FARMING FOR A BETTER CLIMATE BY IMPROVING …€¦ · Projektdauer: Mai 2012 bis April 2014 . Universität für Bodenkultur Wien Department für Wald- und Boden-wissenschaften Department

Universität für Bodenkultur Wien

Department für Wald- und Boden-

wissenschaften

Department of Forest and Soil Sciences I Institute of Soil Science I Priv.Doz. Dr. Barbara Amon 18.04.2013 1

FARMING FOR A BETTER

CLIMATE BY IMPROVING

NITROGEN USE EFFICIENCY

AND REDUCING GREENHOUSE

GAS EMISSIONS (FarmClim)

Klimatag, 04.04.2013



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Department of Forest and Soil Sciences I Institute of Soil Science I Priv.Doz. Dr. Barbara Amon

University of Natural Resources and

Life Sciences Vienna (BOKU)

• Dept. of Forest- and Soil Sciences, Institute of Soil Science (IBF)

Amon, B.; Zechmeister-Boltenstern, S.; Kasper, M.

• Dept. of Economics and Social Sciences, Institute of Agricultural and

Forestry Economics (AFO) Kantelhardt, J.; Schaller, L.; Moser, T.;

Sandbichler, M.

• Dept. of Forest- and Soil Sciences, Institute of Silviculture (Waldbau)

Hasenauer, H.; Pötzelsberger, E.

Federal Research and Training Centre for Forests, Natural Hazards

and Landscape (BFW) Sigmund, E.; Kitzler, B.

Konsortium FarmClim I



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Konsortium FarmClim II

University of Graz Winiwarter, W.; Schröck, A.

Austrian Agency for Health and Food Safety (AGES)

Baumgarten A.; Dersch, G.; Mechtler, K.

Environment Agency Austria (UBA) Zethner, G.; Anderl, M.

Chamber of Agriculture of Lower Austria

Prosenbauer, M.; Lembacher, F.

Agricultural Research and Education Centre

Raumberg-Gumpenstein Guggenberger T.



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Optimieren der Stickstoffnutzung in Österreich

Minimieren von Stickstoffverlusten und

Treibhausgasemissionen

Was sind die ökonomischen Auswirkungen der Maßnahmen?

Maßnahmen gemeinsam mit Vertretern der Landwirtschaft

entwickeln, um Umsetzbarkeit zu verbessern

Intensiver Dialog zwischen Wissenschaft, angewandter

Forschung, Vertretern der Landwirtschaft und

Umweltbundesamt

FarmClim - Ziele



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FarmClim – Ablauf

Coordination and dissemination (WP 1)

N and GHG in crop production (WP 3)

Potential for revisions in IPCC reporting (WP 6)

Economic Assessment (WP 5)

Modelling N2O emissions from Austrian Soils (WP 4)

N and GHG in animal husbandry(WP 2)

Recommendations for advisory services (WP 7)

Projektdauer: Mai 2012 bis April 2014



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Einflüsse auf N und THG Emissionen aus der

Tierhaltung ermitteln

Derzeitige Berechnung prüfen und Verbesserungen

vorschlagen (=> WP6!)

Optimierungsmöglichkeiten vorschlagen und deren

ökonomische Auswirkungen prüfen (=> WP5!)

WP2: Emissionen Tierhaltung



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Mögliche Minderungsmaßnahmen

Bereich Tierhaltung

Wiederkäuerverdauung:

Erhöhung der Produktionseffizienz durch züchterische Maßnahmen

Leistungssteigerung und Erhöhung der Lebensleistung bei Milchkühen

Optimierung der Leistung aus Grundfutter, Erhöhung der Qualität, Optimierung

der Grundfutterkonservierung

Futterzusatzstoffe

Bereich Wirtschaftsdüngermanagement:

Haltungssysteme: emissionsarme Stallungen, Weidehaltung

Phasenfütterung bei Schweinen

Abdeckung der Güllebehälter

Biogaserzeugung und/oder Gülleseparierung

Bereich Wirtschaftsdüngeranwendung:

bodennahe Gülleausbringung

Ausbringung auch in wachsende Bestände

rasche Einarbeitung der Gülle



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Minderungsmaßnahmen für

ökonomische Analyse

Milchviehfütterung (Variation der Milchleistung)

Phasenfütterung Schwein

Güllevergärung



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Die vom N-Einsatz nach IPCC-Guidelines linear

abhängigen Lachgas (N2O)-Emissionen sind die

bedeutendsten THG-Emissionen auf Ackerland (=> WP6)

„Sustainable Production Intensification“: Steigerung der N-

Effizienz (höhere Ertragszunahme bzw. N-Aufnahme ins

Erntegut pro kg Dünger-N) durch Optimierung der N-

Düngungsintensität je nach regionaler, jährlich

variierender Ertragslage

Optimierungsmaßnahmen und ökonomische Analyse (=>

WP 5)

WP3: Emissionen Pflanzenbau



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Department of Forest and Soil Sciences I Institute of Soil Science I Priv.Doz. Dr. Barbara Amon 0

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Ert

rag

(d

t/h

a)

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Ro

hp

rote

in (

in %

TS

)

Ertrag N-Entzug % Protein

WP3: Ausgewähltes Ergebnis Qualitätsweizen im Nordosten bei optimaler N-Intensität,

Komprimierte Ergebnisdarstellung der letzten 14 Jahre aus den

Versuchen im Rahmen der Sortenwertprüfung der AGES



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WP4: N2O-Emissionen aus Böden

Processing

Output Emissionsinventar

Klima

Bewirtschaftung

Vegetation

Boden

Inp

ut

Pa

ram

ete

r

2D Graph 1

X Data

0 50 100 150 200 250 300 350

Y Da

ta

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0

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Y Ax

is 2

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Temp

NS

Nutzung DNDC-Klassifikation

Feldfrucht organischeWirtschaftsdünger

[m3 ha

-1]

Anbaufläche[ha]

Summe [m3]

Ackerland winter wheat Winterweizen 10,0 167.379,7 1.673.796,66

rye Roggen 15,0 72.631,5 1.089.472,08

barley Wintergerste 15,0 130.761,6 1.961.424,15

rape Winterraps 0,0 95.770,4 0,00

barley Sommergerste 10,0 58.157,2 581.571,76

oats Hafer 10,0 10.196,7 101.967,44

corn Körnermais, Corn-Cob-Mix, Silomais

15,0 90.682,1 1.360.231,01

potatoes Kartoffeln früh,mittelfrühe und späte

15,0 13.103,5 196.552,61

beets Zuckerrüben,Runkelrüben

0,0 25.579,3 0,00

legume hay Klee, Kleegras,Luzerne, Futtererbsen

15,0 46.735,2 701.027,74

pasture Ackerwiese,Ackerweide

10,0 23.269,3 232.693,33

vegetables Gemüse, Erdbeerenund andereGartengewächse

0,0 5.533,6 0,00

Grünland grasland Grasland 10,0 73.120,1 731.200,61

pasture Weide 10,0 66.655,0 666.549,64

non-legume hay Wiese, Mähwiese 15,0 100.425,0 1.506.374,77

Summe 980.000,0 10.802.861,80

Berechnen Österreich spezifischer Lachgas-Emissionen aus landwirtschaftlich genutzten Böden mit LandscapeDNDC-Model

Vergleich berechneter Lachgas-Emissionen mit IPCC Emissionsfaktor

Entwicklung von

Maßnahmen zur

Senkung von

Lachgas-Emissionen

in Regionen mit

erhöhten Lachgas-Ausstoß



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Betrachteter Zeitraum 2005-2011 (bei einzelnen

Parametern nicht einheitlich!) Homogenisierung

Regionen für Modellierung der N2O-Emissionen in Bearbeitung: – Landwirtschaftlich intensiv genützte (Acker-)Böden

– Trockenstandort: Annahme: reale Emissionen liegen unter IPCC Faktor

– Schwere Böden (Pseudogley): Annahme: reale Emissionen liegen über IPCC Faktor

– Region, wo ausreichend Daten vorhanden sind

WP 4 Aktueller Stand

gewählte Region



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WP5: Ökonomische

Bewertung

Wirtschaftlichkeit

• Veränderungen in

Arbeitsleistung-/kosten

• variable Kosten

• Fixkosten

• Faktorkosten

• Investitionskosten etc.

Klimarelevanz

• CO2- Äquivalenz

• Veränderung in

Produktion von N und

GHG Emissionen

LUC, ILUC, Systemgrenzen!



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WP6: Verbessern des IPCC

reporting

Ergebnisse von FarmClim werden in enger

Zusammenarbeit mit dem Umweltbundesamt erarbeitet

Verbesserungen sollen sich unmittelbar in der

Umweltberichterstattung wider spiegeln



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WP6: Vorgehen und Ergebnisse

IPCC emission rates and losses to be optimized on the basis of new project results:

Organic Nitrogen:

• Analyses of the current N-flux model used in the Austrian emission inventory

show that 20% of the N excreted by the Austrian livestock is lost during housing,

storage and grazing, predominantly as NH3-N and N2O-N.

• Another 13% of total organic N is lost from manure application (NH3-N)

• Another 1% is directly lost from agricultural soils (N2O-N)

Nitrogen from Mineral Fertilizers:

• Model results of the Austrian emission inventory show losses of about 4% of

mineral fertilizer N during application, predominantly as NH3-N

• Another 1% is directly lost from agricultural soils (N2O-N)



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The following key input data are used in the national GHG inventory:

• N excretion values: derived from average feeding rations in Austria

• Waste management systems: based on representative studies (for 1990 and 2005)

• Mineral fertilizer application: yearly sales data

• N fractions of crops are obtained from the Austrian OECD balance

The IPCC method estimates GHG emissions applying default N2O emission factors

• irrespective on tpe of soils,

• irrespective of land use (e.g. grassland and gropland)

• irrespective of nitrogen compounds (organic – inorganic nitrogen)

-> based on new project results specific improvement points of the IPCC

methodology will be isolated in the light of the selected mitigation measures

WP6: Vorgehen und Ergebnisse



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WP7: “Science- Policy-Gap”

Vertreter der Landwirtschaft bereits in die

Projektentwicklung involviert

Intensiver Dialog verbessert den Informationsfluss

WP 7 entwickelt eine Grundlage, auf denen die

landwirtschaftliche Beratung im weiteren Verlauf

aufbauen kann



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FarmClim – Dissemination

Tagungen: Ramiran, Emili, GGAA, ÖGA, Kerner von

Marilaun

Pressemitteilungen

Landwirtschaftliche Fachpresse

BOKU Magazin



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FarmClim – zweite Projekthälfte

• Optimierungsmaßnahmen konkretisieren

• Wirtschaftlichkeitsdaten ermitteln

• N2O Emissionsfaktoren prüfen und in Berichterstattung

umsetzen

• Grundlage für Beratungsdokument schaffen



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Beispiel: Maßnahme Güllevergärung

Verhältnismäßig schlechte Nährstoffkonzentration in der Gülle

Landwirtschaftliche Betriebsstruktur in Österreich zu klein um

Güllevergährungsanlagen in wirtschaftlich sinnvollen Größenordnungen zu betreiben

Ökonomische Betrachtung einer Gemeinschaftsgüllever-

gärungsanlage für mehrere Betriebe nach deutschem

Einspeisemodell

FARMCLIM – WP 5



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FARMCLIM – WP 5

Schmack Biogas GmbH 2012



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Meteorologie: Lufttemperatur, Niederschlag, atmosph.

N-Deposition,...

Bodenparameter: Höhe, Koordinaten, Hangneigung, Bodenart, Textur,

nFK, pH...

Vegetationsdaten: Fläche je Kultur auf Gemeindeebene, Ertrag auf

Bezirksebene ,…

Bewirtschaftungsdaten: Tierbesatz, Bodenbearbeitung, Düngung (Richtlinien für

die sachgerechte Düngung), Bewässerung ….

WP4 Datengrundlagen für

Modellierung

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