Josef Mayr zu Zwischenergebnissen des Projektes Bioenergy-Silphium und Beflugerhebung am Standort...

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© Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH www.ages.at Erste Zwischenergebnisse des Projekts Bioenergy- Silphium und Beflugerhebungen am Standort Wien Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 3. u. 4. April 2014 Dr. Josef Mayr Institut für Saat- und Pflanzgut, Pflanzenschutzdienst und Bienen Abt. Bienenkunde und Bienenschutz

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Das Projekt "Bioenergy-Silphium" erforscht die Erhöhung der Biomasseproduktion durch Silphium perfoliatum L. zur energetischen Verwertung in Österreich. Bei der Erzeugung von erneuerbarer Energie spielt die Biomasse eine wesentliche Rolle. Werden zur Rohstoffgewinnung Acker- oder Grünlandflächen verwendet, ergibt sich zwischen Futter- bzw. Nahrungsmittelproduktion und der Biomasseerzeugung ein gewisses Konfliktpotential. Um dieses zu minimieren, braucht es Alternativen. Silphium perfoliatum L. könnte so eine Alternative sein, da sie eine ertragsstarke, mehrjährige, anspruchslose Pflanze ist die auch auf Nichtackerflächen (Brach-, Kommunalflächen, ehemaligen Abraum- bzw. Deponieflächen, etc.) und erosionsgefährdeten Flächen (u.a. Hanglagen) kultiviert werden kann. Damit ließen sich die verfügbaren Flächen für die Produktion von Biomasse-Rohstoffen erhöhen, ohne die Flächen für die Futter- und Nahrungsmittelproduktion einzuschränken. In dieser Präsentation vom 4. Mai 2014 stellt Josef Mayr Zwischenergebnissen des Projektes Bioenergy-Silphium und Beflugerhebung am Standort Wien dar.

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Erste Zwischenergebnisse des Projekts Bioenergy-

Silphium und Beflugerhebungen am Standort Wien

Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 3. u. 4. April 2014

Dr. Josef Mayr

Institut für Saat- und Pflanzgut, Pflanzenschutzdienst und Bienen Abt. Bienenkunde und Bienenschutz

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Bioenergy-Silphium

Vortragsinhalte:

• Die Pflanze – Silphium perfoliatum L.

• Das Projekt Bioenergy-Silphium

• Zwischenergebnisse

• Schlussfolgerung

• Ausblick für 2014

2 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr

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Die Pflanze Silphium perfoliatum L.

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Kurzbeschreibung

Bezeichnung: Durchwachsene Silphie, Becherpflanze,

Silphium perfoliatum L.

Systematik: Fam. Asteraceae (Korbblütler)

Herkunft: Südosten Kanadas bzw. Osten der USA, kam im 18. Jhdt. nach Europa

Botanik: ausdauernd; im 1. Jahr nur Rosettenbildung!

Stängel: vierkantig, an der Basis verwachsene Blätter - Becherpflanze

TKG Samen: niedrig (14 Gramm)

Ansprüche: gering an Standort- und Wasser

Wuchshöhe: 2-3 m

Foto: Gansberger, AGES

Foto: Gansberger, AGES

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Die Pflanze Silphium perfoliatum L.

Kurzbeschreibung - Produktion

Bestandesbegr.: Auspflanzung

Kulturführung: im Auspflanzjahr - keine Düngung notwendig, Unkrautregulierung besonders wichtig

in den Nutzungsjahren - Düngung notwendig, keine Unkrautbekämpfung

Nutzung: Nutzung mindestens 10 Jahre möglich!

• Ursprünglich als Futter und Zierpflanze

• Biomasse für Biogas Ethanol Produktion Thermische Verwertung

• Bienenweide

Erträge: Literatur: 10 bis 26 Tonnen TM/ha und Jahr Österreich: siehe Ergebnisse

Ernte/Lagerung: wie bei Silomais

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Standort Grabenegg, 22.07.2013 Foto: Mayr, AGES

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Das Projekt Bioenergy-Silphium

Projekttitel:

„Erhöhung der Biomasseproduktion durch Silphium perfoliatum L. zur energetischen Verwertung in Österreich.“

Akronym: „Bioenergy-Silphium“

5 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr

Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms „NEUE ENERGIEN 2020“ durchgeführt.

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Das Projekt Bioenergy-Silphium

Projektpartner: AGES - Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH

BOKU - Universität für Bodenkultur

Biogas Strem Errichtungs- und Betriebs GmbH & Co KG

Projektlaufzeit: 01.04.2012 bis 31.03.2015

Finanzierung: Klima- und Energiefonds: 60%

Eigenmittel Projektpartner: 40%

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Das Projekt Bioenergy-Silphium

Projektziele: • Bestandesetablierung an 4 Standorten

• Aufbereitung und Optimierung des Saatgutes zur Aussaat mit einer herkömmlichen Sämaschine

• Erhebung von Parametern zur Optimierung der Kulturführung

• Untersuchung ausgewählter umweltrelevanter Parameter

• Erhebung des Energiepotentials zur Biogas-, Bioethanolerzeugung und thermischen Verwertung

• Ökonomische Evaluierung im Vergleich mit anderen Energiepflanzen (im Besonderen mit Silomais)

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Material und Methoden Auspflanzung: mit vorgezogenen Jungpflanzen;

Pflanzverband 50 x 50 cm, 4-reihige

Becherpflanzmaschine; Ende Mai 2012

Pflanzenschutz: Unkrautregulierung mechanisch (händisch)

Düngung: Erstes Vegetationsjahr keine Düngung

Zweites Vegetationsjahr wie bei Mais

(Ausnahme Strem - keine Düngung)

Ernte: ab dem zweiten Vegetationsjahr,

Erntetechnik wie bei Silomais

Das Projekt Bioenergy-Silphium

8 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr

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Material und Methoden

Versuchsstandorte:

Ackerbaulich begünstigte Produktionsgebiete

Grabenegg, Gemeinde Ruprechtshofen (NÖ) Alpenvorland (AGES Referenzstation „Nordalpin“)

Hirschstetten (Wien) Niederösterreichisches Flach- und Hügelland (AGES Referenzstation

„Pannonikum“)

Strem, Gemeinde Güssing (B) Südöstliches Flach- und Hügelland (Praxisversuch)

Randlage des Ackerbaues

Schönfeld, Gemeinde Göpfritz/Wild (NÖ) Mühl- und Waldviertel (AGES Referenzstation „Nordalpin-Baltikum“)

Das Projekt Bioenergy-Silphium

9 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr

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Ergebnisse Erstes Vegetationsjahr (2012)

Bestandesetablierung: arbeits- und kostenintensiv!

Auspflanzung: Probleme: teilweise unzureichend verankerte Setzlinge, Pflanzenballen zu klein und unzureichend durchwurzelt

- händische Korrektur (Nachpflanzung) erforderlich - Setzlinge mit festen, gut durchwurzelten Pflanzballen wichtig - gut vorbereitetes Pflanzbeet notwendig

Bewässerung: - bei Trockenheit nach der Auspflanzung von Vorteil

Pflanzenschutz: - Unkrautregulierung mehrmalig (2-5 mal, bis Anfang August) - Schädlingsbefall unauffällig - Pflanzenkrankheiten unauffällig

Düngung: - nicht erforderlich – da nur schwache Jugendentwicklung

Bodenbedeckung: Bereits Anfang Oktober geschlossene Bestände in

Grabenegg, Schönfeld und Hirschstetten (Bodenbedeckungsgrade von 98,47 bis 99,00%), in Strem 54,1%

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Grabenegg, 19.10.2013 Foto: Gansberger, AGES

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Auspflanzung Strem, 26.05.2012 Foto: Gansberger, AGES

Ergebnisse Erstes Vegetationsjahr (2012)

Auspflanzung Schönfeld, 23.05.2012 Foto: Gansberger, AGES

Auspflanzung

• Mit herkömmlichen Becherpflanzmaschinen

• händisches Nachpflanzen erforderlich

11 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014

Josef Mayr

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Ergebnisse Erstes Vegetationsjahr (2012)

Unkrautbekämpfung • im Auspflanzjahr 2 bis 5 mechanische Unkrautbekämpfungen notwendig • in den Folgejahren keine Unkrautbekämpfung notwendig

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Strem, 1.08.2012 Foto: Legath, Biogas Strem

Hirschstetten, 11.07.2012 Foto: Mayr, AGES

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Ergebnisse Zweites Vegetationsjahr (2013):

Pflanzenschutz: Unkrautregulierung nicht notwendig Schädlingsbefall unauffällig Pflanzenkrankheiten unauffällig

Düngung: wie bei Mais

Bodenschutz: frühzeitig geschlossene Bodenbedeckung (Blattflächenindex) von Ende März bis Ende September

13 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr

BFI > 1!

Bodenschutz über einen langen Zeitraum gegeben!

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Ergebnisse

Zustand der Versuchsflächen zu unterschiedlichen Zeitpunkten

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Hirschstetten, 06.05.2013 Foto: Gansberger, AGES

Hirschstetten, 17.05.2013 Foto: Mayr, AGES Grabenegg, 28.06.2013

Foto: Mayr, AGES Hirschstetten, 28.06.2013 Foto: Mayr, AGES

Grabenegg, 22.07.2013 Foto: Mayr, AGES

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Ergebnisse Zweites Vegetationsjahr (2013):

Blühbeobachtungen

Blühbeginn: 20. Juni Hirschstetten 26. Juni Grabenegg und Strem 10. Juli Schönfeld

Vollblüte Bestand: 2 Wochen nach Blühbeginn

Blühdauer: ca. 2,5 Monate - trotz Hitze und Trockenheit waren bei der Ernte (Mitte September) noch Einzelblüten vorhanden

15 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr

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Ergebnisse Zweites Vegetationsjahr (2013):

Blühbeobachtungen

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Wien, 11.07.2013 Foto: Schraml

Wien, 16.07.2013 Foto: Schraml Wien, 23.07.2013

Foto: Schraml Wien, 11.07.2013 Foto: Schraml

Wien, 01.08.2013 Foto: Schraml

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Ergebnisse Zweites Vegetationsjahr (2013):

Biomasseerträge

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17.878

14.759 13.838

10.032

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

Grabenegg Schönfeld Hirschstetten Strem, Praxisversuch

Silphium, Mais Trockenmasseerträge (kg/ha)

Silphium-Septemer 2013

Mais 2013

Mais (5 Jahresdurchschnitt)*

*Ergebnisse: Durchschnitt 2008-2012 Grabenegg: AGES Sortenwertprüfung Schönfeld: AGES Sortenwertprüfung Hirschstetten: BOKU Versuchswirtschaft Groß Enzersdorf Strem: Fachschule Güssing

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Ergebnisse

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Zustand der Versuchsflächen im Juli 2013

Grabenegg, 22.07.2013 Foto: Gansberger, AGES

Hirschstetten, 11.07.2013 Foto: Mayr, AGES

Schönfeld, 18.07.2013 Foto: Weinhappel, AGES

Strem, 3.07.2013 Foto: Legath, AGES

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Ergebnisse Zweites Vegetationsjahr (2013):

19 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr

Strem, 3.07.2013 Foto: Legath, Biogas Strem

Strem, 3.07.2013 Foto: Legath, Biogas Strem

Strem, 3.07.2013 Foto: Legath, Biogas Strem

Strem, 3.07.2013 Foto: Legath, Biogas Strem

Erntetechnik

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Ergebnisse Zweites Vegetationsjahr (2013)

Blüten-Beflugzählungen Silphie, Luzerne, Sonnenblume

Projektergänzende Arbeiten (Bachelorarbeit BOKU)

Sheila Greistorfer, Stefan Wildzeiss Betreuerin: Dr. Bärbel Pachinger

Datenerhebung: Anzahl Bütenbesucher/m² 10 min Beobachtungszeit 3 Termine, 3 Wiederholungen

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Hirschstetten, 11.07. 2013 Foto: Mayr, AGES

Hirschstetten, 25.07.2013 Foto: Mayr, AGES

Hirschstetten, 11.07.2013 Foto: Mayr, AGES

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Ergebnisse Zweites Vegetationsjahr (2013)

Blüten-Beflugzählungen Silphie, Luzerne, Sonnenblume

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41

15

6

1

5

1

4

0

29

5 7

0

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Silphie Luzerne Sonnenblume

Durchschnittliche Menge an Blütenbesuchern Hummeln, Wildbienen, Honigbienen, Andere Blütenbesucher

Honigbiene Wildbienen Hummeln Andere Blütenbesucher

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Erstes Vegetationsjahr

Auspflanzung

Bewässerung

Unkrautregulierung

Schädlingsbekämpfung

Krankheitsbekämpfung

Düngung

Zweites Vegetationsjahr

Unkrautregulierung

Schädlingsbekämpfung

Krankheitsbekämpfung

Düngung

Biomasseertrag

Bodenschutz

Blühdauer

Bienenbeflug der Silphium-Blüten

Ergebnisse Zusammenfassung

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Schlussfolgerung

• Silphium perfoliatum L. ist eine ausdauernde Pflanze mit jährlich hohen Biomasseerträgen.

• Im ersten Vegetationsjahr ist ein hoher Aufwand für die Bestandesetablierung (Auspflanzung, Unkrautbekämpfung) notwendig.

• Ab dem zweiten Vegetationsjahr sind nur mehr Düngung und Ernte erforderlich.

• In der ökonomischen Bewertung von Silphium gegenüber einjährigen Energiepflanzen muss der geringe Aufwand in den weiteren Nutzungsjahren (über 10 Jahre möglich) berücksichtigt werden.

• Der Boden ist über einen lange Zeitraum durch eine geschlossene Pflanzendecke geschützt.

• Die attraktiven Blüten von Silphium perfoliatum L. geben speziell für Honigbienen ein zusätzliches Nahrungsangebot für einen langen Zeitraum.

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Ausblick 2014

Geplant sind:

• Umfassende Labor- und Feldversuche zur Optimierung des Saatgutes für eine Feldaussaat mit herkömmlichen Sämaschinen

• Weitere Ermittlungen von Ertragsdaten auf allen Versuchsflächen

• Erhebungen von Parametern zur Optimierung der Kulturführung

• Beurteilung des Energiepotentials für die Biogas- und Bioethanolerzeugung sowie die thermische Verwertung

• Untersuchungen ausgewählter umweltrelevanter Parameter (Stickstoffbindung bzw. -verlagerung im Boden, CO2-Senkepotential, CO2-Emissionen,

Infiltrationsrate)

• Eine ökonomische Bewertung im Vergleich zu anderen Energiepflanzen

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

25 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr

Weitere Informationen unter: http://www.ages.at/ages/landwirtschaftliche-sachgebiete/saat-und-pflanzgut/projekte-und-studien/bioenergy-silphium