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Nexus Ressourceneffizienz und Landnutzung - Ansätze zur mehrdimensionalen umweltpolitischen Bewertung der Ressourceneffizienz bei der Biomassebereitstellung

Natürliche Ressourcen und Ökosystemleistungen sind unsere Lebensgrundlagen. Ihre Nutzung kann durch Erhöhung der Ressourceneffizienz optimiert werden. Zahlreiche Indikatoren zur Beschreibung der Inanspruchnahme natürlicher Ressourcen weisen allerdings darauf hin, dass trotz erhöhter Effizienz, Nachhaltigkeitsgrenzen über schritten werden. Dieser Bericht präsentiert einen methodischen Ansatz der mehrdimensionalen Bewertung der Inanspruchnahme natürlicher Ressourcen bei der Biomassebereitstellung. Dazu wurden zunächst Ansätze zur Effizienzbewertung der Biomassebereitstellung und Landnutzung sowie bestehende Konzepte zur Bewertung von Ökosystemleistungen erfasst und analysiert. Der Bericht stellt einen im Vorhaben entwickelten methodischen Ansatz zur Bewertung der Ressourceneffizienz der Bio-massebereitstellung anhand von Beispielen aus der Land- und Forstwirtschaft vor, die nachhaltige Ressourcenleistung.Diese ergibt sich aus der in einem gemeinsamen Bezugssystem skalierten Inanspruchnahme natürlicher Ressourcen und dem normalisierten Nutzen von Ökosystemleistungen. Zur Anwendung und zum Test des Ansatzes wurden für die Umweltdimensionen Luft, Wasser, Boden und Biodiversität verschiedene Indikatoren ausgewählt. Mit Hilfe von Modellen wurden beispielhaft verschiedene Produktionssysteme aus der Land- und Forstwirtschaft simuliert und alternative Szenarien anhand des Ansatzes bewertet. Szenarien des Pflanzenbaus und der Tierhaltung beschreiben einen Intensitätsgradienten von der konventionellen Marktfrucht- und Milchproduktion zu extensiveren Varianten und die Auswirkungen auf Humusbilanz, Stickstoffsaldo und anderen Umweltindikatoren. Beispiele aus der Forstwirtschaft betrachten den möglichen Waldumbau von Nadelbaumbeständen und Naturschutzszenarien in Buchenwäldern und Änderungen in Produktivität, Totholzvorräten, Bestandesstrukturen und weiteren Indikatoren. Die nachhaltige Ressourcenleistung erlaubt eine Differenzierung und Bewertung der vorgestellten Szenarien. Dabei kommt der Skalierung der Indikatoren eine wichtige Rolle zu. Annahmen zu Grenz- und Schwellenwerten bei der Skalierung müssen transparent und der Bewertungsmaßstab einheitlich sein, sollen Produktionssysteme und Szenarien untereinander und über die Zeit bezüglich ihrer nachhaltigen Ressourcenleistung miteinander verglichen werden. Quelle: Forschungsbericht

EU-Agrarpolitik: „Greening“ brachte kaum Verbesserung für Umwelt

EU-Agrarpolitik: „Greening“ brachte kaum Verbesserung für Umwelt Mit der Einführung des „Greenings“ im Rahmen der Reform der Gemeinsamen Agrarpolitik (GAP) im Jahr 2013 sollte die Wasser- und Bodenqualität verbessert, das Klima geschützt und die Biodiversität erhöht werden. Das wurde nur zu sehr kleinen Teilen erreicht und gleichzeitig teuer erkauft. Dies zeigt eine Untersuchung des Thünen-Instituts im Auftrag des Umweltbundesamtes. Seit 2014 sind 30 % der Direktzahlungen der EU an die landwirtschaftlichen Betriebe im Rahmen des „Greenings“ an drei Vorgaben geknüpft: Die Einhaltung eines Mindestmaßes an Fruchtartenvielfalt, den Erhalt des Dauergrünlands und die Ausweisung von ökologischen Vorrangflächen. Die Studie „Evaluierung der GAP-Reform aus Sicht des Umweltschutzes anhand einer Datenanalyse von InVeKoS-Daten der Bundesländer II“ hat untersucht, wie sich die Einführung des „Greenings“ auf die Umwelt ausgewirkt hat. Die Ergebnisse zeigen, dass sich der Gestaltungsspielraum der Agrarumweltprogramme vergrößert hat, weil nun Maßnahmen wie der Anbau von Zwischenfrüchten über die Direktzahlungen finanziert werden; in den betrachteten Bundesländern von einem um 5 % höheren Bodenabtrag durch Wassererosion auszugehen ist, da im Beobachtungszeitraum Ackerkulturen mit höherem Erosionsrisiko verstärkt auf erosionsgefährdeten Flächen angebaut wurden; für Deutschland, auf Grund des vermehrten Zwischenfruchtanbaus und des verstärkten Einsatzes von pflanzlichen Gärsubstraten, von einer geringen zusätzlichen Humusakkumulation auszugehen ist. Die mittlere Humusbilanz erhöhte sich von -9,5 kg auf +5,4 kg Humus-Äquivalent je ha Ackerfläche; in den betrachteten Bundesländern, auf Grund der Ausbreitung des Zwischenfruchtanbaus, die  mittleren Stickstoffüberschüsse um etwa 2 bis 5 kg Stickstoff je ha Ackerland gesunken sind; der jahrelange Verlust ökologisch wertvoller Flächen gestoppt werden konnte und mehrjährige Brachflächen wieder zugenommen haben; sich die Vielfalt der Ackerkulturen auf lokaler und regionaler Ebene nicht geändert hat; die Dauergrünlandfläche Deutschlands mit der Einführung des „Greenings“ um 0,6 % bzw. 27.000 ha leicht zugenommen hat und davon auszugehen ist; dass das Umweltrisiko durch Pflanzenschutzmittelanwendungen in Folge des „Greenings“ nur leicht gesunken ist. Die Fachleute des Thünen Instituts untersuchten auch, in welchem Verhältnis die EU-Zahlungen für das „Greening“ zu den Umsetzungskosten für die Landwirt*innen stehen. Sie schätzen, dass in Deutschland den Betrieben bei der Durchführung der „Greening“-Maßnahmen jährliche Kosten in der Größenordnung von 190 Millionen Euro  entstehen, während die EU die Einhaltung der Vorgaben mit 1,5 Mrd. Euro unterstützte. Die geringen Fortschritte für den Umweltschutz wurden also übermäßig gut entlohnt. Die aktuelle Studie finden Sie hier .

Bioabfallkomposte und -gärreste in der Landwirtschaft

Bioabfallkomposte und -gärreste in der Landwirtschaft Vorrangiges Ziel der Kreislaufwirtschaft ist es, getrennt gesammelte Bioabfälle hochwertig zu verwerten. Dabei ist die Landwirtschaft der Hauptabnehmer der erzeugten Komposte und Gärreste. Welche Vorteile Komposte und Gärreste für den Acker haben, aber auch welche Schwierigkeiten es bei der Verwertung dieser Erzeugnisse gibt, hat das UBA in einem Positionspapier zusammengefasst. Im Jahr 2013 wurden in Deutschland etwa 13,5 Millionen Tonnen Bioabfälle getrennt gesammelt, in Kompostierungs- und Vergärungsanlagen behandelt und anschließend als Dünger oder als Bodenverbesserungsmittel verwertet. Im Zuge der seit 2015 gesetzlich geltenden Getrennterfassungspflicht für Bioabfälle ist zukünftig mit einer weiteren Steigerung der Bioabfallmengen und damit der erzeugten Komposte und Gärreste zu rechnen. Die Landwirtschaft ist derzeit der Hauptabnehmer für Komposte und Gärreste aus Bioabfällen. Mehr als 60 Prozent der gütegesicherten Komposte und nahezu die gesamten gütegesicherten Gärreste aus Bioabfällen werden dort verwertet. Im Ackerbau werden diese Komposte und Gärreste als Nährstoff- und Humuslieferanten eingesetzt. Sie eignen sich unter anderem zum Ausgleich der Humusbilanz bei stark humuszehrenden Früchten oder zur Verbesserung der Bodenstruktur bei Sonderkulturen wie dem Wein- oder Spargelanbau. Die Verwertung von Komposten und Gärresten ist jedoch nicht immer unproblematisch. Beim Einsatz in der Landwirtschaft stehen sie in direkter Konkurrenz zu landwirtschaftseigenen Wirtschaftsdüngern und Gärresten aus nachwachsenden Rohstoffen. Wichtig für den Absatz von Komposten und Gärresten ist daher eine hohe Qualität dieser Produkte. UBA-Positionspapier: Bioabfallkomposte und -gärreste in der Landwirtschaft

Ansätze für eine dauerhaft umweltgerechte landwirtschaftliche Produktion: Modellgebiet Nordostdeutschland (GRANO). Projektbereich 2: Landwirtschaftliche Beratung zu Umweltthemen

Das Projekt "Ansätze für eine dauerhaft umweltgerechte landwirtschaftliche Produktion: Modellgebiet Nordostdeutschland (GRANO). Projektbereich 2: Landwirtschaftliche Beratung zu Umweltthemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin (Humboldt-Univ.), Albrecht Daniel Thaer-Institut für Agrar- und Gartenbauwissenschaften, Lehr- und Forschungsgebiet Beratung und Kommunikationslehre durchgeführt. Sowohl bei Befragungen in den Regionen, als auch auf verschiedenen Projektworkshops wurde von Landwirten, Beratern und Landwirtschaftsämtern das Fehlen einer Beratung zu Umweltthemen als ein wichtiges Problem in Brandenburg genannt. Oft wurde auch der Wunsch geäußert, Erkenntnisse der Wissenschaft schneller der Praxis zugänglich zu machen. Gemeinsam mit Landwirten, Beratern und Fortbildungseinrichtungen wollen sich die Projektbearbeiter mit dem Austausch von Wissen und Innovationen zu Produktionstechnik und Umweltschutz und dessen Verbreitung an interessierte Betriebe und Berater beschäftigen. Es gibt interessante produktionstechnische Ansätze, die die Umwelt entlasten und sich ohne finanzielle Einbußen in den betrieblichen Ablauf integrieren lassen. Der Projektbereich besteht aus zwei Schwerpunkten: Im Projekt 1 'Beratungsinhalte' werden in der Wissenschaft erarbeitete Konzepte und Maßnahmen zur dauerhaft umweltgerechten landwirtschaftlichen Produktion identifiziert und für den Transfer in die landwirtschaftliche Praxis aufbereitet. Zu jedem ausgewählten Beratungsthema werden spezifische Beratungsmaterialien erarbeitet, getestet und in der Untersuchungsregion verbreitet. Dies beinhaltet zunächst die verständliche Zusammenfassung wissenschaftlicher Erkenntnisse und deren Kommunikation, z.B. in Form von Informationsblättern, einem Handbuch zur betriebl. Nährstoff- und Humusbilanzierung oder Präsentationsmaterialien für Berater. Durch die Umsetzung auf Kooperationsbetrieben können die wissenschaftlich erarbeiteten Konzepte und Methoden an die regionalen und lokalen Bedingungen angepasst werden. Die Wissenschaft gewinnt Erkenntnisse über die Integration der Maßnahmen in betriebl. Arbeitsabläufe. Die Zusammenarbeit von Wissenschaftlern, Betrieben und Beratern wird von Projektmitarbeitern unterstützt, mit organisiert und dokumentiert. Gesammelte Erfahrungen werden kontinuierlich ausgewertet. Das Projekt organisiert zur Vorstellung und Verbreitung der betriebl. Maßnahmen Feld- und Beratertage auf den Kooperationsbetrieben. Am Ende der Laufzeit soll eine übertragbare Methodik stehen, die zeigt wie Erkenntnisse der Wissenschaft über umweltentlastende Produktionsverfahren für die Praxis aufbereitet und als Instrument den Beratungsorganisationen (z.B. Beratern, Fortbildungseinrichtungen) zur Verfügung gestellt werden können. Im Projekt 2 'Beratungsorganisation' wird gemeinsam mit Bildungsträgern, Beratern und landwirtschaftl. Führungskräften systematisch der Beratungs- und Weiterbildungsbedarf ermittelt und davon ausgehend ein Weiterbildungsprogramm zu Umweltthemen zusammengestellt. Dabei werden auch Erfahrungen aus anderen GRANO-Projektbereichen genutzt. Darüber hinaus wird ein Konzept entwickelt, das es den beteiligten Organisationen ermöglicht, den erprobten Prozess künftig selbständig zu regeln. Zurzeit werden 6 Themenkomplexe (Beratungsinhalte) bearbeitet: kleinräumige Stillegung von Minderertrags-Flächen; teilflächenspezifische Bewirtschaftung ...

Teilprojekt 5

Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KLASS-Filter GmbH durchgeführt. Ein grundsätzliches Problem der modernen, arbeitsteiligen Landwirtschaft ist, dass Wirtschaftsdünger örtlich konzentriert anfallen, wo ihre Verwertung ineffizient ist und bei Phosphor (P) und Stickstoff (N) sogar umweltbelastend sein kann. Ziel des beantragten Projektes ist es deshalb, aus Wirtschaftsdüngern transportwürdige N-P-Dünger mit hoher Nährstoffdichte herzustellen. Dazu werden prinzipiell bekannte Techniken in bisher noch nicht realisierter Weise miteinander verknüpft. Die verfahrenstechnische Kombination bietet das Potenzial, Phosphor, Stickstoff und den Kohlenstoff aus landwirtschaftlichen Wirtschaftsdüngern umweltschonend und effizient dort zu nutzen, wo diese Elemente für die Düngung und die Humusreproduktion benötigt werden.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Bingen, Fachbereich 1 Life Sciences and Engineering durchgeführt. Ein grundsätzliches Problem der modernen, arbeitsteiligen Landwirtschaft ist, dass Wirtschaftsdünger örtlich konzentriert anfallen, wo ihre Verwertung ineffizient ist und bei Phosphor (P) und Stickstoff (N) sogar umweltbelastend sein kann. Ziel des beantragten Projektes ist es deshalb, aus Wirtschaftsdüngern transportwürdige N-P-Dünger mit hoher Nährstoffdichte herzustellen. Dazu werden prinzipiell bekannte Techniken in bisher noch nicht realisierter Weise miteinander verknüpft. Die verfahrenstechnische Kombination bietet das Potenzial, Phosphor, Stickstoff und den Kohlenstoff aus landwirtschaftlichen Wirtschaftsdüngern umweltschonend und effizient dort zu nutzen, wo diese Elemente für die Düngung und die Humusreproduktion benötigt werden.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Pyreg GmbH durchgeführt. Ein grundsätzliches Problem der modernen, arbeitsteiligen Landwirtschaft ist, dass Wirtschaftsdünger örtlich konzentriert anfallen, wo ihre Verwertung ineffizient ist und bei Phosphor (P) und Stickstoff (N) sogar umweltbelastend sein kann. Ziel des beantragten Projektes ist es deshalb, aus Wirtschaftsdüngern transportwürdige N-P-Dünger mit hoher Nährstoffdichte herzustellen. Dazu werden prinzipiell bekannte Techniken in bisher noch nicht realisierter Weise miteinander verknüpft. Die verfahrenstechnische Kombination bietet das Potenzial, Phosphor, Stickstoff und den Kohlenstoff aus landwirtschaftlichen Wirtschaftsdüngern umweltschonend und effizient dort zu nutzen, wo diese Elemente für die Düngung und die Humusreproduktion benötigt werden. Arbeitspakete sind: - Evaluation der Potenziale und des Marktes für die Karbondünger - Effektive Separation von Feststoff- und Flüssigphase - Trocknung der Inputmaterialen mit der thermischen Energie aus der Karbonisierung - P-Recycling durch Karbonisieren bei 500 °C - Stickstoffrückgewinnung durch Adsorption von NH3 an Karbonisate im Rauchgasfilter - Granulierung und Pelletierung der mit Stickstoff angereicherten Karbonisate - Quantifizierung der Düngewirkung in Gefäß- und Feldversuchen - Standardisierung der hergestellten Karbondünger - Qualitätssicherung bezüglich organischer und anorganischer Schadstoffe An der technischen Hochschule (TH) Bingen werden dazu die Nährstoffuntersuchungen durchgeführt, um die Effektivität der Phosphor-Separation und das Ausmaß der Stickstoffrückgewinnung zu bestimmen, sowie Gefäß- und Feldversuche, um die Düngewirkung zu quantifizieren und eine Standardisierung der Dünger herbeizuführen. Außerdem werden an der TH Bingen die Karbondünger auf Schwermetalle und organische Schadstoffe, z.B. polyaromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) untersucht. Die TH Bingen koordiniert die Arbeiten der Partner, führt regelmäßig Statusseminare zum Projekt durch und fasst die Ergebnisse am Ende in einem Bericht zusammen.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-2: Pflanzenwissenschaften durchgeführt. Eine zukünftige Bioökonomie muss sich an den Kriterien der Nachhaltigkeit messen lassen. Im Zuge dieser Entwicklung ist es notwendig, dass der Nährstoffkreislauf möglichst regional geschlossen wird. Die Vorhaben des Kooperationsprojektes PURESBio zielen auf die Nutzung von organischen Reststoffen aus der Ethanol- und Zuckerproduktion (Presskuchen, Vinasse, Bagasse, Blattschnitt), sowie der Biogasproduktion (Gärreste). Übergeordnetes Ziel ist, praxisrelevante Erkenntnisse zur sinnvollen Nutzung der Reststoffe zu gewinnen, positive Effekte auf Pflanzenwachstum und Bodenfruchtbarkeit durch die Rückführung von Nährstoffen zu erzielen und langfristig die Nachhaltigkeit der Agrarproduktion zu sichern. Die Arbeitsziele gestalten sich dabei wie folgt: 1. Bewertung der pflanzlichen Reststoffe als Düngemittel und Bodenkonditionierer. 2. Untersuchung marginaler Böden zum Energiepflanzenanbau, Aufwertung dieser Böden durch die Einbringung der pflanzlichen Reststoffe zur weiteren landwirtschaftlichen Nutzung. 3. Untersuchung der Pflanzen-Boden-Wechselwirkungen bei unterschiedlichen Boden- und Düngekonditionen, Humusaufbau, Bodenfruchtbarkeit und Pflanzenverfügbarkeit der zugesetzten Nährstoffe aus pflanzlichen Reststoffe. 4. Einsatz von Phänotypisierungstechnik zur Analyse des Wurzel- und Rhizomwachstums. 5. Stoffliche Analysen der Pflanzenbiomassen und der verwendeten Böden hinsichtlich Nährstoffgehalt, -veränderung und -verfügbarkeit. 6. Begleitende Untersuchungen zu Minderung von Pflanzenschutzmaßnahmen durch die verwendeten pflanzlichen Reststoffe.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Geisenheim University, Zentrum für Angewandte Biologie, Institut für Bodenkunde und Pflanzenernährung durchgeführt. Ein grundsätzliches Problem der modernen, arbeitsteiligen Landwirtschaft ist, dass Wirtschaftsdünger örtlich konzentriert anfallen, wo ihre Verwertung ineffizient ist und bei Phosphor (P) und Stickstoff (N) sogar umweltbelastend sein kann. Ziel des beantragten Projektes ist es deshalb, aus Wirtschaftsdüngern transportwürdige N-P-Dünger mit hoher Nährstoffdichte herzustellen. Dazu werden prinzipiell bekannte Techniken in bisher noch nicht realisierter Weise miteinander verknüpft. Die verfahrenstechnische Kombination bietet das Potenzial, Phosphor, Stickstoff und den Kohlenstoff aus landwirtschaftlichen Wirtschaftsdüngern umweltschonend und effizient dort zu nutzen, wo diese Elemente für die Düngung und die Humusreproduktion benötigt werden. Arbeitspakete sind: - Evaluation der Potenziale und des Marktes für die Karbondünger - Effektive Separation von Feststoff- und Flüssigphase - Trocknung der Inputmaterialen mit der thermischen Energie aus der Karbonisierung - P-Recycling durch Karbonisieren bei 500 °C - Stickstoffrückgewinnung durch Adsorption von NH3 an Karbonisate im Rauchgasfilter - Granulierung und Pelletierung der mit Stickstoff angereicherten Karbonisate - Quantifizierung der Düngewirkung in Gefäß- und Feldversuchen - Standardisierung der hergestellten Karbondünger - Qualitätssicherung bezüglich organischer und anorganischer Schadstoffe An der technischen Hochschule (TH) Bingen werden dazu die Nährstoffuntersuchungen durchgeführt, um die Effektivität der Phosphor-Separation und das Ausmaß der Stickstoffrückgewinnung zu bestimmen, sowie Gefäß- und Feldversuche, um die Düngewirkung zu quantifizieren und eine Standardisierung der Dünger herbeizuführen. Außerdem werden an der TH Bingen die Karbondünger auf Schwermetalle und organische Schadstoffe, z.B. polyaromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) untersucht. Die TH Bingen koordiniert die Arbeiten der Partner, führt regelmäßig Statusseminare zum Projekt durch und fasst die Ergebnisse am Ende in einem Bericht zusammen.

Teilvorhaben 1

Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. durchgeführt. Um in der Lausitz sowohl auf leichten Sandstandorten bzw. Rekultivierungsflächen die Ertragsfähigkeit zu erhalten, sind Anbausysteme mit trocken-toleranten Ackerfrüchten notwendig, die sich in der Fruchtfolge mit Luzerne integrieren lassen und in der Lage sind, den residualen Stickstoff aus der N2-Fixierung zu verwerten. Um höhere Einnahmen für die landwirtschaftlichen Betriebe zu ermöglichen, müssen von den Ackerfrüchten auch die Blatt- und Stängelmasse einer Verwertung zugeführt werden. Erst über die Biogaserzeugung zusammen mit der Herstellung von ASL aus der Restverwertung von Pflanzenmaterial mit mäßigem Protein-, Energie-, und auch Rohfasergehalt für die Zellstoffgewinnung, steht über die duale Nutzung hinaus eine weitere ökonomische Alternative zu Verfügung. Für die bioökonomische Mehrfachnutzung ist es notwendig, die Restpflanze nach der Ernte so zu fraktionieren, dass neben der Ackerfrucht auch die Blatt- und Stängelmasse effektiv verarbeitet werden kann. Die trockentoleranten Fruchtarten Mais, Sorghum bicolor, Roggen und Hanf haben nicht nur rohfaserreiches Stängelmaterial, sondern sie können auch gut den residualen Sticksoff der Luzerne verwerten. Die Kichererbse bringt eine weitere Diversifizierung. Sie ist nicht nur die trockentoleranteste Körnerleguminose, sondern hat auch rohfaserreiche Stängel. Dem Teilvorhaben am ZALF kommt in der Modellierung der bioökomischen Mehrfachnutzung eine zentrale Stellung zu. Einerseits muss die Heterogenität der Ackerfrüchte dargestellt werden, andererseits müssen auch die einzelnen Pflanzenteile einheitlich untersucht werden. Um dies zu gewährleisten, müssen unterschiedliche Sorten der Ackerfrüchte Teil der Versuche sein, aber auch Varianten mit und ohne Beregnung, damit der Gesamtertrag in der Trockenmasse der Rohfaser- und Proteinertrag betrachtet werden kann. Zugleich muss eine Humusbilanz erstellt werden, damit die Abfuhr an Corg für die Verfahren der Zellstoffgewinnung abgeschätzt werden kann.

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