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Agroforst oder Kurzumtriebsplantage - Was gehört auf welche Fläche?

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Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Fachtagung Kurzumtriebsplantagen und Agroforst im ländlichen Raum
Dornburg, 20. Mai 2010
Agroforst oder Kurzumtriebsplantage Was gehört auf welche Fläche?
Dr. habil. Armin Vetter, Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Energiepflanzenversuche der TLL in Dornburg
Agroforst-System
Energieholzplantage
TLL-Gelände mit
Heizhaus
Aschedüngungsversuch
Energieholzversuche
einschl. ProLoc
Silphie-Versuche
EVA-Versuche
TLL
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Biomasseheiz- und heizkraftwerke > 1 MWth in Thüringen
Vetter, Warsitzka, 01/2010
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Kurzumtriebsplantagen mit Energieholz
Unter dem Begriff „Energieholz aus Kurzumtriebsplantagen“ wird
der feldmäßige Anbau von schnellwachsenden Baumarten auf
landwirtschaftlicher Nutzfläche zur energetischen Verwertung
verstanden.
- Schnellwachsende Baumarten sind Gehölze mit einer zügigen
Jugendentwicklung und einem hohen jährlichen Ertragszuwachs
(Weide, Pappel, Erle, Birke, Robinie, Blauglockenbaum, etc.)
- Die Arten besitzen die Fähigkeit zum Stockausschlag, sodass
sie in mehreren Umtrieben (< 20 Jahre) geerntet werden können.
- Mindestfläche 0,3 ha
* auf „Waldbodenfläche“ handelt es sich dann um eine
„Niederwaldbewirtschaftung“
Dornburg, A. VETTER, 2010
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Schütte 2009
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Gesamtpotenziale landwirtschaftlicher Anbaubiomasse und
deren gegenwärtige Ausschöpfung
Herkunft/Energieträger
Verwertung
Potenzial
Ausschöpfung in %
Grünland-Silage/Heu (Herbstaufwuchs)
Ackerland
- Futterpflanzen-Silagen
- Kurzumtriebsplantagenholz
- Raps-Öl
- Getreide-Korn
- Getreide-Verwurfgetreide
Biogas/Verbrennung
ha
20.000
TJ
800
18
Biogas (auch ZR)
Verbrennung - Wärme
50.000
10.000
6.600
1.400
42
1
Kraftstoff (Öl, RME)
Kraftstoff (Bioethanol)
Verbrennung - Wärme
50.000
20.000
5.000
4.100
1.900
500
100
100
5
Summe
LN PEV (2007) 6,1 %
AL PEV (2007) 5,8 %
155.000
135.000
15.300
14.400
62
65
Warsitzka, TLL
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Zukünftig zugelassene Gehölzgattungen bzw. -arten
für Kurzumtriebsplantagen
(beihilfefähig in Deutschland)
• Populus
Pappel
• Salix
Weide
• Robinia
Robinie
• Betula
Birke
• Alnus
Erle
• Fraxinus excelsior
Gemeine Esche
Maximale Erntezyklen jeweils 20 Jahre
Dornburg, A. VETTER, 2010
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Agroforstsysteme - Definition
Agroforstwirtschaft ist „die gemischte land- und forstwirtschaftliche Nutzung
ein- und derselben Fläche“ (Herzog 1997)
Unterschieden wird nach Nair (1993) in:
• silvopastorale Systeme
‚Baum/Strauch’ + ‚Tier/Futterpflanze’
(Korkeichenwälder, Waldhutungen, Streuobstwiesen)
• silvoarable Systeme
‚Baum/Strauch’ + ‚landwirtschaftliche Nutzpflanze‘
(Wertholz und Getreide, KUP und Ackerfruchtfolge)
• agrosilvopastorale Systeme
‚Baum/Strauch’ + ‚Tier/Futterpflanze’ + ‚landwirtschaftliche Nutzpflanze’
(traditionelles System im mediterranen Spanien)
Dornburg, A. VETTER, 2010
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Hering, TLL, 2010
Hering, TLL, 2010
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Veränderung der Grünlandfläche nach Bundesländern
Bundesland
Baden-Württemb.
Bayern
GL-Fläche
2003
(1000 ha)
GLAnteil
2003
>5
Hessen
GLAnteil
2009
Veränd.
GL-Anteil
2003-09
Veränd.
GL-Anteil
2008-09
Veränd.
GL-Fläche
2003-09
567
39,7 %
549
38,8 %
-2,4 %
+0,1 %
-3,1 %
1.151
35,7 %
1.1112
34,7 %
-2,7 %
-0,7 %
-3,5 %
286
21,5 %
-2,4 %
+1,1 %
-3,23 %
< 5 % keine Einschränkung
Brandenburg & B
GL-Fläche
2009
(1000 ha)
295
22 %
% Umbruchgenehmigung
vom Land
Landwirtschaftsamt)
nach
299
36,9 %
302 (zuständiges
37,9 %
+2,6 %
+1,3 %
+0,83 %
Prüfung durch zuständige Naturschutzbehörde
Mecklenburg-Vorp.
278
20,3 %
260
19,2 %
-5,6 %
+0,0 %
>8%
(10
Nieders.
& HB
NRW
%) kann764
bzw. (muss)
29 % das Land
708 Zahlungsempfänger
27,2 %
-6,4 % verpflichten
-1,4 %
Dauergrünland neu anzusäen
-6,4 %
-7,3 %
463
29,9 %
436
28,5 %
-4,8 %
-0,4 %
-5,8 %
Rheinland-Pfalz
251
37,6 %
235
35,8 %
-4,7 %
+0,5 %
-6,3 %
Saarland
42
51,1 %
40
51,3 %
+0,3 %
+0,3 %
-3,8 %
Sachsen
192
20,9 %
187
20,6 %
-1,7 %
-0,5 %
-2,7 %
Sachsen-Anhalt
179
14,8 %
171
14,3 %
-3,8 %
-0,5 %
-4,2 %
Schl.-Holst & HH
363
35 %
338
32,7 %
-6,5 %
+1,0 %
-6,9 %
Thüringen
181
22,4 %
174
21,7 %
-3,1 %
-2,4 %
-3,7 %
5.024
29,4 %
4.798
28,4 %
-3,6 %
-0,3 %
-4,5 %
Deutschland
+ Grünlandanteile 2003 an der LN (2005) als Basiswert
nach Behm, 2010
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Einordnung der Energieholzproduktion in die Landwirtschaft
Kurzumtriebsplantagen:
- Verbesserung der technologischen Eignung
des Schlages (Technikschlagkraft)
Kurzumtriebsplantagen:
- Produktionsalternative (< AZ 50) zu
Food-Kulturen (Einkommenssicherung)
Kurzumtriebsplantagen:
- Verhinderung von Stoffeinträgen in
Fließgewässer (WRL)
Agroforst (silvoarables System):
- Erhöhung der Biodiversität (Biotopverbund)
- Erosions- und Verdunstungsschutz (Wind)
- Produktionsfunktion der Fläche hat Vorrang
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Technologische Verbesserung des Schlages
Bei kleinen, unregelmäßigen Feldstücken
erhöhen sich bei annuellen Kulturen die
Produktionskosten erheblich
Lösung
Energieholzanbau mit möglichst weiten
Umtrieben - den Schlag nur alle 8 - 12 Jahre
(< 20 Jahre) mit Großtechnik bewirtschaften
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
147%
160%
140%
111%
120%
100%
100%
458
311
80%
60%
346
40%
20%
Kosten rel. 20 ha = 100
Kosten €/ha
Einfluss der Schlaggröße auf die Verfahrenskosten
€/ha
%
0%
20 ha
5 ha
1ha
Quelle: Degner, TLL Jena (2003)
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Typisches Fließgewässer in der Ackerebene
Hering, TLL
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Kurzumtriebsplantagen gewässernah ?
Gewässernahe Ackerfläche
Gewässerrandstreifen 5 m
Wassererosion
(Phosphor)
Hochwasserlinie
(hundertjährig)
Mittelwasserlinie
Böschungsoberkante
Gewässerrandstreifen: (§ 38 Wasserhaushaltsgesetz) in diesem Bereich
(5 m) ist das Entfernen standortgerechter Bäume und Sträucher verboten. Des
Weiteren darf Grünland nicht in Ackerland (KUP!) umgewandelt werden
Gewässernahe Ackerfläche: Sind Ackerflächen, die landwärts an die
Böschungsoberkante von Oberflächengewässern angrenzen oder als Teile der
Aue in funktionalem Zusammenhang mit den Gewässern stehen
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Einflussfaktoren auf den Ertrag
Klima:
• Niederschlagshöhe und –verteilung
• Jahresmitteltemperaturen (Breitengrad und Höhe)
Standort:
• Wasserspeicherfähigkeit
• Grundwasserstand
• Nährstoffverfügbarkeit
Biologie:
• Pflanzenart
• Klonwahl
Erntetechnologie:
• Bestandesdichte
• Umtriebszeit
• Lagerung (Veratmung)
Dornburg, A. VETTER, 2010
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Standortwahl
Maximaler jährlicher Zuwachs bei Pappel in Deutschland (3- bis 6-jähriger Umtrieb)
(regional beste Klone aus Anbauversuchen)
200
Maximum
Minimum
150
0
100
50
0
BW (Grissheim) BY (Beuerberg)
SN (Methau I)
TH (Dbg., Lwd.)
MV (Gülzow)
Dornburg, A. VETTER, 2010
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Nährstoffbedarf
Art
Ertrag
Nährstoffgehalt (% TM)
Nährstoffentzug
(kg/ha)
(t TM/ha)
N
P
K
Mg
N
P
K
Mg
Pappel
(3jähr. Umtrieb)
8
0,51
0,10
0,31
0,11
42
8
26
9
Pappel
(5jähr. Umtrieb)
7
0,41
0,10
0,25
0,06
31
8
18
4
Weide
(1jähr. Umtrieb)
4
0,73
0,13
0,37
0,07
32
6
16
3
Weide
(3jähr. Umtrieb)
7
0,52
0,09
0,24
0,08
39
7
18
6
TriticaleGanzpflanze
14
1,26
0,24
1,62
0,09
176
34
227
13
Mais
Ganzpflanze
16
1,35
0,25
1,32
0,25
216
40
211
40
Raps Korn
3,5
3,35
0,78
0,83
0,30
112
27
29
10
TLL
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Einordnung von Kurzumtriebsholz
leichte Böden
Roggen
mittlere Böden
Gerste
30 dt/ha
50 dt/ha
AZ < 30
Plantagen
AZ 30 - 50
Plantagen oder
Agroforst
gute Böden
Weizen
70 dt/ha
AZ > 50
Agroforst
Dornburg, A. VETTER, 2009
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Film AgroForstEnergie
Bärwolff, TLL
TP 1
TP 2
TP 3
TP 4
Verbundprojekt
AgroForstEnergie – Ökonomische und ökologische Bewertung von
Agroforstsystemen in der landwirtschaftlichen Praxis
Neu: holzartige Biomasse, nicht Obstgehölz oder Wertholz, sondern
Energieholz
Lößstandort der Ackerebene mit großen Schlägen und geringem
Besatz an ÖLF*
Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft - Standort Dornburg
Grenzstandort des Ackerbaues auf einer Rekultivierungsfläche
(Bergbaufolgelandschaft)
BTU Cottbus - Standort Welzow-Süd
Leichte grundwasserbeeinflusste Standorte Niedersachsens mit
Grünland bzw. Ackernutzung
Von-Thünen-Institut - Standorte Mariensee, Grünland und
Standort Wendhausen, Ackerland
Ökonomische Bewertung der Agroforstsysteme der TP 1 bis 3
Justus-Liebig- Universität Gießen
* ÖLF = ökologisch und landeskulturell bedeutsame Flächen im Agrarraum, vergleiche VDLUFA (2001)
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Versuchsfläche Dornburg (TLL),
Ackerstandort, Bodentypen Parabraunerde, Rendzina
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Fruchtfolge ergänzt durch Dauerkultur:
Beispiel Agroforst
Agroforstsystem Dornburg 2009
Bärwolff, TLL
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
AgroForstEnergie Wendhausen:
Pappel mit heimischen Sträuchern bzw. kleineren Baumarten
Greef et al. 2009
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Windschutzstreifen - Einfluss auf Mikroklima und Ertrag
Schwabe, TLL
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Fläche Dornburg - Erträge
Erträge von Sommergerste im Jahr 2008 im Alley-Cropping-System Dornburg in
Abhängigkeit von der Entfernung zum Gehölzstreifen im Vergleich zum
Durchschnittsertrag über die Gesamtfläche (graue Linie)
Bärwolff, TLL, 2008
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Fläche Wendhausen - Erträge
Anbau von Winterweizen in 2008/2009 auf 96 m (links) und 48 m breitem Ackerstreifen
in Wendhausen (die kleinen Kreuze links oben in den Karten geben die Lage der Ackerstreifen
auf dem Feld wieder, der weiße Streifen kennzeichnet den Baumstreifen)
Greef et al. 2009
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Fläche Dornburg: Raps-Mähdrusch, August 2009
Bärwolff, TLL
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Vorteile Agroforst
• Kapitalbindung für überschaubaren Zeitraum (< 20 Jahre)
• Beibehaltung des Status einer landwirtschaftlichen Nutzfläche
(Direktzahlung)
• Nachfrage nach Energieholz bei steigenden Ölpreisen gesichert
• Erhaltung der Produktionsfunktion der gesamten
landwirtschaftlichen Nutzfläche bei:
• Reduzierung von Wasser- und Winderosion
• Schaffung eines „Biotopverbundes“
• Aufwertung des Landschaftsbildes
Dornburg, A. VETTER, 2010
Pflanzenproduktion / Agrarökologie
Zusammenfassung
Für die Integration von Kurzumtriebsplantagen in die Agrarlandschaft
existieren zahlreiche Möglichkeiten:
• Schlechte bis mittlere Bodenqualitäten mit geringen Getreideerträgen
Kurzumtriebsplantagen mit Weide und Pappel in 3- bis 6-jährigem Umtrieb
• Mittlere bis gute Bodenqualitäten, in der Regel in „ausgeräumten Agrarlandschaften“
Agroforstsysteme mit Pappel und „Biotopaufwertern“ in 8- bis 12- jährigem
Umtrieb
• Splitter- und Restflächen zur technologischen Verbesserung der Erträge (< 2 ha)
Pappeln und Weiden im 8- bis 12-jährigem Umtrieb
• Uferrandbegrünung zur Minderung von unerwünschten Stoffeinträgen (P) in
Fließgewässer
Weiden, Erlen, Pappel ... in 10 bis 15-jährigem Umtrieb
• Rekultivierungsstandorte mit geringer Bodenfruchtbarkeit
Robinie als Pionierpflanze mit 3- bis 8-jährigem Umtrieb
• Grünlandstandorte zur Verbesserung der Wertschöpfung
Wertholz (Kirsche, Walnuss, ...) mit einmaliger Ernte > 50 Jahre
(Erhalt des Grünlandstatus hat Priorität)
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