Energiepflanzen Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Forschung & Praxis

Silphie als Silomaisalternative - eine Bestandsaufnahme aus Forschung und Praxis

Um das Thema Energiepflanzen-Alternativen zum Silomais ist es ruhiger geworden, seit es im 2014er EEG keine Einsatzstoffvergütungsklasse II mit Boni für Pflanzen wie die Silphie, Wildblumenmischungen oder Landschaftspflegematerial mehr gibt. Doch Bedarf an einer Anbau-Diversifizierung für die 8.000 Biogasanlagen in Deutschland besteht nach wie vor. Unter den Alternativen gilt die Dauerkultur Durchwachsene Silphie (Silphium perfoliatum) als eine der vielversprechendsten. Inzwischen wird der Anbauumfang in der Praxis deutschlandweit auf rund 450 Hektar geschätzt, hinzukommen einige Hektar aus Forschungsprojekten. Welche Erfahrungen wurden auf diesen Flächen gemacht, wie steht es inzwischen um die Aussaatfähigkeit und wo könnte die Kultur sich auch ohne EEG-Bonus lohnen? Nachfolgend finden Sie Empfehlungen aus Forschung, Züchtung und Beratung sowie Praxiserfahrungen aus verschiedenen Regionen Deutschlands.

Ergebnisse aus Thüringen

Die Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft (TLL) engagiert sich seit den frühen 1990er Jahren für die Silphie, die schon in der DDR bei Kleintierzüchtern als ertragreiche Futterpflanze beliebt war. Seit 2004 prüfen die TLL-Forscher sie als Biogas-Kosubstrat. Mittlerweile gibt es für die Standorte Dornburg und Heßberg Ergebnisse aus zehn Jahren Anbauversuchen (siehe Abb. 1 und 2). In Dornburg im Thüringer Becken brachte die Staude die höchsten Erträge. In Heßberg fiel der Ertrag bei höheren Niederschlagsmengen, aber niedrigerer durchschnittlicher Jahrestemperatur geringer aus. In beiden Fällen zeigte sich die Silphie im Biomasseertrag dem als Vergleich angebauten Mais im Durchschnitt der zehn Jahre überlegen. Durch die niedrigere Gasausbeute liegt ihr Methanertrag pro Hektar im Schnitt etwas niedriger oder gleich wie beim Mais.

Abbildung 1: TM-Ertrag von Durchwachsener Silphie zum optimalen Erntetermin im Vergleich zu Silomais, VS Dornburg 2005 bis 2014 (2005 - 2012 "Athletico", 2013 "Marleen", 2014 "Jessy")

© TLL

Abbildung 2: TM-Ertrag von Durchwachsener Silphie zum optimalen Erntetermin im Vergleich zu Silomais, VS Heßberg 2005 bis 2014 (∅ LSV Silomais)

© TLL

Bedarf an Pflanzenschutzmitteln besteht bei der Staude aufgrund der langsamen Jugendentwicklung vor allem im ersten Jahr. Hier gibt es seit Mitte 2014 eine entscheidende Verbesserung: Der Einsatz von Stomp Aqua wurde nach Art. 51 PflSchG im Vor- und Nachauflauf, in gepflanzten und per Aussaat etablierten Beständen generell genehmigt. Der Landwirt braucht also das Mittel nicht mehr extra zu beantragen (und dafür zu bezahlen). Die TLL empfiehlt bei der Saat Stomp Aqua standardmäßig im Vorauflauf und/oder nach der Pflanzung. Alternativ kommen auch Boxer, Butisan und Gardo Gold (ab 4-Blatt-Stadium) in Frage, diese Mittel benötigen jedoch nach wie vor eine Genehmigung. Gleiches gilt für Graminizide, die keine Schäden an der Silphie verursachen, aber genehmigungspflichtig sind.

Silphie im Upscaling

Weniger gute Erträge als die Thüringer erzielten die Forscher der Universität Osnabrück und ihr Praxispartner, die Ruhe Agrar GmbH. Ihr Ende 2011 gestartetes Vorhaben „Upscaling der FuE-Ergebnisse zu neuen Kulturen“ (Kurztitel) war als so genannter „On-Farm-Research-Ansatz“ konzipiert: großflächiger Anbau unter Praxisbedingungen mit wissenschaftlicher Begleitung. Neben der Silphie wurden auch andere neue Energiepflanzen wie z. B. Wildpflanzenmischungen getestet. 2012 etablierten die Forscher an zwei Standorten (Fürstenhagen und Vehlow, beide Brandenburg) mittels Pflanzung jeweils 20 Hektar Silphie. Die Pflanzung der 1,6 Mio. Jungpflanzen, die Etablierung der Bestände, die Ernte der Silphie sowie die Verwendung der Silphie-Silage in Praxisbiogasanlagen verliefen problemlos. Der höchste Ertrag wurde im 3. Standjahr mit 7,6 Tonnen TM/ha in Fürstenhagen registriert. Projektleiter Dr. Hansjörg Brauckmann benennt als Ursache für dieses eher magere Ergebnis den Wassermangel in Fürstenhagen sowie in Vehlow – der extrem trockene Standort hatte noch schlechter abgeschnitten – und zusätzlich den hohen Unkrautdruck ab dem 2. Jahr. Im Pflanzjahr hatte das Team noch mit gutem Erfolg eine Vorauflaufspritzung mit Stomp Aqua angewendet, ab dem 2. Jahr jedoch auf eine Behandlung verzichtet. „Zu Beginn des 2. Jahres sah es so aus, dass die kräftig austreibende Silphie die Unkräuter unterdrücken kann. Durch die extreme Trockenheit gelang das jedoch nicht ausreichend. Heute würde ich im 2. Jahr noch einmal spritzen, die Unkrautfreiheit der Bestände ist das A und O“, so Brauckmann. Allerdings muss das zu einem frühen Zeitpunkt geschehen, damit das Herbizid auch den Boden erreicht, so der Wissenschaftler. Dass die Staude besonders geeignet für Trockenstandorte sei, glaubt er nach den gesammelten Erfahrungen nicht – die im Projekt als Referenz angebaute Maissorte Atletas war an beiden Standorten fast immer deutlich überlegen. Allerdings, gibt Brauckmann zu bedenken, müsse man bei der Silphie geduldig sein, drei Jahre seien da womöglich zu kurz. Je älter ein Bestand, desto kräftiger entwickele er sich, bis Unkraut irgendwann wirklich keine Chance mehr habe.

© FNR/Michael Hauri

Der Züchter

Größter Anbieter von Silphie-Saatgut und Jungpflanzen in Deutschland ist die Thüringer N. L. Chrestensen Erfurter Samen- und Pflanzenzucht GmbH. Anbauberater Ronald Müller von Chrestensen schätzt die Zukunft der Kultur als sehr positiv ein, wenn sich das neue Verfahren der Silphie-Aussaat mit Mais als Deckfrucht etablieren sollte. „Dann ist das Problem des ersten Jahres gelöst, die Kultur ist aussaatfähig und es gibt ein allgemein zugelassenes Pflanzenschutzmittel“, meint er. Punkten könne die Pflanze vor allem auch auf kleinen, schwer zugänglichen Flächen. Dort sei der geringere Arbeitsaufwand der Dauerkultur ein echter Vorteil. Zur Aussaat empfiehlt Müller für die Sämaschine Rüben- oder Sonnenblumenscheiben.

© FNR/Martin Dotzauer

Praxisanbau - Thüringer Pionier

Mittlerweile acht Jahre hat die Thüringer Pahren Agrar Kooperation inzwischen Erfahrungen mit der Silphie. 2007 und 2012 pflanzte sie je einen Hektar auf einem Schieferverwitterungsboden, 2014 folgten zwei weitere Hektar auf gleichem Boden mittels Aussaat. Aufgrund der Konstruktion des Saatkastens der Drillmaschine war eine Einzelkorn-Saat nicht möglich, die stattdessen angewendete Breitsaat funktionierte jedoch problemlos. Dennoch empfiehlt René Kolbe, Mit-Geschäftsführer der Pahren Agrar und zuständig für den Ackerbau, grundsätzlich die Einzelkornsaat, weil sich damit mechanische Pflegemaßnahmen besser durchführen lassen und eine optimale Standraumverteilung gewährleistet wird. 

 

Abgesehen von der aufwändigen Pflanzung der ersten beiden Hektar und dem im ersten Jahr erforderlichen Pflanzenschutz stellte sich die Silphie als unkomplizierte Kultur heraus. Auf den Pflanzenschutz konnten die Pahrener ab dem 2. Jahr komplett verzichten, Krankheiten sind bis heute nicht aufgetreten und auch das Häckseln und Silieren ist unproblematisch.

Die Pahren Agrar betreibt eine Biogasanlage mit einer installierten Leistung von 340 kWel. Im Verhältnis zu den anderen eingesetzten Substraten (jährlich etwa 2.500 Tonnen Silomais und 18.500 cbm Rindergülle) ist der Silphie-Anteil von aktuell rund 40 Tonnen in der Anlage gering. Deshalb sind maximal 3 – 4 Tage am Stück mit reiner Silphie-Vergärung möglich, in denen Kolbe bislang jedoch keinen Rückgang der Gasproduktion feststellen konnte. Auch bei den Trockenmasseerträgen liegt die Pflanze in etwa gleich auf mit den Silomais-Sorten mit einer Reifezahl von S210, die die Pahren Agrar ansonsten anbaut. 2013 wurde der bislang höchste Ertrag mit 12,6 Tonnen TM/ha registriert. Allerdings entwickeln sich die Kulturen oft gegenläufig: In guten Maisjahren fallen die Silphieerträge schwächer aus und umgekehrt. Fördernd für die Entwicklung der mehrjährigen Staude ist nach Kolbes Erfahrung ein geschützter Standort, exponierte Lagen auf Kuppen sind eher ungeeignet. Eine große Rolle spielt der Witterungsverlauf im Frühjahr, nicht nur für Jungpflanzen, sondern gerade auch für Bestände ab dem 2. Standjahr. „Wenn die Staude im April, Mai mit dem Wachstum loslegen will, sind zu niedrige Temperaturen, mehr noch als Wassermangel, kontraproduktiv“, hat Kolbe festgestellt. Wie sieht er die Zukunft dieser Kultur? „Ein Problem sind die hohen Etablierungskosten, die sich zwar in den folgenden Jahren wieder amortisieren - wir rechnen mit mindestens zehn bis zwölf Standjahren – die man aber erst mal vorfinanzieren muss“, meint der Landwirt. Er schätzt die Kosten grob auf 7.000 Euro pro Hektar bei Pflanzung und auf 2.000 EUR pro Hektar bei Aussaat. (Die TLL gibt in ihrer Leitlinie für den Silphieanbau etwa 5.000 EUR/ha bei Pflanzung und knapp 3.000 EUR/ha bei Aussaat an.) Deshalb glaubt er nicht an einen großflächigen Anbau der Silphie. Er hofft aber, dass immer mehr Betriebe ihre Fruchtfolgen mit der bis in den September hinein blühenden Staude, die eine gute Bienenweide ist, zumindest teilweise auflockern. Die Pahren Agrar leistet auch selbst einen Beitrag zur Verbreitung: Ein Teil der Pflanzen wird jedes Jahr bis zur Samenreife stehen gelassen. Aus dem Saatgut zieht die zur Kooperation gehörende Gärtnerei dann Jungpflanzen, die sie an Imker abgibt.

© FNR/Sylvia Biese

Silphie-Vertragsmodell

Am weitesten in der Praxis voran geschritten ist der Silphieanbau im Betrieb von Thomas Metzler und Ralf Brodmann in Baden-Württemberg. Thomas Metzler betreibt zusammen mit drei weiteren Landwirten in dem kleinen Ort Hahnennest etwa 25 km nördlich des Bodensees eine Biogasanlage mit einer Gasaufbereitung. Nicht nur die Erzeugung von Biomethan in Bauernhand ist ungewöhnlich, auch der Substratmix: Die Landwirte haben mit dem BUND Baden-Württemberg und einem der Abnehmer des Methans, der Sanitärfirma Geberit, einen 10-Punkte-Plan für einen möglichst nachhaltigen und vielfältigen Energiepflanzenanbau unterzeichnet. Unter anderem haben sie sich verpflichtet, maximal 35 Prozent der Flächen für die Biogasanlage mit Silomais zu bepflanzen. Auf den anderen 65 Prozent stehen heute Getreide-GPS, das Riesenweizengras Szarvasi und die Silphie. Ferner wurden u. a. die Veitshöchheimer Blühmischung und Sorghum-Hirse getestet. Ralf Brodmann kümmert sich um den Anbau der Kulturen. 2012 bepflanzte er den ersten knappen Hektar mit Jungpflanzen, in der Folge kamen jedes Jahr einige Hektar hinzu. Bis heute hat sich die Silphie-Gesamtfläche der Metzler & Brodmann KG so auf gut 51 Hektar erweitert. Seit 2013 werden auch Flächen mittels Aussaat etabliert. Das Saatgut stammte anfangs von verschiedenen Herkünften, später erntete Brodmann es dann aus dem eigenen Bestand. Immer mal wieder wird berichtet, dass es bei der Aussaat in der Praxis noch Probleme gibt. Brodmann empfiehlt, das Saatgut sehr flach, 1 – 5 mm tief und so gleichmäßig wie möglich abzulegen. Er verwendet hierfür eine pneumatische Drillmaschine, mit der er sehr zufrieden ist. Bei mechanischen Drillmaschinen gab es hingegen Probleme mit der gleichmäßigen Verteilung des Saatgutes.

Ansonsten stellte sich die Kultur der Pflanze auf dem Endmoränen-Boden bislang als unkompliziert heraus. Für die Ernte Ende August, Anfang September setzt Brodmann einen Maishäcksler mit Direct Disc und Seitenschneidwerk ein. Die Erträge lagen im ersten Erntejahr 2013 bei bis zu 14 Tonnen TM/ha, 2014 dann bei bis zu 20 t TM/ha, der Biogasertrag betrug 2014 bis zu 538 l/kg, entsprechend bis zu 10.000 m3/ha (Methanertrag: 284 l/kg TM und 5.680 m3/ha). Dieses sehr gute Ergebnis verdankt sich vor allem dem günstigen Klima am Standort mit einer langen Vegetationsperiode, meint Brodmann. Die auf durchschnittlichem Niveau liegende Jahresniederschlagsmenge von 700 mm spielte auch eine Rolle, „da die Silphie schon auch Wasser benötigt“, so seine Erfahrung. Insgesamt konnte Brodmann bislang mit der Silphie durchaus ähnliche Erträge wie mit dem am gleichen Standort angebauten Silomais erzielen.

© FNR/Zdenka Hajkova

Auch für das Problem des ersten Jahres, in dem normalerweise keine Ernte anfällt (die Silphie bildet als ausdauernde Staude im Etablierungsjahr nur eine niedrige Blattrosette aus), hat der Landwirt inzwischen eine Lösung gefunden. Gleichzeitig mit der Silphie sät er Mais mit einer Saatstärke von 45.000 Körnern / ha als Deckfrucht ein. Dies mindert den Unkrautdruck durch eine schnellere Bodendeckung und brachte Brodmann 2014 einen Maisertrag von 17,3 t TM/ha.
Allerdings birgt dieses Verfahren auch Risiken, denn Deckfrucht und Silphie konkurrieren um Wasser. In Jahren mit Frühjahrstrockenheit kann die Silphie hierbei unter Umständen den Kürzeren ziehen, gibt die TLL zu Bedenken. Sie will die Deckfrucht-Aussaat nun in einem aktuellen Forschungsvorhaben der Landesanstalt, gefördert vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR), systematisch untersuchen (Förderkennzeichen 22027012).

Brodmann hat bislang nur gute Erfahrungen mit dem Anbausystem gemacht – so gut, dass er Silphiebestände inzwischen auch bei anderen Landwirten etabliert. Wer einen Anbauvertrag für die Kultur unterschreibt, hat bis zur ersten Ernte keine Kosten. Die Metzler & Brodmann KG übernimmt das Risiko der Aussaat und des Auflaufs. Erst ab Ende des zweiten Anbaujahres wird dann eine Art „Leasing-Gebühr“ von 380 Euro pro Jahr und Hektar für mindestens fünf Jahre fällig. Über dieses Vertragsanbau-Modell wurden 2015 weitere gut 30 Hektar Silphie etabliert, so dass die Pflanze in der Region rund um Hahnennest derzeit schon auf über 80 Hektar steht – dies dürfte deutschlandweit einmalig sein.

Brodmann betont auch die positiven Nebeneffekte der neuen Kultur: „Die Menschen schätzen die Silphie als Alternative zu herkömmlichen Energiepflanzen, das beobachten wir immer wieder.“ Für die Akzeptanz der Landwirtschaft könne dies nur gut sein. Thomas Metzler und Ralf Brodmann können sich nach derzeitigem Stand vorstellen, den Anbau im eigenen Betrieb auf 120 Hektar zu steigern.

Akzeptable Erträge mit kleinen Ernteproblemen

Auch Andreas Detering aus Ströhen in Niedersachsen hat drei Hektar Silphie in erster Linie als Öffentlichkeitsmaßnahme und aus ideellen Gründen gepflanzt. Den Minderertrag von rund 20 Prozent gegenüber seinem Silomais nimmt der Landwirt in Kauf. 14,8 t TM/ha war sein bislang höchster erzielter Silphie-Ertrag. Probleme gibt es bei der Ernte: Die Pflanzen werden durch das Häckslergebiss ins Lager gedrückt, hier sucht der Landwirt noch nach Lösungen. Von Krankheiten blieb sein Bestand bislang verschont, er kennt jedoch einen Fall aus der Region, bei dem die Pflanzen schon kurz nach der Pflanzung mit Sklerotinia befallen wurden. Dies schmälert die Erträge erheblich, auch in den Folgejahren des Erstbefalls, Pflanzenschutzmaßnahmen gibt es nicht. Es empfiehlt sich deshalb, die Silphie nicht in der Nähe von Raps, Sonnenblumen, Soja oder Kartoffeln anzubauen, die Wirtspflanzen für den Pilz sind.

© Fa. Chrestensen

Fazit

Alles in allem ergibt sich beim Vergleich der verschiedenen Standorte ein sehr differenziertes Bild. Bei den entscheidenden Faktoren spielt eine ausreichende Temperatur im Frühjahr, mehr noch als die Wasserversorgung, scheinbar eine besonders große Rolle. Letztere sollte aber mindestens durchschnittlich ausfallen. Extreme Trockenheit verträgt die Silphie vor allem auf schlechteren, flachgründigeren Standorten weniger gut als früher angenommen. Stimmen die Rahmenbedingungen, sind in klimatisch besonders begünstigten Lagen sehr gute Erträge möglich. Zudem wurde die Pflanze bislang kaum züchterisch bearbeitet, weist aber eine große Variationsbreite auf, so dass bei den Erträgen noch erheblicher Spielraum nach oben bestehen dürfte.