Blühende Pflanzen für die Biogasanlage

Transkript

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2 - Gliederung - Dauerkulturenversuch Ergebnisse Dauerkulturenversuch Erträge, Gasausbeute, Siliereignung, Flächenbedarf, Nitrat nach der Ernte Fazit Dauerkulturen Quo vadis Energiemais? Biomassekulturen aus Naturschutzsicht Prinzip: Mais ökologisieren über Pflanzenpartnerschaften

3 - Einführung - Ziele Erweiterung der Artenvielfalt in Agrarlandschaften Förderung des Nahrungsangebots für Bienen und wildlebende Insekten Verbesserung des Erosions- und Wasserschutzes sowie des Humushaushaltes Bereicherung des Landschaftsbildes ( Farbe ins Feld ) Welche Arten kommen derzeit in Frage? Blühmischungen Mehrjährige Kulturen (u.a. Durchwachsene Silphie, Topinambur, Virginiamalve) Mischkulturen (Mais/Sonnenblumen, Mais-Bohnen- Gemenge, andere blühende Mischungen mit Mais oder Sorghum); Ökologisierung von Mais

4 - Dauerkulturenversuch - Versuch zum Anbau von mehrjährigen Kulturen als Alternativen zu Mais Standorte: Kulturen: - Rheinstetten-Forchheim (LTZ) - Aulendorf (LAZBW) - Döggingen (ULB LK Schwarzwald-Baar-Kreis) - Krauchenwies (ULB LK Sigmaringen) - Öhringen (ULB LK Hohenlohe) - Durchwachsene Silphie - Virginiamalve (Sida) - Topinambur - Wildpflanzenmischungen (WMP I: Rieger-Hofmann, WMP II: Biogas I, mehrjährig Saaten Zeller) Erntetermine: - Rh.-Forchheim: 3 - übrige Standorte: 2 Anlage: - Blockanlage mit 3facher Wiederholung Laufzeit: bis 2014

5 - Dauerkulturenversuch -

6 - Zusammensetzung der Wildpflanzenmischungen - WMP I: Rieger-Hofmann WMP II: Biogas I, mehrjährig Saaten Zeller Lat. Name Dt. Name Lat. Name Dt. Name Achillea millefolium Schafgarbe Fagopyron esculentum Buchweizen Alcea rosea Stockrose Helianthus annuus Herbstschönheit Sonnenblume Althaea officinalis Echter Eibisch Malva mauritanica Sylva Großblütige mauretanische Malve Amaranth ssp. (Energieamaranth) Amaranth Malva verticillate Quirlmalve Anthemis tinctoria Färberkamille Melilotus albus Weißer Steinklee Artemisia vulgaris Beifuß Melilotus officinalis Gelber Steinklee Barbarea vulgaris Barbarakraut Althaea officinalis Echter Eibisch Borago officinalis Borretsch Cichorium intybus Wegwarte Centaurea cyanus Kornblume Dipsacus sylvestris Karde Centaurea jacea (feucht) Gemeine Flockenblume Daucus carota Wilde Möhre Cichorium intybus Wegwarte Echium vulgare Gewöhnlicher Natternkopf Daucus carota Wilde Möhre Foeniculum vulgare Fenchel Delphinium elatum Pacific Giant` Hoher Rittersporn Malva sylvestris Wilde Malve Dipsacus fullonum (=sylvestris) Karde Verbascum thapsus Königskerze Foeniculum vulgare Fenchel Silene alba Weiße Nachtnelke/Leimkraut Helianthus annuus Sonnenblume Silene dioica Rote Waldnelke Inula helenium Alant Anthemis tinctoria Färberkamille Isatis tinctoria Färber-Waid Artemisia vulgaris Beifuß Malva alcea Rosenmalve Centaurea nigra Gigant Kornblume Gigant Medicago sativa Luzerne Inula helenium Alant Melilotus albus Weißer Steinklee Malva alcea Rosenmalve Melilotus officinalis Gelber Steinklee Medicago sativa Plato Luzerne Onobrychis sativa Futter-Esparsette Onobrychis viciifolia Futteresparsette Solidago virgaurea Echte Goldrute Tanacetum vulgare Rainfarn Tanacetum vulgare Rainfarn Trifolium pratense Z Rotklee Großblütige Verbascum densiflorum Königskerze

7 Gesamtpflanzenertrag in t TM/ha 7,1 7,3 8,1 7,7 7,9 7,5 7,3 8,2 9,5 9,5 9,6 9,7 10,4 11,4 10,9 11,6 11,0 11,1 11,9 13,4 14,3 14,6 14,2 15,6 15,2 17,0 20,2 21, Gesamtpflanzenertrag (Mittel ) - Aulendorf Döggingen Rheinstetten-Fo. Krauchenwies Öhringen Durchwachsene Silphie Topinambur* Virginiamalve WPM Rieger- Hofmann WPM Saaten- Zeller 'Biogas I' GPS - Triticale Silomais , alle anderen Kulturen

8 Relativertrag in % in Bezug auf Mais - Relativertrag (Mittel ) - Silphie früh Triticale-GPS Silphie mittel WPM 2 früh WPM 2 spät Topinambur spät Silphie spät Topinambur früh Topinambur mittel Virginiamalve mittel WPM 1 mittel WPM 1 früh Virginiamalve früh WPM 1 spät Virginiamalve spät Silphie früh Silphie spät Triticale-GPS Topinambur spät Topinambur früh WPM 2 spät WPM 1 früh Virginiamalve spät Virginiamalve früh WPM 1 spät Aulendorf Quelle: nach Wurth, Jilg, Messner und Zürcher, 2015 Rheinstetten-Forchheim 84

9 spezifische Methanausbeute (Nl/kg otm) - Methanausbeute (Mittel ) Aulendorf 350 Rheinstetten-Forchheim Quelle: nach Wurth, Jilg, Messner und Zürcher, 2015

10 Silphie früh Silphie spät Topinambur früh Topinambur spät Virginiamalve früh Virginiamalve spät WPM 1 früh WPM 1 spät WPM 2 spät Mais Triticale-GPS Silphie früh Silphie mittel Silphie spät Topinambur früh Topinambur mittel Topinambur spät Virginiamalve früh Virginiamalve mittel Virginiamalve spät WPM 1 früh WPM 1 mittel WPM 1 spät WPM 2 früh WPM 2 spät Mais Triticale-GPS Methanertrag in m³/ha Methanertrag (Mittel ) Aulendorf Rheinstetten-Forchheim Quelle: nach Wurth, Jilg, Messner und Zürcher, 2015

11 - Stromgestehungskosten (Mittel ) WMP, (5 J.), 11 t TM/ha 13, Stromertrag (kwh/ha) Stromgestehungskosten ( ct/kwh) Topinambur, Pfl. (3 J.), 12 t TM/ha 9, Silphie, Saat (20 J.), 14 t TM/ha 9, Silphie, Pfl. (20 J.), 14 t TM/ha 13, Triticale-GPS, 15 t TM/ha 8, Silomais, 15 t TM/ha 8, Quelle: nach Zürcher, Stromertrag/ha bzw. Stromgestehungskosten/kWh Kalkulationsgrundlage: Kalk_daten_Futterbau, Vers. 3.8, LEL Schwäbisch Gmünd

12 - Stromgestehungskosten (Mittel ) WMP, (5 J.), 11 t TM/ha 13, Stromertrag (kwh/ha) Stromgestehungskosten ( ct/kwh) Topinambur, Pfl. (3 J.), 12 t TM/ha 9, Silphie, Saat (20 J.), 14 t TM/ha 9, Silphie, Pfl. (20 J.), 14 t TM/ha 13, Triticale-GPS, 15 t TM/ha 8, Silomais, 15 t TM/ha 8, Quelle: nach Zürcher, Stromertrag/ha bzw. Stromgestehungskosten/kWh Kalkulationsgrundlage: Kalk_daten_Futterbau, Vers. 3.8, LEL Schwäbisch Gmünd

13 Flächenbedarf in ha bezogen auf Mais - Flächenbedarf (Mittel ) - Silphie früh Triticale-GPS Silphie mittel WPM 2 früh WPM 2 spät Topinambur spät Silphie spät Topinambur früh Topinambur mittel Virginiamalve mittel WPM 1 mittel WPM 1 früh Virginiamalve früh WPM 1 spät Virginiamalve spät Silphie früh Silphie spät Triticale-GPS Topinambur spät Topinambur früh WPM 2 spät WPM 1 früh Virginiamalve spät Virginiamalve früh WPM 1 spät 1,2 1,3 1,4 1,6 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,9 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 Mais = 1 ha 2,0 2,1 2,1 2,1 Rheinstetten-Forchheim 2,2 2,3 2,3 2,4 Aulendorf 2,5 2,6 2,6 2,6 Quelle: nach Wurth, Jilg, Messner und Zürcher, ,7 2,7 3,0

14 - Siliereignung - Ziel: Erhalt des Energiewertes und der Masse des Ausgangsmaterials Silierbarkeit wird über Zucker/Pufferkapazität-Quotienten (Z/PK), den Vergärbarkeitskoeffizienten (VK) und die TM beurteilt. VK fasst mit Z/PK Gäreignung und TM-Gehalt in Kennzahl zusammen VK > 45 bedeutet gut silierbar. Z/PK gibt an, um welchen Faktor Zuckermenge im Siliergut größer ist, als die zum Ansäuern auf ph 4,0 erforderliche Milchsäuremenge. Z/PK < 2,0 ist schwer vergärbar, Z/PK > 3,0 ist optimal. Zusätzlich: Sickersaftbildung und Fehlgärungen vermeiden!

15 Siliereignung der untersuchten Kulturen am Standort Aulendorf - Siliereignung (Mittel ) Triticale-GPS 6,2 84 Mais 3,0 57 WPM 2 spät 1,1 40 WPM 1 spät 1,3 47 WPM 1 früh 1,3 41 Virginiamalve spät 0,9 43 Virginiamalve früh 0,8 40 Topinambur spät 2,4 44 Topinambur früh 1,9 37 Silphie spät 0,7 30 VK Z/PK Silphie früh 1, Quelle: nach Wurth, Jilg, Messner und Zürcher, 2015

16 NO 3 -N in kg/ha - Nitrat-N nach der Ernte in 0-90 cm (Mittel ) - 42,7 Durchwachsene Silphie 34,8 62,0 60,2 Topinambur 50,3 52,8 Virginiamalve 31,2 WPM Rieger-Hofmann 57,8 27,5 Durchwachsene Silphie 38,5 Topinambur 41,0 41,0 Virginiamalve 32,5 WPM Rieger-Hofmann 41,0 5,8 4,7 Durchwachsene Silphie 6,0 4,3 Topinambur 6,7 6,2 Virginiamalve 4,0 4,5 WPM Rieger-Hofmann 13,0 13,0 Durchwachsene Silphie 9,0 9,0 Topinambur 4,0 4,0 Virginiamalve 4,0 4,0 WPM Rieger-Hofmann 25,3 25,0 Durchwachsene Silphie 25,7 27,0 Topinambur 39,7 Virginiamalve 31,0 40,2 WPM Rieger-Hofmann 32, früh spät Aulendorf Döggingen Rheinstetten-Fo. Krauchenwies Öhringen

17 - Nitrat-N nach der Ernte - Und Mais? Im Mittel über 4 Jahre: 12,4-43,7 kg

18 - Durchwachsene Silphie: Invasiver Charakter -

19 - Durchwachsene Silphie: Invasiver Charakter -

20 - Durchwachsene Silphie: Invasiver Charakter -

21 - Durchwachsene Silphie: Invasiver Charakter - Massiver Feldaufgang der ausgefallenen Samen sowohl direkt nach der Ernte 2011 bei spätherbstlich-warmen Temperaturen als auch im Frühjahr 2012 nach starken Kahlfrösten. Invasives Potenzial der Durchwachsenen Silphie beachten! Unkontrollierte Verbreitung durch Wind, Vögel, aber auch durch Erntemaschinen erscheint möglich und muss zukünftig genau beobachtet werden.

22 - Fazit Dauerkulturen - Längere Blütezeiten verbessern Nahrungsangebot von Insekten und damit für viele Vogel- (und Fledermaus-)arten. Erste Fragen zum Anbau von Dauerkulturen für den Einsatz als Biogassubstrat geklärt; Praxisreife, aber Detailfragen im Hinblick auf Ertragssteigerung und Rohstoffqualität sind noch zu prüfen. Im Vergleich zu Mais bei den untersuchten mehrjährigen Kulturen 1,5 bis 3-fache Ackerfläche notwendig, um gleichen Methanertrag je ha und Jahr zu erreichen. In flächenknappen Regionen würde dies in der Folge die Pachtpreise weiter unter Druck setzen. Alternativkulturen mehr als Ergänzungen betrachten und weniger aus ertraglicher/wirtschaftlicher als viel mehr aus ökologischer Sicht diskutieren und vergüten (?). Unter diesen Aspekten und bieten sich vor allem Grenzertragsstandorte für den Anbau an sowie Randstreifen zur Auflockerung. Quelle: nach Wurth, Jilg, Messner und Zürcher, 2015

23 - Mais als Leitpflanze für Biogassubstrate -

24 - Biomassekulturen aus Naturschutzsicht - Quelle: nach Dieterich, 2015

25 - Biomassekulturen aus Naturschutzsicht - Quelle: nach Dieterich, 2015

26 - Biomassekulturen aus Naturschutzsicht - Was leisten Energiepflanzen aus naturschutzfachlicher Sicht? BM > Mais > Raps > ZR > GPS > Miscanthus Blühmischung als Gunstkultur Optimierungspotentiale (Auswahl) Mais Untersaaten/Mischungen alle Kulturen - extensivierte Nutzung (reduzierte Behandlung, Zwischenfrüchte, Pflanzdichte) Artenspektrum in Blühmischungen Wildbienen als Zielgruppe! Quelle: nach Dieterich, 2015 Mais ökologisieren über Pflanzenpartnerschaften! (0,9 Mio. ha in Deutschland 2014)

27 - Mais-Topinambur-Mischanbau - Methanertrag: ca m³/ha Foto: Stolzenburg

28 - Mais ökologisieren - Prinzip: Mais fungiert als Leistungsträger ein (oder mehrere) Mischungspartner sorgen für Biodiversität Vorteile: gute Bodenbedeckung ggf. zum Mais kein Pflanzenschutz nötig z.t. stickstoffsammelnde Mischungpartner Verminderung von Bodenabtrag durch Erosion Verbesserung der Humusbilanz zusätzlicher Lebensraum für Insekten, hervorragend für Bienen ökologischer Mehrwert Imagegewinn für die Biogasproduktion Nachteile: Ertrag liegt etwas unter dem der Reinkultur

29 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!