Referent: Andreas Pfänder

Transkript

1 Alternative Energiepflanzen Referent: Andreas Pfänder

2 Über mich - Andreas Pfänder - seit über 6 Jahren alternative Energiepflanzen

3 Dieser Vortrag soll Ihnen unsere Erfahrungen und die wichtigsten Fakten einer der ökologisch und ökonomisch interessantesten Energie- und Bienenweidepflanzen aufzeigen!

4 Mais, GPS und Gras sind (und bleiben!) die wichtigsten Substrate für die Biogaserzeugung.

5 Aber es gibt eine echte Alternative zu den etablierten Biogas-Substraten die Durchwachsene Silphie

6 Die Durchwachsene Silphie (Silphium perfoliatum) Eine große, ausdauernde und sehr robuste Staude aus der Familie der Korbblütler.

7 Die Pflanze: Im ersten Jahr treibt die Pflanze nur eine große, blattreiche Rosette, die bis zu 70 cm im Durchmesser erreicht und den Boden völlig bedeckt. Beginnend mit dem zweiten Standjahr treibt die Silphie ab April bis Mai 2-3 m hohe, vierkantige Stängel aus. Von Anfang Juli bis in den September treibt die Becherpflanze ihre etwa 6-8 cm breiten Blütenkörbchen in einer Kaskade, beginnend mit einer Blüte, diese wird dann übergipfelt mit 2 folgenden, dann folgen 4, dann 8 und so weiter. Die Blüten werden von einer großen Vielzahl von Insekten (Honig- und solitäre Bienen, Hummeln, Schwebfliegen, Schmetterlinge, Nachtschmetterlinge etc.) zur üppigen Nektarund Pollentracht aufgesucht. Bei der Fruchtreife ab September bis Oktober zerfällt das Körbchen und die Samen fallen auf den Boden. Die Samen reifen nacheinander über 4-6 Wochen aus. Da die Samen an den unterschiedlich 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 einer Blähmühle gereinigt werden. Weil die Samen eine sehr schlechte Keimquote haben (20%), muss das Saatgut behandelt werden, damit die Keimquote höher wird (bis etwa 90%).

8 Die Pflanze: Als Staude kann die Silphie sehr alt werden, sofern sie nicht durch Bäume überschattet wird. Im Botanischen Garten der Universität Bayreuth wachsen die Pflanzen seit 1975 ohne irgendwelche Schäden oder Ermüdungserscheinungen. 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. Wegen der Beschattung durch das Blattwerk können sich unter den Silphien keine anderen Pflanzen, also auch kein Unkraut, halten.

9 So sehen sie im ersten Jahr aus: Sie bilden nur eine Bodenrosette...

10 ... und so sehen sie im Mai des folgenden Jahres aus...

11 ... und so dann im Sommer des selben Jahres:

12 Etablierter Silphiebestand ab 2. Standjahr:

13 Blütenkaskaden

14 Reifer Samenstand

15 Die Pflanze: Die Silphie gedeiht unter den hiesigen Bedingungen sehr gut und stellt keine besonderen Ansprüche an das Klima und an den Boden. Die Pflanze ist absolut frostfest und hat eine sehr gute Trockenheitstoleranz. Sie kann auch problemlos in Höhen über 700 m angebaut werden. Bodenansprüche: Sie ist recht anspuchslos, was die Bodenqualität betrifft, gedeiht aber auf guten, humosen Böden mit guter Wasserführung natürlich besser. - kein Anbau unter ph-werten unter 5,0 - kein Anbau auf staunassen Böden - sandige oder kiesige Standorte mit sehr wenig Niederschlag sind weniger geeignet

16 Fruchtfolge: Bei der Auswahl der Fläche sollte folgendes beachtet werden: - Im Vorfeld/Vorjahr den Boden gründlich bearbeiten und Unkrautbekämpfungsmaßnahmen durchführen - auf unkrautunterdrückende Vorfrucht achten Die Silphie stellt keine Ansprüche an die Vorfrucht, aber Raps, Sonnenblumen und Buschbohnen sollten nicht vorher auf dem Acker angebaut worden sein. Sclerotinia!

17 Bodenbearbeitung/-vorbereitung: Hängt davon ab, ob die Pflanzen gesät oder gepflanzt werden sollen. Bei Aussaat: Ideal ist eine Herbstfurche. Dann im Frühjahr vor der Aussaat mehrmals die Fläche flach mit einer Saatbettkombi bearbeiten. Möglichst flach arbeiten, damit die Kapillarität des Bodens erhalten bleibt. Zur Aussaat dann ein abgesetztes, feinkrümeliges und unkrautfreies Saatbett herstellen. Zu lockerer Boden sollte vor der Saat gewalzt werden. Beste Saatzeit ist Mitte April bis Anfang Juni, gemeinsam mit Mais als Mischkultur. Saattiefe: 1-2 cm Saatgutbedarf: ca. 3 kg/ha, TKG: gr.

18 Saatgut der Silphie

19 Bodenbearbeitung: Bei Pflanzung: Das Pflanzbett sollte feinkrümelig und ausreichend feucht sein, damit die Wurzeln ohne Unterbrechung aus dem Ballen heraus wachsen können. Wenn der Boden zu trocken ist, oder eine längere Trockenperiode auftritt, muss direkt nach der Pflanzung gewässert werden. Pflanzung ist im Frühjahr und im Herbst möglich (Bodenfeuchte!). Wir bevorzugen einen herbizidfreien Anbau der Silphie durch Vorsaat mit einer sehr niedrigbleibenden Weißkleesorte vor der Pflanzung. Dieser wird direkt nach der Bodenvorbereitung für den Silphieanbau gesät. Wenn der Klee dann die Bodendecke geschlossen hat, werden die Silphiejungpflanzen in den Klee gepflanzt und entgehen so weitestgehend dem Unkrautdruck. Anzahl Pflanzen/ha: Stck. Reihenabstand 65 cm, Einzelpflanzenabstand 75 cm.

20 Unterschiede: bei uns Wurzelballen 6x6 cm, mit überwinterten Pflanzen Standard Wurzelballen 4x4 cm, mit Sämlingspflanzen

21 Düngung: Natürlich muss die Silphie auch gedüngt werden, um die hohen Erträge zu erwirtschaften. Im Anlagejahr: Vor der Aussaat oder Pflanzung ist die Nährstoffgehaltsklasse C bei P,K und Mg sowie ph-klasse C herzustellen. Bei durchschnittlichen Nmin-Gehalten ca kg N/ha, mineralisch oder Gärrest/Gülle. Ziel: ca. 100 kg/ha vor der Aussaat/Pflanzung. Nutzungsjahre (mineralische Düngung): Für die Bildung von einer dt TM braucht die Silphie 0,9 kg N. Deshalb Aufdüngung auf kg N/ha, am besten vor dem Austrieb etwa im März. Bsp.: bei einem Ertrag von 160 dt/ha sollte etwa alle ein bis zwei Jahre folgendermaßen gedüngt werden: P kg/ha K kg/ha Mg kg/ha Ca kg/ha

22 Düngung: Nutzungsjahre (organische Düngung): Die Silphie verträgt eine organische Düngung mit Gärresten oder Gülle problemlos. Ende März bis Mitte April ist die beste Zeit für eine organische Düngung. Zu frühe Düngung ergibt dünne Stängel und führt zu Problemen beim Ernten (Lagerneigung). Eine Düngergabe von qm Gärrest oder Gülle ist ausreichend vorzugsweise mit Schleppschlauch-, Schlitz-Schuhverteiler oder Injektor zwischen den Reihen. Da keine Bodenbearbeitung mehr erfolgt und die lebenden Wurzeln das Bodengefüge stabilisieren, ist das Befahren des Ackers zu dieser Zeit problemlos möglich. Hauptzuwachs- und Nährstoffaufnahmephase: Mai bis Ende Juli.

23 Wurzelstock einer zweijährigen Pflanze

24 Verwendung: Die Silphie eignet sich hervorragend als Co-Substrat in der Biogasanlage (zusammen mit Gülle) zur Produktion von Biogas. Auch als siliertes Viehfutter mit hohem Eiweißgehalt ist die Silphie zu verwenden. Der Proteinanteil beträgt pro ha bis zu 3 t. Insektenweide mit hohen Pollen- und Nektarerträgen (bis 150 kg Honig/ha). Inhaltsstoffe der Silphie: Eiweißgehalt in den Blättern: 25-30%, im Stängel 12-14% und 17 Aminosäuren 2 % Calzium, 0,8% Phosphat, sehr hoher Vitamin C- und Karotin-Gehalt.

25 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. Selbst bei TS-Gehalten von deutlich unter 25 % tritt bei der Silphium-Silage kein Sickersaft aus. Sie lässt sich sehr gut Silieren. Grundsätzlich ergeben kürzere Häcksellängen eine bessere Methanausbeute. Empfohlen wird 0,5-1 cm Häcksellänge. Die Erträge ab dem 3. Jahr variieren je nach Bodenqualität, Wasserversorgung und Düngung; sie liegen zwischen (-23) t/ha Trockenmasse, entsprechend t/ha Frischmasse. Bei guter Wasserversorgung und ausreichender Düngung sind durchaus maximale Erträge bis zu 230 dt Trockenmasse möglich. Der Ertrag steigert sich mit den Jahren, da die Grünmasse jährlich etwas mehr wird. Ein Überfahren des Wurzelstocks bei der Ernte und bei der Düngung auch mit schwerem Gerät schadet den Pflanzen nicht.

26 Erträge der Silphie im Vergleich zum Mais: Silphie Mais Biogasausbeute Methangasausbeute Ertrag l/kg TM Quelle: Metzler & Brodmann KG, Ostrach, 2015 Der Methangehalt des Biogases schwankt um 55 %. Die Ausbeuten im Labor ergaben Werte von rund 300 l Methan pro kg TM. Sie ist damit gut vergleichbar mit Silomais. Pro Hektar Becherpflanzenanbaufläche lassen sich bei einem Ertrag von 150 dt Trockenmasse (eher mittleres Ertragsniveau) insgesamt etwa 4500 m³ Methan produzieren. Der TM-Ertrag liegt zwischen 135 und 200 (bis 230) dt/ha bei der Silphie.

27 Die Vorteile: Silphien sind ausdauernde Stauden, sie kommen also jedes Jahr wieder und vergrößern langsam die Zahl ihrer Blütentriebe. Die stabilen, mehrjährigen Bestände haben eine Stengelzahl von 20 bis etwa 40 pro Quadratmeter. Silphie-Felder brauchen nur einmal angelegt zu werden, danach können sie 20 Jahre und länger ohne Ertragseinbußen genutzt werden. Damit entfallen zahlreiche Arbeitsgänge auf dem Feld. Die einzigen verbleibenden Feldarbeiten sind: 1 - Düngung im März vor dem Austrieb 2 - Ernte etwa Mitte September mit praxisüblichem Maishäcksler.

28 Weitere Vorteile: - große Widerstandsfähigkeit der Silphie gegen Trockenheit und gegen harte Winterfröste - große Robustheit auch bei überschwemmten Äckern - wenn 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. - kein Nahrungsangebot für Wildschweine - Silphiepflanzen vertragen leichten Frost bis - 3 C. Sie sind daher weniger Spät- oder Frühfrost gefährdet als Mais. - 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 ) - jede beliebige Nachfrucht möglich, keine Einschränkungen nach Entfernen der Pflanzen

29 Weitere Vorteile: - keine Bodenverdichtung durch vielfaches Befahren - Einsparung von Bodenbearbeitungsgeräten,Treibstoffen, Arbeitszeit und PSM - kein Zwischenfruchtanbau nötig - keine giftige Sickersaftbildung bei Silage - kein Beizen des Saatgutes - kein jährlicher Saatgutkauf - keine Abhängigkeit von Saatgutherstellern - Wildpflanze, kein GVO mit unbekannten Auswirkungen - nicht invasiv - eignet sich besonders für ungünstig geschnittene Felder oder Spitzen, für Hanglagen und für Felder mit schlechten Erträgen oder schlechten Lagen. Auch weiter entfernte und kleine Felder sind für den Silphieanbau prädestiniert. - vermindert Hochwassergefahren und Erosion, die sich an Hanglagen besonders stark auswirkt.

30 Weitere Vorteile: - 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%. - Sehr deutliche Reduzierung des Nitrateintrags ins Grundwasser - Damit empfiehlt sich der Becherpflanzen-Anbau auch in Wassereinzugsgebieten. - Verbesserung der Bodenqualität durch Humusbildung und Gesundung des Bodenlebens (Regenwürmer, Kleinlebewesen, etc.), die Bodenschichten bleiben erhalten. - sie bietet Deckung für Niederwild bereits ab Anfang April - Wenn die Silphie-Bestände 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). - Imageverbesserung bei der Bevölkerung (Stichwort: Maiswüsten!) - Erhöhung der Biodiversität

31 Weitere Vorteile: - Der Anbau der Silphie ist auch ein Beitrag zur Risikominderung in Jahren mit ungünstigem Klima für den Maisanbau (naß-kaltes Frühjahr, Sommer-Trockenheit). - Zugleich brechen Silphie-Kulturen Arbeitsspitzen bei der Mais-Ernte, denn die Silphie kann über einen sehr langen Zeitraum geerntet werden. - Ackerstatus bleibt erhalten. - Das Genehmigungsverfahren für das Greening ist aktuell noch nicht abgeschlossen (Stand ) - liefert sauberes Wasser für Insekten und Vögel.

32 Die Durchwachsene Silphie, wird auch Becherpflanze genannt. Der Name Becherpflanze kommt von den Blättern am 4-eckigen Stamm, die einen Becher bilden, in dem sich Wasser sammelt welches die Pflanze bei Trockenheit aufnehmen kann.

33 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 oder zweijährigen Jungpflanzen. - Die Direktsaat ist problematisch, weil Selektivherbizide noch nicht verfügbar sind, um die Keimpflanzen von Anfang an unkrautfrei zu halten. Aber wir erproben eine Methode, diese Nachteile zu minimieren. - 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.

34 Vergleich Mais - Silphie: Mais Silphie Vorteile Vorteile mehrjährige Wildpflanze vergleichbare Erträge und Gasausbeuten im Vergleich zum Mais Kosteneinsparung (Arbeitszeit, Maschinenstunden, PSM, Zwischenfrucht, etc.) speziell für Hanglagen, Überschwemmungsgebiete und ungünstig geschnittene Äcker geeignet Grundwasserschonend (niedrige Restnitratwerte) Erhöhung Biodiversität und Artenvielfalt Erosionsschutz durch ganzjährige Bodenbedeckung Imagepflege keine Abhängigkeit von Saatgutherstellern Etablierte Pflanze Ausgereifte Technologie Hohe Methanausbeute Gute Futtereigenschaften Nachteile Erosionsgefahr Restnitrat Verbreitete Schädlinge Pestizideinsatz Nachteile relativ hohe Initialkosten anfängliche Ertragseinbußen

35 Fazit: Die Becherpflanze, Silphie (Silphium perfoliatum) eignet sich hervorragend als umweltverträgliche Energiepflanzen-Dauerkultur. trotz hoher Anfangsinvestition ist ihre Wirtschaftlichkeit nachgewiesen; sie erreicht die Ertragsstärke bzw. den Deckungsbeitrag von Silomais. nach dem ersten Jahr ist eine Bestandspflege über 15 und mehr Jahre nicht mehr erforderlich. dadurch deutlich weniger Aufwand, dadurch hohe Kostenersparnis sie weist zahlreiche ökologische Vorteile auf (kein Bodenabtrag, extrem geringe NitratRestwerte, Erhöhung der Biodiversität, Humusmehrung, keine Probleme mit Wildschweinen, Honigproduktion), die aber derzeit (noch) keinen monetären Wert darstellen.

36 Umweltverträglichkeit: langjährige Bodenbedeckung: pos. Humusbilanz und Erosionsschutz höhere Artenvielfalt Honigertrag: 150 kg/ha Gewässerschutz: kein Pestizideinsatz ab 2. Jahr sehr gute Düngeraufnahme (~100%!) Restnitrat Herbst Silphie Mais Beprobungstiefe 0-90 cm 14 kg N/ha Mittel kg N/ha Mittel Umweltverträglichkeit Die Umweltverträglichkeit (auch Ökologieverträglichkeit) ist ein Maß für die direkten und indirekten Auswirkungen einer ursächlich durch den Menschen hervorgerufene Veränderung der Umweltbedingungen auf Böden, Gewässer, Luft, Klima, Menschen, Tiere und Pflanzen. Quelle: Wikipedia

37 Wir testen im kommenden Jahr eine vielversprechende Aussaat, sowie eine Pflanzung von eingezogenen Wurzelballen mit einer Kartoffellegemaschine im Herbst!

38 Unser Schauacker in Erolzheim:

39 Unser Gewächshaus in Edelbeuren:

40 Zum Ende des Vortrages Mit Unterstützung einiger regionalen und überregionalen Biogaslandwirten und Imkern konnten wir wichtige Erfahrungen in der Praxis für den Anbau und die Verwertung dieser Pflanze sammeln.

41 Für die unkomplizierte und sehr gute Zusammenarbeit mit: Alexander Ego (Landwirtschaftsamt Biberach) Franz Harder (Landwirt, Edelbeuren) Josef Vogel (Imker, Erolzheim) Dr. Pedro Gerstberger (Uni Bayreuth) Jan Johannsen (Landwirt Klixbüll) möchte ich mich herzlich bedanken! Andreas Pfänder

42 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. Eine Untersuchung der herabgefallenen Samen im November ergab, das diese vielfach ausgefressen waren. Bedingt durch Vögel, Mäuse und anderes Getier, die die Samen fressen. Dennoch sollten Silphie-Felder nicht in unmittelbarer Flußnähe angelegt werden, da bei Hochwasser keimfähige Samen fortgetragen werden können. Da aber normalerweise die Silphie schon vor der Samenreife geerntet wird, dürfte der Anbau in Gewässernähe keine Probleme bereiten. Wie kann ich die Becherpflanze eines Tages wieder los werden? Durch tiefes Pflügen mit dem Scheibenpflug und nachträgliches Grubbern kann man die Silphie 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.

43 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!