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Chancen und Risiken des Einsatzes von Biokohle und anderer "veränderter" Biomasse als Bodenhilfsstoffe oder für die C-Sequestrierung in Böden

Wissenschaftliche Untersuchungen zur Genese fruchtbarer, Schwarzerde-artiger Böden im Amazonasgebiet (Terra Preta) lassen auf eine anthropogene Entstehung schließen. Die stoffliche Zusammensetzung der Terra Preta wird auf die aerobe und anaerobe biochemische Umsetzung organischer Siedlungsabfälle zurückgeführt. Der hohe Anteil stabiler Kohlenstoffverbindungen kann der Zugabe von Holzkohlen zugeschrieben werden. Sie werden als wesentliche Ursache für den günstigen Humus-, Nährstoff- und Wasserhaushalt dieser Böden angeführt. Hieraus resultieren Bestrebungen in Deutschland und vielen anderen Ländern, Technologien zur Herstellung und Anwendung organischer Bodenhilfsstoffe (bzw. Bodenverbesserungsmittel) zu entwickeln und in die Praxis einzuführen. So sollen in ähnlicher Weise Böden mit stabilen organischen Verbindungen angereichert und in ihren Bodenfunktionen, insbesondere ihrer Fruchtbarkeit verbessert werden. Anhand zahlreicher Veröffentlichung sollten die Chancen (Stand der technischen Herstellung, Verwendungswege, Wirkung auf Boden und Pflanzen) und Risiken (Gehalte von Schadstoffen, negative Effekte auf Boden und Pflanze, ökonomische Risiken, Gesamtökobilanz) und die rechtlichen Regelungen dargelegt werden.Quelle: http://www.umweltbundesamt.de

Baumstandortabstimmung der Stadt Bremerhaven

Die Baumstandortabstimmung zeigt in einer Übersicht die Möglichkeiten einer Baumpflanzung.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Siegen, Institut für Echtzeit Lernsysteme (EZLS), Lehrstuhl für Echtzeit Lernsysteme durchgeführt. Der konventionelle Weihnachtsbaumanbau ist sehr arbeitsintensiv und zeichnet sich zudem durch einen hohen Pestizideinsatz während der Aufzucht aus. Im Sinne eines nachhaltigen und wirtschaftlichen Anbaus können beide Faktoren als große Herausforderung angesehen werden. Um diesen zu begegnen, wird im WeBaRo-Projekt eine kostengünstige, autonome Roboter-Trägerplattform entwickelt und erprobt, die einen ressourcenschonenden, effizienten Weihnachtsbaumanbau ermöglicht. Um Tätigkeiten während der gesamten Aufzucht maschinell und autonom durchführen zu können, wird die Trägerplattform mit auswechselbaren, praxiserprobten Anbaugeräten ausgestattet. Zur mechanischen Unkrautbekämpfung wird ein Schwingarmmulcher eingesetzt, so dass der Einsatz von Totalherbiziden substituiert und Arbeitskosten zur manuellen Unkrautbekämpfung eingespart werden. Darüber hinaus kann ein Gerät zur Einzelpflanzendüngung zwecks gezielter und sparsamer Düngemittelapplikation an die Plattform angebaut werden. Zur Pflanzung der Setzlinge wird die Plattform mit einem Pflanzlochbohrer bestückt. Die genaue Position der Pflanzlöcher wird durch einen Algorithmus flächenspezifisch berechnet; anschließend können diese zentimetergenau, georeferenziert gebohrt werden. Als Ergebnis dieses Vorgehens wir eine virtuelle Karte mit georeferenzierten Baumpositionen erstellt - die Basis für die satellitengesteuerte Navigation bei allen weiteren autonomen Arbeiten in der Kultur. Um die Robustheit der Navigation zu erhöhen, werden zusätzlich 3D-Sensoren genutzt. Die während des Robotereinsatzes durch das Sensorpaket gesammelten Pflanzendaten werden jeder Pflanze in der virtuellen Karte als Metainformation hinzugefügt. Diese Daten können nicht nur vom Anbauer zur (Online-)Vermarktung genutzt werden; sie bilden außerdem den Grundstein zur Entwicklung eines deep-learning basierten Systems zur Überwachung des Gesundheitszustandes und zur Klassifizierung der Bäume.

Biomasse - Boden - Sorten - Gene - Pappeln und Weiden im Kurzumtrieb

Das Projekt "Biomasse - Boden - Sorten - Gene - Pappeln und Weiden im Kurzumtrieb" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft, Institut für Waldgenetik durchgeführt. Im zweiten Projektjahr wurden die Versuchsflächen ergänzt. Eine im ersten Jahr missglückte Anpflanzung (Pappel) wurde wiederholt, und eine neue Versuchsfläche im Bereich Oststeiermark-Südburgenland wurde im Raum Hartberg gefunden und angelegt. Weiters wurden Demonstrationsflächen mit den bisher besten Pappel- und Weidenklonen im Raum Haag (Mostviertel, NÖ) angelegt. Diese Flächen sind alle wunschgemäß angewachsen. Ein Aussaatversuch mit Robinie schlug jedoch wegen der heißen Witterung im Frühjahr 2012 fehl. Die Pappelflächen wurden auf Rostbefall bonitiert; die Selektionen des BFW aus nordamerikanischen Schwarzpappeln zeigen sich als sehr vielversprechend. Bei den Weiden wurde die Tullner Versuchsfläche zurückgeschnitten, und die Aufwüchse des ersten Jahres wurden vermessen und gewogen. Es wurden Biomasse-Erträge bis zu 13 Tonnen pro Hektar und Jahr ermittelt. Im Labor wurde die Amplifikation von Genen aus Pappeln und Weiden fortgesetzt und um Versuche mit extrahierter RNA ergänzt.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-3 Agrosphäre durchgeführt. Ziele sind die umfassende Bewertung und Optimierung der Speicherung von organischem Kohlenstoff (C, Humus) in Weinbergsböden inklusive der Reduktion von Treibhausgas- (THG) Emissionen in Verbindung mit dem Anbau pilzwiderstandsfähiger Rebsorten (PIWIs). Des weiteren sollen dem Weinbau Daten zur Klimarelevanz der Weinerzeugung geliefert und ggf. Vermarktungsargumente an die Hand gegeben werden. Weinberge werden vor der Pflanzung tief bearbeitet und weisen dann lange Bodenruhe (größer als 30 Jahre) auf. Die Böden einzelner Weinberge sind oft kleinräumig heterogen. Das Projekt wird einerseits durch Einsatz innovativer Sensortechniken dazu beitragen, die Speicherung und Umsetzung von Kohlenstoff (C) in Weinbergsböden kleinräumig und damit präzise zu bewerten. Ein weiteres Ziel ist, höhere Humusgehalte im Unterboden zu realisieren und so C langfristig zu speichern. Dabei kann es aber, v.a. bei befahrungsbedingten Verdichtungen, zur Bildung klimarelevanter THG kommen, die deshalb quantifiziert werden. PIWI-Sorten helfen potentiell, THG-Emissionen zu mindern, weil sie weniger Pflanzenschutz (Befahrung) erfordern. Sensorbasiert werden die Effekte gesteigerter Humusgehalte auf den Pflanzenbestand in neu angelegten (PIWI-) und bestehenden Weinbergen erfasst. Die Untersuchungen der Reben umfassen u.a. Stressindikatoren sowie Qualitätsparameter des Leseguts. Das Projekt trägt durch die hohe Datendichte, die der Sensoreinsatz ermöglicht, zu einem besseren Verständnis der Gehalte und Dynamik von C im Unter- und Oberboden von Weinbergen sowie der Reaktion der Pflanze bei.

Municipal wood energy center Rottweil

Das Projekt "Municipal wood energy center Rottweil" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerke Rottweil durchgeführt. Objective: Electricity production by gasification of 6350 tonnes per year of fuel wood from forestry waste, communal wood waste and energy plantations in a three stage gas generator in the district of Rottweil. 100 ha of short rotation forestry (poplar and other species) will be planted in a first step. The power output amounts to 990 kWe and additional use of waste heat and gas for heating purpose is foreseen. The production amounts to 7,130,000 kWh. A particular attention will be given to the fuel wood logistics and notably to a 3 months capacity fuel wood storage. The payback time is estimated at 15 years. General Information: The 600 m3 silos, gasifier modules, cogeneration and control room are installed underground. This minimizes noise and also enables the trucks to drive over the silos for direct unloading. The woodchips are dried to approx. 25 per cent moisture content in a vertical rotating conical dryer by means of the available heat from the gas plant. The pre-dried woodchips enter the 3 stage EASIMOD 3500 kWh gasifier. The first stage is an underfeed co-current primary reactor producing primary gas with flying charcoal at about 650 deg. C. Gas is then reformed at approx. 900 deg. C in a separate Venturi burner with secondary air inlet and charcoal/activated carbon extraction. Tars and phenols are cracked. The third step is a separate glowing coke reactor which acts as a safety for tars and phenols cracking and as a gas heating value booster. Gas cleaning consists of dry dedusting in multicyclones, followed by a two-step scrubbing (impingement scrubber plus packed scrubber). The gas is cooled down to approx. 20 deg. C and the heat obtained is then used for predrying the fuel in the woodchips dryer. Ammonia washed out in the scrubbing water is stripped in a packed bed stripper. A waste water treatment plant is foreseen. The dryer, gasifier and gas scrubber are conceived as separate frame-mounted modules. The whole plant runs automatically. The electricity produced will be fed into the medium 20 KV voltage municipal grid. The heat recovered simultaneously will be used in a following step for the heating of a nearby village.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Rebenzüchtung durchgeführt. Ziele sind die umfassende Bewertung und Optimierung der Speicherung von organischem Kohlenstoff (C, Humus) in Weinbergsböden inklusive der Reduktion von Treibhausgas- (THG) Emissionen in Verbindung mit dem Anbau pilzwiderstandsfähiger Rebsorten (PIWIs). Des weiteren sollen dem Weinbau Daten zur Klimarelevanz der Weinerzeugung geliefert und ggf. Vermarktungsargumente an die Hand gegeben werden. Weinberge werden vor der Pflanzung tief bearbeitet und weisen dann lange Bodenruhe (größer als 30 Jahre) auf. Die Böden einzelner Weinberge sind oft kleinräumig heterogen. Das Projekt wird einerseits durch Einsatz innovativer Sensortechniken dazu beitragen, die Speicherung und Umsetzung von Kohlenstoff (C) in Weinbergsböden kleinräumig und damit präzise zu bewerten. Ein weiteres Ziel ist, höhere Humusgehalte im Unterboden zu realisieren und so C langfristig zu speichern. Dabei kann es aber, v.a. bei befahrungsbedingten Verdichtungen, zur Bildung klimarelevanter THG kommen, die deshalb quantifiziert werden. PIWI-Sorten helfen potentiell, THG-Emissionen zu mindern, weil sie weniger Pflanzenschutz (Befahrung) erfordern. Sensorbasiert werden die Effekte gesteigerter Humusgehalte auf den Pflanzenbestand in neu angelegten (PIWI-) und bestehenden Weinbergen erfasst. Die Untersuchungen der Reben umfassen u.a. Stressindikatoren sowie Qualitätsparameter des Leseguts. Das Projekt trägt durch die hohe Datendichte, die der Sensoreinsatz ermöglicht, zu einem besseren Verständnis der Gehalte und Dynamik von C im Unter- und Oberboden von Weinbergen sowie der Reaktion der Pflanze bei.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES), Bereich Bodenwissenschaften, Allgemeine Bodenkunde und Bodenökologie durchgeführt. Ziele sind die umfassende Bewertung und Optimierung der Speicherung von organischem Kohlenstoff (C, Humus) in Weinbergsböden inklusive der Reduktion von Treibhausgas- (THG) Emissionen in Verbindung mit dem Anbau pilzwiderstandsfähiger Rebsorten (PIWIs). Des weiteren sollen dem Weinbau Daten zur Klimarelevanz der Weinerzeugung geliefert und ggf. Vermarktungsargumente an die Hand gegeben werden. Weinberge werden vor der Pflanzung tief bearbeitet und weisen dann lange Bodenruhe (größer als 30 Jahre) auf. Die Böden einzelner Weinberge sind oft kleinräumig heterogen. Das Projekt wird einerseits durch Einsatz innovativer Sensortechniken dazu beitragen, die Speicherung und Umsetzung von Kohlenstoff (C) in Weinbergsböden kleinräumig und damit präzise zu bewerten. Ein weiteres Ziel ist, höhere Humusgehalte im Unterboden zu realisieren und so C langfristig zu speichern. Dabei kann es aber, v.a. bei befahrungsbedingten Verdichtungen, zur Bildung klimarelevanter THG kommen, die deshalb quantifiziert werden. PIWI-Sorten helfen potentiell, THG-Emissionen zu mindern, weil sie weniger Pflanzenschutz (Befahrung) erfordern. Sensorbasiert werden die Effekte gesteigerter Humusgehalte auf den Pflanzenbestand in neu angelegten (PIWI-) und bestehenden Weinbergen erfasst. Die Untersuchungen der Reben umfassen u.a. Stressindikatoren sowie Qualitätsparameter des Leseguts. Das Projekt trägt durch die hohe Datendichte, die der Sensoreinsatz ermöglicht, zu einem besseren Verständnis der Gehalte und Dynamik von C im Unter- und Oberboden von Weinbergen sowie der Reaktion der Pflanze bei.

Pflanzen als Mittel zur Laermbekaempfung

Das Projekt "Pflanzen als Mittel zur Laermbekaempfung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Landschafts- und Freiraumplanung durchgeführt. Die Untersuchung gliedert sich in mehrere Abschnitte. Abschnitt 1 erfasst das artspezifische Laermminderungsvermoegen von Baeumen und Straeuchern. An 90 Messobjekten mit 53 Baum- und Straucharten wurden im Freien, mit Hilfe einer konstanten Schallquelle und vergleichbarem Versuchsaufbau, die Schallpegelminderungswerte in dB gemessen. Ergaenzend hierzu fanden experimentelle Schallmessungen zu einzelnen pflanzlichen Strukturmerkmalen wie Blattform, Blattstellung und Belaubungsdichte statt. Hinzu kamen Messungen uber die strukturbedingte Verteilung des Laermminderungseffekts auf der vertikalen Messebene mit Tilia platyphyllos. Abschnitt 2 beinhaltet das Laermminderungsvermoegen von Baeumen und Straeuchern als Gruppen- bzw. Mischpflanzungen. Als Messobjekte dienten 10-25 m breite Pflanzstreifen mit einer Gesamtlaenge von 310 m. Mit einer konstanten Schallquelle wurden bei Erfassung aller akustisch wichtigen meteorologischen Daten sowohl eine Reihenmessung in 2,50 m Achsabstand als auch Profilmessungen durchgefuehrt. Die Messobjekte wurden mit allen akustisch wirksamen Merkmalen kartiert. Zum Vergleich wurden aehnliche Messungen an Erdwaellen und Wandstrukturen im Freien ausgefuehrt. In Abschnitt 3 (zur Zeit noch unveroeffentlich) wurden im Prinzip aehnliche Planzenobjekte wie in Abschnitt 2 untersucht, jedoch mit Verkaehrslaerm als Schallquelle. Ueber eine synchron arbeitende Schallmessanlage konnte die Wirkung von Schutzpflanzeungen und Erdwaellen im Vergleich zum freien Messgelaende ermittelt werden.

Untersuchung der Sturmschäden 1990 in Bayern: TP III: Wurzelentwicklung (V19c)

Das Projekt "Untersuchung der Sturmschäden 1990 in Bayern: TP III: Wurzelentwicklung (V19c)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft durchgeführt. 1. Analyse und Dokumentation der Wurzelentwicklung von Laubholzpflanzen auf den Sturmkahlflächen von 1990 hinsichtlich der Einflüsse von a) Standort b) Begründungsverfahren c) Pflanzensortiment d) Wurzelschnitt. 2. Aus den Ergebnissen, auch dahingehend ob und wie schnell sich Wurzeldeformationen verwachsen sollen Handlungsempfehlungen für die Praxis zur rationellen Begründung langfristig stabiler Waldbestände bei Pflanzung abgeleitet werden. 3. Klärung folgender Fragen: a) Welche Pflanzverfahren und Sortimente haben sich bei der Wiederaufforstung bewährt? b) Wie hat sich die Pflanzung im Vergleich zur Naturverjüngung entwickelt? Seit 1991 wurden innerhalb des Projekts V 19 III knapp 6.000 Wurzeln über ganz Bayern verteilt ausgegraben. Ergebnisse: 1. Bedeutung der Wurzeldeformationen für den Forstbetrieb: - 79 Prozent aller Wurzelsysteme wurden durch unsachgemäße Pflanzung deformiert, die Hälfte der Wurzeln stark bis extrem; - Insbesondere extreme und starke Wurzeldeformationen verhinderten eine gute Erschließung des Wurzelraumes in die Tiefe und können damit langfristig die Bestandesstabilität beeinträchtigen; - Extreme und starke Deformationen waren bei Naturverjüngung/Saat selten. Sie wurden fast ausschließlich durch unsachgemäße Pflanzung verursacht; - Extreme Deformationen konnten sich auch nach 10 Jahren nicht regenerieren, starke Deformationen nur geringfügig; - Deformationen ließen sich oberirdisch nicht erkennen (z.B. für Pflege). 2. Ursachen für schlechte Wurzelentwicklung oder Deformationen: - Ungeeignete Pflanzverfahren und unsachgerechte Pflanzung; - Zu große Pflanzsortimente; - Zu starker Wurzelschnitt. 3. Empfehlungen zur Verbesserung der Bewurzelung.

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