Roggen und Sorghum als alternative Energiepflanzen

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1 Roggen und Sorghum als alternative Energiepflanzen Dr. Steffen R. Roux 1. Einleitung 2. Energetische Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen 3. Roggen ein alternativer Biomasselieferant 3.1. Vorteile von Winterroggen für die Biomasseproduktion 3.2. Genetisches Potenzial von Winterroggen für die Biomasseproduktion 4. Sorghum eine neue Energiepflanze 4.1. Vorteile von Sorghum 4.2. Leistungspotenzial von Sorghum 5. Anbausystem Roggen / Sorghum 6. Weiterführende Literatur

2 1. Einleitung Nachwachsende Rohstoffe (NR) sind land- oder forstwirtschaftlich erzeugte Produkte, die nicht als Nahrungs- oder Futtermittel Verwendung finden. Sie werden energetisch zur Erzeugung von Wärme, Strom oder Kraftstoffen, aber auch stofflich zur Erzeugung industrieller Produkte genutzt. Energiepflanzen, häufig synonym auch als Biomassepflanzen bezeichnet, werden ausschließlich für die energetische Nutzung angebaut. Die energetische Nutzung basiert vollständig auf heimischen NR. Die Bedeutung der NR für die deutsche Landwirtschaft zeigt sich daran, dass sich die Fläche für landwirtschaftlich erzeugte Biomasse- und Energiepflanzen in den letzten zehn Jahren verdreifacht hat. Durch die Nutzung von landwirtschaftlich erzeugten NR wird nicht nur die Wertschöpfung in der deutschen Landwirtschaft verbessert, sondern auch die Importabhängigkeit der Industrie gemindert. Nicht zuletzt leisten NR einen Beitrag zum Klimaschutz. So wurde im Jahr 2009 in Deutschland durch den Einsatz von Biomasse zur energetischen Nutzung CO 2 -Emission in Höhe von ca t vermieden. Der effiziente Einsatz von NR verlangt eine optimale Anpassung der Rohstoffpflanzen an den Verwendungszweck. Das betrifft pflanzenbauliche Eigenschaften in erster Linie hohe Hektarerträge, aber auch Widerstandsfähigkeit gegen Pflanzenkrankheiten und Stressbedingungen zur Gewährleistung von Ertragsstabilität ebenso wie die Quantität und Qualität von prozesstechnisch relevanten Inhaltsstoffen wie z. B. Öl, Stärke, Protein oder das Biogasbildungsvermögen. Die Anpassung von Rohstoffpflanzen an den jeweiligen Verwendungszweck und an die Anforderungen, die in punkto Nachhaltigkeit an die Pflanzenproduktion gestellt werden, ist die Aufgabe der Pflanzenzüchtung. Züchtung und Züchtungsforschung müssen Wege zur Züchtung von Sorten aufzeigen, die den vielfältigen Anforderungen an nachwachsende Rohstoffe gerecht werden. Dieser Aufgabe stellt sich auch das Julius Kühn-Institut. 2

3 2. Energetische Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen Die energetische Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen aus landwirtschaftlichen Nutzpflanzen kann in zwei verschiedene Bereiche unterteilt werden. Erstens versteht man unter Biokraftstoffen der ersten Generation Biodiesel und Pflanzenöle aus ölhaltigen Pflanzen (z. B. Raps) sowie Bioethanol, das aus stärke-, zucker- und zellulosehaltigen Pflanzen (z. B. Getreide, Kartoffel) gewonnen wird. Zusätzlich umfassen Biokraftstoffe der zweiten Generation z. B. synthetische Biokraftstoffe (Biomass-to-Liquid (BtL)), wofür pflanzliche Biomasse unterschiedlicher Herkunft (Energiepflanzen, Stroh, Holz usw.) Verwendung findet. Insgesamt betrug der Biokraftstoffanteil im Jahr 2009 am Primärkraftstoffverbrauch in Deutschland bereits 5,5 %, wobei bislang vorwiegend Biokraftstoffe der ersten Generation (2009: Biodiesel 77 %, Bioethanol 20 %, Pflanzenöl 3 %) am Markt Bedeutung erlangt haben. Zweitens werden in Deutschland zunehmend Energiepflanzen zur Produktion von Biogas in Biogasanlagen eingesetzt. Hierbei entsteht aus der Biomasse durch den mikrobiologischen Abbau (Vergärung) von organischen Substanzen Biogas (Abb. 2), dessen Energiegehalt vom Anteil des gebildeten Methans abhängt. Das Biogas kann anschließend zur Produktion von Strom, Wärme und Kraftstoff eingesetzt werden. Die Anzahl produzierender Biogasanlagen ist in Deutschland seit 1990 stetig angestiegen und betrug Ende 2010 ca Anlagen (Abb. 3). Pflanzliche Biomasse stellt hierbei eine nahezu CO 2 -neutrale erneuerbare Ressource dar, die in großen Mengen produziert und für die Erzeugung von Biogas genutzt werden kann. Neben Energiepflanzen, die speziell als Biomasse-Lieferanten angebaut werden, können in Biogasanlagen auch Gülle, Bioabfälle und Pflanzenreste eingesetzt werden. Der verbleibende Gärrest weist sehr gute Düngeeigenschaften auf und wird als wirtschaftseigener Dünger im Pflanzenbau verwendet. Abb. 2: Energetische Nutzung von Biomasse in Biogasanlagen 3

4 Unter den heute angebauten Energiepflanzen dominiert der Mais, eine Kulturpflanze, bei der seit mehr als einem halben Jahrhundert international eine intensive Züchtung von Hybridsorten, in jüngster Zeit auch in Richtung "Energiemais", betrieben wird. Neben Energiemaissorten bieten aber auch andere landwirtschaftliche Kulturpflanzen, die in Deutschland als Energiepflanzen bislang kaum ins öffentliche Bewusstsein vorgedrungen sind, erhebliches Potenzial für nachhaltige Anbausysteme zur Biomasseproduktion. Das Julius Kühn-Institut untersucht mit den Methoden der Züchtungsforschung, welches pflanzenzüchterische Potenzial in pflanzengenetischen Ressourcen unserer Kulturarten vorhanden ist, um solche Kulturpflanzen für die Nutzungsrichtung "Biomasse für Biogasanlagen" anpassen und somit zur Diversifizierung des Kulturartenspektrums für diese Nutzungsrichtung beitragen zu können. Zwei interessante Beispiele sind der Roggen (Secale cereale L.) und die Sorghumhirse (Sorghum bicolor) Anzahl Biogasanlagen Elektrische Gesamteistung (MW) 2500 Anzahl Biogasanlagen Abb. 3: Biogasanlagen in Deutschland von 1992 bis 2010 (Quelle: Fachverband Biogas e.v.) Elektrische Gesamtleistung (MW) Abb. 4: Pflanzliche Biomasse 4

5 3. Roggen ein alternativer Biomasselieferant Die derzeit vorherrschende Kulturart zur Bereitstellung von pflanzlicher Biomasse für Biogasanlagen ist der Mais. Zwischen 2002 und 2009 stieg die Anbaufläche für Silomais in Deutschland durch den Ausbau der Biogasproduktion um nahezu 47 %. Bei einem konstanten Maisanteil wäre bei Ausnutzung der Biogaspotentiale auf 2 Mio. ha Anbaufläche eine Ausdehnung des Maisanbaus auf fast 30 % der Ackerfläche Deutschlands erforderlich. Dies zeigt eindringlich die Notwendigkeit, alternative Kulturarten, wie zum Beispiel Roggen, in Energiefruchtfolgen einzubeziehen. Roggen ist eine in Mittel- und Osteuropa traditionell angebaute Getreideart, deren Anbaufläche in Deutschland mittelfristig in einer Größenordnung von 0,7 Mio. ha erwartet wird. Nur 22,5 % der deutschen Roggenernte wurden im Jahr 2007 als Brotroggen verwendet; 51 % wurden verfüttert und bereits 25 % für die Bioenergiegewinnung (Ethanol, 17,5 %; Biogas 7,5 %) eingesetzt. Aufgrund des stabil niedrigen Brotroggenanteils an der gesamten Roggenproduktion wäre in Deutschland auch bei Ausweitung der Biogasnutzung dieser Kulturart nicht mit einer steigenden Flächenkonkurrenz von Bioenergie- und Brotroggen zu rechnen. Abb. 5: Blühende Roggenähre mit heraushängenden Antheren (Pollenstaubgefäßen) Abb. 6: Roggen im Stadium der Vollreife 5

6 3.1. Vorteile von Winterroggen für die Biomasseproduktion Für die Produktion pflanzlicher Biomasse stellt Winterroggen dank verschiedener spezifischer Eigenschaften ein besonders wertvolles Fruchtfolgeglied dar. So weist Winterroggen unter den kleinkörnigen Getreidearten die schnellste Pflanzenentwicklung im zeitigen Frühjahr auf. Sein leistungsfähiges Wurzelsystem sowie seine ausgeprägte Kältetoleranz und geringere Krankheitsanfälligkeit verleihen ihm zudem selbst auf Grenzstandorten eine hohe Ertragsstabilität und machen ihn zu einem kostengünstig zu produzierenden Wintergetreide. Roggen erzielt hohe Gesamttrockenmasseerträge und erreicht früh die maximale Trockenmasse. Dank dieser vorzüglichen Eigenschaften bietet der Roggen anbautechnisch verschiedene Optionen zur Produktion pflanzlicher Biomasse: Zum einen kann Roggen auf Böden mit besserer Wasserversorgung als Biomasse bildende Vorfrucht, gefolgt von Mais oder Sorghum, genutzt und in diesem Fall beim Erreichen des Entwicklungsstadiums 'Ährenschieben' meist in der ersten Maihälfte geerntet werden (Abb. 7). Zum anderen bietet sich Roggen auf trockenstressgefährdeten Standorten auch als lohnende Alternative zum Mais an. Hier kann er als Hauptfrucht mit einer Gesamtpflanzenernte zum Zeitpunkt des maximalen Trockenmasseertrages im Stadium der späten 'Milchreife' (Abb. 8), meist in der zweiten Junihälfte, hohe Biomasseerträge zur Beschickung von Biomasseanlagen erbringen. Abb. 7: Gesamtpflanzenernte im Stadium 'Ährenschieben' Abb. 8: Gesamtpflanzenernte im Stadium 'Milchreife' 6

7 3.2. Genetisches Potenzial von Roggen für die Biomasseproduktion Im Rahmen eines Forschungsprojektes in Kooperation mit Roggenzuchtunternehmen wurden am Julius-Kühn-Institut in Groß Lüsewitz pflanzengenetische Ressourcen mit divergenter Abstammung (Populationssorten mit Körner- und Grünschnittnutzung, Hybridsorten, aktuelles Zuchtmaterial, tetraploide Roggenformen, pflanzengenetische Ressourcen in Form von züchterisch wenig bearbeiteten Genbankherkünften (PGR)) in einem zweijährigen Anbau an drei Prüfstandorten in Bezug auf ihre Fähigkeit zur Biomasseproduktion überprüft, um das genetisch-züchterische Potenzial von Roggen zur energetischen Nutzung beurteilen zu können. Hierbei wurden verschiedene Schnittzeitpunkte Mitte Ährenschieben und Milchreife zur Biomassenutzung vergleichend untersucht und die erfassten agronomischen Merkmale ('Wuchshöhe', 'Termin Ährenschieben', 'Blühtermin', 'Bestandesdichte', 'Lagerneigung') auf ihre Relevanz für die Produktion von Biomasse beurteilt. Die Ergebnisse des divergenten Roggenmaterials deckten zu beiden Grünschnitternte-Zeitpunkten in dem für die Biogasausbeute entscheidenden Merkmal 'Gesamttrockenmasseertrag' (GTM-Ertrag) einen sehr breiten Bereich ab (Abb. 9). Bei den Grünschnitten 1 und 2 betrugen die mittleren GTM-Erträge 70,1 und 131,9 dt/ha, wobei die besten der geprüften Kandidaten 87,5 und 156,5 dt/ha erzielten. Grünschnittroggen-Sorten erwiesen sich in der 1. Grünschnitternte und Hybridsorten in der 2. Grünschnitternte als überlegen. Im Rahmen der Untersuchungen wurde zusätzlich die Leistungsfähigkeit des Materials in Testkreuzungen ermittelt. Dies ermöglicht die Erfassung des Heterosiszuwachses, der hier als die Mehrleistung einer genetischen Ressource nach Testkreuzung auf einen Tester-Genotyp im Vergleich zu ihrer Eigenleistung definiert ist. Dies erlaubt die Beurteilung des genetischen Potenzials der betrachteten genetischen Ressource für die Hybridzüchtung. Hierbei ergaben sich bei den Grünschnitten 1 und 2 beachtliche Heterosiszuwächse von durchschnittlich 9,3 % und 11,6 %, wobei mehrere Grünschnittroggen, einige PGR sowie eine Populationssorte bei einem Maximalertrag von 173,7 dt/ha zur 2. Grünschnitternte die höchsten GTM-Erträge zeigten. Die Merkmale 'Wuchshöhe' zu verschiedenen Entwicklungsstadien und 'Termin Ährenschieben' zeigen eine hohe Korrelation mit dem Biomasse-Ertrag und sind als einfach zu erfassende, indirekte Selektionsmerkmale nutzbar. Allerdings sind derzeit selbst biomassestarke Grünschnittroggen und PGR wegen ihrer Lagerneigung meist nur mit hohem Einsatz von Wachstumsreglern bzw. ohne weitere züchterische Entwicklung gar nicht direkt für die Biomasseproduktion in der Milchreife einsetzbar. Das hohe Ertragspotenzial, das für einige PGR und Grünschnittroggen in Grünschnitt 2 bei der Prüfung von Testkreuzungen ermittelt wurde, lag deutlich über den Ertragsleistungen der gleichzeitig geprüften Hybridsorten. Dies verdeutlicht das enorme genetische Potenzial dieser bislang züchterisch wenig genutzten genetischen Ressourcen für die Züchtung neuer Sorten mit optimierter Biomasseleistung. Die Entwicklung leistungsstarker Energie- Hybridsorten unter der Einbeziehung von Grünschnittroggen und PGR auf der Pollenelterseite in Kreuzungen mit einem adaptierten, standfesten Kreuzungspartner erscheint aufgrund der ermutigenden Heterosiszuwächse, die für einige Prüfglieder bei einer bereits hohen Eigenleistung beobachtet wurden, bereits mittelfristig Erfolg versprechend. Erleichtert würde die Züchtung von speziellen Energieroggen- Hybridsorten durch die Tatsache, dass wegen der frühzeitigen Ernte (z. B. Milchreife) Kornqualitätsmerkmale züchterisch nicht berücksichtigt werden müssten. 7

8 Zusammenfassend demonstriert das hier vorgestellte Forschungsprojekt das hohe genetische Potential, das pflanzengenetische Ressourcen für die züchterische Optimierung von "Biomasseroggen" bereithalten. Abb. 9: Beziehung zwischen dem Gesamttrockenmasseertrag (GTM in dt/ha) an den beiden Grünschnittterminen (1: Ährenschieben und 2: Milchreife) in der Leistungsrüfung von verschiedenen Roggen-Materialgruppen. Abb. 10: Roggenbiomasse zum Zeitpunkt der Gesamtpflanzenernte im Stadium 'Milchreife' 8

9 4. Sorghum eine neue Energiepflanze Zur Optimierung der Biomasseproduktion könnten in Deutschland auch Kulturpflanzen eingesetzt werden, deren Anbau für die mitteleuropäische Pflanzenproduktion bislang noch nicht typisch ist. In Frage kommen hierfür Sorghumhirse (Sorghum bicolor) und Sudangras (Sorghum sudanense), die in der deutschen Landwirtschaft noch als Exoten gelten. Es handelt sich hierbei um Pflanzenarten, die aufgrund ihrer evolutionären Verwandtschaft eine äußere Ähnlichkeit mit Mais aufweisen. Als C4-Pflanzen sind Sorghum und Sudangras vergleichbar wärmeliebend wie der Mais und verfügen über eine wenig ausgeprägte Kühletoleranz, wodurch unter deutschen Anbaubedingungen frühe Aussaattermine ausgeschlossen sind. Sorghum-Landsorten und Sorghum-Hybridsorten stellen in Afrika bzw. in den USA wichtige Futtergräser dar. Sudangras wird im Gegensatz zu Sorghumhirse bislang vorwiegend als Futtergras zur Mehrschnittnutzung eingesetzt. Abb. 11: Blühende Rispe von Sorghumhirse Abb. 12: Feldbestand von Sorghumhirse während der Blüte 9

10 4.1. Vorteile von Sorghum Aufgrund seiner hohen Anforderungen an die Keimtemperatur von mindestens ca. 12 C und seiner begrenzten Kühletoleranz kann Sorghum als Biomassepflanze in Deutschland erst im späten Frühjahr ausgesät werden. Dementsprechend liegt die besondere Eignung von Sorghum im Rahmen einer Energiefruchtfolge vorwiegend im Anbau als Zweitfrucht. Hierbei sind die größten Vorteile dieser Fruchtart in der enorm schnellen Pflanzenentwicklung in Verbindung mit einer rasanten Gesamttrockenmassebildung und in der ausgeprägten Trockentoleranz zu sehen. Die Wassernutzungseffizienz, die bei Energiepflanzen das Verhältnis des gebildeten Trockenmasseertrags zum dafür benötigten Wasserverbrauch zwischen Aussaat und Ernte wiedergibt, entspricht bei Sorghum in etwa jener von Roggen. Im Vergleich zu Mais jedoch verträgt Sorghum Trockenheit dank seines weiter verzweigten Wurzelsystems und seiner Fähigkeit, das Wachstum während einer Trockenperiode in einer Art Trockenstarre zu unterbrechen, deutlich besser und benötigt somit ca. 30 % weniger Wasser für eine vergleichbare Biomasseleistung. Demzufolge stellt Sorghum unter trockenen Bedingungen ein interessantes Fruchtfolgeglied für die Biomasseproduktion zur energetischen Nutzung dar. Voraussetzung hierfür ist allerdings das Vorhandensein einer züchterisch nutzbaren genetischen Variabilität für Toleranz gegenüber den Umweltbedingungen der deutschen Anbaugebiete. Nur wenn eine solche genetische Variabilität in den pflanzengenetischen Ressourcen von Sorghumhirse gefunden wird, kann eine züchterische Anpassung an hiesige klimatische Verhältnisse mittelfristig gelingen. Abb. 13: Erscheinen der Sorghumrispe Abb. 14: Gesamtpflanzenernte von Sorghum 10

11 4.2. Leistungspotenzial von Sorghum Im Rahmen eines Forschungsprojekts in Zusammenarbeit mit einem Pflanzenzuchtunternehmen wurden am Julius Kühn-Institut in Groß Lüsewitz intraspezifische S.-bicolor-Hybriden, interspezifische S.-bicolor-x-S.-sudanense- Hybriden sowie Sudangras auf ihre Eignung zur Biomasseproduktion unter den dortigen Umweltbedingungen geprüft. Dabei erfolgte die Aussaat Ende Juni, entsprechend einem Anbau von Sorghum als Zweitfrucht nach Roggen, der zur Milchreife geschnitten wird. Bereits nach 107 Tagen wurde die Biomasse Mitte Oktober geerntet. Die mehrfach gemessenen Wuchshöhen zeigten einen kontinuierlichen Pflanzenwuchs über die gesamte Vegetationsdauer, wobei die wüchsigste S.-bicolorx-S.-bicolor-Hybride zum Zeitpunkt der Ernte eine Wuchshöhe von 3,15 m aufwies und die längste S.-bicolor-x-S.-sudanense-Hybride mit 3,00 m gemessen wurde. Das geprüfte Material erbrachte bei einem Mittel von 115,4 dt/ha einen Gesamttrockenmasseertrag zwischen 70,3 und 146,3 dt/ha. S.-bicolor-x-S.-bicolor- Hybriden waren dabei leistungsstärker (mittlerer GTM-Ertrag: 124,3 dt/ha) als S.- bicolor-x-s.-sudanese-hybriden (mittlerer GTM-Ertrag: 117,0 dt/ha) (Abb. 15). Im Vergleich dazu zeigte Sudangras (S. sudanense) einen deutlich geringeren GTM- Ertrag von 87,8 dt/ha. Einzelne Sorghum-Genotypen erbrachten somit innerhalb einer Vegetationszeit von nur 107 Tagen (Ende Juni bis Anfang Oktober) einen beachtlichen Trockensubstanzertrag von dt/ha. Die leistungsstärkste S.- bicolor-x-s.-bicolor-hybride erreichte einen GTM-Ertrag von 146,4 dt/ha, und dies trotz starker Sommerhitze und Trockenheit bei nur 14 mm Niederschlag während der ersten 40 Tage nach der Aussaat. Damit erreichte der GTM-Ertrag dieser unter einem Zweitkultur-Anbauregime kultivierten Fruchtart bereits den Bereich des mit Silomais unter deutschen Anbaubedingungen im Jahr 2006 durchschnittlich erzielten Ertragsniveaus. Die beiden erfassten Merkmale 'GTM-Ertrag' und 'Wuchshöhe' korrelierten im untersuchten Material mittelstark, und das gesamte Material zeigte trotz der enormen Wuchshöhen nur eine geringe Lagerneigung. Trockensubstanzgehalte zwischen 16,3 % und 26,8 % wurden zum Zeitpunkt der Ernte ermittelt. Wegen des im Vergleich zu Sudangras verzögerten Anstiegs der TS-Gehalte in Verbindung mit einem enormen GTM-Ertragspotenzial erscheint es bei der Nutzung von leistungsstarken Sorghum-Hybriden empfehlenswert, die Ernte bis in den Oktober hinauszuzögern, um die für eine optimale Biogasausbeute erwünschten TS-Gehalte zu erreichen. In einem zweiten Versuchsjahr verlief die Pflanzenentwicklung sehr zögerlich und gehemmt, so dass sich weder ein kräftiger Pflanzenbestand entwickelte noch ansprechende Wuchshöhen bzw. GTM-Erträge erreicht wurden. Ursächlich hierfür waren ein witterungsbedingt später Aussaattermin und ein kühl-feuchter Witterungsverlauf während der kühleempfindlichen Jugendentwicklung der Bestände. Die Ergebnisse der am Julius Kühn-Institut durchgeführten Forschungsarbeiten unterstreichen das sehr hohe Biomassepotenzial verschiedener Sorghumhybriden in einem vom Witterungsverlauf begünstigten Jahr auch an einem weit nördlich, in Mecklenburg-Vorpommern gelegenen Standort. 11

12 Abb. 15: Mittlerer absoluter (A) bzw. relativer (B) GTM-Ertrag (dt/ha) der Materialgruppen Sorghum-bicolor-x-Sorghum-bicolor-Hybriden (S. bi. x S. bi.) und Sorghum-bicolor-x- Sorghum-sudanense-Hybriden (S. bi. x S. sud.) im Vergleich zum Standard Sudangras und zur besten Sorghum-bicolor-x-Sorghum-bicolor-Hybride im Jahr Abb. 16: Sorghumbestand 85 Tage nach der Aussaat 12

13 5. Anbausystem Roggen Sorghum Das Anbausystem Roggen Sorghum eröffnet die Möglichkeit, bei der Biomasseproduktion die Vorteile beider Kulturarten zu nutzen. Die Kombination der Getreideart mit der schnellsten Jugendentwicklung im Frühjahr und einer für Mitteleuropa noch exotischen Kulturart mit enormem Massenwachstum eröffnet gerade auf trockenen Standorten, für die beide Fruchtarten besondere Eignung mitbringen, ein hohes Potenzial zur Biomasseproduktion. Voraussetzung hierfür ist allerdings das Vorhandensein ausreichender Restfeuchte im Boden bzw. Niederschläge, um die zügige Bestandesentwicklung der Zweitfrucht Sorghum zu ermöglichen. Darüber hinaus ist eine züchterisch verbesserte Anpassung der Sorghumhirse an deutsche Klimabedingungen notwendig, um die Ertragsstabilität in Jahren mit ungünstigem Witterungsverlauf zu verbessern. Unter diesen Voraussetzungen eröffnet Sorghumhirse als Zweitfrucht zwei Optionen für die Kombination mit Roggen: In Abhängigkeit von den regionalen Gegebenheiten kann Roggen entweder im Entwicklungsstadium 'Ährenschieben' oder zur 'Milchreife' als Gesamtpflanzensilage geerntet werden und die Fläche Ende Mai bzw. Ende Juni für die Aussaat von Sorghum räumen (Abb. 17). Gerade in Kombination mit Roggen könnten somit Flächen für die Biomasseproduktion durch den Einsatz leistungsfähiger Sorghum- Hybriden optimal genutzt werden. Das in günstigen Jahren vorhandene Ertragspotenzial der Kombination 'Erstkultur Roggen Zweitkultur Sorghum' zeigte sich in GTM-Erträgen bei Sorghum-Hybriden, die in unseren Versuchen in der Spitze bei 146 dt/ha lagen, und bei Roggen von ca. 156 dt/ha, wie sie im Mittel von zwei Jahren in einem dreiortigen Anbau bei Ganzpflanzenbeerntung zum Stadium der Milchreife Mitte Juni erzielt wurden. Das Ertragspotenzial des Anbausystems 'Roggen Sorghum' kann somit im Bereich jenseits von 300 dt/ha GTM liegen. Zu berücksichtigen ist hierbei, dass diese Erträge mit genetischem Material erzielt wurden, welches züchterisch bei weitem noch nicht optimal an die Nutzungsrichtung Biomasseproduktion bzw. im Fall von Sorghum: an die klimatischen Verhältnisse angepasst worden ist. Das züchterische Potenzial zur weiteren Steigerung der Flächenproduktivität an Biomasse in diesem Anbausystem ist somit beachtlich. Zukünftiger Forschungsbedarf liegt neben der weiteren Steigerung der GTM-Leistung in der Verbesserung der Kühletoleranz in der Jugendphase bei Sorghum zur Verbesserung der Ertragsstabilität auch in klimatisch weniger begünstigten Anbauregionen. Dann bietet das Anbausystem 'Roggen Sorghum' besonders auf trockeneren Standorten, wie sie etwa im Nordosten Deutschlands vorliegen bzw. im Zuge des Klimawandels sich regional in den kommenden Jahrzehnten ausprägen werden, ein enormes Potenzial. J F Winterroggen M A M J J A S O N D J F M A M J Sorghum J A S O N D Mais Abb. 17: Zeitlicher Ablauf des Anbausystems Roggen Sorghum im Vergleich zum Maisanbau 13

14 Abb. 18: Gesamtpflanzenernte von Roggen im Stadium 'Milchreife' (2. Junihälfte) Abb. 19: Gesamtpflanzenernte von Sorghum (Oktober) 6. Weiterführende Literatur Anonym 2007: Daten und Fakten zu nachwachsenden Rohstoffen, Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. (FNR) Blumtritt T, 2007: Roggenmarkt. In: Roggenforum e.v. (Hrsg.), Roggen Getreide mit Zukunft! Frankfurt a. M., DLG-Verlag, Karpenstein-Machan M, 2005: Energiepflanzenbau für Biogasbetreiber, Frankfurt, DLG-Verlags- GmbH. Roux SR, Wortmann H, Schlathölter M, 2010: Züchterisches Potenzial von Roggen (Secale cereale L.) für die Biogaserzeugung, Journal für Kulturpflanzen, 62 (5). S Wehling P, Roux SR, 2010: Klimaschutz und Anpassung an den Klimawandel durch Pflanzenzüchtung, Landbauforschung Völkenrode, Braunschweig, Sonderheft, im Druck 14