Mais und Hafer mit Lupinen kombinieren

Mais entzieht dem Boden eine Menge Stickstoff, er ist ein sogenannter Starkzehrer. Deswegen ist beim Maisanbau, in Deutschland oft Energiemais, intensive Düngung notwendig. Im 2019 gestarteten Forschungsprojekt „LuMi-opt“ erforschen Wissenschaftler des Julius Kühn-Instituts (JKI), wie sich die Vorzüge von Lupinen im Energiepflanzenanbau nutzen und u. a. die Stickstoffgaben beim Anbau von Energiemais reduzieren lassen. Dazu säen sie z. B. den Mais zusammen mit Anden-Lupinen (Lupinus mutabilis) im Gemenge aus. An vier Standorten in Deutschland werden die Effekte des Kombi-Anbaus untersucht.

Lupinen zählen zu den Leguminosen, die mit Hilfe von Bakterien im Wurzelbereich in der Lage sind, Stickstoff aus der Luft zu binden und im Boden bereit zu stellen. Auf diese Weise profitiert der in alternierenden Reihen mit der aus Südamerika stammenden Lupinenart angepflanzte Mais im späteren Vegetationsverlauf vom gemischten Anbau. Doch die Stickstoffbindung ist nicht die einzige „Ökosystemdienstleistung“, die die Lupine erbringt, erklärt Dr. Steffen Roux vom JKI im mecklenburgischen Groß-Lüsewitz: „Hinzu kommt die Förderung der Bodengare, also der Qualität des Bodens. Die Lupine durchwurzelt den Boden sehr tief und reichert den Humus an“, so der Projektkoordinator.

Die Projektpartner erforschen darüber hinaus unter anderem die Silierfähigkeit des Erntegemischs und die Methanausbeute beim Vergären. Vorangegangene Versuche am JKI haben gezeigt, dass diese bei Lupinen zwar etwas niedriger liegt als bei Mais (bis zu 160 dt Trockenmasse pro Hektar und bis zu 3.700 Nm³ Methan pro Hektar bei der Anden-Lupine), doch im Gegensatz zum Mais wurde die Anden-Lupine für diese Nutzung bisher noch nicht züchterisch bearbeitet. Die Gasausbeute ließe sich also grundsätzlich noch weiter verbessern. Auch Weiße Lupinen, die im Vorhaben ebenfalls untersucht werden, zeigten in Vorversuchen mit ca. 100 dt pro Hektar und 3.090 Nm³ Methan pro Hektar durchaus beachtliche Erträge. Die Methangehalte im Biogas lagen mit 53-55 % in einem für Biomassepflanzen bekannten Bereich.

Die Anden-Lupine zeigt ihr hohes Biomassepotenzial, das für den Ertrag entscheidend ist, aufgrund ihrer Herkunft: „Sie ist an die kurzen Tage in den äquatornahen Regionen Südamerikas angepasst. Dort reift sie vergleichsweise schnell ab. Bei den längeren Tagen in Norddeutschland hingegen blüht sie durchgängig von Juni bis zur Ernte im Oktober“, sagt Roux. Für Regionen mit kürzeren Tagen wie das bayerische Franken erproben die Wissenschaftler außerdem den Anbau von Hafer mit Weißer Lupine (Lupinus albus L.).

Da der niedrige Trockensubstanzgehalt von Anden- und Weißen Lupinen eine Silierung von Reinsaaten erschwert (19-22 % Trockenmassegehalt bei der Anden-Lupine), bietet sich der Mischanbau mit gemeinsamer Silierung der Gemengepartner an. Bei der Weißen Lupine kommt hier ein Getreidepartner in Frage. Erbsen-Gerste- oder Erbsen-Hafer-Gemenge sind in Norddeutschland und Dänemark zur Futtererzeugung bekannt. Weiße Lupinen zeigten jedoch in Vorversuchen höhere Erträge als z.B. Erbsen. Ergänzend stehen Mittelmeer-Haferlinien der Art Avena byzantina mit einer hohen Biomasseproduktion zur Verfügung. 

Für beide Anbausysteme sollen durch die an die Zuchtmethodik der Hybridzüchtung angelehnte, optimierte Zusammenführung von Partnern die besten Kombinationen aus verschiedenen Sorten ermittelt werden.

Die Forscher gehen davon aus, dass die Anden-Lupinen über einen langen Zeitraum mit ihrem Nahrungsangebot für Hummeln, andere Wildbienen und viele weitere Fluginsekten attraktiv sein werden. „Da ist richtig was los im Bestand“, verweist Roux auf bereits durchgeführte Anbauversuche in Groß Lüsewitz. Einziger Wermutstropfen: „Für Honigbienen sind die Blüten nicht geeignet.“ Lupinen-Honig wird das Projekt also nicht erzeugen.

Quelle: JKI

Informationen zum Projekt

Das Verbundvorhaben „LuMi-opt – Züchtungsmethodisch optimierte Kombination von Gemengepartnern der Andenlupine und Mais sowie der Weißen Lupine und Hafer mit dem Ziel der Biomasseproduktion unter Nutzung ökosystemarer Leistungen der Lupine“ läuft vom 15. März 2019 bis zum 14. März 2022. Die Anbauversuche starten im März und April 2019. Informationen stehen unter den folgenden Förderkennzeichen zur Verfügung:

• 22009017 - JKI-Fachinstitut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen in Groß Lüsewitz: Koordination, Bewertung von Kombinationen Anden-Lupine – Mais und Weiße Lupine –  Hafer, Anbauoptimierung
• 22016418 - Thünen-Institut für Ökologischen Landbau, Trenthorst: Bewertung von Kombinationen Anden-Lupine – Mais und Weiße Lupine – Hafer, Anbauoptimierung
• 22026118 - Professur für Agrartechnologie und Verfahrenstechnik der Universität Rostock: Gasausbeute

Weitere Teilvorhaben bzw. Unteraufträge:

• JKI-Fachinstitut für Pflanzenbau und Bodenkunde in Braunschweig: Bewertung von Kombinationen Anden-Lupine - Mais und Weiße Lupine - Hafer, Untersuchung zur Silierfähigkeit
• Landwirtschaftliche Lehranstalten (LLA), Triesdorf: Unterauftrag Weiße Lupine - Hafer