Programmverantwortliche: Dr. Annette Prochnow
Abteilung 2 - Technikbewertung und Stoffkreisläufe

Team: Dr. Werner Berg (Abt. 2), Dr. Horst Domsch (Abt. 4), Jörg Eberts (Abt. 2), Dr. Philipp Grundmann (Abt. 2), Dr. Monika Heiermann (Abt. 2), Prof. Dr. Hans Jürgen Hellebrand (Abt. 2), Dr. Jürgen Kern (Abt. 1), Dr. Hilde Klauss (Abt. 2), Simone Kraatz (Abt. 2), Dr. Andreas Meyer-Aurich (Abt. 2), Dr. Matthias Plöchl (Abt. 2), Cristina Rus (Abt. 5), Dr. Volkhard Scholz (Abt. 3)

Ressourcenbewirtschaftung und Klimawandel
Zwischen Landwirtschaft, natürlichen Ressourcen und Klima bestehen komplexe Zusammenhänge mit zahlreichen Einflussfaktoren und Wechselwirkungen. Die Landwirtschaft nutzt die Ressourcen Boden, Wasser, Luft, Stoffe, Energie und die biologische Vielfalt. Dabei beeinflusst sie sowohl diese Ressourcen selbst als auch das Klima wesentlich und vielschichtig. Als Mitverursacher des Klimawandels muss die Landwirtschaft die Bewirtschaftung ihrer Ressourcen verstärkt auf die Reduzierung von Treibhausgasemissionen ausrichten. Darüber hinaus kann sie durch die Bereitstellung von Biomasse für die energetische Nutzung erheblich zum Klimaschutz beitragen. Rückwirkend führt der Klimawandel zu Veränderungen der Beschaffenheit und Verfügbarkeit von Ressourcen, an die sich die Landwirtschaft anpassen muss.
Die Ressourcenbewirtschaftung durch die Landwirtschaft soll nachhaltig erfolgen, d. h. in einer Weise, die den Bedürfnissen der heutigen Generation entspricht, ohne die Möglichkeiten künftiger Generationen zu gefährden. Nachhaltigkeit beinhaltet dabei ökologische, ökonomische und soziale Aspekte. Übergeordnetes Ziel des Forschungsprogramms ist es, Klima-/Umweltwirkungen sowie sozioökonomische Auswirkungen von Verfahren der Landbewirtschaftung zu bewerten. Voraussetzung hierfür ist die Entwicklung und Bereitstellung der erforderlichen Prozessgrundlagen und Methoden. Vorrangig werden dabei übergreifende Systemzusammenhänge bearbeitet, in die auch die Arbeiten anderer Programme eingebunden werden sollen. Wesentliche Teilziele, die im Folgenden kurz umrissen werden, sind die Erfassung und Bewertung von Stoffflüssen beim Anbau nachwachsender Rohstoffe, die Erarbeitung von Konzepten für ein betriebliches und regionales Wassermanagement, die Entwicklung von Verwertungsstrategien für Reststoffe und Abwässer, die Energiebilanzierung in der Tierhaltung sowie die ökologische und ökonomische Bewertung der Biomassebereitstellung auf betrieblicher und regionaler Ebene.

Die Grundlage jeder landwirtschaftlichen Produktion ist der Aufbau pflanzlicher Biomasse durch Ausnutzung von Sonnenenergie und Fixierung von CO₂. Der heutige Verbrauch fossiler Energieträger überführt den über lange Zeiträume biogen festgelegten Kohlenstoff in die Erdatmosphäre und trägt damit maßgeblich zum Klimawandel bei. Um den im Kyoto-Protokoll festgelegten Verpflichtungen zur Senkung von Treibhausgasen nachzukommen, sind auf allen Ebenen Maßnahmen zu verstärken, durch die die Kohlenstoff- und Stickstoffflüsse im Sinne geschlossener Kreisläufe beeinflusst werden können. Voraussetzung hierfür ist ein umfassendes Verständnis der biogeochemischen und mikrobiologischen Stoffumsätze und Stofftransportprozesse. Die Untersuchungen richten sich verstärkt auf den Anbau nachwachsender Rohstoffe sowie auf optimierte Düngungsstrategien, mit denen die Landwirtschaft einen Beitrag zur Senkung klimarelevanter Emissionen (CO₂, CH₄, N₂O) leisten kann. Das Ziel ist eine hohe Biomasseproduktion und damit verbundene C-Sequestrierung bei gleichzeitig geringer Umweltbelastung. Neben dem Anbau nachwachsender Rohstoffe spielt die effiziente Nutzung verfügbarer Wasserressourcen und Energieträger eine besondere Rolle. In diesem Zusammenhang wird die Energieeffizienz in der Tierhaltung auf der Grundlage von Energiebilanzen ermittelt. Daraus können Indikatoren für eine nachhaltige Landnutzung speziell in der Tierhaltung abgeleitet werden.
Unter Nutzung gesetzlicher Instrumentarien wie dem Kreislaufwirtschaftsgesetz lassen sich Stoff- und Energieströme steuern, indem das Nährstoff- und Energiepotenzial von Abwässern und Reststoffen weitreichender genutzt wird. Gleichzeitig eröffnen sich damit neue Problemfelder. Neben Wertstoffen enthalten Reststoffe wie Klärschlämme, Schlempen, Aschen und Gärrückstände häufig auch Schadstoffe, die sich in der Nahrungskette anreichern können. Vor diesem Hintergrund werden neue umwelt- und verbraucherfreundliche Verwertungsstrategien für Reststoffe und Abwässer entwickelt, sowohl auf betrieblicher Produktionsebene als auch über deren Grenze hinaus. Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt ist die Bereitstellung von nachwachsenden Rohstoffen. Technisch und logistisch realisierbare, ökonomisch attraktive und ökologisch verträgliche Biomassepfade für einen betrieblichen und regionalen Ausbau energetischer und stofflicher Biomassenutzung sollen aufgezeigt und deren Etablierung unterstützt werden. Szenarien der Biomassebereitstellung werden bewertet und Handlungsempfehlungen für Betriebe und Regionen abgeleitet.

Übersicht Forschungsstruktur