Erfahrungen aus zehn Jahren Forschung mit Biogas-Wildpflanzenmischungen
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19.5.2021
Quelle: https://www.deutschewildtierstiftung.de/aktuelles/netzwerk-lebensraum-
feldflur-laedt-zur-onlinetagung
Erfahrungen aus zehn Jahren Forschung
mit Biogas-Wildpflanzenmischungen
Moritz von Cossel (et al.)
Fachgebiet Nachwachsende Rohstoffe in der Bioökonomie (340b), Institut für Kulturpflanzenwissenschaften, Universität Hohenheim, Stuttgart
Förderkennzeichen BMBF 03EK3525A
This study is part of a project that has received https://www.tib.eu/de/suchen/id/TIBKAT:896544370/
funding from the European Union‘s Horizon
2020 research and innovation programme
under grant agreement No 727698.
2
Hintergrund
http://magic-h2020.eu/
2
3
Worum geht es im MAGIC-Projekt?
The development of long-term sustainable
„Marginal Agricultural Land Low-Input
Systems for industrial crop cultivation“*
Extensiver Industriepflanzenanbau auf
marginalen landwirtschaftlichen Nutzflächen
(Biogas-Wildpflanzenmischungen sind nicht
darunter)
Miscanthus (Oberer Lindenhof, 2018)
3
* https://www.mdpi.com/1996-1073/12/16/3123
nicht-Nahrungspflanzen
Hier ein- und mehrjährige
https://www.mdpi.com/1996-1073/12/16/3123
Halt stop! Industriepflanzen???
https://www.flaticon.com/
de/autoren/freepik
Bioenergie
https://www.iconfinder.com/icons/4308073/
building_headoffice_office_tower_icon
…zur Erzeugung von
https://www.flaticon.com/
de/autoren/freepik
https://www.flaticon.com/
de/autoren/freepik
Und/oder biobasierten Produkten
4
https://www.flaticon.com/
de/autoren/freepik
4
5
Ziele extensiven Industriepflanzenanbaus
Ecosystem
services
Crop
yield
Profitabilität
5
https://www.mdpi.com/1996-1073/12/16/3123
6
Ziele extensiven Industriepflanzenanbaus
Ressourcen-
Ökologischer effizienz
Wert
Ecosystem
services
Crop
Menschliche yield
Gesundheit
Positive
Externalitäten Profitabilität
6
https://www.mdpi.com/1996-1073/12/16/3123
7
Lösungsansatz: Die Wahl der Pflanzenart
Ressourcen-
Ökologischer effizienz
Wert
https://www.mdpi.com/2073-4395/9/10/605
Lewandowski und von Cossel, 2019
Menschliche
Gesundheit
Positive
Externalitäten Profitabilität
7
8
Lösungsansatz: Die Wahl der Pflanzenart
https://www.mdpi.com/2073-4395/9/10/605
Mehrjährige blütenreiche
Lewandowski und von Cossel, 2019
Wildpflanzenmischungen
8
9
Wildpflanzenmischungen – Anbaukonzept
Mehrjährige blütenreiche Wildpflanzenmischungen
Janusch et al. (unter Begutachtung)
9
10
Wildpflanzenmischungen – Anbaukonzept
Von Cossel und Lewandowski , 2016
1011
Feldversuchs-Übersicht
2011er Ansaat (bis 2015) 2014er Ansaat
Artendynamik Etablierungsvarianten (läuft)
1112
2011er Ansaat – Feldversuchsübersicht
• Drei Standorte in BW
• Zwei Saatmischungen
• Reinsaat*
• Drei N-Stufen (1 Standort)
• Jährlich TM-Ertrag erfasst von
Mischung sowie Einzelarten
12
* Nach Kuhn et al., 201413
2011er Ansaat – Standorte und Erntezeitraum
Von Cossel und Lewandowski , 2016
13
HOH: Hohenheim, REN: Renningen, SJO: Sankt Johann14
2011er Ansaat – Methode (Auszug)
4 m² Handernte Pflanzen bündeln und weg vom Feld… …in die Scheune zur Sortierung
nach Pflanzenarten
…anschließend Einwaage, Trocknung
und Rückwaage
1415
2011er Ansaat – Dynamik der
Artenzusammensetzung (Artenanzahl)
HOH REN SJO
Verändert nach Von Cossel und Lewandowski , 2016
15
HOH: Hohenheim, REN: Renningen, SJO: Sankt Johann, S1: Rieger Hofmann, S2: Saaten-ZellerEinjährige WP 16
2011er
Ansaat –
Dynamik der
Artenzusam- Zweijährige WP
mensetzung
Mehrjährige WP
Durchschnittlicher Durchschnittlicher
Von Cossel und Lewandowski , 2016
TM-Ertragsanteil TS-Gehalt
einzelner Arten einzelner Arten
Beikräuter
16
(Standort: Hohenheim)17
2011er Ansaat – Bestände im vierten Jahr
Von gut… …über noch passabel… …bis mißlungen
1718
2011er Ansaat – Trockenmasseertrag
Von Cossel und Lewandowski , 2016
18
HOH: Hohenheim, REN: Renningen, SJO: Sankt Johann, S1: Rieger Hofmann, S2: Saaten-Zeller19
2014er Ansaat – Feldversuchsübersicht
• Ein Standort (Hohenheim)
• Zwei Saatmischungen sowie ein- und
mehrjährige Referenzarten
• Reinsaat, Unter Mais, Nach Gerste
• TM-Ertrag jährlich (Mischung und
Einzelarten)
• Methanbildungspotential (Mischung
und ausgewählte Einzelarten)
1920
2014er Ansaat – Erntezeitraum (Auszug)
Erntezeitraum: 2014 bis 2018
Von Cossel et al., 2019
2021
2014er Ansaat – Bestände im ersten Jahr
Reinsaat
Unter
Mais
Saat
Verändert nach Von Cossel et al., 2019
Verändert nach Von Cossel et al., 2019
Nach
Gerste
Saat
sowie
Silphie
nicht
geerntet
in 2014
Ende Juli 2014 Mitte Dezember 2014
2122
2014er Ansaat – Habitus einiger Arten
Flockenblume Beifuß Rainfarn Mais Silphie
Bilder verändert nach: Von Cossel et al., 2021
2223
2014er Ansaat – Methanbildungspotential
Verändert nach: Von Cossel et al., 2021
Flockenblume
Rainfarn
Silphie
Mais
Beifuß
2324
2014er Ansaat – Biomassezusammensetzung
Flockenblume
Verändert nach: Von Cossel et al., 2021
Rainfarn
Silphie
Mais
Beifuß
2425
2014er Ansaat – Methanertragspotential
Erntezeitraum: 2014 bis 2018
Verändert nach Von Cossel et al., 2019
Akkumulierter TM-Ertrag Akkumulierter Methanertrag
25
S1: Rieger Hofmann, S2: Saaten-Zeller, E1: Reinsaat, E2: Unter Mais, E3: Nach Gerste26
Exkurs* – Arbeitszeitbedarf je MWhel
Von Cossel , 2020
26
* Basiert auf Durchschnittswerten aus der Literatur, siehe Quellenangabe27
Exkurs* – Energiebedarf je MWhel
Von Cossel , 2020
27
* Basiert auf Durchschnittswerten aus der Literatur, siehe Quellenangabe28
2014er Ansaat – Klimaschutzpotential
Hängt u.a. ab vom
Ertrag sowie vom
Gesamtzeitraum
der Bodenruhe
Trotz geringerer
Methanerträge
niedrigere THG-
Emissionen bei
WPM möglich,
doch Geduld muss
Lask et al., 2020
man haben
28
Weitere Untersuchungen laufen, um diese Dauer weiter zu verkürzen29
2014er Ansaat – Bestände im siebten Jahr
2930
Blick in die Praxis – Unter Mais Ansaat
Feldversuch in Hohenheim 2014 Praxisfläche in Ottenbronn, 2020
Hoher Maisertrag Mais-Etablierung mißlungen …Rainfarn dennoch gut etabliert
…gute Wildpflanzen-Erträge ab …gute Wildpflanzen-Erträge ab
zweitem Jahr dokumentiert zweitem Jahr möglich
3031
Blick in die Praxis – Unter Mais Ansaat
Feldversuch in Hohenheim 2014 Praxisfläche in Ottenbronn, 2020
Hoher Maisertrag Mais-Etablierung mißlungen …Rainfarn dennoch gut etabliert
…gute Wildpflanzen-Erträge ab …gute Wildpflanzen-Erträge ab
zweitem Jahr dokumentiert zweitem Jahr möglich
3132
Ausblick 1: Andere Wildpflanzenmischungen
Nur heimische Wild- und
Kulturpflanzenarten?
…oder auch Neophyten*
verwenden?
32
* z. B. siehe: Krimmer et al., 202133
Ausblick 2: Andere Ökosystemleistungen
„Andere“?
Bereitstellung von
Biomasse nur eine ÖSL
von vielen
Verändert nach: De Groot et al., 2012
33
Zahlenwerte ensprechen Int. $ / ha / yr 2007 (kaufkraftbereinigt)34
Ausblick 2: Andere Ökosystemleistungen
…und auf
Feldebene?
Beispiel
Miscanthus:
Von Cossel et al. (2020)
3435
Ausblick 2: Andere Ökosystemleistungen
Verändert nach Braat & ten Brink (2008) in European Commission, 2015
R: Summe der regulierenden Leistungen; P: Summe der bereitstellenden
Leistungen; Cr: Summe des kulturellen Erholungswerts; Ci: Summe des
kulturellen Informationswerts (einschließlich Aspekte wie kulturelles Erbe, 35
Bildung usw.); ESL: Summe aller Ökosystemleistungen.Ausblick 3:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adsu.202000037
Wildpflanzenmischungen und Klimawandel
36
3637
Erderwärmung Europa-Erwärmung?
https://www.mdpi.com/2073-4395/9/10/605
*
37
*GDD = Wachstumsgradtage, Basistemperatur: 10°C38
Marginal agricultural land
Marginale landwirtschaftliche Nutzfläche
gegenwärtig
Current situation
2050
Nicht landwirtschaftliche Nutzfläche
Nicht marginale landwirtschaftliche Nutzfläche
Schwach marginale landwirtschaftliche Nutzfläche
Sehr marginale landwirtschaftliche Nutzfläche
https://www.doi.org/10.13140/RG.2.2.21849.34401
3839
Marginal agricultural land
Marginale landwirtschaftliche Nutzfläche
2050
2050
Nicht landwirtschaftliche Nutzfläche
Nicht marginale landwirtschaftliche Nutzfläche
Schwach marginale landwirtschaftliche Nutzfläche
Sehr marginale landwirtschaftliche Nutzfläche
https://www.doi.org/10.13140/RG.2.2.21849.34401
3940
Jahresniedersschlagsdifferenz (mm) 2050–2020
März–Mai September–November
https://www.mdpi.com/2073-4395/9/10/605
4041
Schlussfolgerungen und Ausblicke (Auszug)
Mehrjährige Biogas-Wildpflanzenmischungen…
• …sind nicht alle gleich, es gibt sehr verschiedene Ansätze (z.B. heimisch vs. nicht-heimisch)
• …zeigen dynamische Artenzusammensetzungsdynamik mit höchster Artenanzahl im zweiten Jahr,
• …erbringen bei erfolgreicher Etablierung gute Trockenmasseerträge und machen wenig Arbeit,
• …sind in der Biogasanlage gut vewertbar jedoch nicht so hochwertig wie Mais,
• …könnten für die Nutzung marginaler landwirtschaftlicher Nutzfläche interessant werden, insbesondere
hinsichtlich der Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft
• …ermöglichen bei langer Bodenruhe (>17 Jahre) geringere THG-Emissionen als Mais
• …lassen auf ein ganzheitlich höherwertigeres Ökosystemleistungs-Portfolio als Mais vermuten
• …können bereits heute als positive Ergänzung im Biogas-Pflanzenanbau erachtet werden
4142
Danke an alle beteiligten Kolleg*innen
• Versuchsstationen der Universität Hohenheim
• Fachgebiet Biostatistik, Universität Hohenheim
• Kooperationen:
• LAZBW, LTZ Augustenberg, NABU, Bienenstrom, Stadtwerke Nürtingen, Biogas-Fachverband,
Biosphärengebiet Schwäbische Alb, Deutsche Wildtierstiftung, Elobau-Stiftung, Forschungszentrum
Jülich, INSA Toulouse, CREA Rom, University of São Paulo, Cornell University, Urmia University,
Landwirtschaftliche Betriebe u.a. in Ottenbronn, Schelklingen, Kißlegg und Ehestetten,
Grünschatzprojekt, Bunte Biomasse, Netzwerk Lebensraum Feldflur, Deutsche Wildtierstiftung,
Saaten Zeller, Rieger Hofmann, MK Jungpflanzen,
• Bachelor-/Masterarbeiten:
• Erfahrungen mit Wildpflanzenmischungen
• Etablierungseffekte auf Artenzusammensetzung
• Etablierungseffekte auf Regenwurmzönose
• Humboldt-reloaded Projekte / Master-Projektarbeiten:
• Erfahrungen mit Wildpflanzenmischungen UPDATE
• Wildpflanzen-Keimlinge für Salate
• Etablierungsvarianten im Praxisversuch
• Ganzheitliche Evaluierung der Ökosystemleistungen von Wildpflanzenmischungen
42
Von Cossel et al., 19.5.2021Vielen Dank!
Förderkennzeichen BMBF 03EK3525A
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This study is part of a project that has received https://www.tib.eu/de/suchen/id/TIBKAT:896544370/
funding from the European Union‘s Horizon
2020 research and innovation programme
under grant agreement No 727698.Sie können auch lesen
