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Neue Wege der Stickstoffdüngung

Herkömmlich ausgebrachter Dünger, ohne den Reihenkulturen wie Kartoffeln und Mais nicht auskommen, belasten die Umwelt: Sie waschen ins Grundwasser aus und tragen zur Emission von klimaschädigendem Lachgas (NO-Emissionen ohne Ertragseinbußen vermindert. Dabei platziert eine Injektionsschar an den Sähmaschinen Wirkstoffdepots präzise und effizient direkt an die Pflanzenwurzeln und vermeidet so zusätzliche Ausfahrten, wie sie bei der konventionellen Nitratdüngung nötig sind. Sechs Partnerlandwirte erproben CULTAN in einem dreijährigen Feldversuch, den Wissenschaftler vom Technologiezentrum Wasser in Karlsruhe auswerten.

Projektdaten

Projektnummer 2008-02
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Landratsamt Breisg.-Hochschw., FB Landwirtschaft
Laufzeit bis Dezember 2011
Zuschuss 249.124

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Machbarkeitsstudie und Realisierungskonzept einer Wasserkraftanlage in historischem/denkmalpflegrischem Umfeld
Freiburg

Wasserkraftanlage Schwabentorwehr

Zahlreiche Anlagen in Freiburg erzeugen bereits umweltfreundlichen Strom aus Wasserkraft. Während das Potential für herkömmliche Anlagen jedoch weitgehend ausgeschöpft ist, lassen sich mit innovativen Ansätzen auch schwierigere Standorte für die Wasserkraft erschließen. In diese Kategorie fällt beispielsweise das Schwabentorwehr. Das historische Wehr unterhalb der Greiffeneckbrücke steht unter Denkmalschutz, so dass Standardlösungen dort nicht in Frage kommen. Die Lage an einem wichtigen Verkehrsknotenpunkt macht Bauarbeiten schwierig, weiterhin müssen die Planer auch Rücksicht auf den Fuß- und Radweg entlang der Dreisam nehmen. Eine Anlage im mehrstufigen Wehr mit einer Höhendifferenz von 2,5 Metern darf außerdem nicht zu laut sein, um Anwohner und Spaziergänger nicht zu stören. Eine Wasserkraftschnecke wie am Sandfang beispielsweise wäre in der Innenstadt zu laut. Im Auftrag der Stadt Freiburg untersuchte deshalb ein interdisziplinäres Expertenteam, ob eine Anlage am Schwabentorwehr machbar und wirtschaftlich ist. Die Studie, die der Inhalt des Innovationsfondsprojektes ist, berücksichtigt unter anderem den Denkmalschutz, die beengte Lage in der Innenstadt, das Stadtbild und ökologische Aspekte wie den Fischaufstieg. Auch falls am Standort letztendlich keine Anlage entsteht, können andere Kommunen die Studienergebnisse für ähnlich schwierige Verhältnisse im historischen Innenstadtbereich nutzen.

Pflanzenkohle als Maßnahme gegen Nitratauswaschung im Weinbau
Merzhausen

Pflanzenkohle im Weinbau

In der Landwirtschaft werden häufig stickstoffhaltige Dünger eingesetzt. Außerdem wird durch Bodenbearbeitungsmaßnahmen die Freisetzung von Stickstoff aus dem Boden, insbesondere aus dem Humus, gefördert. Je nach Bodenbeschaffenheit und Wetter wird dabei Nitrat in tiefere Bodenschichten und damit ins Grundwasser verlagert. Auch wenn Landwirte heutzutage wesentlich sparsamer und verantwortungsvoller mit Dünger umgehen, bleiben erhöhte Nitratwerte im Grundwasser ein Problem für die Wasserversorger. Badenova unterstützte schon mehrere Projekte, um die Nitratbelastung des Grundwassers zu reduzieren. In diesem Projekt wurde untersucht, ob sich Pflanzenkohle dazu eignet, Nitrat im Boden zu binden, so dass es verstärkt in den oberen Bodenschichten verbleibt und dennoch gut für die Pflanze verfügbar ist. Das Projektteam des Büros für Nachhaltigkeits-Projekte und des Staatlichen Weinbauinstituts Freiburg nutzt hierfür Pflanzenkohle-Kompost, der für den Öko-Anbau geeignet ist. Der Spezialkompost stammte aus einer vorherigen Kooperation zwischen Dr. C. Holweg und dem ROM-Kompostwerk. Für die Verkohlung selbst wurde das BiGchar-Verfahren aus Australien verwendet, das sich bereits in einem vorherigen Innovationsfondsprojekt bewährte. Als Material zur Herstellung der Kohle diente ausschließlich Landschaftspflegeholz und Gehölz aus Naturschutz- oder Rebflächen. Pflanzenkohle entsteht, wenn Biomasse – d.h. Holz oder andere pflanzliche Ausgangsstoffe – verkohlt wird. Das Herstellungsprinzip auf Grundlage von Hitzezufuhr und Sauerstoffentzug entspricht ganz dem von Holzkohle. In den vergangenen Jahren wurden die nützlichen aber auch die begrenzenden Eigenschaften verschiedener Pflanzenkohlen untersucht. Die gute Wasser- und Nährstoffbindekapazität der Pflanzenkohle führen zu Vorteilen für den Boden. Auch das Argument der Kohlenstoffsenke wird häufig genannt, da Pflanzenkohle durch ihre sehr lange Haltbarkeit CO2 lange gebunden hält. Wie genau sich Pflanzenkohle auf den Nitrathaushalt des Bodens und der Pflanzen in Rebenjunganlagen auswirkt, war zu Projektbeginn noch unbekannt. Das Projekt erforschte dies exemplarisch für den Weinbau, einer für Südbaden typischen landwirtschaftlichen Kultur. Auf Flächen der Wein- und Sektgüter Norbert Helde in Sasbach-Jechtingen, sowie Andreas Dilger in Freiburg St. Georgen und Heinrich Gretzmeier in Merdingen erprobte das Projektteam über drei Jahre hinweg verschiedene Versuchsanordnungen, maß regelmäßig die Nitratgehalte in verschiedenen Bodentiefen und verfolgte die Effekte auf Pflanzenwachstum und Bodenqualität. Besonders interessant war es herauszufinden, ob es mögliche Synergieeffekte zwischen Pflanzenkohle und Kompost gibt, wenn beide gemeinsam ausgebracht werden, denn die Pflanzenkohle speichert sowohl die im Kompost enthaltenen als auch die im Boden frei werdenden Nährstoffe und macht sie für die Wurzeln der Rebe verfügbar. Gleichzeitig ist so weniger Pflanzenkohle nötig. Ab April 2017 kam eine Fläche in Heitersheim (Julian Zotz) hinzu, auf der pure Pflanzenkohle zum Vergleich diente. Im Weinbau ist das Risiko, dass Nitrat ins Grundwasser ausgewaschen wird, in den Jahren und Jahrzehnten der Ertragsanlage bei der heutzutage üblichen Bewirtschaftung zwar gering, aber vor allem nach der Rodung alter Anlagen und im Pflanzjahr deutlich erhöht. Durch das Einbringen eines Pflanzenkohle-Substrates kurz vor oder während der Pflanzung von Reben kann eventuell der mögliche Nitrataustrag in das Grundwasser reduziert oder unterbunden werden. Um die Kosten für die Winzer gering zu halten, wurden die Substrate nur entlang der Rebzeilen, Gassen oder direkt ins Pflanzloch eingebracht. Als nitratbindender Stoff, der bei richtiger Anwendung der pflanzlichen Aufnahme nicht entgegensteht, bietet Pflanzenkohle einen Weg für einen nachhaltigeren Wein- und sonstigen Pflanzenbau, effizienteren Einsatz von Düngemitteln und reineres Grundwasser. Fachveranstaltungen und Begehungen auf den Versuchsflächen informierten über Fortschritte und Ergebnisse. Die drei wesentlichen Erkenntnisse aus dem Projekt sind: Im 1. Jahr der Rebenneuanlage bewirkte Pflanzenkohle eine N-Retention über die Wintermonate (im Kaiserstuhl, Jechtingen, bei einem Hektaraufwand von 7,2 t). Das Auswaschungspotenzial von Nitrat in das Grundwasser ist damit geringer. Die Wirkung dauerte in den Folgejahren an. Im 2. Standjahr wurden höhere Gehalte an N-Verbindungen im Most gemessen, die für die alkoholische Gärung und die Weinqualität wichtig sind. Dass hierfür schon eine Pflanzenkohlemenge von 7,2 t/ha ausreicht, die nur bei Rebzeilen nötig ist, bedeutet ökonomische Vorteile. Bei hoher Pflanzenkohledosis waren die Bodenwassergehalte deutlich erhöht. Gemahlen nimmt Pflanzenkohle mehr Wasser auf als ungemahlen. Die Vorbehandlung mit Grünschnitt-Kompost und eine tiefe Einarbeitung in den Boden (z.B. per Spatenmaschine) verbessert die Effektivität der Pflanzenkohleanwendung. Wie Rebstockkohle direkt im Feld durch einfachste Methoden zu Pflanzenkohle umgesetzt und dem Boden rückgeführt werden kann, zeigt ein erster Praxistest vom Februar 2019 bei Freiburg. Die Idee ist, den Aufwand über eine CO2-Kompensation zu tragen. Den Artikel dazu aus der DER WINZER 06/2019 finden Sie unter Downloads.