Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 EU-Rotate_N Ein europäisches Entscheidungshilfesystem zur Abschätzung.

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1 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 EU-Rotate_N Ein europäisches Entscheidungshilfesystem zur Abschätzung ökologischer und ökonomischer Konsequenzen der N-Düngung in Fruchtfolgen des Feldgemüsebaus C. Nendel*, C.R. Rahn, K. Zhang, R. Lillywhite, C. Ramos, J. Doltra, J.M. de Paz, H. Riley, M. Fink, K. Thorup-Kristensen, F. Piro, A. Venezia, C. Firth, U. Schmutz, F. Rayns, K. Strohmeyer * Institut für Landschaftssystemanalyse Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Müncheberg nendel@zalf.de

2 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 EU-Rotate_N 2003 - 2006 QLK5-2002-01100 European decision support system for crop rotations

3 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Das Projekt Das Modell Fallstudien Agenda

4 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Anhaltende Nitratbelastung von Oberflächengewässern, Trinkwasserreservoirs und marinen Ökosystemen Gemüsebau verantwortlich für punktuell starke Nitratbelastung aus landwirtschaftlich genutzten Flächen Gesetzgebung: EU-Rahmenrichtlinien für Nitrat und Wasser Warum?

5 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 C. Rahn (2007)Kostenspanne Mio € Trinkwasseraufbereitung 17 – 92 Wasserqualität (Erholungsfunktion) 4.0 – 9.6 Wasserqualität (Habitatfunktion) 96.0 – 134.7 Wasserqualität (andere Funktionen) 3.4 – 10.9 Limnische Eutrophierung 21.8 –42.9 Marine Eutrophierung ?????? Total 142.2 – 290.1 Externe Kosten Nitrat

6 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Wie kann der Beitrag des Gemüsebaus zur Nitratbelastung der Umwelt effektiv gesenkt werden? Aufklärung des Produzenten Schulung der landwirtschaftlichen Berater Fachliche Beratung des Gesetzgebers  Darstellung von Wirkungsgefügen und Visualisierung einzelner Prozessgrößen

7 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Das Modell – EU-Rotate_N Ein dynamisches Simulationsmodell für die Stick- stoffdynamik in gemüsebaulichen Fruchtfolgen unter Einbeziehung der Eigenschaften des Standorts der Kulturen der Düngemittel

8 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Das Modell – EU-Rotate_N Große Auswahl an Kulturarten aus Landwirtschaft und Gartenbau Organische und konventionelle Fruchtfolgen Zwischenfruchtanbau Kulturarten mit multiplen Ernten

9 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Auswahl an organischen und mineralischen Handels- sowie Wirtschaftsdüngern Automatisiertes Düngeberatungssystem für Langzeitstudien Stickstoff Abschätzung von Auswaschungsverlusten Abschätzung von gasförmigen Verlusten

10 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 InputOutput N-Aufnahme durch die Pflanze N im Boden Dünger Mineralisation N in Ernterückständen N in marktfähiger Ernte Deposition Bewässerung Gasförmige N-Verluste N im durchwurzelten Boden Tiefen-N Die N-Bilanz

11 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 InputOutput Dünger Mineralisation N im Boden Deposition Bewässerung Gasförmige N-Verluste N im durchwurzelten Boden Tiefen-N N min -Methode N-Expert EU-Rotate_N N-Aufnahme durch die Pflanze N in marktfähiger Ernte N in Ernterückständen N im Boden EU-Rotate_N als N-Beratungstool

12 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Zielertragsgesteuertes Pflanzenwachstum 2D-Wurzelmodell  Reihenkulturen Thorup-Kristensen (1999) Pflanzenwachstum

13 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008  0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 Pflanzenwachstum

14 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Norwegen: Simulation von Bodenfrost- und Schneedecken Spanien: Simulation von Furchen- und Tropfbewässerung England: Simulation von mehrjährigen Grünlandphasen Deutschland: N min -Methode zur Steuerung der N-Düngergabe Europa: Regionale Bedürfnisse

15 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Effekt suboptimaler N- Versorgung auf Marktertrag Produktgröße wichtiges Verkaufsmerkmal Pflanzabstand reguliert Produktgröße  organischer Landbau verwendet größere Pflanzabstände Variable Kosten und Preise hinterlegt Deckungsbeitragsberechnung Ökonomie Nendel et al. 2008

16 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Wie wirkt die aktuelle Gesetzgebung zur Eindämmung von N-Verlusten auf die Umwelt und die Ökonomie im Gemüsebau? Führt die Gute Landwirtschaftliche Praxis wirklich zur Reduktion der N-Verluste? zu einer nachhaltigen Betriebsökonomie? Kann GLP noch verbessert werden? Wie kann das Modell in der Praxis genutzt werden? Beispiele Spanien und Norwegen Fallstudien

17 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Spanien - Intensive Gemüse-Fruchtfolge (Blattsalat, Wassermelone, Kohl, Winterendivie, Paprika, Broccoli und Melone in 3 Jahren. (Carlos Ramos, IVIA, Valencia) Norwegen – Variierende Intensität mit Kartoffeln, Möhren, Blumenkohl, Kohl, aufgelockert mit Getreide in einer 6-jährigen Fruchtfolge. (Hugh Riley, Bioforsk, Kise) Fallstudien

18 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Traditionell GLP Differenz [%] Gesamt N-Dünger [kg/ha] 480 284 - 41 Marktertrag N-Abfuhr [kg/ha] 259 254 - 2 N-Auswaschung < 90 cm [kg/ha] 230 87 - 40 Deckungsbeitrag [€/ha/a] 81007533 -7 Fallstudien - Spanien Communidad Valencia

19 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Östliches Inland Südküste Sand Sandiger Lehm Fallstudien - Norwegen

20 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Traditionell N-Düngung N-Auswaschung Deckungsbeitrag [kg/ha/a][kg/ha/a] [€/ha/a] Ost-Norwegen Ls3 (Möhre/Zwiebel) 110 53 4033 Ls3 (Brassica) 144 71 2450 Ss (Brassica) 144 79 2383 Süd-Norwegen Ls3 (Möhre/Zwiebel) 110 77 3850 Ls3 (Brassica) 144 99 2200 Ss (Brassica) 144 109 1717 Fallstudien - Norwegen

21 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Möhre/Zwiebel (sandiger Lehm) Brassica (sandiger Lehm) Brassica (Sand) Norwegen – Effekt von GLP auf Deckungsbeitrag

22 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Weißkohl Frühkartoffel Weizen Blumenkohl Frühkartoffel Weizen Norwegen – Simulationsergebnis: Trockenmasse

23 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Norwegen – Simulationsergebnis: N-Auswaschung

24 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Norwegen – Analyse N-Auswaschung

25 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Norwegen – GLP mit N-Gabenteilung

26 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 “Leaky points” im Jungpflanzenstadium  Aktuell gültige GLP ist nicht nachhaltig. N-Gabenteilung ist im Fallbeispiel das Beratungsergebnis  Deckungsbeitrag erhalten und N-Auswaschung minimiert. Norwegen – Schlussfolgerung

27 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 EU-Rotate_N identifiziert “leaky points” in Fruchtfolgen. EU-Rotate_N kann GLP weiterentwickeln Mit EU-Rotate_N können alternative Anbaumethoden getestet werden Erhebliche Verbesserung zu aktuellen Beratungsmethoden (Ernterückstände, Standort, Tiefen-N, Ökonomie) Prozesse werden verbildlicht und können somit zum Lernerfolg beitragen (Umweltschutz durch Bildung) Schlussfolgerung

28 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Mit Beschreibung, Beispielen und Handbuch auf CD (nendel@zalf.de) im Internet www.warwick.ac.uk/go/eurotaten Verfügbarkeit

29 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Vielen Dank !

30 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Vielen Dank ! Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Institut für Landschaftssystemanalyse Müncheberg Dr. Claas Nendel

31 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Claas Nendel – GIL 2008 Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Institut für Landschaftssystemanalyse Müncheberg Dr. Claas Nendel