Neue Kulturen und Anbausysteme - eine sinnvolle Ergänzung ...
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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
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
Flurelemente?
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
Agroforst - Dornburg
Dornburg, A. VETTER, 2009
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
Einsatz einer Baumschere als Anbaugerät für bspw. Bagger fürErnte des Knickholzes in Schleswig Holstein (Quelle: Eggersglüß)
2 Maschinen-System zum Häckseln von Knickpflegematerial beimEinsatz in der Knickpflege in Schleswig Holstein (Quelle: Eggersglüß)
Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft –TZNR Dornburg
Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft –TZNR Dornburg
Er
l
Verbund EnergiepflanzenanbauÖ
konom
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niv. Gießen)
Öko
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F M
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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
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
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Wint
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cale
AFM* 2. S
chnit
t spä
t
Sommerg
erste
Zucke
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Sudan
gras
Sommerr
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ras
Sonne
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TM]
0
100
200
300
400
500
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[% T
M]
2
4
6
8
10
12
14
16Lignin-Gehalt
SSttaannddoorrttaannggeeppaassssttee AAnnbbaauussyysstteemmee ffüürr EEnneerrggiieeppffllaannzzeenn
Dornburg, A. VETTER, 2009
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
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
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
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(ZF
)
Mai
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F)
Mai
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F)
Su
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gras
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Su
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(ZF
)
Mai
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F)
Mai
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F)
Su
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gras
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F)
Su
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gras
(ZF
)
Mai
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Mai
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Su
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gras
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gras
(ZF
)
Mai
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F)
Mai
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gras
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)
Mai
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F)
Mai
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Su
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gras
(H
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Su
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gras
(ZF
)
Mai
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F)
Mai
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F)
Su
dan
gras
(H
F)
Werlte Gülzow Güterfelde Trossin Dornburg Ascha Ettlingen
Troc
ken
mas
seer
trag
(dt
/ha)
Dornburg, A. VETTER, 2009
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
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
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
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
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Rog
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Rog
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(Ras
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Mai
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Sor
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.(Ron
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Mai
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Sor
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.(Ron
a 1)
Sob
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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
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Mai
s-S
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Am
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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
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
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
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
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
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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
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
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
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
Dornburg, A. VETTER, 2008
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
Zusammenhänge zwischen der Anzahl von Kulturartengruppen und der mittleren Artenanzahl
Quelle: ZALF Dornburg, A. VETTER, 2009
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
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
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
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Gesamtkoordination:
Dr. habil. A. Vetter, TLL
Kontakt:
Dr. Arlett Nehring, TLL
036427/868-106
Das Verbundprojekt „EVA“ wird vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) über die Fachagentur
Nachwachsende Rohstoffe (FNR) gefördert.