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Doctoral Thesis
2003
Die Ökobilanz zur Abschätzung von Umweltwirkungen in der Pflanzenproduktion - dargestellt anhand von Praxisversuchen zur konservierenden Bodenbearbeitung und von unterschiedlich intensiv wirtschaftenden konventionellen Betrieben
Die Ökobilanz zur Abschätzung von Umweltwirkungen in der Pflanzenproduktion - dargestellt anhand von Praxisversuchen zur konservierenden Bodenbearbeitung und von unterschiedlich intensiv wirtschaftenden konventionellen Betrieben
Abstract (English)
In the agricultural field difficulties in life-cycle assessment result from the fact that the methods of life-cycle assessment were developed in techno-industrial production. Agricultural production, however, differs from industrial production in that it depends more strongly on natural resources and, moreover, has a direct influence on them. Hence, apart from preparing data for the used production goods, the expansion of environmental impact categories to include specific effects from agriculture is focused on in the adaptation of ecobalances as an agricultural method. Among others deficiencies here include the balancing of effects in agriculturally utilized soil.
The ecobalances at hand were carried out with two different goals in mind. For one, the impact of conventional and conservational cultivation methods were to be balanced. The goal of this ecobalance was to show whether life-cycle assessment have adequate selective power in order to be used as a decision criterion in the optimisation of cultural methods and their environmental impact. For another, the intensity of cultivation of three agricultural enterprises was compared. It was to be shown here whether life-cycle assessment can provide transparency as to the environmental effects of various production methods, which would enable the consumer to obtain information on the environmental relevance of these methods. A further goal of this work was the development of a method for the recording of effects on the soil in life-cycle assessment.
The examined farms are situated in the Hohenlohe region and were integrated in the subproject "Conservation Tillage" of the "Cultural Landscape Hohenlohe" project group. In order to balance soil working methods, the three methods plow, cultivator and mulch sowing were examined. The data was obtained from two test fields with the same crop rotation on one of the farms. Balancing of the intensity of cultivation was carried out on three conventionally working farms using varying levels of fertilizer, crop protectants and tillage. The balanced crop rotation of the three farms did not vary (sugar-beets, winter wheat, winter barley).
When developing methods for balancing environmental effects on agriculturally utilized soil three aspects were decisive in the selection of balanced effects: 1. What soil properties are there? 2. Which of these properties are influenced directly by cultivation measures? 3. For which properties are relevant negative effects caused by agriculture known?
Based on the indicated methods the impact was assessed for the following soil properties:
- Soil depth is influenced by soil loss. Soil loss was calculated with the universal soil loss equation.
- Impact on the nutrient content was assessed with the help of a nutrient field balance, humus content with the help of a humus balance.
- Variations in soil density caused by loading were assessed with the help of the weighted soil load.
- Soil life is affected by pollutant input, modelling of the effect potential was carried out with the help of the Critical-Surface-Time model.
All in all the results show that in order to differentiate between the tillage variants with respect to their environmental impact, it is necessary to also consider effects on the soil. Comparison of the farms showed that life-cycle assessment can reflect the environmental relevance of different cultivation intensities and can make them visible for the consumer.
Abstract (German)
Im Bereich der Landwirtschaft treten Schwierigkeiten bei Ökobilanzen dadurch auf, dass die Methodik der Ökobilanzierung in der technisch-industriellen Produktion entwickelt wurde. Die landwirtschaftliche Produktion unterscheidet sich von der industriellen Produktion jedoch maßgeblich durch die stärkere Abhängigkeit von natürlichen Ressourcen und den direkten Einfluss auf diese. Bei der Anpassung der Ökobilanz als Methode in der Landwirtschaft stehen deshalb, neben der Bereitstellung von Daten für die eingesetzten Produktionsmittel, die Erweiterung der Umweltwirkungskategorien um spezifische Wirkungen aus der Landwirtschaft im Vordergrund. Defizite bestehen dabei unter anderem bei der Bilanzierung von Wirkungen im Bereich des landwirtschaftlich genutzten Bodens.
Die vorliegenden Ökobilanzen wurden mit zwei unterschiedlichen Zielsetzungen durchgeführt. Es sollten zum Einen die Auswirkungen konventioneller und konservierender Bodenbearbeitungsverfahren bilanziert werden. Ziel dieser Ökobilanzen war es zu zeigen, ob die Ökobilanz genügend Trennschärfe besitzt, um als Entscheidungshilfe bei der Optimierung von Anbauverfahren hinsichtlich der damit verbundenen Umweltwirkungen zu dienen. Zum anderen wurde die Anbauintensität dreier konventioneller Betriebe verglichen. Hier sollte gezeigt werden, ob die Ökobilanz Transparenz hinsichtlich der Umwelteffekte verschiedener Produktionsverfahren schafft, die es ermöglicht, dem Verbraucher Informationen über die Umweltrelevanz dieser Verfahren zu geben. Die Entwicklung einer Methode, um Wirkungen im Bereich des Bodens in Ökobilanzen zu erfassen, war ein weiteres Ziel der Arbeit.
Die untersuchten Betriebe lagen in der Region Hohenlohe und waren in das Teilprojekt ?Konservierende Bodenbearbeitung" der Projektgruppe Kulturlandschaft Hohenlohe eingebunden. Zur Bilanzierung der Bodenbearbeitungsverfahren wurden die drei Verfahren Pflug, Grubber und Mulchsaat untersucht. Die Daten wurden auf zwei Versuchsfeldern mit gleicher Fruchtfolge (ZR, WW, SM, WW) in einem der Betriebe erhoben. Die Bilanzierung der Anbauintensität erfolgte in drei konventionell wirtschaftenden Betrieben, die sich in der Höhe der eingesetzten Düngemittel, Pflanzenschutzmittel und der Bodenbearbeitung unterschieden. Die bilanzierte Fruchtfolge der drei Betriebe unterschied sich nicht (ZR, WW, WG).
Bei der Entwicklung der Methodik zur Bilanzierung von Umweltwirkungen im Wir-kungsbereich des landwirtschaftlich genutzten Bodens waren bei der Auswahl der bilanzierten Wirkungen drei Aspekte ausschlaggebend: 1. Welche Bodeneigen-schaften gibt es? 2. Welche dieser Eigenschaften werden direkt von Anbaumaßnah-men beeinflusst? 3. Für welche sind relevante, negative Wirkungen durch die landwirtschaftliche Nutzung bekannt?
Für folgende Bodeneigenschaften wurden Wirkungen abgeschätzt: die Gründigkeit des Bodens, der Nährstoff- und Humusgehalt, die Dichte des Bodens und das Bodenleben
Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass es zur Differenzierung unterschiedlicher Bodenbearbeitungsvarianten hinsichtlich ihrer Umwelteffekte notwendig ist, Wirkungen im Bereich des Bodens mit zu betrachten. Der Vergleich der Betriebe zeigt, dass Ökobilanzen die Umweltrelevanz verschiedener Anbauintensitäten abbilden und für den Verbraucher sichtbar machen können.
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Notes
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Faculty
Faculty of Agricultural Sciences
Institute
Institut für Pflanzenernährung
Examination date
2003-10-13
Supervisor
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DOI
ISSN
ISBN
Language
German
Publisher
Publisher place
Classification (DDC)
630 Agriculture
Original object
Standardized keywords (GND)
Sustainable Development Goals
BibTeX
@phdthesis{Arman2003,
url = {https://hohpublica.uni-hohenheim.de/handle/123456789/4979},
author = {Arman, Beate},
title = {Die Ökobilanz zur Abschätzung von Umweltwirkungen in der Pflanzenproduktion - dargestellt anhand von Praxisversuchen zur konservierenden Bodenbearbeitung und von unterschiedlich intensiv wirtschaftenden konventionellen Betrieben},
year = {2003},
school = {Universität Hohenheim},
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