MIDAIR: Umweltökologische Auswirkungen einer Fruchtfolge bei unterschiedlicher Düngung und Bewirtschaftung
Projektleitung
Waltraud HEIN
Forschungseinrichtung
Direktion Raumberg-Gumpenstein
Projektnummer
10092Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft
Projektziele
Das Kyoto-Protokoll 1998 verpflichtet die EU Staaten zur Reduktion von Greenhouse Gasen um 8% von 2008-2012 auf der Basis von 1990 und bis 2005, dieses Ziel auch glaubhaft erreichbar darzustellen.
Aufgrund der EEA trägt die landwirtschaftliche Produktion, verteilt über die EU15, zu >40% bei den Methanemissionen und >50% bei den Lachgasemissionen bei. Lachgas entsteht beim Umsatz von Stickstoff aus der Düngung mit Mineral- und Wirtschaftsdüngern und der N2 Fixierung in landwirtschaftlichen Böden. Eine biologische Betriebsführung läuft auf geringerem Nährstoffniveau ab und lässt so auch geringere Nährstoffverluste erwarten. Die Basishypothese des MIDAIR Projektes lautet, dass kosteneffiziente Verminderungsstrategien in der Landwirtschaft auf Modellen gründen müssen, die Kohlenstoff- und Stickstoffflüsse zwischen allen Subsystemen in der landwirtschaftlichen Produktion berücksichtigen und Modelle mit regionalen und betriebsspezifischen Differenzen beinhalten.
MIDAIR hat zum Ziel, regional- und systemspezifische, kosteneffiziente GHG Verminderungsstrategien für biologisch und konventionell wirtschaftende Milchproduktionsbetriebe in Europa zu erarbeiten. Gumpenstein ist dabei in Langzeitmessungen von Lachgasmessungen auf einer inneralpinen Fruchtfolge von Milchbetrieben eingebunden. Diese Messungen sollen in vier weiteren Produktionsgebieten erfolgen (in Nordeuropa, im sogenannten „Kuhgürtel“, in mediterranen und in „anderen“ Temperaturbereichen). Die system- und regionalspezifischen Emissionsfaktoren werden dann für die Modellentwicklung verwendet.
Für diese umweltrelevanten Messungen wird ein Feldversuch der BAL Gumpenstein herangezogen, wobei neben den Lachgasmessungen noch weitere Parameter, wie Sickerwasser, erhoben werden.
Aufgrund der EEA trägt die landwirtschaftliche Produktion, verteilt über die EU15, zu >40% bei den Methanemissionen und >50% bei den Lachgasemissionen bei. Lachgas entsteht beim Umsatz von Stickstoff aus der Düngung mit Mineral- und Wirtschaftsdüngern und der N2 Fixierung in landwirtschaftlichen Böden. Eine biologische Betriebsführung läuft auf geringerem Nährstoffniveau ab und lässt so auch geringere Nährstoffverluste erwarten. Die Basishypothese des MIDAIR Projektes lautet, dass kosteneffiziente Verminderungsstrategien in der Landwirtschaft auf Modellen gründen müssen, die Kohlenstoff- und Stickstoffflüsse zwischen allen Subsystemen in der landwirtschaftlichen Produktion berücksichtigen und Modelle mit regionalen und betriebsspezifischen Differenzen beinhalten.
MIDAIR hat zum Ziel, regional- und systemspezifische, kosteneffiziente GHG Verminderungsstrategien für biologisch und konventionell wirtschaftende Milchproduktionsbetriebe in Europa zu erarbeiten. Gumpenstein ist dabei in Langzeitmessungen von Lachgasmessungen auf einer inneralpinen Fruchtfolge von Milchbetrieben eingebunden. Diese Messungen sollen in vier weiteren Produktionsgebieten erfolgen (in Nordeuropa, im sogenannten „Kuhgürtel“, in mediterranen und in „anderen“ Temperaturbereichen). Die system- und regionalspezifischen Emissionsfaktoren werden dann für die Modellentwicklung verwendet.
Für diese umweltrelevanten Messungen wird ein Feldversuch der BAL Gumpenstein herangezogen, wobei neben den Lachgasmessungen noch weitere Parameter, wie Sickerwasser, erhoben werden.
Berichte
Kurzfassung
In diesem Forschungsprojekt geht es um die umweltrelevanten Auswirkungen einer sechsschlägigen Fruchtfolge, die verschiedene Düngungsstufen bei biologischer und konventioneller Wirtschaftsweise beinhaltet. Standort für diesen Versuch ist die Landwirtschaftliche Fachschule Winklhof in Oberalm bei Hallein, wo die HBLFA Raumberg-Gumpenstein eine Außenstelle betreibt.
Der Standort liegt an der Schnittstelle zwischen den beiden Hauptproduktionsgebieten Hochalpen und Alpenvorland und stellt einen typischen Gründlandstandort dar, trotzdem steht er stellvertretend für einen Großteil dieser Produktionsgebiete. Ein dort schon angelegter ackerbaulicher Feldversuch wurde für dieses Projekt adaptiert und noch zusätzlich mit Lysimetern versehen.
Ziel dieses Projektes war, die Auswirkungen von unterschiedlichen Düngungsstufen in zwei unterschiedlichen Bewirtschaftungsformen auf Ertrag und Qualität der Ernteprodukte zu erheben und zusätzlich die umweltrelevanten Effekte wie Auswaschungsverluste und klimarelevante Gase mit zu erfassen.
Die Fruchtfolge umfasst Ackerkulturen, die klimatisch für das Anbaugebiet von Hallein und Umgebung geeignet sind: Sommerweizen mit Kleegraseinsaat, Kleegras mit 2 Jahren Nutzung, Winterweizen, Sommergerste und Kartoffeln. Beide Bewirtschaftungsformen, also biologisch und konventionell haben dieselbe Fruchtfolge. Die Düngungsstufen waren: 1,0 GVE/ha und 1,8 GVE/ha aus Wirtschaftsdüngern biologisch und als Vergleich 1,8 GVE/ha konventionell, wobei davon 1,0 GVE/ha auch aus Wirtschaftsdüngern stammt. Der Rest wird mineralisch ergänzt. Allerdings werden alle übrigen Pflegemaßnahmen nach den Richtlinien der biologischen Landwirtschaft durchgeführt. Grundsätzlich liegen diesen Düngermengen die Richtlinien für die sachgerechte Düngung des Fachbeirates für Bodenfruchtbarkeit und Bodenschutz zugrunde, wonach eine GVE/ha 60 kg anrechenbarem Stickstoff entspricht.
Zur Feststellung der klimarelevanten Auswirkungen dieser Wirtschaftsformen unter den gegebenen Voraussetzungen, und zwar im Speziellen das Lachgas, wurde dieses Forschungsprojekt mit einem EU-Projekt verknüpft, bei welchem es um die Reduzierung der Treibhausgase ging. Ein Teil dieses EU-Projektes (MIDAIR) wurde mit dem Düngungs-Fruchtfolge-Versuch in Winklhof kombiniert, bei dem ein Jahr lang in regelmäßigen Abständen die Lachgas-Konzentrationen bei allen Varianten gemessen wurde. Diese Messungen samt Probenaufarbeitung erfolgte durch eine wissenschaftliche Mitarbeiterin der Universität für Bodenkultur.
Zur Erfassung der Auswaschungsverluste ins Grundwasser wurde eine Lysimeteranlage durch die Spezialisten des IKT Petzenkirchen geplant und in Kooperation mit der LFS Winklhof und der BAL Gumpenstein errichtet. Diese Anlage besteht aus 6 verfüllten Schwerkraftlysimetern und je 6 Saugkerzenanlagen, wobei für jeweils drei dieser Messeinrichtungen ein gemeinsamer Schacht vorgesehen wurde. Die Lysimeter wurden derart eingebaut, dass die Parzellen mit Maschinen befahrbar sind.
Zusätzlich wurde noch eine Wetterstation mit Datenlogger installiert, welche die Lufttemperatur, Niederschlag, Windgeschwindigkeit und Luftfeuchte misst. Sowohl die Wetterstation als auch die Lysimeteranlage wurden im Herbst 2001 errichtet und gingen mit Jahresbeginn 2002 in Betrieb.
Was die Erträge betrifft, so muss deutlich gesagt werden, dass Winklhof kein typischer Ackerbaustandort ist und wegen der hohen Niederschlagsmengen einige Ackerkulturen in ihrer Bestandesführung problematisch sein können. Die Kornerträge beim Getreide sind sehr bescheiden und schwanken zwischen 9 und 40 dt/ha, wobei der Winterweizen am besten abschneidet. Die Sommergerste kann nur im Jahr 2002 und der Sommerweizen im Jahr 2003 an die Kornerträge des Winterweizens herankommen. Nur muss beim Sommerweizen auf jeden Fall die Kleegraseinsaat berücksichtigt werden. Bei den Kartoffeln reicht der Knollenertrag von 147 bis 370 dt/ha, wobei die Unterschiede zwischen den Düngungsvarianten nur sehr gering ist. Trotzdem bleibt die höhere Düngungsstufe eigentlich bei jeder Kultur weit hinter den theoretisch möglichen Erträgen zurück. Das hängt natürlich auch mit der Bonität des Standortes zusammen. Insgesamt kann aber erst nach Durchlaufen einer gesamten Rotation eine Bilanz über die Auswirkungen der Düngungsintensitäten innerhalb der Fruchtfolge bei unterschiedlichen Bewirtschaftungssystemen gezogen werden.