Methanbildungsvermögen von Mais: Einfluß der Sorte und des Erntezeitpunktes
Abstract
Mais wird zunehmend zur Energieerzeugung in landwirtschaftlichen Biogasanlagen eingesetzt. Für einen wirtschaftlichen Betrieb sind das Methanbildungsvermögen und der erzielbare Methanhektarertrag von grundlegender Bedeutung. Empfehlungen für geeignete Sorten werden dringend benötigt. Ziel ist es, einen möglichst hohen Methanhektarertrag zu erreichen. Dafür sollen geeignete Sorten und der richtige Erntezeitpunkt gefunden werden. In Stoffwechseluntersuchungen zur anaeroben Vergärung von Mais wurde die Methanproduktivität der fünf Maissorten PR 39G12, Sandrina, Clarica, Monalisa und Ribera untersucht. Der Einfluß des Erntezeitpunktes und des Vegetationsstadiums der Maispflanzen auf die Methanproduktivität wurde bestimmt. Die Untersuchungen wurden im Labor mit einem Eudiometer nach DIN-Norm 38414 unter definierten und kontrollierten Gärbedingungen bei 37 °C durchgeführt. Die CH4-Konzentrationen im Biogas wurde gaschromatographisch ermittelt. Zu Beginn und am Ende jedes Versuches wurden Inhaltsstoffanalysen (TS, Asche, Nt, NH4-N, Ct, Cellulose, Hemizellulose, Rohfaser, Rohprotein, Rohfett) der Gärsubstrate durchgeführt. Zu Versuchsbeginn und im Verlauf der Gärung wurde der pH-Wert im Gärmedium kontrolliert. Als Effizienzkriterien der Methangärung werden die Prozeßparameter spezifischer Biogasertrag, spezifischer Methanertrag, Biogasqualität und Abbaugrad der organischen Substanz herangezogen. Untersuchungen zum anaeroben Stoffwechsel der Maisvergärung wurden bei jeder Sorte mit silierter Biomasse von Pflanzen verschiedener Wachstumsstadien durchgeführt. Der Einfluß der Silagebereitung auf das Methanbildungsvermögen wurde ebenfalls untersucht. Die Sorte PR 39G12 erbrachte die niedrigste spezifische Methanausbeute mit maximal 292 N l Methan pro kg oTS. Die höchste spezifische Methanausbeute wurde bei der Sorte Sandrina gemessen (375 N l Methan pro kg oTS). Das spezifische Methanbildungsvermögen der Sorten war unabhängig von der Reifezahl der Sorten. Die Methanausbeute war vom Nährstoffmuster geprägt, welches sortenspezifisch ist. Im Vergleich zur Sorte PR 39G12 weist z.B. die Sorte Sandrina einen höheren Fettgehalt auf. Der Erntezeitpunkt hatte vor allem bei den Sorten Sandrina, Monalisa und PR 39G12 einen signifikanten Einfluß auf das spezifische Methanbildungsvermögen. Totreife Pflanzen der Sorte Sandrina hatten im Vergleich zu Pflanzen im Wachstumsstadium der Teigreife ein um 23 % verringertes spezifisches Methanbildungsvermögen. Bei der Sorte Monalisa verursachte der späte Erntetermin Ertragseinbußen von 9,2 % von der maximal möglichen spezifischen Methanausbeute. Ertragsmindernd wirkte sich der späte Erntetermin auch bei der Sorte PR 39G12 aus. Hier kam es zu einer Ertragseinbuße um 15,1 % bei der Ernte von totreifen Pflanzen. Bei allen Sorten (mit Ausnahme von Clarica) führten totreife Bestände zu Ertragseinbußen entweder des oTS-Biomassertrages pro Hektar und/oder des spezifischen Methanertrages aus der Biomasse. Der optimale Erntetermin liegt bei dem Zeitpunkt, bei dem pro Hektar die maximale Biomasse gebildet worden ist. Das ist in der Regel im Vegetationsstadium "Ende der Teigreife" der Fall. Zu diesem Zeitpunkt ist auch das spezifische Methanbildungspotential der Pflanzen am höchsten. Abweichungen vom optimalen Erntezeitpunkt können je nach Sorte und Standort zu zum Teil erheblichen Einbußen des Methanhektarertrages führen. Der optimale Erntezeitpunkt entscheidet deshalb maßgeblich über die Rentabilität der Biogaserzeugung aus Mais. Silage zeigte im Vergleich zu nicht silierter frischer grüner Biomasse eine um 21 % höhere spezifische Methanausbeute. Bei der Silagebereitung führt die Milchsäuregärung zur Bildung von für die Methanogenese essentiellen Vorläufersubstanzen. In allen Gärversuchen wurde nach 40 - 45 Tagen Gärzeit mehr als 95% der möglichen Methanmenge gebildet.
Schlagworte Biogas Energiepflanzen klimarelevante Emissionen
Publikationen
Endbericht "Methanbildungsvermögen von Mais, Einfluss der Sorte, der Konservierung und des Erntezeitpunktes"
Autoren: Amon, Th.; Kryvoruchko, V.; Amon, B.; Moitzi, G.; Buga, S.; Zollitsch, W. Jahr: 2002
Projektbericht
Das Grünland und den Acker für die Biogasproduktion nutzen
Autoren: Amon, Th., Forschungsinitiative Biogas Jahr: 2003
Populärwissenschaftlicher Beitrag
Nutzung der Grünlandbiomasse sowie anderer Feldkulturen für die Biogasproduktion
Autoren: Amon, Th., Amon, B., Kryvoruchko, V., Hopfner-Sixt K., Buga, S., Pötsch, E., Zollitsch, W., Plank, J., Mayer, K. Jahr: 2003
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Potentiale für kostendeckende Brennstoffpreise aus landwirtschaftlichen Biogasanlagen
Autoren: Amon, Th., Amon, B., Hopfner-Sixt, K., Hackl, E., Jeremic, D., Boxberger J. Jahr: 2001
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Neue Entwicklungen der landwirtschaftlichen Biogaserzeugung in Österreich
Autoren: Amon, Th., Hackl, E., Hopfner-Sixt. K., Amon, B., Jeremic, D., Boxberger J. Jahr: 2001
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Biogas production from animal wastes, energy plants and organic wastes
Autoren: Amon Th., Hackl, E., Jeremic, D., Amon, B., Boxberger, J. Jahr: 2001
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Österreich: Ökostromgesetz könnte Bauboom auslösen
Autoren: Amon, Th. Jahr: 2002
Originalbeitrag in Sammelwerk
Biogas production from energy crops - A new system (MEVS) to calculate the methane energy value from biomass
Autoren: Amon, Th., Kryvoruchko, V., Amon, B. Jahr: 2002
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Entwicklung eines "Methanenergiewertsystem (MEWS)" zur Bewertung des Methanbildungsvermögens von Biomasse
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Pötsch, E., Zollitsch, W. Jahr: 2003
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Development of the ¿Methane Energy Value System (MEVS)¿ to estimate methane productivity from biomass
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Buga, S., Mayer, K., Zollitsch, W., Pötsch, E. Jahr: 2003
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Praxisrelevante Neuigkeiten aus der Forschung
Autoren: Amon, T. Jahr: 2003
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Ökostrom aus Biogas: Voraussetzungen für einen wirtschaftlichen Betrieb
Autoren: Hopfner-Sixt, K., Amon, T., Amon, B. Jahr: 2003
Populärwissenschaftlicher Beitrag
Biogaserträge aus landwirtschaftlichen Gärgütern.
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Buga, S., Amid, A., Zollitsch, W., Mayer, K., Pötsch, E. Jahr: 2004
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Biogaserträge von Energiepflanzen und Wirtschaftsdüngern – Laborversuchsergebnisse
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Reinhold, G., Oechsner, H., Schwab, M., Weiland, P., Linke, B. Jahr: 2004
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Anaerobic digestion of maize, clover grass and animal manures: influence of nutrient composition on methane production.
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Gruber, L. Jahr: 2004
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Biogaserzeugung aus Mais – Einfluss der Inhaltsstoffe auf das spezifische Methanbildungsvermögen von früh- bis spätreifen Maissorten.
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Zollitsch, W., Mayer, K., Buga, S., Amid, A. Jahr: 2004
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Methane production from maize, grassland and animal manures through anaerobic digestion.
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B. Jahr: 2004
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Biogas production from maize and clover grass estimated with the methane energy value system.
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Amon, B., Zollitsch, W., Pötsch, E. Jahr: 2004
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Biogaserzeugung ausagrarischen Rohstoffen
Autoren: Hopfner-Sixt, K; Amon, T; Bodiroza, V; Kryvoruchko, V; Milovanovic, D; Zollitsch, W; Boxberger, J Jahr: 2006
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Biogas production from agricultural resources: characteristic values for material and energetic evaluation
Autoren: Hopfner-Sixt, K; Amon, T; Bodiroza, V; Kryvoruchko, V; Milovanovic, D; Zollitsch, W; Boxberger, J Jahr: 2006
Originalbeitrag in Fachzeitschrift
Energiepflanzen: Erntezeitpunkt bestimmt Gasausbeute
Autoren: Amon T., Hopfner-Sixt K., Kryvoruchko V., Amon B., Bodiroza V., Ramusch M., Hrbek R, Friedel J., Zollitsch W., Mayr K. Jahr: 2006
Originalbeitrag in Sammelwerk
Das Methanbildungsvermögen und die Biogasqualität bei der Vergärung von Energiepflanzen
Autoren: Amon, T., Kryvoruchko, V., Bodiroza, V., Amon, B. Jahr: 2006
Populärwissenschaftlicher Beitrag
European Biogas Initiative to improve the yield of agricultural biogas plants (EU-Agro Biogas).
Autoren: Amon, T., Amon, B., Machmüller, A., Hopfner-Sixt K., Kryvoruchko V., Bodiroza, V. Jahr: 2006
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Strategien zur nachhaltigen Erzeugung, Bereitstellung und Nutzung agrarischer Biomasse für die Biogaserzeugung
Autoren: Amon, T. Jahr: 2006
PUBLIZIERTER Beitrag für wissenschaftliche Veranstaltung
Mitarbeiter*innen
Barbara Amon
Priv.-Doz. Dr. Barbara Amon
barbara.amon@boku.ac.at
Projektmitarbeiter*in
01.05.2001 - 31.08.2002
Vitaliy Kryvoruchko
Dipl.-Ing. Dr. Vitaliy Kryvoruchko
Projektmitarbeiter*in
01.05.2001 - 31.08.2002
Gerhard Moitzi
Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Gerhard Moitzi
gerhard.moitzi@boku.ac.at
Projektmitarbeiter*in
01.05.2001 - 31.08.2002
Helmut Wagentristl
Ass.Prof. Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Helmut Wagentristl
helmut.wagentristl@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-95501, 95511
Projektmitarbeiter*in
01.05.2001 - 31.08.2002
Werner Zollitsch
Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr. Werner Zollitsch
werner.zollitsch@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-93211, 99101, 99111
Projektmitarbeiter*in
01.05.2001 - 31.08.2002
BOKU Partner
Externe Partner
Fa. Pioneer
keiner
Partner