Infobrief der FNR 03 / 2019: Nachhaltige Erzeugung

Körnerleguminosen im Nawaro-Anbau

Leguminosen fixieren dank einer Symbiose mit dem bodenbürtigen Bakterium Bradyrhizobium ssp. Stickstoff (N) aus der Luft und versorgen die Wirtspflanze selbst sowie benachbarte und insbesondere nachfolgende Pflanzen mit pflanzenverfügbarem Stickstoff. Daneben bieten sie weitere Vorteile: So können die tief reichenden Pfahlwurzeln der Lupinen Bodenverdichtungen vorbeugen und Nährstoffe im Unterboden erschließen, die für andere Kulturen nicht erreichbar sind. Die Weiße Lupine verfügt zum Beispiel über ein sehr hohes Aneignungsvermögen für Phosphor und ist zudem in der Lage, wasserunlösliche Phosphorverbindungen pflanzenverfügbar zu machen. Ackerbohnen als Substrat in Biogasanlagen können wiederum die notwendige Zugabe von Spurenelementadditiven verringern, da sie Elemente wie Nickel und Cobalt besser aus dem Boden aufnehmen als Mais.

Leguminosen können außerdem, insbesondere im Gemengeanbau, einen Beitrag zur Unkrautregulierung leisten und bei der Einsparung von Treibhausgas-Emissionen helfen, die bei der Produktion des ansonsten benötigten mineralischen N-Düngers entstehen würden.

In den nachstehenden, vom BMEL geförderten Vorhaben wird der Anbau von Leguminosen als nachwachsende Rohstoffe geprüft und entwickelt.

 

Andenlupinen mit Mais und Weiße Lupinen mit Hafer

Südamerikanische Anden-Lupinen (Lupinus mutabilis) könnten sich besonders für die Biomasseproduktion im norddeutschen Raum eignen. In mehrjährigen Anbauversuchen des Julius-Kühn-Instituts (JKI) an verschiedenen Orten lagen die Erträge im Mittel bei 160 dt/ha Gesamttrockenmasse (GTM) und 3.700 Nm3/ha Methan; die höchsten Erträge wurden im nördlichen Mecklenburg-Vorpommern auf sandigen Böden mit 224 dt/ha erzielt.

Auch Weiße Lupinen (Lupinus albus) zeigten mit ca. 100 dt/ha und 3.090 Nm3/ha noch respektable GTM- und Methanerträge. Als einziger Nachteil im Hinblick auf die Biogaserzeugung stellte sich bei der Andenlupine der niedrige Trockensubstanzgehalt der Frischmasse von 19 bis 22 Prozent heraus. Deshalb bietet sich hier der Gemengeanbau mit Mais an.

Das JKI testet jetzt in einem aktuellen Projekt mit zwei Partnern den Mischanbau von Andenlupinen mit Mais und von Weißen Lupinen mit wüchsigen Linien der Hafer-Arten Avena byzantina und Avena sativa. Die Weiße Lupine toleriert schwere Böden besser. Aufgrund ihres niedrigen Wuchses braucht sie aber einen anderen Mischungspartner als Mais.

 

Andenlupinen und Mais. Foto: JKI-Roux

Andenlupinen und Mais. Foto: JKI-Roux

Ackerbohnen und Blaue Lupinen mit Winterraps

Um die Treibhausgasemissionen im Winterrapsanbau bei gleichbleibenden Erträgen zu senken, untersucht die Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern (LFA) das Einsparungspotential von mineralischen N-Düngern beim gemeinsamen Anbau von Winterraps mit Ackerbohnen und Blauen Lupinen. Diese frieren über Winter ab. Der von ihnen fixierte Stickstoff kann dann dem Winterraps anteilig zur Verfügung stehen. Zwar muss der Landwirt der Düngereinsparung den Aufwand für das Leguminosensaatgut gegenüberstellen. Doch die niedrigeren THG-Emissionen könnten helfen, die seit 2018 verschärften EU-Vorgaben für Biokraftstoffe zu erfüllen und so diesen Vermarktungsweg offen zu halten.

Erste Ergebnisse aus dem Versuchsjahr 2017/18 zeigen: Die Bestände waren zwar durch die Witterungsbedingungen in den beiden Jahren beeinträchtigt, trotzdem fielen an beiden Versuchsstandorten die Winterrapserträge durch die Untersaaten mit Ackerbohne und Blauer Lupine um jeweils etwa 3 dt/ha höher aus als ohne Leguminosen. Demgegenüber hatte die Herbstdüngung mit 40 kg N/ha keinen messbaren Effekt auf den Rapsertrag.

Im Herbst zeigte sich eine gewisse Konkurrenz zwischen Raps und Ackerbohnen. Die Überwinterungsfähigkeit des Rapses wurde hierdurch jedoch nicht beeinträchtigt und seine Kornerträge fielen im Folgejahr dennoch um die genannten 3 dt/ha höher als im Raps-Reinanbau aus.

Die Forscher sind nun gespannt, ob sich die vielversprechenden Ergebnisse im zweiten Erntejahr 2019 bestätigen.

Mais und Stangenbohnen

Silomais lässt sich – geeignete Sorten vorausgesetzt – sehr gut in Mischkultur mit Stangenbohnen anbauen. Das ursprünglich aus Südamerika stammende Anbausystem verspricht gegenüber dem Mais-Reinanbau ökologische Vorteile bei relativ geringen wirtschaftlichen Einbußen.

In vom BMEL geförderten Projekten wurden erste Selektions- und züchterische Arbeiten durchgeführt, um Mais und Stangenbohnen fit für den Mischanbau zu machen. Auf Grundlage dieser Arbeiten wurde inzwischen eine für den Mischanbau gut geeignete, kleinkörnige und phasinarme Stangenbohnen-Sorte "WAV 612" selektiert, die seit 2019 für den praktischen Anbau zur Verfügung steht. Weitere empfehlenswerte Sorten sind „Anellino Giallo“ und „Anellino Verde“ (aufgrund des höheren Phasingehaltes nur für Biogasanlagen, nicht als Tierfutter empfohlen). Als Maissorte sollte man eine früh abreifende, standfeste Sorte wählen, die den niedrigeren TS-Gehalt der Bohnen ausgleichen kann.

In einem aktuellen Projekt wollen Forscher der HfWU Nürtingen nun in Düngeversuchen herausfinden, wie viel mineralischen Stickstoff-Dünger man durch den Mischanbau mit der Stangenbohne als Leguminose tatsächlich einsparen kann. Zusätzlich untersuchen die Forscher die Biotopqualität für bodenbrütende Vögel, Insekten, Tausendfüßer und Spinnen und eine potenzielle Verminderung der Bodenerosion. Die Umweltvorteile sollen auch ökonomisch über einen Vermeidungskostenansatz bewertet werden.

Forscher der Universität Hohenheim ermitteln seit 2018 die Erträge im Mais-Bohnen-Mischanbau im Vergleich zum Mais-Reinanbau. Dabei testen sie neben bereits erhältlichen Sorten wie WAV 612 auch neue Bohnen-Kreuzungen. Die Ergebnisse (siehe Grafik) zeigen, dass die neuen Bohnen Potenzial zur Ertragssteigerung mitbringen. Über die 15 Kreuzungen hinweg liegt der Ertrag des Mischanbaus bei 89 – 92 Prozent des Ertrages im Mais-Reinanbau:

 

Mais/Stangenbohnen Uni Hohenheim 2018

Erträge aus Exaktversuchen in 2018 an den Standorten Moosburg/Oberbayern und Landshut/Niederbayern. Ganz links Maissorte Figaro im Reinanbau, daneben Figaro mit 15 verschiedenen Bohnen (WAV612 und 14 Neu-Kreuzungen) im Mischanbau. Aussaatdichte Mais: 10Pfl/m². Aussaatdichte Mais-Bohne: Mais = 8Pfl/m², Bohne = 4Pfl/m². Quelle: W. Leiser/Uni Hohenheim

Gelbe Lupine

Eine Kandidatin für die stoffliche Nutzung ist die Gelbe Lupine (Lupinus luteus). Sie wird heute in Deutschland kaum noch genutzt. Dabei hat sie durchaus interessante Eigenschaften: einen gegenüber der Blauen und Weißen Lupine höheren Rohproteingehalt, eine gute Trockentoleranz und die Eignung für den Anbau auf mageren, nicht kalkhaltigen, sandigen Flächen. Für eine bioökonomische Nutzung der Pflanze spricht außerdem, dass dafür auch alkaloidhaltige Sorten, sogenannte Bitterlupinen, in Frage kommen, die für die Ernährung ungeeignet sind. Gelbe Bitterlupinen haben einen noch deutlich höheren Proteingehalt als die weitgehend alkaloidfreien Gelben Süßlupinen und verfügen über einen genetisch noch sehr breiten Genpool. Nachteilig war bisher v. a. die große Anfälligkeit von luteus gegenüber der Pilzkrankheit Anthraknose. Infolge des Auftretens dieser Krankheit ist der Anbau der Gelben Lupine in Deutschland ab Mitte der neunziger Jahre praktisch zum Erliegen gekommen.

Das Julius-Kühn-Institut für Kulturpflanzen (JKI) will nun gemeinsam mit fünf Partnern die Anbauwürdigkeit der Gelben Lupine züchterisch verbessern und die Grundlagen für die Neuzüchtung von Sorten legen. Im Fokus stehen die Zuchtziele Ertragssteigerung, die genetische Analyse neuer Anthraknoseresistenzgene und deren Kartierung im Lupinengenom sowie die Selektion frosttoleranter Genotypen.

Basis der Arbeiten ist die polnische Sorte „Taper“, die bereits eine Resistenz gegenüber Anthraknose besitzt. Das Anwendungspotential der Gelben Lupine untersucht das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV). Öl, Proteine und Fasern der Pflanze könnten für Hersteller von Proteinen, Farben, Lacken sowie technischen Emulsionen und Dispersionen oder Folienveredler ebenso interessant sein wie für die Herstellung von Nahrungs- und Futtermitteln.

 

Ertrag in dt/ha

Geeigneter Boden-pH-Wert

Gelbe Lupine

10 – 25

4,0 – 6,0

Blaue Lupine

20 – 45

5,0 – 6,8

Weiße Lupine

20 - 60

5,5 – 6,8

Tab.: Erträge und optimaler Boden-pH-Wert bei Lupinen-Arten. Quelle: Gesellschaft zur Förderung der Lupine e.V.  2016

Gelbe Lupine

Gelbe Lupine (Lupinus luteus) Foto: N. Paul

Saat-Esparsette

Auch die Esparsette (auch Saat-Esparsette genannt, Onobrychis viciifolia) wird heute kaum mehr kultiviert. Dabei kann die mehrjährige Leguminose mit positiven Eigenschaften aufwarten:

  • tiefwurzelnd (bis zu 4 Meter), trockenheitsverträglich und für den Anbau auf marginalen Standorten geeignet
  • Stickstoffsammler (Leguminose), geringer Phosphorbedarf
  • Anbau auch auf alkalischen Böden möglich
  • Blühdauer von Mai bis September, sehr gute Bienenweide, sehr guter Honigertrag
  • ihre besondere Zusammensetzung an Tanninen und anderen polyphenolischen Bestandteilen kann die Schaumbildung im Pansen (Blähungen) verhindern und für eine bessere Proteinverfügbarkeit sorgen, was Emissionen von Methan und Lachgas potenziell verringert. Dank der Inhaltsstoffe ist die Pflanze auch als Entwurmungsmittel interessant.

Die Schaumreduzierung spielt auch im Biogasfermenter, insbesondere bei proteinreichen Substraten, eine wichtige Rolle. Anlagenbetreiber könnten mit Einsatz der Esparsette womöglich auf Entschäumer-Präparate verzichten, Landwirte würden die Artenvielfalt auf dem Acker erhöhen. Forscher des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) prüfen in einem Projekt mit zwei Partnern verschiedene Herkünfte der Pflanze in Versuchsanbauten und in Biogasversuchen im Hinblick auf Erträge und die Eignung zur Schaumreduzierung.

Esparsette

Saat-Esparsette. Foto: Kristian Peters - Fabelfroh, CC BY-SA 3.0

Paludikulturen mit Schilf und Rohrkolben in die Praxis bringen

In Deutschland bestehen rund sieben Prozent der landwirtschaftlich genutzten Flächen aus entwässerten Mooren. Dass diese Flächen zu den größten Treibhausgasquellen der Landwirtschaft zählen, ist bislang wenig bekannt (Siehe auch https://greifswaldmoor.de/files/dokumente/Infopapiere_Briefings/GMC_Stellungnahme%20KSP2050_Endf.pdf). Ihre Wiedervernässung bietet die Chance, einen Großteil der Treibhausgas-Emissionen einzusparen. Paludikulturen („palus“ – lat. „Sumpf, Morast“) sind für solche Flächen besonders sinnvoll, weil die Landwirte mit ihnen auch weiterhin ein Einkommen generieren können.

Im Projekt Paludi-PRIMA wollen Forscher der Universität Greifswald und der Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern nun auf wiedervernässten Grünlandstandorten Paludikulturen mit Schilf (Phragmites australis) und Rohrkolben (Typha angustifolia, Typha latifolia) weiterentwickeln und auf 8 Hektar demonstrieren. Es gilt u. a., geeignete Genotypen zu identifizieren, die die sich für den Anbau in Deutschland eignen und die erforderliche Qualität für die Nutzung als Baustoff (u. a. Dach-Reet) mitbringen. Das Projekt-Team ermittelt auch Kosten und Erlöse, um Landwirten eine Entscheidungshilfe zu geben, aber auch, um die Höhe einer eventuell benötigten Förderung aufzuzeigen. Außerdem sollen mögliche Hemmnisse seitens des Naturschutzes, des Agrar- und Wasserrechtes analysiert werden.

Schilf beim Trocknen. Die Ernte erfolgt im Winter. Foto: Lars Sander

Schilf beim Trocknen. Die Ernte erfolgt im Winter. Foto: Lars Sander

Unkraut in Arzneipflanzen nicht-chemisch regulieren – wie am besten?

In einem neuen Forschungsprojekt will die Universität Bonn mit zwei Partnern Entscheidungshilfen für Landwirte zur Unkrautregulierung in Arzneipflanzen erarbeiten. Die Forscher testen verschiedene, mechanische Werkzeuge und arbeiten die jeweils besten Einsatzbedingungen heraus. Auf dem Prüfstand stehen außerdem Varianten zur Bodenvorbereitung wie der Zwischenfruchtanbau, das sogenannte Falsche Saatbett (Unkräuter werden vor der eigentlichen Aussaat zum Keimen angeregt und dann mit Striegel oder Egge entfernt) oder das Dämpfen des Bodens.

Modellkulturen sind gepflanzte Arnika, Melisse und Pfefferminze sowie gesäte Melisse, Kamille, Engelwurz und Petersilie. Sie stehen exemplarisch für konkurrenzschwache, unkrautsensible Kulturarten mit intensivem Pflegeaufwand. In das Forschungsprojekt eingebunden sind auch die beiden größten deutschen Arzneipflanzen anbauenden Landwirtschaftsbetriebe, die einen Teil der Maßnahmen unter Praxisbedingungen überprüfen.

Ziel ist es, das Kosten-Nutzen-Verhältnis der optimierten Unkrautregulierung im Vergleich zur momentanen Praxis darstellen zu können. Die Ergebnisse sollen auf weitere Arznei- und Gewürzpflanzen oder Gemüsekulturen übertragbar sein und sowohl ökologische als auch konventionelle Produktionsweisen berücksichtigen.

Kamille muss unkrautfrei sein. Foto: FNR/W. Stelter

Kamille muss unkrautfrei sein. Foto: FNR/W. Stelter

Diese Internetseite verwendet Cookies, um die Nutzererfahrung zu verbessern und den Benutzern bestimmte Dienste und Funktionen bereitzustellen. Details
Cookies erlauben