e Pflanze: Becherpflanze

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1 Die Pflanze: Die Becherpflanze (wissenschaftlich: Silphium perfoliatum; engl.: cup plant) ist ein Vertreter der Korbblütler (Familie: Asteraceae) und stammt aus den Feuchtprärien des östlichen Nordamerikas. Sie ist ausdauernd, also eine Staude und erreicht alljährlich eine Höhe von bis zu 3,0 m. Auffallend sind ihre im Querschnitt scharf vierkantigen Stengel. Ihre cm langen, herzförmigen und grob gezähnten Blätter sind gegenständig und mit ihren unteren Blattstiel-Basen zu einem kleinen, flachen Becher verwachsen (Name). Oft wird sie auch Durchwachsene Silphie genannt. Diesen Namen hat sie erhalten, weil die Stengel quasi wie durch die miteinander verwachsenen Blattbasen hindurch wachsen (lat.: perfoliatum = von Blättern umwachsen). Durch sehr kurze, steife Haare fühlen sich die Blätter ziemlich rauh an. Im ersten Jahr treibt die Pflanze nur eine große, blattreiche Rosette, die bis zu 70 cm im Durchmesser erreicht und den Boden völlig bedeckt. Ende Juli bis in den September treibt die Becherpflanze ihre etwa 6-8 cm breiten Blütenkörbchen in einer Kaskade, beginnend mit einem Blütenkörbchen, dieses wird dann übergipfelt mit 2 folgenden, dann folgen 4, dann 8. Die randlichen, gelben Zungenblüten sind etwa 2,5-3 cm lang; die braun-gelben Scheibenblüten besitzen keine Zunge. Nur die randlichen Blüten sind weiblich und nur sie entwickeln eine unterständige Frucht, die einem flachen Sonnenblumenkern ähnelt. Die zentralen Scheibenblüten sind rein männlich; sie produzieren nur Pollen und Nektar und vertrocknen nach der Blüte. Die Blüten werden von einer großen Vielzahl von Insekten (Honig- und solitäre Bienen, Hummeln, Schwebfliegen, Schmetterlinge, Nachtschmetterlinge etc.) zur Nektar- und Pollentracht aufgesucht. Bei der Fruchtreife im September bis Oktober zerfällt das Körbchen und die Samen fallen auf den Boden. Da die Samen an den unterschiedlichen alten Blütenkörbchen nacheinander ausreifen, ist eine effektive Samenernte bisher nur per Hand möglich, bevor der Samen ausfällt. Für eine maschinelle Aussaat muß das Saatgut von Spelzen, tauben Samen und Blütenresten mit Sieben und einem Windsichter gereinigt werden. Hierzu können auch alte Getreide-Putzmaschinen erfolgreich verwendet werden. Als Staude kann die Becherpflanze sehr alt werden, sofern sie nicht durch Bäume über-

2 schattet wird. Im Botanischen Garten der Universität Bayreuth wachsen die Pflanzen seit 1975 und in Aulendorf seit etwa 1990 ohne irgendwelche Schäden. Tierische Schädlinge sind in Mitteleuropa unbekannt. Nach den ersten Frösten im Spätherbst stirbt die Pflanze oberirdisch ab (wenn sie nicht vorher bereits geerntet wurde); der Wurzelstock aber bleibt am Leben. Während des Winters verträgt der Wurzelstock auch sehr tiefe Minustemperaturen von beispielsweise -27 Grad (Winter 2011/12). Bereits im März spitzen die neuen, rötlich gefärbten Knospen aus dem Boden, um bei Temperaturen über null wieder auszutreiben. Schon Ende Mai ist der Boden völlig mit dem Blattwerk abgedeckt und die Pflanzen sind hüfthoch. Dadurch kann es nicht zur Bodenerosion durch Wind oder Starkniederschläge kommen. Wegen der Beschattung durch das Blattwerk können sich unter den Becherpflanzen keine anderen Pflanzen, also auch kein Unkraut, halten. Die Becherpflanze hat ein ausgedehntes Wurzelsystem, das bis in eine Tiefe von 2 m reicht und dort auch tiefer liegende Wasserressourcen (Herbst- und Winterniederschläge) ausnutzen kann. Verwendung: 1. Die Becherpflanze eignet sich hervorragend als Co-Substrat in der Biogasanlage (zusammen mit Gülle) zur Produktion von Biogas (Methan und Kohlendioxid). Der Methangehalt des Biogases schwankt um 55 %. Die Ausbeute im Labor ergab Werte von 310 l Methan pro kg ots (organische Trockensubstanz). Sie ist damit um ca. 10 % geringer als für Silomais angegeben (aber: große Spannweite). Pro Hektar Becherpflanzenanbaufläche lassen sich bei einem Ertrag von 150 dt Trockenmasse (eher mittleres Ertragsniveau) insgesamt etwa 4650 m 3 Methan produzieren. In 2013 werden an der Universität Bayreuth die ersten größeren Felder (bis zu 1 ha) beerntet und der Ertrag ermittelt. Derzeit wird durch das Amt für Landwirtschaft Bayreuth eine Deckungsbeitrags-Berechnung für die Biogasnutzung durchkalkuliert. Erste Ergebnisse zeigen, dass die Becherpflanze gleiche bis leicht erhöhte Deckungsbeiträge im Vergleich zum Silomais erbringt. 2. Verwendung als Häckselgut für die Silage. In der Erprobung ist die Verfütterung der gehäckselten Pflanze an Rinder. Analyseergebnisse siehe Beiblatt. 3. Die Becherpflanze kann für die Verfütterung an Rinder (und andere Wiederkäuer) 2 x jährlich geschnitten werden (1. Schnitt Anfang Juni, 2. Schnitt Anfang September). Zwischen den Schnitten ist düngen möglich. Bei einem alleinigen Schnitt im September sind die Stengel und die unteren Blätter bereits zu hart für die Verfütterung und werden vom Vieh nur ungern oder gar nicht aufgenommen. Der hohe Wassergehalt der Pflanzen im Juni bereitet keine Probleme, wenn die Pflanze angewelkt siliert wird. Im mediterranen Klima von Chile werden Rinder während des trockenen Sommers in Becherpflanzenbestände getrieben. Hier fressen sie die Blätter und lassen die harten Stengel stehen. Die Pflanze enthält keine für das Vieh giftigen Substanzen. In der ehemaligen DDR wurden Stallkaninchen mit Becherpflanzen gefüttert. 4. Derzeit laufen an der Universität Bayreuth Untersuchungen zum exakten Honigertrag von Becherpflanzenkulturen. Mit ersten Ergebnissen ist in Ende 2013 zu rechnen. Der Honig ist verhältnismäßig fruktosereich und kristallisiert daher kaum oder nur verzögert.

3 Die Vorteile: Becherpflanzen sind ausdauernde Stauden, sie kommen also jedes Jahr wieder und vergrößern langsam die Zahl ihrer Blütentriebe. Die stabilen, mehrjährige Bestände haben eine Stengelzahl von 20 bis maximal 35 pro Quadratmeter. Becherpflanzen-oder Silphium- Felder brauchen nur einmal angelegt zu werden. Danach können sie 20 Jahre und länger genutzt werden. Damit entfallen zahlreiche Arbeitsgänge auf dem Feld. Während einjährige Ackerkulturen alljährlich vorbereitet (pflügen, grubbern, Saatgut kaufen, säen, etc.) und mit Pflanzenschutzmitteln behandelt werden müssen, ist dies bei den Becherpflanzen- Kulturen nur im ersten Jahr erforderlich. Die einzigen verbleibenden Feldarbeiten sind: Düngung im März vor dem Austrieb Ernte im September mit praxisüblichem Maishäcksler. Bei der Ernte ist zu beachten das die Silphie noch grün ist. Also gleich nach der Ende der Blüte. Beim Maisgebiss ist es wichtig das es kleine Teller hat. Da bisher keine Schädlinge aufgetreten sind, ist nach dem ersten Jahr auch kein Pflanzenschutz nötig. Im ersten Jahr ist lediglich aufkeimendes Unkraut gezielt zu bekämpfen: entweder mechanisch mit der Maschinenhacke oder mit Herbiziden (wofür noch eine Ausnahmegenehmigung nach 22 PflSchG erforderlich ist). Die Becherpflanzen erreichen Höhen von 2,50 m und mehr. Ihre Erträge variieren je nach Bodenqualität, Wasserverfügbarkeit und Düngung. Bei einer Düngung von kg N pro ha erreichen sie Werte von dt/ha Trockenmasse. Da die Pflanzen nicht wie der Mais einen stärkereichen Kolben besitzen, ist ihr Methanertrag um ca. 10 % geringer als der von Silomais. Becherpflanzen wurzeln mit ihren Feinwurzeln permanent bis in einer Tiefe von 2 m. Damit sind sie in der Lage, alle aufgebrachten Düngermengen quantitativ für ihr Wachstum auszunutzen. Starkniederschläge im Frühjahr und Sommer können den Dünger nicht in Tiefen verlagern, wo die Pflanzen nicht mehr hingelangen. Somit ist die Verwertungsrate des Düngers praktisch 100%ig. Damit empfiehlt sich der Becherpflanzen-Anbau auch in Wassereinzugsgebieten. Die Blüten der Becherpflanze entfalten sich von Ende Juli bis Mitte September. Sie werden von zahlreichen Insekten und insbesondere von der Honigbiene für Pollen und Nektar aufgesucht. Da andernorts zu dieser Zeit keine Tracht mehr zu finden ist, sind die Blüten eine sehr willkommene Zusatznektar- und Pollenquelle für Bienenvölker, aber auch für viele andere Insekten. Der bundesweit immer noch ungebremste Anstieg der Wildschwein-Population ist nach

4 einhelliger Expertenmeinung zum größten Teil auf den steigenden Anbau von Mais zurückzuführen, der ihnen eine fast unbeschränkte Nahrungsressource bietet. Wildschweine verursachen massiv Fraßschäden im Mais und anderen landwirtschaftlichen Kulturen. Mit der Zunahme der Wildschweinpopulationen steigt die Infektionsgefahr für Schweinepest, außerdem beklagt die Polizei zunehmende Verkehrsunfälle mit Wildschweinen. Von den Wildschweinen umgelegte Maisstengel müssen zur Vorbereitung der Folgefrucht aus dem Feld gesondert herausgeeggt werden (zusätzlicher Aufwand!). Sie würden bei Belassung auf dem Feld und Unterpflügen von den Wildschweinen später wieder herausgezogen, verbunden mit entsprechenden Verwüstungen in der Folgefrucht. Die Becherpflanze wird von Wildschweinen nicht als Nahrungsressource genutzt; ihr vermehrter Anbau (statt Mais) würde der weiteren Vermehrung von Wildscheinen entgegensteuern. Weitere Vorteile: Verbesserung der Bodenqualität durch Humusbildung und Gesundung des Bodenlebens (Regenwürmer, Kleinlebewesen), die Bodenschichten bleiben erhalten. große Widerstandsfähigket der Becherpflanze gegen Trockenheit und Fröste sie bietet Deckung für Niederwild kein Nahrungsangebot für Wildschweine vermindert Erosion und Hochwassergefahren, die sich an Hanglagen besonders stark auswirkt (bis 100 t Humusverluste pro Hektar und Jahr bei z. B. 2-3% Gefälle!) keine Bodenverdichtung keine giftige Sickersaftbildung bei Silage kein Beizen des Saatgutes ab dem 2. Jahr keine Spritzmittel mehr nötig kein jährlicher Saatgutkauf - keine Abhängigkeit von Saatgutherstellern Wildpflanze, kein GVO mit unbekannten Auswirkungen nicht invasiv Einsparung von Bodenbearbeitungsgeräten fast vollständige Düngeraufnahme durch tiefreichenden Wurzelstock es gelangt kein Düngerrest ins Grundwasser! Lange Nutzungsdauer des Bestandes (enorme Einsparungsmöglichkeiten) der Bestand wird zu einer Wertschöpfung; dadurch monetärer Zugewinn bei Pachtrückgabe und Neuverpachtung sofortige Nutzung des Bestandes bei Neuverpachtung (keine Investitionskosten, keine Wartezeit es ist alles gerichtet, nur düngen und ernten ) große Widerstandsfähigkeit der Becherpflanze gegen Trockenheit (bei tiefgründigem Boden) und gegen harte Winterfröste Falls mal durch einen Hagelsturm oder Unwetter die Silphium-Stengel umgeworfen wurden, können die liegenden Triebe auf dem Feld belassen werden. Sie behindern nicht den Neuaustrieb im Folgejahr. Sie müssen deshalb nicht wie beim Mais arbeitsaufwändig beseitigt oder weggeeggt werden. Becherpflanzen vertragen leichten Frost bis - 3 C. Sie sind daher weniger Spät- oder Frühfrostgefährdet als Mais. Wenn die Becherpflanzen-Bestände bis Mitte September abgeerntet werden, bildet der Wurzelstock bis zum einsetzenden Schneefall wieder neue Rosettenblätter aus. Diese bieten dem Niederwild (Rebhuhn, Fasan, Feldhase) eine gute Deckungsmöglichkeit auf den herbstlichen Ackerflächen (Schutz vor Wind, Kälte, Regen und Fressfeinden). Durch die Begrenzung des Gärgutes Silomais auf 60 % der eingesetzten Biomasse im EEG (sog. Maisdeckel ; seit ) gewinnen andere Rohstoffe zur Vergärung an Bedeutung: Durch die Biomasseverordnung des EEGs wird die Vergärung von Silphium gefördert: Die Vergütung pro eingespeiste Kilowattstunde erhöht sich

5 anteilig für Strom, der aus Einsatzstoffen der Anlage 3 (Einsatzstoffvergütungsklasse II; also auch Silphium) erzeugt wird um 2 Cents/kWh. Umgerechnet auf einen Hektar ergibt dies je nach Ernteertrag einen Mehrbetrag von etwa Euro jährlich! Die Nachteile: Wegen der Anfangsinvestition lohnt sich ein Anbau der Becherpflanze nur, wenn der Bestand länger als 5 Jahre belassen werden kann. Kulturzeiten von Jahren oder länger sind anzustreben. Aufgrund des langsamen Jugendwachstums und der starken Unkrautkonkurrenz auf Äckern empfiehlt sich die Pflanzung von vorgezogenen Jungpflanzen. Die Direktsaat ist problematisch, weil Selektivherbizide noch nicht verfügbar sind, um die Keimpflanzen von Anfang an unkrautfrei zu halten. Die Becherpflanze benötigt tiefgründige, gut wasserversorgte Böden. Auf Sandböden besteht in Trockenjahren ein Ertragsverlust (Abtrocknung der Blätter und der Triebspitzen). Dann empfiehlt sich, früher als September, den Bestand abzuernten. Im Pflanzjahr wird der Aufwuchs nicht genutzt, sondern verwelkt mit beginnendem Frost. Er bildet eine erosionshemmende Blattdecke. Als züchterisch bisher nicht bearbeitete Pflanzenart, besitzt Silphium - wie die meisten Wildpflanzen - nur eine relativ geringe Keimungsrate der Samen. Im Boden verbleibt dann ein nicht gekeimter Anteil, der ggf. später oder sogar erst im drauffolgenden Jahr aufgeht. Ohne Keimungsstimulation der Samen wird der Bestand daher lückig. Dem könnte durch erhöhte Aussaatdichte begegnet werden, (dann ist aber eine spätere Vereinzelung eventuell erforderlich). Die Keimungsrate der Samen wird durch vorherigen Frost deutlich verbessert. Daher empfiehlt es sich, die Samen vor der Aussaat einige Wochen vorher im Kühlschrank bei 3-6 C zu lagern. Auch eine einwöchige Lagerung bei -20 C (nicht eingeweicht sondern trocken!) wird zur Keimungsstimulierung empfohlen. Für die Aussaat darf das Saatgut aber nicht angefeuchtet sein, weil dann die maschinelle Einzelkornablage nicht funktioniert. Anbaumethodik: Aufgrund des langsamen Jugendwachstums und der starken Unkrautkonkurrenz auf Äckern empfiehlt sich die Pflanzung von vorgezogenen Jungpflanzen. Die Direktsaat ist problematisch, weil Selektivherbizide noch nicht verfügbar sind, um die Keimpflanzen von Anfang an unkrautfrei zu halten. Für die Pflanzung sind Jungpflanzen in Topfballen-Platten anzuziehen, vorzugsweise mit spitzkegeligen Wurzelballen (z.b. Vefi-Zapfencontainer- Platten 4 x 4 x 6 cm à 96 Mulden pro Platte à 60 x 40 cm) oder in Pressblöcken mit 4 x 4 cm. Spitzkegelige Wurzelballen lassen sich beim (halb-)maschinellen Pflanzen leichter aus der Palette lösen und auch besser absetzen als quaderförmige Wurzelballen. Preis pro Jungpflanze ab ca. 20 Cents ab 1 ha Anbaufläche (= Pflanzen). Vorbereitung des Pflanzbeets: Pflügen und Grubbern kurz vor der Pflanzung. Das Pflanzbeet sollte feinkrümelig und ausreichend feucht sein, damit die Wurzeln ohne Unterbrechung aus dem Ballen heraus wachsen können. Eine Düngung ist im ersten Jahr nicht erforderlich. Wenn der Boden zu trocken ist, oder eine längere Trockenperiode auftritt, muss direkt nach der Auspflanzung gewässert werden. Die Silphium-Kultur sollte nicht auf Schlägen mit Raps als Vorfrucht angelegt werden,

6 wegen der Gefahr der Infektion mit dem parasitischen Pilz Sclerotinia. Aus diesem Grund sollten Rapsfelder auch nicht unmittelbar an Silphium-Felder grenzen. Sollte ein Sclerotinia-Befall auftreten, ist der befallene Bestand alsbald bodennah abzumähen. Er wird rasch von nicht infizierten Austrieben wieder geschlossen. Pflanzzeit: Mitte April bis spätestens Anfang Juni. Besser früh, damit die Winterfeuchte des Bodens noch zum Anwachsen genutzt werden kann (vor einer eventuellen Frühsommertrockenheit). Herbstpflanzung ist auch möglich. Reihenabstand 75 cm, Einzelpflanzenabstand 65 cm. Dies ergibt eine Pflanzenanzahl von pro Hektar. Die Anzahl ist bei optimaler Unkrautbekämpfung völlig ausreichend. Unkrautbekämpfung: Für die Anwendung der Unkrautbekämpfungsmittel Stomp Aqua und Boxer (als Keimungshemmer gegen neu auflaufende Unkräuter) ist eine gebührenpflichtige Ausnahme- Genehmigung nach 22 Abs. 2 PflSchG erforderlich (für jedes einzelne Herbizid eine eigene!); sie ist frühzeitig zu beantragen! Direkt nach der Pflanzung (1-4 Tage!) ist die Herbizidmischung (Stomp Aqua 2,5 l/ha zusammen mit Boxer 3,5 l/ha in l Wasser) vollflächig über den Bestand zu spritzen. Evtl. 6 Wochen später eine weitere Spritzung. Mit tief liegenden Spritzdüsen möglichst unter die Rosettenblätter spritzen. Die Jungpflanzen von Silphium werden davon nicht beeinträchtigt. Desweiteren: bei beginnendem Unkraut-Aufkommen mit der Maschinenhacke mind. 2 x zwischen den Reihen hacken, jedoch erst, wenn die Silphium-Jungpflanzen genügend eingewurzelt sind. Zwischen den Pflanzen Bearbeitung mit der Handhacke. Wenn der Anpflanzung zu wenig Aufmerksamkeit geschenkt wird, kann es zu starker Verunkrautung kommen, die die Erträge im folgenden Jahr reduzieren. Daher: mehrfache Unkrautkontrolle! Während der Anwachsphase im 1. Jahr ist der Boden erosionsgefährdet. Wir testen gerade einen herbizidfreien Anbau der Silphie durch Vorsaat mit einer sehr niedrigbleibenden Weißkleesorte, die schon im März nach der Bodenvorbereitung für den Silphieanbau gesät wird. Wenn der Klee dann etwa 6-8 Wochen später die Bodendecke geschlossen hat, werden die Silphie-Jungpflanzen in den Klee gepflanzt und entgehen so weitestgehend dem Unkrautdruck. Außerdem bringt der Klee Stickstoff in den Boden und unterstützt so das Jugendwachstum der Silphie. Auch als Bienenfrühtracht eignet sich der Klee hervorragend. Silphium bildet im 1. Jahr nur eine große Blattrosette, die bei optimaler Pflege den Boden fast komplett bedeckt. In den folgenden Jahren ist eine Unkrautbekämpfung wegen des üppigen Wachstums nicht mehr nötig. Im Pflanzjahr wird der Aufwuchs nicht genutzt. Düngung bzw. Nährstoffentzüge: (Angaben nach M. Conrad, A. Biertümpfel und A. Vetter; Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft) N: kg/ha P: kg/ha K: kg/ha Mg: kg/ha Ca: kg/ha Mit einer Gärrestmenge von 30 m 3 /ha pro Jahr - gegeben Ende März - werden die Nährstoff-Bedürfnisse von Silphium ausreichend erfüllt (Vorzugsweise mit Schleppschlauch-, Schlitzschuhverteiler oder Injektor zwischen den Reihen). Da keine Bodenbearbeitung mehr erfolgt und die lebenden Wurzeln das Bodengefüge stabilisieren, ist das

7 Befahren des Ackers zu dieser Zeit problemlos möglich. Silphium wurzelt bis 2 m Tiefe und kann somit diese Nährstoffgaben vollständig aufnehmen. Hauptzuwachs- und Nährstoffaufnahmephase: Mai bis Ende Juli. Ernte: Die Ernte erfolgt mit herkömmlichem Feldhäcksler bei TS-Gehalten von % von Mitte September bis Anfang Oktober, am besten nach trockenem Wetter und vorzugsweise am Nachmittag (damit die Blattbecher nicht mit Regenwasser gefüllt oder die Blätter taunass sind). Selbst bei TS-Gehalten von 25 % tritt bei der Silphium-Silage kein Sickersaft aus. Grundsätzlich ergeben kürzere Häcksellängen eine bessere Methanausbeute. Empfohlen wird 0,5-1 cm Häcksellänge. Die Erträge ab dem 2. Jahr variieren je nach Bodenqualität, Wasserversorgung und Düngung; sie liegen zwischen (-200) t/ha Trockenmasse, entsprechend t/ha Frischmasse. Weitere interessante Ergebnisse aus dem jetzt abgeschlossenen Vorhaben erbrachten die Parzellenversuche der TLL an den beiden Standorten Dornburg und Heßberg (Thüringen, Ackerzahlen zwischen 43 und 80). Seit mittlerweile neun Jahren werden die Silphiebestände dort beerntet, ohne dass bisher ein Ertragsrückgang feststellbar wäre. Im Mittel der neun Jahre lagen die Trockenmasse-Erträge pro Hektar sowohl in Dornburg als auch in Heßberg über dem Durchschnittsertrag von Silomais am gleichen Standort. Der Methangehalt der Silphie liegt etwa 10 Prozent unter dem von Mais, trotzdem erzielte die Pflanze mit bis m 3 Methan pro Hektar in den Jahren 2010 bis 2012 (Standort Dornburg) sehr hohe Methanerträge. Lediglich beim ökonomischen Vergleich schnitt sie etwas schlechter als Mais ab, da sie zum Erntezeitpunkt einen geringeren Trockensubstanzgehalt hat und der Landwirt somit insgesamt mehr Masse durch den Biogasprozess schleusen muss. Die Wurzelstöcke der Pflanzen sind in Mitteleuropa völlig frosthart. Auch schadet ein Überfahren des Wurzelstocks bei der Ernte nicht. Fragen: Verbreitet sich die Becherpflanze so unkontrolliert wie bspw. das Indische Springkraut? Nein, die Becherpflanze ist standorttreu, sie vermehrt sich nur am Wurzelstock durch Austriebe sog. Rizome. Eine Untersuchung der herabgefallenen Samen im November ergab, das diese ausgefressen waren. Bedingt durch Vögel, Mäuse und anderes Getier, die die Samen fressen. Dennoch sollten Silphium-Felder nicht in unmittelbarer Flußnähe angelegt werden, da bei Hochwasser keimfähige Samen fortgetragen werden können. Wie kann ich die Becherpflanze eines Tages wieder los werden? Durch tiefes Pflügen mit dem Scheibenpflug und nachträgliches Grubbern kann man Silphium nach der letztmaligen Ernte wieder beseitigen. Eine schattierende Nachfolgefrucht, wie Roggen, behindert den Wiederaustrieb. Falls doch noch ein geringer Austrieb erfolgt, kann der gesamte Aufwuchs als Grünroggen im Ende Juni/Anfang Juli abgehäckselt und in der Biogasanlage eingesetzt werden. Herbizide sind also nicht zwingend erforderlich.