Vergleichende untersuchungen zum umweltverträglichen und energieeffizienten anbau von energiepflanzen

Abstract

Auf sandigem Boden wurden 10 für die Verbrennung geeignete Energiepflanzenarten über einen Zeitraum von 6 Jahren unter praxisnahen Bedingungen angebaut und dabei Ertrag, Energiegewinn und umweltrelevante Stoffe in Pflanze und Boden bestimmt. Die Düngung erfolgte in 4 Varianten von 0 bis 150 kg N/ha und mit Holz‐ und Strohasche. Auf Pflanzenschutzmittel wurde gänzlich verzichtet. Die Ergebnisse zeigen, daß mit Ausnahme von Topinamburkraut und Gehölzen mit Untersaat die Erträge im Bereích von 8,5 bis 11,8 t_TM/ha liegen und eine Verringung der Stickstoffgabe von 150 auf 75 kg N/ha nur geringfügige Ertragseinbußen zur Folge hat. Ohne Düngung fallen die Erträge nach 6 Jahren um 20 bis 40% ab, ausgenommen Pappel (ohne Untersaat), die mit 8,9 t_TM/ha ähnlich hohe Erträge wie mit Düngung erreicht. Die Gehalte der emissions‐ und feuerungstechnisch relevanten Pflanzennährstoffe, wie Stickstoff, Kalium, Schwefel und Chlor, sind bei Pappel und Weide deutlich geringer als bei Knaulgras, Roggen, Triticale und Hanf. Eine Stickstoffgabe von 150 kg N/ha bewirkt eine absolute Zunahme des Stickstoffgehaltes der Pflanzen um 0,1 bis 0,3%. Durch Düngemittel und energiebedingte Immissionen eingetragene Schwermetalle, wie Kadmium, Blei, Kupfer und Zink, werden in unterschiedlichem Maße absorbiert. Die Gehölze nehmen verstärkt Kadmium und Getreide verstärkt Kupfer auf. Hohe Energieerträge werden mit Hanf, Pappel und Winterroggen erzielt. Auch bei reduzierter Stickstoffdüngung und mit Pappel selbst bei Nulldüngung werden Nettoenergiegewinne von über 3.200 Liter Öläquivalent pro Hektar und Jahr erreicht.

On a sandy soil 10 different energy plant species were cultivated under practical conditions for a period of 6 years while determining yield, energy profit and environmentally relevant substances in soil and plants. Each species was fertilised in 4 different ways from 0 to 150 kg N/ha and with wood and straw ashes. No pesticides were applied. The results show, that with the exception of stems of Jerusalem artichoke and of short rotation coppice without under seed the yields range between 8.5. and 11.8. t_DM/ha and that a reduction of nitrogen application from 150 to 75 kg N/ha merely results in a small yield depression. In case of non‐fertilisation, the yields fall by nearly 20 to 40% after 6 years, except poplar (without under seed), which renders similar yields as with fertilisation (8.9 t_DM/ha). The content of emission and combustion relevant plant nutrients, such as nitrogen, potassium, sulphur and chlorine, is significantly lower in poplar and willow than in cocksfoot gras, rye, triticale and hemp. An application rate of 150 kg N/ha results in an absolute increase of the nitrogen content of plants by 0.1 to 0.3%. Heavy metals accumulated from fertilisers and energetical generated pollutants, such as cadmium, lead, copper and zinc, are absorbed to a different degree. Trees preferably assimilate the cadmium and cereals the copper. High energy yields are obtained from hemp, poplar and winter rye. A reduced nitrogen fertilization—and in case of poplar even non‐fertilisation—results in an energy profit of more than 3200 litres oil equivalent per hectare and year.

Stichwörter:

• Energiepflanze
• Ertrag
• Düngung
• Nährstoff
• Schwermetall
• Energie

Keywords:

• Energy plant
• Yield
• Fertilisation
• Nutrient
• Heavy metal
• Energy

Notes

Corresponding author, e‐mail: vscholz@atb‐potsdam.de