Natürliche Ressourcen und Ökosystemleistungen sind unsere Lebensgrundlagen. Ihre Nutzung kann durch Erhöhung der Ressourceneffizienz optimiert werden. Zahlreiche Indikatoren zur Beschreibung der Inanspruchnahme natürlicher Ressourcen weisen allerdings darauf hin, dass trotz erhöhter Effizienz, Nachhaltigkeitsgrenzen über schritten werden. Dieser Bericht präsentiert einen methodischen Ansatz der mehrdimensionalen Bewertung der Inanspruchnahme natürlicher Ressourcen bei der Biomassebereitstellung. Dazu wurden zunächst Ansätze zur Effizienzbewertung der Biomassebereitstellung und Landnutzung sowie bestehende Konzepte zur Bewertung von Ökosystemleistungen erfasst und analysiert. Der Bericht stellt einen im Vorhaben entwickelten methodischen Ansatz zur Bewertung der Ressourceneffizienz der Bio-massebereitstellung anhand von Beispielen aus der Land- und Forstwirtschaft vor, die nachhaltige Ressourcenleistung.Diese ergibt sich aus der in einem gemeinsamen Bezugssystem skalierten Inanspruchnahme natürlicher Ressourcen und dem normalisierten Nutzen von Ökosystemleistungen. Zur Anwendung und zum Test des Ansatzes wurden für die Umweltdimensionen Luft, Wasser, Boden und Biodiversität verschiedene Indikatoren ausgewählt. Mit Hilfe von Modellen wurden beispielhaft verschiedene Produktionssysteme aus der Land- und Forstwirtschaft simuliert und alternative Szenarien anhand des Ansatzes bewertet. Szenarien des Pflanzenbaus und der Tierhaltung beschreiben einen Intensitätsgradienten von der konventionellen Marktfrucht- und Milchproduktion zu extensiveren Varianten und die Auswirkungen auf Humusbilanz, Stickstoffsaldo und anderen Umweltindikatoren. Beispiele aus der Forstwirtschaft betrachten den möglichen Waldumbau von Nadelbaumbeständen und Naturschutzszenarien in Buchenwäldern und Änderungen in Produktivität, Totholzvorräten, Bestandesstrukturen und weiteren Indikatoren. Die nachhaltige Ressourcenleistung erlaubt eine Differenzierung und Bewertung der vorgestellten Szenarien. Dabei kommt der Skalierung der Indikatoren eine wichtige Rolle zu. Annahmen zu Grenz- und Schwellenwerten bei der Skalierung müssen transparent und der Bewertungsmaßstab einheitlich sein, sollen Produktionssysteme und Szenarien untereinander und über die Zeit bezüglich ihrer nachhaltigen Ressourcenleistung miteinander verglichen werden. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KLASS-Filter GmbH durchgeführt. Ein grundsätzliches Problem der modernen, arbeitsteiligen Landwirtschaft ist, dass Wirtschaftsdünger örtlich konzentriert anfallen, wo ihre Verwertung ineffizient ist und bei Phosphor (P) und Stickstoff (N) sogar umweltbelastend sein kann. Ziel des beantragten Projektes ist es deshalb, aus Wirtschaftsdüngern transportwürdige N-P-Dünger mit hoher Nährstoffdichte herzustellen. Dazu werden prinzipiell bekannte Techniken in bisher noch nicht realisierter Weise miteinander verknüpft. Die verfahrenstechnische Kombination bietet das Potenzial, Phosphor, Stickstoff und den Kohlenstoff aus landwirtschaftlichen Wirtschaftsdüngern umweltschonend und effizient dort zu nutzen, wo diese Elemente für die Düngung und die Humusreproduktion benötigt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kalverkamp Maschinenbau GmbH durchgeführt. Die wissenschaftliche Untersuchung eines innovativen Verfahrens für das erweiterte Strohmanagement in der Getreideproduktion ist Gegenstand des vorliegenden Forschungsvorhabens. Im Mittelpunkt steht eine in der Landwirtschaft flexibel einsetzbare Verfahrenskette, die sich durch einen variabel einstellbaren Strohfluss in den einzelnen Prozessschritten auszeichnet. Vor allem wird dem Anwender die Möglichkeit geboten, dem Feld standort- und fruchtfolgegerecht gezielt eine Menge an Getreidestroh zu entnehmen oder dem Boden in geeigneter Weise wieder zuzuführen. Damit wird das Ziel einer ausgeglichenen Humusbilanz und optimalen Verrottung im Boden unterstützt. Der variabel einstellbare Anteil des entnommenen Strohs kann in gewohnter Weise der betriebseigenen Nutzung zugeführt, als Koppelprodukt vermarktet oder zur Energieerzeugung genutzt werden.
Das Projekt "124. VDLUFA-Kongress 'Nachhaltigkeitsindikatoren für die Landwirtschaft: Bestimmung und Eignung' an der Universität Passau in Passau vom 18.-21.09. 2012" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten VDLUFA e.V. durchgeführt. Der Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten (VDLUFA) e.V. ist ein unabhängiger wissenschaftlicher Fachverband, welcher der Landwirtschaft, der Umwelt, dem Verbraucherschutz sowie der Tiergesundheit verpflichtet ist. Mit dem jährlich stattfindenden Kongress bietet der Verband eine Plattform für den wissenschaftlichen Austausch. In Passau fand vom 18. bis 21. September 2012 der Kongress unter dem Generalthema 'Nachhaltigkeitsindikatoren für die Landwirtschaft: Bestimmung und Eignung' statt. Er wurde unter Zusammenarbeit mit der österreichischen Arbeitsgemeinschaft für Lebensmittel-, Veterinär- und Agrarwesen (ALVA), der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf, der Technischen Universität München und der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft veranstaltet. Nach der Plenartagung, auf der mit Fachvorträgen das Generalthema diskutiert wurde, wurden in den anschließenden öffentlichen Sitzungen verschiedene agrarwissenschaftliche Themen behandelt: Im Bereich 'Pflanzliche Produktion' wurden Beiträge zu Nachhaltigkeitsindikatoren, Umweltwirkungen, Humusbilanzen, mineralischer und organischer Düngung, Bodenbewirtschaftung und zur Pflanzenernährung präsentiert. Im Bereich 'Tierische Produktion' wurden Fragen zur Futtermittelqualität und -analytik, zur Zusammensetzung tierischer Ausscheidungen und zur Qualität tierischer Produkte behandelt. Ein spezieller Workshop 'Analytik' behandelte neben technischen und methodischen Fragen auch die Auswertung und Interpretation von Daten. Insgesamt wurden an den drei Tagen mehr als 160 Vorträge und Posterbeiträge präsentiert und diskutiert. Der Kongressband ist öffentlich verfügbar unter: http://www.vdlufa.de/index.php?option=com content&view=article&id=164&Itemid=100063.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Bingen, Fachbereich 1 Life Sciences and Engineering durchgeführt. Ein grundsätzliches Problem der modernen, arbeitsteiligen Landwirtschaft ist, dass Wirtschaftsdünger örtlich konzentriert anfallen, wo ihre Verwertung ineffizient ist und bei Phosphor (P) und Stickstoff (N) sogar umweltbelastend sein kann. Ziel des beantragten Projektes ist es deshalb, aus Wirtschaftsdüngern transportwürdige N-P-Dünger mit hoher Nährstoffdichte herzustellen. Dazu werden prinzipiell bekannte Techniken in bisher noch nicht realisierter Weise miteinander verknüpft. Die verfahrenstechnische Kombination bietet das Potenzial, Phosphor, Stickstoff und den Kohlenstoff aus landwirtschaftlichen Wirtschaftsdüngern umweltschonend und effizient dort zu nutzen, wo diese Elemente für die Düngung und die Humusreproduktion benötigt werden.
Das Projekt "CarboMais: C-Flüsse im Maisanbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung, Abteilung Grünland und Futterbau/Ökologischer Landbau durchgeführt. Die Nachhaltigkeit der Biogasproduktion im Hinblick auf die THG-Minderung wird entscheidend durch die Effekte des Substratanbaus auf die Veränderungen des organischen C-Gehaltes (Corg) des Bodens beeinflusst. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn im Rahmen von Landnutzungsänderungen mit einer Freisetzung großer CO2- und N2O-Mengen zu rechnen ist. Aber auch die Wahl der für die Substratproduktion eingesetzten Kulturart kann einen Effekt auf die Veränderung des Corg-Gehalt des Bodens haben. Trotz der immensen Bedeutung der Kohlenstoffflüsse im System Boden-Pflanze besteht noch erheblicher Forschungsbedarf was die Bewertung der Humuswirkung von Kulturpflanzenarten, insbesondere Mais, betrifft. Dies gilt speziell für Mais deshalb, weil die verfügbaren Daten zur Humusbilanz mehr als 30 Jahre alt sind und der Zuchtfortschritt der letzten Jahrzehnte damit nicht berücksichtigt ist. Das Ziel des Projektes besteht daher darin, in einem Feldexperiment die Effekte des in den letzten Jahrzehnten erfolgten Zuchtfortschritts von Mais auf dessen Wurzelmassenbildung, und damit auf die Humusreproduktionsleistung, erstmalig für nordwesteuropäisches Zuchtmaterial zu quantifizieren. In einem zweijährigen Feldversuch wird der Ertragsfortschritt von Wurzel- und Sprossmasse an einem Set von 10 mittelfrühen Silomaissorten geprüft, die in den letzten 40 Jahren zugelassen wurden. Hierzu wird mittels destruktiver und nicht-destruktiver Verfahren die Dynamik der Spross- und Wurzelmassenakkumulation quantifiziert. Ergänzende Erhebungen zu CO2-Flüssen (Gasaustausch, Bodenatmung) ermöglichen eine modellgestützte Ermittlung von sortenspezifischen C-Bilanzen.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Pyreg GmbH durchgeführt. Ein grundsätzliches Problem der modernen, arbeitsteiligen Landwirtschaft ist, dass Wirtschaftsdünger örtlich konzentriert anfallen, wo ihre Verwertung ineffizient ist und bei Phosphor (P) und Stickstoff (N) sogar umweltbelastend sein kann. Ziel des beantragten Projektes ist es deshalb, aus Wirtschaftsdüngern transportwürdige N-P-Dünger mit hoher Nährstoffdichte herzustellen. Dazu werden prinzipiell bekannte Techniken in bisher noch nicht realisierter Weise miteinander verknüpft. Die verfahrenstechnische Kombination bietet das Potenzial, Phosphor, Stickstoff und den Kohlenstoff aus landwirtschaftlichen Wirtschaftsdüngern umweltschonend und effizient dort zu nutzen, wo diese Elemente für die Düngung und die Humusreproduktion benötigt werden. Arbeitspakete sind: - Evaluation der Potenziale und des Marktes für die Karbondünger - Effektive Separation von Feststoff- und Flüssigphase - Trocknung der Inputmaterialen mit der thermischen Energie aus der Karbonisierung - P-Recycling durch Karbonisieren bei 500 °C - Stickstoffrückgewinnung durch Adsorption von NH3 an Karbonisate im Rauchgasfilter - Granulierung und Pelletierung der mit Stickstoff angereicherten Karbonisate - Quantifizierung der Düngewirkung in Gefäß- und Feldversuchen - Standardisierung der hergestellten Karbondünger - Qualitätssicherung bezüglich organischer und anorganischer Schadstoffe An der technischen Hochschule (TH) Bingen werden dazu die Nährstoffuntersuchungen durchgeführt, um die Effektivität der Phosphor-Separation und das Ausmaß der Stickstoffrückgewinnung zu bestimmen, sowie Gefäß- und Feldversuche, um die Düngewirkung zu quantifizieren und eine Standardisierung der Dünger herbeizuführen. Außerdem werden an der TH Bingen die Karbondünger auf Schwermetalle und organische Schadstoffe, z.B. polyaromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) untersucht. Die TH Bingen koordiniert die Arbeiten der Partner, führt regelmäßig Statusseminare zum Projekt durch und fasst die Ergebnisse am Ende in einem Bericht zusammen.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-2: Pflanzenwissenschaften durchgeführt. Eine zukünftige Bioökonomie muss sich an den Kriterien der Nachhaltigkeit messen lassen. Im Zuge dieser Entwicklung ist es notwendig, dass der Nährstoffkreislauf möglichst regional geschlossen wird. Die Vorhaben des Kooperationsprojektes PURESBio zielen auf die Nutzung von organischen Reststoffen aus der Ethanol- und Zuckerproduktion (Presskuchen, Vinasse, Bagasse, Blattschnitt), sowie der Biogasproduktion (Gärreste). Übergeordnetes Ziel ist, praxisrelevante Erkenntnisse zur sinnvollen Nutzung der Reststoffe zu gewinnen, positive Effekte auf Pflanzenwachstum und Bodenfruchtbarkeit durch die Rückführung von Nährstoffen zu erzielen und langfristig die Nachhaltigkeit der Agrarproduktion zu sichern. Die Arbeitsziele gestalten sich dabei wie folgt: 1. Bewertung der pflanzlichen Reststoffe als Düngemittel und Bodenkonditionierer. 2. Untersuchung marginaler Böden zum Energiepflanzenanbau, Aufwertung dieser Böden durch die Einbringung der pflanzlichen Reststoffe zur weiteren landwirtschaftlichen Nutzung. 3. Untersuchung der Pflanzen-Boden-Wechselwirkungen bei unterschiedlichen Boden- und Düngekonditionen, Humusaufbau, Bodenfruchtbarkeit und Pflanzenverfügbarkeit der zugesetzten Nährstoffe aus pflanzlichen Reststoffe. 4. Einsatz von Phänotypisierungstechnik zur Analyse des Wurzel- und Rhizomwachstums. 5. Stoffliche Analysen der Pflanzenbiomassen und der verwendeten Böden hinsichtlich Nährstoffgehalt, -veränderung und -verfügbarkeit. 6. Begleitende Untersuchungen zu Minderung von Pflanzenschutzmaßnahmen durch die verwendeten pflanzlichen Reststoffe.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Geisenheim University, Zentrum für Angewandte Biologie, Institut für Bodenkunde und Pflanzenernährung durchgeführt. Ein grundsätzliches Problem der modernen, arbeitsteiligen Landwirtschaft ist, dass Wirtschaftsdünger örtlich konzentriert anfallen, wo ihre Verwertung ineffizient ist und bei Phosphor (P) und Stickstoff (N) sogar umweltbelastend sein kann. Ziel des beantragten Projektes ist es deshalb, aus Wirtschaftsdüngern transportwürdige N-P-Dünger mit hoher Nährstoffdichte herzustellen. Dazu werden prinzipiell bekannte Techniken in bisher noch nicht realisierter Weise miteinander verknüpft. Die verfahrenstechnische Kombination bietet das Potenzial, Phosphor, Stickstoff und den Kohlenstoff aus landwirtschaftlichen Wirtschaftsdüngern umweltschonend und effizient dort zu nutzen, wo diese Elemente für die Düngung und die Humusreproduktion benötigt werden. Arbeitspakete sind: - Evaluation der Potenziale und des Marktes für die Karbondünger - Effektive Separation von Feststoff- und Flüssigphase - Trocknung der Inputmaterialen mit der thermischen Energie aus der Karbonisierung - P-Recycling durch Karbonisieren bei 500 °C - Stickstoffrückgewinnung durch Adsorption von NH3 an Karbonisate im Rauchgasfilter - Granulierung und Pelletierung der mit Stickstoff angereicherten Karbonisate - Quantifizierung der Düngewirkung in Gefäß- und Feldversuchen - Standardisierung der hergestellten Karbondünger - Qualitätssicherung bezüglich organischer und anorganischer Schadstoffe An der technischen Hochschule (TH) Bingen werden dazu die Nährstoffuntersuchungen durchgeführt, um die Effektivität der Phosphor-Separation und das Ausmaß der Stickstoffrückgewinnung zu bestimmen, sowie Gefäß- und Feldversuche, um die Düngewirkung zu quantifizieren und eine Standardisierung der Dünger herbeizuführen. Außerdem werden an der TH Bingen die Karbondünger auf Schwermetalle und organische Schadstoffe, z.B. polyaromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) untersucht. Die TH Bingen koordiniert die Arbeiten der Partner, führt regelmäßig Statusseminare zum Projekt durch und fasst die Ergebnisse am Ende in einem Bericht zusammen.
Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. durchgeführt. Um in der Lausitz sowohl auf leichten Sandstandorten bzw. Rekultivierungsflächen die Ertragsfähigkeit zu erhalten, sind Anbausysteme mit trocken-toleranten Ackerfrüchten notwendig, die sich in der Fruchtfolge mit Luzerne integrieren lassen und in der Lage sind, den residualen Stickstoff aus der N2-Fixierung zu verwerten. Um höhere Einnahmen für die landwirtschaftlichen Betriebe zu ermöglichen, müssen von den Ackerfrüchten auch die Blatt- und Stängelmasse einer Verwertung zugeführt werden. Erst über die Biogaserzeugung zusammen mit der Herstellung von ASL aus der Restverwertung von Pflanzenmaterial mit mäßigem Protein-, Energie-, und auch Rohfasergehalt für die Zellstoffgewinnung, steht über die duale Nutzung hinaus eine weitere ökonomische Alternative zu Verfügung. Für die bioökonomische Mehrfachnutzung ist es notwendig, die Restpflanze nach der Ernte so zu fraktionieren, dass neben der Ackerfrucht auch die Blatt- und Stängelmasse effektiv verarbeitet werden kann. Die trockentoleranten Fruchtarten Mais, Sorghum bicolor, Roggen und Hanf haben nicht nur rohfaserreiches Stängelmaterial, sondern sie können auch gut den residualen Sticksoff der Luzerne verwerten. Die Kichererbse bringt eine weitere Diversifizierung. Sie ist nicht nur die trockentoleranteste Körnerleguminose, sondern hat auch rohfaserreiche Stängel. Dem Teilvorhaben am ZALF kommt in der Modellierung der bioökomischen Mehrfachnutzung eine zentrale Stellung zu. Einerseits muss die Heterogenität der Ackerfrüchte dargestellt werden, andererseits müssen auch die einzelnen Pflanzenteile einheitlich untersucht werden. Um dies zu gewährleisten, müssen unterschiedliche Sorten der Ackerfrüchte Teil der Versuche sein, aber auch Varianten mit und ohne Beregnung, damit der Gesamtertrag in der Trockenmasse der Rohfaser- und Proteinertrag betrachtet werden kann. Zugleich muss eine Humusbilanz erstellt werden, damit die Abfuhr an Corg für die Verfahren der Zellstoffgewinnung abgeschätzt werden kann.