-Gemenge zeigten nur geringe Vorfruchtwirkungen auf nachfolgendes Getreide (kein signifikanter Mehrertrag) gute Durchwurzelung und hohe Frischmasseabfuhren bewirkten intensive Ausschöpfung des Bodenwasservorrats indirekte Vorfruchtwirkungen durch zeitlich verzögerte Mineralisation der Wurzelrückstände (weites C:N-Verhältnis), Humusakkumulation und Verbesserung der Bodeneigenschaften Quelle: J. Eckner, TLL 5 XX. Monat 213 Name des Präsentators

6 Trockenmasseerträge vs. Sorghum S. bicolor Sorghum b. x s. S. bicolor Sorghum b. x s. S. bicolor Sorghum b. x s. D-Süd Löß V Mittel der Versuchsjahre , n = verschieden 6 XX. Monat 213 Name des Präsentators Trockenmasseertrag [dt/ha]

7 Trockenmasseerträge vs. Sorghum in Abhängigkeit vom Bodenfeuchtegehalt Trockenmasseertrag [dt/ha] jährige Versuche im Folientunnel Bodenfeuchtegehalt [% nutzbare Feldkapazität] 7 I 3. 7 XX. September Monat Name I J. des Grunewald Präsentators Sorghum b. Sorghum b. x s. Quelle: Dr. Schittenhelm, Julius-Kühn-Institut Braunschweig

8 Trockenmasseerträge Getreideganzpflanzen WiRoggen WiTriticale WiGerste Wickroggen SoRoggen SoTriticale SoGerste Hafer Hafer/Erbse/Leindotter WiWeizen WiTriticale WiGerste WiTriticale/WiWeizen Gerste/Triticale/Weizen SoGerste Hafer WiRoggen WiTriticale WiGerste Wickroggen SoGerste Hafer Ganzpflanzenernte (BBCH 77-83), Mittel von , n = verschieden 8 XX. Monat 213 Name des Präsentators D-Süd Löß V Trockenmasseertrag [dt/ha]

9 Trockenmasseerträge Ackerfuttermischungen Ø der Versuchsjahre Trockenmasseertrag [dt/ha * Jahr] Weidelgrasm. (Rot-)Kleegras Luzerne-Kleegras Luzernegras Weidelgrasm. (Rot-)Kleegras Luzerne-Kleegras Luzernegras Weidelgrasm. (Rot-)Kleegras Luzerne-Kleegras Rot-Weiß-Kleegras 9 I 9 3. XX. September Monat Name I J. des Grunewald Präsentators D-Süd Löß V Datenquelle: C. Rieckmann, LWK Niedersachsen, EVA-Satellitenprojekt Ackerfuttermischungen

10 Ertragspotential AFM - Schnittregime CH 4 -Hektar-Ertrag [m 3 /ha] und Methanausbeute [l/kg ots] verschiedener Ackerfutter-Mischungen bei frühem und spätem Nutzungsregime Ø der Versuchsjahre Intensiv = 4-5 Schnitte / a 1 1 I 3. XX. September Monat Name I des J. Grunewald Präsentators extensiv = 2-3 Schnitte / a Quelle: C. Rieckmann, LWK Niedersachsen

11 Trockenmasseerträge Regionale Fruchtarten Sonnenblume WiRaps SoRaps Topinamburkraut Tobinamburknolle Kartoffelknolle Hanf Rübenkörper WiRaps Topinamburkraut Topinamburknolle WiRaps Kartoffelknolle Trockenmasseertrag [dt/ha] D-Süd Löß V Ganzpflanzenernte, Ø der Versuchsjahre , n = verschieden 11 XX. Monat 213 Name des Präsentators

12 Trockenmasseerträge Erstfrucht + Zweitfrucht HF S. b. x s. - HF GRo + GRo + S. b. x s. L. Gem. + S. b. x s. WickRo + WiTri + S. b. x s. WiGerste + S. b. x s. WiTri + Weidelgras - HF S. b. x s. - HF GRo + GRo + S. b. x s. WiTri + S. b. x s. WiGerste + S. b. x s. WiTri + Weidelgras - HF S. b. x s. - HF GRo + GRo + S. b. x s. WickRo + S. b. x s. WiTri + S. b. x s. WiGerste + S. b. x s. WiTri + Weidelgras WiRaps + S. b. x s. WiWeizen + Erbse HF Zweikult. GPS + SZF Hf Zweikult.GPS + SZF HF Zweikult. GPS + SZF D-Süd Löß V 12 XX. Monat 213 Name des Präsentators n = 4 Jahre (Ausnahme: WiTriticale/WiGerste + S. b. x s. = 2 Jahre) Trockenmasseertrag [dt/ha]

13 Abreifeverhalten TS-Gehalt [%] D-Süd Löß V D-Süd Löß V 32,4 32,4 31,6 Rübenkörper 24,1 S. bicolor 27,5 2,7 Topinamburknolle 17, 19, Sorghum b. x s. 28,7 27,7 26,3 Topinamburkraut 28,4 29, WiGerste 32,9 3,9 29,4 Sonst. WiGetreide 37,5 36,7 Grünroggen WZF 21,7 2,3 25,8 Wickroggen 32,7 35,4 Landsb. Gem. WZF 22,5 Hafer 38,9 34,4 4,4 Wickroggen WZF 21,5 16,5 Sonst. SoGetreide 41,5 39,9 46,4 ZF 27,9 27,1 22,6 Ackerfutter 26, 22,8 26, S. b. x s. ZF 29,2 19, 29, WiRaps 23,6 22,8 29,6 Sonnenblume 25,9 S. b. x s. SZF 22,5 21,8 24,8 Kartoffelknolle 19,6 Weidelgras SZF 3,8 24,1 18,1 Versuchsjahre (EVA II), außer SoGetreide (ab 25, EVA I) 13 XX. Monat 213 Name des Präsentators

14 Methanbildungspotentiale Methanausbeuten Silagen 338 l/kg ots keine Berücksichtigung von Silierverlusten 14 XX. Monat 213 Name des Präsentators Quelle: Dr. Chr. Herrmann, ATB Potsdam, Batch-Versuche

15 Methanbildungspotentiale Methanhektarerträge R =,98 ** R 2 =,95 LuKleegras I Rübe R =,97 ** R 2 =,95 Topinamburkraut SoBlume Trossin (D-Süd) ** Signifikanzniveau von,1 R =,98 ** R 2 =,99 Dornburg (Löß) Daten der Versuchsjahre (2 Anlagen), CH 4 -Ausbeuten vom ATB Potsdam in Batch- Versuchen ermittelt Ascha (V) 15 XX. Monat 213 Name des Präsentators Quelle Versuchsdaten: J. Eckner, TLL, D. Zander, TFZ Bayern

16 Humushaushalt WiG S.b.xs. (SZF) WiTri SZF, Gründ. WiRo (K) S.b.xs. WZF -ZF WiTri (K) WiRo (K) WZF S.b.xs.-ZF WiTri SZF WiRo (K) Hafer WiTri Raps (K) WiRo (K) Korn WiG Raps WZF S.b.xs.-ZF WiRo (K) WZF S.b.-ZF Kartoffel WiRo (K) WiG SZF SoBl SZF Rübe WiRo (K) Ackerfutter GD Korn Korn SoGerste Korn Korn WZF SoBlume Jahreswert [kg Humus C ha 1 a 1 ] Trossin (D-Süd, AZ = 31), 21-13, mit Gärrestrückführung (M. Willms, ZALF) 16 XX. Monat 213 Name des Präsentators

17 Wasserhaushalt Wasserverbrauch von HF pro Tag Mittlerer Wasserverbrauch [mm/tag] SoGerste WiRaps WiRoggen WiGerste Luzernegras S. b. x s. S. bicolor D-Süd- Standort Mittel über alle FF in 4 Anlagen, Grundlage: Evapotranspiration Methode: Modellierung mit MONICA 1,2,9,8 1,1 17 XX. Monat 213 Name des Präsentators 2, 1,7 2, Mittlerer Wasserverbrauch [mm/tag] SoGerste WiRaps WiRoggen WiGerste Kleegras S. b. x s. S. bicolor Mittlerer Wasserverbrauch [mm/tag] SoGerste WiRaps WiWeizen WiGerste Luzernegras S. b. x s. S. bicolor 2,4 1,2,7,7 1,3 1,9 1,2 2,6 2,1 1,4,6,9 1,3 2,1 2, 2, Löß- Standort V-Standort Quelle: M. Willms, ZALF Müncheberg

18 Wasserhaushalt Wasserverbrauch Zweikulturnutzung Versuchsstandort Trossin (D-Süd) 18 XX. Monat 213 Name des Präsentators Tageswert-Modellierungen mit METVER Quelle: F. Böttcher, DWD Leipzig

19 Grundwasserschutz Nitratverlagerungsrisiko Herbst Herbst Herbst cm 3-6 cm 6-9 cm WiG S.b.(SZF) WiTri Phacelia WiRo 19 XX. Monat 213 Name des Präsentators Nmin-Gehalt [kg/ha] Herbst Herbst Herbst Hafer WiTr WiRaps (Korn) WiRoggen Versuchsstandort Trossin (D-Süd, Su3), Mittel aus 2 Anlagen Nmin-Gehalt [kg/ha] Herbst Herbst Herbst Nmin-Gehalt [kg/ha] S. b. x s. GrünR (WZF) (ZF) WiTr (Korn) WiRoggen Nmin-Gehalt [kg/ha] Herbst Herbst Herbst GrünR (WZF) S.b.(ZF) Kart WiRo

20 Grundwasserschutz Minderung Nitratauswaschung I N-Gabe [kg/ha] TM-Ertrag [dt/ha] Herbst-Nmin [kg/ha] 1) Reduzierung N-Düngung TM-Ertrag [dt/ha] 2) Untersaaten Herbst-Nmin [kg/ha] Hafer Hafer+SZF 2 XX. Monat 213 Name des Präsentators TM-Ertrag Weidelgras [dt/ha] TM-Ertrag Hafer [dt/ha] Herbst-Nmin [kg/ha] 3) Nachsaaten (Zwischenfrüchte) Versuche auf einem sandigen Boden (AZ: 18-42, T = 7,6 C, NS = 8mm) Quelle: Chr. Von Buttlar, Ingenieurgemeinschaft für Landwirtschaft und Umwelt (IGLU)

21 Grundwasserschutz Minderung Nitratauswaschung II Nmin-Gehalt [kg/ha] cm 3-6 cm 6-9 cm Versuchsstandort Trossin (AZ 31) Hschnitt 1. Schnitt2. Schnitt Herbst 1. Schnitt2. Schnitt Herbst SoG + US LuKlee LuKlee 4) Mehrjähriger Anbau von Fruchtarten, z. B. Ackerfutter, Blühmischungen, Durchwachsene Silphie 5) Schonende Bodenbearbeitung, z. B. dauerhaft konservierende Bodenbearbeitung / Direktsaat I 3. XX. September Monat Name I des J. Grunewald Präsentators

22 Zusammenfassung Biomasseerträge: Vielfältige Fruchtfolgen mit, Sorghumhirsen, Wintergetreide, Getreide- und Ackerfuttermischungen als GPS erzielten höchste Trockenmasseerträge Betriebe in regionalen Trockengebieten mit ausgeprägter Vorsommertrockenheit (Dübener und Dahlener Heide, Elbtal, Leipziger Tieflandsbucht) sollten auf trockentolerante Fruchtarten mit geringem Wasserverbrauch setzen: Sorghumhirsen, Luzerne- und Luzerneklee- gras, WiGetreidearten Ackerfuttermischungen: extensives Schnittregime mit 2-3 Schnitten pro Jahr erbrachte höhere Methanhektarerträge im Vergleich zum intensiven Schnittregime Für Silierung optimale TS-Gehalte werden mit neueren und für die Biogasproduktion entwickelten Sorten gut erreicht, Verbesserungspotenzial: Gras- Leguminosen-Gemenge + Zwischenfrüchte Gasbildungspotentiale: Methanhektarerträge korrelierten (mit wenigen Ausnahmen, u.a. Topinambur, Rübe, Sonnenblume) mit Trockenmasseerträgen Nachhaltigkeit: Zur Aufrechterhaltung von Bodenfunktionen sowie zum Boden- und Grundwasserschutz Integration von Zwischenfrüchten, Untersaaten und mehrjährigen Fruchtarten I 3. XX. September Monat Name I J. des Grunewald Präsentators

23 Anbauempfehlung (als GPS) Biogaspflanzen WiGetreide (mittleres Ertragsniveau, aber sehr ertragsstabil, Doppelnutzungssorten, erfolgreich auch als Gemenge) Sorghumhirsen (-Ertragsniveau mgl., trockentolerant, Anbau als HF, ZF und ZwF) Grasm./Gras-Leguminosen-Gemenge (Aufrechterhaltung von Bodenfunktionen, Boden-, Erosions- und Wasserschutz) Rübe (hoher Methanhektarertrag) Sonnenblume (gute Abreife mit Biogassorten, Landschaftsbild) Winter- (Wickroggen, Grünroggen, Landsb. Gemenge) und Sommer-ZwF (Sorghum, Gräser, Leguminosen) Biomasse + ökologische 23 XX. Monat 213 Vorteile Name des Präsentators Kartoffelknolle (geringer TS-Gehalt, hohe Produktionskosten, Humuszehrer besser als Marktfrucht in FF) Hanf (niedrige Methanausbeuten und hektarerträge, hoher Ligningehalt) Raps (geringe Methanausbeuten und hektarerträge, hoher Ligningehalt, niedrige TS-Gehalte) Topinambur (geringe Methanausbeuten, hoher Ligningehalt, geringer TS-Gehalt der Knolle, Kosten d. Knollenreinigung, Durchwuchs bei Nachfolgefrucht) Sonnenblume (geringere Methanausbeuten und hektarerträge erhöhte Schwefel-, Asche- und Rohfasergehalte, schwer silierbar)

24 Danke für die Aufmerksamkeit! Ansprechpartner: Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft & Geologie Referat 72 Jana Grunewald, Dr. Kerstin Jäkel Waldheimer Str. 219, 1683 Nossen Telefon: 3524/ XX. Monat 213 Name des Präsentators Förderung der Projekte: BMELV über FNR HERZLICHEN DANK! Ein Dankeschön auch an die Versuchspartner für die Ergebnisdaten!