Energiepflanzen Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Getreide

Getreide

Der Übersichtlichkeit halber werden unter der Rubrik Getreide die für den Anbau als nachwachsende Rohstoffe bedeutendsten Arten zusammengefasst. Dieses sind Roggen, Triticale und Weizen und alle drei gehören zur Familie der Süßgräser. Gerste und Hafer haben nur eine untergeordnete Bedeutung, andere Süßgräser und Getreide wie Mais und Hirsen sind separat dargestellt. Reis wird in Deutschland nur sehr marginal angebaut.

Beim Getreide können im reifen Zustand Korn und Stroh genutzt werden. Die Getreideganzpflanze wird aber auch als Viehfutter oder nachwachsender Rohstoff geerntet.

Neben den genannten Getreidearten Roggen, Triticale und Weizen wird auch auf Getreidestroh eingegangen.

Roggen

Secale cerale L.

Merkmale

Die Roggenpflanze hat eine blaugrün-graue Farbe, die Ähre ist immer begrannt und das Korn ist unbespelzt. Die Bestäubung erfolgt durch den Wind. Der Roggen durchdringt den Boden mit seinen Wurzeln sehr tief. Er erreicht beachtliche Wuchshöhen bis zu 200 cm und ist dennoch sehr standfest. Die Ansprüche an Boden und Klima (insb. Wasser) sind im Vergleich zu den anderen Getreidearten gering, so dass Roggen auch auf leichten Böden ansprechende Erträge erzielt und mit Vorsommertrockenheit gut zurechtkommt.

Kulturgeschichtlicher Hintergrund

Roggen zählt zu den robustesten Getreidearten und gelangte vermutlich als Verunreinigung im Weizen-Saatgut nach Europa. Hier wurde er dann in Kultur genommen. Im Roggenanbau dominierten bis Ende des 19. Jahrhunderts sogenannte Landsorten, die eine hohe Winterfestigkeit und relativ langes Stroh aufwiesen. Durch Züchtungsfortschritte wurden Standfestigkeit und Krankheitsresistenz erhöht sowie die Erträge gesteigert. Seit den 1980er Jahren wird neben den herkömmlichen Sorten auch Hybridroggen gezüchtet, der eine weiter verbesserte Krankheitstoleranz aufweist und höhere Erträge erzielt.

Anbau

In Deutschland wird fast ausschließlich Winterroggen angebaut, der Mitte September bis Mitte Oktober gesät wird. Die Kornernte erfolgt im Juli/ August mit dem Mähdrescher. Weiterhin werden Grünschnittroggen und Roggen-Ganzpflanzensilage als Futter und Substrat für Biogasanlagen angebaut, hier erfolgt die Ernte i. d. R. mit dem Feldhäcksler bei Grünschnittroggen April/ Mai (Ährenschieben) und bei GPS im Mai/ Juni (Ende Milchreife).

1990 wurden in Deutschland über 1 Mio. Hektar Roggen angebaut, 2014 waren es weniger als 0,7 Mio. Hektar. Hiervon wird der größte Anteil als Brotroggen oder als Futtermittel verwendet.

Triticale

auch Triticosecale

Merkmale

Triticale ist eine Kreuzung aus Weizen und Roggen und gleicht daher im Erscheinungsbild je nach Sorte eher Weizen oder Roggen. Triticale besitzt wie Roggen relativ langes Stroh sowie begrannte Ähren und wird 50 bis 125 cm hoch Die verschiedenen Triticale-Sorten weisen teilweise erhebliche Unterschiede in Bereifung, Halmlänge und im Wuchstyp auf. Für die energetische Verwendung werden biomassereiche, proteinarme Genotypen verwendet.

Kulturgeschichtlicher Hintergrund

Ende des 19. Jahrhundert wurde Triticale aus Weizen und Roggen gekreuzt. Gezielt gezüchtet wird seit etwa 80 Jahren. Triticale beinhaltet die hohe Ertragsstabilität, Backfähigkeit und Kurzstrohigkeit des Weizens und die Anspruchslosigkeit bezüglich Boden und Klima des Roggens.

Anbau

Triticale ist äußerst anspruchslos und wächst daher auch auf Grenzstandorten. Wintertriticale wird Ende September mit Drillmaschinen gesät und kann Ende Juli des Folgejahres mit dem Mähdrescher geerntet werden. Es werden bis über 90 dt/ha Korn- und 50-80 dt/ha Stroherträge erzielt. Bei der Ganzpflanzenernte (120-180 dt/ha) wird in einem Arbeitsgang mit Feldhäcksler geerntet.

Der größte Teil der Ernte wird als Futtermittel verwendet. In 2014 wurden in Deutschland etwa 420.000 ha, fast ausschließlich Wintertriticale, angebaut.

Weizen

Triticum aestivum L.

Merkmale

Als Weizen werden verschiedene Süßgräserarten bezeichnet. Wirtschaftlich bedeutend sind Weich- und Hartweizen, wobei letzterer hauptsächlich im Mittelmeerraum angebaut wird.

Weichweizen ist eine Getreidepflanze mit grannenloser Ähre und wird weltweit angebaut. Nach der Saat entwickeln sich in der sogenannten Bestockungsphase Keimtrieb und Nebentriebe, die sich in der anschließenden Schossphase strecken. Am Halm befinden sich die für Gräser charakteristischen Knoten (Nodien), an denen die spitzen länglichen Blätter zweizeilig ansetzen. Wenige Tage nach dem Sichtbarwerden der Ähren, dem Ährenschieben, beginnt die Blüte. Nach der Selbstbestäubung reifen 50 bis 80 Körner pro Ähre. Die Pflanzen erreichen eine Wuchshöhe von 0,5 bis 1,0 m.

Kulturgeschichtlicher Hintergrund

Weichweizen stammt aus Zentralasien, was archäologische Funde aus der Zeit 10.000 bis 8.000 v. Chr. belegen. Im Laufe der Jahrhunderte wurde Weizen in viele Länder mit unterschiedlichen Umweltbedingungen verbreitet, er ist heute nach Anbaufläche und Erzeugungsmenge weltweit die wichtigste Kulturpflanze. Aus den Wildformen entwickelten sich moderne Formen mit aufrechtem Stängel und bruchfesten Ähren, die eine technische Ernte ermöglichen. Anfang des 20. Jahrhunderts war der erste mobile Mähdrescher im Einsatz.

Anbau

Heute wird Getreide in Deutschland auf über 60 % der Ackerfläche angebaut, wobei Winterweizen mit ca. 3 Millionen ha den größten Anteil einnimmt. Daneben gibt es auch den Sommerweizen, der im zeitigen Frühjahr gesät wird. Winterweizen benötigt nährstoffreiche Böden mit guter Wasserspeicherfähigkeit. Die Aussaat erfolgt von September bis November. Im Idealfall wachsen 300-400 Pflanzen pro m². Geerntet wird ab Mitte Juli mit dem Mähdrescher bei Erträgen von 70-90 dt/ha. Weichweizen wird vorrangig in der Nahrungs- und Genussmittelproduktion verwendet, dazu kommen die Einsatzbereiche Futtermittel, Stärkegewinnung und Bioethanolherstellung. Zu nennen ist ebenfalls die Ganzpflanzenernte für Biogasanlagen.

Stroh

Stroh kann als landwirtschaftliches Nebenprodukt einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung Deutschlands leisten. In Deutschland sind nach Erhebungen des DBFZ jährlich etwa 10 Mio. t Stroh oder ca. 150 PJ ungenutzt und stünden zur energetischen Nutzung zur Verfügung. Biomassepotenziale von Rest- und Abfallstoffen geben hierzu weitere Informationen.

Das Korn-Stroh-Verhältnis bei Getreide beträgt 0,9-1,4.

Obgleich Stroh ein wichtiger Energieträger sein kann, wird seine energetische Nutzung durch offene technische und umweltrelevante Fragen behindert, an deren Klärung das BMEL gemeinsam mit der FNR intensiv arbeitet.

Exkurs: Heizen mit Stroh

Als Beispiel der lokalen Wärmeerzeugung mit Stroh wurde 2012/2013 eine Anlage als Modellvorhaben für die Versorgung ländlicher Kommunen in Gülzow gebaut. Sie versorgt das Hauptgebäude der FNR, Objekte der Landesforschung Mecklenburg-Vorpommern und der Gemeinde Gülzow, wie z. B. Ärztehaus, Feuerwehr und Kindergarten mit Wärme aus Stroh. Dabei soll durch wirtschaftliche Nutzung naturbelassener Biomasse aus der Region eine CO2-Einsparung von mindestens 58 % (225 t/a) gegenüber Heizöl gewährleistet werden. Die Leistung der Anlage beträgt 1.000 kW und die jährliche Wärmebereitstellung beläuft sich auf etwa 2.000 MWh.

 

Hinweise zu acker- und pflanzenbaulichen Maßnahmen des Getreideanbaus (wie Fruchtfolge, Aussaat, Düngung, Pflanzenschutz u. s. w.) erhalten Sie u.a. über die Datenbank Pflanzenbau des KTBL, die FNR-Regionalbroschüren zum Energiepflanzenanbau oder Landwirtschaftskammern und landwirtschaftliche Landesanstalten.

Verwendung von Getreide und Stroh als nachwachsender Rohstoff

Substrat für Biogasanlagen

als Ganzpflanzensilage

Grünschnittroggen (Ertrag 20 t FM/ ha)

Methanertrag 72 m³ Methan/ t FM; 1.260 m³ Methan/ ha, entspricht 12.560 kWh/ ha

Getreide-GPS (Beispiel Winterweizen, Ertrag 40 t FM/ ha)

Methanertrag 109 m³ Methan/ t FM; 3.850 m³ Methan/ ha, entspricht 38.460 kWh/ ha

 

als Getreidekorn (i.d.R. minderwertige Partien)

Methanertrag 320 m³ Methan/ t FM

  • Winterroggen (Ertrag 5,3 t FM/ ha): 1.710 m³ Methan/ ha, entspricht 17.060 kWh/ ha
  • Wintertriticale (Ertrag 5,8 t FM/ ha): 1.860 m³ Methan/ ha, entspricht 18.640 kWh/ ha
  • Winterweizen (Ertrag 7,9 t FM/ ha): 2.530 m³ Methan/ ha, entspricht 25.270 kWh/ ha

Ausgangsprodukt für die Bioethanolproduktion

Getreidekorn (Energiegehalt 21,6 MJ/ l)

  • Winterroggen (Ertrag 5,3 t FM/ ha): 2.220 l/ ha, entspricht 1.460 l Benzin/ ha
  • Wintertriticale (Ertrag 5,8 t FM/ ha): 2.330 l/ ha, entspricht 1.540 l Benzin/ ha
  • Winterweizen (Ertrag 7,9 t FM/ ha): 3.030 l/ ha, entspricht 2.000 l Benzin/ ha

Thermische Nutzung

Stroh (Heizwert bei 86% TM = 17,1 – 17,4 MJ/ kg)

  • Winterroggen (Ertrag 6,5 t FM/ ha): 95 GJ/ ha oder 26.400 kWh/ ha, entspricht 2.650 l/ ha Heizöläquivalent
  • Wintertriticale (Ertrag 6,8 t FM/ ha): 98 GJ/ ha oder 27.100 kWh/ ha, entspricht 2.730 l/ ha Heizöläquivalent
  • Winterweizen (Ertrag 8,4 t FM/ ha): 121 GJ/ ha oder 33.700 kWh/ ha, entspricht 3.390 l/ ha Heizöläquivalent

Getreidekorn (Heizwert bei 86% TM = 14,3 MJ/ kg, bei Wintertriticale 14,2 MJ/ kg)

  • Winterroggen (Ertrag 5,3 t FM/ ha): 76 GJ/ ha oder 21.000 kWh/ ha, entspricht 2.110 l/ ha Heizöläquivalent
  • Wintertriticale (Ertrag 5,8 t FM/ ha): 83 GJ/ ha oder 23.060 kWh/ ha, entspricht 2.320 l/ ha Heizöläquivalent
  • Winterweizen (Ertrag 7,9 t FM/ ha): 113 GJ/ ha oder 31.350 kWh/ ha, entspricht 3.150 l/ ha Heizöläquivalent

Rohstoff für die Industrie

Inhaltsstoffe

bis 65 % Stärke im Korn, davon 28 % Amylose und 72 % Amylopektin

Verwendung

  • Dämm- und Werkstoff
  • Kleister, Kleber, Leim
  • Arzneimittel
  • Verpackungsmaterial

Weitere Informationen

 

(FNR nach Pude, R.: Pflanzen für Industrie und Energie sowie KTBL-Datensammlung Energiepflanzen)

Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe