Nachwachsende Rohstoffe - Welche Kulturarten bieten sich unter Berücksichtigung der Standorteigenschaften an?

Nach der erneuten Novellierung des Erneuerbaren Energien Gesetzes 2009 und der seit 2008 gesunkenen Erzeugerpreise bei Getreide werden zunehmend Einkommensalternativen durch den Bau neuer bzw. Erweiterung bestehender Biogasanlagen realisiert.

Durch gesicherte Abnahmepreise für die Dauer von 20 Jahren und einem verbesserten Kenntnisstand der Anlagenführung ist die Strom- bzw. Wärmeerzeugung mit Biogasanlagen eine wertvolle Bereicherung zur Einkommenssicherung in der Landwirtschaft geworden. Eine Ausweitung der Anlagen ist dabei sowohl in veredlungsstarken Regionen, aber auch in klassischen Ackerbauregionen festzustellen. In Niedersachsen gehen die Prognosen davon aus, dass die Zahl der Anlagen von derzeit 710 (Ende 2008) auf über 1000 Anlagen mit einer elektrischen Leistung von ca. 500 MW im Jahr 2010 ansteigen wird.
In Niedersachsen hat sich das Anbauverhältnis in den letzten Jahren gravierend verändert wie Grafik 1 verdeutlicht.

Während bundesweit der Anteil von Biogas an der Energiepflanzenfläche ca. 32 %  beträgt, ist es in Niedersachsen ca. 74 %.
Laut Veröffentlichung des niedersächsischen Ministeriums für Ernährung, Landwirtschaft, Verbraucherschutz und Landesentwicklung ist der Mais mit 145.000 ha die Hauptkultur, gefolgt von Getreideganzpflanzensilage mit ca. 15.000 ha und Gras von Grünlandflächen mit ebenfalls ca. 15.000 ha. In geringerem Umfang werden die Kulturen Zuckerhirse, Sudangras, Sonnenblume und Zuckerrübe als Gärsubstrate eingesetzt, wobei letztere in naher Zukunft möglicherweise das größte Wachstumspotenzial besitzt, weil der Anbau etabliert ist, aber die Ernte, Reinigung und Lagerung noch weiter untersucht werden muss.

Bundesweit, aber auch insbesondere in Niedersachsen werden künftig erhebliche Flächenanteile zur Substratversorgung benötigt, auch wenn aufgrund des Güllebonus vermehrt organische Dünger zum Einsatz kommen.
 

Die Erfahrungen der letzten Jahre haben gezeigt, dass mit Mais eine sichere Substratversorgung geleistet werden kann. Eine ausschließliche Ausrichtung auf den Maisanbau für die Beschickung von Biogasanlagen findet häufig allerdings wenig Akzeptanz in der Bevölkerung und ist vor dem Hintergrund einer cross-compliance-konformen Landbewirtschaftung nicht wünschenswert. Die positive Einstellung zur Produktion von Strom aus Biomasse droht zu kippen, wenn kleinräumig überwiegend nur noch Maisanbau stattfinden sollte. Daher gilt es entsprechende Anbaualternativen zu untersuchen und angepasste Anbauempfehlungen zu erarbeiten.

Um einen ökonomisch und gleichzeitig ökologisch sinnvollen und erfolgreichen Energiepflanzenanbau zu gewährleisten sind entsprechende Forschungs- und Versuchsaktivitäten seit 2004 ins Leben gerufen worden, die u. a. auch von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gefördert wurden und werden.
In konkreten Versuchsfragen geht es darum, den Mais in standortangepasste Fruchtfolgen zu integrieren bzw. entsprechende Anbaualternativen zum Mais zu prüfen.

In Niedersachsen wurde seitens der Landwirtschaftskammer ebenfalls ab 2004 intensiv begonnen Energiepflanzen zur Substratversorgung der entstehenden Biogasanlagen zu prüfen.
Neben dem Mais wurden auch die Kulturen Hybridsorghum (Zuckerhirse), Sudangras und Sonnenblume sowie auch die Nutzung von Getreide-Ganzpflanzensilagen (GPS) untersucht. Hierzu wurden mit den Versuchsstandorten Werlte in der Veredelungsregion Emsland, Buchholz bzw. Rockstedt im Elbe-Weser-Dreieck und Poppenburg in der Hildesheimer Börde Schwerpunktstandorte installiert, wo Sorten- und produktionstechnische Versuche angelegt wurden.
Der in Grafik 2 und 3 dargestellte mehrjährige Vergleich der Kulturen auf den Standorten Werlte und Poppenburg verdeutlicht die momentane ertragliche Vorzüglichkeit des Maises, wobei die Ertragsleistungen der Kulturen auf den beiden Standorten in Abhängigkeit von den Witterungsbedingungen der Einzeljahre zum Ausdruck kommen. Lediglich im Jahr 2005 erreichte das Sudangras Lussi mit 180 dt TM/ha in Werlte ein besseres Einzelergebnis als der Mais. Beim Vergleich der unterschiedlichen Jahre fällt auf, dass sich im Jahr 2006 auf dem Standort Werlte mit ausgesprochener Frühsommertrockenheit keine Ertragsvorteile bei der Hirse gezeigt haben, obwohl die bessere Trockenheitstoleranz optisch deutlich erkennbar war. Allerdings ist zu erwähnen, dass die Erträge der Maisversuche auf gleichem Standort nur geringfügig höher lagen und Maissorten mit frühem Blühtermin geringere Erträge erzielten, weil praktisch keine Kolbenbildung stattgefunden hatte. Die Ergebnisse des ausgesprochenen Trockenjahres 2006 untermauern Ergebnisse aus anderen Bundesländern in der Aussage, dass Sorghumanbau, insbesondere in Regionen mit häufig eintretenden Trockenphasen im Sommer, als Anbaualternative zum Mais anzusehen ist.
Auf dem Lössstandort Poppenburg in der Hildesheimer Börde erreichten die Kulturen in den Jahren 2007 und 2008 insgesamt sehr gute Ertragsleistungen, wobei auch hier festzustellen ist, dass der Mais sein Ertragspotenzial mit 25,5 bzw. 24,5 t TM/ha sehr gut ausspielen konnte. Erfreulich waren jedoch auch die Ergebnisse von den ertragsstärksten Zuckerhirse- bzw. Sudangrassorten. Insgesamt etwas enttäuschend waren die Leistungen der Sonnenblumen. Obwohl sie rein optisch einen sehr guten Eindruck machten, konnten die Ertragszahlen dieses nicht entsprechend bestätigen. Gleichzeitig wurde in der Abreifephase auch erkennbar, dass die Sonnenblumen ein recht enges Erntezeitfenster besitzen; d.h. die Abreife der Restpflanze schreitet zum Teil sehr zügig voran. Diese Abreife wird bei feucht warmen Bedingungen durch vermehrt einsetzenden Krankheitsdruck noch verschärft. Von den in Niedersachsen geprüften Sonnenblumensorten haben Metharoc, Rumbasol und ES Electra die besten Erträge erzielt.
Bei den Hirsen wurden u.a. mit Goliath und Sucrosorgho 506 zwei spät abreifende Zuckerhirsesorten geprüft, die sich über die Jahre als ertragsstark erwiesen. Von den neuen in 2009 geprüften Sorten erzielten Zerberus, Hercules und Bulldozer vergleichbare bis leicht höhere Erträge. Insbesondere bei den Zuckerhirsen scheint züchterisch noch einiges zu erwarten sein, sowohl was die Ertragsleistungen, aber auch die Kältetoleranz im Frühjahr und die Abreife im Herbst anbelangt. Bei Sudangras hat sich die Sorte Lussi durch konstante Ertragsleistungen bei gleichzeitig früher Abreife hervorgetan, die dank der günstigen Abreife auch vermehrt im Zweitfruchtanbau zum Einsatz kommt.
Nicht nur durch den Anbau von unterschiedlichen Sommerungen kann die Substratversorgung gewährleistet werden, auch durch die Nutzung von Getreide-Ganzpflanzensilage (GPS) können hohe Erträge erzielt werden. Die Erfahrungen vieler Biogasanlagenbetreiber zeigen, dass ein Mix aus unterschiedlichen Biogassubstraten zu einer günstigeren und unproblematischeren Biogasproduktion in der Anlage führt. Gleichzeitig ist auch eine Steigerung der Gasausbeute festzustellen. Entscheidender Pluspunkt bei GPS Getreide ist, dass durch den Anbau von Winterungen, wie vornehmlich Roggen, aber auch Triticale, Gerste und Weizen die Flächen über Winter nicht brach liegen, sondern begrünt sind und positive Auswirkungen auf den Boden- bzw. Erosionsschutz  haben. Die verbleibende Vegetationszeit kann zur Zwischenfruchtbestellung sowohl als Gründüngung als auch zur Zweitfruchtnutzung herangezogen werden. Entsprechend positive Fruchtfolgewirkungen sind dadurch gewährleistet und es könnte beispielsweise Raps als Marktfrucht zeitgerecht mit entsprechender Stoppelbearbeitung bestellt werden. Die durchgeführten Versuche zeigen, dass in Abhängigkeit von den Standortverhältnissen hohe Ertragsleistungen realisiert werden können. Auch bei der GPS-Nutzung hat sich gezeigt, dass Sortenwahl und Ernteterminierung wichtige Aspekte eines erfolgreichen Anbaus sind. So wurden für die Kulturen Roggen, Triticale und Weizen Sortentypenversuche angelegt, Hierbei zeigten sich beim Roggen relativ geringe Unterschiede zwischen den Sortentypen. Überraschend gut schnitten auch ertragsbetonte Populationssorten ab. Sollte jedoch bei der Aussaat des Roggens noch nicht sicher sein, ob er als GPS oder zur Körnernutzung verwandt wird, empfiehlt sich auf den meisten Standorten die Wahl kornertragsstarker Hybridsorten mit einem höheren Restpflanzenanteil. Bei Triticale konnten die restpflanzenbetonten Sortentypen, wie beispielsweise die Sorte Massimo ertraglich am besten abschneiden, da die Kornausbildung noch nicht abgeschlossen war. Beim Weizen konnten auf Grund der bisherigen Ergebnisse noch keine eindeutigen Aussagen zum empfohlenen Sortentyp gegeben werden. Bei der Auswahl der Sorten sollte neben der Kornertragsleistung sicherlich auch ein entsprechender Restpflanzenanteil mit guter Blattgesundheit beachtet werden.
Zusätzlich zur Sortenwahl ist auch der Erntezeitpunkt eine entscheidende Größe. Soll die GPS möglichst frühzeitig die Fläche räumen, so kommen in erster Linie Wintergerste und Roggen in Betracht. Allerdings hat sich gezeigt, dass durch den Anbau von Wintergerste in der Regel auf Ertrag in der Größenordnung von 30 bis 50 dt TM/ha verzichtet wird. Sie erreicht die beginnende Teigreife sicherlich 7 bis 10 Tage früher als beispielsweise der Roggen, ob jedoch die gewonnene Vegetationszeit durch eine nachfolgende Zweitfrucht entsprechend in Ertrag umgesetzt wird, ist zu klären. Auf dem ertragsstarken Standort Poppenburg erwies sich der Triticale sowohl im Prüfjahr 2009 (siehe Grafik 4) als auch 2008 gegenüber den anderen Getreidearten am leistungsstärksten und erzielte bei 35 % TM-Gehalt mit 200 dt TM/ha ein sehr gutes Ergebnis. Aber auch der Roggen zeigte mit gut 180 dt TM/ha sehr gute Leistungen. Der Weizen hätte möglicherweise noch länger stehen bleiben müssen um sein Ertragspotenzial auszuschöpfen. Dieser Erntezeitpunktversuch wurde in gleicher Weise auch auf einem feuchten Sandstandort im Emlsand (Werlte) durchgeführt. Hierbei erwies sich der für diesen Standort besser angepasste Winterroggen ertragsstärker. Auf sehr leichten und trockenen Standorten ist jedoch zu sagen, dass die lang anhaltende Frühjahrstrockenheit in 2007 und 2009 auch beim GPS Anbau zu Ertragseinbußen geführt hat. Diese Unwägbarkeiten der sich doch abzeichnenden nicht vorhersehbaren Witterungsbedingungen sollten auch Anlass sein, bei der Planung der Substratversorgung nicht nur auf eine Kultur zu setzen. Vielmehr kann insbesondere auch die Nutzung der Winterungen zu einer Risikostreuung bzw. Risikominderung beitragen, wenn beispielsweise der Mais unter trockenen Bedingungen leidet.
Grafik 4. Ertrags- und Abreifeverhalten unterschiedlicher Getreidearten bei GPS Nutzung am Standort Poppenburg, 2009, 85 Bodenpunkte

Anbaualternative im Zweitfruchtanbau oder Vornutzung von Grünschnittroggen im Frühjahr?
Ergebnisse aus den Jahren 2006 bis 2009 belegen, dass zur effektiven Ausnutzung der Fläche und der Vegetationszeit nach GPS-Vornutzung mit dem Zweitfruchtanbau durchaus noch ökonomisch wirtschaftliche Erträge erzielt werden können, vorausgesetzt die Wasser- und Nährstoffversorgung des Standortes ist dafür ausreichend. Die Mehrerträge müssen jedoch in der Größenordnung von 5 bis 7 t TM/ha liegen, um die doppelten Anbau- und Erntekosten zu kompensieren. Bei akuter Flächenknappheit werden diese Aspekte zum Teil jedoch ausgeblendet.
Neben der Nutzung als GPS wird vielfach auch der Roggen als Grünschnittroggen im Mai geerntet, um auf diese Weise einerseits die Vegetationszeit Herbst und zeitiges Frühjahr zu zu nutzen und gleichzeitig einer nachfolgenden Kultur, wie z.B. dem Mais praktisch noch die volle Vegetationszeit zur Verfügung zu stellen. In entsprechenden Versuchen und auch in der Grafik 5 wird deutlich, dass es auf günstigen Standorten ertraglich interessant sein kann. Hierzu erwiesen sich spezielle Grünschnittroggensorten vorteilhaft, weil sie eine wesentlich bessere Wachstumsentwicklung im Frühjahr zeigen und demzufolge bereits Anfang Mai ansprechende Erträge liefern.

Wie die Grafik 5 aufzeigt, können auf gut mit Wasser und Nährstoffen versorgten Böden (Standort Poppenburg) ökonomisch interessante Mehrerträge durch Vornutzung von Grünschnittroggen oder aber Zweitfruchtnutzung (nach GPS-Nutzung) erzielt werden. Auf Standorten mit geringer Wasserversorgung birgt die Beerntung zweier Kulturen in einem Jahr jedoch ein hohes Risiko (siehe Standort Buchholz 2008 mit Apriltrockenheit); oftmals liegen die Erträge einer Hauptkultur dann höher als die Summe zweier Kulturen.
Das Jahr 2009 hat jedoch auch gezeigt, dass bei sehr trockenen Bedingungen auch auf so genannten Gunststandorten wie in Poppenburg die Zweitfrucht nach GPS Nutzung nicht mehr genügend Wasser zur Verfügung hat und demzufolge Ertragseinbußen gegenüber dem Hauptfruchtanbau zu verzeichnen waren.
Eine zunehmende Bedeutung könnten Hybridsorghum (Zuckerhirse), Sudangras und Sonnenblume möglicherweise im Zweitfruchtanbau erlangen. Ergebnisse eines vergleichenden Anbaus von Mais, Sudangras und Sonnenblume im Zweitfruchtanbau nach GPS Nutzung  in den Jahren 2007 bis 2009 zeigen, dass die Ertragsunterschiede zwischen Mais, Hirse und Sonnenblumen relativ gering sind. Wie beim Mais werden auch für Hirse und Sonnenblumen spezielle Sorten für diese Spätsaaten getestet.  Entscheidend für das Gelingen des Zweitfrucht-Anbauverfahrens sind neben der Wasserversorgung auch die Abreifebedingungen. So sind im Zeitraum vom 20. Juni bis Ende Oktober in den Jahren 2006 bis 2009 Differenzen von über 400 oC Wärmesumme festgestellt worden.

Fazit
Mais wird in naher Zukunft die dominierende Kultur zur Biomasseerzeugung bleiben. Um die öffentliche Akzeptanz für die Energieproduktion vom Acker nicht zu gefährden, wird es darauf ankommen, den Mais in ökonomisch und ökologisch sinnvoller Weise anzubauen. Fruchtfolgen und die Einbindung alternativer Fruchtarten sind dabei wichtige Ansatzpunkte. Die Nutzung von Hirsen und Sonnenblumen in die Fruchtolgegestaltung wird für Aussaaten nach Grünschnittroggen bzw. GPS-Nutzung am Erfolg versprechendsten sein.
Züchterisch wird sicherlich künftig noch einiges zu erwarten sein, zumal viele Züchterfirmen sich erst seit kurzem mit unterschiedlichen Kulturen zur Biomasseproduktion beschäftigen.
Möglichst hohe Ertragsleistungen sollten jedoch nicht ausschließlich im Vordergrund stehen, sondern die nachhaltige Bewirtschaftung der Flächen darf nicht außer Acht gelassen werden. Von daher ist die Einbindung humusmehrender Früchte, wie beispielsweise auch der ein- bzw. überjährige Ackergrasanbau eine Option, die im vorgenannten Bericht nicht näher beleuchtet wurde. Gleichzeitig ist auch zu überprüfen, ob Aufwüchse von nicht Ackerflächen, wie beispielsweise spätere Grünlandaufwüchse oder auch Landschaftspflegeschnitte entsprechend genutzt werden können.
Denn eines wird bereits klar erkennbar; der Kampf um die Ackerflächen wird zunehmen. So wird möglicherweise bei steigenden Getreidepreisen die Diskussion „Teller oder Tank“ wieder neu entfacht.