Energiepflanzen Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Mais-Stangenbohnen-Mischanbau

Mais/Stangenbohnen-Mischanbau - Zurück in die Zukunft

Mit Elementen aus traditionellen Anbausystemen den Energiepflanzenanbau nachhaltiger gestalten – Interessante Potenziale, in der Praxis noch einige Herausforderungen

(Der Artikel ist erstmals erschienen im DLZ-Magazin 3/2016)

Schon lange bevor der Mais nach Europa kam, war er in vielen Ländern Nord-, Mittel- und Südamerikas die wichtigste Nutzpflanze. Allein in Peru gibt es über 3.000 Maissorten. Traditionell wurde der Mais in diesen Ländern nicht alleine, sondern in Mischkultur angebaut. Seit mindestens 2.000, eventuell sogar schon seit 6.000 Jahren existiert etwa das Mischanbausystem „Milpa“, bei dem Mais, Stangenbohnen und Kürbisse gemeinsam auf einem Feld wachsen und sich dort, aber auch „auf dem Teller“, vorteilhaft ergänzen: Der Mais ist der Leistungsträger, der der Bohne Halt gibt und Kohlenhydrate liefert. Die Bohne kann Luftstickstoff nutzbar machen und bereichert den Speiseplan mit wertvollem Eiweiß, der Kürbis als Bodendecker schließlich reduziert Verdunstung und  Unkräuter und steuert zur Ernährung Kohlenhydrate und Vitamine bei.

Mehr Biodiversität, weniger Stickstoff

Dr. Walter Schmidt war beim Pflanzenzucht-Unternehmen KWS Saat SE 36 Jahre lang Maiszüchter und 25 Jahre Leiter des deutschen KWS-Maiszüchtungsprogrammes. Heute betreut er als Berater u.a. Forschungs- und Züchtungsvorhaben, die darauf zielen, Elemente aus dem traditionellen Mischanbau auf den modernen Pflanzenanbau zu übertragen. Kürbisse bleiben dabei erst mal außen vor, „aber auch das Duo Mais-Bohnen hat schon das Potenzial, im Idealfall auf einem erheblichen Teil der 900.000 Hektar Energiemaisfläche hierzulande höchste Erträge, Biodiversität und Stickstofffixierung zu verbinden,“ sieht Schmidt große Möglichkeiten in dem Ansatz.

Foto: Waler Schmidt

Koevolutionäre Pflanzenzüchtung

Um diesem Ansatz zum Durchbruch zu verhelfen, bedarf es der Wieder-Etablierung einer, wie Schmidt es nennt,  „koevolutionären Pflanzenzüchtung“. Damit ist die Selektion beider Partner auf ihre Eignung zum Mischanbau gemeint, die in Ländern wie Peru und Mexiko mindestens 2.000 Jahre lang praktiziert wurde: Man selektierte für die nächste Aussaat immer nur die Pflanzen, die offensichtlich Vorteil aus der Partnerschaft zogen. Diese wechselseitige Anpassung ist bei den heutigen Sorten, die alle für den Reinanbau gezüchtet wurden, zum Teil verloren gegangen: Viele moderne Maissorten sind nicht standfest genug, um eine zusätzliche Bohnenlast von bis zu 200 dt/ha Frischmasse zu tragen und sie sind im feuchteren Mikroklima des Mischbestandes zu anfällig für Stängelfäule.

Auch die heutigen, modernen Garten-Stangenbohnen eignen sich nicht für den Mischanbau: Sie wurden auf Frühreife gezüchtet und auf geringe Blattmasse, um das Bohnenpflücken zu erleichtern. Dadurch fehlt ihnen die für die Biogasproduktion wichtige Biomasseleistung. Und für eine gemeinsame frühe Aussaat mit dem Mais mangelt es ihnen an der nötigen Kältetoleranz.

Mais/ Stangenbohnen-Mischanbau in Peru

Forschungsprojekte

In einem Züchtungsprojekt schlagen die KWS Saat SE und die Universität Göttingen unter Leitung von Professor Heiko Becker nun wieder den entgegengesetzten Weg ein: Sie züchten Maishybriden und sie suchen nach Bohnensorten, die optimal an den Mischanbau angepasst sind.

In einem zweiten Projekt entwickeln die Hochschule für Wirtschaft und Umwelt Nürtingen-Geislingen (HfWU), die Universität Kassel-Witzenhausen und die Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft  Weihenstephan ein praxistaugliches Anbaukonzept für das Gemenge, sowohl für konventionelle als auch für Ökobetriebe. Beide Vorhaben werden durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert, Informationen stehen auf fnr.de unter den Förderkennzeichen 22003412, 22003512, 22003612 und 22003712 zur Verfügung.

Unkraut ist für Mais ein Konkurrent – die Bohne eine Partnerin (in den mittleren Reihen mit Bohnen wurde das Unkraut mit der Handhacke entfernt, daneben nicht)

Ergebnisse

Zwischen 2012 und 2014 konnten die Wissenschaftler über eine Selektion drei Mais-Experimentalhybriden identifizieren, die sehr gut an den Mischanbau mit der Bohne angepasst sind. Diese Hybriden wurden 2015 unter den Bezeichnungen KXB 5171, KXB 5172 und KXB 5173 in Kombination mit 12 Bohnensorten weitergeprüft. Die Hybriden zeichnen sich durch eine extrem gute Stängelfäuleresistenz aus und sind deshalb in der Lage, ein hohes Bohnengewicht zu tragen. Die Abb. 3 zeigt eine solche Hybride im Selektionsexperiment 2014 neben einer Hybride, die unter der Bohnenlast zusammengebrochen ist.

Foto: Walter Schmidt
Neue, im Mischanbau mit Bohnen selektierte Maissorten mit extrem ausgeprägter Standfestigkeit
Foto: Walter Schmidt
Herkömmliche, moderne Garten-Stangenbohne (links) und eine für den Mischanbau mit dem Mais geeignete Stangenbohnesorte (rechts)

Parallel begannen die Züchter 2013 ausgehend von 236 Herkünften aus dem Handel und aus Genbanken nach geeigneten Stangenbohnen-Sorten zu suchen.

Recht schnell stellten sie fest, dass Sorten wie die italienische ‘Anellino verde‘, ‘Anellino giallo‘ und ‘Meraviglia di venezia‘ das Zweieinhalbfache der modernen Garten-Stangenbohnen leisten (Tabelle). Zudem sind diese Sorten schon recht kälteverträglich und können bei günstiger Witterung mit dem Mais zusammen ausgesät werden, sonst empfiehlt sich eine spätere Aussaat im Zwei- bis Dreiblattstadium des Maises.

Interessierte Landwirte können Saatgut dieser Bohnensorten in beschränkten Mengen für einen ersten Probeanbau zur Aussaat in 2016 bei der KWS beziehen. Schmidt weist aber darauf hin, dass die Analysen der Methanausbeuten noch ausstehen. Wenn möglich, sollen sie noch vor der Aussaat 2016 erfolgen.

Tabelle: Gesamttrockenmasse (GTM)- Ertrag einer typischen Garten-Stangenbohnensorte („Neckarkönigin“) im Vergleich zu drei für den Mischanbau mit Mais geeigneten Stangenbohnen
BohnensorteGesamt-TM-Ertrag in dt/haGesamt-TS-Gehalt in %
‘Anellino verde‘                    26,6                  15,8
‘Meraviglia di venezia‘                    26,1                  14,4
‘Anellino giallo‘                    24,8                  14,7
‘Neckarkönigin‘                    10,1                  14,8

Um die vielversprechendsten Bohnensorten zu prüfen, standen 2015 an mehreren Versuchsstandorten 64 Mais/Bohnen-Kom­binationen im direkten Vergleich mit 16 Reinanbauten. Die nachfolgende Abbildung zeigt die vorläufigen Ergebnisse vom Standort Einbeck: Die im Jahr 2014 für den Mischanbau selektierten KXB-Maishybriden konnten in Kombination mit einigen Bohnensorten das Ergebnis der gleichen Maissorte im Reinanbau sogar schon übertreffen. Und auch bei der zugelassenen Maissorte Fernandez wurde der Reinanbau-Ertrag durch eine der Mischungsvarianten immerhin erreicht.

Gesamttrockenmasse (GTM)-Erträge von 8 Maissorten bei 2 Bestandesdichten im Reinanbau (N = niedrig, H = hoch) und im Mischanbau mit 4 bzw 12 Bohnensorten (Quelle: KWS/ W. Schmidt)

Fernandez ist dann auch die Maissorte, die Schmidt für einen Probe-Mischanbau mit den Bohnensorten ‘Anellino verde‘,‘Anellino giallo‘ und ‘Meraviglia di venezia‘ empfiehlt. Die drei Experimentalhybriden KXB 5171 – 73 sind noch nicht zugelassen, sollen aber die Basis für spätere Sortenzulassungen darstellen.

Da Bohnen im Vergleich zu Mais tendenziell geringere Trockensubstanzgehalte aufweisen, sollte der Landwirt grundsätzlich eine Maissorte wählen, die etwas früher abreift als diejenigen, die er im Reinanbau anbaut.

Maissorte Fernandez mit Bohnensorte ‘Anellino verde‘, beide Partner mit 7,5 Pflanzen/m2 bilden einen perfekten Bestand (im Bild Friedemann Ebner, Bohnenzüchter bei der Sativa Rheinau AG, Rheinau/ Schweiz).

Mehr Eiweiß für die Viehfütterung?

Könnte man Mischsilagen mit Leguminosen auch verfüttern, brächte dies dem Landwirt neben den Vorteilen der Stickstofffixierung und der größeren Artenvielfalt auf dem Acker zusätzlich eine proteinreichere und damit für die Rinderfütterung wertvollere Silage. Denn der Proteingehalt von Mais liegt bei bescheidenen 7 Prozent, während der von Bohnen mindestens doppelt so hoch ist. Doch es gibt da noch einen Haken und der heißt Phasin. Phasin kommt in rohen Bohnen vor und ist für den Menschen giftig. Erst durch Kochen verliert es seine Toxizität. Inwiefern Wiederkäuer und Schweine Phasin vertragen, wird derzeit am Thünen-Institut für Ökologischen Landbau in Trenthorst erforscht. In Fütterungsversuchen mit Hammeln gab es bisher keine Probleme. Im März werden nun erste Ergebnisse auch für Milchkühe erwartet. Sollten sie positiv ausfallen, könnte die Mischkultur potenziell auch noch Teile der 1,2 Mio. Hektar umfassenden Silomaisfläche für die Tierfütterung vielfältiger gestalten und helfen, Sojaimporte einzusparen.

Darüber hinaus sehen Schmidt und Prof. Carola Pekrun von der HfWU noch ein weiteres Argument für den Mischanbau: In Gebieten mit Stickstoffüberschüssen kann die Bohne mithelfen, diese abzubauen. Denn wenn im Boden viel Stickstoff vorhanden ist, dann nehmen die Leguminosen diesen auf und vermeiden die für sie energieaufwändige Stickstofffixierung aus der Luft. Wird hingegen nicht ausreichend N aus dem Boden nachgeliefert, wechseln sie wieder zur N-Fixierung aus der Luft. Der Landwirt kann sich auf diese flexible Stickstoff-Quelle verlassen und damit auf die Zugabe von Mineraldünger-N verzichten, welcher häufig in Ergänzung der 170 kg N pro Hektar aus Wirtschaftsdünger erfolgt.

Ab welchem N-Gehalt im Boden die Bohne genau mit der Stickstofffixierung aus der Luft aufhört, bedarf allerdings noch der Forschung.

Schließlich würden auch Sojaimporte eingespart und damit die Stickstoffimporte in unsere Betriebe verringert.

Auch wenn noch nicht alles abschließend erforscht ist, sind die Potenziale auf jeden Fall interessant und es verwundert nicht, dass Schmidt und seine Forscherkollegen mit Spannung auf die Ergebnisse der Fütterungsversuche aus Trenthorst warten.

Erste Praktiker sammeln Erfahrungen

Einer der wenigen Landwirte in Deutschland, die das Gemenge schon auf dem Acker haben, ist Karl-Heinz Kustermann aus Benningen im Allgäu. Auch seine Motive sind es, seinen Boden zu verbessern, mehr Stickstoff zu fixieren und perspektivisch den Eiweißzukauf für seine 60 Milchkühe plus Nachzucht zu reduzieren. Mit dem Mischanbau von Weizen und Ackerbohnen konnte er diesbezüglich schon gute Erfolge verzeichnen, 2013 hörte er dann einen Vortrag von Walter Schmidt über das Duo Mais-Bohnen. 2014 startete Kustermann zunächst mit einem halben Hektar und erweiterte 2015 auf 0,7 Hektar. Das Gemenge silierte er zusammen mit Mais von 6,7 Hektar – bei diesem Verhältnis spielt der Phasin-Gehalt noch keine Rolle. Wenn die Fütterungsversuche am Thünen-Institut positiv verlaufen, will der Landwirt 2016 den Gemengeanbau auf 5 Hektar ausdehnen.

Baustelle Pflanzenschutz

2015 erzielte Kustermann einen sehr gleichmäßigen und auch recht üppigen Bestand. Dass der Ertrag geschätzt etwa 10 Prozent unter dem des reinen Maisanbaus lag, führt er u.a. auf den noch verbesserungsfähigen Pflanzenschutz zur Unkrautbekämpfung zurück. Erforderlich wäre eigentlich eine Anwendung ca. zwei bis drei Tage nach dem Auflaufen der Bohnen. Nachauflaufmittel für Bohnen wie Basagran sind für Mais jedoch nicht zugelassen, auf die gängigen Maisherbizide reagieren wiederum die Stangenbohnen sehr empfindlich. Die momentan auch von der Hochschule Nürtingen empfohlene Vorauflaufbehandlung mit der Kombination Spectrum und Stomp ist ein Kompromiss.

Baustellen Saatgut und Greening

Die Preise für das Bohnensaatgut sind momentan noch vergleichsweise hoch, zudem ist dieses für eine gemeinsame Aussaat zum optimalen Zeitpunkt des Maises noch nicht sicher kälteverträglich genug. Kustermann hofft hier auf das Züchtungsprojekt der KWS und der Uni Göttingen, die u.a. auch daran arbeiten, kältetolerantere Bohnensorten und solche mit geringerem Tausendkorngewicht zu finden, um die Saatgutkosten zu senken. Weitere noch offene Fragen betreffen die Silierfähigkeit und die Fruchtfolge – wie lange müssen Anbaupausen sein, um Fruchtfolgekrankheiten entgegenzuwirken?

Die größte Hürde für eine stärkere Verbreitung des Anbausystems liegt aus Kustermanns Sicht allerdings in der fehlenden Greening-Zulassung. Deshalb will er nächstes Jahr eine Untersaat mit Weidelgras in dem Gemenge anlegen, damit wären die Flächen mit dem Faktor 0,3 anrechenbar. Eine bessere Unterstützung erhielte das System aber zweifelsohne, würde es schon als solches ins Greening aufgenommen.

Karl-Heinz Kustermann in seinem 2015er Mais/Bohnen-Mischbestand.
Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe