minderung von treibhausgasemissionen im rapsanbau unter...
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Minderung von Treibhausgasemissionen im Rapsanbau unter besonderer Berücksichtigung der StickstoffdüngungH. Flessa
Thünen-Institut für Agrarklimaschutz
Name des WissenschaftlersBerlin, 1.10.2014
Treibhausgasbilanzen von Biokraftstoffen –Bestandsaufnahme und Optimierungsansätze
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-Äq./
MJ
42 g/MJ
Emissionsminderung ist erforderlichEmissionsminderung ist erforderlich
� geforderte Emissionsminderung ab 2017:50% gegenüber fossilem Kraftstoff
� 56 % der Biodiesel-Emissionen
Name des WissenschaftlersSeite 2
Diesel Biodieselfossil Raps
g C
O2
-
42 g/MJab 2017
� 56 % der Biodiesel-Emissionenstammen aus der Rapsproduktion
� Das N-Management dominiert die Emissionen der Rapsproduktion
N-Düngung
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Nationaler Forschungsverbund Nationaler Forschungsverbund Emissionsminderung im RapsanbauEmissionsminderung im Rapsanbau
SystembeurteilungSystembeurteilung
Minderung von Treibhausgasemissionen im Rapsanbau(FNR, BMEL, UFOP)
Name des WissenschaftlersSeite 3
PflanzenbauPflanzenbau und und PflanzenernährungPflanzenernährung
BodenkundeBodenkunde
MikrometeorologieMikrometeorologie BetriebswirtschaftBetriebswirtschaft
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FNRFNR--Projektverbund Projektverbund Minderung von THGMinderung von THG--Emissionen im RapsanbauEmissionen im Rapsanbau
Uni Kiel(Kage, Mühling) LfL MV
(Heilmann)
ZALF(Augustin)
Thünen InstitutATB
Name des WissenschaftlersSeite 4
Uni Hohenheim(Ruser, Lewandowski)
Uni Halle(Christen)
Uni Göttingen(Dittert, Senbayaram)
Thünen Institut(Flessa, Fuß, Moffat)
gefördert durch FNR, BMEL, UFOP
(Prochnow, Kern)
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Ziele des ForschungsverbundesZiele des Forschungsverbundes
Klimaschutz in Rapsfruchtfolgen
Standortdifferenzierte Quantifizierung von
THG-Emissionen
Standortdifferenzierte Optimierung
des N-Managements
Name des WissenschaftlersSeite 5
THG-Emissionen des N-Managements
Ökonomische Bewertungvon Klimaschutzmaßnahmen
Minderung von THG-Emissionen und Steigerung der Ressourceneffizienz in Rapsfruchtfolgen
Empfehlungen und Beratungsgrundlagen für Praxis, Beratung und Politik
gefördert durch FNR, BMEL, UFOP
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Gemeinsames Versuchsprogramm an 5 StandortenGemeinsames Versuchsprogramm an 5 Standorten
Kutsch
Name des WissenschaftlersTitel der VeranstaltungSeite 6
Raps-Klimaschutzvarianten
� Höhe mineralischer N-Düngung
� Düngung mit Gärresten
� +/- Nitrifikationshemmstoff
Messgrößen und Modellierung
� N2O-, NH3-Emission, Nmin-Dynamik
� Bodenwasserhaushalt
� Humusreproduktion, Streuumsatz
� Ertragsparameter, Witterung
gefördert durch FNR, BMEL, UFOP
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Treibhausgasemissionen Treibhausgasemissionen der Stickstoffdüngerproduktionder Stickstoffdüngerproduktion
Düngerform Emissionsfaktor Quellen(kg CO2-Äq / kg N)
Harnstoff
AHL
3,17
5,93Brentrup & Pallière, 2008
Name des WissenschaftlersSeite 7
AHL
Kalkammonsalpeter
N-Dünger (BioGrace, Standard)
5,93
6,34
5,92
Pallière, 2008
Biograce, 2012
� Klimaschutz durch Verwendung emissionsarmer N-Dünger
� Zertifizierung von Düngern mit minimalem CO2-Fußabdruck
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0,012
0,016
0,02
N/k
g N
-Ein
trag
IPCC, 2006
Ableitung der NAbleitung der N22OO--FeldemissionFeldemission
andere Kulturen(S. & B., 2006)
Mais(GNOC, 2014)
Name des WissenschaftlersSeite 8
0
0,004
0,008
0 100 200 300 400
kg N
2O
-N/k
g N
N-Eintrag (kg N/ha)
IPCC, 2006
Es gibt bisher keine
rapsspezifischenN2O-
Emissionsfaktoren
nach H. Stichnothe, 2014; S. & B: Stehfest und Bowman, 2006
Getreide(S. & B., 2006)
Raps(GNOC,2014)
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Erste globale MetaErste globale Meta--Studie zur NStudie zur N22OO--Emission aus Emission aus Rapskulturen (ohne FNRRapskulturen (ohne FNR--Projektdaten)Projektdaten)
� Die N2O-Emission
aus Rapskulturen steigt mit der N-Düngung exponentiell an
aber
43 Raps-Messjahrevon 12 Standorten
N (
kg h
a-1a-1
)
Name des WissenschaftlersSeite 9
� Die Emissionen sind
deutlich geringerals in dem Modellvon Stehfest und Bowman (2006) angenommen wird
aber
Walter et al., 2014 accepted, Global Change Biology - Bioenergy
N-Düngung (kg N ha-1 a-1)
N2O
-N (
kg h
a
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� Seit 1/2013 läuft
das nationale Raps-Versuchsnetzwerk
� Einheitlicher
Ansatz:Varianten
Laufende Feldversuche an 5 StandortenLaufende Feldversuche an 5 Standorten
Name des WissenschaftlersSeite 10
VariantenMessverfahrenAuswertung
gefördert durch FNR, BMEL, UFOP
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Verbundprojekt Verbundprojekt Klimaschutz in der RapsproduktionKlimaschutz in der Rapsproduktion
� In 2013 lagen die
N2O-Emissionenauf einem niedrigenNiveau
N (
kg h
a-1a-1
)
Name des WissenschaftlersSeite 11
� Die Untersuchungen
über die Fruchtfolge müssen zeigen, obdieser Trend zu sichern ist
gefördert durch FNR, BMEL, UFOP
N-Düngung (kg N ha-1 a-1)
N2O
-N (
kg h
a
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a
a a
aa
b
b
a
a
a
a
minorgorg/inhib
minorgorg/inhib
nur an einem Standort führte Piadin zu einerEmissionsminderung
Verbundprojekt Verbundprojekt Klimaschutz in der RapsproduktionKlimaschutz in der Rapsproduktion
Ko
rne
rtra
g (d
tT
M)
2O
-N (
kg h
a-1a
-1)
60
40
20
6
4
2
Name des Wissenschaftlers
a
a a a a a
a aa
a
Seite 12
� Die Düngung mit Gärresten (org) ermöglichte 2013 vergleichbar hoheErträge wie die Mineraldüngung (min) bei ähnlicher N2O-Feldemission
� Die Bewertung von Gärresten als Dünger und in Bezug auf die N2O-Emission erfordert Untersuchungen in der Fruchtfolge
gefördert durch FNR, BMEL, UFOP
Ko
rne
rtra
g (
N2
00
Standorte1 2 3 4 5 Standorte
1 2 3 4 5
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N E
mis
sio
n (
kg h
a-1)
� Trotz der Ausbringung mit Schleppschlauch mitunter hohe NH3-Verluste
NH3-Emission nach Düngung mit Gärresten
• Verringerter Düngerwert
• Indirekte N2O-Emission
• Umweltbelastung
Verbundprojekt Verbundprojekt Klimaschutz in der RapsproduktionKlimaschutz in der Rapsproduktion
40
30
2. Gabe
Name des WissenschaftlersSeite 13
NH
3-N
Em
issi
on
(kg
ha
• Umweltbelastung
gefördert durch FNR, BMEL, UFOP
0
10
20
1. Gabe
Standorte1 2 3 4 5 1. Gabe
Injektion
� Emissionsarme Ausbringtechniken für wachsende Bestände sind fürDünge- und Ressourceneffizienzsowie den Klimaschutz erforderlich
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Verbundprojekt Verbundprojekt Klimaschutz in der RapsproduktionKlimaschutz in der Rapsproduktion
Name des WissenschaftlersSeite 14
� Positive Fruchtfolgeeffekte nutzen� N-Management in der Fruchtfolge optimieren
Pahlmann, 2014
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Ansatzstellen für eine effiziente Emissionsminderung:
• Stabile, hohe Erträge
• Verringerung des N-Einsatzes , effizienterer N-Einsatz
• Einsatz emissionsarmer synthetischer N-Dünger
FazitFazit
Name des WissenschaftlersSeite 15
• Einsatz emissionsarmer synthetischer N-Dünger
• Substitution von N-Mineraldünger durch z.B. Gülle, Gärreste
• Minimierung von NH3-Verlusten ( besonders Gülle, Gärreste)
• Fruchtfolgeeffekte nutzen
• Zertifizierungssystem für emissionsminimierte Dünger
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Vielen DankVielen Dank
Thünen-Institut für Agrarklimaschutz
Name des WissenschaftlersSeite 16