Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
In einer auf Nachhaltigkeit ausgerichteten Wirtschaft werden nachwachsende Rohstoffe aufgrund der notwendigen Verringerung der CO2-Emissionen sowie der Forderung nach biologischer Abbaubarkeit von Verbrauchsg\u00fctern zunehmend an Bedeutung gewinnen. Kenntnisse \u00fcber die Freisetzung bzw. Aufnahme der klimarelevanten Spurengase N2O und CH4 beim Anbau nachwachsender Rohstoffe sind eine wichtige Voraussetzung f\u00fcr die \u00f6kologische Bewertung der Produkte, da durch erh\u00f6hte N2O-Emissionen oder durch eine Reduktion des Methanabbaus im Boden die angestrebte Reduzierung des Treibhauseffektes (CO2-Einsparung) zunichte gemacht werden kann. Es sollte deshalb im Vorfeld einer Ausweitung des Anbaues nachwachsender Rohstoffe auch die Frage gekl\u00e4rt werden, inwieweit Belastungen der Atmosph\u00e4re durch N2O und CH4 gegeben sind und durch welche Produktionsverfahren diese Belastungen gegebenenfalls minimiert werden k\u00f6nnen. Zielsetzung des Verbundprojektes ist es, die N2O- und CH4-Spurengasfl\u00fcsse beim Anbau nachwachsender Rohstoffe in Abh\u00e4ngigkeit von Standort- und Bewirtschaftungsfaktoren zu quantifizieren, ihre Bedeutung f\u00fcr das CO2-Einsparungspotential der Substitution fossiler Energietr\u00e4ger abzuleiten und Bewirtschaftungsstrategien zur Minimierung der Atmosph\u00e4renbelastung aufzuzeigen. Es soll mit der Entwicklung eines Prognosemodells begonnen werden, das eine Absch\u00e4tzung der bodenb\u00fcrtigen Spurengasfl\u00fcsse erm\u00f6glicht.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie N2O-Freisetzung und CH4-Aufnahme wird in ganzj\u00e4hrigen Freilandversuchen in 3 unterschiedlichen Fruchtfolgen, die jeweils in intensiver und extensiver Produktionsintensit\u00e4t etabliert sind, bilanziert. Die Spurengasfl\u00fcssen werden beim Anbau der nachwachsende Rohstoffe Raps, Kartoffel und Pappel, aber auch in den \u00fcbrigen Fruchtfolgegliedern und Kontrollfl\u00e4chen (Weizen, Gerste, Mais, Eiche, unged\u00fcngtes Gr\u00fcnland) erfasst. Parallel zu den w\u00f6chentlichen Spurengasmessungen werden wichtige Steu-ergr\u00f6\u00dfen, wie der Wasserhaushalt, die Temperatur und die Stickstoffnettomineralisation auf den Versuchsfl\u00e4chen bestimmt. Aufbauend auf die Beschreibung der wesentlichen Prozesse des N-Kreislaufes in B\u00f6den wird mit Hilfe des Modellsystems Expert-N die modellm\u00e4\u00dfige Beschreibung der Spurengasfl\u00fcsse erarbeitet. Die Treibhauswirksamkeit der Produktion wird ermittelt und die Bedeutung der boden-b\u00fcrtigen N2O-Emissionen f\u00fcr das CO2-Einsparungspotential der Substitution fossiler Energietr\u00e4ger abgeleitet.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
In den untersuchten Fruchtfolgen konnten kulturspezifische N2O-Emissionen am besten \u00fcber den ganzj\u00e4hrigen Bilanzzeitraum, der sowohl die D\u00fcngungsma\u00dfnahmen in der Vegetationsperiode als auch die Mineralisationsprozesse der Ernter\u00fcckst\u00e4nde im Herbst und Winter einschlie\u00dft, erfasst werden. Die N2O-N Emissionen aus den Kulturen variierten zwischen ca. 0,2 (Pappelfl\u00e4che,Standort Canstein) und 16 kg ha-1 a-1 (Kartoffelfl\u00e4che, Standort Scheyern). Die CH4-Oxidationsleistung lag zwischen ca. 100 (Maisfl\u00e4che, Standort Scheyern) und 550 g CH4-C ha-1 a-1 (Winterweizen, Standort Reinshof).Kulturabh\u00e4ngige Unterschiede in der N2O-Emission wurden verursacht durch Unterschiede in der zeitlichen und r\u00e4umlichen Anpassung der N-D\u00fcngung an das Stickstoffaufnahmeverm\u00f6gen der Kultur, unterschiedliche Bodenverdichtung in den Kulturen und Unterschiede in der Menge und Zusammensetzung (C\/N-Verh\u00e4ltnis) der Ernte- und Wurzelr\u00fcckst\u00e4nde. Erh\u00f6hte Emissionen zeigten die Kartoffel- und Rapsfl\u00e4chen. Extrem hohe Emissionen zeigten stark verdichtete Fahrspuren. Die H\u00f6he der j\u00e4hrlichen N2O-Emission wurde stark durch Standortfaktoren beeinflusst. Sie stieg mit dem Jahresniederschlag und der H\u00e4ufigkeit von Starkregenereignissen an. Die \u00f6kologische Bewertung der Produktion nachwachsender Rohstoffe sollte daher standortabh\u00e4ngig durchgef\u00fchrt werden. Es zeigte sich ein negativer Zusammenhang zwischen der CH4-Oxidationsleistung und der N2O-Emission der Standorte.
\nDie N2O-Emission durch Nitrifikation und Denitrifikation war die wichtigste Bilanzgr\u00f6\u00dfe in der Berechnung der Treibhauswirksamkeit der Produktion. Die CO2-Einsparung durch die Substitution von Heiz\u00f6l durch Pappelhackschnitzel betrug ca. 15,5 t CO2-\u00c4quivalente ha-1 a-1. Das CO2-Einsparungspotential der Substitution fossiler Energietr\u00e4ger durch Raps\u00f6lmethylester und Ethanol aus Kartoffeln wurde durch die treibhauswirksamen Emissionen w\u00e4hrend des Lebenswegs dieser nachwachsenden Energietr\u00e4ger vollst\u00e4ndig zunichte gemacht. Eine wesentliche Ursache hierf\u00fcr waren die bodenb\u00fcrtigen N2O-Emissionen.
\nStrategien zur Minimierung der N2O-Freisetzung in den untersuchten Fruchtfolgen betreffen in erster Linie die zeitliche und r\u00e4umliche Optimierung der N-D\u00fcngung, die Reduktion der Bodenverdichtung sowie die Steuerung der Nitratdynamik im Herbst und Winter nach der Ernte.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Aufgrund der zahlreichen Publikationen und Pr\u00e4sentationen der Projektergebnisse bietet diese Aufstellung nur eine kleine Auswahl der Ver\u00f6ffentlichungen.
\nFlessa, H. (1997). Emissionen aus der Tier- und Pflanzenproduktion in die Atmosph\u00e4re. In: Rundgespr\u00e4che der Kommission f\u00fcr \u00d6kologie, Hrsg.: Bayrische Akademie der Wissenschaften, Nr. 13, Landwirtschaft im Konfliktfeld \u00d6kologie \u00d6konomie, 115-126.
\nHaberbosch, C., R. Stenger und E. Priesack. (1997). Prozessorientierte Modellierung der N2O-Dynamik mit Hilfe des Baukastensystems ExpertN. Mitteilgn. Dtsch. Bodenkundl. Gesellsch., 85, II, 899-901.
\nRuser, R., H. Flessa, and F. Beese (1996). Planttype and N-fertilizer dependent variation in nitrous oxide emissions. p. 539-542. In Transactions of the 9th Nitrogen Workshop, September, Braunschweig, Deutschland.
\nRuser, R., H. Flessa, R. Schilling, H. Steindl, and F. Beese (1998). Effects of soil compaction and fertilization on N2O and CH4 fluxes in potato fields. Soil Sci. Soc. Am. J., submitted.
\nSchm\u00e4deke, F., F. Beese, R. Brumme, T. Lickfett und E. Przemeck (1997). Freisetzung des klimarelevanten Spurengases N2O in einer typischen Rapsfruchtfolge bei unterschiedlichen N-D\u00fcngeintensit\u00e4ten. Mitteilgn. Dtsch. Bodenkundl. Gesellsch., 85, II, 1017-1020.Teepe, R., R. Brumme, and F. Beese (1997). Saisonal variations of N2O emissions under different landuse – a comparison between agriculture land, fallow, forest and poplar plantation. p. 423-428. In Transactions of the 9th Nitrogen Workshop, September, Braunschweig, Deutschland.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Ergebnisse zeigen sehr deutlich, dass die bodenb\u00fcrtigen N2O-Emissionen das CO2-Einsparungspotential der Substitution fossiler Energietr\u00e4ger durch nachwachsende Energietr\u00e4ger nicht nur drastisch verringern, sondern auch vollst\u00e4ndig zunichte machen k\u00f6nnen. Ob und in welcher H\u00f6he durch die Nutzung nachwachsender Rohstoffe eine Verringerung der Atmosph\u00e4renbelastung erreicht wird, wird daher ma\u00dfgeblich durch die Frage bestimmt, inwieweit sich die N2O-Emissionen durch die Optimierung der landwirtschaftlichen Produktion unter Ber\u00fccksichtigung des Klimaschutzes reduzieren lassen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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