Steinklee für trockene Böden
Im Projekt BioMaS untersucht die HSZG unter Praxisbedingungen in der Oberlausitz, welche Steinklee-Genotypen auf trockenen und nährstoffarmen Böden Biomasse liefern können.
Forschung unter realen Bedingungen
Auf den ersten Blick ist Steinklee eine eher unscheinbare Pflanze. Die Pflanzen der Gattung Melilotus bilden jedoch ein tiefreichendes Wurzelsystem aus, können mithilfe von Knöllchenbakterien Stickstoff aus der Atmosphäre binden und Nährstoffe im Boden erschließen. Gleichzeitig zeigen sie Anpassungsmechanismen, die ihnen helfen können, längere Trockenperioden zu überstehen.
Genau diese Eigenschaften untersucht das Projekt BioMaS – Biomasseerzeugung auf Marginalböden mit Steinklee unter den Standortbedingungen der Oberlausitz. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie über das Sächsische Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) gefördert.
Dafür wurde auf Flächen des regionalen Landwirtschaftsbetriebes Gut Krauscha ein Demonstrationsversuch angelegt. Sechs zuvor im Gewächshaus untersuchte Genotypen, also genetisch unterschiedliche Steinklee-Typen, wachsen dort unter zwei unterschiedlichen Bodenbedingungen. Entscheidend ist dabei nicht allein die Frage, welche Pflanzen am Ende die meiste Biomasse liefern. Untersucht wird das gesamte Zusammenspiel zwischen Pflanze, Boden, Wasser und Nährstoffen.
Erfasst werden unter anderem die Biomasseerträge pro Fläche, der Bodenwasserhaushalt, die Nährstoffverfügbarkeit im Boden und unmittelbar an den Wurzeln sowie der Ernährungszustand der Pflanzen. Auch die Ausbildung und Struktur der Wurzelsysteme wird untersucht. Wie viel Biomasse die einzelnen Typen bilden, gibt dabei Hinweise darauf, wie gut sie mit den belastenden Standortbedingungen zurechtkommen.
Wenn Wasser zum begrenzenden Faktor wird
Der Standort für den Versuch ist bewusst gewählt. Landwirtschaftliche Betriebe müssen sich auch in Sachsen zunehmend mit längeren Trockenphasen und hohen Temperaturen auseinandersetzen. Besonders auf leichten und sandigen Böden wird Wasser dadurch schnell zum begrenzenden Faktor.
Aktuelle Auswertungen des LfULG zeigen, dass Witterungslagen, die starke oder extreme Trockenheit begünstigen, in Sachsen deutlich häufiger auftreten als im Referenzzeitraum 1961 bis 1990. Zu den Regionen, in denen sich das Risiko verstärkt hat, gehört auch die Lausitz. Hinzu kommt, dass seit 1971 jede Dekade während der wichtigen Wachstumsphase von April bis Juni in Sachsen niederschlagsärmer war als die vorherige.
Für die Landwirtschaft stellt sich deshalb zunehmend die Frage, welche Kulturen auch unter solchen Bedingungen stabile Erträge ermöglichen und dabei möglichst wenig zusätzliche Ressourcen benötigen.
Hier setzt BioMaS an. Das Projekt untersucht, ob angepasste Steinklee-Typen auf Böden, die für eine intensive landwirtschaftliche Nutzung nur eingeschränkt geeignet sind, zur Biomasseproduktion eingesetzt werden können. Solche Flächen werden als Marginalstandorte bezeichnet.
Nicht jeder Steinklee ist gleich
Dass Steinklee grundsätzlich gut mit Trockenheit und einer begrenzten Nährstoffverfügbarkeit umgehen kann, bedeutet noch nicht, dass jeder Genotyp dafür gleichermaßen geeignet ist. Deshalb betrachten die Forschenden gezielt Eigenschaften wie Wassernutzung, Nährstofferschließung und Wurzelentwicklung. So soll herausgefunden werden, welche Typen unter den konkreten Bedingungen der Oberlausitz für einen späteren landwirtschaftlichen Einsatz geeignet sein könnten.
Die erzeugte Biomasse lässt sich unterschiedlich nutzen, etwa zur Biogaserzeugung oder als Gründüngung, bei der Pflanzenmaterial dem Boden zugeführt wird. Je nach Cumaringehalt kommen weitere Anwendungen infrage: Typen mit wenig Cumarin können als Futtermittel dienen, solche mit viel Cumarin als Rohstoff für dessen Gewinnung zur industriellen Nutzung.
Deshalb untersuchen die Forschenden auch den Gehalt dieses Pflanzeninhaltsstoffs. Er könnte zudem eine Rolle bei der Stressanpassung spielen, etwa bei der Abwehr von Krankheitserregern und der Erschließung von Nährstoffen.
Gleichzeitig wird betrachtet, wie sich der Anbau auf die biologische Vielfalt der Versuchsflächen auswirkt. Dafür werden ausgewählte Insektengruppen erfasst. Der Ansatz verbindet damit Fragen der landwirtschaftlichen Produktivität mit Bodenökologie, Pflanzenernährung und Biodiversität.
Von früheren Versuchen aufs Feld
Die Untersuchungen bauen auf bereits vorhandenen Forschungsergebnissen auf. Im Verbundprojekt PhaNoMix wurden verschiedene Steinklee-Stämme hinsichtlich Ressourceneffizienz, Stressresistenz und ihrer Eignung für die Biomasseproduktion untersucht. Das Projekt beschäftigte sich mit Mischkulturen aus Rohrglanzgras und Leguminosen wie Rot- und Steinklee und untersuchte unter anderem deren Nährstoffeffizienz und Potenzial für eine nachhaltige Bioenergieproduktion.
Hinzu kommen aktuelle Gewächshausversuche mit ausgewählten Melilotus-Stämmen auf sandigen Böden aus der Oberlausitz. Mit BioMaS folgt nun der Schritt aus kontrollierten Versuchsbedingungen auf eine landwirtschaftlich genutzte Fläche.
Die wissenschaftliche Expertise zu Pflanze-Boden-Interaktionen, Ökophysiologie und Bodenkunde bringt an der Hochschule Zittau/Görlitz die Professur Angewandte Geoökologie von Prof. Dr. Oliver Wiche ein. Begleitet wird das Vorhaben durch die Deutsche Saatveredlung AG mit Dr. Martin Greve sowie das Institut für Biowissenschaften der TU Bergakademie Freiberg mit Dr. Roland Achtziger.
Damit treffen Pflanzenzüchtung, Ökologie und angewandte Standortforschung auf die landwirtschaftliche Praxis.
Handlungsempfehlungen für die Landwirtschaft
Aus den Untersuchungen sollen konkrete Handlungsempfehlungen für den Einsatz von Steinklee zur Biomasseproduktion auf dürregefährdeten Marginalstandorten entstehen. Sie sollen landwirtschaftlichen Betrieben helfen, geeignete Genotypen auszuwählen und deren Nutzungsmöglichkeiten einzuschätzen.
2.Obergeschoss
