Messung und Bilanzierung von Stoffströmen in Agrar-Systemen zur Treibhausgas-Emissions-Reduktion (Kurztitel: Master)

Projektpartner: Technische Universität München (TUM), Thünen-Institut für Agrarklimaschutz (TI), Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG)

Leitung: Prof. Dr. Kurt-Jürgen Hülsbergen

Bearbeitung: 
TUM/ÖL: Felizitas Winkhart, Thomas Baumgartner, Harald Schmid

Laufzeit: 03/2019 – 06/2022

Förderung: Die Förderung des Vorhabens erfolgt aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages. Die Projektträgerschaft erfolgt über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) als Projektträger des BMEL für das Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe.

Kurzbeschreibung
Ziel des Projektes ist die Erweiterung des Wissenstandes zu Treibhausgas-Emissionen, zur Kohlenstoff- und Stickstoffdynamik in Rohstoffpflanzen-Anbausystemen als Grundlage für die Ableitung praxisanwendbarer, standortspezifischer THG-Minderungsstrategien. Hierzu werden in Dauerversuchen N₂O-Emissionen gemessen und Prozesse der Treibhausgasbildung analysiert.

Die Anbausysteme werden hinsichtlich ihrer Kurz- und Langzeitwirkungen auf Bodenfruchtbarkeit und Bodenprozesse, Ertragsbildung und Produktqualität sowie Umwelt, Klima und Ressourceneffizienz analysiert. Die Messung von N₂O-Flüssen dient der Aufklärung von Mechanismen und Einflussfaktoren auf die N₂O-Bildung. Eine Innovation besteht darin, die Analyse der N-Dynamik und der N₂O-Flüsse mit C-Umsatzprozessen der Böden zu verbinden. Die N₂O-Messdaten dienen zudem der Modellvalidierung. Die Analyse der Langzeitdynamik der Humus- und Kohlenstoffvorräte erlaubt die Ableitung von Humusreproduktionskoeffizienten für Energiepflanzen und Gärreste.

Das Projekt soll Beiträge zu den fachspezifischen Förderthemen leisten: 

• Bodenfruchtbarkeit und Bodenprozesse (Humus- und Stickstoffdynamik, biologische Aktivität, Bodengefüge),
• Ertragsbildung und Produktqualität (Fruchtarten- und Fruchtfolgeertrag, Biomassebildung, Stickstoffaufnahme, Energiebindung),
• Umwelt- und Klimawirkungen sowie Ressourceneffizienz (N₂O-Emissionen, C-Sequestrierung, THG-Bilanz, Energie- und Stickstoffeffizienz, Landnutzungseffizienz). 

Es erfolgt eine Erweiterung des Standes von Wissenschaft und Technik zum klimaschonenden Anbau von Rohstoffpflanzen durch die Erarbeitung von Ansätzen für Treibhausgasminderungen im Hinblick auf: 

• die Fruchtartenwahl und die Fruchtfolgegestaltung. Im Projekt werden die wichtigsten Rohstoffpflanzen in Deutschland in verschiedenen Fruchtfolgen hinsichtlich ihres Ertrags- und Energiebindungspotenzials, der THG-Emissionen und der C-Sequestrierung untersucht.
• den Einsatz mineralischer und organischer Düngemittel. Im Projekt werden Kurzzeit- und Langzeitwirkungen von Gärresten, unterschiedlichen mineralischen und organischen Düngern auf die THG-Flüsse und die C-Sequestrierung geprüft sowie Schlussfolgerungen zum klimaschonenden Düngereinsatz gezogen.
• mikrobielle Prozesse zur Entstehung von Feldemissionen und Speicherung von Kohlenstoff. Im Projekt werden in Feldversuchen Prozesse der Boden-C- und N-Dynamik, insbesondere Immobilisation, Mineralisierung, Nitrifikation und Denitrifikation untersucht. Im Fokus steht dabei die angestrebte Speicherung von Kohlenstoff im Boden und die zu mindernde Freisetzung von Lachgas, die durch Interaktionen der beteiligten Prozesse beeinflusst werden.