Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Potentiale der THG-Minderung und des Bodenschutzes durch den Anbau von Dauerkulturen auf wechselfeuchten Standorten (Pseudogleye); Teilvorhaben 2: Bodenökologie und Klimawirkung - Akronym: BESTLAND

Anschrift
Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Biodiversität
Bundesallee 65
38116 Braunschweig
Projektleitung
Prof. Dr. Stefan Schrader
Tel: +49 531 596-2514
E-Mail schreiben
FKZ
22403618
Anfang
01.10.2018
Ende
28.02.2022
Ergebnisverwendung
Silphieflächen emittierten durchschnittlich 0,62 und Maisflächen 4,23 kg N2O-N ha-1 a-1. Dieser Unterschied wurde nicht durch den höheren Methan- bzw. Energieertrag des Maises kompensiert. Jedoch waren Flächen- und N-Produktivität im Silphieanbau ca. ein Drittel geringer. Um die gleiche elektrische Leistung nur mit Durchwachsener Silphie zu produzieren, würden mehr N-Input und Fläche benötigt. Höherer Flächenbedarf steigert das Risiko indirekten Landnutzungswandels und würde wahrscheinlich die niedrigeren direkten Feldemissionen des Silphieanbaus mehr als ausgleichen. Die zur Staunässe neigenden Standorte waren netto-Methansenken, wobei Silphieflächen eine höhere Methanaufnahme hatten. Auf der Prozessebene in den Labor-Inkubationsversuchen zeigte sich, dass Silphieboden gleich viel oder mehr N2O oder N2 wie Maisboden emittierte. Die N-Umsetzungsprozesse und Denitrifikation unterscheiden sich zwischen beiden Böden deutlich. Die im Feld beobachteten niedrigen N2O-Emissionen von Silphieflächen beruhen wahrscheinlich auf den konstant niedrigen N-Gehalten im Boden aufgrund langanhaltender N-Aufnahme einer mehrjährigen Kultur. Im Feld wurden bis zu dreimal mehr Regenwürmer in Silphieflächen gesammelt. Die wichtigsten Faktoren dafür waren der ungestörte Boden im Silphie-Anbau, die klimatischen Bedingungen zu den Probenahmezeiten und die Landnutzungsgeschichte. Die gesättigte Infiltrationsrate war höher auf Maisflächen. Die saisonal vorhandene Streu war auf Silphieflächen drei- bis viermal so hoch wie auf Maisflächen. Laborversuche zeigten, dass Dekomposition und Nährstoffumsatz eher eine Funktion der Regenwurmanzahl und -biomasse als der funktionellen Gruppe waren. Niedrige Nährstoffgehalte in der Losung waren bedingt durch nährstoffarme Silphie- und Maisstreu. Regenwurm-Aktivität führte zu höheren CO2- und N2O-Emissionen sowie zu verstärkter N2-Bildung. Diese Ergebnisse waren auf Streu-Inkorporierung und verfügbares labiles C zurückzuführen.
Aufgabenbeschreibung
Das Arbeitspaket 4 im Teilvorhaben 2 des Verbundprojektes befasste sich mit dem THG-Minderungspotenzial des Anbaus der Durchwachsenen Silphie auf wechselfeuchten Standorten im Vergleich zum Maisanbau. Hierfür wurden in einem zweijährigen Feldversuch kontinuierlich N2O- und CH4-Flüsse auf Feldebene gemessen. Die N2O-Jahresemissionen wurden mit den durch das Teilvorhaben 1 bereitgestellten Ertragsdaten in Beziehung gesetzt, um beide Anbausysteme hinsichtlich ihrer ertragsbezogenen Emissionen zu vergleichen. Um N2O-Emissionen und deren Regelung auf Prozessebene zu vergleichen und um N2-Emissionen als wichtige Größe in der Stickstoffbilanz abschätzen zu können, wurden zwei Bodeninkubationsversuche unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt. Das Arbeitspaket 3 des Teilvorhabens 2 beinhaltete Freiland- und Laborversuche zur Analyse der Boden-Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen in Silphie und Mais. In vier Feldversuchen wurden Regenwurmabundanz und -biomassen erfasst und gleichzeitig die gesättigte Infiltrationsrate gemessen. Außerdem wurde zwei Jahre lang saisonal die Feldstreu [kg ha-1] erfasst und untersucht. Zudem wurden frische und seneszente Blätter sowie Residuen von Silphie und Mais einer Faseranalyse unterzogen. Ein Laborversuch mit seneszenter Silphie- und Maisstreu wurde durchgeführt, um die Zersetzungsleistung funktioneller Regenwurm-Gruppen und die damit verbundene Nährstoffumsetzung zu untersuchen. In einem weiteren Laborversuch mit seneszenten Silphie- und Maisblättern wurden CO2 und N2O während der Dekomposition durch Regenwürmer gemessen. Zudem wurde der Boden mit K15NO3 markiert, um die Endprodukte der Denitrifikation in Abhängigkeit von Regenwurm-Aktivität und Streu-Applikation zu untersuchen.

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