Energiepflanzen Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Durchwachsene Silphie und Agrarökologie

Agrarökologische Bewertung der Durchwachsenen Silphie als eine Biomassepflanze der Zukunft

In dem Verbundvorhaben, an dem das Institut für Biodiversität (BD) des Johann Heinrich von Thünen-Instituts und das Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde des Julius Kühn-Instituts (JKI) beteiligt sind, wird die Bedeutung der Durchwachsenen Silphie für die Entwicklung von ober- und unterirdischer Biodiversität (Teilvorhaben 1) und den Wasserhaushalt (Teilvorhaben 2) untersucht. Das bis Januar 2015 laufende Vorhaben, das Ergebnisse für die Optimierung des Silphie Anbaus aus agrarökologischer Sicht liefern und zur Bewertung der Silphie als Energiepflanze führen soll, wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über die FNR gefördert.

Die Durchwachsene Silphie ist eine mehrjährige Kulturpflanze, die aufgrund ihres hohen Ertragspotenzials Bedeutung als Energielieferant erlangen kann. Zudem beeinflusst sie wegen des Verzichts auf Bodenbearbeitung während der Nutzung sowie durch die lange Blühphase die biologische Vielfalt positiv. Im Teilvorhaben 1 soll die ober- und unterirdische Biodiversität mit Schwerpunkt auf deren funktionelle Komponenten erfasst und quantifiziert werden. Das erfolgt auf Versuchs- und Praxisflächen.

© FNR/D. Gerhard
© FNR/D. Gerhard

Zielsetzungen der Untersuchungen zur oberirdischen Biodiversität sind:

  • Erfassung der Blütenbesuchergemeinschaften der Silphie im Vergleich zu anderen Energiepflanzen (z.B. Mais, Wildpflanzenmischungen)
  • Charakterisierung von Pflanze-Bestäuber-Netzwerken
  • Analyse der Silphie als Nahrungsressource für blütenbesuchende Insekten, sowohl quantitativ (Produktionsmenge von Nektar und Pollen) als auch qualitativ (Nahrungsbestandteile wie Aminosäuren, Fettsäuren, Kohlenhydrate)Vergleichende Erfassung der Ackerbegleitflora in Silphiebeständen und traditionellen Kulturpflanzen
  • Untersuchungen der saisonalen Habitatqualität für Nützlinge und Schädlinge und der Austauschprozesse mit der umgebenden Agrarlandschaft.

Mit den Untersuchungen zur unterirdischen Biodiversität werden folgende Ziele verfolgt:

  • Erfassung der zeitlichen Entwicklung von Bodenfaunagemeinschaften durch Vergleich unterschiedlich alter Bestände sowie durch BACI-Analysen
  • Zeitliche Erfassung der Bodenfaunagemeinschaften in der Rhizosphäre zu verschiedenen Wachstumsstadien der Silphie im Laufe der Vegetationsperiode
  • Analyse der Abbaukinetik von Ernterückständen der Silphie
  • Kartierung der Regenwurmlosung an der Bodenoberfläche in Beständen unterschiedlichen Alters
  • Begleitende Erfassung der Kohlenstoff- und Stickstoffgehalte im Boden bei unterschiedlich alten Silphiebeständen
  • Funktionelle Bewertung der unterirdischen Biodiversität in den Silphiebeständen anhand des Inventars an funktionellen Bodentiergruppen und ihres anteilmäßigen Auftretens.

Im Teilvorhaben 2 „Wasserhaushalt“ wird eine Silphie-Dauerkultur mit mehrjährigem Luzernegras und einer Maisselbstfolge mit und ohne Zusatzbewässerung verglichen. Die Vergleichskulturen fungieren dabei als Benchmarks für die beiden Komponenten einer effizienten Wassernutzung:

  • hohe Wasseraufnahmeeffizienz durch die intensive und tiefe Durchwurzelung (Luzernegras)
  • effiziente Nutzung des aufgenommenen Wassers für die Biomasseproduktion (C4 Pflanze Mais).

Zum Vergleich von Wurzeltiefgang und Durchwurzelungsintensität werden zudem auf externen Standorten Silphiebestände unterschiedlicher Anlagejahre sowie jeweils benachbarte Maisbestände beprobt. Des Weiteren geht es darum, den Evapotranspirationskoeffizienten der Silphie zu schätzen, den Wurzelapparat (Wurzeltiefgang, Wurzeldichte, Wurzelmasse) in Abhängigkeit von der Bodenfeuchte zu charakterisieren (Gefäßversuch im Gewächshaus), die Bedeutung der „Becher“ für den Wasserhaushalt zu untersuchen sowie die zeitliche Entwicklung des Blattflächenindex im Anlagejahr und in den ersten Nutzungsjahren zu beschreiben.

Das Verbundvorhaben läuft in enger Kooperation mit der Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft (TLL), dem Projekt “Upscaling neuer Energiepflanzen für Biogas“ der Universität Osnabrück sowie dem Projekt EVA III, Teilvorhaben 2 „Ökologische Begleitforschung“ am ZALF.

Nähere Informationen und Ansprechpartner zu dem Verbundvorhaben finden Sie in der Projektdatenbank der FNR unter den Förderkennzeichen 22004411 und 22037311 sowie in dem Flyer zum Verbundvorhaben und auf der Projekt-Webseite des Thünen-Instituts.

© FNR/Henryk Stolte
© FNR/Henryk Stolte
Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe