Projekt 12107/01

Energiebilanzen im Ackerbau – Betrachtung ihrer Möglichkeiten und Grenzen am Beispiel des Göttinger INTEX-Projektes

Projektdurchführung

Georg-August-Universität GöttingenForschungs- u. Studienzentrum Landwirtschaft und UmweltInstitut für Agrartechnik
Am Vogelsang 6
37075 Göttingen

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Anhand von Daten des Verbundprojektes INTEX, in dem am Beispiel von Rapsfruchtfolgen großflächige Ackerbausysteme verschiedener Intensität umgesetzt waren, wurden Energiebilanzen erarbeitet. Die Methode der Energiebilanzierung wurde in einer konkreten Anwendung geprüft und die Ergebnisse der Energiebilanz als beschreibende Größe für den Ressourcenverbrauch in den verschiedenen Anbausystemen dargestellt. Aus verschiedenen anderen Arbeitsbereichen des Verbundprojektes lagen darüber hinaus Ergebnisse zu ökologischen Auswirkungen der Anbausysteme vor. In einem Vergleich mit den Ergebnissen der Energiebilanz wurde geprüft, ob es Parallelen bei den Aussagen gibt und ob die Energiebilanz, als vergleichsweise einfach zu standardisierende ökologische Betrachtung, als Stellvertretergröße für die Abschätzung anderer ökologischer Wirkungen im Ackerbau genutzt werden könnte.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZunächst wurden möglichst zuverlässige energetische Bewertungen (Energieäquivalente) für jeden landwirtschaftlichen Produktionsfaktor ermittelt. Der Einfluss einzelner Inputgrößen und Bewertungsmethoden wurde mit Datensätzen unterschiedlicher Autoren anhand der INTEX-Anbaudaten überprüft und ein optimierter Datensatz ermittelt. Neben einer detaillierten Ermittlung der einzelnen Energieinputs und der Energieverbrauchsstruktur (Energieeinsatz unterteilt nach Arbeitsabschnitten oder Verbrauchsgruppen) wurden auch weitere Kriterien und Kenngrößen auf ihre Aussagekraft in der Energiebilanzauswertung überprüft (z.B.: MJ Energieinput je kg Trockensubstanzertrag, je kg erzeugtem Rohprotein oder je Getreideeinheit) sowie traditionelle Bilanzkriterien wie Energieintensität, Energiegewinn und Energieeffizienz bestimmt. Durch die breite Produktionsdatenbasis aus dem INTEX-Projekt (Anbausysteme: Ordnungsgemäß, Integriert, Integriert-pfluglos, Standorte: Reinshof als Ackerbau-Gunststandort, Marienstein als Ackerbau-Grenzstandort, zwei Projektphasen: 1990-94, 1995-98, Einzelflächenbezug bei allen Daten) ergaben sich verschiedene Auswertungsebenen. Abschließend wurden die Aussagen der Energiebilanz mit den bisher durchgeführten Systembetrachtungen anderer INTEX-Arbeitsgruppen verglichen.


Ergebnisse und Diskussion

Wird der Energieeinsatz flächenbezogen betrachtet [MJ (ha a)-1], wiesen die Integrierten Systeme meist einen geringeren Einsatz auf. Die Energieintensität [MJ GE-1], die sich aus der ertragsbezogenen Be-trachtung ableitet, war in den integrierten Systemen am Standort Marienstein, bedingt durch stärkere Ertragseinbußen, stets höher als im System Ordnungsgemäß, d.h. in Integriert wurde mehr Energie für die Erzeugung einer Getreideeinheit aufgewendet. Die Produktivität, dargestellt als Netto-Energiegewinn [MJ (ha a)-1], war in Abhängigkeit von Fruchtart und Standort unterschiedlich: Während sie in Reinshof mit Raps und Hafer zwei Früchte der integrierten Systeme im Mittel höher war als im System Ordnungsgemäß, war sie in Marienstein in den integrierten Systemen aufgrund der vergleichsweise höheren Ertragseinbußen aller Feldfrüchte deutlich geringer als in Ordnungsgemäß. Diese Unterschiede bestätigten sich auch in den anschließend gebildeten Produktivitätsindikatoren (Energieintensität/Netto-Energieertrag) als Zusammenführung von ertragsspezifischem Energieeinsatz mit der Flächenleistung: in Reinshof waren die Werte stets niedriger, d.h. günstiger als in Marienstein. Weniger energieintensive Fruchtarten, z.B. Hafer, waren bei guten Erträgen besonders vorteilhaft. Die erfolgreichste Maßnahme für die Verringerung des Energieaufwands war denn auch eine Erweiterung der Fruchtfolge in den Integrierten Systemen um diese Fruchtart. Insbesondere durch den Ersatz der Fruchtart Gerste durch Hafer und seine Stellung in der Fruchtfolge nach Winterraps waren wegen der dann stark verringerten Stickstoffdüngung Energieeinsparungen zu erzielen. Ein weiteres Einsparpotential stellte die reduzierte Bodenbearbeitung im System Integriert-pfluglos dar, allerdings gepaart mit Ertragseinbußen gegenüber Ordnungsgemäß. Der besonders im System Integriert (mit Pflugeinsatz) reduzierte Einsatz von Pflanzenschutzmitteln, hatte demgegenüber nur einen geringeren Einfluss auf die Höhe des Gesamtenergieaufwands.
Eine Berechnung der Energiebilanzen mit fünf anderen energetischen Basisdatensätzen ergab zwar deutliche Unterschiede in den absoluten Zahlen, aber eine weitgehende Übereinstimmung der Bilanzergebnisse hinsichtlich der Systemrangfolgen.
Im Vergleich der Ergebnisse der Energiebilanz mit anderen ökologischen Auswertungen des INTEX-Projekts (N-Bilanz, Regenwurmpopulation, Unkrautvorkommen) fanden sich nur geringe Übereinstimmungen in den Systemrangfolgen. Wenn überhaupt, waren in diesem Zusammenhang nur Vergleiche zwischen speziellem Energieeinsatz (Teilbilanzen) und den o. g. ökologischen Kenndaten aussagekräftig.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Eine Liste der Veröffentlichungen findet sich unter www.uni-goettingen.de/zlu, ®Publikationen, ®INTEX, ®Energie
Ausgewählte Energiebilanz-Ergebnisse wurden auf folgenden Veranstaltungen vorgestellt:
- DBU-Sommerakademie, St. Marienthal, 1998.
- Expertenworkshop LCANet Food, Den Haag, 1999.
- Pflanzenbautagung, Göttingen, 1999.
- INTEX-Abschlusstagung Ackerbau in der Kulturlandschaft, Göttingen, 1999.
- Internationale Tagung Entwicklung ökologisch und ökonomisch nachhaltiger Landnutzungssysteme in Agrarlandschaften, Wetzlar, 1999.
- Workshop Nachhaltige Landwirtschaft der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft, Braunschweig, 1999.
- Internationale Tagung Sustainable Energy, Wageningen, NL, 2000.
- VDLUFA-Tagung, Hohenheim, 2000.
20. Dt. Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung, Hohenheim, 2000.


Fazit

Die Möglichkeiten der Energiebilanzierung konnten im Rahmen des Projekts aufgezeigt werden. Für die Anwendungen wurde ein detailliertes, auf INTEX zugeschnittenes Energiebilanzprogramm mit umfassenden Hintergrunddaten entwickelt. Für die vergleichende Bewertung von Ackerbausystemen anhand von Ergebnissen der Energiebilanzen sind verschiedene selektive Betrachtungen notwendig. Die Untersuchungen von Zusam-menhängen zwischen Energiebilanz und anderen ökologischen Auswirkungen brachten methodische Probleme bezüglich unterschiedlicher Erhebungs- und Auswertungsebenen mit sich, die nur z.T. gelöst werden konnten. Die Betrachtungen zeigten, dass Energiebilanzen eine wichtige Größe zur ökologischen Charakterisierung von Ackerbausystemen sind, dass sie sich aber nicht ohne weiteres als Stellvertretergröße für komplexere ökologische Wirkungen eignen.