Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Umweltfreundlichkeit und die Effizienz der Ethanolgewinnung aus Getreide wird in Frage gestellt. Daher sollte die Bedeutung umweltfreundlicher Rohstoffproduktionsverfahren und energiesparender Konversionsverfahren untersucht werden. Moderne Niedertemperatur-Maischverfahren erlauben dar\u00fcber hinaus den Einsatz Enzyme zur St\u00e4rkeverzuckerung. Die Vermeidung von Fremdenzymzus\u00e4tzen bedeutet eine Kostenersparnis. Als Zielgr\u00f6\u00dfen wurden der Kornertrag (dt\/ha), die Bioethanolausbeute (l\/dt Rohstoff), der Bioethanolertrag (l\/ha) und die Energie-output-input-Relation definiert.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZur Rohstoffproduktion wurden an zwei klimatisch differenzierten Standorten faktorielle Feldversuche durchgef\u00fchrt. Jeder Versuch umfa\u00dfte zwei Sorten der Arten Winterweizen und -triticale in Reinbest\u00e4nden und in Mischbest\u00e4nden aus den bis zu vier Komponenten bei variierter Produktionsintensit\u00e4t (Stickstoff-, Pflanzenschutzaufwand). Mischbest\u00e4nde dienten der Erweiterung der Widerstandsf\u00e4higkeit gegen\u00fcber Schadfaktoren (Krankheitsbefall) und damit der Reduktion des Aufwands an Pflanzenschutzmitteln. Gleichzeitig sollten die ertrags- und die verarbeitungsrelevanten Vorz\u00fcge (Enzymaktivit\u00e4t) verschiedener Genotypen kombiniert werden.
\nIn Mischbest\u00e4nden wurde die Zusammensetzung des Ernteguts nach Sortenanteilen erfa\u00dft. G\u00e4rversuche dienten der Bestimmung der Bioethanolausbeuten mit und ohne Fremdenzymzusatz, die Bioethanolertr\u00e4ge wurden errechnet. Die gemessenen Werte der Mischbest\u00e4nde wurden Erwartungswerten gegen\u00fcbergestellt, die aus den gemessenen Werten der Reinbest\u00e4nde beteiligter Mischungskomponenten errechnet wurden. Differenzen wurden als Mischungseffekte bezeichnet. Schlie\u00dflich wurden, erg\u00e4nzt durch Literaturangaben, Energiebilanzen auf der Basis voll-st\u00e4ndiger Rohstoffkonversion (mit Fremdenzymzusatz) erstellt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Mittel wurden weder im Krankheitsbefall noch im Kornertrag eklatante Differenzen zwischen Rein- und Mischbest\u00e4nden festgestellt. Dies hing auch mit einem insgesamt geringen Befallsdruck an beiden Standorten zusammen. In Interaktion mit der Produktionsintensit\u00e4t traten jedoch bei verschiedenen Mischungen, vorrangig durch die \u00fcberproportionale Ausbreitung einzelner Mischungskomponenten, die Erwartungswerte \u00fcbertreffende Kornertr\u00e4ge auf.
\nDie Verarbeitung des Kornguts aus Reinbest\u00e4nden ohne Fremdenzymzusatz (= autoamylolytisch) f\u00fchrte zu wesentlich gr\u00f6\u00dferen Unterschieden in der Bioethanolausbeute als bei fremdenzymierter Verarbeitung. Bei autoamylolytischer Verarbeitung von Korngut aus Mischbest\u00e4nden blieben die Unterschiede geringer, hier traten erhebliche Mischungseffekte auf. Teilweise wurde bei gemischtem Korngut dasselbe Ausbeuteniveau erzielt wie mit sortenreinem Korngut der enzymst\u00e4rksten Komponente. Dies ist durch die Mitverzuckerung enzymschw\u00e4cherer durch enzymst\u00e4rkere Rohstoffkomponenten erkl\u00e4rbar. Nur in wenigen F\u00e4llen reichte allerdings die autoamylolytisch erzielte Bioethanolausbeute an das mit Fremdenzymzusatz ermittelte Niveau heran. Daher wurde die Bioethanolert\u00e4ge\/ha bei autoamylolytischer Rohstoffverarbeitung in st\u00e4rkerem Ma\u00dfe durch den Kornertrag bestimmt als bei Fremdenzymierung.
\nBereits ohne die energetische Bewertung von Nebenprodukten (Stroh, Schlempe) ergaben sich nach Abzug des Energieaufwands f\u00fcr die Rohstoffproduktion und die -konversion Energiegewinne von 14 bis 77 %. Im Widerspruch zu bestehenden Energiebilanzen f\u00fchrte eine hohe Rohstoffproduktionsintensit\u00e4t zu Minderungen im Nettoenergieertrag um bis zu 23%. Hieran ist in erster Linie der Stickstoffaufwand beteiligt. Die Ergebnisse sind dar\u00fcberhinaus vorrangig durch die energiesparenden Maisch- und Destillierverfahren bestimmt. Unter Einbezug des D\u00fcngewerts von Schlempe und des Heizwerts von Stroh wurden Energie-output-input-Relationen von bis zu 5,36 ermittelt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
1. Publikationen in wiss. Zeitschriften
\nAUFHAMMER, W., H.J. PIEPER, H. ST\u00dcTZEL und V. SCH\u00c4FER, 1993: Eignung von Korngut verschiedener Getreidearten zur Bioethanolproduktion in Abh\u00e4ngigkeit von den Aufwuchsbedingungen. Bodenkultur 44, 183-194
\nAUFHAMMER, W., H.J. PIEPER, E. K\u00dcBLER und V. SCH\u00c4FER, 1994: Eignung des Kornguts von Weizen und Triticale f\u00fcr die Bioethanolproduktion in Abh\u00e4ngigkeit vom Verarbeitungszeitpunkt nach der Reife. Bodenkultur 45, 177-187
\nSCH\u00c4FER, V., 1995: Effekte von Aufwuchsbedingungen und Anbauverfahren auf die Eignung von Korngut verschiedener Getreidebest\u00e4nde als Rohstoff f\u00fcr die Bioethanolproduktion. Dissertation, Hohenheim
\nAUFHAMMER, W., H.J. PIEPER, J. K\u00c4SSER, V. SCH\u00c4FER, T. SENN und E. K\u00dcBLER, 1996: Zur Eignung des Kornguts unterschiedlich stickstoffged\u00fcngter Getreidebest\u00e4nde als Rohstoff f\u00fcr die Bioethanolproduktion. J. Agronomy Crop Sci. (im Druck)
\nSCH\u00c4FER, V., W. AUFHAMMER, E. K\u00dcBLER, H.J. PIEPER und T. SENN, 1996: Eignung sortengemischter Best\u00e4nde von Winterweizen und Wintertriticale zur Produktion von Rohstoff f\u00fcr die Bioethanolgewinnung. Pflanzenbauwiss. (im Druck)
\n2. Tagungsbeitr\u00e4ge:
\nSCH\u00c4FER, V. und W. AUFHAMMER, 1993: Anbau von Weizen, Triticale und Roggen als Rohstoff f\u00fcr die Bioethanolproduktion. 37. Tagung der Gesellschaft f\u00fcr Pflanzenbauwissenschaften, Gie\u00dfen
\nSCH\u00c4FER, V., 1994: Energiebilanzen bei der Bioethanolproduktion. 11. Baden-W\u00fcrttemberg-Kolloquium Energie und Umwelt – eine technische \u00f6kologische und gesellschaftliche Herausforderung, Karlsruhe
\nSCH\u00c4FER, V., 1995: Anbau art- und sortengemischter Getreidebest\u00e4nde als Rohstoff f\u00fcr die Bioethanolproduktion. 3. Arbeitstagung der Arbeitsgemeinschaft Saatgut und Sortenwesen in der Gesellschaft f\u00fcr Pflanzenbauwissenschaften und Pflanzenz\u00fcchtung, Hannover
\nSCH\u00c4FER, V. 1995: Suitability of cultivar mixtures of winter wheat and winter triticale to produce grain for bioethanolprozessing. Colloquium der Fa. CIBA, Basel
\n3. Demonstrationen:
\nFeld-Versuchsanlage anl\u00e4\u00dflich der DLG-Feldtage Oberbigelhof, Juni 1994
\nFeld-Versuchsanlage auf der Versuchsstation Ihinger Hof, Vegetationsperiode 1994 und auf dem Oberen Lindenhof, Vegetationsperioden 1991\/92
\nCa. 12 Vortr\u00e4ge in Seminaren der Fachgebiete Spezieller Pflanzenbau und G\u00e4rungstechnologie<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Soweit die bisherigen Ergebnisse zeigen, ist die Effizienz der Bioethanolproduktion \u00fcber umweltfreundlichere und kosteng\u00fcnstigere Rohstoffproduktions- und Konversionsverfahren erh\u00f6hbar. Weitere Untersuchungen zur Optimierung der Verfahren, z.B. zum Ersatz von mineralischem N durch N-R\u00fcckst\u00e4nde von Leguminosen und\/oder zum Einbezug von Schlempe als D\u00fcngemittel, sind erforderlich.Das Konzept des integrierten Pflanzenschutzes konnte zur Reduzierung der Pflanzenschutzmittelanwendung beitragen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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