Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Kurzumtriebsplantage zu Acker: Bewertung der C-Senkenfunktion im Boden, der Umweltwirkung, der Ertragsfähigkeit und der Bodenqualität nach dem Umbruch; Teilvorhaben 1: Ertragseffekt, Klimawirkung und C-, N-Rhizosphärendynamik - Akronym: PostKUP

Anschrift
Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e. V. (ATB)
Max-Eyth-Allee 100
14469 Potsdam
Projektleitung
Dr. Ralf Pecenka
Tel: +49 331 5699-312
E-Mail schreiben
FKZ
2219NR106
Anfang
15.02.2020
Ende
14.11.2023
Ergebnisverwendung
Die Rotationslänge der KUPs hatte erheblichen Einfluss sowohl auf die Wurzelmasse der Pappeln, als auch auf den Anteil an gröberen Wurzeln, und somit auch auf das C-Speicherpotential der Flächen. Die sehr lange Umtriebszeit von 16 Jahren führte zu 75 – 120% mehr Wurzelbiomasse als unter den kürzeren Rotationen und zu einem deutlich höheren Anteil an Wurzeln im Unterboden, als auch an gröberen Wurzeln (>7cm) in allen Bodentiefen. Da sich die gröberen Wurzeln in tieferen Bodenschichten langsamer abbauten, konnte bei einer 16-jährigen Rotation das höchste C-Speicherpotential festgestellt werden. Zwei Jahre nach dem Umbruch wurden dem Boden ca. 7,5 t C ha-1 durch Mineralisierung der Wurzeln zugeführt, von denen ca. 2,5 t ha-1 als Humus gespeichert wurde. Die höchsten Treibhausgase wurden fast ausschließlich unter den ehemaligen KUPs gemessen. Dies ist durch den Prozess des Flächenumbruchs, der im Boden verbliebenden Menge an Wurzeln (Ernterückstand) und dem höheren Gehalt an Corg bzw. Nt im Vergleich zur Referenz zu erklären. Die Emissionen nehmen nach zwei Jahren ab und gleichen sich an die Referenzfläche mit konventionellen Ackerbau an. Am Standort Potsdam wurden keine Ertragseinbußen der Folgefrucht festgestellt. Die verbesserten bodenchemischen und -physikalischen Eigenschaften aufgrund des KUP-Anbaus führten zu teilweise höhere Erträge als auf der Referenzfläche. Am Standort Großthiemig fielen die Erträge der KUP deutlich geringer aus, was auf einen groben Fehler im Zuge der letzten Baumernte und des anschließenden Umbruchs zurückzuführen war. Dies unterstreicht die Wichtigkeit der Durchführung dieser Arbeitsschritte nach guter fachlicher Praxis. Die Ergebnisse zeigen, dass KUPs nicht nur während der Standzeit als extensive Kultur und Kohlenstoffspeicher eine klimaschonende Nutzung darstellen, sondern auch positive Auswirkungen auf Bodeneigenschaften und Ernteerträge nach der Rückführung in ackerbauliche Nutzung aufweisen.
Aufgabenbeschreibung
An zwei Standorten (Potsdam und Großthiemig) wurden Flächen, die langjährig als Kurzumtriebsplantagen (KUP) mit Pappeln bewirtschaftet wurden, umgebrochen und als Ackerfläche mit Mais rekultiviert. Hauptziel des Teilvorhabens 1 des Projektes war es, innerhalb von zwei Jahren nach dem Umbruch das Kohlenstoffspeicherpotential und relevante Einflüsse auf die Umwelt und die landwirtschaftliche Produktion der ehemaligen KUP-Flächen zu quantifizieren und zu bewerten. Hierfür wurden in Abhängigkeit der Länge des Rotationszyklus der vorangegangenen KUP (1) der Einfluss von gröberen Wurzeln auf die Speicherung von Kohlenstoff im Unterboden untersucht und (2) Stoffausträge in Form von Treibhausgasemissionen und die Bilanzen der verschiedenen Eintrags- und Austragswege von organischen Kohlenstoff und Gesamtstickstoff erfasst. Des Weiteren wurden (3) die Erträge der Folgefrüchte in den ersten Jahren nach dem Umbruch mit denen von Kontrollflächen verglichen. Auf Grundlage der durchgeführten Untersuchungen sollten die im Projektantrag formulierten Hypothesen geprüft werden: (1) Ein längerer Rotationszyklus führt zu höherer und längerer Speicherung von Kohlenstoff im Unterboden nach dem Umbruch von Kurzumtriebsplantagen in Ackerland. (2) Emissionen klimarelevanter Gase (CO2 und N2O) sowie die Kohlenstoff- und Stickstoffauswaschungen sind direkt nach dem Umbruch von Kurzumtriebsplantagen am höchsten und wegen höherer Ernterückstandsmengen der ehemaligen KUPs höher auf Flächen mit längeren Rotationszyklen und damit auch höher als auf Kontrollflächen mit Ackerkulturen auf denen zuvor keine KUP stand. (3) Auf den KUP-Folgeflächen profitieren die annuellen Kulturen insbesondere von einer nachhaltig verbesserten Unterbodenstruktur aufgrund der ehemals tiefen Durchwurzelung durch die schnell wachsenden Gehölze, die sich nun positiv auf die aktuelle Durchwurzelung und damit auf Wasser- und Nährstoffaufnahme und letztlich auf die Erträge sowie die Ertragssicherheit auswirkt.

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