Björn Kemman

Am 29.06.2022 hat Björn Kemmann erfolgreich seine Doktorarbeit „Assessment of field-derived greenhouse gas mitigation potential in biomass production by replacing maize with cup plant (Silphium perfoliatum L.) in low mountain ranges” an der agrar- und ernährungswissenschaftlichen Fakultät im Fachbereich Acker- und Pflanzenbau der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel verteidigt (Prof. Dr. Henning Kage). Die Dissertation wurde im Rahmen des Verbundprojektes „BESTLAND“, in dem es um den Anbau der Durchwachsenen Silphie an wechselfeuchten Mittelgebirgsstandorten ging, angefertigt.

Direkte Treibhausgasemissionen (THG) haben neben den Emissionen aus indirektem Landnutzungswandel (iLUC) einen starken Einfluss auf die THG-Bilanz von Bioenergie. Die Flächenkonkurrenz vom Biomasseanbau mit der Lebensmittelproduktion ist ursächlich für die sogenannten iLUC-Emissionen. Um die Flächenkonkurrenz zu entschärfen und somit iLUC-Emissionen zu vermeiden, sollte der Biomasseanbau auf Grenzertragsstandorte beschränkt werden. Die deutschen Mittelgebirge könnten solche Grenzertragsstandorte darstellen. Die niederschlagsreichen Mittelgebirge mit ihren feuchtkühlen Bedingungen bieten keine idealen Bedingungen für den Maisanbau. Darüber hinaus birgt der Anbau von Silomais in diesen Hanglagen ein erhebliches Erosionsrisiko. Die Durchwachsene Silphie (Silphium perfoliatum L.) mit ihrer Winterhärte, hohem Wasserbedarf und mehrjährigem Wurzelsystem könnte die Umweltrisiken minimieren und somit eine nachhaltigere Alternative zum Silomais für die Biogasproduktion darstellen.

Inwieweit die Durchwachsene Silphie an diesen, aufgrund ihrer Hydrologie anfälligen Standorten für Denitrifikation, auch einen Beitrag zur THG-Minderung im Biomasseanbau leisten kann, hat Björn Kemmann in seiner Doktorarbeit untersucht.

Hierfür wurden in einem zweijährigen Feldversuch THG-Feldemissionen gemessen und in Relation zu den Energie-Hektarerträge gesetzt um die Durchwachsene Silphie mit dem Silomais vergleichen zu können. In der Mikrokosmenanlage des Thünen-Institutes für Agrarklimaschutz, wurden zudem unter kontrollierten Bedingungen Stickstoffumsetzungsprozesse und die Denitrifikation auf Prozessebene sowohl im Silphie- als auch im Maisboden untersucht.

Unter Feldbedingungen emittierte die Durchwachsene Silphie signifikant weniger N₂O als der Mais, jedoch waren die Energie-Hektarerträge um die 30% niedriger, was mit zusätzlichen iLUC-Emissionen zu verrechnen ist. Daher ist das THG-Einsparpotenzial der Durchwachsenen Silphie stark von dem Ertragspotenzial des Maises am Standort und den direkten Emissionen abhängig. Im Labor konnte keine geringeren N₂O-Emissionen aus dem Silphieboden beobachtet werden. Im Silphieboden wurde insgesamt mehr Stickstoff denitrifiziert, jedoch auch deutlich mehr N₂O zu N₂ reduziert als im Maisboden. Die niedrigeren Feldemissionen der Durchwachsenen Silphie sind daher sehr wahrscheinlich auf die niedrigeren Nitratgehalte im Boden und die verstärkte Reduktion von N₂O zu N₂ zurückzuführen.