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Minderung von Treibhausgasemissionen im Rapsanbau unter besonderer Berücksichtigung der Stickstoffdüngung - Nachhaltiger Rapsanbau für Biodiesel in NUTS2-Regionen Deutschlands

  • Im Forschungsfeld Klimaschutz und Nachhaltigkeitszertifizierung werden in dieser Arbeit die Treibhausgasemissionen durch Verwendung von Rapsbiodiesel gemäß EU Nachhaltigkeitsvorgaben der EU RED thematisiert. Regionales Bezugssystem sind gemäß EU-Vorgabe die NUTS2-Gebiete. Für 35 NUTS2-Regionen Deutschlands wurden Treibhausgasemissionen, die dem praxisnahen Rapsanbau zugerechnet werden können, berechnet. Ein entwickeltes sogenanntes Rechenmodul mit dem Rapsanbauverfahren von der Bodenbearbeitung über die Düngung erfasst, beinhaltet einen vom Ifeu-Institut erschaffenen THG-Rechner, der die THG-Emissionen gemäß IPCC-und RED-Vorgabe berechnet. Um zwei Forschungslücken zu schließen, wurden mithilfe des Rechenmoduls insbesondere die Differenzierung der Stickstoffdüngung und die Regionalspezifik von Rapsanbauverfahren beschrieben. Zentraler Parameter ist die Düngung, mit Unterscheidung üblicher Stickstoffmineraldünger, und zusätzlich im Rechenmodul implizierte Wirtschaftsdünger. Die eigentliche Modellierung typischer regionaler Rapsanbauverfahren für 35 NUTS2-Gebiete mit 10 erforderlichen Anbauparametern erfolgte mit der Unterstützung und dem Fachwissen regionaler Experten der Landeseinrichtungen für Landwirtschaft. Folgende Ergebnisse werden dargestellt: o Quantifizierung der THG-Anbauemissionen definierter Rapsanbauverfahren. o Quantifizierung der entsprechenden Stickstoffsalden unter Berücksichtigung der Anrechenbarkeit des Stickstoffs aus Wirtschaftsdünger nach Vorgaben der Dün-geverordnung. o Wirtschaftlichkeit definierter regionaler Rapsanbauverfahren. o Modellierung von Minderungsverfahren nach Expertenrat. o Rechenbeispiel Mecklenburg-Vorpommern – Optimierungsvariante nach Dün-geverordnung o Einschätzung der Erreichbarkeit des Untersuchungszielwerts im Modell. o Die von der EU gewünschte räumliche Bezugsgröße NUTS2-Region erfordert Durchschnittswerte für unterschiedlich große Gebiete. o Mit dem entwickelten Rechenmodul sind Anbauverfahren und die erforderlichen Rechengrößen präziser bestimmbar und einzelbetrieblich planbar. Die THG-Verminderung ist mit folgenden drei Stellschrauben möglich: (1) N-Düngung (N2O-Feldemissionen) - Mineraldünger (die Vorkettenemissionen implizieren) sind möglichst zu vermindern und am Bedarf gemäß Düngeverordnung zu orientieren (auch um hohe N-Salden zu vermeiden), (2) Wirtschaftsdünger (generell ohne Vorkettenemissionen) sind effizient einzusetzen, d.h. der N-Gehalt muss berücksichtigt werden, (3) Dieselkraftstoffeinsatz im Anbauverfahren sollte möglichst verringert werden.
  • In the research filed Climate Protection and Sustainability Certification, this study deals with greenhouse gas emissions through the use of rapeseed biodiesel according tot he EU Sustainability Guidelines oft he EU RED. Regional reference system ist he EU NUTS2 area. For 35 NUTS2 regions of Germany greenhouse gas emissions that can be attributed tot he practice of rapeseed cultivation were calculated. A development so-called computational module with the rapeseed cultivation method oft he soil through to the fertilization recorded, includes an Ifeu GHG computer, which calkulates the GHG emissions accordng to IPCC an RED specification. In order to close two research gaps, the calculation module was used to describe, in particular, the Differentiation of nitrogen fertilization and the regional specifity of rapeseed cultivation methods. Central parameter is fertilization, distinguishing common nitrogen fertilizers, and additional fertilizers – manure - implied in the computational module. The acual modeling of typical regional rape cultivationpractices for 35 NUTS2 areas with 10 required cultivar parameters was carried out with the support and expertise of regional experts of provincial agricultural institutions. The following results are shown: o Quantification of greenhouse gas emissions of defined rape cultivation practices. o Quantification of corresponding nitrogen balances taking into account the allowability of the nitrogen from manure according to the requirements of the Fertilizer Ordinance. o Economic efficiancy of defined regional rapeseed cultivation methods. o Modeling of reduction procedures according to expert advice. o Calculation example Mecklenburg-Western Pomerania – Optimazation variant according to Fertilizer Ordinance. o Assessment oft he accessibility of the study target value in the model. The spatial reference NUTS2 region desired by the EU requires averages of areas of different size. With the development calculation module cultivation methods and the required calculation parameters can be determined more precisely and individually planned. The GHG reduction is possible with the following three adjustment screws: (1) N fertilization (N2O field emissions) – Mineral fertilizers (which imply upstream chain emissions) should be reduced as far as possible and oriented to the requirements of the Fertilizer Ordinance (also to avoid high N balances), (2) Farmyard manure (generally without upstream emissions) should be used efficiently, ie. The N content must be taken into account, (3) Diesel fuel consumption in the cultivation process should be reduced as far as possible.

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Metadaten
Author:Dipl.-Geogr. Dörte Riemer
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-21468
Title Additional (German):Mitigation of GHG-emissions in oilseed rape cropping under special consideration of N-fertilization - sustained oilseed rape cropping for biodiesel in german NUTS2-Regions
Referee:Prof. Dr. Helmut Klüter, Prof. Dr. Florian Jansen
Advisor:Prof. Dr. Helmut Klüter
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2018
Date of first Publication:2018/05/04
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2017/11/29
Release Date:2018/05/04
Tag:Biodiesel, Mecklenburg-Vorpommern, Rapsanbau, Stickstoffdüngung, Treibhausgasemissionen
GND Keyword:Biodiesel, Mecklenburg-Vorpommern, NUTS2-Regionen, Rapsanbau, Stickstoffdüngung, Treibhausgasemissionen
Pagenumber:176
Faculties:Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät / Institut für Geographie und Geologie
DDC class:500 Naturwissenschaften und Mathematik / 500 Naturwissenschaften