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Artikel

Autor(en): Michael Englisch, Martin Wresowar, Heide Spiegel, Rainer Reiter, Klaus Katzensteiner
Redaktion: BFW, Österreich
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Energiewälder im Kurzumtrieb – Möglichkeiten und Grenzen

Versuchsgarten
In Österreich konzentrieren sich die Versuche mit Energiewäldern im Kurzumtrieb schwerpunktsmäßig auf Weide und Pappel

Im Rahmen der Studie zum Holz- und Biomassenaufkommen in Österreich (HOBI) wurde auch das Potenzial zur Anlage von Energiewäldern im Kurzumtrieb abgeschätzt. Die BOKU hat am Institut für Waldökologie eine Studie mit dem Ziel durchgeführt, die bislang nur verstreut vorliegende Literatur der zahlreichen, aber sehr unterschiedlich gut dokumentierten Versuche zur An­lage von Energiewäldern im Kurzumtrieb auszuwerten.

Dabei standen folgende Fragen im Vordergrund:

  • Welche Baumarten werden tatsächlich im Kurzumtrieb geführt?
  • Welche Massenleistungen pro Zeiteinheit wurden in den Versuchen erzielt?
  • Welche Regionen Österreichs sind für die Anlage von Kurzumtriebsflächen geeignet?
  • Wie hoch ist der Nährstoffentzug pro Zeit- und Masseneinheit im Kurzumtrieb?

In einem zweiten Schritt wurde versucht, auf 16 Dauerversuchsflächen der AGES (Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit) die ökologischen Grenzen zu umreißen, welche der Anlage von Energiewäldern im Kurzumtrieb auf typischen Böden vorwiegend mittlerer bis hoher Qualität gesetzt sind.

In Österreich konzentrieren sich die Versuche mit Energiewäldern im Kurzumtrieb auf die sechs Baumarten Weide, Pappel, Erle, Birke, Robinie und Schwarzpappel, wobei hier wiederum der Schwerpunkt auf Weide und Pappel liegt.

Große Wuchsleistung von Pappel und Weide

Die vorgefundene Zuwachsbandbreite ist aus Ab­bildung 1 ersichtlich. Sie beträgt beispielsweise für Pappel 1,9 - 16,1 t/ha/Jahr.

Abb.1: Zuwachsbandbreiten
Abbildung 1: Zuwachsbandbreiten von Baumarten im Kurzumtrieb, farbig hinterlegt sind drei "Ertragsniveaus"

Bei Pappeln wurden auf 50 % der Versuchsflächen durchschnittliche Zuwächse von 6 bis 10 t/ha/Jahr mit einem Zuwachspotenzial größer 15 t/ha/Jahr und für Weiden durchschnittliche Zuwächse von 5 - 10 t/ha/Jahr mit einem Potenzial größer 20 t/ha/Jahr vorgefunden. Für die Baumarten Erlen (Schwarz- und Grauerle), Birken und Robinien gibt es bis dato nur wenig Er­fahrungswerte mit Kurzumtriebsbewirtschaftung in Österreich. Aspe wurde in den vorliegenden Versuchsflächen nicht getestet.

Aus der vorliegenden Datenbasis konnten drei unterschiedliche Er­tragsniveaus für Kurzumtriebs­flächen für Österreich abgeleitet werden.

  • durchschnittliche, für den Kurzumtrieb geeignete Standorte mit herkömmlichen Klonen: 6 - 8 t/ha/Jahr
  • sehr gute Standorte mit intensiver Bestandespflege und mit herkömmlichen Sorten: 10 - 12 t/ha/Jahr
  • auf optimalen Standorten mit intensiver Pflege und mit "neuen" für den Kurzumtrieb optimierten Sorten: 14 - 16 t/ha/Jahr.

Der Anbau von Kurzumtriebsplantagen wird in Regionen mit Jahresmitteltemperaturen generell ab 8 °C empfohlen, gute Zuwächse werden bei sonst günstigen Bedingungen auch in kühleren, submontanen Gebieten erzielt. Weide weist in kühlen Regionen im Durchschnitt einen geringeren Zuwachs als Pappel auf. Haupt­faktor für hohe Biomassenpro­duktion ist in jedem Fall eine nachhaltige Wasserversorgung des Standortes. Vor allem in den trockenen warmen Regionen Österreichs müssen geringe Jahresniederschläge durch Grund- oder Hangwasseranschluss ausgeglichen werden (Tabelle 1).

Tabelle 1

Hohe Nährstoffentzüge als Folge des Kurzumtriebes

Die jährlichen Nährelemententzüge (N, P, K) durch die Biomasseernte können in Abhängigkeit von der Rotationsdauer (x) und dem durchschnittlichen Biomassenertrag (dzuw) nach der Formel: y=dzuw.a.xb (a, b elementabhängige Regressionskoeffizienten) für Pappel und Weide kalkuliert werden. Bei einem Biomassenertrag von 10 - 12 t/ha/Jahr ist bei einer vier­jährigen Rotationsdauer mit einem jährlichen Nährstoffentzug von 43 kg N, 6 kg P, 25 kg K, 59 kg Ca und 7 kg Mg zu rechnen (Tabelle 2).

Tabelle 2

Internationalen Literaturangaben zufolge können in Europa und Nordamerika unter guten Bedingungen durchschnittliche Biomassenzuwächse von 10-12 t/ha/Jahr mit Pappel und Weide im Kurzumtrieb erzielt werden. Spitzenerträge von mehr als 30 t/ha/Jahr in Einzeljahren sind in Ausnahmefällen möglich.

Die Dauerversuchsflächen der AGES sind in Niederösterreich gelegen, weisen vorwiegend mittlere bis hohe Ackerzahlen [(Maßzahl für die Standortsgüte), hier zwischen 45 und 80; maximal möglich 100)] auf und sind zur Anlage von Kurzumtriebsflächen grundsätzlich geeignet. Sie decken die wesentlichsten landwirtschaftlich genutzten Bodentypen – Braunerden, Schwarzerden, Gleye und Pseudogleye – mit Aus­nahme der Gleye ab. Die Dauerversuchsflächen sind derzeit in ortsüblicher landwirtschaftlicher Nutzung.

Für diese Flächen wurde mit PROGNAUS ein 150-jähriger Umtrieb in zwei Varianten mit standortsge­mäßen Baumarten (in der Variante a mit Eiche, in Variante b mit Esche) simuliert.

Alle Versuchsflächen wurden mit "Biomassenentzug möglich" bewertet.
Auf diesen in Bezug auf konventionelle Forstwirtschaft stabilen Standorten wurden die Nährstoffentzüge aufgrund konventioneller Forstwirtschaft (Vollbaumernte), von Kurzumtrieb und von landwirtschaftlicher Nutzung mit ortsüblichen Fruchtfolgen gegenübergestellt. Die Ergebnisse dieser Berechnungen zeigt Abbildung 2.

Abb.2: mittlere, jährliche Nährstoffentzüge
Abbildung 2: Mittlere, jährliche Nährstoffentzüge [kg/ha/Jahr] auf 16 Dauerversuchsflächen der AGES unter konventioneller forstlicher Nutzung mit Eiche im 150-jährigen Umtrieb (Eiche), von Pappel/Weide im vierjährigen Kurzumtrieb (Kurzumtrieb) und unter landwirtschaftlicher Nutzung mit ortsüblicher Fruchtfolge mit Entzug des Ernteguts allein (Lw. FF Erntegut) und mit Entzug der gesamten Biomasse (Lw. FF Gesamt).

Im Kurzumtrieb wird, abhängig vom Element, die drei- bis siebenfache Menge an Nährstoffen gegenüber konventioneller Forstwirtschaft entzogen. Bei orts­üblicher landwirtschaftlicher Fruchtfolge und Entzug des Ernteguts alleine ist dies die sechs- bis vierzehn­fache Menge an Nährstoffen und bei ortsüblicher landwirtschaftlicher Fruchtfolge und Entzug der gesamten Biomasse ist dies die neun- bis vierundzwanzigfache Menge an Nährstoffen. Lediglich die Ca-Entzüge sind bei landwirtschaftlicher Nutzung wesentlich geringer als bei konventioneller Forstwirtschaft.

Bei Kurzumtrieb werden bereits nach 20 Jahren zwischen 50 und 90 % der Entzugsmengen eines 150-jährigen Eichenumtriebs erreicht. Bei landwirtschaft­licher Fruchtfolge mit Entzug des Erntegutes alleine werden nach 20 Jahren die Gesamtentzüge nach traditioneller Forstwirtschaft meist überschritten, und bei land­wirtschaftlicher Fruchtfolge mit Gesamtentnahme der Biomasse um das bis zu dreieinhalbfache über­schritten.

Bei linearer Extrapolation führten Kurzumtrieb und landwirtschaftliche Fruchtfolgen daher relativ rasch – bei einigen Flächen innerhalb einer Umtriebszeit mit Eiche – zu einer vollständigen Erschöpfung selbst der langfristig verfügbaren Nährstoffvorräte. Tatsächlich ist bereits wesentlich früher mit Ertrags­einbrüchen zu rechnen, die mit Düngung und/oder Nutzungsartenwechsel zu verhindern sind.

Gerade Kurzumtriebsflächen sind selbstverständlich auch anderen Restriktionen als Nährstofflimitierungen ausgesetzt – so etwa der herabgesetzten Ausschlagsfähigkeit nach maximal fünf Um­trieben oder Pathogenen. Bemerkenswert ist in jedem Fall, dass die Nährstoff­entzugsmengen im Kurzumtrieb pro Zeiteinheit eher denen landwirtschaftlicher als konventioneller forstlicher Nutzung ähneln.

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