Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

34
Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung auch aus Sicht der Nachhaltigkeit Tagung „Nachhaltige Nutzung von Bioenergie“ 30.01.2009 in Großenhain Dr. Arlett Nehring/Dr. Armin Vetter Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft

Transcript of Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Page 1: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung auch aus Sicht der

Nachhaltigkeit

Tagung „Nachhaltige Nutzung von Bioenergie“30.01.2009 in Großenhain

Dr. Arlett Nehring/Dr. Armin VetterThüringer Landesanstalt für Landwirtschaft

Page 2: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...
Page 3: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Stellung von Energiepflanzen im Anbausystem(Dr. A. Vetter, TLL, 2008)

Hauptfruchtstellung Winterzwischenfrucht/Zweitfrucht(Zweikulturnutzungssystem)

PerennierendeKulturen(< 4 Jahre)

Einzelfruchtart Mischkultur Winterzwischen-frucht

Zweitfrucht

Raps-Korn

Getreide-Korn

Mais

Ganzpfl.getr.

Sudangras

Zuckerhirse

Arten Sorten

Mais-Sonnenbl.

Ganzpfl.getr.

Ganzpfl.getr. Winterroggen

Landsb. Gemenge

Winterrübsen

Wintererbse

Mais

Zuckerhirse

Sudangras

Sommerraps

Sonnenblume

Senf

Kleegras

Luzernegras

Ackergras

Topinambur

Grün = traditionellOrange = erprobtRot = neu Dornburg, A. VETTER, 2009

Dauerkulturen

Durchw. Silphie

Weyrichknöterich

Energieholz

- Kurzumtriebsplantagen

- Agroforstsystem

Page 4: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Flurelemente?

Page 5: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Agroforst Pommritz• als ABM-Maßnahme 1999 angelegt

• 3 Reihen a 210 m Länge mit Reihenabstand 14 m

• Walnussbäume (alle 10 m) dazwischen Pflaume

• als Beobachtungsfläche genutzt

Page 6: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Agroforst - Dornburg

Dornburg, A. VETTER, 2009

Page 7: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...
Page 8: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Einfluss auf Kleinklimaund Ertrag

Schwabe 10 / 2005Leitlinie ... Bedeutung und Funktionen

5 0 5 10 15 20 25

Abstand des Vielfachen der Heckenhöhe

180

160

140

120

100

80

60

40

LUV LEELUV LEEWind

Windgeschwindigkeit

Verdunstung

Bodenfeuchte

Niederschlag

TaubildungKulturpflanzen-ertragHöhe

%

Quellen: Schulte (1993), Buchner (1999)

alt

neu

Page 9: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Einsatz einer Baumschere als Anbaugerät für bspw. Bagger fürErnte des Knickholzes in Schleswig Holstein (Quelle: Eggersglüß)

Page 10: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

2 Maschinen-System zum Häckseln von Knickpflegematerial beimEinsatz in der Knickpflege in Schleswig Holstein (Quelle: Eggersglüß)

Page 11: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft –TZNR Dornburg

Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft –TZNR Dornburg

Er

l

Verbund EnergiepflanzenanbauÖ

konom

ische B

egleitforschun

g(U

niv. Gießen)

Öko

logi

sch

e B

egle

itfo

rsch

ung

(ZAL

F M

ünch

eber

g)

Fruchtfolgesysteme

Thüringen

Meckl.-Vorpommern

Sachsen

Bayern

Baden-Württemberg

Brandenburg

Niedersachsen

Zweikulturen-Nutzungssystem(6 Standorte, Leitung Univ. Kassel)

Wasser-versorgung

FAL/LAP/ZALF

Silierung/Gärversuche (ATB Potsdam)

Mischfrucht-anbau

(BY,MV)

Ackerfutter-Mischungen(NS,TH, BB )

Erntezeit-punkte

(BB)

Faktor-einsatz

(TH, BY )

Gesamtkoordination TLL Jena/DornburgGesamtkoordination TLL Jena/Dornburg

Quelle: FNR

Page 12: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Methanausbeuten untersuchter Pflanzenarten (Ch. Herrmann, 2009)

Methanausbeute ohne Berücksichtigung derMethanausbeute mit Berücksichtigung der

Gärverluste bei der SilierungGärverluste bei der Silierung

PflanzenartAFM* 1. S

chnit

t früh

AFM* 1. S

chnit

t spä

t

AFM* 2. S

chnit

t früh

Grünsc

hnittr

ogge

nMais

Wint

ertriti

cale

AFM* 2. S

chnit

t spä

t

Sommerg

erste

Zucke

rhirse

Sudan

gras

Sommerr

ogge

nÖlre

ttich

Sommerh

afer

Luze

rne/G

ras

Sonne

nblum

eTop

inambu

rMisc

anthu

s

Met

hana

usbe

ute

[l N*k

g-1 o

TM]

0

100

200

300

400

500

Lign

inge

halt

[% T

M]

2

4

6

8

10

12

14

16Lignin-Gehalt

SSttaannddoorrttaannggeeppaassssttee AAnnbbaauussyysstteemmee ffüürr EEnneerrggiieeppffllaannzzeenn

Dornburg, A. VETTER, 2009

Page 13: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

KXA5243

KXA6229

KXA6223

KXA6221 ATLETICO

MARCELLO GAVOTT

69

68

67

66

61

60

59

58

57

56

55

54

5352

51

50 49

48

47

46

45

44

43

42

41

40

39

38

37

36

35

3433

32

31

30

29

28

27

25

24

23

22

21

20

18

1716

15 14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

235

240

245

250

255

260

265

270

275

280

285

290

295

300

305

310

315

320

27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40DM in %

Tota

l Dry

Mat

ter Y

ield

(dt/h

a)Energy Maize Breeding

Concept: adapted Exotic x adapted Exotic

LP 151 in 2007 1 Loc (HOH)

Silage Maize

EM 1st Generation

EM 2nd Generation

EM 3nd Generation

Dornburg, A. VETTER, 2009Quelle. Kreps, KWS

Page 14: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

18,821,3

23,826,8

28,831,3

33,8

15,518

20,523

25,528

30,5

13,315,8

18,320,8

23,325,8

28,3

Niederschlag Mai bis September (mm)200 250 300 350 400 450 500

0

5

10

15

20

25

30

35

sandige Lehme und Lehmlehmige und stark lehmige SandeSand und anlehmige Sande

Vegetationsperiode und dem pflanzenverfügbaren Bodenwasser (Mai - Sept.)Ertragspotenzial von Mais in Abhängigkeit vom Niederschlag während der

Dornburg, A. VETTER, 2009

Page 15: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Mais und Sudangras in unterschiedlicher Fruchtfolge-stellung (HF-Hauptfrucht, ZF-Zweitfrucht)

Dr. Arlett Nehring, TLL

0

50

100

150

200

250

300

Su

dan

gras

(ZF

)

Mai

s (Z

F)

Mai

s (H

F)

Su

dan

gras

(H

F)

Su

dan

gras

(ZF

)

Mai

s (Z

F)

Mai

s (H

F)

Su

dan

gras

(H

F)

Su

dan

gras

(ZF

)

Mai

s (Z

F)

Mai

s (H

F)

Su

dan

gras

(H

F)

Su

dan

gras

(ZF

)

Mai

s (Z

F)

Mai

s (H

F)

Su

dan

gras

(H

F)

Su

dan

gras

(ZF

)

Mai

s (Z

F)

Mai

s (H

F)

Su

dan

gras

(H

F)

Su

dan

gras

(ZF

)

Mai

s (Z

F)

Mai

s (H

F)

Su

dan

gras

(H

F)

Su

dan

gras

(ZF

)

Mai

s (Z

F)

Mai

s (H

F)

Su

dan

gras

(H

F)

Werlte Gülzow Güterfelde Trossin Dornburg Ascha Ettlingen

Troc

ken

mas

seer

trag

(dt

/ha)

Dornburg, A. VETTER, 2009

Page 16: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Ertragsentwicklung von Mais und Sudangras in Haupt- und Zweitfruchtstellung, VS Dornburg 2006 und 2007

26. Juni 10. Juli 24. Juli 7. Aug. 21. Aug. 4. Sept. 18. Sept. 27. Sept. 16. Okt. 25. Okt.0

50

100

150

200

250

300Hauptfrucht MaisHauptfrucht SudangrasZweitfrucht MaisZweitfrucht Sudangras

2006

25. Juni 9. Juli 23. Juli 6. Aug. 20. Aug. 3. Sept. 17. Sept. 1. Okt. 15. Okt. 29. Okt.0

50

100

150

200

250

300Hauptfrucht MaisHauptfrucht SudangrasZweitfrucht MaisZweitfrucht Sudangras

2007

A. Biertümpfel Dornburg, A. VETTER, 2009

Page 17: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Mittlere Getreideganzpflanzenerträge verschiedener Wintergetreidearten und Wintertriticalesorten amStandort Dornburg 2006/2007

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

WG WR WW Hafer WT SWTalentro

Trimester Dinaro Grenado Benetto Tremplin

Tro

cken

mas

seer

trag

dt /

ha

Wintertriticalesorten

(S. Köhler, Dr. A. Nehring, TLL 2007) Dornburg, A. VETTER, 2009

Page 18: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Ganzpflanzenerträge verschiedener Getreidearten und Sorten 2006/2007

Ganzpflanzenerträge - Friemar

0

20

40

60

80

100

120

140

160

S1 S2 S3 SM1 SM2 S1 S2 S3 SM1 SM2 S1 S2 S3 SM1 SM2

Hafer Triticale Roggen

Troc

kenm

asse

ertr

ag d

t/ha

(Dr. A. Nehring, TLL 2007) Dornburg, A. VETTER, 2009

Page 19: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Mittlere Jahreserträge (2006-2008) am Standort Dornburg

(Dr. Ch. von Buttlar, Uni Kassel, M. Oswald, TLL, 2008)

Jahres-Trockenmasseerträge in Dornburg, Mittelwert 2006 -2008

0

5

10

15

20

25

30

35

Mai

s (A

tletic

o)

Mai

s (K

XA

721

1)

Sob

l.(M

etha

sol)

Sob

l. (A

lisso

n)

Rog

gen

Ene

rgie

(Bal

istic

)

Rog

gen

Ene

rgie

(Evo

lo)

Rog

gen

Bro

t;Gp

(Vis

ello

)

Rog

gen

Bro

t;Gp

(Ras

ant)

Mai

s (A

tletic

o)

Sor

ghum

-Hyb

.(Ron

a 1)

Sob

l.(M

etha

sol)

Mai

s +

Sob

l.

Mai

s (A

tletic

o)

Sor

ghum

-Hyb

.(Ron

a 1)

Sob

l.(M

etha

sol)

Mai

s +

Sob

l.

Mai

s (A

tletic

o)

Sor

ghum

-Hyb

.(Ron

a 1)

Sob

l.(M

etha

sol)

Mai

s +

Sob

l.

Sud

angr

as (S

usu)

Am

aran

t (B

ären

kraf

ft)

Han

f (Fu

tura

)

Mai

s-S

onne

nbl.-

Am

aran

t

Senf vor Senf nach Rübsen (Lenox) Roggen (Vitallo) Roggen-Erbse Roggen-Gerste

TM (t/ha)Hauptfrucht

Zw ischenfruchtZw eitkultur

Erstkultur

Hauptfruchtnutzung Zweikulturnutzung

Dr. Arlett Nehring, TLLDornburg, A. VETTER, 2009

Page 20: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

M. Conrad, A. Biertümpfel, 06/2007 Dornburg, A. VETTER, 2008

150,8

132,3139,8

115,5127,8

114,6

55,1

56,458,5

57,5

HF Mais HF Sudangras WZF Fu.-Rog. WZF Fu.-Rog. WZF Landsb. WZF Landsb.0

30

60

90

120

150

180

210

Winterzwischenfrucht Hauptfrucht

(Mittelwert von 3 Orten und 2 Jahren)Erträge von Mais und Sudangras in Haupt- und Zweitfruchtstellung

+ ZF Mais + ZF Mais+ ZF Sudangras + ZF Sudangras

2 - 5 t TM/ha Mehrertrag bei Zweikulturnutzung

Page 21: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Zwei Ernten pro Jahr: optimaler Übergang zwischen Winterung und Sommerung

OktoberSeptemb .AugustJuliJuniMaiAprilMärz

Grünschnittroggen M a i s

Landsberger Gemenge M a i s

Gerste GP Zuckerhirse / M a i s

Roggen /Triticale GP Zuckerhirse

Weizen GP

Raps Kornnutzung(Zuckerhirse)

M a i s

- WASSER +- TEMPERATUR +

Zentrale Gr öß en für optimalen Übergang

OktoberSeptemb .AugustJuliJuniMaiAprilMärz

Grünschnittroggen M a i s

Landsberger Gemenge M a i s

Gerste GP Zuckerhirse / M a i s

Roggen /Triticale GP Zuckerhirse

Weizen GP

Raps Kornnutzung(Zuckerhirse)

M a i s

- WASSER +Zentrale Größe für optimalen Übergang

Dornburg, A. VETTER, 2009

Page 22: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Fruchtfolgen

Dr. Arlett Nehring, TLL

Jahre 1 2 3 4 5

2005

Sommergerste (GPS) / Ölrettich

(SZF)

Sudangras / WZF

Futterroggen Mais / WZF

Futterroggen

SG + US Luzerne o. Kleegras

Hafersorten-mischung

(GPS)

2006 Mais (HF) Mais (ZF)Sudangras

(ZF)Luzerne o. Kleegras

Wintertritcale (GPS)

2007

Wintertriticale (GPS) / SZF Zuckerhirse

Wintertriticale (Korn)

Wintertriticale (GPS) / einj. Weidelgras

Luzerne o. Kleegras

Winterraps (Korn)

2008Winterweizen

(Korn)Winterweizen

(Korn)Winterweizen

(Korn)Winterweizen

(Korn)Winterweizen

(Korn)

Dornburg, A. VETTER, 2009

Page 23: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Gesamttrockenmasseerträge verschiedener Fruchtfolgen - Teilergebnisse aus EVA (2005-2008, Dr. Ch. Röhricht, Dr. A. Nehring)

0

100

200

300

400

500

600

700

800FF

1/0

5

FF 2

/05

FF 3

/05

FF 4

/05

FF 5

/05

FF 6

/05

FF 7

/05

FF 8

/05

FF 1

/05

FF 2

/05

FF 3

/05

FF 4

/05

FF 5

/05

FF 6

/05

FF 7

/05

FF 8

/05

Trossin Dornburg

Ges

amtt

rock

enm

asse

ertr

ag (

dt/h

a)

2005 2005-ZF 2006 2006-ZF 2007 2007-ZF 2007-Stroh 2008

Dr. Arlett Nehring, TLL Dornburg, A. VETTER, 2009

Page 24: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Trockenmasseerträge der Einzelstandorte Ackerfuttermischungen bei früher und später Schnittnutzung, Ernte 2007

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

Burkersdorf Dornburg Haufeld Oberweißbach

Troc

kenm

asse

ertra

g dt

/ha

früh spät

1 Rotkleegras Wiesenschw. 9 4 Weidelgrasmischung A3 Welsches Weidelgr. 10Wiesenliesch. 3 Bastardweidel 10Rotkleegras 13 Dt. Weidelgr. 15

2 Luzernegras Knaulgras 2 5 Gräsermischung Dt. Weidelgr. 14Luzerne 18 Wiesenschw. 8

3 Luzerne-/Rotkleegras Wiesenschw. 5 Wiesenliesch. 3Wiesenliesch. 2Luzerne 7 Dornburg, A. VETTER, 2009A. Nehring

Page 25: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Nährstoffbilanzen für die einzelnen Fruchtfolgen(Dr. Ch. Röhricht, Dr. A. Nehring, 2008)

-767 -775-902

-721

-513 -568

-893 -846

633 656758

310

508 486565

407

-134-44

-144

-411

-5-82

-328

-439

-1500

-1000

-500

0

500

1000

1500

FF1/05 FF2/05 FF3/05 FF4/05 FF5/05 FF6/05 FF7/05 FF8/05

kg

N/h

a

N Abfuhr N Zufuhr N Saldo

-535 -540-620

-450 -405-490 -515

-345

536638

759

287

430

579671

501

-1-98 -139

164

-25-89

-156

-156

-1000

-500

0

500

1000

1500

FF1/05 FF2/05 FF3/05 FF4/05 FF5/05 FF6/05 FF7/05 FF8/05

kg

N/h

a

N-Abfuhr N-Zufuhr N-Saldo Trossin

Dornburg

Page 26: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Humusbilanz der Fruchtfolgen - Standort Dornburg (2005-2007)

-1680-1280 -1180 -1120 -1120

-1960

671

1865

625

1078 992705

640

516

-1009

585

-555

-58 -42 -128

-1255

-4000

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

FF 1 FF 2 FF 3 FF 4 FF 5 FF 6 FF 7

Hum

us-C

(kg/

ha)

Humuswirkung Reprodutkion Saldo

ohne Gärrest

-1680

-1280 -1180

640

-1120 -1120

-1960

2291

3252

2444

17282014 1972

2485

611

1972

1264 1155 1155852

525

-4000

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

FF 1 FF 2 FF 3 FF 4 FF 5 FF 6 FF 7

Hum

us-C

(kg/

ha)

Humuswirkung Reprodutkion Saldo mit GärrestDr. Arlett Nehring, TLL

Page 27: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Dornburg, A. VETTER, 2008

Page 28: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Zusammenhänge zwischen der Artenzusammensetzung der Laufkäfer und der angebauten Kulturart, Bayern 2006

BKG - Kleegras

BM - Mais

BWW - Winterweizen

BH - Hafer

BEL – Erbse-Leindotter

Quelle: ZALF Dornburg, A. VETTER, 2009

Page 29: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Zusammenhänge zwischen der Anzahl von Kulturartengruppen und der mittleren Artenanzahl

Quelle: ZALF Dornburg, A. VETTER, 2009

Page 30: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Abteilung Pflanzenproduktion 400

Energie Einheit Energieholz Pappeln

10 t TM/ha/ha

Getreide Winterweizen

77 dt/ha

Mais Silomais

445 dt FM/ha

Raps

37 dt/ha Input davon Diesel davon Stickstoff

kWh/ha kWh/ha kWh/ha

2.310 690 570

3.840 770

2.060

2.600 (4.230) 1)

930 1.020 (2.650) 1)

3.770 690

2.500 Output - Brutto kWh/ha 47.290 2) 31.120 59.330 24.580 Output - Netto kWh/ha 44.980 27.280 56.730 20.810 Output - Nebenprodukt 3) kWh/ha

- 32.000 (8 t) - 28.000 (7 t)

Output - Nebenprodukt 4) kWh/ha

- 19.300 (5 t) - -

Notwendige Biomasse zur Humusreproduktion (-25%)

t/ha

- 3,9 (Rückführung Gärrückstände)

2,7

Output - Netto - Bilanz kWh/ha

44.980 43.680 56.730 38.010

1) ohne Rückführung Stickstoff aus Gärrückständen 2) inkl. 2 % Lagerungsverluste 3) gewachsener Nebenproduktertrag 4) erntbarer Nebenproduktertrag inkl. Stickstoffabfuhr

Energiebilanzen für Energiepflanzen frei Lager

Dornburg, A. VETTER, 2009

Page 31: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Alternative PflanzenAlternative Pflanzen

• Sida hermaphrodita (Polen)

• Rumex OK2 (Tschechei)

• Polygonumarten:

- sachalinense (wuchert)

- weyrichii (Futterpflanze)

- japonica (kreutz mit sachalinense)

- Fallopia (≙ Polygonum) sachalinensis = IGNISCUM

• Durchwachsene Silphie

Dornburg, A. VETTER, 2009

Page 32: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

2005 2006 2007 2008 2005 2006 2007 20080

50

100

150

200

250

3001. Erntetermin2. Erntetermin3. Erntetermin

Dornburg HeßbergTrockenmasseertrag in Abhängigkeit vom Erntetermin

Heßberg 2008: Trockenschäden durch verzögerte Jungendentwicklung

M. Conrad, 2009 Dornburg, A. VETTER, 2009

Page 33: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...
Page 34: Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Gesamtkoordination:

Dr. habil. A. Vetter, TLL

Kontakt:

Dr. Arlett Nehring, TLL

036427/868-106

[email protected]

Das Verbundprojekt „EVA“ wird vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) über die Fachagentur

Nachwachsende Rohstoffe (FNR) gefördert.