Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen

Biorohstoffnutzung

Erfahrungen mit dem mehrjährigen Anbau von Durchwachsener Silphie auf Großparzellen

Der Testanbau „alternativer, neuer Kulturen“ als Ersatz bzw. Ergänzung klassischer Substrate zur Verwertung in Biogasanlagen hat am Landwirtschaftszentrum Eichhof in Bad Hersfeld bereits eine mehrjährige Tradition.

Auf Schau- und Versuchsparzellen werden verschiedenste Pflanzen (in der Regel Gräser und Grasmischungen) angebaut, im Labormaßstab siliert und anschließend vergoren.

Durch das Erneuerbare Energien Gesetz 2012 und die in der Biomasseverordnung in Anlage II benannten Substrate (z.B. Blühpflanzen, Leguminosen und die Durchwachsene Silphie) war ein ergänzender Anreiz für den Anbau von Alternativkulturen gegeben. Von zentraler Bedeutung ist hierbei die Anlage von Großparzellen, deren Bewirtschaftung im Praxismaßstab erfolgt. Nur so können geeignete produktionstechnische Besonderheiten aufgezeigt und Erkenntnisse für die Beratungsarbeit generiert werden. Wichtig ist hierbei, nicht nur den Anbau auf Gunststandorten zu untersuchen, sondern auch Grenzertragsstandorte mit einzubeziehen. Nur so können Anbau, Ernte, Lagerung und die Verwertung der Aufwüchse in der Praxisbiogasanlage am Eichhof praxisgerecht demonstriert werden.

Bonitur derSilphie-Bestände am EichhofNeben der Aussaat verschiedener Blühmischungen und von Riesenweizengras wurde im April 2011 ein Teilstück mit Durchwachsener Silphie, die in Nordamerika beheimatet ist und bereits für Fütterungsversuche in der ehemaligen DDR angebaut wurde, mit herkömmlicher Sätechnik bestellt. Im Aussaatjahr muss auf die Konkurrenz durch Unkräuter geachtet werden, so dass sich die niedrige Blattrosette ausbilden kann. Alternativ ist auch die Pflanzung möglich, was jedoch höhere Anlagekosten mit sich bringt. Ein Bestand von vier Pflanzen pro Quadratmeter wird angestrebt. Ab dem zweiten Anbaujahr erfolgt die Ernte mit einem Feldhäcksler zu einem Zeitpunkt, in dem sich etwa 2/3 der Pflanzen in der Vollblüte befinden. Der Trockenmassegehalt liegt dann bei etwa 26 bis 28 %.

Zwei Jahre später erfolgte die Anlage weiterer Flächen. Einerseits wurde ein mehrjähriger Exaktversuch mit 15m² großen Parzellen angelegt, um die Erträge der gepflanzten Variante der Saat-Variante gegenüberzustellen. Die Auswertung erfolgt als Standortvergleich der Bundesländer Thüringen, Bayern, Baden-Württemberg und Hessen. Andererseits wurden im Juni 2013 zwei weitere Demonstrationsflächen im Praxismaßstab auf einem Gunststandort und einem Grenzertragsboden installiert.

Biene auf einer Blüte der Durchwachsenen SilphieDen Wert der Durchwachsenen Silphie als Tracht für Bienen, Hummeln und Insekten zeigte ein gemeinsam mit dem Bieneninstitut in Kirchhain durchgeführtes Projekt. Die blühenden Bestände stellen über viele Wochen in einer eher blütenarmen Zeit eine sehr attraktive Bereicherung des Landschaftsbildes dar und locken viele Bienen an. Die Insekten profitieren von dem Nektar- und Pollenangebot, jedoch in weit geringerem Umfang, als das reiche Blütenangebot erwarten lässt.

Silphie-Ernte mit einem Feldhäcksler. Berechnungen auf Grundlage der am LWZ Eichhof ermittelten Daten haben ergeben, dass etwa der doppelte Anbauumfang an Durchwachsener Silphie notwendig ist, um den gleichen Energieertrag wie von einem Hektar Mais zu erzielen.Gedüngt werden die Bestände sowohl mit eigenen Biogas-Gärresten als auch mineralisch. Krankheiten und tierische Schädlinge konnten bei den regelmäßigen Bonituren nicht festgestellt werden. In wüchsigen und engen Beständen kann es in einem verregneten Sommer zum Auftreten  von Pilzkrankheiten kommen, wodurch die Bestände leicht einbrechen. Dies kann teils erhebliche Ernteerschwernisse mit sich bringen.

Bei der Bewirtschaftung der Flächen zeigt sich, dass der Erntezeitpunkt, der auf guten Standorten in einem sehr engen Zeitfenster liegt, optimal festgelegt werden muss, um auch wüchsige Bestände verlustfrei beernten zu können. Bei der Ernte zeigt sich, dass die Pflanzung gegenüber der Saat in den Erntejahren (2014 bis 2017) einen je nach Standort unterschiedlich hohen Ertragsvorteil aufweist.

Frischmasse- und Trockenmasseerträge der Großparzellen im dreijährigen Vergleich

Frischmasse- und Trockenmasseerträge der Großparzellen im dreijährigen Vergleich

Die geerntete Frischmasse wird in ein separates Fahrsilo eingebracht und verdichtet. So kann das Silierverhalten optimal beobachtet und bewertet werden. Parallel dazu werden Eimersilagen angelegt, um das Material anschließend im Batch-Versuch zu vergären. Die Methanausbeuten liegen je nach Anbaujahr zwischen 220 und 280 Normliter je kg organischer Trockenmasse bzw. 100 bis 125 m³ Biogas je t Frischmasse.

Die durchwachsene Silphie im ersten Jahr mit Mais-Deckfrucht. So kann auch im Ansaat- bzw. Pflanzjahr Biomasse geerntet werden.Um bereits im Jahr der Flächenanlage Biomasse ernten zu können, wurde im Mai 2016 eine weitere Variante angelegt: Gleichzeitig mit der Silphie wird Mais mit einer Saatstärke von sechs Pflanzen pro Quadratmeter eingesät. Eine optimale Wasserversorgung ist wichtig, da es im ersten Jahr zu einer Konkurrenz beider Anbaukulturen um Wasser und Nährstoffe kommt. Unter optimalen Bedingungen kann im Anlagejahr ein Maisertrag erzielt werden, der etwa 20 % geringere Erträge als vergleichbare Maisbestände ohne Zweitfrucht aufweist.

Bei der gewählten Ackerfläche handelt es sich um einen kleinparzellierten und ungleichmäßig zugeschnittenen Schlag. Durch die Bewirtschaftung mit einer mehrjährigen Kultur entfallen die jährlichen Maschineneinsätze für Bodenbearbeitung und Aussaat. Dies bringt arbeitswirtschaftliche Vorteile  für den anbauenden Betrieb mit sich.

In der Praxis führen die recht hohen Kosten der Flächenanlage dazu, dass viele Substratanbauer zögerlich reagieren.

Anbaukosten und Kosten je Energieeinheit bei verschiedenen Energiepflanzen
Position Einheit Silomais Silphie gesät Silphie gepflanzt –
Deckfrucht Mais
Direktkosten Substratanbau €/ha/a  1.314 989 1.237
Lagerkosten
Siloabdeckung
€/t bzw. €/m³
€/ha
147
19
94
12
117
116
Kosten Substrat (im Silo) €/ha 1.480 1.096 1.369
Pachtansatz Fläche €/ha 300 300 300
Flächenprämie €/ha -270 -270 -270
entgangener Deckungsbeitrag
Alternativfrucht
€/ha 400 400 400
Gesamtkosten Anbau €/ha 1.910 1.526 1.799
Ertrag (Durchschn. nach ND)
Ertrag
Silierverluste
Silageertrag netto
Silageertrag netto
t FM/ha/a
t TM/ha/a
%
t FM/ha/a
t TM/ha/a
48,6
15,9
12
42,8
14,0
31,2
8,8
15
26,5
7,5
38,8
11,3
15
33,0
9,6
Gehalt org. Trockensubstanz
Biogasertrag
Biogasertrag gesamt
Methangehalt (Ansatzwert)
Methanertrag gesamt
Energieertrag gesamt
 oTS %
l/ kg oTS
m³/ha/a
%
m³/ha/a
kWh/ha/a
95%
650
8.660
52%
4.503
44.897
93%
480
3.340
58%
1.937
19.314
93%
480
4.300
58%
2.494
24.865
Kosten je m³ Biogas
Kosten je m³ Methan
Kosten je kWh Energie
 ct./m³
 ct./m³ 
ct./kWh
22,06
42,42
4,25
45,67
78,75
7,90
41,85
72,15
7,24
Mehrkosten ggü. Mais  ct./kWh 0,00 3,64 2,98

Berechnungen auf Grundlage der am Landwirtschaftszentrum Eichhof ermittelten Daten haben ergeben, dass um den gleichen Energieertrag wie von einem Hektar Mais zu erzielen etwa der doppelte Anbauumfang (in Abhängigkeit von einer gesäten oder gepflanzten Variante) an Durchwachsender Silphie notwendig ist. Entscheidend ist bei der ökonomischen Betrachtung auch die unterstellte Nutzungsdauer. Kann diese über eine 10-jährige Nutzung hin ausgebaut werden, so verteilen sich die Kosten der Saat/Pflanzung sowie des Pflanzenschutzes im ersten Anbaujahr über einen längeren Zeitraum.

Der Anbau von Durchwachsener Silphie als alternative Energiepflanze hat zusätzlich zum Biogasertrag den Vorteil, dass in einer eher blütenarmen Zeit eine weitere Nahrungsquelle geboten wird, die nach einmaliger Anlage über mehrere Jahre ohne Insektizideinsätze zur Verfügung steht.Beim durchgeführten Test- und Demonstrationsanbau zeigt sich deutlich, dass der Anbau in Kleinstparzellen nicht mit der Bewirtschaftung von Großparzellen vergleichbar ist: Bestände haben sich deutlich anders entwickelt (z.B. Sida), Sortenmischungen waren hinsichtlich weniger Pflanzenarten dominierend (z.B. Blühmischungen) und haben im mehrjährigen Anbau nicht die Gesamtbiomasse bereitstellen können, mit der für einen wirtschaftlichen Anbau kalkuliert wurde. Teilweise waren die Bestände auch in sich so verwachsen, dass erhebliche Ernteerschwernisse aufgetreten sind, die bis hin zur technisch nicht durchführbaren Ernte einzelner Teilstücke gingen. Die Durchführung von Großparzellenversuchen liefern somit wichtige Erkenntnisse für die Beratung, die Erstellung von Fachinformationen und für die Diskussion mit Multiplikatoren.

 

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