Ökologischer Landbau und Bioenergieerzeugung - Zielkonflikte und Lösungsansätze. Endbericht zum TA-Projekt

Die deutsche Nachhaltigkeitsstrategie strebt den Ausbau sowohl der ökologischen Landbewirtschaftung als auch der Bioenergieerzeugung an. Ähnlich wie in der allgemeinen »Teller-oderTank-Debatte« zur Konkurrenz von Nahrungsmittel- und Biokraftstofferzeugung stellt sich die Frage, ob und in welchem Umfang beide Nachhaltigkeitsziele gleichzeitig erreicht werden können. Im TAB-Bericht wird untersucht, ob ökologischer Landbau und Bioenergieerzeugung künftig miteinander verbunden werden können oder ob beide Nachhaltigkeitsziele im Konflikt miteinander stehen und deshalb eine Priorisierung erfolgen sollte. Die Analyse des TAB zeigt, dass das bis 2020 angestrebte Ziel eines 20%igen Anteils des ökologischen Landbaus an der landwirtschaftlichen Nutzfläche zwar zugleich mit den Zielen beim Ausbau der Bioenergieerzeugung erreicht werden kann, dass hierfür aber eine weitreichende Umgestaltung der Rahmenbedingungen nötig ist. Mit der derzeitigen Förderpolitik allein kann das 20%-Ziel nicht erreicht werden, da die Anreize zur Umstellung nicht ausreichen. Regionale Flächenkonkurrenzen mit dem Energiepflanzenanbau verschärfen die Situation, sind aber nicht die entscheidende Ursache. Es gibt unterschiedliche Gestaltungsspielräume und Alternativen bei den erneuerbaren Energien insgesamt, aber auch bei der Bioenergieerzeugung, z. B. durch die verschiedenen Produktlinien und die Möglichkeit des Imports von Bioenergieträgern. Hieraus resultieren unterschiedliche Optionen, um Konkurrenzen und Zielkonflikte abzubauen, ohne das Ausbauziel bei erneuerbaren Energien selbst infrage zu stellen. INHALT ZUSAMMENFASSUNG 5 I. EINLEITUNG 25 1. Problemstellung und Zielsetzung 25 2. Vorgehensweise 26 3. Aufbau des Berichts 27 II. NACHHALTIGKEITSZIELE »ÖKOLOGISCHER LANDBAU« UND »BIOENERGIE 31 1. Nachhaltigkeitsziel »Ökologischer Landbau« 31 1.1 Begründung und Zielsetzung 32 1.2 Implementierte Fördermaßnahmen 32 1.3 Bisherige Entwicklung des ökologischen Landbaus 35 2. Nachhaltigkeitsziel »Bioenergie« 40 2.1 Begründung und Zielsetzung 41 2.2 Implementierte Fördermaßnahmen 43 2.3 Bisherige Entwicklung der Bioenergieerzeugung 46 3. Grad der Zielerreichung 53 III. EINFLUSSFAKTOREN AUF DIE ENTWICKLUNG VON ÖKOLOGISCHEM LANDBAU UND BIOENERGIEERZEUGUNG 55 1. Einflussfaktoren auf die Entwicklung des ökologischen Landbaus 55 1.1 Entwicklungsphasen des ökologischen Landbaus 55 1.2 Motive, Anreize und Hemmnisse für Umstellung 57 1.3 Ökonomische Einflüsse 61 1.4 Einflüsse der Förderpolitik 64 2. Ausbau der Bioenergieproduktion 66 2.1 Entwicklungsphasen der Bioenergienutzung 66 2.2 Motive, Anreize, Hemmnisse beim Bioenergieausbau 71 IV. INTEGRATION VON BIOENERGIEERZEUGUNG IN DEN ÖKOLOGISCHEN LANDBAU 79 1. Entwicklung und Stand verschiedener Bioenergiepfade im ökologischen Landbau 79 1.1 Entwicklung und Stand der Biogaserzeugung im ökologischen Landbau 80 1.2 Entwicklung und Stand der Pflanzenölerzeugung und Biokraftstoffe im ökologischen Landbau 91 1.3 Entwicklung und Stand der Agrarholzerzeugung im ökologischen landbau 92 2. Potenziale der Integration 93 2.1 Besondere Stellung der Biogaserzeugung im ökologischen Landbau 94 2.2 Potenziale von Anbausystemen und Energiepflanzen zur Biogaserzeugung 96 2.3 Potenziale der Pflanzenölerzeugung 100 2.4 Potenziale der Agrarholzerzeugung 100 3. Auswirkungen der Bioenergieerzeugung im ökologischen Landbau 101 3.1 Biogaserzeugung 101 3.2 Pflanzenölerzeugung 106 3.3 Agrarholzerzeugung 107 4. Möglicher Beitrag des ökologischen Landbaus zur Bioenergiebereitstellung 108 4.1 Potenzialabschätzung Biogaserzeugung zur Strom- und Wärmebereitstellung 108 4.2 Möglicher Beitrag der Biokraftstoffe 113 4.3 Möglicher Beitrag der Agrarholzerzeugung 114 V. KONKURRENZEN UND ZIELKONFLIKTE 115 1. Bisherige Konkurrenzsituation 119 1.1 Wirtschaftlichkeit von ökologischem Landau und Biogaserzeugung im Vergleich 119 1.2 Flächennutzung und Pachtpreise 121 1.3 Zukünftige Konkurrenzsituation unter bisherigen Rahmenbedingungen 132 2. Einflussfaktoren auf die zukünftige Entwicklung von Flächenkonkurrenzen 137 2.1 Landwirtschaftliche Produktivitätsentwicklung 137 2.2 Verfügbare landwirtschaftliche Fläche 144 2.3 Veränderung von Ernährungsstilen 147 2.4 Reduzierung von Lebensmittelverlusten 151 2.5 Entwicklung der Agrarpreise 153 2.6 Alternative Pfade der Bioenergiebereitstellung und Intensität des Energiepflanzenanbaus 157 2.7 Energienachfrage 159 3. Indirekte Landnutzungsänderungen 160 4. Konkurrenz mit weiteren Nachhaltigkeitszielen 164 5. Priorität der Nachhaltigkeitsziele und Auswirkungen auf die Flächenkonkurrenz 166 5.1 Szenario 1: Vorrang des Nachhaltigkeitsziels »Erneuerbare Energien« 168 5.2 Szenario 2: Vorrang des Nachhaltigkeitsziels »Ökologischer Landbau« 172 5.3 Szenario 3: Gleichgewichtige Verfolgung beider Nachhaltigkeitsziele 178 5.4 Fazit 182 VI. HANDLUNGSOPTIONEN 187 1. Gewichtung der Nachhaltigkeitsziele vornehmen 188 2. Handlungsoptionen zur Fortentwicklung der Bioenergieförderung 193 2.1 Effizienz des Energieeinsatzes steigern 193 2.2 Stationäre Nutzungen von Biomasse bevorzugen 194 2.3 Relative Vorzüglichkeit der Bioenergieerzeugung anpassen 194 2.4 Kopplung der EEG-Strompreise an einen Agrarrohstoffindex 195 2.5 Landwirtschaftliche Rest- und Abfallstoffe verstärkt nutzen 195 2.6 Produktivität der Pflanzenproduktion und der Energiepflanzenkonversion erhöhen 196 2.7 Erweiterung des EEG-Monitorings: Identifizierung regionaler Schwerpunkte der Flächenkonkurrenz 196 3. Handlungsoptionen zur Förderung einer verstärkten Umstellung auf ökologischen Landbau 197 3.1 Ökologischer Landbau als Vorbild nachhaltiger Landbewirtschaftung etablieren 198 3.2 »Aktionsplan ökologischer Landbau« erarbeiten 198 3.3 Weiterentwicklung der EU-Agrarpolitik 198 3.4 Ausgestaltung von Agrarumweltmaßnahmen 199 3.5 Kontinuität der Förderung des ökologischen Landbaus erhöhen 201 3.6 Beratung zum ökologischen Landbau flächendeckend anbieten 201 3.7 Markt für ökologische Lebensmittel ausbauen 202 3.8 Forschung für die ökologische Lebensmittelwirtschaft stärken 203 4. Handlungsoptionen zur Integration der Bioenergieerzeugung in den ökologischen Landbau 205 4.1 Förderung von kleineren hofeigenen Biogasanlagen 205 4.2 Regelungen zum Wirtschaftsdüngereinsatz 206 4.3 Nachhaltigkeitsbonus zur Förderung extensiver Substrate 207 4.4 Förderung des Substrateinsatzes aus ökologischem Anbau 208 LITERATUR 211 1. In Auftrag gegebene Gutachten 211 2. Weitere Literatur 211 ANHANG 229 1. Tabellenverzeichnis 229 2. Abbildungsverzeichnis 23

Assessment of the Mobilizable Vector Plasmids pSUP202 and pSUP404.2 as Genetic Tools for the Predatory Bacterium Bdellovibrio bacteriovorus

Bdellovibrio and like organisms (BALOs) form the group of predatory bacteria which require Gram-negative bacteria as prey. Genetic studies with Bdellovibrio bacteriovorus can be performed with vectors which are introduced into the predator via conjugation. The usefulness of the two vectors pSUP202 and pSUP404.2 as genetic tools were assessed. Both vectors were transferable into B. bacteriovorus by conjugative matings with an Escherichia coli K12 strain as donor. The transfer frequency was higher for vector pSUP404.2 (approx. 10−1–10−4) as for pSUP202 (approx. 10−5–10−6). Vector pSUP202 with a pMB1 origin is unstable in the predatory bacterium, whereas pSUP404.2 is stably maintained in the absence of selective antibiotics. pSUP404.2 harbors two plasmid replicons, the p15A ori and the RSF1010 replication region The copy number of pSUP404.2 was determined by quantitative PCR in B. bacteriovorus and averages seven copies per genome. pSUP404.2 harbors two resistance genes (chloramphenicol and kanamycin) which can be used for cloning either by selection for transconjugants or by insertional inactivation

Value-Chain Wide Food Waste Management: A Systematic Literature Review

© 2019, Springer Nature Switzerland AG. The agriculture value chain, from farm to fork, has received enormous attention because of its key role in achieving United Nations Global Challenges Goals. Food waste occurs in many different forms and at all stages of the food value chain, it has become a worldwide issue that requires urgent actions. However, the management of food waste has been traditionally segmented and in an isolated manner. This paper reviews existing work that has been done on food waste management in literature by taking a holistic approach, in order to identify the causes of food waste, food waste prevention strategies, and elicit recommendations for future work. A five step systematic literature review has been adopted for a thorough examination of the existing research on the topic and new insights have been obtained. The findings suggest that the main sources of food waste include food overproduction and surplus, food waste caused by processing, logistical inconsistencies, and households. Main food waste prevention strategies have been revealed in this paper include policy solutions, packaging solutions, date-labelling solutions, logistics solutions, changing consumers’ behaviours, and reuse and redistribution solutions. Future research directions such as using value chain models to reduce food waste and forecasting food waste have been identified in this paper. This study makes a contribution to the extant literature in the field of food waste management by discovering main causes of food waste in the value chain and eliciting prevention strategies that can be used to reduce/eliminate relevant food waste

Paving the way to a sustainability assessment of farming systems. TAB-Fokus

Sustainability assessments in the field of agriculture have focused on individual farms on the one hand and on the agricultural sector as a whole on the other hand. Aggregation levels in between have hardly been examined so far. Comparisons of organic and conventional farming and their scientific evaluations provide reliable statements on fundamental differences for a limited number of sustainability indicators. It is not possible, however, to differentiate with regard to significant natural landscapes and economic conditions of the farms and to map temporal developments of the sustainability performance of organic and conventional farming. A comparative sustainability assessment of farming systems below the level of the agricultural sector as a whole offers the opportunity to generate more differentiated information on agricultural sustainability. However, the (further) development of such sustainability assessment systems is still associated with an extensive need for development and action

Extension of the host range of Escherichia coli vectors by incorporation of RSF1010 replication and mobilization functions.

The broad-host-range vectors pSUP104, pSUP106, pSUP204, pSUP304, and pSUP404 are based on conventional Escherichia coli vectors (such as pBR325 and pACYC184) which have been modified to include the mobilization and broad-host-range replication functions of the IncQ plasmid RSF1010. These vector plasmids now can be maintained in a wide range of bacterial genera including Rhizobium, Agrobacterium, and Pseudomonas. They are efficiently mobilized by RP4 and thus are of particular interest for bacteria refractory to transformation. They offer the selection markers and cloning sites characteristic of the basic E. coli vectors. Therefore, they can be applied and adapted to a variety of cloning strategies. However, the cloning of very large fragments (e.g., in cosmid hybrids of pSUP106) was found to affect the stability of the recombinant molecules in a Rec+ background. This instability was not observed with smaller inserts of about 5 kilobases

A 3.9-KB DNA REGION OF XANTHOMONAS-CAMPESTRIS PV CAMPESTRIS THAT IS NECESSARY FOR LIPOPOLYSACCHARIDE PRODUCTION ENCODES A SET OF ENZYMES INVOLVED IN THE SYNTHESIS OF DTDP-RHAMNOSE

KOPLIN R, WANG G, HOTTE B, PRIEFER UB, Pühler A. A 3.9-KB DNA REGION OF XANTHOMONAS-CAMPESTRIS PV CAMPESTRIS THAT IS NECESSARY FOR LIPOPOLYSACCHARIDE PRODUCTION ENCODES A SET OF ENZYMES INVOLVED IN THE SYNTHESIS OF DTDP-RHAMNOSE. JOURNAL OF BACTERIOLOGY. 1993;175(24):7786-7792.By mutational analysis it was found that a 3.9-kb SmaI-XhoII DNA fragment of Xanthomonas campestris pv. camPestris is involved in lipopolysaccharide (1,PS) biosynthesis. LPS samples isolated from different mutants carrying mutations in the 3.9-kb SmaI-XhoII DNA fragment exhibited banding patterns in silver-stained sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gels markedly different from that of the wild-type LPS. Moreover, comparison of the monosaccharide composition obtained by high-performance anion-exchange chromatography with pulsed amperometric detection of LPS purified from wild-type Xanthomonas campestris pv. campestris B100 and from mutants with mutations in the 3.9-kb SmaI-XhoII DNA fragment revealed a lack of rhamnose moieties in the mutant LPS. Sequence analysis of this DNA fragment revealed four open reading frames (ORFs), designated ORF302, ORF183, ORF295, and ORF351. The deduced amino acid sequences of these ORFs showed a high degree of homology to the deduced amino acid sequences of the rfbC, rfbD, rfbA, and rfbB genes of Salmonella typhimurium LT2, which have been shown to encode a set of enzymes responsible for conversion of glucose 1-phosphate to dTDP-rhamnose