Schnellwachsende Gehölze wie Pappeln oder Weiden eignen sich in idealer Weise für die Gewinnung von Biofestbrennstoffen. Die in Kurzumtriebsplantagen angebauten Energiepflanzen weisen vorzügliche CO₂-Bilanzen auf. Aktuelle Ergebnisse eines Forschungsprojekts belegen, dass eine Stickstoffdüngung in den ersten vier Jahren nach der Pflanzung nicht nur entbehrlich, sondern ökonomisch wie ökologisch nicht zu vertreten ist. 

Welchen Einfluss hat eine mineralische Stickstoffdüngung auf den Ertrag und welche Umwelteffekte sind damit verbunden? Diese Fragen waren Gegenstand eines durch die Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR) geförderten Forschungsprojekts am Leibniz-Institut für Agrartechnik in Potsdam-Bornim. 

Seit 2008 wurde die Stickstoffdynamik des Bodens in einer neu angelegten Kurzumtriebsplantage mit Pappeln und Weiden analysiert. Der Fokus der Untersuchungen lag auf der Auswaschung von Stickstoff sowie den Emissionen von Lachgas (N₂O) aus dem Boden. Das klimaschädliche Lachgas wird insbesondere bei der Umsetzung von nicht benötigtem Stickstoff freigesetzt.   

Es zeigte sich, dass Weiden und Pappeln in den ersten vier Jahren nach der Pflanzung keine Mineralstickstoffdüngung für ihre Nährstoffversorgung benötigten. Die Pflanzen nutzten den über den Regenniederschlag eingetragenen Stickstoff sowie Vorräte im Boden. Eine Düngung mit 75 kg Stickstoff pro Hektar und Jahr resultierte nicht in höherem Biomassezuwachs, sondern führte zu erheblichen Auswaschungsverlusten im zweiten Anbaujahr. Knapp die Hälfte der Düngergabe wurde als Nitrat ausgewaschen. Die Emissionen des klimaschädlichen Lachgases stiegen um bis zu 0,2 kg N / ha * a.   

Aufgrund der ausbleibenden Ertragssteigerung und der negativen Umweltwirkungen ist eine Düngung mit mineralischem Stickstoffdünger in den ersten vier Jahren ökonomisch wie ökologisch nicht zu vertreten. Inwieweit dies für folgende Ernteintervalle zutrifft, bleibt noch zu klären. 
Als sinnvoll erwiesen sich dagegen Maßnahmen zur Unterdrückung der Begleitvegetation, die im Versuch nach zwei Jahren zu einer Ertragsverdoppelung führten. Kurzumtriebsplantagen binden Kohlenstoff in ihrer Biomasse. Sie liefern damit nicht nur einen CO₂-neutralen Energieträger, sie leisten auch einen Beitrag zur Minderung von Treibhausgasemissionen, insbesondere von N₂O und CO₂. 

Die Ergebnisse bestätigen Studien aus mehrjährigen Feldversuchen, die das ATB seit 1994 auf einem Versuchsfeld mit Pappeln und Weiden im zwei- und vierjährigen Kurzumtrieb in Potsdam durchgeführt hat. Darüber hinaus arbeitet das ATB an der Entwicklung neuartiger Technologien für die Ernte und Lagerung von Biomasse aus Kurzumtriebsplantagen. Ein vielversprechender Mähhacker für den Anbau an herkömmlichen Traktoren wird derzeit im Praxiseinsatz erprobt.   

Die Forschung des Leibniz-Instituts für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB) zielt auf die ressourceneffiziente Nutzung biologischer Systeme zur Erzeugung von Lebensmitteln, Rohstoffen und Energie in Anpassung an Anforderungen von Klimaschutz und Klimawandel. Zu diesem Zweck entwickelt das ATB verfahrenstechnische Grundlagen für eine nachhaltige Landbewirtschaftung und stellt innovative technische Lösungen für Landwirtschaft und Industrie bereit. Eine der zentralen Aufgaben ist es, die wirtschaftlichen und sozialen Auswirkungen der eingesetzten Verfahren über die gesamte Wertschöpfungskette zu analysieren - vom Feld bis zum Verbraucher.   

Kontakt:

Dr. Jürgen Kern  
Koordinator des Forschungsprogramms „Stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse“             

Helene Foltan 
Öffentlichkeitsarbeit