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Neue Anbausysteme

Sich ändernde Klimabedingungen, geänderte Anforderungen an den Umweltschutz und die Nachfrage nach neuen Produkten verlangen nach einer beständigen Weiterentwicklung der bestehenden Systeme.

Wir möchten Landwirten vor allem neue Wege aufzeigen, wie sie ihre Fruchtfolgen erwei-tern und ihre Kulturflächen optimal nutzen können. Dafür untersuchen wir neue Systeme oder greifen auf traditionelle Anbauweisen und Pflanzen zurück und passen sie der Landwirtschaft des 21. Jahrhunderts an.

Agroforstsysteme

Agroforstsysteme sind besondere landwirtschaftliche Anbausysteme, in denen Ackerkulturen oder mehrjähriges Grünland mit Gehölzen so auf einer Fläche kombiniert werden, dass ökologische und ökonomische Vorteilswirkungen zwischen den Einzelkomponenten entstehen (Nair, 1993). Die räumliche Kombination der Pflanzen kann verschiedene Vorteile bringen, wie z. B. Erosionsschutz, Verbesserung des Mikroklimas, Schutz von Grundwasser und Klima, Steigerung des Tierwohls von Weidetieren oder Vergrößerung der strukturellen Diversität in der Agrarlandschaft. Beispiele für Agroforstsysteme sind Streuobstwiesen, Waldweide- oder sogenannte Alley-Cropping-Systeme. Bei letzterer Anbauvariante werden zwischen Streifen mit einjährigen Ackerkulturen oder mehrjährigem Grünland Baumstreifen mit Gehölzen wie z.B. schnellwachsenden Pappeln oder Weiden angelegt. Auf derselben Fläche werden damit sowohl Nahrungs- oder Futtermittel als auch Energie- oder Nutzholz produziert.

In Alley-Cropping- Systemen haben die Gehölze vielfältige positive Effekte für die Umwelt: Durch das weit verzweigte Wurzelsystem der Bäumewird die Nähr- und Schadstoffauswaschung ins Grund- und Oberflächenwasser verringert, außerdem werden in Agroforstsystemen weniger Pflanzenschutz- und Düngemittel pro Fläche eingesetzt, da die Baumstreifen nicht mitbehandelt werden. Durch die geringere Stickstoffdüngung pro Fläche werden insgesamt auch weniger Treibhausgase (Lachgas) emittiert. Die schnellwachsenden Gehölze speichern das im Rahmen der Photosynthese aus der Atmosphäre aufgenommene CO2 als Kohlenstoff in ihrer Biomasse. Somit leisten Agroforstsysteme als Dauerkulturen auch einen Beitrag zum Klimaschutz. Nebenbei bieten die Baumstreifen vielen Pflanzen- und Tierarten Lebensraum, Nahrung, Brutstätten oder Schutz. Insbesondere in sogenannten ausgeräumten Agrarlandschaften mit geringer struktureller Vielfaltkann durch die Anlage von Baumstreifen die biologische Vielfalt erhöht werden. In Agroforstsystemen auf Weideland bieten die Bäume den Tieren Schutz vor Sonne, Wind und Feinden und wirken sich somit positiv aus das Tierwohl aus.
Neben den im Vergleich zu einjährigen Kulturen höheren Etablierungskosten für Agroforstsysteme und die aufwendigere Bewirtschaftung, kann Agroforstwirtschaft aber auch betriebswirtschaftliche Vorteile haben, wie z.B. die Erweiterung der landwirtschaftlichen Produktpalette durch die Gehölze, die als Energie- oder Wertholz, aber auch zur Produktion von Früchten und Nüssen dienen können. Auch können sich die Baumstreifen durch ihre Windschutzwirkung positiv auf den Ertrag der einjährigen Ackerkulturen auswirken.

Nicht zuletzt können Agroforstsysteme das Landschaftsbild bereichern und ästhetisch aufwerten, besonders in landschaftlich strukturarmen Regionen. Dies kann sich wiederum positiv auf den Tourismus und die Lebensqualität der einheimischen Bevölkerung auswirken und somit der gesamten Gesellschaft zu Gute kommen.

Am JKI untersuchen wir auf unseren Agroforst-Versuchsflächen zum Beispiel, wie sich die Baumstreifen auf die Acker- und Grünlanderträge und auf die Bodeneigenschaften auswirken und wie sich die Holzerträge entwickeln. Die Baumstreifen bestehen aus schnellwachsenden Pappeln und Weiden, die alle 3-6 Jahre als Energieholz geerntet werden. Das Holz wird im Biomasse-Heizkraftwerk in Braunschweig-Querumenergetisch verwertet und liefert somit einen Beitrag zur CO2-neutralen Energiegewinnung.

Im Agrarholzanbau wird zwischen Agroforstsystemen und Kurzumtriebsplantagen unterschieden (siehe nächster Punkt).

Kurzumtriebsplantagen

In Kurzumtriebsplantagen (KUP) werden schnellwachsende Bäume wie Weide und Pappel zur Gewinnung von Energieholz angebaut. Nach einer Wachstumsperiode von drei bis sechs Jahren erntet man die oberirdischen Triebe und verarbeitet sie zu Hackschnitzeln. Die Bäume treiben danach erneut aus und können so über 20 Jahre hinweg mehrmals geerntet werden. Da sich der Befall mit Schädlingen bei langjährigen Monokulturen von Jahr zu Jahr steigern kann, forschen wir hier an effektiven Bekämpfungsmethoden.

Weitere Informationen zum Forschungsgebiet „Energieholzanbau

Neue Kulturpflanzen

Neue Kulturpflanzen, die zukünftig zum Repertoire deutscher Landwirte gehören könnten, stehen ebenfalls auf dem Forschungsprogramm des JKI. Das JKI untersucht als potenzielle Bioenergiepflanzen aus anderen Regionen der Welt beispielsweise die Durchwachsene Silphie, die Andenlupine oder Miscanthus-Arten. Dabei wird darauf geachtet, wie sich diese nicht heimischen Arten in unseren Agrarökosystemen verhalten.

Es wird geprüft, ob die Pflanzen sich für einen Anbau in Deutschland eignen oder in Hinblick auf den Klimawandel sogar gewisse Vorteile haben. Manche Arbeiten schließen eine züchterische Anpassung an das hiesige Klima ein. Für eine wirtschaftliche Energiegewinnung werden Anbaumethoden und Verarbeitung weiterentwickelt und die Erträge mit den bereits etablierten Energiepflanzen wie Mais oder Grünschnittroggen verglichen. Als ein besonderer Lieferant eines nachwachsenden Rohstoffes steht derzeit der Kaukasische Löwenzahn im Fokus, dessen Inhaltsstoffe für die Kautschukproduktion verwendet werden können.