Einfluss der Seneszenz auf die Differenzierung der Inhalts­stoffe von Körnerleguminosenstroh als Grundlage für die Berechnung theoretischer Biogaspotentiale

Abstract

Der Einsatz von Getreidekorn oder Mais als Substrat für die Biogasanlage wird durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) zukünftig schrittweise auf maximal 44 % begrenzt (EEG, 2017, § 39 h). Zusätzlich hierzu wird bei den meisten bestehenden und neuen Anlagen die Festvergütung entfallen, was eine weitere Herausforderung hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit von Substraten darstellt. Koppelprodukte aus der Landwirtschaft stellen eine bisher weitestgehend ungenutzte, kostengünstige Alternative dar. Für einen erfolgreichen Einsatz von stroh­artigen und damit lignozellulosereichen Substraten in Biogasanlagen ist es jedoch notwendig, Daten zum Biogaspotential zu generieren. Den bisherigen hauptsäch­lichen Anbaureiz bei Körnerleguminosen stellt der Vorfruchtwert der Kultur dar (Zerhusen-Blecher et al., 2016). Die Nutzung dieses Koppelprodukts in Biogas­anlagen könnte einen zusätzlichen Anbaureiz schaffen und die Wirtschaftlichkeit von Körnerleguminosen verbessern. Um die Auswirkung der zunehmenden Seneszenz auf die Inhaltsstoffe des Strohs bei Körnerleguminosen zu prüfen, wurden jeweils drei Genotypen von Futter­erbsen Pisum sativum L. und Ackerbohnen Vicia faba L. in zwei Jahren, an zwei Standorten in vierfacher Wiederholung zu unterschiedlichen Terminen geerntet und als Stroh oder Strohsilage konserviert. Die Termine sollten die Zeitspanne von einer beginnenden Drusch­reife (BBCH 84 – 89), zur Druschreife (BBCH 89 – 94) und später Druschreife (BBCH 96 – 98) bis hin zur vollständigen Totreife (BBCH 99) abdecken. Die Untersuchung der Inhaltsstoffe umfasste den Rohprotein-, Hemizellulose-, Zellulose- und Ligningehalt nach van Soest. Anhand dieser Inhaltsstoffe wurden theoretische Biogaspotentiale berechnet. Die Untersuchungen ergaben bei beiden Arten eine Abnahme des Rohproteingehalts mit zunehmender Seneszenz. Bei den anderen Inhaltsstoffen gab es Unterschiede zwischen den Arten und Konser­vierungsverfahren. Der Hemizellulosegehalt lag, durch die Silierung abgebaut und zu organischen Säuren umgewandelt, bei den Silagen unterhalb der Gehalte im Stroh, trotz identischem Ausgangsmaterial. Insgesamt wurde eine Zunahme der Gerüstsubstanzen mit fortschreitender Seneszenz festgestellt. Die theoretischen Biogas­potentiale nahmen mit fortschreitender Seneszenz zu oder blieben davon unbeeinflusst. Es wurden Biogasausbeuten von etwa 530 l/kg TM und Methangasausbeuten von etwa 265 l/kg TM berechnet, dies entspricht etwa 75 % der Methangasausbeute von Silomais (Karpenstein-Machan, 2005). Die Sortenunterschiede waren bei den Gasausbeuten der Ackerbohnen gering, daher ist der Strohertrag ein wichtigerer Parameter für die Nutzung als Biogassubstrat. Bei den Ackerbohnen sind die Sorten Fuego und Tiffany zu empfehlen, da hier die Stroherträge gesichert höher waren als die der Sorte Taifun. Bei den Erbsen hatte die Sorte Respect einen höheren Stroh­ertrag und etwas höhere Gasausbeuten als die anderen Sorten, jedoch konnte diese Sorte nicht vollständig geprüft werden, weshalb keine Sortenempfehlung gegeben wird.