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Universität Hohenheim erprobt Neuzüchtungen des Chinaschilfs zur Lignozellulose-Gewinnung in Baden-Württemberg

Kalte, flachgründige Böden, moorige Standorte – auf vielen Flächen in Baden-Württemberg gedeihen Nahrungspflanzen nicht besonders gut. Der Anbau des schnell wachsenden Grases Miscanthus zur Biomasse-Produktion könnte hier eine Alternative darstellen. Das Problem: Eigentlich behagen auch Miscanthus keine allzu rauen Bedingungen. Wissenschaftler der Universität Hohenheim machen sich deshalb auf die Suche nach neuen, robusteren Miscanthus-Sorten. Die hervorragende Ökobilanz der Kultur zeigt ihr Potential die Umwelt zu schonen – und ein vereinfachtes Anbauverfahren soll dem Landwirt nützen. Das Projekt ist Teil des Forschungsverbunds Lignozellulose.

Miscanthus auf Versuchsflächen der Universität Hohenheim. © Universität Hohenheim / Olena Kalinina

Es benötigt kaum Pestizide und Düngemittel, liefert hohe Erträge und schneidet als Dauerkultur bei der Ökobilanz besonders gut ab: das Chinaschilf Miscanthus. Wegen seiner geringen Auswirkungen auf die Umwelt gilt es als interessante Quelle für Lignozellulose zur stofflichen und energetischen Nutzung.

„Grundsätzlich lässt sich Miscanthus auch auf nährstoffarmen Böden kultivieren, die für den Anbau von Nahrungspflanzen uninteressant sind“, erklärt Prof. Dr. Iris Lewandowski, Expertin für nachwachsende Rohstoffe an der Universität Hohenheim. „In Baden-Württemberg haben wir neben guten auch sogenannte marginale Flächen, auf denen Mais oder Getreide eher schlecht als recht gedeihen. Hier wäre Miscanthus eine gute Anbaualternative.“

Doch die Sache hat einen Haken: Bis jetzt steht den Landwirten für den Anbau lediglich der Riesen-Chinaschilf vom Typ Miscanthus x giganteus zur Verfügung, und der ist nur bedingt für kalte, flachgründige oder feuchte Standorte geeignet. Gemeinsam mit Moritz Wagner sucht Prof. Dr. Lewandowski deshalb nach widerstandsfähigeren Miscanthus-Typen.

Glossar

  • Ein Gen ist ein Teil der Erbinformation, der für die Ausprägung eines Merkmals verantwortlich ist. Es handelt sich hierbei um einen Abschnitt auf der DNA, der die genetische Information zur Synthese eines Proteins oder einer funktionellen RNA (z. B. tRNA) enthält.
  • Unter Selektion im biologischen Sinn versteht man die Auslese von Organismen aufgrund ihrer Merkmale. Dies kann einerseits durch natürliche Selektionsmechanismen ("survival of the fittest") im Zuge der Evolution geschehen. Unter künstlicher Selektion versteht man andererseits die Auslese von Organismen durch den Menschen, z.B. in der Zucht. Auch in der Gentechnik wird künstliche Selektion angewandt, um einen gentechnisch veränderten Organismus anhand neu eingebrachter Eigenschaften (z. B. Antibiotikaresistenz) zu identifizieren.
  • Lignocellulose bildet das Strukturgerüst der pflanzlichen Zellwand. Sie besteht aus einer Kombination von Lignin, Hemicellulose und Cellulose.
  • Der Genotyp (Erbbild) repräsentiert die genetische Ausstattung eines Organismus.
  • Als Biomasse wird die gesamte Masse an organischem Material in einem definierten Ökosystem bezeichnet, das biochemisch – durch Wachstum und Stoffwechsel von Tieren, Pflanzen oder Mikroorganismen – synthetisiert wurde. Damit umfasst sie die Masse aller Lebewesen, der abgestorbenen Organismen und die organischen Stoffwechselprodukte.
  • am Rand oder auf der Grenze liegend

Stresstoleranter Miscanthus für Baden-Württemberg

Die beiden Forscher greifen dafür auf ein europäisches Züchtungsprogramm zurück, das seit 2012 stresstolerante Miscanthus-Pflanzen selektiert. „Fünf Genotypen, also Pflanzen, deren genetische Ausstattung auf höhere Stresstoleranz schließen lässt, haben wir für Baden-Württemberg ausgewählt“, erklärt Wagner. „Nun testen wir sie auf drei verschiedenen marginalen Standorten auf ihre Eignung in der Praxis.“

Seit 2014 wachsen die neuen Genotypen neben M. x giganteus als Kontrollpflanze auf drei Hohenheimer Versuchsstationen mit unterschiedlichen Standortbedingungen: Am Ihinger Hof auf einem Teilstück mit sehr flachgründigen Böden, auf dem Oberen Lindenhof an einem Standort mit kühlem Lokalklima sowie bei Aulendorf, auf einem Standort mit moorigem Boden.

„Wir erfassen zum Beispiel, wie gut die Pflanzen anwachsen und sich etablieren, wie viele Stängel sie bilden und wie hoch die Überwinterungsrate ist“, berichtet Wagner. „Einen Vollertrag gibt es bei Miscanthus zwar erst ab dem dritten Jahr. Aber bereits jetzt können wir sagen, dass einige Genotypen mit der Überwinterung sehr gut klarkommen und beim Ertrag mit M. x giganteus mithalten oder ihn sogar übertreffen“, fasst er erste Ergebnisse zusammen.

Direktaussaat statt Auspflanzung

Doch es gibt ein weiteres Problem, das den Anbau von Miscanthus derzeit noch einschränkt: Die Samen sind sehr klein, weshalb eine Direktaussaat nicht möglich ist. „Momentan wird Miscanthus über Rhizome vermehrt und ausgepflanzt, wodurch die Neuanlage pro Hektar sehr teuer ist“, sagt Prof. Dr. Lewandowski. Zusammen mit Prof. Dr. Michael Kruse vom Fachgebiet Saatgutwissenschaft und -technologie an der Universität Hohenheim suchen die Forscher daher nach einer Möglichkeit, die Samen zu ummanteln, damit sie einfacher ausgesät werden können. Auch Mikronährstoffe in der Ummantelung für eine verbesserte Keimung erproben sie. Ergebnisse werden im nächsten Jahr erwartet.

Höhere Deckungsbeiträge auf Risikostandorten

Am Ende des Projekts wollen die Forscher Miscanthus-Typen für die Landwirte in Baden-Württemberg selektieren, die diese dann zukünftig als Sorten über die Züchtungspartner käuflich zur Aussaat erwerben können. „Mit angepassten Sorten und kostengünstiger Aussaat könnte der Miscanthus-Anbau dann den Landwirten auch auf marginalen Flächen gute Einkommensmöglichkeiten bieten“, ist Prof. Dr. Lewandowski überzeugt.

Seiten-Adresse: https://www.biooekonomie-bw.de/de/fachbeitrag/pm/universitaet-hohenheim-erprobt-neuzuechtungen-des-chinaschilfs-zur-lignozellulose-gewinnung-in-baden-wuerttemberg/