FARMING FOR A BETTER

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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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 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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18.04.2013 3

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 (N ₂ O)-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

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Mittel

Ertr ag (d t/h a) N-En tzu g -Ko rn (kg /h a)

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Ro h p ro tein (i n % T S)

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: N ₂ O-Emissionen aus Böden

Processing

Output Emissionsinventar Klima

Bewirtschaftung Vegetation

Boden

In p u t Par ameter

2D Graph 1

X Data

0 50 100 150 200 250 300 350

Y Data

-20 -10 0 10 20 30

Y Axis 2

0 5 10 15 20 25 30 35 Temp

NS

NutzungKlassifikationDNDC- Feldfrucht Wirtschaftsdüngerorganische [m3 ha-1]

Anbaufläche[ha] Summe [m3]

Ackerlandwinter wheat Winterweizen 10,0167.379,71.673.796,66

rye Roggen 15,0 72.631,51.089.472,08

barley Wintergerste 15,0130.761,61.961.424,15

rape Winterraps 0,0 95.770,4 0,00

barley Sommergerste 10,0 58.157,2581.571,76

oats Hafer 10,0 10.196,7101.967,44

corn Körnermais, Cob-Mix, SilomaisCorn- 15,0 90.682,11.360.231,01 potatoes Kartoffeln früh,

mittelfrühe und späte

15,0 13.103,5196.552,61 beets Zuckerrüben,

Runkelrüben

0,0 25.579,3 0,00

legume hay Klee, Kleegras, Luzerne, Futtererbsen

15,0 46.735,2701.027,74 pasture Ackerwiese,

Ackerweide

10,0 23.269,3232.693,33 vegetables Gemüse, Erdbeeren

und andere

Gartengewächse

0,0 5.533,6 0,00

Grünlandgrasland Grasland 10,0 73.120,1731.200,61

pasture Weide 10,0 66.655,0666.549,64

non-legume hayWiese, Mähwiese 15,0100.425,01.506.374,77 Summe 980.000,010.802.861,80

 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 N ₂ O-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 NH ₃ -N and N ₂ O-N.

• Another 13% of total organic N is lost from manure application (NH ₃ -N)

• Another 1% is directly lost from agricultural soils (N ₂ O-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 NH ₃ -N

• Another 1% is directly lost from agricultural soils (N ₂ O-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 N ₂ O 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