Pflanzen Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Themendossier: Nawaro goes Vielfalt

Nachwachsende Rohstoffe können mehr als nur Mais und Raps sein

Energie- und Industriepflanzen bieten das große Potenzial, das Anbauspektrum in der Landwirtschaft zu erweitern und die Biodiversität zu erhöhen. Grundsätzlich sind sehr viele Arten nutzbar. Einem größeren Flächenumfang alternativer Nawaro-Kulturen stehen derzeit häufig noch die geringeren Erträge, der Mehraufwand oder die fehlenden Wertschöpfungsketten entgegen. In Forschungs- und Entwicklungsprojekten wird nach Lösungen gesucht, um biodiversitätsfördernde Energie- und Industriepflanzen noch fitter für die Praxis zu machen.

In diesem Themendossier finden Sie entsprechende Projekte und weitere Beiträge zum Thema.

Bestäuberinsekten auf Oreganoblüten im Sonnenlicht
Insekten auf Oreganoblüten. Oregano hat durch seinen Gehalt an ätherischen Ölen ein antimikrobielles Potential und wird als leichtes Hustenmittel ähnlich wie Thymian eingesetzt. Da er außerdem noch Gerb- und Bitterstoffe enthält, ist er als Tee getrunken ein ausgezeichnetes Mittel bei der Behandlung von Magen- und Darmerkrankungen (sollte jedoch während einer Schwangerschaft nicht verwendet werden). Foto: www.ingo-bartussek.de

Bioenergie mit und für Bienen produzieren

Neu gezüchtete Hirse-Dualtypen eignen sich für insektenfreundlichen Mischanbau mit Blühpflanzen und profitieren von besserer Bestäubung

Biogas-Energiepflanzen könnten einen großen Beitrag zur Vielfalt auf dem Acker leisten. Es kommt nur auf die richtige Auswahl bzw. das richtige Anbausystem an. Die Justus-Liebig-Universität Gießen und drei Partner setzen dazu auf einen neu gezüchteten Hirsetyp, der neben einem hohen Methanertrag auch ideale Eigenschaften für den Mischanbau mit Blühpflanzen mitbringt. Die Forscher suchen in ihrem vor kurzem gestarteten Projekt nach den besten Partnern für die Hirse; die Kombinationen sollen pflanzenbaulich überzeugen und einen hohen Mehrwert für Insekten haben. „Unser Ansatz könnte nicht nur helfen, die Trachtlücke für Honigbienen im Hochsommer zu schließen, sondern auch Beiträge zum Boden- und Gewässerschutz leisten, wenn die Blühmischungen als überwinternde Zwischenfrüchte stehen bleiben“, so Projektleiter Dr. Benjamin Wittkop von der Universität Gießen.

Das Verbundvorhaben „Sorghum-Blühmischungen für einen insektenfreundlichen Energiepflanzenanbau“ wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert.

Der neue Sorghum bicolor-Typ, auch als Sorghum bicolor Dualtyp bezeichnet, wurde in zwei Projekten (22006911; 22023515) ab 2012 gezüchtet. Seinen hohen Methanertrag erbringt dieser Pflanzentyp im Gegensatz zu den kornlosen Biogashirse-Sorten vor allem durch den hohen Kornanteil, der bis zu 50 Prozent an der Gesamttrockenmasse betragen kann. Ursprünglich in Afrika beheimatet, reagieren die Pflanzen allerdings kurz vor der Blüte im Juli/August empfindlich auf Temperaturen unter 10 Grad und bilden dann mangelhafte oder gar keine Körner aus – womit der Vorteil für die Biogaserzeugung wieder dahin wäre. Die Forscher haben jedoch bereits festgestellt, dass die Bestäubung durch Honigbienen den Kornansatz der Dualtyp-Hybriden gerade unter Kältestress signifikant verbessern kann. Es zeigte sich außerdem, dass die Bienen den Pollen gerne sammeln und als wertvolle Eiweißquelle im Hochsommer nutzen. Biogaspflanze und Bienen können also voneinander profitieren, eine Win-Win-Situation, die im neuen Projekt noch erweitert werden soll. Denn Bienen benötigen nicht nur Pollen, sondern auch Nektar. Die Idee ist, diesen über Blühmischungen bereitzustellen, die gemeinsam mit dem Sorghum auf einem Feld wachsen.

Im jetzt angelaufenen Vorhaben prüfen die Forscher die potenziellen Sorghum-Mischungspartner in zwei Anbauvarianten: In der einjährigen Variante „Gemenge“ ernten sie Sorghum und Blühpflanzen gemeinsam im Herbst und nutzen sie als Biogassubstrat. Für diese Variante kommen je zwei Sorghum-Dualtyp-Hybriden mit 20 Blühpflanzen-Arten auf den Prüfstand, darunter Buchweizen, Leindotter, verschiedene Klee- und Bohnen-Arten, Sonnenblumen und Ölrettich. Die zweijährige Variante „Untersaat“ wird mit je zwei Sorghumhybriden und vier blühenden Arten getestet: Esparsette, Steinklee, Schwedenklee und Luzerne. Sie bleiben nach der Sorghum-Ernte über Winter stehen und dienen im Folgejahr als Hauptfrucht. Bei einer Abwandlung dieser Variante werden Esparsette & Co. bereits im Sommer des Vorjahres ausgesät und Sorghum dann im 2. Jahr im Strip-Till Verfahren direkt in die vorher beschnittene Untersaat gedrillt. Die zweijährige Variante ist aus Wasser- und Bodenschutzsicht besonders interessant: Die überwinternde Pflanzendecke vermindert Erosion, bindet Nährstoffe und schützt diese vor Auswaschung. Außerdem verbessert sie die Befahrbarkeit und die Humusbilanz. Bodenproben im Projekt sollen zeigen, wie stark diese Effekte im Einzelnen ausgeprägt sind.

„Wir prüfen, welche Kombinationen aus pflanzenbaulicher Sicht überzeugen und wie attraktiv sie für die verschiedenen Insektenarten sind. Das analysieren wir auch auf der molekulargenetischen Ebene. Mit dem metabarcoding-Verfahren etwa können wir die Pollenpakete der Bienen untersuchen und feststellen, an welchen Pflanzenarten sie diese gesammelt haben“, erklärt Bienenkundler Dr. Reinhold Siede. „Uns interessiert auch, über welche Distanzen die Insekten unsere Flächen anfliegen. Dazu stellen wir Versuchs-Bienenstöcke in bis zu 3 km Entfernung der Sorghum-Blühmischungen in einem ansonsten blüharmen Umfeld auf. Die Bienen markieren wir farblich und können sie so eindeutig identifizieren. Nehmen sie für jeden Sammelflug 6 km Hin- und Rückweg auf sich, um in unseren Mischungen Pollen- und Nektar zu sammeln, würde dies den hohen agrarökologischen Wert solcher Flächen belegen“, so Siede.

Ebenfalls auf genetischer Ebene bearbeiten die Forscher den Aspekt der Mischanbautauglichkeit der Sorghum-Hybriden in Bezug auf die Merkmale Blatt- und Wurzelarchitektur. Gewünscht ist eine aufrechte Blattstellung, um die Beschattung der Untersaaten zu verringern, und eine möglichst vertikale Wurzelstruktur, um die Wasserverfügbarkeit für die Untersaaten zu verbessern. Diese Eigenschaften werden im Vorhaben phänotypisch an den Versuchsbeständen erfasst. Über eine genomweite Assoziationsstudie und eine QTL-Kartierung wollen die Forscher dann herausfinden, an welche Genabschnitte diese Eigenschaften gekoppelt sind. Die Ergebnisse können zur künftigen Züchtung mischanbautauglicher bicolor-Dualtyp-Sorten beitragen.

Sorghum bicolor-Dualtypen zeichnen sich durch eine langsamere Jugendentwicklung und einen späteren Reihenschluss als Mais aus. Im Vergleich zu Mais und herkömmlichen Biogas-Hirsesorten haben sie außerdem eine geringere Wuchshöhe. Diese Eigenschaften prädestinieren die Dualtypen für den Mischanbau. Dennoch müssen die Mischungspartner eine gewisse Verschattung durch die Hirse tolerieren. Deshalb erfassen die Forscher auch phänotypisch, welche der Blühpflanzen und -sorten besonders beschattungsverträglich sind.

Das Verbundvorhaben „Sorghum-Blühmischungen für einen insektenfreundlichen Energiepflanzenanbau“ umfasst folgende Teilvorhaben (TVH):

  • Förderkennzeichen (FKZ) 2219NR192: Justus-Liebig-Universität Gießen - TVH 1: Untersuchungen zur Variation und genetischen Determination von für Untersaat-Kompatibilität wichtigen Pflanzenarchitekturmerkmalen bei Sorghum
  • FKZ 2219NR452: Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen - TVH 2: Untersuchungen zur Wertigkeit der Sorghum-Blühpflanzengemenge für Bienen
  • FKZ 2219NR445: Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe - TVH 3: Produktionstechnik und Gewässerschutzpotenzial von Untersaaten und Mischanbau mit Sorghum Dualtyp-Hybriden
  • FKZ 2219NR449: Deutsche Saatveredelung AG - TVH 4: Evaluierung von Untersaatkomponenten für den Sorghummischanbau


Hintergrund:
Der Sorghum bicolor-Dualtyp stellt hinsichtlich der Wuchsform einen Übergangstyp zwischen Kornsorghum und massewüchsigen Biogas-Hirsesorten dar. Er vereint die Körnerausbildung, Frühreife, höhere Trockensubstanzgehalte und Standfestigkeit von Kornsorghum mit dem hohen Ertragspotenzial der Biogas-Hirsesorten, die keine Körner ausbilden. Im Korn sind die Energiedichte und damit das Potenzial für die Biogasbildung aufgrund des hohen Stärkeanteils besonders hoch. Erste Hybriden wurden zur Sortenzulassung angemeldet und sind voraussichtlich ab 2021 auf dem Markt verfügbar. Mais und herkömmliche Biogas-Sorghum-Arten sind aufgrund ihrer früheren Jugendentwicklung und des höheren Wuchses weniger für den Mischanbau geeignet. Mais reagiert zudem sehr empfindlich auf konkurrierenden Bewuchs, eine Ausnahme stellt die Kombination Mais und Stangenbohnen dar. Dieses Anbausystem ist in den Herkunftsländern des Maises seit Jahrtausenden etabliert: https://pflanzen.fnr.de/projekte/energiepflanzen/mais-und-stangenbohnen/

In den Agrarlandschaften vieler mitteleuropäischer Regionen existiert im Sommer eine Trachtlücke für Honig- und Wildbienen. Gerade in diesem Zeitraum müssen Bienenvölker jedoch ausreichenden und hochwertigen Pollen als Proteinquelle für die Aufzucht der langlebigen Winterbienen eintragen.

Über die FNR:
Die FNR ist seit 1993 als Projektträger des BMEL für das Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe aktiv. Sie unterstützt außerdem Forschungsthemen in den Bereichen nachhaltige Forstwirtschaft und innovative Holzverwendung.

Mehr Informationen zu Energie- und Industriepflanzen: pflanzen.fnr.de

Mehr Informationen zu insektenfreundlichen Energie- und Industriepflanzen: https://pflanzen.fnr.de/service/presse/themendossier-nawaro-goes-vielfalt

Pressekontakt:
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.
Nicole Paul
Tel.: +49 3843 6930-142
Mail: n.paul(bei)fnr.de

PM 2020-45

Die Verwendung des folgenden Bildes ist für redaktionelle Zwecke honorarfrei. Veröffentlichung bitte unter Quellenangabe "Steffen Windpassinger".

Biene beim Blütenbesuch von Sorghum. Foto: Steffen Windpassing

Biene beim Blütenbesuch von Sorghum. Foto: Steffen Windpassing

Mehrjährige Saatgutmischungen mit Wildpflanzen für die Biogasproduktion

Mehrjährige Blühpflanzenmischungen mit Wildpflanzen für Biogasanlagen versprechen die Verbindung von Ökonomie und Ökologie auf einer Fläche:

Sie ermöglichen dem Landwirt ein Einkommen und bieten gleichzeitig Nahrung und Deckung für Insekten, Vögel, Fledermäuse und Wildtiere. In Untersuchungen zum Insektenvorkommen auf solchen Flächen wurde ein breites Artenspektrum nachgewiesen, darunter auch Vertreter der Roten Liste bis hin zur Kategorie "Vom Aussterben bedroht".

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Veitshöchheimer Hanfmix. Foto: Agrokraft GmbH
Veitshöchheimer Hanfmix. Foto: Agrokraft GmbH

Blühmischungen für Biogas: Förderung im Landkreis Rhön-Grabfeld – auch solitäre Wildbienen profitieren

Die große Resonanz auf das Volksbegehren Artenvielfalt in Bayern hat es gezeigt: Biodiversität ist vielen Menschen ein wichtiges Anliegen. Nur: Wie verbessert man die Bedingungen für Insekten, Vögel & Co. in der Landwirtschaft möglichst großflächig?

Blühende Energiepflanzen für Biogasanlagen sind hier ein interessanter Ansatz, weil sie größere Akzeptanz seitens der Landwirte versprechen als Flächenstilllegungen. Zum Motto „Rettet die Bienen und die Bauern“, das die Akteure des Volksbegehrens ausgaben, könnten Energiepflanzen für Biogasanlagen so einen nicht unerheblichen Beitrag leisten.

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Steinhummel auf Herzgespann, einer von 25 Pflanzenarten im Hanfmix. Foto: Kornelia Marzini
Steinhummel auf Herzgespann, einer von 25 Pflanzenarten im Hanfmix. Foto: Kornelia Marzini

Durchwachsene Silphie gut für Bienen

Wichtiger Baustein für mehr Vielfalt in Agrarlandschaften

Die ursprünglich aus Nordamerika stammende Durchwachsene Silphie (Silphium perfoliatum) wird als vielversprechende Maisalternative bereits seit einigen Jahren im Versuchs- und Praxisanbau in Deutschland getestet. Dabei gewonnene Erkenntnisse in Bezug auf ihre positiven ökologischen Aspekte konnten nun in einem Forschungsprojekt bestätigt werden.

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Im Detail zeigt sich, dass Silphiebestände neben positiven Effekten für Bienen und weiteren Bestäubern, wie Hummeln und Schwebfliegen, auch die Aktivitäten von Regenwürmern und anderen Bodenlebewesen begünstigen. Bildquelle: FNR
Im Detail zeigt sich, dass Silphiebestände neben positiven Effekten für Bienen und weiteren Bestäubern, wie Hummeln und Schwebfliegen, auch die Aktivitäten von Regenwürmern und anderen Bodenlebewesen begünstigen. Bildquelle: FNR

Mit Mais-Stangenbohnen zurück in die Zukunft

Mais ist seit mehreren 1.000 Jahren die wichtigste Nutzpflanze in vielen Ländern Nord-, Mittel- und Südamerikas.

Traditionell wird er dort nicht alleine, sondern in Mischkultur angebaut, häufig zum Beispiel mit Stangenbohnen und Kürbissen. Heute gibt es Bestrebungen, mit Mais/Bohnen ein Element aus diesem Mischanbau auf den modernen Pflanzenanbau zu übertragen. Der Anbau für Biogasanlagen ließe sich so vielfältiger und insektenfreundlicher gestalten, gleichzeitig würde man die Vorteile des Maises wie hohe Erträge und eine etablierte Erntetechnik weitgehend beibehalten.

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Die FNR hat neue Saattütchen produziert, um das Anbausystem Mais-Bohnen bekannter zu machen. Quelle: FNR
Die FNR hat neue Saattütchen produziert, um das Anbausystem Mais-Bohnen bekannter zu machen. Quelle: FNR

Insektenschutz in Land- und Forstwirtschaft - zwei neue Projekte mit nachwachsenden Rohstoffen

Das Verbundprojekt „FInAL“ zielt vor allem auf Insekten in der Landwirtschaft, während beim zweiten Vorhaben Waldinsekten im Mittelpunkt stehen.

Am 9. Oktober 2018 übergab Bundeslandwirtschaftsministerin Julia Klöckner in Berlin die Zuwendungsbescheide für diese zwei Projekte, in denen es um die Förderung der Insektenbiodiversität beim Anbau nachwachsender Rohstoffe geht.

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Prof. Jens Dauber vom Thünen-Institut, Koordination Projekt FInAL (Quelle: Thünen-Institut)
Prof. Jens Dauber vom Thünen-Institut, Koordination Projekt FInAL (Quelle: Thünen-Institut)

Win-Win-Situation Arznei- und Gewürzpflanzen + Bestäuber-Insekten

Forscher untersuchen Wechselwirkungen und entwickeln System zur gezielten Bestäubung im Arznei- und Gewürzpflanzenanbau – erwartet werden höhere Erträge und mehr Biodiversität

Was im kommerziellen Obst- und Gemüseanbau schon länger Praxis ist, will die Universität Bonn nun auch für den Anbau von Arznei- und Gewürzpflanzen entwickeln: ein Management-System zur gezielten Bestäubung durch Insekten. So wie Gärtner Hummelkolonien per Versandhandel fürs Gewächshaus bestellen können, so ist Ähnliches auch beim Anbau von Fenchel, Thymian & Co. denkbar.

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Im Bild die Schwebfliege Episyrphus balteatus auf einer Leinblüte. Foto: Birgit Bierschenk
Im Bild die Schwebfliege Episyrphus balteatus auf einer Leinblüte. Foto: Birgit Bierschenk

Mit der Esparsette eine optimalere Vergärung und mehr Vielfalt schaffen

Die Esparsette (auch Saat-Esparsette genannt, Onobrychis viciifolia) hat eine lange Tradition im landwirtschaftlichen Anbau, wird heute aber kaum noch kultiviert.

Dabei kann die mehrjährige Leguminose (Stickstoffsammlerin) mit zahlreichen positiven Eigenschaften aufwarten.

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Saat-Esparsette. ©coulanges - stock.adobe.com
Saat-Esparsette. ©coulanges - stock.adobe.com

SoNaBi – Neue Hirse-Zuchttypen als bienenfreundliche Energiepflanzen etablieren

Hirsen (Gattung Sorghum) als Energiepflanzen sind eine für Mitteleuropa vielversprechende Alternative zum Mais. Arten wie Sorghum bicolor haben ein hohes Ertragspotenzial und können Wasser und Nährstoffe effizienter als Mais verwerten.

Außerdem ist die Hirse keine Wirtspflanze für den Maiswurzelbohrer, eine Käfer-Art, die in Maisbeständen mitunter große Schäden anrichtet.In einem früheren BMEL/FNR-Projekt wurde bereits ein neuer Sorghum bicolor-Typ gezüchtet, der sich besonders gut für die Biogasproduktion eignet

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Zuckerhirse (Sorghum bicolor). © Daniel Georg Döhne
Zuckerhirse (Sorghum bicolor). © Daniel Georg Döhne

Weißer und Gelber Steinklee (Melilotus albus und Melilotus officinalis)

Steinklee (auch Bokharaklee, engl. sweet clover) gehört zur Familie der Fabaceae (Leguminosen) und kommt hauptsächlich als zweijährige Form vor.

Durch den sehr guten Vorfruchtwert und die hohe Biomassebildung ist der Steinklee gerade für Energiepflanzenfruchtfolgen auf trockenen Sandböden interessant, da hier der Mais, aber auch andere Alternativen wie die Durchwachsene Silphie, nicht ertragsstabil sind.

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Steinklee blüht weiß und gelb. Foto: FNR/Hajkova
Steinklee blüht weiß und gelb. Foto: FNR/Hajkova

Buchweizen und Quinoa: 100 Tage-Biogas-Zweitkulturen mit Zusatznutzen

Bei Arten wie Mais oder Sorghum als 2. Kultur im Zweikulturnutzungssystem besteht die Gefahr, dass die Vegetationszeit nicht mehr ausreicht, um die erforderliche Siloreife von mehr als 28 Prozent Trockensubstanzgehalt zu erreichen

Die Pflanzen enthalten nach der Ernte noch zu viel Wasser, was zu erhöhten Transportkosten und unerwünschtem Sickerwasser im Silo führt. Hier bieten Kulturen wie Buchweizen und Quinoa mit einer kurzen Vegetationszeit von 90 bis 110 Tagen eine gute Möglichkeit, die Vegetationslücke optimal zu füllen.

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Buchweizenblüte mit Biene Foto: Fotoschlick/adobe.stock.com
Buchweizenblüte mit Biene Foto: Fotoschlick/adobe.stock.com

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Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe
 
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