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Erste Zwischenergebnisse des Projekts Bioenergy-
Silphium und Beflugerhebungen am Standort Wien
Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 3. u. 4. April 2014
Dr. Josef Mayr
Institut für Saat- und Pflanzgut, Pflanzenschutzdienst und Bienen Abt. Bienenkunde und Bienenschutz
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Bioenergy-Silphium
Vortragsinhalte:
• Die Pflanze – Silphium perfoliatum L.
• Das Projekt Bioenergy-Silphium
• Zwischenergebnisse
• Schlussfolgerung
• Ausblick für 2014
2 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
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Die Pflanze Silphium perfoliatum L.
3 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
Kurzbeschreibung
Bezeichnung: Durchwachsene Silphie, Becherpflanze,
Silphium perfoliatum L.
Systematik: Fam. Asteraceae (Korbblütler)
Herkunft: Südosten Kanadas bzw. Osten der USA, kam im 18. Jhdt. nach Europa
Botanik: ausdauernd; im 1. Jahr nur Rosettenbildung!
Stängel: vierkantig, an der Basis verwachsene Blätter - Becherpflanze
TKG Samen: niedrig (14 Gramm)
Ansprüche: gering an Standort- und Wasser
Wuchshöhe: 2-3 m
Foto: Gansberger, AGES
Foto: Gansberger, AGES
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Die Pflanze Silphium perfoliatum L.
Kurzbeschreibung - Produktion
Bestandesbegr.: Auspflanzung
Kulturführung: im Auspflanzjahr - keine Düngung notwendig, Unkrautregulierung besonders wichtig
in den Nutzungsjahren - Düngung notwendig, keine Unkrautbekämpfung
Nutzung: Nutzung mindestens 10 Jahre möglich!
• Ursprünglich als Futter und Zierpflanze
• Biomasse für Biogas Ethanol Produktion Thermische Verwertung
• Bienenweide
Erträge: Literatur: 10 bis 26 Tonnen TM/ha und Jahr Österreich: siehe Ergebnisse
Ernte/Lagerung: wie bei Silomais
4 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
Standort Grabenegg, 22.07.2013 Foto: Mayr, AGES
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Das Projekt Bioenergy-Silphium
Projekttitel:
„Erhöhung der Biomasseproduktion durch Silphium perfoliatum L. zur energetischen Verwertung in Österreich.“
Akronym: „Bioenergy-Silphium“
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Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms „NEUE ENERGIEN 2020“ durchgeführt.
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Das Projekt Bioenergy-Silphium
Projektpartner: AGES - Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH
BOKU - Universität für Bodenkultur
Biogas Strem Errichtungs- und Betriebs GmbH & Co KG
Projektlaufzeit: 01.04.2012 bis 31.03.2015
Finanzierung: Klima- und Energiefonds: 60%
Eigenmittel Projektpartner: 40%
6 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
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Das Projekt Bioenergy-Silphium
Projektziele: • Bestandesetablierung an 4 Standorten
• Aufbereitung und Optimierung des Saatgutes zur Aussaat mit einer herkömmlichen Sämaschine
• Erhebung von Parametern zur Optimierung der Kulturführung
• Untersuchung ausgewählter umweltrelevanter Parameter
• Erhebung des Energiepotentials zur Biogas-, Bioethanolerzeugung und thermischen Verwertung
• Ökonomische Evaluierung im Vergleich mit anderen Energiepflanzen (im Besonderen mit Silomais)
7 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
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Material und Methoden Auspflanzung: mit vorgezogenen Jungpflanzen;
Pflanzverband 50 x 50 cm, 4-reihige
Becherpflanzmaschine; Ende Mai 2012
Pflanzenschutz: Unkrautregulierung mechanisch (händisch)
Düngung: Erstes Vegetationsjahr keine Düngung
Zweites Vegetationsjahr wie bei Mais
(Ausnahme Strem - keine Düngung)
Ernte: ab dem zweiten Vegetationsjahr,
Erntetechnik wie bei Silomais
Das Projekt Bioenergy-Silphium
8 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
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Material und Methoden
Versuchsstandorte:
Ackerbaulich begünstigte Produktionsgebiete
Grabenegg, Gemeinde Ruprechtshofen (NÖ) Alpenvorland (AGES Referenzstation „Nordalpin“)
Hirschstetten (Wien) Niederösterreichisches Flach- und Hügelland (AGES Referenzstation
„Pannonikum“)
Strem, Gemeinde Güssing (B) Südöstliches Flach- und Hügelland (Praxisversuch)
Randlage des Ackerbaues
Schönfeld, Gemeinde Göpfritz/Wild (NÖ) Mühl- und Waldviertel (AGES Referenzstation „Nordalpin-Baltikum“)
Das Projekt Bioenergy-Silphium
9 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
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Ergebnisse Erstes Vegetationsjahr (2012)
Bestandesetablierung: arbeits- und kostenintensiv!
Auspflanzung: Probleme: teilweise unzureichend verankerte Setzlinge, Pflanzenballen zu klein und unzureichend durchwurzelt
- händische Korrektur (Nachpflanzung) erforderlich - Setzlinge mit festen, gut durchwurzelten Pflanzballen wichtig - gut vorbereitetes Pflanzbeet notwendig
Bewässerung: - bei Trockenheit nach der Auspflanzung von Vorteil
Pflanzenschutz: - Unkrautregulierung mehrmalig (2-5 mal, bis Anfang August) - Schädlingsbefall unauffällig - Pflanzenkrankheiten unauffällig
Düngung: - nicht erforderlich – da nur schwache Jugendentwicklung
Bodenbedeckung: Bereits Anfang Oktober geschlossene Bestände in
Grabenegg, Schönfeld und Hirschstetten (Bodenbedeckungsgrade von 98,47 bis 99,00%), in Strem 54,1%
10 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
Grabenegg, 19.10.2013 Foto: Gansberger, AGES
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Auspflanzung Strem, 26.05.2012 Foto: Gansberger, AGES
Ergebnisse Erstes Vegetationsjahr (2012)
Auspflanzung Schönfeld, 23.05.2012 Foto: Gansberger, AGES
Auspflanzung
• Mit herkömmlichen Becherpflanzmaschinen
• händisches Nachpflanzen erforderlich
11 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014
Josef Mayr
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Ergebnisse Erstes Vegetationsjahr (2012)
Unkrautbekämpfung • im Auspflanzjahr 2 bis 5 mechanische Unkrautbekämpfungen notwendig • in den Folgejahren keine Unkrautbekämpfung notwendig
12 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014
Josef Mayr
Strem, 1.08.2012 Foto: Legath, Biogas Strem
Hirschstetten, 11.07.2012 Foto: Mayr, AGES
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Ergebnisse Zweites Vegetationsjahr (2013):
Pflanzenschutz: Unkrautregulierung nicht notwendig Schädlingsbefall unauffällig Pflanzenkrankheiten unauffällig
Düngung: wie bei Mais
Bodenschutz: frühzeitig geschlossene Bodenbedeckung (Blattflächenindex) von Ende März bis Ende September
13 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
BFI > 1!
Bodenschutz über einen langen Zeitraum gegeben!
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Ergebnisse
Zustand der Versuchsflächen zu unterschiedlichen Zeitpunkten
14 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
Hirschstetten, 06.05.2013 Foto: Gansberger, AGES
Hirschstetten, 17.05.2013 Foto: Mayr, AGES Grabenegg, 28.06.2013
Foto: Mayr, AGES Hirschstetten, 28.06.2013 Foto: Mayr, AGES
Grabenegg, 22.07.2013 Foto: Mayr, AGES
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Ergebnisse Zweites Vegetationsjahr (2013):
Blühbeobachtungen
Blühbeginn: 20. Juni Hirschstetten 26. Juni Grabenegg und Strem 10. Juli Schönfeld
Vollblüte Bestand: 2 Wochen nach Blühbeginn
Blühdauer: ca. 2,5 Monate - trotz Hitze und Trockenheit waren bei der Ernte (Mitte September) noch Einzelblüten vorhanden
15 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
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Ergebnisse Zweites Vegetationsjahr (2013):
Blühbeobachtungen
16 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
Wien, 11.07.2013 Foto: Schraml
Wien, 16.07.2013 Foto: Schraml Wien, 23.07.2013
Foto: Schraml Wien, 11.07.2013 Foto: Schraml
Wien, 01.08.2013 Foto: Schraml
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Ergebnisse Zweites Vegetationsjahr (2013):
Biomasseerträge
17 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
17.878
14.759 13.838
10.032
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
Grabenegg Schönfeld Hirschstetten Strem, Praxisversuch
Silphium, Mais Trockenmasseerträge (kg/ha)
Silphium-Septemer 2013
Mais 2013
Mais (5 Jahresdurchschnitt)*
*Ergebnisse: Durchschnitt 2008-2012 Grabenegg: AGES Sortenwertprüfung Schönfeld: AGES Sortenwertprüfung Hirschstetten: BOKU Versuchswirtschaft Groß Enzersdorf Strem: Fachschule Güssing
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Ergebnisse
18 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
Zustand der Versuchsflächen im Juli 2013
Grabenegg, 22.07.2013 Foto: Gansberger, AGES
Hirschstetten, 11.07.2013 Foto: Mayr, AGES
Schönfeld, 18.07.2013 Foto: Weinhappel, AGES
Strem, 3.07.2013 Foto: Legath, AGES
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Ergebnisse Zweites Vegetationsjahr (2013):
19 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
Strem, 3.07.2013 Foto: Legath, Biogas Strem
Strem, 3.07.2013 Foto: Legath, Biogas Strem
Strem, 3.07.2013 Foto: Legath, Biogas Strem
Strem, 3.07.2013 Foto: Legath, Biogas Strem
Erntetechnik
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Ergebnisse Zweites Vegetationsjahr (2013)
Blüten-Beflugzählungen Silphie, Luzerne, Sonnenblume
Projektergänzende Arbeiten (Bachelorarbeit BOKU)
Sheila Greistorfer, Stefan Wildzeiss Betreuerin: Dr. Bärbel Pachinger
Datenerhebung: Anzahl Bütenbesucher/m² 10 min Beobachtungszeit 3 Termine, 3 Wiederholungen
20 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
Hirschstetten, 11.07. 2013 Foto: Mayr, AGES
Hirschstetten, 25.07.2013 Foto: Mayr, AGES
Hirschstetten, 11.07.2013 Foto: Mayr, AGES
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Ergebnisse Zweites Vegetationsjahr (2013)
Blüten-Beflugzählungen Silphie, Luzerne, Sonnenblume
21 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
41
15
6
1
5
1
4
0
29
5 7
0
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Silphie Luzerne Sonnenblume
Durchschnittliche Menge an Blütenbesuchern Hummeln, Wildbienen, Honigbienen, Andere Blütenbesucher
Honigbiene Wildbienen Hummeln Andere Blütenbesucher
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Erstes Vegetationsjahr
Auspflanzung
Bewässerung
Unkrautregulierung
Schädlingsbekämpfung
Krankheitsbekämpfung
Düngung
Zweites Vegetationsjahr
Unkrautregulierung
Schädlingsbekämpfung
Krankheitsbekämpfung
Düngung
Biomasseertrag
Bodenschutz
Blühdauer
Bienenbeflug der Silphium-Blüten
Ergebnisse Zusammenfassung
22 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
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Schlussfolgerung
• Silphium perfoliatum L. ist eine ausdauernde Pflanze mit jährlich hohen Biomasseerträgen.
• Im ersten Vegetationsjahr ist ein hoher Aufwand für die Bestandesetablierung (Auspflanzung, Unkrautbekämpfung) notwendig.
• Ab dem zweiten Vegetationsjahr sind nur mehr Düngung und Ernte erforderlich.
• In der ökonomischen Bewertung von Silphium gegenüber einjährigen Energiepflanzen muss der geringe Aufwand in den weiteren Nutzungsjahren (über 10 Jahre möglich) berücksichtigt werden.
• Der Boden ist über einen lange Zeitraum durch eine geschlossene Pflanzendecke geschützt.
• Die attraktiven Blüten von Silphium perfoliatum L. geben speziell für Honigbienen ein zusätzliches Nahrungsangebot für einen langen Zeitraum.
23 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
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Ausblick 2014
Geplant sind:
• Umfassende Labor- und Feldversuche zur Optimierung des Saatgutes für eine Feldaussaat mit herkömmlichen Sämaschinen
• Weitere Ermittlungen von Ertragsdaten auf allen Versuchsflächen
• Erhebungen von Parametern zur Optimierung der Kulturführung
• Beurteilung des Energiepotentials für die Biogas- und Bioethanolerzeugung sowie die thermische Verwertung
• Untersuchungen ausgewählter umweltrelevanter Parameter (Stickstoffbindung bzw. -verlagerung im Boden, CO2-Senkepotential, CO2-Emissionen,
Infiltrationsrate)
• Eine ökonomische Bewertung im Vergleich zu anderen Energiepflanzen
24 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
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25 Bienenkonferenz „Meet the Bees“ - Global 2000, 4.April 2014 Josef Mayr
Weitere Informationen unter: http://www.ages.at/ages/landwirtschaftliche-sachgebiete/saat-und-pflanzgut/projekte-und-studien/bioenergy-silphium