Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

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Projektbeschreibung

FÖRDERKENNZEICHEN: 22012910 01.04.2011 bis 31.03.2014
Eignung von Buchweizen und Quinoa als späte Zweitfrüchte für die Biogasnutzung
Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe
Schulgasse 18
94315 Straubing
Dr. Bernhard Widmann
Tel: +49 9421 300-210
E-Mail: bernhard.widmann@tfz.bayern.de

Aufgabenbeschreibung:
Die Ausdehnung des Artenspektrums für die ackerbauliche Nutzung einhergehend mit weiten Fruchtfolgen bietet einen ökologischen Mehrwert (Blüten, Insektennahrung), verbessert die Akzeptanz des Energiepflanzenbaus, erhöht die Biodiversität und steigert bestenfalls die Flächenproduktivität. Insbesondere durch Kulturen mit kurzer Vegetationszeit wie Buchweizen und Quinoa können Fruchtfolgen variabel gestalten werden. In einem dreijährigen Projekt am TFZ wurden Buchweizen und Quinoasorten an zwei Standorten zu jeweils zwei Saatterminen als späte Zweitfrüchte nach Vorfrucht Ganzpflanzen-Getreide auf ihre Nutzung als Biogassubstrat getestet. Ziel war es, belastbare Daten zum Zweitfruchtanbau von Buchweizen und Quinoa zu generieren. Auf Basis der Ergebnisse sollen Empfehlungen für die Praxis abgeleitet, Landwirte beraten und der Anbau dieser Kulturen gefördert werden. Die fundierte Beratung soll die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Landwirtschaft im Bereich Biogasproduktion verbessern und die zukünftige Energiebereitstellung aus dieser regenerativen Quelle nachhaltig sichern. Neben der Erfassung der Ertragsleistung, der Substratqualität und der Methanausbeute wurde die Wassernutzungseffizienz erfasst, da eine hohe Trockentoleranz für einen erfolgreichen Zweitfruchtanbau ein wichtiges Kriterium darstellt. Bei maislastigen Biogasanlagen kann es zur Absenkung der Biogasproduktion kommen, Grund ist die Unterversorgung mit essentiellen Spurenelementen (Co, Ni). Die Zugabe der Elemente als Zusatzstoff ist teuer. Die Pflanzenart Amarant weist hohe Spurenelementgehalte auf und kann so den Biogasprozess stabilisieren. Da Quinoa auch ein Fuchsschwanzgewächs ist, stellte sich die Frage, ob Quinoa und Buchweizen auch hohe Gehalte an essentiellen Spurenelementen aufweisen und einen weiteren Vorteil als Biogassubstrat bieten. Begleitende Topfversuche untersuchten daher den Einfluss von Trockenstress und Stickstoffdüngung auf die Abreife und das Ertragsniveau von Sorten beider Arten.

Ergebnisdarstellung:
Beide Kulturen erreichten in ca. 100 Tagen Trockenmasse-Erträge von maximal 75 dt/ha. Neben Sorteneffekten hatte v. a. bei Buchweizen der Saattermin einen Einfluss, der Anbau ab Mitte Juli ließ die Ertragsleistung absinken. Bei den Quinoasorten hingegen konnte dies nicht beobachtet werden. Einige Quinoasorten erzielten unabhängig vom Jahr hohe TS-Gehalte und punkteten mit Frühreife. Selbst bei einer späten Saat Ende Juli konnten drei Quinoa-Sorten TS-Gehalte von über 28 % erreichen. Die zum Vergleich angebauten Referenzen Einjähriges Weidelgras und Sommerroggen konnten im Ertrag nicht mithalten. Das weite Aussaatfenster von Mai bis Juli hat den Vorteil variabel auf Witterungsbe- dingungen und Vorfrüchte zu reagieren. Ein Anbau wäre nach Ganzpflanzen- Getreide und nach Gerste bzw. Roggen zur Körnernutzung möglich. In einer Fruchtfolge mit Ganzpflanzen-Getreide könnten TM-Erträge von ca. 170 dt/ha möglich sein. Die Substratqualität zeigte bei Quinoa einen höheren Anteil gut vergärbarer Inhaltsstoffe (z. B. NfE, Rohfett), Buchweizen hingegen enthielt höhere Gehalte an Rohfaser und ADL, was sich auf die Methanausbeute auswirkte (Buchweizen: 268 Nl/ kg oTM; Quinoa: 311 Nl/ kg oTM). Sortenunterschiede waren klar erkennbar. Der Methanhektarertrag beider Kulturen liegt im Mittel bei 1300 Nm3/ha. Quinoa besitzt eine bessere Trockenstresstoleranz und höhere Wassernutzungseffizienz als Buchweizen. Eine gesteigerte Nährstoffversorgung mit Stickstoff wirkte sich positiv auf die TM-Erträge aus, die Abreife war nur gering davon beeinflusst. Die Spurenelemte Cobalt und Nickel sind essentiell für die Bakterien im Biogasfermenter. Mais hat nur sehr geringe Gehalte, so dass Spurenelemente zugefügt werden müssen. Buchweizen und Quinoa können hohe Mengen an Cobalt und Nickel aus dem Boden aufnehmen und so die Biogasprozessstabilität verbessern.

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