Zweikultur-Nutzungssysteme für die Biogasproduktion

Inhaltsverzeichnis

1.Einleitung

2. Das Zweinutzungssytem
2.1 Grundlagen Anbausysteme
Energiepflanzen
2.2 Möglichkeiten von Zweikultur- Nutzungssystemen
2.3. Beispiele von Zwei- Sorten- Kombinationen
2.4 Vor- und Nachteile von Zweinutzungssystemen
2.4.1 Bodenschutz
2.4.2 Humusanreicherung
2.4.3 Ökologische Diversität
2.4.4 Düngemitteleinsatz beim Zweinutzungssystem

3. Ertrag
3.1 Biogasherstellung
3.2 Wechselwirkungen zwischen konventionellem Anbau und Zweinutzungssystem für die
Biogasherstellung
3.2.1 Agrarpolitische Aspekte
3.2.2 Schädlingsproblematik bei monotonem Anbau
3.3 Bedeutung geschlossener Kreislaufsysteme
3.4 Ökonomische Betrachtung des Zweikultur- Nutzungssystems

4. Konkurrenz Anbaufläche Energiepflanzen und Pflanzen zur Nahrungsmittel- Herstellung

5. Fazit

Literaturverzeichnis

TABELLENVERZEICHNIS:

Tabelle 1: Gasausbeute und CH4-Gehalt von Wiesengras 1. Schnitt, Ende der Blüte, In: Keymer & Schilcher 2003

Tabelle 2: Gasausbeute und CH4- Gehalt von Maissilage in der Teigreife mit einem TS- Gehalt von 30%, In: Breitschuh, 2000

Tabelle 3: Vergleich von Biogasrohstoffen, In: http://de.wikipedia.org/wiki/Biogas

Tabelle 4: Überblick der Anbaukombinationen des Systemversuchs zum Zweikul tur Nutzungssytem, In: Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Teilprojekt 6, Im Verbundvorhaben der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands, Koordination (TLL, Jena)

Tabelle 5: Kurzübersicht Energiepflanzen- Düngeschema:

Abzuziehende N- Menge vom Sollwert als Korrektur für den vorgezoge- nen Erntezeitpunkt und die Nutzung als Bioenergie, In: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805): Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht, Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, FB 11, Fachge- biet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Rohstoffe, S.14, In: www.agrar.uni-kassel.de/gnr/

ABBILDUNGSVERZICHNIS:

Abb. 1: Prinzip des Zweikultur- Nutzungssystems, In: Hufnagel, J., ZALF, Prinzip des Zweinutzungssystems, Aus: Energiebereitstellung aus Biomas- se, S.25

Abb. 2: Prinzip der Humusbilanzierung, in: Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten (VDLUFA) 30.04.2004, In: Humusbilanzierung; Methode zur Beurteilung und Bemessung der Humusversorgung von Ackerland, S.3

Abb. 3: Reduzierung des Einsatzes von Herbiziden, in: Hufnagel J., Glemnitz M., Willms M., aus „Mögliche Folgen des Energiepflanzenanbaus für Umwelt und Natur“ Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF e.V.), Müncheberg, ETIAG Biogas am ZALF, 16.12.2008, S.18

Abb. 4: Abbauprozess organischer Substanz, In: Gaudchau, M., Energie- und Industriepflanzen, Pflanzenbau, Aus Nutzpflanzenproduktion, BKA 21, Justus- Liebig- Universität Gießen, S.33

Abb. 5: Verwertung der Silagen zur Biogaserzeugung, In: „Anforderungen an Energiepflanzen zur Eignung im Zweikultur-Nutzungssystem“, Universi- tät Kassel, FG Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Rohstoffe, S.8

ABKüRZUNGSVERZEICHNIS

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1.Einleitung

Eine deckende Energieversorgung des Menschen gewährleisten zu können, hat sich in den letzten Jahrzehnten in Bezug auf Ressourcennutzung und -kapazitäten immer mehr in dem Mittelpunkt der Betrachtung gefestigt. Die nicht allzu weit in der Vergan- genheit liegende Thematik einer neuen Energiewende beschäftigt sich mit diesem Thema. Die Nachfrage nach erneuerbaren Energien wächst von Jahr zu Jahr stetig an. Neben der sprunghaft ansteigenden Preise für bestimmte Ressourcen (z.B. fos- sile Brennstoffe wie Öl etc.), drängt auch deren Endlichkeit zu Alternativen der ener- getischen Versorgung. Eine immer größer werdende Bedeutung kommt hierbei der Nutzung von Biomasse aus landwirtschaftlicher Erzeugung zur Energieherstellung zu. Die Endlichkeit fossiler Brennstoffe und der gleichzeitig zum größten Teil klima- unfreundlichen Bilanz bei der Nutzung dieser hat sich mittlerweile zu einer gravie- renden Herausforderung entwickelt. Deshalb stellt die Reduzierung des Ausstoßes von Treibhausgasen eines der wichtigsten Ziele des 21. Jahrhunderts dar. So soll bis zum Jahr 2020 der Ausstoß von CO2 bis zu 20% verringert werden¹. Diese Zahl gibt Aufschluss über die Bedeutung nationaler und internationaler Klima- und Umwelt- schutzziele, welche durch naturverträgliche Erzeugung und Gewinnung erneuerba- rer Energien erreicht werden kann bzw. soll. So entfallen in Deutschland (Stand 2010) rund zwei Drittel der erneuerbaren Energien auf die Nutzung von Biomasse, wovon ein Teil importiert wird². Hier zeigt sich sowohl das Potential landwirtschaftli- chen Anbaus zur Energiegewinnung, als auch die Verantwortung im Sinne des Kli- ma- und Naturschutz „nachhaltige“ Anbaumethoden umzusetzen.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich dementsprechend mit den Möglichkeiten der Anbaumethode eines Zweinutzungssytems zur Herstellung von Biomasse für die Energieerzeugung, sowie deren Einfluss auf Kulturlandschaft, Naturschutz, Boden- schutz und Artenvielfalt. So kann zum Beispiel eine optimale Anbaumethode deutlich zu einem Anstieg an biologischer Vielfalt und Landschaftsstrukturen beitragen, da ein minimaler Einsatz von Pflanzenschutzmitteln bzw. der komplette Verzicht darauf, der Unterdrückung vieler Arten entgegenwirkt und zusätzlich eine möglichst sehr geringe Bodenbearbeitung erforderlich ist, die in hohem Maße zu Landschafts- und Boden- pflege beitragen kann. Exemplarisch bietet das Zweikultur- Nutzungssystem die Chance, Naturschutz und nachhaltigen Ausbau von erneuerbaren Energien in Ein- klang zu bringen und einen größtmöglichen Biomasseertrag durch den Anspruch ei- nes nachhaltig, schonenden, naturverträglichen Energiepflanzenanbau zu gewähr- leisten. Dennoch steht die Produktion von Biomasse in Zukunft vor vielen Heraus- forderungen, wie z.B. Trockenheit (ausgelöst durch den Klimawandel) Schädlingen, Erosionen oder ungünstigen Humusbilanzen.

Die folgende Arbeit beschäftigt sich mit der Thematik verschiedener Anbauverfahren von Energiepflanzen zur Biogasproduktion. Die Frage, welches Nutzungssystem die besten Erfolgschancen im Hinblick auf Biomasseertrag verspricht, unter Berücksich- tigung klima- bzw. umweltfreundlicher Aspekte, ist ein wesentlicher Bestandteil dieser Ausführungen. Ziel ist es, dass Zweikultur- Nutzungssystem zu untersuchen und dessen Potential für die Biogasproduktion zu bewerten. Hierbei soll ein Vergleich zum Hauptfruchtanbau (z.B. Mais als Monokultur) genommen werden. Das Zweikul- tur- Nutzungssytem wurde in den letzten Jahren immer intensiver erforscht. Es wur- den einige Systemversuche bezüglich Sortenkombinationen und Ertrag auf verschie- denen Standorten durchgeführt. Obwohl das System der Nutzung zweier aufeinan- derfolgenden Kulturen in einem Jahr ein noch relativ junges Forschungsgebiet ist, bietet es dennoch deutlich, positive Ansätze für eine „nachhaltige“ Energiegewinnung nachwachsender Rohstoffe in Form von Biogas. An diesem Punkt sei Prof. Konrad Scheffer zu nennen. Er ist einer der Wegbereiter bei der Entwicklung des Zweikultur- Nutzungssystems. In Zusammenarbeit mit Dr. Rüdiger Graß (beide Universität Kas- sel) und vielen anderen Wissenschaftlern ist es über die Jahre hinweg gelungen, durch zahlreiche verschiedene Anbauversuche, theoretische und praktische Ergeb- nisse auf dem Gebiet des Anbauverfahrens zu sammeln und zu vergleichen. Beson- ders der Schlussbericht des Verbundvorhabens „Entwicklung und Vergleich von op- timierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands“, unter dem „Teilpro- jekt 6: Systemversuch zum Zweikultur- Nutzungssystemauf sechs Standorten im Bundesgebiet“, bietet einen sehr ausführlichen Einblick auf den Vergleich zwischen konventionellem Anbauverfahren und Zweikultur- Nutzungssystem zum Energie- pflanzenanbau.

2. Das Zweinutzungssytem

Wie bereits erwähnt, bietet das Zweikultur- Nutzungssystem positive Eigenschaften für die Energiegewinnung aus nachwachsenden Rohstoffen, daher soll in dieser Ar- beit eine Bewertung des Systems und sein Potential für die Biogasherstellung unter Rücksichtnahme der Anbaufolgen vorgenommen werden. Das Resultat einer Ge- genüberstellung vom Zweikultur- Nutzungssytem und z.B. einem konventionell ge- nutzten Hauptfruchtanbau mit nur einer Anbaufrucht gibt Aufschluss über die klima- und umweltfreundlichen Bilanzen, inwiefern diese positiv oder auch nicht sind und lässt anhand derer eine Bewertung in Richtung positiver bzw. negativer Effekte und Folgen des Anbaus zu.

Das Prinzip des Zweikultur- Nutzungssystems ist der Anbau von zwei aufeinander- folgenden Kulturen in einem Jahr. In der Regel folgt nach dem Anbau einer Winter- frucht als Erstkultur, eine sommerannuelle Zweitkultur. Diese wird nach der Ernte der Winterfrucht- (Ende Ma/i- Anfang Juni) angebaut³. Die Erstkultur hat zu diesem vor- gezogenen Erntezeitpunkt ca. zweidrittel des potenziellen Gesamtertrages (Stroh und Korn) erreicht. Das Erntegut wird daraufhin siliert und steht schließlich der Wei- ternutzung für die Biogasherstellung zur Verfügung. Die Ernte der Zweitfrucht wird ebenfalls siliert. Welche Erstkulturen bzw. Kulturkombinationen in Frage kommen wird unter Punkt 2.3 (Beispiele von Zwei- Sorten- Kombinationen) beschrieben, al- lerdings wird sie normalerweise nach der Pflugfurche im Herbst angebaut. Vor dem Anbau der zweiten Kultur erfolgt lediglich eine flache Bodenbearbeitung, bzw. die Zweitkultur kann auch als Direktsaat eingebracht werden. Auf die daraus resultie- renden Vorteile für den Boden wird im entsprechenden Kapitel (Bodenschutz, 2.4.1) noch genauer eingegangen.

Für einen optimalen Ertrag durch das Zweikultur- Nutzungssytem bedarf es optimale Voraussetzungen. Diese sind erster Linie ein hohes Sonnenenergieangebot und gleichzeitig eine optimale Wasserversorgung.⁴ Gemeinsam treten beide Faktoren an deutschen Standorten im Optimum kaum auf, denn dort wo die Sonne sehr viel scheint, regnet es weniger und dort wo es viel regnet, scheint die Sonne folglich weniger. Im Folgenden sollen drei Situationen mit unterschiedlicher Wasserverfügbarkeit für die Eignung des Anbaus betrachtet werden:⁵

Szenario 1:

„Trockene Standorte mit mittlerer bis längerer Vegetationszeit“⁶

Zu diesen Standorten gehören z.B. weite Teile des Oberrheins, die ostdeutschen Böden, sowie Brandenburg als auch Niederbayern. Dort, wo kein Weizen angebaut wird, sind die Flächennutzungskosten gering, so dass diese Standorte für die Biomasseproduktion ziemlich attraktiv sind. Es bietet sich deshalb an, vor allem Mais zu etablieren, da Mais als C4- Pflanze relativ trockentolerant ist und somit das hohe Strahlungs- und Wärmeangebot des Standorts voll ausnutzen kann, so dass selbst mittelspäte Sorten sicher die Siloreife erreichen können.

Aufgrund der knappen Wasserbilanz dieser Standorte ist die Zweikultur -Nutzung wenig wirtschaftlich. Dennoch stellt Wintergetreide-Ganzpflanzensilage (-GPS) eine sinnvolle Ergänzung dar, da sie die Winterfeuchte besser nutzt, kostengünstiger im Anbau ist und damit die Arbeitsverteilung verbessert und dazu ertragssicherer ist.

Szenario 2:

„Feuchtere Standorte mit mittlerer bis längerer Vegetationszeit“⁷

Hierzu gehören Standorte in Mittelgebirgslagen über 300m, große Teile des Alpen- vorlands und viele westdeutsche Anbaulagen. All diese sind durch ein hohes Was- serangebot gekennzeichnet. Bei Niederschlägen ab 800mm kann die Fruchtfolge Grünroggen mit Mais das Standortpotential um drei bis sechs Tonnen Trockenmasse

(TM) erhöhen.

Obgleich Grünroggen eher als Winterzwischenfrucht angesehen wird, besitzt er in Verbindung mit dem Maisanbau positive Eigenschaften als Erstkultur. Bestimmte Züchtungen, wie z.B. „PROTECTOR“ ergeben einen massereicheren Ertrag als an- dere, zudem sind sie fünf Tage früher schnittreif als Körnersorten. Die nachfolgende

Frucht, in diesem Fall der Mais, kann dadurch ein wesentlich höheres Ertragspotenti- al erreichen. Grünroggen hingegen rechnet sich primär auf Standorten mit langsamer Bodenerwärmung (Niedermoore, Höhenlagen). Diese sind gleichzeitig jene geeigne- ten Standorte für Maisspätsaaten. Eine ausreichende Wasserversorgung ist hier zu erwarten.

Ein Zweikultur -Nutzungssystem verspricht auf feuchteren Standorten mit längerer Vegetationszeit (Tallagen, Mittelgebirge) eine noch höhere Produktivität. Möglich wäre beispielsweise Wintergerste, welche mit geringstem Behandlungsaufwand zum Ende der Milchreife geerntet wird. Hierauf kann eine frühreife Maissorte folgen, die bei Aussaat bis Mitte Juni ebenfalls noch die Teigreife erreichen kann.

Szenario 3:

„Feuchte Standorte mit kürzerer Vegetationszeit“⁸

Geografisch sind diese Standorte anzutreffen in süddeutschen Anbaulagen über 600m, Mittelgebirgsstandorte über 500m und Norddeutschland. Hier ist der Anbau von Getreide-GPS besonders gefragt. Geerntet wird bis zum Anfang der Teigreife bei ca. 30 bis maximal 35% Trockensubstanz (TS). An diesem Punkt ist die Methanaus- beute fast identisch mit der von Maissilage. Die Erzeugungskosten einer Ganzpflan- zensilage können zudem um etwa 140€/ha im Vergleich zum Silomais gesenkt wer- den. Geerntet wird Anfang bis Mitte Juli, woraus sich eine bessere Verteilung der betrieblichen Ressourcen ergibt. Insbesondere Rapsanbauern und jene, die mit schwierigen Böden, knappen Silo- und Gülleraum oder knapper Arbeitskapazität zu kämpfen haben profitieren von einem solchen System. Nach Getreide-GPS ist eine zweite Ernte möglich und daher auch anzustreben, um die z.T. sehr ergiebigen Nie- derschläge im August und September zu nutzen. Folgende zwei Möglichkeiten bieten sich an:

1. Frühe Erntetermine bieten auf der einen Seite hohe Zwischenfruchter- träge in Größenordnungen bis zu 5 t TM/ha. Gut geeignet ist Ölrettich. Zum weiteren bietet sich Markstammkohl bei früher Aussaat in feuchten Lagen an.⁹

2. Untersaaten sind die zweite Erntemöglichkeit. Sie sind sehr preiswert, gelingen allerdings nicht jedes Jahr. Welsches Weidelgras und Rotklee können flexibel bis Anfang April mit der N- Startgabe ausgebracht wer- den. Die geerntete Zweitfrucht, die nach Ernte der Getreide-GPS be- reits ihre Jugendentwicklung abgeschlossen hat, kann bis zu 4 t TM/ha in einem Schnitt liefern.¹⁰

Anders als der Anbau in Reihenkulturen (wie es z.B. beim Mais als Hauptfrucht der Fall ist), und den damit einhergehenden Problemen, wie die steigende Gefahr von

Erosionen, umgeht das Zweikultur- Nutzungssystem diese Problematik, da eine Untersaat von z.B. Klee stattfinden kann. Die Energiepflanzen im Zweikultur- Nutzungssytem werden in der Regel nicht in Reihe angebaut.

Abschließend soll das Prinzip des Zweikultur- Nutzungssystems anhand der folgenden Grafik verdeutlicht werden:

Abb. 1: Prinzip des Zweikultur- Nutzungssystems¹¹

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Vgl. Hufnagel, J. (2007): „ Energiebereitstellung aus Biomasse“, in: Z LF, Prinzip des Zweinutzungssys- tems, S. 25

Die Erstkultur (Wintergetreide, z.B. Grünroggen) wird im Herbst gesät, die Ernte er- folgt zwischen Ende Mai und Anfang Juni. Trotz vorgezogenem Erntetermin, ist der Ertrag für dieses Anbauverfahren Ende Mai am größten. Nach der Ernte der Erstkul- tur wird die Zweitkultur (sommerannuelle Kulturen wie z.B. Mais, Sonnenblumen etc.) gesät, die wiederum im Herbst geerntet und ebenfalls wie die Erstkultur siliert wird. Je nach Wasservermögen des Standortes kann es nach der ersten Ernte zur Unter- versorgung der zweiten Kultur mit Bodenwasser kommen. Daher ist es notwendig je nach Standortbedingungen und Anbaukombination der aufeinanderfolgenden Früch- te für eine ausreichende Wasserversorgung zu sorgen. Andernfalls riskiert man eine suboptimale juvenile Entwicklung der Sommerfrucht, was sich in Ertragseinbußen bzw. einer verzögerten Entwicklung äußern kann. Dementsprechend sollte der Landwirt eine genaue Bilanz seiner Äcker erstellen, die z.B. neben dem Nährstoffan- gebot, selbstverständlich auch die Wasservorräte beinhaltet

2.1 Grundlagen Anbausysteme

„ Die gestiegene Nachfrage nach Energie aus Biomasse birgt das Risiko, dass es zukünftig zu einer weiteren Intensivierung von Landnutzungen kommt. Neben einer sich verschärfenden Flächenkonkurrenz zwischen Nahrungsmittel- und Energiepflanzenbau („Teller oder Tank“) können sowohl quantitative als auch qualitative Ziele des Naturschutzes durch den Biomasseboom betroffen sein.“¹²

Der Konflikt zwischen der Nutzung von Agraranbauflächen zur Herstellung von Bioenergie oder Lebensmitteln wird mittlerweile gesellschaftlich und politisch kontrovers diskutiert. Die Auswirkungen einer eventuell nachteiligen Verteilung und deren Folgen¹³ sind noch längst nicht abzusehen. Unter Punkt 4 (Konkurrenz Anbaufläche Energiepflanzen und Pflanzen zur Nahrungsmittelherstellung) soll noch einmal etwas genauer auf diese Thematik eingegangen werden.

Das Prinzip vom Zweikultur- Nutzungssystem bietet die Chance, unter Berücksichtigung der standortgegebenen Ausgangsbedingungen, auf die ökologischen Anforderungen (Bodenschutz, Naturschutz, Wasserhaushalt etc.) einzugehen und diese möglichst schonend umzusetzen. Zu Gunsten der gesamten Ökologie ist auch die Minimierung bzw. der Verzicht auf jegliche Pflanzenschutzmittel, Herbizide, Insektizide und Fungizide. Damit gemeint sind die ökologischen Folgewirkungen, denen durch ein solches Vorgehen entgegengewirkt werden kann. Diese unterteilen sich in abiotische und biotische Folgewirkungen. Unter den abiotischen versteht man die Wirkungen auf die unbelebte Umwelt. Die biotischen Folgewirkungen zielen auf jene Einflüsse ab, die die belebte Umwelt (Flora, Fauna) betrifft.

Beim Anbau von Energiepflanzen werden folgende abiotische Folgewirkungen befürchtet:¹⁴

- Zunahme der Nährstoffauswaschung
- Humusabbau
- Rückgang der Grundwasserneubildung
- Zunahme von Wasser- und Winderosion
- Steigender Pflanzenschutzmittelaustrag

Desweiteren kann es zu negativen abiotischen Folgen beim Energiepflanzenanbau kommen, wenn:¹⁵

- die Fläche und der Flächenanteil „negativer“ Fruchtarten in Fruchtfolge zu- nimmt
- es zu höherem PSM- Einsatz durch Verengung der Fruchtfolge kommt
- der Anbau auf bisher extensiv genutzten Standorten stattfindet
- der Anbau generell auf ungeeigneten Standorten stattfindet
- es die Umnutzung per se zu Umweltbelastungen/ -problemen führt
- die Folge ist, dass es keinen Unterschied mehr zur traditionellen Landwirt- schaft gibt.

Auf der anderen Seite können negative biotische Folgewirkungen des Energiepflanzenanbaus gering sein, wenn:¹⁶

- durch geeignete Maßnahmen eine Vielzahl an Lebensräumen auf dem Acker geschaffen wurden, wie z.B. durch:
- Reduzierung des PSM- und Düngereinsatzes
- Veränderung, Diversifizierung der Anbaugestaltung - Gleitende Saat- und Erntetermine
- Neue und „vergessene“ Fruchtarten, Fruchtartenkombinationen - Di- versität
- Mehrjähriges Ackerfutter - mehrjährige Zönosen (v.a. Kleinsäuger) - Ganzjährige Bodenbedeckung, Nahrungsangebot - Stoppelarten - Blühende Haupt- und Zwischenfrüchte - Bestäuberarten
- Erhaltung halbnatürlicher Lebensräume in der Landwirtschaft, z.B. durch Brachen oder extensives Grünland, Nahrungsnetze, Ausweichflächen

Welche Auswirkungen das Zweikultur- Nutzungssytem auf die einzelnen abiotischen und biotischen Faktoren ausübt, soll genauer in Kapitel 2.4 erläutert werden. Den- noch ist bereits hier zu erwähnen, dass dieses Anbauverfahren viele Befürchtungen entkräftet, was nicht zuletzt an der ökologisch angepassten Umsetzung des Systems liegt.

In den ersten Jahren des Anbaus energetischer Pflanzen galt Mais als „Vorreiterfrucht“ zur Biomassegewinnung, aufgrund seiner hohen Trockenmasseerträge. Diese dominierende Rolle äußerte sich schnell durch wachsende Flächen von Monokulturen. Aufgrund der damit verbundenen negativen Auswirkungen auf z.B. Boden, Flora- und Fauna-Habitate und Nährstoffgehalte des Bodens sollte über Alternativen nachgedacht werden. Die Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften und eine Ausgabe der Vorträge für Pflanzenzüchtung, („Biodiversität in der Pflanzenproduktion“), greift diese Thematik explizit auf:¹⁷

So spielt die Frage nach schnell- und massewüchsigen Fruchtarten eine zentrale Rolle bei der Findung alternativer Energiepflanzen gegenüber dem Mais. Der oben- genannte Arbeitskreis hat sich mit der Betrachtung von Mischkulturen beschäftigt. In diesem Versuch wurde allerdings der Anbau einer Mischkultur betrachtet und bewer- tet. Der Unterschied zum Zweikultur- Nutzungssystem besteht jedoch darin, dass bei Mischkulturen zwei Früchte gleichzeitig angebaut werden. In dem besagten Versuch wurden am Standort Gießen (Bodenart uL, AZ 65) 2007, Mais (cv. „Franki) und Son- nenblumen (cv. „Pegasol) verschiedene Versuche zu unterschiedlichen Mischungs- kombinationen und -verhältnissen durchgeführt. Ein weiterer Versuch bestand aus einer Mischungskombination von Mais und Sorghum. Die Ergebnisse der Versuche sollte eine Aussage über die Erträge der jeweiligen Fruchtkombinationen ermögli- chen. Dabei zeichnete sich Mais gegenüber der Sonnenblume durch deutliche Er- tragsüberlegenheit aus, wobei es einen Unterschied im Reinanbau von bis zu 130 dt/ha gab.¹⁸

Interessant allerdings war der geringe Unterschied des Trockensubstanzgehaltes der einzelnen Mischungsvarianten. So konnte ein Anstieg des Protein- und Fettgehalts mit zunehmendem Sonnenblumenanteil verzeichnet werden, während es insgesamt höhere Stärkegehalte beim Mais gab. Auf weitere Ergebnisse, wie etwa die Unterschiede von Mais und Sorghum soll hier nicht näher eingegangen werden, da sie für den Bezug zum Zweikultur- Nutzungssytem nicht unmittelbar eine Rolle spielen. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass Mais eine herausragende Rolle im Energieanbau spielt und die Nutzung von Sorghum eine beachtliche Möglichkeit zur Erweiterung von Energiefruchtfolgen bietet.¹⁹

Darauf lassen sich nun anhand der ausgewerteten Daten Schlussfolgerungen über Inhaltsstoffe der Früchte schließen, die in Bezug auf ihre Biogasausbeute wichtige Informationen liefern. So ist der der hohe Masseertrag und der hohe Stärkegehalt vom Mais bedeutend für seine „Vormachtstellung als Energiepflanze“. Ferner können sich in Bezug auf ein Zweikultur- Nutzungssystem annähernd ideale Anbaukombinationen bestimmen lassen. Allerdings müssen dabei alle Faktoren (Umwelteinflüssealso Nährstoffangebot, Wasservorrat, Lichtangebot etc.- des Standortes) mit einbezogen werden. Diese Faktoren könnten aufgrund ungeeigneter Standortbedingungen bestimmte Früchtekombinationen unrealisierbar machen.

Der kurze Exkurs sollte zeigen, dass mit Variationen im Anbau sehr unterschiedliche Resultate erzielt werden können. Unter den optimalen Bedingungen sind ebenso op- timale Ergebnisse realisierbar. Während es bei o.g. Versuchen darum ging, die ein- zelnen TS-Gehalte, sowie die physiologischen Eigenschaften der einzelnen Früchte für sich gesehen und in Kombination miteinander für die Energienutzung zu verglei- chen, bieten sie gleichzeitig die Möglichkeit, die daraus resultierenden Werte auf an- dere Verfahren zu übertragen. Damit kann ein Überblick dazu geschaffen werden, inwieweit es sinnvoll ist, verschiedene Kulturen miteinander zu koppeln, um nicht nur einen größtmöglichen Ertrag in Form von TS-Gehalt zu erreichen, sondern, wie es unter anderem ein Ziel des Zweinutzungssystems ist, gleichzeitig die ökologischen Konsequenzen des Energieanbaus zu berücksichtigen. Hierbei gilt es entsprechend, sämtliche Potentiale in Form von Diversifizierung und Risikoverteilung bis hin zu

Fruchtkombinationen im Hinblick auf Ökonomie, Ökologie, Biogasausbeute, Bewässerung, Faktorminimierung, Erntetermin, und Ackerfutter mit einzubeziehen.

Energiepflanzen

„Energiepflanzen werden die Umweltverträglichkeit unserer Landwirtschaft verbessern, nicht verschlechtern.“²⁰

Beim Zweikultur- Nutzungssystem kann es durch das Vermeiden der Anwendung von Pflanzenschutzmitteln (PSM) durchaus zum Auftreten von Wildkräutern, Beikräu- tern und Unkräutern kommen. Da diese in erster Linie hier keine Verunreinigung dar- stellen, wie es z.B. beim Futtermittelanbau der Fall sein kann, wird auf deren Unter- drückung nicht unmittelbar Wert gelegt. Die Beikräuter ziehen vorerst keine negati- ven Folgen nach sich, sondern können sogar als zusätzliche Biomasse für die Silierung und somit als Substrat für die Biogasanlage verwendet werden. Da bei Energiepflanzen auf die Zucht wertvoller Inhaltsstoffe (z.B. generative Phase der Pflanze/ Kornausbildung) verzichtet werden kann, reichen bereits geringe Mengen an Dünger aus um dennoch wünschenswerte Erträge zu erzielen. Es wird daher auf die Zucht von großen, dicken Stängeln gesetzt, da vor allem der Biomasseertrag eine entscheidende Rolle spielt.²¹

So können die allgemeinen Ansprüche an Energiepflanzen folgende sein:²²

- Möglichst hohe Gesamterträge - hohe Jahreserträge  Krankheitsresistent
- Standfestigkeit
- Möglichst geringer Gehalt an Nährstoffen wie Stickstoff, Kalium, Natrium und Chlor (- bei thermischer Verwertung)

Um diese Ansprüche realisieren zu können, sollte der Landwirt die richtige Sortenwahl treffen und darauf achten, dass die ausgewählten Früchte an den Standortbedingungen gut angepasst sind.

2.2 Möglichkeiten von Zweikultur- Nutzungssystemen

Häufig stellt sich die Frage der verschiedenen Anbauverfahren von „Energiepflanzen“. Die Diskussion von der Nutzung der Anbauflächen, entweder für die Produktion von Nahrungsmittelpflanzen oder Energiepflanzen, ist der Ruf nach „nachhaltiger Nutzung“ für letztere in der Vergangenheit immer lauter geworden.

Die Chancen von boden- und umweltschonenden Anbauverfahren von Energiepflanzen sind gegeben und sollten in jedem Fall weiter erforscht, entwickelt und genutzt werden. So sollten folgende Anforderungen beim Anbau zur Gewinnung von Biomasse sollten nach Grass & Scheffer (2005) erfüllt werden:²³

- Minimierung von Bodenerosionen und ganzjähriger Bodenschutz - Minimierung von Nährstoffausträgen

- Schaffung möglichst geschlossener Nährstoffkreisläufe

- Verzicht von chemischem Pflanzenschutz

- Hohe Flächenproduktivität für eine hohe Rentabilität

- Artenvielfalt und Tolerierung der Begleitflora

Ziel ist es, sämtlichen Anforderungen gerecht zu werden. Einen deutlichen Beitrag dazu leistet das von der Arbeitsgruppe Scheffer (2000) entwickelte, bereits mehrfach erwähnte Zweikultur-Nutzungssystem. Dieses beinhaltet sowohl Anbau, als auch Ernte der Gesamtbiomasse von zwei Kulturen im Laufe eines Jahres und deren an- schließender Silierung und Nutzung als Substrat für Biogasanlagen. Für die Frucht- folge wählt man eine Winter- und eine darauffolgende Sommerfrucht. Dementspre- chend sind die Möglichkeiten, ökologische und ökonomische Ziele in Einklang zu bringen durch den Anbau eines Zweikultur- Nutzungssytem erfolgreich umsetzbar.²⁴

Das Zweikultur- Nutzungssystem ist zusammenfassend sinnvoll, wenn es einem be- stehenden System höhere Erträge durch die Etablierung einer Zweitfrucht (Deckung der Mehrkosten) ermöglicht und geringere Defizite (Bodenschutz, Fruchtfolge) etab- liert. Zusätzlich wird ein solches System durch die angestrebten Ziele, wie z.B. Bo- denbedeckung, höherer Ertrag oder weniger Pflanzenschutz durch den Anbau dieses Systems unterstützt.

Bei der Ernte der Erstkultur liegt der Erntetermin vor der maximalen Biomassebildung (man spricht vom vorgezogenen Erntetermin), damit für die Zweitkultur ebenfalls ausreichend Vegetationszeit bleibt. Zum weiteren ist dies nötig, da bei der energetischen Nutzung von Pflanzen zur Biogasherstellung die Ausbildung der Körner und Früchte und die damit verbundenen Inhaltsstoffe (Nährstoffe) eher unerwünscht sind, da sie bei der Methanerzeugung in der Biogasanlage eher als hinderlich einzustufen sind. Im Unterschied zum konventionellen Hauptfruchtanbau sind die Fruchtsorten im Zweikultur- Nutzungssytem durch genannte Gründe im Wachstum eingeschränkt. Dennoch wird der Saat- und Erntetermin nicht von der anderen Kultur beeinflusst, wie es z.B. bei einer Zwischenfrucht der Fall sein kann.²⁵

2.3. Beispiele von Zwei- Sorten- Kombinationen

Eine bedeutende Fragestellung bei der Nutzung eines Zweikultursystems betrifft die Auswahl der zwei aufeinanderfolgenden Kulturen. Hierbei ist zu beachten, dass die beste Kombination bestimmt werden kann, wenn bekannt ist, wie sich beide Kulturen zueinander verhalten bzw. welche Ansprüche sie an die gegebenen Standorte haben und ob diese erfüllt werden können. Damit gemeint ist beispielsweise die Konkurrenz um das pflanzenverfügbare Bodenwasser. Man sollte daher auf den Anbau zweier Kulturen mit hohem Anspruch an Wasser auf eher trockenen Böden verzichten.

Im Folgenden sollen einige Beispiele verschiedener Anbaufrüchte gezeigt werden:²⁶

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Typischerweise folgt eine C4- Pflanze (z.B. Mais) auf eine C3- Pflanze (z.B. Weizen). Während der Weizen auch noch bei kalten Temperaturen gut wächst, benötigt Mais hingegen viel Wärme.²⁷

Zu den Erstkulturen gehören dementsprechend alle Wintergetreide, Gemenge aus unterschiedlichen Wintergetreide- winterharten Leguminosen- Mischungen, oder auch Wintergetreide- winterharte Leguminosen/ Gras- Gemenge (z.B. Kleegras).²⁸ Demgegenüber bestehen die Zweitkulturen aus sommeranuellen Pflanzen, wie be- reits oben genannt. Jedoch ist auch hier eine Untersaat möglich, bzw. eine Mi- schung/ Gemenge möglich.

Beide Früchte werden nach ihren jeweiligen Erntezeitpunkten zu Silage weiterverarbeitet, welche später in den Biogasanlagen zum Einsatz kommt. In der Regel wird die Winterkultur (Erstkultur) Ende Mai/ Anfang Juni geerntet. Zu diesem Zeitpunkt sind etwa Zweidrittel des „potentiellen Gesamtertrages“ erreicht.²⁹

Von 2005 bis 2008 wurde über das gesamte Bundesgebiet (an sieben Standorten) verteilt ein Systemversuch zur Bewertung von Zweinutzungssystemen durchgeführt. Dabei sollten „…die Vorzüge und Grenzen…“³⁰ dieses Systems betrachtet werden.

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Anbaukombinationen im Systemversuch an sieben Standorten in Deutschland. Die Vorfrucht war stets Getreide:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 4: Überblick der Anbaukombinationen des Systemversuchs zum Zweikultur- Nutzungssytem³¹

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Rohstoffe, S. 11

Für eine bessere Bewertung des Systemvergleichs wurden sieben unterschiedliche Orte mit jeweils verschiedenen Bodenarten, Temperaturen, Sonnenscheindauer, Wasserversorgung etc. ausgewählt, um ein möglichst breites Spektrum sich unter- scheidender Umweltbedingungen mit ein zu beziehen. Folgende Standorte wurden ausgewählt:³²

- Bayern: Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nach- wachsende Rohstoffe (TFZ), Straubing

- Hessen: Justus-Liebig-Universität Gießen, Lehr- und Versuchsbetrieb Rauischholzhauesen

- Hessen: Universität Kassel, Fachbereich Grünlandwissenschaft und Nach- wachsende Rohstoffe, Witzenhausen

Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Roh- stoffe, S. 8.

- Thüringen: Thüringische Landesanstalt für Landwirtschaft (TLL), Abt. Pflan- zenproduktion, Dornburg

- Nordrhein - Westfalen: LWK Nordrhein-Westfalen, Landwirtschaftszentrum Haus Düsse

- Niedersachsen: LWK Niedersachsen; Geschäftsbereich Landwirtschaft, Ol- denburg; Versuchsstation Werlte

- Mecklenburg-Vorpommern: Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern (LFA), Gülzow

In den sieben Standorten wurden das Zweinutzungssytem und der Hauptfruchtanbau hinsichtlich Ertrag und Ertragsstabilität miteinander verglichen. Das Ergebnis sollte eine Aussage über ideale Pflanzenkombinationen unter Berücksichtigung der Um- weltfaktoren, sowie eine generelle Aussage über den Einsatz der verschiedenen Energiepflanzen zum wirtschaftlichen Erfolg der jeweiligen Nutzungssyteme treffen.

Dabei bestehen verschiedene Ansprüche an die Erstkultur, wie Winterfestigkeit und Frühreife.³³ Aufgrund der frühen Ernte ist es somit möglich, die Zweitkulturen recht- zeitig (Ende Mai bis Anfang Juni) auszusäen. Zu diesem Zeitpunkt verfügen die Erst- kulturen über Trockensubstanz- (TS) Gehalte um die 30%. Desweiteren sollte es nach der Ernte zu keinem Wiederaustrieb aus den stehengebliebenen Stoppeln kommen.³⁴ Betrachtet man hingegen die Zweitkultur bestehen auch hier unterschied- liche Anforderungen. Ergebnisse verschiedener Versuche zeigen, dass Sommerge- treide nicht für den Anbau als Zweitkultur geeignet ist. Dies kann zum einen in der langen Wachstumsphase begründet sein. Zum anderen benötigen sie ein ausgewo- genes Wasserangebot, welches teilweise nicht gewährleistet werden kann. Damit wird deutlich, dass die Zweitkultur eine hohes Anpassungsvermögen sowohl an Wassermangel, als auch an hohe Temperaturen haben muss. Dies ist zum Beispiel bei Mais, Hirse oder Sonnenblumen der Fall. Die TS- Gehalte sind Anfang Oktober bei ca. 30%. Zu diesem Zeitpunkt werden können sie siliert werden.³⁵

2.4 Vor- und Nachteile von Zweinutzungssystemen

Die Wahl des geeigneten Anbausystems für den jeweiligen Standort entscheidet über Erfolg bzw. Misserfolg, betrachtet man die Ergebnisse, wie Nachhaltigkeit und Ertrag während und nach der Anbauphase. Aus Sicht des Klimaschutzes bietet Bioenergie aus „ Biomasse in stationären Anlagen zur gekoppelten Kraft-Wärme- Nutzung die größten Potentiale zur Minderung von Treibhausgasen“.³⁶ Ebenso kommt der Energiegewinnung in Form von Biogas durch den Anbau von Zweikultur- Nutzungssystemen eine wichtige Rolle zu, denn beide Energiebereitstellungsverfah- ren beginnen auf dem Feld. Die Frage der Nachhaltigkeit des Energiepflanzenan- baus ist dementsprechend angemessen. Alles in Allem sollte die Energiebilanz zumindest ausgeglichen sein, damit von nachhaltigen Bedingungen gesprochen werden kann. Das bedeutet, dass der klimabezogene Input (also alle Aufwendungen und Verfahren zu Lasten des Klimas und der Umwelt) dem Output (z.B. die Einsparung bzw. Vermeidung von CO2 durch die Nutzung von Biogas aus Biomasse im Vergleich zur Verbrennung fossiler Rohstoffe) entsprechen sollte.

Die Problematik der Wasserversorgung über das ganze Jahr verteilt, vor allem für die Zweitkultur, ist ein besonders wichtiger Aspekt, den es zu berücksichtigen gilt. Insgesamt sollte die Wasserverfügbarkeit hoch sein, da es vor allem nach der ersten Ernte zu geringeren Wassergehalten kommen kann (siehe Abb.1). In der Regel sollte es bei der Erstkultur zu keinerlei Versorgungsengpässen kommen, zumal sie von der Winterfeuchte zehren kann und die Wasserkapazität zu Beginn des Früchteanbaus sehr gut ist. Im Vergleich z.B. zum Mais, der hohen Temperaturen im Sommer aus- gesetzt sein kann, hat sie einen geringeren Wasseranspruch. Es bedarf einer ge- nauen Analyse der gegebenen Standortbedingungen für den Anbau von Energie- pflanzen im Zweikultur- Nutzungssystem. Die Herausforderung besteht darin, z.B. die Nährstoffbilanz im Blick zu haben, so dass eine ausreichende Versorgung auch ge- genüber der Zweitkultur gegeben ist. Desweiteren muss eine Analyse zur Wasserka- pazität über das ganze Jahr erfolgen. Sofern die Daten der Standorte analysiert sind, kann es an die Zusammenstellung der Anbaukombinationen gehen. Wie bereits er- wähnt wird zweimal im Jahr geerntet. Die leicht geringeren Erträge der jeweiligen Kulturen im Vergleich mit Erträgen vom Hauptfruchtanbau sind zwar in Einzelbe- trachtung geringer, zusammen gesehen können sie jedoch deutlich höher ausfallen. Grundlage für die bestmöglichen Zusammenstellungen der zwei Kulturen sind zahl- reiche Versuche, die die einzelnen Pflanzen miteinander in Kulturfolge und auf den Standort bezogen, betrachten und eine Aussage der idealen Zusammenstellung zu- lassen.

Dieser Vorteil des Zweinutzungssytems gegenüber dem Anbau nur einer Frucht, nämlich eine zum Teil deutliche Steigerung der jährlichen Erträge, spricht für den Anbau dieses Systems unter anderem aus ökonomischer Sicht. Dies konnte z.B. in verschiedenen Versuchen am Standort Witzenhausen realisiert werden (Grass 2003).³⁷

Ein weiterer Vorteil ist die gute Lagereigenschaft der beiden Erntegüter in Form von Silage. Sofern die Silage nicht direkt in den Fermenter zur Biogasherstellung einge- tragen wird, kann sie aber auch auf anderem Wege, in Form von thermischer Ver- wertung, genutzt werden. Hierzu muss sie allerdings entwässert werden, was me- chanisch geschieht. Das entwässerte Pressgut kann nun als Brennstoff genutzt wer- den. Der übrig bleibende Presssaft kann nach Vergärung im Biogasfermenter als or- ganischer Mineraldünger verwendet und dem Acker wieder zugeführt werden.³⁸ Die Nutzung des Gärrestes aus der Biogasanlage als Nährstofflieferant zeigt eine gute Möglichkeit mit Zweikultur- Nutzung geschlossene Kreisläufe von Anbau und dem damit verbundenem Verbrauch von Nährstoffen und der Zurückführung von Nährstof- fen aus denselben Pflanzen, zu schaffen.

Desweiteren kann der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln (Herbizide, Insektizide, Fungizide) im Gegensatz zu beispielweise dem konventionellem Anbau auf nahezu null reduziert werden, was Vorteile für Artenvielfalt auf dem Feld mit sich bringt. Vollkommen ausreichend ist eine mechanische Unkrautregulierung.

2.4.1 Bodenschutz

Das Zweinutzungssytem bietet die Möglichkeit, die nötige Bodenbearbeitung auf ein sehr geringes Niveau zu halten. Nach dem Ziel hoher Flächenerträge, folgt der An- spruch, die Umweltbelastungen, wie Nährstoffauswaschung (Nitrat ins Grundwasser) und Bodenerosion durch Wind und Wasser, so gering wie möglich zu halten.³⁹ Durch den ganzjährigen Fruchtanbau, sowie der Duldung von Beikräutern oder gar Einbrin- gung einer Untersaat, aber auch die Möglichkeit der Nutzung von Mischungen bzw. Gemengen besteht eine nahezu über das ganze Jahr vorhandene Bodenbedeckung, die die Gefahr der Bodenerosion deutlich verringert. Außerdem vermindert sich die Nährstoffauswaschung in das Grundwasser, da der Boden nicht gepflügt wird und eine andauernde Vegetationsdecke besteht, die die Nährstoffe wie z.B. Stickstoff bindet (es kann vor Anbau der Erstfrucht zum Einsatz einer Pflugfurche kommen). Sofern die Erstkultur nicht als Ganzpflanzensilage verwendet wird, bleiben dement- sprechend die Stoppel auf dem Feld zurück, was ebenfalls positive Eigenschaften auf die Bindung von z.B. Stickstoff hat.

Die teilweise hohe Anzahl zusätzlicher Pflanzen, wie z.B. Wildkräuter und andere, bedingt eine intensive Durchwurzelung des Bodens. Dadurch wird der Boden gelo- ckert, wodurch sich der Anteil der im Boden lebenden Mikroorganismen und Tiere, im Gegensatz zu einem verdichteten Boden erhöhen kann. Dies liegt vor allem an einer besseren Durchlüftung des Bodens, wodurch sich die physikalischen und chemi- schen Eigenschaften (Wasseraustausch, Gasaustausch, Ionenaustauscher, Nähr- stoffbindung etc.) verbessern. Zusätzlich kann die Bodenbearbeitungintensität auf ein geringes Maß reduziert werden, was dazu beiträgt, dass Bodengefüge zu stabilisie- ren und gleichzeitig tragfähige Böden geschaffen werden, die wiederrum das Boden- leben fördern.

2.4.2 Humusanreicherung

Humus bezeichnet die gesamte organische Substanz (OBS). Humus trägt zur Ver- besserung vieler chemischer, biologischer und physikalischer Bodeneigenschaften, wie Nährstoff- und Wasserspeichervermögen, biologische Aktivität, sowie Filter- und Puffervermögen bei. Positive Einflüsse ergeben sich außerdem auf das Bodengefü- ge, darunter fallen die Aggregatstabilität, der Luft- und Wasserhaushalt, sowie der Schutz vor Erosion und Schadverdichtung (physikalische Eigenschaften des Bo- dens). Damit besitzt Humus einen bedeutenden Einfluss auf die Produktivitätseigenschaften ackerbaulicher Böden.⁴⁰ Die Notwendigkeit die Humusgehalte sowohl standortangepasst, als auch auf die entsprechende Bewirtschaftungsform (z.B. Hauptfruchtanbau, Zweikultur- Nutzungssystem, Pflanzenkombination, etc.) anzu- gleichen, wird durch die Humusbilanzierung geregelt. Denn nicht nur zu geringe, sondern auch zu hohe Humusgehalte können problematisch sein. Der Unterversor- gung, also negative Einflüsse auf o.g. Eigenschaften, steht ein Überangebot gegen- über. Es besteht die Gefahr durch z.B. Austräge/ bzw. Auswaschung von Stickstoff als Lachgas in die Atmosphäre bzw. von Nitrat ins Grundwasser.⁴¹ Dadurch wird deutlich, dass anhand der Humusbilanz Aussagen über die von der jeweiligen Bo- denbewirtschaftung abhängigen Humusreproduktion, also die Veränderungen des Stickstoffdepots (Auf- und Abbau/ Input- Output), getroffen werden können.⁴²

Die Humusreproduktion erfolgt zum einen durch die nach der Ernte auf dem Felde zurückbleibenden Pflanzenreste (auch Ernterückstände genannt) und zum anderen durch die Wiederzufuhr von organischem Dünger (Mist, Gülle).

Im Folgenden soll die Humusbilanz verdeutlicht werden:

Abb. 2: Prinzip der Humusbilanzierung⁴³

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Dr. Freising, Ebertseder, Th. et al. ( pr 2004): „Humusbilanzierung; Methode zur Beurteilung und Bemessung der Humusversorgung von ckerland“, in: Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten (VDLUFA), S. 3

Auch im Hinblick auf die nachhaltige Energieversorgung, also der Anbau von Ener- giepflanzen für z.B. die Biogasherstellung spielt die Humusversorgung eine wichtige Rolle. Um möglichst bodenschonend und im Sinne nachhaltiger, regenerativer Ener- gieversorgung zufriedenstellende Erträge zu erwirtschaften, ohne aber dabei die Ressource Boden allzu sehr zu belasten, ist es auch hier ebenso wichtig über die Humusversorgung der Böden ausreichende Kenntnisse zu besitzen. Laut Studie des VLUFA (2004), „wird während der Kultivierung von Getreide, Raps, Sonnenblumen und Faserpflanzen die Humusmenge um 280 kg Humus- C/ ha vermindert, bei der Kultivierung von Mais um 560 kg Humus- C/ ha.“⁴⁴ Das bedeutet, dass beim Maisan- bau als Hauptfrucht, wesentlich mehr Ernterückstände (ERS) auf dem Feld verblei- ben müssen, bzw. in Form von organischem Dünger zurückgeführt werden muss, gegenüber Getreide oder Sonnenblumen. Die Bedingung größere Mengen von Ern- terückständen dem Feld zu überlassen, ist an Ertragseinbußen geknüpft. Damit die Einbußen so gering wie möglich bleiben, ist es wichtig über eine möglichst genaue Humusbilanz zu verfügen, um nicht mehr ERS auf dem Feld zu hinterlassen, als nö- tig. Ein Beispiel soll dies verdeutlichen: „… die Differenz von 280 kg Humus- C beim Verbleib von organischer Substanz auf dem Feld, z.B. durch die Ernte mit größerer Stoppellänge- bewertet mit 80 kg Humus- C/ t TM für diese Stoppeln (VLUFA, 2004)- einem Ertragsverzicht von 3,5 t TM/ha durch längere Stoppeln. D.h. aus diesem Blickwinkel, dass beim Vergleich von Sonnenblumen mit Mais erst ab einem Mehrer- trag von 3,5 t TM/ ha beim Mais von einem Mehrertrag gegenüber Sonnenblumen ausgehen kann.“⁴⁵

So gesehen stellt der Anbau von Wintergetreide als Erstkultur und Sonnenblumen als darauffolgende Zweitkultur, im Vergleich zum Mais, eine wesentlich bedeutendere Wahl für die positive Humusbilanz dar, da deutlich weniger Humus- C verbraucht wird und somit weniger zurückgeführt werden muss.

2.4.3 Ökologische Diversität

Häufig spielt die umwelt- und klimafreundliche Bilanz bei der Schaffung erneuerbarer Energien eine wichtige Rolle. Umweltfreundlich ist das Zweikultur- Nutzungssystem vor allem deswegen, weil es zu einer Vielfalt auf dem Feld beitragen kann. Durch verminderte Unkraut- und Schädlingsbekämpfungsmaßnahmen wird ein geringfügi- ger Ernteausfall durch z.B. Schädlinge in Kauf genommen. Auf der anderen Seite können mitwachsende, nicht zu der eigentlich angebauten Frucht gehörende, Pflan- zen ebenfalls mit geerntet und siliert werden. Dadurch kann ein möglicher Fraßverlust kompensiert werden.

Die folgende Abbildung zeigt das Verhältnis von Blütenbesuchern in Abhängigkeit von der Menge an Beikraut-Arten.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Reduzierung des Einsatzes von Herbiziden⁴⁶

Quelle: J., Glemnitz M., Willms M. (Dez. 2008): „Mögliche Folgen des Energiepflanzenanbaus für Umwelt und Natur“, in: ETI-AG Biogas am ZALF, Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF e.V.), Müncheberg, S. 18

Die obige Tabelle beschreibt die Auswirkungen verminderter Herbizidanwendungen. Aufgrund geringerer Herbizide sinkt die Schwelle der Unterdrückung von Wildkräutern bzw. Beikräutern. Mit Hilfe der Tabelle lassen sich Aussagen über den Zusammenhang von der Anzahl an Beikraut- Arten und der damit steigenden Zahl an Blütenbesuchern treffen. Mit steigender Zahl von Beikräutern steigt die Anzahl von Blütenbesuchern stetig. Während sich bei ca.4 Beikraut- Arten um die 2-3 Blütenbesucher versammeln, sind es bei ca.16 Beikraut- Arten um die 21 Blütenbesucher. Bei ca. 31 Beikraut- Arten sind es immerhin 38 Blütenbesucher.

Ein für die Zweikultur- Nutzung wichtiges Kriterium ist die Reduzierung des Einsatzes von Pflanzenschutzmitteln jeglicher Form (Herbizide, Fungizide, Pestizide). Zwar kann eine höhere Applikation von PSM bei Gefahr von Totalausfall in Erwägung ge- zogen werden, dennoch sind kleinere, mögliche Einschränkungen im Ertrag zu ver- kraften. Wichtig in diesem Zusammenhang erscheint die Zunahme der Häufigkeit von Pflanzenbefall erst wenn diese in die Blühphase kommen. Wegen der vorgezogenen Ernte beim Zweinutzungssytem kann diese Problematik entsprechend umgangen werden.

Im Sinne der Biodiversität stellt die Verringerung des PSM- Einsatzes bei einer Zwei- kulturnutzung einen erheblichen Vorteil dar. Vor allem Bienen, sind häufig negativ betroffen, da diese sehr stark von der Umwelt abhängig sind Dies kann besonders verheerende Folgen haben, wenn man sich vor Augen hält, dass die Biene ökono- misch gesehen, das viertwichtigste Nutztier ist (Stand 2001).⁴⁷ Durch den Verkauf von Honig konnten im Jahre 2001 ca. 1760€ (Mio. €) erwirtschaftet werden. Das sind 8,9% der gesamten Verkaufserlöse für tierische Erzeugnisse des Jahres 2001.⁴⁸ Ebenfalls nicht zu vergessen ist die immense Bestäubungsleistung der Honigbienen.

Ein weiterer Aspekt der Vielfältigkeit bietet das Zweinutzungssytem im Hinblick auf den Einsatz zahlreicher Anbaufrüchte. So kann es außerdem zum Tolerieren von Unkräutern oder Beikräutern kommen, was wiederrum tierische Vielfalt, wie z.B. Bie- nen, Hummeln, Regenwürmer usw. bedingt. Durch die mögliche Arten- und Frucht- vielfalt verringert sich die Gefahr des Verlusts von „ Samenbanken“ gefährdeter Wildkräuter, also der Verlust von Samenvorräten im Boden, da nicht vor der Samen- reife geerntet werden muss.⁴⁹

Nach „Graß und Scheffer (2006)“ entstehen beim Zweikultur- Nutzungssytem durch zahlreiche Kulturen auf dem Feld sogenannte Mosaikstrukturen⁵⁰. Diese entstehen durch niedrig- und hochwüchsige Bestände und bieten wandernden Tierarten die Möglichkeit als Schutz- und Rückzugsraum.⁵¹ Somit verbindet das Zweinutzungssy- tem eine hohe Artenvielfalt (bei Flora und Fauna) auf dem Feld durch höhere Wild- pflanzenbestände und den Verzicht auf Pflanzenschutzmittel. Im Falle vorgezogener Erntetermine besteht die Gefahr, den Bruterfolg von ackerbrütenden Vogelarten zu mindern

2.4.4 Düngemitteleinsatz beim Zweinutzungssystem

In der konventionellen Landwirtschaft wird häufig eine intensive Stickstoffdüngung angewendet.⁵² Dies ist besonders nachteilig für das Klima, da sich durch Umwandlungsprozesse des Stickstoffs, Lachgas bilden kann, was ein bis zu 300-mal größeres Treibhauspotential als CO2 besitzt. Allerdings kann man beim monokulturellen Anbau (v.a. beim Anbau von Mais) nicht auf den Einsatz von Stickstoffdüngern verzichten. Anderenfalls wäre ein nicht wirtschaftsfähiger Ertrag die Folge:

„….Das allerdings ist bei einem ausschließlichen Anbau von Monokulturen, z.B. Mais, nicht möglich. Dem Boden müssen gezielt Nährstoffe wieder zugeführt wer- den.“⁵³

Beim Zweinutzungssystem kann hingegen auf die Applikation von künstlichen Bo- dendüngern fast vollständig verzichtet werden bzw. kann diese sehr gering ausfallen. Dies ist darin begründet, dass die Pflanzen aufgrund des vorgezogenen Erntetermins einen viel geringeren Nährstoffbedarf gegenüber Pflanzen, die zur Vollreife geerntet werden, haben oder aber sommerannuelle Hauptfrüchte aufweisen⁵⁴. Dies vor dem Hintergrund, dass es vor allem für die Reife des Korns, zu einer relativ späten N- Gabe kommen kann. Aus diesem Grund kann auf eine späte Gabe von Stickstoff verzichtet werden. Allerdings sind hier die Nährstoffbilanzen des Standortes zu beachten. Es kann deshalb über eine Düngerapplikation in Form von organischem Mineraldünger (Gärreste aus der Biogasanlage) gegeben werden.

„Somit ist das Zweikultur- Nutzungssytem ein Anbau- bzw. Anbau- und Bereitstel- lungskonzept für Biomassen für die unterschiedlichen energetischen Verwertun- gen“⁵⁵.

Bei der Ernte der ersten Frucht, bleiben die Stoppeln auf dem Feld stehen, wobei die zweite Frucht direkt in die Stoppeln eingesät wird. Dadurch kommt es zu keinerlei Erosionen. Zusätzlich finden keine Bodenbearbeitungsmaßnahmen (pflügen, düngen, eggen, sprühen) statt und Restnährstoffe können gebunden bleiben.⁵⁶ Des Weiteren ergeben sich besseren Bedingungen für die Humusbildung.

Wie bereits erwähnt ist der Anspruch an Energiepflanzen und deren Inhaltsstoffen ein anderer als im Vergleich mit z.B. Futtermittelpflanzen. Letztere sollten einen mög- lichst hohen Nährstoffgehalt aufweisen, der wiederum bei Energiepflanzen für die Biogasherstellung eher gering zu halten ist.⁵⁷ Daher kann bei der Stickstoffdüngung im fortgeschrittenen Entwicklungsstadium der Pflanze eine deutliche Reduzierung vorgenommen werden. Diese Einsparungen an N- Dünger kann aus der folgenden Tabelle abgelesen werden:

Tabelle 5: Kurzübersicht Energiepflanzen- Düngeschema:⁵⁸

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Rohstoffe, S. 14

Anhand der Tabelle kann man die deutlichen N- Einsparungen der jeweiligen Anbau- kombinationen im Vergleich zum herkömmlichen Anbau (Futter- und Nahrungsmittel- pflanzen) erkennen. Bedeutend ist dabei der Termin der Düngung. Während Futter- mittel- und Nahrungsmittelpflanzen weiterhin gedüngt werden müssen, werden die Energiepflanzen des Zweinutzungssytems bereits geerntet. So erklärt sich z.B. die Reduzierung der N- Düngung von 40 kg N/ha bei Winterrübsen- Grünschnitt als Erst- kultur, gegenüber dem Anbau als Futtermittel- bzw. Nahrungsmittelpflanze. Bei Sommerungen als Zweikulturen nach Winterung mit Leguminosenanteil kann die Menge an Stickstoff sogar bis zu 60 kg/ ha eingespart werden. Selbst Winterroggen als Energiepflanze und Hauptkultur kann aufgrund der früheren Ernte eine Einspa- rung von 20 kg N/ha aufweisen. Dies ist zwar der kleinste Wert, dennoch zeigt er auch hier deutliche Einsparungen. Die größte Einsparung erreicht man bei Roggen/ Erbsengemenge mit bis zu 90 kg N/ha. Diese Werte sind nicht nur in ökologischer Hinsicht positiv zu bewerten, sondern auch in ökonomischer für den Landwirt, da die Kosten vom Dünger geringer ausfallen.

Mit Hilfe der Nmin- Methode (Nmin= Stickstoff in mineralisierter Form) kann durch Auswertung von Bodenproben, der pflanzenverfügbare, mineralisierte Stickstoffge- halt im Boden bestimmt werden. Die Methode ist besonders geeignet, da sich mit ihr eine bedarfsgerechte Düngemenge für den Anbauzeitraum erstellen lässt. Mit der optimalen Versorgung an Stickstoff (nicht zu viel und nicht zu wenig) umgeht der Landwirt nicht nur ökonomische Folgeeffekte (hohe Kosten der Düngemittel, eventu- elle Ertragseinbußen), sondern trägt auch zu Gewässer- und Umweltschutz bei (geringe Gefahr von Auswaschung von Nitrat ins Grundwasser, Lachgasemissionen). Da Stickstoff im Boden sehr mobil ist, besteht die Gefahr der Verlagerung in tiefere Bodenhorizonte. Aus diesem Grund sollte die Entnahme der Bodenprobe bis zu einer Tiefe von 90 cm erfolgen.

3. Ertrag

Für die Auswahl der Pflanzen, die in Kombination angebaut werden sollen, ist vor allem deren Ertragsbildung von entscheidender Rolle. Je nach Standortbedingungen sollte also die Sorten ausgewählt werden, die die größten Erträge in Form von Biomasse und Methanbildungspotential mit sich bringen. Dadurch sollen die ökonomischen und ökologischen Bedingungen möglichst ausgeglichen werden. Das für die Biogasausbeute wichtige Energiebildungspotential der Pflanze hängt entscheidend von ihrer stofflichen Zusammensetzung ab. Gehalte und Anteile von Kohlenhydraten, Fettstoffen, Eiweißstoffen sowie das Verhältnis von Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) sind von zentraler Bedeutung für das Biogaspotential. Angenommen wird, dass der Umsetzungsprozess im Fermenter ähnlich dem der Prozesse im Rindermagen verläuft.

Die folgende Tabelle gibt die Gasausbeute und den C4- Gehalt von Wiesengras beim ersten Schnitt zum Ende der Blüte an:

Tab.: 1: Gasausbeute und CH4-Gehalt von Wiesengras 1. Schnitt, Ende der Blüte (Keymer & Schilcher 2003, Internet) ⁵⁹

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Keymer & Schilcher (2003): „Gasausbeute und CH4-Gehalt von Wiesengras 1. Schnitt, Ende der Blüte Internet“, in:Institut für Landschaftpflege und Naturschutz* Universität Hannover* target GmbH* Hannover

Im Vergleich dazu soll nun die Methanausbeute von Maissilage in der Teigreife, die nach dem gleichen Verfahren berechnet wurde, betrachtet werden.

Tab.: 2: Gasausbeute und CH4- Gehalt von Maissilage in der Teigreife mit einem TSGehalt von 30% (Breitschuh 2000)⁶⁰

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Keymer & Schilcher (2003): „Gasausbeute und CH4-Gehalt von Wiesengras 1. Schnitt, Ende der Blüte Internet“, in: Institut für Landschaftpflege und Naturschutz* Universität Hannover* target GmbH* Hannover

Es ergibt sich eine Gasausbeute von 585,9 l/kg oTS mit einem Methangehalt von 52,2 %. Beide Ergebnisse miteinander verglichen ergeben einen Unterschied im Gasertrag von 24,2 l/kg, wobei der Methanertrag hingegen fast identisch bleibt. Je nach unterschiedlicher Maissorte entstehen ebenso verschiedene Methanausbeuten bei verschiedenen Maissorten - Dabei ist ein zentraler Punkt, ob die jeweilige Maissorte die Sonnenenergie vorwiegend als Zellulose speichert oder stattdessen frühzeitig Stärke einlagert.⁶¹ So gibt es drei Gründe, die dafür sprechen, den Stärkegehalt bei Biogasmais zu beachten:⁶²

1. Die Hydrolyse ist der erste enzymatische Abbauschritt bei der Biogaserzeugung, hier wird Stärke schneller in Einfachzucker gespalten als Zellulose. Die aus Zuckerstoffen gebildete Milchsäure ist während der Silierung noch schneller als Bakteriennahrung verfügbar.

2. Eine gesunde, verholzte Restpflanze weist zur Teigreife lediglich einen TSGehalt von 20-22% auf. Daher ist zu beachten, dass lediglich der Kolben mit TS-Werten über 45% die ausreichend hohen TS-Gehalte der Gesamtpflanze ab 28% anhebt.

3. Trockenere und dichterstrukturierte Kornfraktionen verringern den Transportund Lagerungsbedarf wesentlich.

Ein Mindeststärkegehalte von ca. 25% und mehr forcieren die Betrachtung auf das Abreifeverhalten der Restpflanze. Je langsamer und je später die Restpflanze lignifiziert, umso weiter darf das Korn ausreifen, ohne dass störende Schwimmschichten zu befürchten sind. Zusätzlich steigt die Erntezeitflexibilität, was wichtig in trockenen Standorten ist, wo die Maispflanze von Natur aus schneller altert.⁶³

Die Arbeitsgruppe um das „Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805); Systemversuch zum Zweikultur- Nutzungssystem auf verschiedenen Standorten im Bundesgebiet“, hat in ausführlicher Weise sämtliche Umweltbedingungen der jeweiligen Standorte beschrieben. Allerdings soll es nicht Aufgabe dieser Arbeit sein, eine allzu detaillierte Wiedergabe des o.g. Projekts zu liefern, da dies den Rahmen der vorliegenden Studie sprengen würde. Vielmehr sollen anhand bestimmter ausgewählter Punkte (z.B. der Vergleich von Erträgen zwischen Hauptfruchtanbau und Zweikultur- Nutzungssytem) die Unterschiede zwischen konventionellem Energieanbau und Zweinutzungssystem beschrieben werden. Einer dieser Unterschiede ist, wie eben genannt, der Ertragsunterschied zwischen den Früchten und jeweiligen Anbauverfahren.

Für die Bestimmung der Inhaltsstoffe der Pfanzen und die Möglichkeit eine Aussage über deren potetiellen Energiegehalt treffen zu können, kann man sich dem Verfahren der Weender Analyse bedienen. Anhand der Weender Analyse/ bzw. der erweiterten Weender Analyse lassen sich die nicht nur die Inhaltsstoffe, sonder auch die Nährstoffgehalte des Ernteguts bestimmen. Mit ihr werden die Anteile von Rohfaser, Rohasche, Rohprotein, Rohfett und N- freie Extraktstoffe bestimmt. Zu den N-freien Extraktstoffen gehören primär Kohlenhydrate wie Stärke, Zucker und andere Substanzen wie Lignin, Cellulose, Hemicellulose und Pentosane⁶⁴. Diese werden ebenfalls analysiert und deren Gehalt bestimmt. Mit den Angaben lassen sich Einschätzungen über Siliereignung der angebauten Kulturen entwickeln, die wiederrum mit der Bewertung der Biomasse- Verdaulichkeit, Aussagen über die zu erwartende Methanausbeute treffen.

3.1 Biogasherstellung

Das beim Anbauverfahren eines Zweikultur –Nutzungssystems gewünschte Ziel ist es eine möglichst hohe Biogasausbeute zu erreichen. Dazu sind Bedingungen wie hoher Biomasseertrag und eine erfolgreiche und qualitativ hochwertige Silage zu erfüllen. Der Prozess der Methanherstellung ist dabei der entscheidende. Biogene Gase sind all jene Gase, die nach einem anaeroben Abbau von organischer Substanz anfallen. Das in der Biogasanlage anfallende Gas besteht zum größten Teil aus Methan (CH4) und Kohlendioxid (CO2). Der Methananteil im Biogas liegt zwischen 50 – 70%, während der Anteil von Kohlenstoffdioxid bis zu 45% betragen kann. Desweiteren können Wasserdampf und Spuren von Schwefelwasserstoff, Stickstoff und Was

serstoff enthalten sein.⁶⁵ Das für die Biogasherstellung erforderliche Substrat besteht aus zur Vergärung bestimmter Biomasse, aber auch Speiseabfälle, Klärschlamm, Gülle, Mist und einige andere. Bezugnehmend auf das Thema der vorliegenden Arbeit fokussiert sich der Analyserahmen auf Energiepflanzen aus dem Zweinutzungssystem, die explizit für die Biogasherstellung angebaut wurden.

Bei der Entstehung von Biogas spielen mikrobielle Abbau- und Umsetzungsprozesse unter Sauerstoffausschluss (anaerob) eine entscheidende Rolle. Kohlenhydrate, Ei- weiße und Fette werden mikrobiell in (zum größten Teil) Methan und Kohlenstoffdio- xid zersetzt. Es soll hier nicht ins Detail auf die einzelnen Schritte der Biogasherstel- lung eingegangen werden. Dennoch ist anzumerken, dass der Prozess im Fermenter in verschiedene Stufen aufgeteilt ist (z.B. Umwandlung der Polymere zu Monomeren; Bildung von Alkoholen, organischen Säuren etc. durch bestimmte Mikroorganismen; Umwandlung von Alkoholen und organischen Säuren zu Essigsäure und Wasserstoff durch acetogene Bakterien)⁶⁶ Wichtig sind jedoch die letzten Stufen, in der durch methanogene Archaeen, Methan und Wasser aus Kohlenstoffdioxid, Essigsäure und Wasserstoff gebildet werden.⁶⁷ Im Folgendem soll der Abbauprozess der organi- schen Substanz vereinfacht veranschaulicht werden:

Abbildung 3: Abbauprozess organischer Substanz⁶⁸

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Gaudchau, M (2009/2010): „ Energie- und Industriepflanzen“, in: Nutzpflanzenproduktion, BK 21; JustusLiebig- Universität Gießen, S. 33.

Das entstandene Biogas kann zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden. Es weist einen hohen Energiegehalt auf. Die energetische Leistung und Ausbeute des

Gases ist abhängig vom Methananteil.⁶⁹ Je höher nämlich der Methananteil, desto höher die Verbrennungsenergie.⁷⁰

Die nachfolgende Tabelle gibt eine Übersicht über den Biogasertrag und Methangehalt der verschiedenen Substrate:

Tabelle 3: Vergleich von Biogasrohstoffen⁷¹

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Substrat_%28Biogasanlage%29 (17.04.2012): “ Substrate”, in: Biogasanlage

Aus der Tabelle gehen die einzelnen Biogaserträge in m³ / T Frischmasse, sowie der Methangehalt der jeweiligen Pflanzen hervor.

Da beim Zweinutzungssytem ein durchaus hoher Anteil verschiedener Pflanzen (Un- kräuter, Beikräuter usw.) nach der Ernte mit siliert werden kann und später in den Fermenter der Biogasanlage gelangt, entsteht dadurch ein höheres Potential für die Methanausbeute. Insgesamt lässt sich sagen, dass eine Vielzahl an Pflanzen in der Silage eine bessere Auswirkung auf die Bakterientätigkeit im Fermenter haben kann: „Der Fermenter der Biogasanlage wird dann auch nicht einseitig ernährt, sondern beherbergt schließlich eine Vielzahl von Bakterien, die wohlgenährt eine größere Menge des gewünschten Methans erzeugen, als die einseitig gefütterten Maisverdauer.“⁷²

Verwendet man zur Biogasherstellung Substrate mit reichhaltigem Anteil an Cellulo- se, wie z.B. Stroh, oder Lignocellulose, welches im Holz vorhanden ist, bedarf es ei- ner vorherigen Behandlung der Cellulose durch Bioextrusion (Bei der Bioextrusion wird mit Hilfe von Doppelschneckenextrudern, die cellulosereiche Biomasse mechanisch zerkleinert. Die Zell- Oberflächen- Vergrößerung, einhergehend durch den hydrothermalen Aufschluss kann so den Gärprozess verbessern).⁷³

Die nachstehende Abbildung zeigt den vereinfachten Weg von der Silage zur Biogasgewinnung:

Abb. 4: Verwertung der Silagen zur Biogaserzeugung:⁷⁴

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Scheffer, Stülpnagel (1993): „ nforderungen an Energiepflanzen zur Eignung im Zweikultur- Nutzungssystem“, in: http://www.tll.de/vbp/pdf/stuelpnagel_uni_kassel.pdf, S. 8.

Die Silage ist das Substrat für die Biogasanlage. Die Anforderungen an Qualität der Substrate sind relativ gering. Wie bereits erwähnt ist der Entstehungsprozess von Biogas eine Aneinanderreihung verschiedener komplizierter mikrobiologischer Um- wandlungsprozesse. Im Anschluss an die Fermentation entsteht das für die Strom- und Wärmegewinnung bedeutende Methan. Dieses kann im Blockheizkraftwerk in Strom oder Wärme umgewandelt werden. Außerdem kann bei der Fermentation Presssaft durch auspressen des Substrats entstehen (siehe oben). Der Nährstoffrei- che Saft kann als mineralischer Dünger verwendet werden (siehe Kreislaufschema unter Punkt 3.3). Auf der anderen Seite kann das nährstoffarme Pressgut in Form von Pellets entstehen, welche durch Trocknung das zweite marktfähige Produkt bei der Biogasgewinnung darstellt. Die Pellets sind ein hochwertiger Brennstoff mit ge- ringem Aschegehalt.

3.2 Wechselwirkungen zwischen konventionellem Anbau und Zweinutzungssystem für die Biogasherstellung

Wie bereits mehrfach erwähnt stehen sich das Zweikultur-Nutzungssystem und der konventionelle Hauptfrucht- Energieanbau häufig gegenüber. Es sollte daher eine Differenzierung beider Systeme stattfinden, um zu prüfen, ob die Voraussetzungen und Ziele des Anbaus mit dem einen oder dem anderen System erfolgreicher zu er- reichen sind. Sowohl der konventionelle Landbau, als auch die Zweikultur- Nutzung bieten gute Chancen für den Energiepflanzenanbau. Während allerdings beim kon- ventionellen Anbau sehr häufig Monokulturen mit Mais verwendet wurden, gingen damit einige Problemstellungen einher (wie bereits o.g). Dennoch bietet Mais die höchsten Hektarerträge. Er zeichnet sich zusätzlich durch eine gute Lagerbarkeit als Maissilage aus und kann mit relativ geringem Arbeitsaufwand geerntet werden. Der Stärkegehalt im Mais ist hoch, wodurch er den Mikroorganismen in der Biogasanlage als „gutes Futter“ dient. Zusätzlich ist er relativ faserarm, was einen störfreien Ablauf in der Biogasanlage bedeutet.⁷⁵

Die bereits unter 2.1 und in Punkt 3.2.2 beschriebenen negativen Auswirkungen einer Monokultur haben in der Vergangenheit das Thema Energiepflanzenanbau unter immer kritischeren Blicken gestellt. Dies zu Recht, denn nicht nur die Einflüsse auf Boden, Umwelt und Klima, sondern vor allem auch die Frage der „Nachhaltigkeit“ sollte genau analysiert werden. Bei der „Nachhaltigkeitsfrage“ geht es um die Bilanz des Energieanbaus, also die Gegenüberstellung von Input (d.h. die gesamten Kosten der Bodenbearbeitung, Düngung, PSM, Kosten der Ernte, Kosten der Internalisierung externer Effekte usw.) und Output (Klimafreundliche Energiegewinnung) mit den damit verbundenen Folgen für die Umwelt.

Die Nutzung von Ganzpflanzensilage hingegen für die Biogasherstellung wurde in letzter Zeit immer interessanter. Hier stechen besonders Roggen und Triticale hervor. Da deren Erträge um die 20% Trockenmasse pro Hektar geringer ausfallen als beim Mais, kann dieser Verlust allerdings durch die Nutzung einer Folgekultur (Zweitkultur) wie z.B. Sonnenblume, Hirse, Sudangras etc. durchaus kompensiert und überschrit- ten werden. Die Erträge des Zweinutzungssystems pro Jahr und Hektar können so- mit durch die Nutzung von zwei Kulturen in einem Jahr deutlich gesteigert werden, gegenüber den Erträgen einer Kultur im Hauptfruchtanbau. Selbst Mais bietet sich als Zweitkultur an, wenn zuvor Winterroggen (Grünroggen) frühzeitiger geerntet wür- de.⁷⁶

Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen den beiden Anbauverfahren gibt Auf- schluss über die Nährstoffbilanz. Im Allgemeinen kann die Bilanz, z.B. von Stickstoff, durch den Eintrag in Form von Düngung und den Export der gesamten oberirdischen Pflanzenmasse (d.h. der Entzug von N), also die Differenz beider Werte, dargestellt werden. Wenn es nun zur Ernte der ganzen Pflanze kommt und keine Stoppeln auf dem Feld verbleiben, ist die Bilanz deutlich negativ. Bei der Zweikultur- Nutzung, bei welcher durch ganzjährige Bodenbedeckung die Bindung von N im Boden bestehen bleibt und nicht „abtransportiert“ wird, kommt es kaum zu Auswaschung von Nitrat ins Grundwasser. Wie bereits oben beschrieben biete sich hier die Nmin- Methode an. Hohe Erträge an Biomasse fordern einen größeren N- Verbrauch, daher ist die Problematik von geringeren N- Restgehalten beim Zweikultur- Nutzungssystem bereits vor Beginn des Anbaus zu bedenken. Deshalb ist die sich im Boden befindliche Restmenge Stickstoff bei der Zweikultur- Nutzung geringer, da die Pflanzen den verfügbaren Stickstoff besser ausschöpfen. Dem kann wiederrum durch die Beigabe von Gärresten entgegengewirkt werden.

Anhand der folgenden Abbildung werden unterschiedliche Nmin- Mengen im Boden (0-90 cm) im Jahresverlauf von Frühjahr bis zu Vegetationsende von Roggen- GPS mit Mais, Sonnenblumen und Mais/ Sonnenblumen- Gemenge nach Roggen sowie nach Roggen/ Erbsen- Gemenge:⁷⁷

Abb. 5: Nmin- Menge im Boden (0-90 cm) im Jahresverlauf von Frühjahr bis zum Vegetationsende⁷⁸:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Rohstoffe, S. 68

Aus der Abbildung ist zu erkennen, dass der Boden je nach Anbauverfahren deutliche Unterschiede der Nmin- Werte aufweist. Nach Ernte der Zweitkultur, die auf Roggen- Erbsen- Gemenge (blau) folgt, ist im Herbst kein höherer Nmin- Gehalt festzustellen, als nach der Erstkultur Roggen (grün). Dies liegt an einer angepassten mineralischen Düngerbeigabe. Ferner lässt sich sagen, dass Roggen- GPS (orange) die geringsten N- Mengen nach der Ernte hinterlässt, während man den höchsten Gehalt nach Anbau von Roggen als Erst- und Mais als Zweitkultur erhält. Weiterhin stellen Sonnenblumen und Sonnenblumen- Mais- Gemenge die zweit- bzw. drittschlechtesten Nmin- Mengen nach der Ernte.⁷⁹

3.2.1 Agrarpolitische Aspekte

Seit den 80´er Jahren sind Prämienzahlungen in der Landwirtschaft zu einem gängigen Verfahren geworden. Verknüpft sind diese Zahlungen an die Einhaltung bestimmter Umweltstandards. Diese beinhalten beispielweise die Forderung einer bedarfsgerechten Tierhaltung oder der für die Gesundheit des Menschen sichere Nahrungsmittelpflanzen- Anbau. Dieser Punkt wird durch die Cross Compliance geregelt. Desweiteren fordert die Cross Compliance die Sicherstellung eines guten Zustandes der Flächen aus landwirtschaftlicher und ökologischer Sicht.

Im Allgemeinen beinhaltet Cross Compliance:⁸⁰

- „Regelungen zur Erhaltung landwirtschaftlicher Flächen in gutem landwirt-

-chaftlichen und ökologischen Zustand“

- „Regelungen zur Erhaltung von Dauergrünland“

- „18 einschlägige Regelungen zu den Grundanforderungen an die Betriebsführung; diese Fachrechts- Regelungen bestehen auch unabhängig von CrossCompliance“

Bereits hier wurde ein deutliches Signal an die Landwirte gesendet. Die Einmischung der Politik in Form von Subventionen bei Erfüllung der Auflagen brachte Kontrolle, über, aber auch Anreize für die Landwirte. Die richtungsweisenden Anliegen der Politik sind bis heute offensichtlich und werden nach wie vor durch Einsatz geeignete Instrumente versucht durchgesetzt zu werden.

Aus bekannten Gründen ist ein Wechsel von fossilen Brennstoffen und endlichen Ressourcen auf erneuerbare Energien aus nachwachsenden Rohstoffen unaus- weichlich. Nicht nur gesellschaftlich, sondern auch politisch erfreut sich das Thema einer regen, kontroversen Auseinandersetzung. Zu Gunsten der Energiewende wur- den in der Vergangenheit Gesetze und politische Instrumente eingesetzt, um den Anbau von Energiepflanzen zu fördern, bzw. Prämienzahlungen geleistet für nach- haltiges Handeln beim Energiepflanzenanbau. Ein wichtiges Gesetz spielt hierbei das Erneuerbare- Energien- Gesetz.

Hierbei wird Strom aus nachwachsenden Rohstoffen per Erneuerbare-Energien- Gesetz (auch EEG) als eine bevorzugte Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Quellen beschrieben.⁸¹ Obgleich es noch kein eindeutiges Ergebnis der Kontroverse, sowohl politisch, als auch gesellschaftlich gesehen, über die Frage der zukünftigen Energieversorgung gibt, betrifft die Diskussion gleichermaßen den Anbau von Ener- giepflanzen.

Ziele des EEG sind unter anderem:⁸²

- Die Energieversorgung nach Möglichkeit nachhaltig zu entwickeln - Internalisierung externer Kosten

- Technologien zur Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien sollen geför- dert und weiterentwickelt werden

- Schonung fossiler Energieressourcen

Wie eingangs erwähnt sind politische Maßnahmen auf den Weg gebracht worden, die den Landwirten Anreize bezüglich des Energiepflanzenanbaus geben. Damit wird nicht nur die Versorgungsfrage geklärt, es findet gleichzeitig eine Entwicklung des ländlichen Raums statt. In den letzten Jahren stieg die Anzahl der Hofschließungen, da viele Landwirte nicht mehr ökonomisch tragfähig wirtschaften konnten. Viele von Ihnen nutzten jedoch die Chance um z.B. Biogasanlagen zu bauen oder auf den Energiepflanzenanbau umzusteigen. Das EEG regelt die festgelegte Einspeisevergü- tung über 15 bis 20 Jahre hinweg, für den in den Anlagen erzeugten Strom. Außer- dem erfolgt die Verpflichtung der Netzbetreiber, diesen „grünen Strom“ vorrangig ab- zunehmen (§ 21 und §8 Abs. 1 EEG vom 25. Oktober 2008).⁸³ Öffentliche Netzbe- treiber sind per Regelung einer gesetzlichen Schuldverschreibung dazu gezwungen, die Anlagen ans Netz anzuschließen, die vorrangig Strom aus erneuerbaren Ener- gien gewonnenen haben.

Als weitere Zusatzvergütung zum EEG besteht der Technologie - Bonus. Dieser Bonus für innovative Technologien, beträgt 2 Cent pro Kilowattstunde bei Erfüllung bestimmter Kriterien, die in der Anlage 1 EEG2009 aufgezählt werden⁸⁴ ).

Ein weiteres politisches Instrument ist der Nawaro- Bonus. Hierbei handelt es sich um einen Bonus für Strom aus nachwachsenden Rohstoffen. Im Sinne des Erneuer- bare- Energien- Gesetzes bezeichnen nachwachsende Rohstoffe (NawaRo) jene Biomasse, die in der Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Grünland ihren Ursprung haben und bei denen lediglich die Arbeitsschritte Ernte, Konservierung in Form von z.B. Silage und die letztendliche Nutzung für Bioenergie, zur Verarbeitung angewen- det werden sollen.⁸⁵ Der Nawaro- Bonus ist Teil des EEG und wird durch dieses ge- regelt. Besonders interessant ist er für Biogasanlagen und somit auch für den Anbau von Zweikultur- Nutzungssystemen.⁸⁶ Allerdings gibt es auch Kritik am Nawaro- Bo- nus. Dr. Yelto Zimmer vom Von- Thünen- Institut (VTI) fordert z.B., die Bioenergie- förderung komplett auf den Prüfstand zu stellen. Er sieht eine klare Bevorzugung der Biogasanlagenbetreiber gegenüber Milchbauern oder Rindermäster.⁸⁷

„In Berlin rechnete er dieses Mal vor, das Milcherzeuger bei einem Preis unter 32 Cent je Liter oder Rindermäster bei einem Fleischpreis unter 3,20 Euro je kg schlechter abschneiden würden als Biogasanlagen“….. „Die ganze Förder- Strategie bei der Bioenergie muss auf den Prüfstand“.⁸⁸

Zu guter Letzt stellt der Güllebonus eine weitere Fördermaßnahme für Biogasanlagen dar. Ziel dieses Bonus ist der Emissionsabbau und damit ein Beitrag für den Umweltschutz zu leisten.⁸⁹ Demnach werden Anlagen gefördert, die mindestens 30% Gülle in ihrer Substratmischung verwenden. Damit kann die Ausbringungsmenge von Gülle auf den Feldern vermindert werden. Vergütet werden „kleinere Anlagen mit einer Leistung von bis zu 150 Kilowatt und einen Bonus erhalten jene Anlagen bis zu einer Leistungsklasse von 550 Kilowatt.“ ⁹⁰

Schlussfolgernd kann gesagt werden, dass das Vorhaben der Bundesregierung, den Anteil der Stromversorgung durch erneuerbare Energien auf 35% bis zum Jahr 2020 zu erhöhen, ein ambitioniertes Vorhaben ist. Damit wird in Zukunft auch der Bereich Biogas expandieren, was wiederrum mit einer Ausweitung des Energiepflanzenan- baus zusammenhängt. Damit besteht die Chance, die Zweikultur- Nutzungssysteme weiter auszubauen und als noch festere Größe, als es bisher geschieht, im Energie- pflanzenanbau zu etablieren.

3.2.2 Schädlingsproblematik bei monotonem Anbau

Vor allem bei monotonem Anbau vor allem von Mais als Energiepflanze kommt es immer wieder zu starkem Schädlingsbefall. Um diesen Problemen entgegenwirken zu können, sind verschiedene Strategien, wie z.B. durch Biotechnologie immunisier- ter Mais gegenüber Schädlingen, möglich. Heftige Ertragseinbußen können im Falle eines nicht- Eingreifens die Folge sein. Da Mais in der Vergangenheit als „Pionier“ unter den Energiepflanzen galt, und das aufgrund seines ertragsreichen, gewinnbrin- genden Potentials bis heute auch immer noch ist, sind dennoch mit seinem Anbau einige Probleme verbunden.

Einer der wichtigsten Probleme beim reinen Maisanbau ist der Maiswurzelbohrer. Dieser 5 mm große Käfer stammt aus derselben Familie wie der Kartoffelkäfer. Beim Befall spielen Larven und Käfer eine Rolle. Während die Larven speziell auf Mais und verwandte Süßgräser (Poaceae) spezialisiert sind, zeichnen sich die adulten Käfer durch eine erhöhte Anpassungsfähigkeit in Bezug auf andere Nahrungspflan- zen aus.⁹¹ Da die Larven im Boden überwintern können⁹² sind sie in der folgenden Anbauperiode immanent, was den Nachteil vom Maisanbau als Monokultur unter- streicht. Die Käfer hingegen greifen direkt die Blütenstände und Pollen an, was ne- ben dem Schadfraß zusätzlich negative Auswirkungen auf die Befruchtung der befal- lenen Pflanzen haben kann. So ist die befallene Maispflanze in der Ausbildung weite- rer Körner gehemmt.⁹³ Entsprechend kann der Maiwurzelbohrer zusätzlich als Vektor angesehen werden. Das bedeutet, dass durch die von ihm hervorgerufenen Schä- den, Folgeschäden, wie der Befall mit Pilzen (z.B. Fusarium graminearum) einherge- hen können. Aufgrund der Summe aller Beeinträchtigungen kann es zu erheblichen Erntebeeinträchtigungen kommen, was dem Käfer den Namen des „Eine- Milliarde- Dollar- Käfer“, eingebracht hat.⁹⁴ Anhand dessen sind die unglaublich hohen „Hava- rien“ zu erahnen.

Auch der Rapsglanzkäfer stellt eine ernstzunehmende Gefahr bei der Fokussierung auf den Rapsanbau dar. Auch hier kann es durchaus zu Schädigungen anderer Pflanzen kommen.⁹⁵ Die Folgen können ähnlich dem, des Maiswurzelbohrers sein. Insgesamt lässt sich sagen, dass der Schädlingsdruck bei monotonem Fruchtanbau erheblich höher ist als bei alternativen Anbausystemen. Dies ist eng verknüpft mit der Spezialisierung der Schädlinge zusammen. Bei einseitigem Anbau ist die Konkurrenz (Predatoren- Vektoren- Schädlinge) relativ gering. Das bedeutet wiederrum, dass sich bestimmte Agenten auf die von ihnen bevorzugten Schädlinge spezialisieren, es aber nicht zur Unterdrückung dieser kommen kann, da für sie, die Bedingungen so optimal sind, dass es zu einer rapiden Ausbreitung kommt. Eine Möglichkeit zur bio- logischen Schädlingsbekämpfung stellt der gezielte Einsatz von Nützlingen zur Be- kämpfung (das Prinzip von Antagonisten gegen Schaderreger) von Schädlingen dar. Der Einsatz der Lagererzwespe (Lariophagus distinguendeus) gegen Korn-, Reis und Maiskäfer zählt hierzu.⁹⁶

Des Weiteren bietet die Nutzung von z.B. Untersaaten, Kulturgemengen/ - Mischungen, wie es auch beim Zweikultur- Nutzungssystem geschehen kann eine Chance, die Vielfalt, nicht nur an Pflanzen, sondern auch an Tieren auf dem Feld zu erhöhen, die sich im besten Fall gegenseitig auf einem stabilen Populationsniveau halten, ohne dass es zu größeren Ernteausfällen kommen muss.

3.3 Bedeutung geschlossener Kreislaufsysteme

Die grundsätzliche Voraussetzung für eine energiereiche Ausbeute bei der Fermen- tation von Biomasse ist eine ausreichende Menge eben dieser. Die Fruchtauswahl spielt nicht die entscheidende Rolle, sondern die Menge der produzierten Biomasse (dies ist allerdings nur der Fall, wenn es nicht durch bestimmte Standortbedingungen wenig Variationsspielraum der Kombination der Anbaufrüchte gibt). Interessant, im Falle der Notwendigkeit einer Düngung, ist die Nährstoffzufuhr durch Gärreste aus Biogasanlagen.

Betrachtet man diesen Aspekt, besteht häufig nur die Möglichkeit am Anfang des Anbaus zu düngen, da eine spätere Düngeapplikation mit den damit verbundenen Überfahrten nicht mehr möglich ist. Daher müssen die Nährstoffe nach und nach aus dem Boden geliefert werden. Relativ gesehen ist der Düngeaufwand beim Zweikul- tur- Nutzungssystem trotzdem ziemlich gering zumal wie oben bereits ausgeführt, es durch vorgezogene Erntetermine zu deutlichen N- Einsparungen kommen kann.

Aus dieser Thematik ergibt sich eine weitere positive Möglichkeit, nämlich die Ver- wendung der nährstoffhaltigen Gärreste aus der Biogasanlage für darauf folgende Anbaukulturen. Dies bietet die Chance zur Schließung des Nährstoffkreislaufes. Im Hinblick auf nachhaltiges, ökologisches Handeln ein nicht zu unterschätzender As- pekt.

Die Produkte im Anschluss der Fermentation sind die Gase Methan und Kohlendioxid (aber auch geringteilig andere, wie oben genannt) und der verbleibende flüssige bis feste Überrest. Dieser Gärrest ist nährstoffreich und kann als organischer Dünger verwendet werden. Voraussetzung ist allerdings, dass keinerlei erhöhte Verunreini- gungen wie z.B. Krankheitskeime oder Schadstoffe vorliegen.⁹⁷ Die positive Eigen- schaft, durch Rückführung der Gärreste auf die landwirtschaftlichen Anbauflächen, das Kreislaufsystem zu schließen, birgt dennoch einige Gefahren. So besteht eine Gefährdung der Oberflächen- und des Grundwassers. Allem voran durch Ammoniak, sauerstoffzehrende Substanzen und Phosphat und Stickstoff. Die Auswaschung von Nitrat birgt ein hohes Risiko. Allerdings tritt eine Verunreinigung nur dann auf, wenn sich der Landwirt nicht an ohnehin vorgeschriebene Richtlinien hält, wie z.B. einen Abstand beim Düngen zu o.g. Gewässern zu halten. Die Richtlinien und Vorgaben sind in der Düngeverordnung nachzulesen. Auch hier ist darauf zu achten, dass die Ausbringung von Gärresten an den Nährstoffbedarf der jeweiligen Kulturen anzupas- sen ist.

3.4 Ökonomische Betrachtung des Zweikultur- Nutzungssystems

Das folgende Kapitel beschäftigt sich mit der ökonomischen Betrachtung des Zwei- kultur- Nutzungssystems, in Bezug auf das bereits erwähnte Teilprojekt 6: „System- versuch zum Zweikultur- Nutzungssystem auf sechs…..“. Die ausgearbeiteten Er- gebnisse entstammen den Berechnungen von Dr. Toews, 2009, von der Universität Gießen. Bei der ökonomischen Betrachtung des Zweikultur- Nutzungssystems wird eine Gegenüberstellung der Produktionskosten und der Methanerlöse je Hektar vorgenommen. Hierbei finden Pachtkosten und Agrarbeihilfen keinerlei Betrachtung. Dieser Deckungsbeitragsanalyse liegen folgende Größen zu Grunde:⁹⁸

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Anhand der Ergebnisse von Toews kann man sagen, dass mit Hauptfruchtanbau von Mais und Roggen- GPS, an allen Standorten des Versuchs, die höchsten Deckungs- beiträge zu verzeichnen sind. Gefolgt von Nutzung von Mais als Zweitkulturnach Roggen.⁹⁹ Eine allgemeine Aussage zu den Anbauversuchen war, dass unter den Erstkulturen die Wahl von Rübsen eher keine erfolgsversprechende Lösung darstellt. Ökonomisch sinnvoller ist hier die Wahl von Roggen, der einen höheren Ertrag und höhere TS- Gehalte zulässt, wodurch der Transportaufwand während der Ernte im Gegensatz zum Rübsen geringer ist und somit auch die Arbeitserledigungskosten. Zu diesen zählen alle fixen und variablen Personalkosten, Maschinenkosten und die Kosten für Miete für Maschinen, sowie Lohnkosten für die Arbeiter.¹⁰⁰ Interessant ist der Faktor Arbeitserledigungskosten auch in der allgemeinen Gegenüberstellung von Hauptfruchtanbau und Zweikultur- Nutzung. Nach Toews sind zwar die Erträge an Biomasse, sowie eine höhere Methanausbeute sicher, die Arbeitserledigungskosten aufgrund der zwei Ernten allerdings ebenso, da der Arbeitsaufwand deutlich höher ist. Dennoch lohnt sich längerfristig der Anbau von zwei Kulturen umso mehr, je hö- her der Methanertrag der beiden Kulturen zusammengerechnet, dem Methanertrag der einzelnen (Hauptfruchtanbau) übersteigt.¹⁰¹

Ökonomisch lohnt sich nicht der Anbau einer Sommerzwischenfrucht nach Winte- rung. Dennoch ist die vielleicht nicht eindeutig geklärte monetäre Bedeutung des nachhaltigen Anbaus, also Verringerung der Bodenerosion, Artenvielfalt in Flora und Fauna etc. mit in die Bewertung einzubeziehen. Hier wird die allgegenwärtige Ge- genüberstellung von ökonomischen Zielen, im Vergleich des nachhaltigen Handelns sehr deutlich auf den Punkt gebracht. Möglicherweise muss der so häufig gewählte Ansatz gewinnmaximierender Vorhaben ein wenig überdacht werden, genauer in Bezug mit allen Faktoren auf langer Sicht gesetzt werden und mit geeigneten Mitteln der Politik reglementiert werden. Das bedeutet, dass eine längerfristige Finanzpla- nung eventuelle anfängliche Gewinneinbußen kompensieren kann, sofern eine mög- lichst umfangreiche Analyse der ökonomischen Bestände vorliegt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

4. Konkurrenz Anbaufläche Energiepflanzen und Pflanzen zur Nahrungsmittel- Herstellung

Der Energiepflanzenanbau auf konventionelle Weise, in der Regel als Mais- Mono- kultur, bietet keine nachhaltige Lösung zum Klimaschutz. Beim Abbau von Stickstoff entsteht Lachgas (N2O). Gerade beim Mais- Monokultur- Anbau bedarf es einer in- tensiven Düngung (v.a. die ausreichende Stickstoffversorgung ist zu gewährleisten). Lachgas besitzt im Gegensatz zu Kohlenstoffdioxid eine ca. 300- fach schädlichere Wirkung als klimaschädliches Gas.¹⁰² Aus Gründen der intensiven Düngung und der darauf folgenden möglichen Abbauprozesse z.B. von Stickstoffdünger zu Lachgas, kommt es meistens schon beim Anbau zu einer derart deutlichen negativen Bilanz in Bezug auf Klimaschutz, welche die Ausbeute des Energieanbaus (z.B. in Form von Biogas) überwiegt.

Dem Faktor Wasserbilanz ist auch in Zukunft eine besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Hier sind standortbezogene, regionale Unterschiede bei der Auswahl von Erst- und den dazugehörenden Zweitkulturen mit einzubeziehen. Die Möglichkeiten von Zweikultur-Nutzungssystemen sind in jedem Fall eine gute Alternative zum ge- wöhnlichen Hauptfruchtkulturanbau. Zusätzlich stellt es im Sinne von ökonomischem und ökologischem Handeln eine deutliche Überlegenheit dar. Die oben genannten Vorteile für z.B. Boden, Umwelt aber auch Klima lassen dieses Anbausystem zukünf- tig wahrscheinlich immer mehr in den Fokus des Energiepflanzenanbaus rücken. Zu- dem unterstreichen die jährlich deutlich höher erzielbaren Erträge von zwei Kulturen die besondere Stellung des Zweinutzungssytems. Dennoch ist auf die sich regional unterscheidenden Standortgegebenheiten (in Bezug auf Bodenfruchtbarkeit, Was- serhaushalt etc.) besonderes Augenmerk zu legen und das Zweinutzungssystem nicht als starres Anbauverfahren zu begreifen. So sollte geprüft werden, welche Sor- ten auf den jeweiligen Äckern die besten Biomasseerträge liefern („…alte und heimi- sche Sorten…“, sowie die „…für die Züchtung von standortangepassten Sor- ten…“).¹⁰³

Kritik an der Biogasproduktion besteht vor allem in der Frage, ob es ethisch zu vertreten sei, Nahrungsmittel/ Lebensmittel zu verbrennen. Durch den wachsenden Energiepflanzenanbau steigt damit auch die Flächennutzung, was zu einer drastischen Konkurrenz zu Anbauflächen, die zur reinen Futtermittel- bzw. Nahrungsmittelproduktion genutzt werden, stehen kann. Eine Ausweichmöglichkeit könnte hier der Energiepflanzenanbau auf bestimmten Flächen sein:¹⁰⁴

Grenzertragsflächen in ausgewählten Regionen

- Stark erodierbares Land

- Grünlandertragsflächen in ausgewählten Regionen

-usammengefasst bestehen folgende Thesen über die energetische Nutzung landwirtschaftlicher Erzeugnisse:

- Konkurrenz um Fläche: Verdrängung Tier-/Nahrungsmittelproduktion - Verlust an Naherholungsräumen

- Energie- Landnutzung vorrangig auf Gunststandorten

- Verschärfung globalen Wettbewerbs um Gunstlagen für Nahrung - Energieproduktion schafft keine zusätzlichen Arbeitsplätze - Zunahme einseitiger oder forstartiger Nutzungsstrukturen - Intensive Landnutzung

- Bioenergie erfordert Spezialisierung

- Bioenergie erfordert volle Konzentration des Betriebes auf dieses Vorhaben

5. Fazit

Die Nutzung von zwei Kulturen in einem Jahr bietet in vielerlei Hinsicht positive Effek- te auf Umwelt und Klima. Die von der Politik gesetzten Ziele der Energiewende und dem damit gekoppelten Ziel, den CO2- Ausstoß bis 2020 um 20% zu verringern, können nur durch effektive Nutzung von Bioenergie erreicht werden. Dies zeigt er- neut die große Bedeutung, die dabei der Biomasse vom Feld zukommt. Sofern man die geeigneten Fruchtkombinationen in Abhängigkeit der jeweiligen Standortbedin- gungen findet, ist mir erfolgsversprechenden Erträgen zu rechen. Hier sticht das Zweikultur- Nutzungssytem besonders hervor, da es zusätzlich zu hohen Erträgen, nachhaltig und auf das Klima und die Umwelt positive Einflüsse ausüben kann. Die Folge dessen ist eine sehr gute Bewertung der ökologischen und ökonomischen As- pekte. Dennoch stellt sich die Frage, welche die idealen Anbaukombinationen sind und ob der Aufwand einer Zweikultur- Nutzung nicht zu groß ist.

Bei der Bewertung von Mais als Zweitfrucht ist zu sagen, dass sich für die Spätsaat bisher lediglich eine Sorte als geeignet auszeichnet. Grund für schlechte Spätsaat- verträglichkeit ist die „photoperiodische Sensibilität“ der einzelnen Maissorten.¹⁰⁵ Trotz der guten Biomasseerträge vom Mais eignet er sich aus eben genanntem Grund und weiteren, wie z.B. einem hohen Wasseranspruch nicht besonders als Zweitkultur aus. Hieran erkennt man die eingangs erwähnte Problematik, nämlich der optimalen Kombination. Denn obgleich bestimmte aufeinander folgende Früchte die besten Erträge zuließen, kann deren Anbau dennoch durch nicht verträgliche Stand- ortbedingungen gehemmt sein. In Folge dessen benötigt der Landwirt eine genaue Übersicht der Messdaten, also die Bilanzen aller Faktoren, wie Nährstoffbilanz und Wasserbilanz, die für den Anbau von Bedeutung sind.

Die Wahl der verschiedenen Früchte einmal außer Acht gelassen, interessiert ferner eine Bewertung der jeweils zum Energieanbau zur Verfügung stehenden ackerbauli- chen Anbauflächen. Damit verbunden bedarf es unterschiedlicher Fragestellungen, um sich mehr und mehr an gegebene Standortbedingungen anpassen zu können. Hier muss in Zukunft noch viel weitergeforscht werden, um z.B. folgende Problemati- ken zu erklären:

- Welche Pflanzenkombination ist die geeignete für den jeweiligen Standort?

- Wie kann man die z.T. geringe N- Restmenge nach Ernte der Erstkultur kom- pensieren? Verbunden mit dieser Frage besteht der Anspruch ertragreiche, trockentolerante Sorten zu züchten.

- Wie kann der Ertrag gesteigert werden, ohne gleichzeitig den Umwelt- und Klimaschutz einzugrenzen?

- Auf welche Weise beeinflusst der vorgezogene Erntetermin der Erstkultur und die späte Saat der Zweitkultur den Ertrag?

- Kann das Potential der Inhaltstoffe, die der Biogasausbeute dienen, züchte- risch verbessert werden.

- Wie sehen die langfristigen Folgen des Energieanbaus, speziell auch die des Zweikultur- Nutzungssystems aus?

Die überwiegend deutlichen Vorteile des Zweikultur- Nutzungssystems wurden in dieser Arbeit erwähnt. Dennoch besteht zu jeder Zeit der Bedarf der Optimierung, Verbesserung oder gar des Ausschlusses von bestehenden Systemen. Um diese Fragen zu klären, bedarf es sicherlich noch weitere Jahre der Forschung, denn es sei angemerkt, dass Systeme, wie z.B. landwirtschaftliche Anbauflächen ständig Verän- derungen ausgesetzt sind. Diese Veränderungen müssen nicht immer direkt mit der jeweiligen Bewirtschaftung zusammenhängen (auch wenn das der bedeutendste Punkt ist), sondern können ebenso Umweltveränderungen, Naturkatastrophen und vielen weiteren Einflüssen unterlegen sein. Im Hinblick auf Umwelt und Klima bietet das Zweikultur- Nutzungssystem bereits jetzt schon viele Vorteile, die eine durchaus positive Bilanz bei der Biogasherstellung zu Stande kommen lassen. Durch die höhe- ren Erträge zweier Kulturen im Gegensatz zu einer, besteht nicht einmal der Druck aufgrund ökonomischer Ziele und Vorgaben auf „nachhaltigen Energiepflanzenan- bau“ zu verzichten, durch die Nutzung von Pflanzenschutzmittel oder gar den kom- pletten Verzicht des ganzen Anbausystems (alternativ würde dann wieder Mais als Hauptfrucht angebaut).

Noch interessanter wird der Anbau von zwei aufeinander folgenden Kulturen auf Flä- chen, die gegenüber der Nutzung für die Nahrungsmittelproduktion nicht als Konkur- renz zu sehen sind. Diese Flächen können z.B. Brachflächen sein, die nicht unter Bedingungen der Cross Compliance stillgelegt wurden und auf weiteres nicht genutzt werden dürfen. Es könnten also Flächen sein, die aufgrund bestimmter Bedingungen (z.B. stark erosionsgefährdet) zum Pflanzenanbau nicht in Betracht gezogen wurden. Da der Anspruch an Energiepflanzen jedoch deutlich geringer als an Nahrungsmittel- oder Futterpflanzen ist, könnte es sinnvoll sein, sich auf diese Flächen zu fokussie- ren.

Wie bereits erwähnt bedarf es zukünftig weiterer Forschung, um die Bedingungen eines optimalen Anbaus und damit verbundenen optimalen Erträge zu schaffen. Ein großes Potential bietet hier z.B. auch die Biotechnologie. Durch die Nutzung der vom Agrobacterium- vermittelten Genübertragung könnte es möglich sein, genetisch fest- gelegte Informationen, etwa Trockenstress, oder Salztoleranz oder gar das Abwehr- verhalten der Pflanze gegenüber Schädlingen, in die Pflanze zu übertragen und die jeweiligen Effekte besonders hervorzuheben. Anhand dieser Informationen ist eine Anpassung an jeweilige Stresssituationen und Standortbedingungen möglich. In Be- zug auf das Zweinutzungssytem bedeutet dies, die Schaffung neu gezüchteter Sor- ten, um noch effektivere Biomasseausbeuten zu gewährleisten, durch z.B. die Ver- besserung der Inhaltsstoffe (Öle, Kohlenhydrate). Das Potential der Zweikultur- Nut- zung kann also durch zusätzlich, kombinierte Verfahren verbessert werden. Fraglich ist allerdings, ob sich die genannten Maßnahmen auch aus ökonomischer Sicht loh- nen, also ob die monetären Energieausbeuten dem Aufwand gerecht werden.

Das Zweikultur- Nutzungssystem bietet viele positive Aspekte des Energiepflanzenanbaus und weist somit ein immenses Potential nachhaltigen Handels auf. Es sollte daher in jedem Fall weiterentwickelt und weiter erforscht werden, da es bereits jetzt schon eine ganze Reihe von positiven Eigenschaften mit sich bringt. Somit ist das Zweikultur- Nutzungssystem eine sehr gute Maßnahme sowohl ökologische als auch ökonomische Bedingungen nachhaltig zu erfüllen.

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Werner, A. et al. : „Energiepflanzenanbau und Bodenschutz“, in: http://www.bioenergie.de/Energiepflanzenanbau S. 31

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¹ Vgl. Bundesamt für Naturschutz (2010).

² Vgl. Dr. Peters, Wolfgang et al. (Feb. 2010): „Erneuerbare Energien, Berg- und Bodenabbau“, in: Redaktion 21 GmbH für das Bundesamt für Naturschutz, Fachgebiet II 4.3, S.12.

³ Vgl. Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Som- mer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Rohstof- fe, S. 11.

⁴ Vgl. Böse, Sven (2006): „Energie- Fruchtfolgen für jeden Standort“, in: Praxisnah, Fachinformation für den Landwirt, S. 5.

⁵ Vgl. Böse, Sven (2006): „Energie- Fruchtfolgen für jeden Standort“, in: Praxisnah, Fachinformation für den Landwirt, S. 5ff.

⁶ Vgl. Böse, Sven (2006): „Energie- Fruchtfolgen für jeden Standort“, in: Praxisnah, Fachinformation für den Landwirt, S. 5ff.

⁷ Vgl. Böse, Sven (2006): „Energie- Fruchtfolgen für jeden Standort“, in: Praxisnah, Fachinformation für den Landwirt, S. 5ff.

⁸ Vgl. Böse, Sven (2006): „Energie- Fruchtfolgen für jeden Standort“, in: Praxisnah, Fachinformation für den Landwirt, S. 5ff.

⁹ Vgl. Böse, Sven (2006): „Energie- Fruchtfolgen für jeden Standort“, in: Praxisnah, Fachinformation für den Landwirt, S. 5ff.

¹⁰ Vgl. Böse, Sven (2006): „Energie- Fruchtfolgen für jeden Standort“, in: Praxisnah, Fachinformation für den Landwirt, S. 5ff.

¹¹ Vgl. Hufnagel, J. (2007): „ Energiebereitstellung aus Biomasse“, in: Z LF, Prinzip des Zweinutzungssystems, S. 25.

¹² Vgl. Dr. Peters, Wolfgang et al. (Feb. 2010): „Erneuerbare Energien, Berg- und Bodenabbau“, in: Redaktion 21 GmbH für das Bundesamt für Naturschutz, Fachgebiet II 4.3, S. 12.

¹³ Dies gilt primär für Entwicklungsländer, die aufgrund der ungleichmäßigen Verteilungsproblematik und des wachsenden Handels mit Agrarrohstoffen und Nahrungsmitteln, mit z.T. zu stark wachsenden Preisen für Nahrungsmittel zu kämpfen haben.

¹⁴ Vgl. Glemnitz, M., Hufnagel, J., Willms, M. (Okt. 2007): „Ökologische Begleitforschug zum Energiepflanzenanbau“, in: - ZALF, Symposium Energiepflanzen Münechberg.

¹⁵ Vgl. Glemnitz, M., Hufnagel, J., Willms, M. (Okt. 2007): „Ökologische Begleitforschug zum Energiepflanzenanbau“, in: - ZALF, Symposium Energiepflanzen Müncheberg.

¹⁶ Vgl. Glemnitz, M., Hufnagel, J., Willms, M. (Okt. 2007): „Ökologische Begleitforschug zum Energiepflanzenanbau“, in: - ZALF, Symposium Energiepflanzen Müncheberg.

¹⁷ Vgl. Gaudchau, M., Mahmood, ., Honermeier, B. (2008): „ Untersuchungen zur Gewinnung von Biomasse zur energetischen Verwertung aus Mais, Sonnenblumen und Sorghum“, in: Mitteilungen der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften , Vorträge für Pflanzenzüchtung, Band 20, Heft 77, S. 93 ff.

¹⁸ Vgl. Gaudchau, M., Mahmood, A., Honermeier, B. (2008): „ Untersuchungen zur Gewinnung von Biomasse zur energetischen Verwertung aus Mais, Sonnenblumen und Sorghum“, in: Mitteilungen der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften , Vorträge für Pflanzenzüchtung, Band 20, Heft 77, S. 93 ff.

¹⁹ Vgl. Gaudchau, M., Mahmood, ., Honermeier, B. (2008): „ Untersuchungen zur Gewinnung von Biomasse zur energetischen Verwertung aus Mais, Sonnenblumen und Sorghum“, in: Mitteilungen der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften , Vorträge für Pflanzenzüchtung, Band 20, Heft 77, S. 93 ff.

²⁰ Vgl. http://www.h2works.org/de/inhaltliches/biomasse/energiepflanzen (2012): „Kapitel Energiepflanzen“, in: h2works.

²¹ h2 works.org 2012.; Kapitel Energiepflanzen; http://www.h2works.org/de/inhaltliches/biomasse/energiepflanzen

²² Vgl. Scheffer, Stülpnagel (1993): „ Anforderungen an Energiepflanzen zur Eignung im Zweikultur- Nutzungs- system“, in: http://www.tll.de/vbp/pdf/stuelpnagel_uni_kassel.pdf, S. 9.

²³ Vgl. Grass, R., Scheffer, K. (2005): „ lternative nbaumethoden: Das Zweikultur-Nutzungssytem“, in: Natur und Landschaft, S. 80.

²⁴ Vgl. Dipl.-Ing. Wurzel, Angelika, Dipl.-Landschaftsökol. Petermann, Ruth (2006): „ Die uswirkungen erneuer- barer Energien auf Natur und Landschaft“, in: Schriftenreihe des Deutschen Rates für Landespflege (DRL) Heft 79 S. 134.

²⁵ Vgl. Grunewald, Jana (2011): „ Biomassebereitstellung aus der Landwirtschaft“, in: Landwirtschaft & Geologie, Referat 71, Enertec Leipzig, Sächsisches Landesamt für Umwelt.

²⁶ Vgl. Grass, R., Scheffer, K. (2005): „ lternative nbaumethoden: Das Zweikulturnutzungssytem“, in: Natur und Landschaft, H 9/10, S. 80.

²⁷ Vgl. http://www.h2works.org/de/inhaltliches/biomasse/energiepflanzen (2012): „Kapitel Energiepflanzen“, in: h2works.

²⁸ Vgl. Dr. Stülpnagel, Reinhold: „Das System“, in: Standortangepasste Anbausysteme für Energiepflanzen- EVA.

²⁹ Vgl. Dr. Stülpnagel, Reinhold: „Das System“, in: Standortangepasste Anbausysteme für Energiepflanzen- EVA.

³⁰ Vgl. Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von

³¹ Vgl. Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Roh- stoffe, S. 11.

³² Vgl. Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Roh- stoffe, S. 9.

³³ Vgl. Scheffer, Stülpnagel (1993): „ Anforderungen an Energiepflanzen zur Eignung im Zweikultur- Nutzungssystem“, S. 15.

³⁴ Vgl. Scheffer, Stülpnagel (1993): „ Anforderungen an Energiepflanzen zur Eignung im Zweikultur- Nutzungssystem“, S. 15.

³⁵ Vgl. Scheffer, Stülpnagel (1993): „ Anforderungen an Energiepflanzen zur Eignung im Zweikultur- Nutzungssystem“, S. 15.

³⁶ Vgl. Dr. Peters, Wolfgang et al. (Feb. 2010): „Erneuerbare Energien, Berg- und Bodenabbau“, in: Redaktion 21 GmbH für das Bundesamt für Naturschutz, Fachgebiet II 4.3, S. 12.

³⁷ Vgl. Dr. Stülpnagel, Reinhold: „Das System“, in: Standortangepasste Anbausysteme für Energiepflanzen- EVA.

³⁸ Vgl. Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Roh- stoffe, S. 13.

³⁹ Vgl. Dr. Stülpnagel, Reinhold: „Das System“, in: Standortangepasste Anbausysteme für Energiepflanzen- EVA. 18

⁴⁰ Vgl. Dr. Freising, Ebertseder, Th. et al. ( pr 2004): „Humusbilanzierung; Methode zur Beurteilung und Bemessung der Humusversorgung von ckerland“, in: Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten (VDLUFA), S. 3.

⁴¹ Vgl. Dr. Freising, Ebertseder, Th. et al. ( pr 2004): „Humusbilanzierung; Methode zur Beurteilung und Bemessung der Humusversorgung von ckerland“, in: Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten (VDLUFA), S. 3.

⁴² Vgl. Dr. Freising, Ebertseder, Th. et al. ( pr 2004): „Humusbilanzierung; Methode zur Beurteilung und Bemessung der Humusversorgung von ckerland“, in: Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten (VDLUFA), S. 3.

⁴³ Vgl. Dr. Freising, Ebertseder, Th. et al. ( pr 2004): „Humusbilanzierung; Methode zur Beurteilung und Bemessung der Humusversorgung von ckerland“, in: Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten (VDLUFA), S. 3.

⁴⁴ Vgl. Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Rohstoffe, S. 75.

⁴⁵ Vgl. Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Rohstoffe, S. 75.

⁴⁶ Vgl. J., Glemnitz M., Willms M. (Dez. 2008): „Mögliche Folgen des Energiepflanzenanbaus für Umwelt und Natur“, in: ETI-AG Biogas am ZALF, Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF e.V.), Müncheberg, S. 18.

⁴⁷ Vgl. Bienefeld, Kaspar (2001): „ Ökonomie und Ökologie der Bienenhaltung“, in: Vorlesung Bienenkunde an der Humboldt-Univerität zu Berlin, Sommersemester 2009, S. 4.

⁴⁸ Vgl. Bienefeld, Kaspar (2001): „ Ökonomie und Ökologie der Bienenhaltung“, in: Vorlesung Bienenkunde an der Humboldt-Univerität zu Berlin, Sommersemester 2009, S. 4.

⁴⁹ Vgl. Dr. Peters, Wolfgang et al. (Feb. 2010): „Erneuerbare Energien, Berg- und Bodenabbau“, in: Redaktion 21 GmbH für das Bundesamt für Naturschutz, Fachgebiet II 4.3, S. 12.

⁵⁰ Vgl. Graß, Scheffer (2006): „Kein Pestizideinsatz und rtenvielfalt“, in: Vorteile im Zweikultur- Nutzungssystem (Biogaserzeugung),.

⁵¹ Vgl. Graß, Scheffer (2006): „Kein Pestizideinsatz und rtenvielfalt“, in: Vorteile im Zweikultur- Nutzungssystem (Biogaserzeugung),.

⁵² Vgl. Marx, Volker (Feb. 2011): „Zweikultur- Energiepflanzenanbau als ökologische Alternative“, in: Energie- pflanzen, Klimaschutz, Ökologischer Landbau, http://www.energieleben.at/zweikultur-energiepflanzenanbau- als-okologische-alternative/.

⁵³ Vgl. Marx, Volker (Feb. 2011): „Zweikultur- Energiepflanzenanbau als ökologische Alternative“, in: Energie- pflanzen, Klimaschutz, Ökologischer Landbau, http://www.energieleben.at/zweikultur-energiepflanzenanbau- als-okologische-alternative/.

⁵⁴ Vgl. Hensgen, Frank, Brenzenberg, Meike ( pr. 2012): „Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands“, in: Verbundvorhaben, Teilprojekt 6- Systemversuch zum Zweikulktur- Nutzungssystem auf sechs Standorten im Bundesgebiet- 2 cult.

⁵⁵ Vgl. Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Roh- stoffe, S. 71.

⁵⁶ Vgl. Marx, Volker (Feb. 2011): „Zweikultur- Energiepflanzenanbau als ökologische Alternative“, in: Energiepflanzen, Klimaschutz, Ökologischer Landbau, Energie lenen.at,.

⁵⁷ Vgl. Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Roh- stoffe, S. 14.

⁵⁸ Vgl. Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Rohstoffe, S. 14.

⁵⁹ Vgl. Keymer & Schilcher (2003): „Gasausbeute und CH4-Gehalt von Wiesengras 1. Schnitt, Ende der Blüte Internet“, in: Institut für Landschaftpflege und Naturschutz* Universität Hannover* target GmbH* Hannover.

⁶⁰ Vgl. Keymer & Schilcher (2003): „Gasausbeute und CH4-Gehalt von Wiesengras 1. Schnitt, Ende der Blüte Internet“, in: Institut für Landschaftpflege und Naturschutz* Universität Hannover* target GmbH* Hannover.

⁶¹ Vgl. Böse, Sven (2006): „Energie- Fruchtfolgen für jeden Standort“, in: Praxisnah, Fachinformation für den Landwirt, S. 8.

⁶² Vgl. Böse, Sven (2006): „Energie- Fruchtfolgen für jeden Standort“, in: Praxisnah, Fachinformation für den Landwirt, S. 8.

⁶³ Vgl. Böse, Sven (2006): „Energie- Fruchtfolgen für jeden Standort“, in: Praxisnah, Fachinformation für den Landwirt, S. 8.

⁶⁴ Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Futtermittelanalytik (15.04.2012) in: „Weender- Analyse“.

⁶⁵ Vgl. Deutsche Energie gentur (DEN ) (2012): „Entstehung von Biogas“, in: Thema Energie.

⁶⁶ Vgl. Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Substrat_%28Biogasanlage%29 (16.04.2012): “ Substrate”, in: Biogas- anlage.

⁶⁷ Vgl. Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Substrat_%28Biogasanlage%29 (16.04.2012): “ Substrate”, in: Biogas- anlage.

⁶⁸ Vgl. Gaudchau, M (2009/2010): „ Energie- und Industriepflanzen“, in: Nutzpflanzenproduktion, BK 21; Justus- Liebig- Universität Gießen, S. 33.

⁶⁹ Vgl. Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Substrat_%28Biogasanlage%29 (17.04.2012): “ Substrate”, in: Biogas- anlage.

⁷⁰ Vgl. Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Substrat_%28Biogasanlage%29 (17.04.2012): “ Substrate”, in: Biogas- anlage.

⁷¹ Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Substrat_%28Biogasanlage%29 (17.04.2012): “ Substrate”, in: Biogasanla- ge.

⁷² Marx, Volker (Feb. 2011): „Zweikultur- Energiepflanzenanbau als ökologische Alternative“, in: Energiepflanzen, Klimaschutz, Ökologischer Landbau, Energie lenen.at.

⁷³ Vgl. Paul, Nicole (2010): „ Mehr Biogas dank Bioextrusion“, in: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

⁷⁴ Vgl. Scheffer, Stülpnagel (1993): „ Anforderungen an Energiepflanzen zur Eignung im Zweikultur- Nutzungssystem“, in: http://www.tll.de/vbp/pdf/stuelpnagel_uni_kassel.pdf, S. 8.

⁷⁵ Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Substrat_%28Biogasanlage%29 (17.04.2012): “ Substrate”, in: Biogasanlage.

⁷⁶ Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Substrat_%28Biogasanlage%29 (17.04.2012): “ Substrate”, in: Biogasanlage,.

⁷⁷ Vgl. Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf

sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Roh- stoffe, S. 68.

⁷⁸ Vgl. Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf

sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Roh- stoffe, S. 68.

⁷⁹ Vgl. Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Roh- stoffe, S. 68.

⁸⁰ Vgl. Direktor der Landwirtschaftskammer NRW (2012): „Informationen über die Einhaltung der anderweitigen Verpflichtungen- Cross Compliance“, in: Cross Compliance 2012, Niedersachsen/ Bremen, S. 5.

⁸¹ Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Erneuerbare-Energien-Gesetz (23.04.2012): „ Erneuerbare- Energien- Ge- setz“.

⁸² Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Erneuerbare-Energien-Gesetz (23.04.2012): „ Erneuerbare- Energien- Ge- setz“.

⁸³ Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Erneuerbare-Energien-Gesetz (23.04.2012): „ Erneuerbare- Energien- Ge- setz“.

⁸⁴ „in nlagen mit einer Stromleistung bis zu 5 Megawatt“; „maximale Methanemissionen in die tmosphäre bei der ufbereitung von 0,5%“; „Umwandlung der Biomasse durch thermochemische Vergasung“; „Brenn- stoffzellen“; „Organic- Rankine- nlagen“; „ nlagen, die ausschließlich Bioabfälle vergären und unmittelbar mit einer Einrichtung zur Nachrotte der Gärrückstände verbunden sind, wenn die nachgerotteten Gärrückstände stofflich verwertet werden“ etc. Fundstelle: BGB1.2008, 2092 (2008): „Technologie- Bonus“, in: nlage 1 Technologie- Bonus, Gesetz zur Neure- gelung des Rechts der Erneuerbaren Energien im Strombereich und zur Änderung damit zusammenhängender Vorschriften, S. 1.

⁸⁵ Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Nawaro-Bonus (2012): „ Nawaro- Bonus“.

⁸⁶ Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Nawaro-Bonus (2012): „ Nawaro- Bonus“.

⁸⁷ Vgl. http://www.topagrar.com/news/Energie-News-EEG-2012-Es-gibt-keine-Alternative-zum-Nawaro-Bonus- 135981.html (Feb. 2011): „Es gibt keine Alternative zum Nawaro- Bonus“, in: ,News, EEG 2012, Top grar Onli- ne.

⁸⁸ Vgl. http://www.topagrar.com/news/Energie-News-EEG-2012-Es-gibt-keine-Alternative-zum-Nawaro-Bonus- 135981.html (Feb. 2011): „Es gibt keine Alternative zum Nawaro- Bonus“, in: ,News, EEG 2012, Top grar Onli- ne.

⁸⁹ Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/G%C3%BCllebonus (24.04.2012): „Güllebonus“.

⁹⁰ Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/G%C3%BCllebonus (24.04.2012): „Güllebonus“.

⁹¹ Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Westlicher_Maiswurzelbohrer (20.04.2012): „Westlicher Maiswurzelboh- rer“.

⁹² Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Westlicher_Maiswurzelbohrer (20.04.2012): „Westlicher Maiswurzelboh- rer“.

⁹³ Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Westlicher_Maiswurzelbohrer (20.04.2012): „Westlicher Maiswurzelboh- rer“.

⁹⁴ Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Westlicher_Maiswurzelbohrer (20.04.2012): „Westlicher Maiswurzelboh- rer“.

⁹⁵ Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Rapsglanzk%C3%A4fer (26.04.2012): „ Rapsglanzkäfer“.

⁹⁶ Vgl. Degenkolb, Thomas (2008/ 2009): „Biologische Bekämpfung: Parasitoide“, in: Lebensmitteltechnik und Vorratsschutz, Bachelor- Modul BP96, Justus- Liebig- Universität Gießen, S. 28.

⁹⁷ Vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Substrat_%28Biogasanlage%29 (16.04.2012): „Substrat“, in: Biogasanlage,. 37

⁹⁸ Vgl. Grunewald, Jana (Jan. 2011): „Biomassebereitstellung aus der Landwirtschaft“, in: Welche Chancen bieten Zweikultur- Nutzungssysteme, Fachveranstaltung Enertec Leipzig.

⁹⁹ Vgl. Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Roh- stoffe, S. 64.

¹⁰⁰ Vgl. Dr. Schmidt, Walter: „ rbeitserledigungskosten“, in: Sächsisches Landesamt für Umwelt, L ndwirtschaft und Geologie, Referat 72, Bodenkultur.

¹⁰¹ Vgl. Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Roh- stoffe, S. 61.

¹⁰² Vgl. Marx, Volker (Feb. 2011): „Zweikultur- Energiepflanzenanbau als ökologische Alternative“, in: Energiepflanzen, Klimaschutz, Ökologischer Landbau, Energie lenen.at.

¹⁰³ Vgl. Dr. Peters, Wolfgang et al. (Feb. 2010): „Erneuerbare Energien, Berg- und Bodenabbau“, in: Redaktion 21 GmbH für das Bundesamt für Naturschutz, Fachgebiet II 4.3, S. 12.

¹⁰⁴ Vgl. Werner, . et al. : „Energiepflanzenanbau und Bodenschutz“, in: http://www.bioenergie.de/Energiepflanzenanbau S.31.

¹⁰⁵ Vgl. Dr. agr. Stülpnagel, Reinhold et al. (Juni 2009): „Systemversuch zum Zweikultur-Nutzungssytem auf sechs Standorten im Bundesgebiet, Schlussbericht“, in: Teilprojekt 6 (FKZ: 220022805), Versuchszentrum von Sommer 2005 bis Herbst 2008, Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Roh- stoffe, S. 74.