Effiziente Ressourcennutzung – Futterbausysteme für die ...€¦ · Effiziente Ressourcennutzung – Futterbausysteme für die Milcherzeugung. Hülsenberger Gespräche 2010, Lübeck

Effiziente Ressourcennutzung – Futterbausysteme für die

Milcherzeugung

Hülsenberger Gespräche 2010, Lübeck 04.06.2010

Friedhelm Taube

- Grünland und Futterbau/Ökologischer Landbau -

Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung

Christian-Albrechts-Universität Kiel

• Problemstellung

• N-Projekt Karkendamm: Stoff- und Energieflüsse in futterbaulichenProduktionssystemen

• Forschungsbedarf

• Fazit

Inhalt

1. Problemstellung:

• Landwirtschaft in D verursacht 13% der Emissionen Klima relevanter Gase (Ziel: Reduktion um 20% bis 2030)

• EU-Wasserrahmenrichtlinie fordert „guten ökologischenZustand der Gewässer“ bis 2015 > Nitratrichtlinie > DVO

• „Sicherung der Welternährung“ bedeutet: Steigerung derProduktivität unter Optimierung der Ressourceneffizienz

• Konfliktpotential „Biodiversitätsfunktion“

Hülsenberger Gespräche 2010, Lübeck 04.06.2010

Verwertung des N aus Mineraldünger

(Institut für Pflanzenbau & Pflanzenzüchtung)

N-Verwertung durch das Tier auf der Weide(Institut für Tierernährung & Stoffwechselphysiologie)

Verwertung des N aus Exkrementen und Gülle


N-Verwertung durch das Tier im Stall(Institut für Tierzucht & Tierhaltung)Ökonomische Effekte

einer differenzierten Bewirtschaftungsintensität

(Institut für Agrarökonomie)

N-Dynamik im Boden(Institut für Bodenkunde)

Nitratkontamination des oberflächennahen

Grundwassers(Institut für Wasserwirtschaft

und Landschaftsökologie)

Mikrobielle Zusammensetzung des oberflächennahen

Grundwassers(Institut für Mikrobiologie)

Nitratfrachten und -konzentrationenim Sickerwasser


Modellierung der N-Flüsse(Institut für Pflanzenbau &

Pflanzenzüchtung/USDA; USA)

Organisation der Arbeitsgruppen im NOrganisation der Arbeitsgruppen im N--Projekt KarkendammProjekt Karkendamm

Taube u. Wachendorf, 1998

N2 O - Emissionen(Institut für Pflanzenbau & Pflanzenzüchtung)

Energie- und CO2 -Bilanzen(Institut für Pflanzenbau & Pflanzenzüchtung)

2. Systemanalyse Milchvieh-Futterbaubetrieb

Einleitung und Problemstellung N-Projekt Karkendamm

N-Projekt KarkendammN- und Energieflüsse in Dauergrünland,

Mais und Futterbau-Fruchtfolgen

Standort: Geest-Mittelrücken in Schleswig-HolsteinDurchschnittstemp.: 8.4 °C, Jahresniederschlag: 823.6 mmBodenart: humoser Sand, 18-25 Bodenpunkte

Nges-Düngung (kg ha-1)

[Mineralisch+Organisch]

0 100 200 300 400

GJ

NEL

ha-

1

0102030405060708090

100110

Weide Mähweide I Mähweide IISchnittMais ohne UntersaatMais mit Untersaat

Nettoenergieertrag in Abhängigkeit von Nutzungssystem und N-Input

Quelle: Trott et al., 2004

Büchter et al., 2003

R²=0.92*** R²=0.92*** R²=0.92*** R²=0.92*** R²=0.84*** R²=0.94***

Grenzertrag Grünld: 0.08 GJ NEL/kg Nges

Hohe TM-Erträgeohne N-Düngung durch Weißklee

Geringe Ertragssteigerungdurch Trockenstress undzunehmende Queckenanteile

Hohe N-Verwertungseffizienz bis ~ 150 kg N/ha bei Mais

2. Ressourceneffizienz I: Flächenverbrauch>Produktivität je ha > Flächennutzungseffizienz

Fruchtfolge: Kleegras –Mais – Triticalebei opt. Intensität: - 12 % zu Mais-Mono

Mineralische N-Stufen (kg ha-1)

System 0 100 200 300

Weide CV (%) 45.78 36.48 19.36 21.37

(Min – Max) (31.37-80.66) (45.23-96.17) (49.35-75.97) (52.90-89.58)

Mähweide 1 CV (%) 35.48 19.77 23.78 22.52

(Min – Max) (30.24-69.09) (42.66-69.31) (53.49-89.96) (57.58-97.26)

Mähweide 2 CV (%) 30.95 32.57 20.00 18.71

(Min – Max) (40.70-78.06) (36.71-84.32) (49.96-79.42) (59.56-90.06)

Schnitt CV (%) 26.38 23.80 14.98 12.01

(Min – Max) (33.07-58.62) (38.92-70.61) (43.73-66.65) (56.27-73.66)

Sim. Weide CV (%) 34.91 31.64 24.58 21.82

(Min – Max) (41.68-87.75) (40.64-92.80) (54.54-93.55) (56.64-96.55)

Variation der Energieerträge in den 5 Versuchsjahren

Ergebnisse N-Projekt Karkendamm2. Ressourceneffizienz I: Flächenverbrauch

> Ertragssicherheit

(4 Schnitte)

(5-6 Schnitte)

Trott et al., 2004Mais N 0,50,100,150 CV (%) 20,2 12,8 13,4 6,4

NN--Problematik Problematik –– Aktuelle Futterproduktion Aktuelle Futterproduktion

NONO33 -- N Auswaschung N Auswaschung –– NN--Bilanz/haBilanz/ha

N-Saldo (kg ha-1)-100 0 100 200 300 4000

20

40

60

80

100

120

EU Trinkwasser-Grenzwert (50 mg NO3 l-1)

r² 0.77***S.E. 10.4

Büchter et al. (2003)Wachendorf et al. (2004)

UmtriebsweideMähweide IISchnitt

NO

3-A

usw

asch

ung

(kg

N h

a-1 )

N-Saldo (kg ha-1)-50 0 50 100

0

10

20

30

40

50

60

40 m3 Gülle ha-1

20 m3 Gülle ha-1

0 m3 Gülle ha-1

GrGrüünland nland Mais in Monokultur Mais in Monokultur

Grenzwert (50 mg NO3 l-1)

___ ohne Untersaat___ mit Untersaat

NoNo

2. Ressourceneffizienz II: N – Verluste Sickerwasser > Wasserschutz

Problem Bezugsgröße Umweltressourcen:„Funktionelle Einheit“ Fläche oder Produkt

• Lokal ist die funktionelle Einheit Fläche (ha) zu berücksichtigen

• Global muss die funktionelle Einheit Produkt (GJ NEL)zur Beurteilung der relativen Vorzüglichkeit von Futter-(Milch) Produktionssystemen heran gezogen werden

0 100 200 300 400 500

NO

3-A

usw

asch

ung

(kg

N G

J N

EL-

1 )

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5 UmtriebsweideMähweide IMähweide IISchnittSim. Weide

Silomaismonokultur -US

r2 S.E.0.43*0.43* 0.280.280.32*0.32* 0.140.140.070.07 0.100.100.060.06 0.120.120.82*0.82* 0.070.07

N-Input (kg ha-1)[Min.+Gülle+Fix.+Dep.]

Wachendorf et al. (2002)Büchter et al. (2002)

2. Ressourceneffizienz II: N-Auswaschung je produzierte Einheit Futterenergie

NN22 OO--NN--Emission MEmission Määhweide IIhweide II April 2001 bis MApril 2001 bis Määrz 2002rz 2002

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

C S M MS SM

N 2O

-N E

mis

sion

en (k

g ha

-1 a

-1)

nsSE=1.35

115 134 233 262

Gesamt-N-Zufuhr (kg N ha-1 a-1) 89

Gülle 100N 15N Gülle +100N

15N 100N +Gülle

Kontrolle

Lampe et al. (2006)

2. Ressourceneffizienz III: Emissionen Klima relevanter Gase: N2 O

0

20

40

60

80

100

120

140

C S M MS SM

Mitt

lere

N 2O

-N E

mis

sion

en (µ

g m

-2 h

-1) Reihe2

Reihe1

22%

49%

11%

28%

Dunnett Pr>tS vs. C 0.210M vs. C 0.006MS vs. C 0.002SM vs. C 0.001

T-TestS vs. M 0.038SM vs. MS 0.513

T-Test (15N2O)S vs. M 0.042SM vs. MS 0.279S vs. SM 0.411M vs. MS 0.705

15N2O N2O

20

30

40

50

60

70

80

90

100

50 150 250 350

Gesamt-N-Zufuhr (kg N ha-1 a-1)

N 2O

Em

issi

onen

pro

pro

duzi

erte

Fut

tere

inhe

it(g

N2O

-N G

J-1 N

EL)

r²=0.24ns

Jährliche N2 O Emissionen je produzierte Einheit Futter (g N2 O-N GJ-1 NEL) in Abhängigkeit von der N-Intensität

Ressourceneffizienz III: Emissionen Klima relevanter Gase: N2 O je GJ NEL

Lampe et al., 2004

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

C M S

N2- u

nd N

2O- E

mis

sion

srat

en (µ

g N

m-2

h-1

)

N2ON2

0.02

1.12

0.07

N2 N2O

Dunnett Pr>t Pr>tM vs. C 0.826 0.004 S vs. C 0.474 0.012

T-TestM vs. S 0.394 0.029

N2O

N2

Unter 0 N Kleegras (C) bzw.Gülledüngung (S) macht N2 Oweniger als 10% der gas-förmigen N-Emissionenaus (Rest: N2 )

Projekt Biogas-ExpertKarkendamm

Sandboden

N2O

-N [k

g N

ha-

1 ]N

2O-N

[kg

N h

a-1 ]

0

2

4

6GrasMais

0

2

4

6März 2008-März 2009

März 2007-März 2008

1 2 3 4 5 6

N1 N3

Kont. Min- N

R.- gülle

Min- N

R.- Gülle

Mono Biogas GR

Kumulative Lachgas- Emissionen

2007 und 2008

… aber

je GJ Energieertrag keine Unterschiedezwischen Mais und Grasbzw. Mais überlegen

Senbayram et al., 2009

Ressourceneffizienz III: Emissionen Klima relevanter Gase: N2 O Mais/Gras

Nutzung

von Modellen

zur

Abschätzung

des

“ökologischen

Rucksacks”

der

produzierten

Milcheinheit

(kg N/t FCM)

0 4 8 12 16 20

LeachedDenitrifiedVolatilized

All grass farmsAll grass farmsNo grazing

20% grazing50% grazing

Grass and maize farmsGrass and maize farms80% maize, indoor fed

grazed50% maize, indoor fed

grazed20% maize, indoor fed

grazed

N losses (kg t milk-1)

Rotz et al., 2005

Consequences of forage production systems on the farm scale Consequences of forage production systems on the farm scale -- SystemsimulationSystemsimulation with the IFSM with the IFSM -- modelmodel

[http://[http://pswmru.arsup.psu.edupswmru.arsup.psu.edu]]

Farm data:Farm data: 100 ha; milk yield 8000/9000 l cow100 ha; milk yield 8000/9000 l cow--11 yearyear--11 for all grass options/maize included; for all grass options/maize included; 200 kg N ha200 kg N ha--11 on grassland and 50 kg N haon grassland and 50 kg N ha--11 on maize; soil and climate data from on maize; soil and climate data from KarkendammKarkendamm; 20 weather years; 20 weather years

CO2-Emissionen in der GrundfutterproduktionDauergrünland und Silomais

Gesamt-N-Input (Gülle + mineral. N) [kg ha-1]

0 100 200 300 400

CO

2-Em

issi

onen

[103

kg

ha-1

]

WeideMähweide 1Mähweide 2SchnittSilomais

2.0

1.5

1.0

0.5

0

Kelm et al., 2005

Ressourceneffizienz III: Emissionen Klima relevanter GaseCO2 -Emissionen Futterproduktion

Kelm et al., 2005

Betriebsbedingte

Spezifische CO2-Emissionen je MJ NEL

Gesamt-N-Input (Gülle + mineral. N) [kg ha-1]

0 100 200 300 400

Spez

ifisc

he C

O2-

Emis

sion

en[k

g C

O2 M

J-1 N

EL]

0

5

10

15

20

25

30

35

WeideMähweide 1Mähweide 2SchnittSilomais

Kelm et al., 2005

Ressourceneffizienz III: Emissionen Klima relevanter GaseCO2 -Emissionen Futterproduktion

Kelm et al., 2005

Problem:

Inverse Beziehungen zwischen UmweltbelastungenBeziehung CO2 Emission – N-Auswaschung

bezogen auf die produzierte Einheit Futterenergie

NO3-N load (kg GJ NEL-1)

0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0

CO

2 em

issi

on (k

g G

J N

EL-

1 )

0

5

10

15

20

25

30

35

GrazingMixed IMixed IICuttingMaize +USMaize -US

y=38.4295-42.3580x+20.0356x2, r2=0.47, s.e.=4.5

Wachendorf et al., 2005

• Integration der Daten zur Ressourceneffizienz derFutterproduktion, der Futterkonservierung und derTierhaltung mittels dynamischer Modelle. Ziel: „carbon footprint Futterproduktion“ als Vorstufe zu

> „carbon footprint Milch“> „ökologischer Fußabdruck Milch“

.. unter Berücksichtigung/Optimierung folgender Punkte:• C – Speicherung Grünlandböden; Grünlandalter

• Futterqualität (sekundäre Inhaltsstoffe Leguminosen) >Reduktion CH4 /N–Emissionen; Min. N-Düngereinsatz

• low-input Vollweidesysteme

3. Forschungsbedarf

Standort Versuchsbetrieb Hohenschulen ( Ackerzahl: ~50 )Nutzung 3 Schnittnutzung Gr Grasbestand, 360 kg N ha-1 über Mineraldünger (KaS) KlGr Klee-/Luzernegrasbestand, ohne N-Düngung

Schmeer et al., 2009

Aktuelle Arbeiten zum PCF Futterproduktion:

Product carbon footprint (PCF) Gras gedüngt versus Leguminosen-Gras

unter Berücksichtigung von Bodenverdichtung (Hohenschulen (2006 – 2008)

Literatur: CO2 -eqPCF/kg FCM ~ 800 g

Gras: 300g/kg FCM

Klee-G: 95 g/kg FCM

Quellen: Abel (1997), Refsgaard et al. (1998), Berg & Scholz (2000), Dalgaard et al. (2002), Kelm et al., (2003)

Verteilung des Energieverbrauchs im konventionellen Milchvieh- Futterbaubetrieb

Treibstoffe 13,7 %

Maschinen 3,7 %

N-Dünger 9,9 %

sonstige Düngemittel 3,9 %Pflanzenschutzmittel 0,5 %

Saatgut 0,2 %

Kraftfutter 42,9 %

Bestandesergänzung 7,2 %

Gebäude und Ausrüstung 8,8 %Anlagenbetrieb (Ställe, Milchgewinnung)9,1 %

Direkte Energie 22,8 %

Indirekte Energie 77,2 %

Futterbereitstellung74,9 %

?

Institut für Pflanzenbauund Pflanzenzüchtung

Institut für Agrarökonomie

EU-Projekt: Product carbon footprint Milch

2010 - 2013:

Fragestellung: Ist ein low-input Weidesystem mit ca. 6000 kg FCM Grundfutterleistung und geringem Konzentratfuttereinsatz konkurrenzfähig gegenüber hoch intensiven Systemen mit ganzjähriger Stallhaltung?Forschungsprojekt:

“Steigerung der Ressourceneffizienzin der Milchproduktion”

in enger Zusammenarbeit mit dänischen Kollegen, LK S-H

• Grundsätzlich sind die geprüften intensiven Futterproduktionssysteme in Bezug auf die Ressourceneffizienz semi-intensivenSystemen nicht unterlegen. Priorität Zielfunktionen?

• Silomais auf sandigen Böden hoch effizient, aber Problem Monokultur >Humushaushalt; Pathogene!Grünlandumbruchverbot gerechtfertigt?

• Am Bsp. S-H: Plädoyer für ein Seggregationsmodell:„Absolute Grünlandstandorte“: Absolutes Umbruchverbot, Biodiversitätsfunktion sichern, Jungviehaufzucht„Fakultative Grünlandstandorte“: Grünlandumbruch + Futterbaufruchtfolgen zulassen, (Milch-)Produktionsfunktion sichern

4. Fazit

• an die beteiligten wissenschaftlichen Mitarbeiter der Gruppe Grünland und Futterbau / Ökologischer Landbau

Michael Wachendorf, Ralf Loges, Antje Herrmann, MartinGierus, Bernhard Ingwersen, Nina Jovanovic, Manfred Büchter, Karen Volkers, Julia Baade, Michael Kelm,Janina Bobe, Carola Lampe, Hagen Trott, David Nannen,Maja Karrasch, Maria Schmeer und vieleandere…

Dank!

Literatur zum Thema unter www.grassland-organicfarming.uni-kiel.de

Ressourceneffizienz III: Emissionen Klima relevanter Gase: CO2- /Energiebilanz

Ergebnisse: Energieeffizienz (GJ NEL je GJ Energieinput)

Grünland (20 m³ Gülle ha-1)

SysN G Sys * N Sys * G N * G Sys * G * N

** ** ** ** ns*ns

Pr > F 0,0001 < 0,0001 0,0012 < 0,0001 0,65890,02250,4921

Mineral. N-Düngung [kg ha-1]

0 50 100 150 200 250 300

Ener

giee

ffizi

enz

[GJ

NEL

GJ-

1 ]

0

2

4

6

8

10

12WeideMähweide IMähweide IISchnittSilomais

US N G US * N US * G N * G US * N * G

Pr > F < 0,0001 < 0,0001 0,0050 < 0,0001 < 0,0001 < 0,00010,0034

** ** ** ** ** ****

Silomais (ohne Untersaat, 20 m³ Gülle ha-1)

Langzeiteffekte Maismonokultur nach Grünland auforganische Bodensubstanz (Vertes, 2007)

Veränderung der org. Bodensubstanz über

28 Jahre (!)in Abhängigkeit vom

Gras- Mais Verhältnis in der Fruchtfolge:

Maismonokultur (rot) jährlich 50 – 70 m³

Gülle/haBodenart: sL

Bretagne, Frankreich

• enge Beziehung zwischen dem Maisanteil in der FF und der Abnahme der organischen

Bodensubstanz(maize = Monokultur Mais nach GrünlandumbruchPermanent Lp = Dauergrünland Deutsches WeidelgrasMaize-LM 6 = Maismono mit Zwischenfrucht Welsches Weidelgras 6 Monate usw.)

UmtriebsweideMähweide IMähweide IISchnittSim. Weide

N-Input (kg ha-1)[Min.+Gülle+Fix.+Dep.+Exkr.+W.rest]

0 200 400 600 800-100

0

100

200

300

400

r² 0.92S.E. 30.2

Trott et al. (2003)

N-S

aldo

(kg

ha-1

)

30 kg N ha-1 EU Grenzwert (50 mg NO3 l-1)

Konsequenz Weide: N-Düngung < 100 kg N/ha !Konsequenz Schnitt: Max. N-Düngung ~250 kg/ha!

Zusammensetzung N-Input Weide ohne min. N-Düngung:N-Fixierung Klee: ~ 90 kg N+ N-Exkremente: ~ 82 kg N+ N-Weidereste: ~ 30 kg N+ N-Deposition: ~ 20 kg N---------------------------------------Summe: ~ 222 kg N

2. Ressourceneffizienz II: Tolerierbare N-Inputs Grünland > Wasserschutz

Vergleich Silomais in FF zu MaismonokulturVergleich Silomais in FF zu MaismonokulturEnergieEnergie--ErtragErtrag NN--ErtragErtrag

N-Input: Gülle-NMinerald.-NDeposition

N-Output: N-Ertrag

N-Saldo: N-Input - N-Output

S.E.:1.4

S.E.:5.2

S.E.:4.7

S.E.: 1.4

S.E.:14.5

S.E.:12.7

S.E.:13.8

S.E.:14.0

[Mineral.+Gülle+Dep.]

NN--SaldoSaldo

N-Input [kg ha-1]

0 100 200 300

N-S

aldo

[kg

ha-

1 ]

-200

-150

-100

-50

0

50

100

Fruchtfolge (2000-2002)

ohne Untersaatmit Untersaat

Monokultur (1998-2001)

N-Gesamt Düngung [kg ha-1]

0 100 200 300

N-E

rtra

g [k

g ha

-1]

0

50

100

150

200

250

Fruchtfolge

Monokultur o. UntersaatMonokultur m. Untersaat

N-Gesamt Düngung [kg ha-1]

0 100 200 300

NE

L-E

rtra

g [G

J ha

-1]

0

20

40

60

80

100

120

FruchtfolgeMonokultur o. Untersaat

Monokultur m. Untersaat

Volkers, 2004

Höhere Erträge durchMaisanbau in FF!

N-Nachlieferung ausVorfrucht > 100 kg N/ha!

Reduktion desN-Saldos!

Carbon Footprint Source: Dawn Sedorovich, Al Rotz, IFSM simulations

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0Embodied emissionsEngine emissionsManure handlingNet animal/feed

lb COlb CO22 e / lb milke / lb milk

Beef Footprint14 lb CO2 e / lb live weight

Confined Confined Outdoor dairy with pasture dairy

Potential Carbon Sequestration Source: Dawn Sedorovich, Al Rotz, IFSM simulations

0

1000

2000

3000 lb COlb CO22 / acre/ acre

Confined Confined Outdoor Cow calfdairy with pasture dairy beef

Basis Mais/Luzerne Basis Dauergrünland

US: Carbon Footprint (incl. C-Sequestraton) Source: Dawn Sedorovich, Al Rotz, IFSM simulations

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0Embodied emissionsEngine emissionsManure handlingNet animal/feed

lb COlb CO22 e / lb milke / lb milk

Beef Footprint5.8 lb CO2 e/ lb live weight

Confined Confined Outdoor dairy with pasture dairy

Agrar- und Ernährungswissenschaftliche Fakultät

Polyphenole und Proteinabbau

Tannin- äquivalent

XP Abbaurate in vitro, %/h UDP, %

1)

Luzerne 0,0 23,7 19,2

Weißklee 0,0 26,9 17,5

Rotklee 0,0 15,0 27,2

Hornklee 7,0 18,6 23,0

Esparsette 14,6 5,4 49,5

1) Passage rate von 6%/h

Broderick and Albrecht, 1997

Projekt: Qualität von Futterleguminosen

Luzerne Rotklee SE

Futteraufnahme (FA), kg T/d 23.5 a 21.8 b 0.2

XP-Aufnahme, kg/d 4.32 3.62 -

Milchleistung, kg/d 30.4 a 30.4 a 0.3

Milch/TS-Aufnahme 1.30 b 1.40 a 0.01

Milch N/N-Aufnahme 0.204 b 0.249 a 0.003

Milchharnstoff, mg N/100 ml 13.6 a 9.2 b 0.3

Milchharnstoff, % von Milch NPN 41.8 a 35.4 b 0.3

Broderick et al., 2001

N-Nutzungseffizienz nach Fütterung von Luzerne- oder Rotkleesilage bei Milchkühen

Netto Erlös

$/Kuh

Milch- leistung kg/Kuh

Soja- schrot

kg/Kuh

Mais- silage

kg/Kuh

Gesamt N Verlust kg/Kuh

Normale Luzerne 1.145 12.330 1.026 2.433 157

Tanninhaltige Luzerne 1.270 12.540 436 3.060 118

Einfluss des Tannins + 125 + 210 -590 + 627 - 39

Modelsimulierung (DAFOSYM) der jährlichen N-Nutzungseffizienz

auf Betriebsebene (Luzerne ca. 45% der Ration)

Annahmen: 2% Tannine; 20% Steigerung des UDP; 30% Steigerung des ADIN; 30% Reduzierung der Mineralisation von Luzerneresten 100 Kühe, 85 Färsen

(Grabber et al., 2004)


Arbeitsgruppe in Wisconsin (USA)


- Charakterisierung der PPO-Aktivität in Rotklee (nach Sorte, Pflanzenorgan und Entwicklungsstadium)

- Bestimmung der Gehalte an kond. Tannine (Hornklee – nach Entwicklungsstadium (Schnitt/Weide))

- Untersuchungen zu Wechselwirkungen zwischen sek. Pflanzeninhaltsstoffe und Futterqualitätsmerkmale (in vitro Studien)(Verdaulichkeit, Proteinabbau, Gasbildung)

Arbeiten am Institut

Projekt: Qualität von Futterleguminosen

Problemstellung•Quellen der N2 O-Produktion

Globale N2 O- Emission

Anthropogene Quellen 44%

Natürliche Quellen 56% Landw. Böden 46%

(ca. 3,3 Mill. t N2 O-N a-1)

Biomasse-Verbrennung 7%

Industrie, Verkehr 18%

IPCC, 1997

Tierhaltung 29%

Ergebnisse N-Projekt Karkendamm

*P

NN--Projekt Projekt KarkendammKarkendamm::GeprGeprüüfte Systeme unterschiedlicher Intensitfte Systeme unterschiedlicher Intensitäätsstufentsstufen

Silomais

1. Dauergr1. Dauergrüünland/ Monokultur Maisnland/ Monokultur Mais

(Dauer)Grünland

N-Flüsse

Kleegras(Ley)

2. Fruchtfolgen2. Fruchtfolgen

Silomais

Getreide (Triticale)

N-Flüsse

Volkers et al., 2006

N-Projekt Karkendamm:Geprüfte Futterbausysteme unterschiedlicher Intensitätsstufen

N- und C Akkumulationim Boden

Langfristig:C-Abbau Boden

Aktuelle SituationAktuelle SituationMMäähweide/Maishweide/Mais--MonokulturMonokultur

70% 70% // 30% 30% Anteil an der Futterfläche

KleegrasKleegras--SilomaisSilomais--TriticaleTriticale33% 33% // 33% 33% // 33%33%

Anteil an der Futterfläche

N-Gesamt Düngung [kg ha-1]0 100 200 300

NEL

-Ert

rag

[GJ

ha-1

]

0

20

40

60

80

100

Mähweide/Mais-Monokultur

Fruchtfolge (Korn+Stroh)Fruchtfolge (GPS)

r²: 0.77r²: 0.80r²: 0.51

EnergieEnergie--ErtrErträägege NN--Saldo/haSaldo/ha NN--Saldo/GJ NELSaldo/GJ NEL--11

r²: 0.63r²: 0.89r²: 0.83

0 100 200 300

N-S

aldo

[kg

GJ

NEL

-1]

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

0 100 200 300N-Sa

ldo

[kg

ha-1

]

-60-40-20

020406080

100120 r²: 0.68

r²: 0.87r²: 0.79

(Volkers, 2004)

Ressourceneffizienz I: Flächenverbrauch/ NUE> Produktivität in Abhängigkeit vom Futterproduktionssystem

Treibstoffe 13,7 %

Maschinen 3,7 %

N-Dünger 9,9 %

sonstige Düngemittel 3,9 %

Pflanzenschutzmittel 0,5 %

Saatgut 0,2 %

Kraftfutter 42,9 %

terbereitstellung9 %

Futterbereitstellung74,9 %

Gebäude und Ausrüstung 8,8 %

Bestandesergänzung 7,2 %

Anlagenbetrieb (Ställe, Milchgewinnung)9,1 %

Quellen: eigene Berechnungen nach Abel (1997), Refsgaard et al. (1998), Berg & Scholz (2000), Dalgaard et al. (2002), Betriebswirtschaftliche Mitteilungen der Landwirtschaftskammer S-H (2003)

Futterbereitstellung 74,9 %

Grünland und Futterbau / Ökologischer Landbau

Stand der Forschung – Betriebsebene

N2 - und N2 O-Emissionsraten (µg N m-2 h-1) intakter Bodensäulen im September 2002 und N2 O:N2

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

C M S

N 2- u

nd N

2O- E

mis

sion

srat

en (µ

g N

m-2

h-1

)N2ON2

0.02

1.12

0.07

N2 N2O

Dunnett Pr>t Pr>tM vs. C 0.826 0.004 S vs. C 0.474 0.012

T-TestM vs. S 0.394 0.029

N2O

N2

42kg Gülle-N ha-170kg N ha-10N

Ressourceneffizienz III: Emissionen Klima relevanter Gase: N2 O : N2 -Verhältnis

Foliennummer 1Foliennummer 2Foliennummer 3Foliennummer 4Foliennummer 5Foliennummer 6Foliennummer 7Foliennummer 8Foliennummer 9Foliennummer 10Foliennummer 11Foliennummer 12Foliennummer 13Foliennummer 14Foliennummer 15Foliennummer 16Foliennummer 17Foliennummer 18Foliennummer 19Foliennummer 20Foliennummer 21Foliennummer 22Foliennummer 23Foliennummer 24Foliennummer 25Foliennummer 26Foliennummer 27Carbon Footprint�Source: Dawn Sedorovich, Al Rotz, IFSM simulationsPotential Carbon Sequestration�Source: Dawn Sedorovich, Al Rotz, IFSM simulationsUS: Carbon Footprint (incl. C-Sequestraton)�Source: Dawn Sedorovich, Al Rotz, IFSM simulationsFoliennummer 31Foliennummer 32Foliennummer 33Foliennummer 34ProblemstellungFoliennummer 36Foliennummer 37Foliennummer 38Foliennummer 39Foliennummer 40

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Effiziente Ressourcennutzung – Futterbausysteme für die ...€¦ · Effiziente Ressourcennutzung – Futterbausysteme für die Milcherzeugung. Hülsenberger Gespräche 2010, Lübeck