Silphien

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Anbau und Produktion - Mehrjährige Kulturen
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Silphie
Production


Die Silphie(Silphium perfoliatum) ist eine mehrjährige Pflanze, die in Nordamerika beheimatet ist. Sie wird für die Biogasproduktion in der Biogasanlage und als Futtermittel verwendet und gilt als dürreresistent.

Sie wird einmalig für mindestens 15 Jahre gesät, erfordert nur sehr wenig Bodenbearbeitung und -intervention, wenig Pestizide und ist honigsüchtig. Daher ist sie eine interessante Kultur für Zonen ohne Behandlung und um Wassereinzugsgebiete.

Ihr Anbau entwickelt sich in Europa, insbesondere in Deutschland. In Frankreich wird die Anbaufläche für Silphie bis 2021 auf 3.000 ha ansteigen, was einer Verdreifachung der Anbaufläche zwischen 2020 und 2021 entspricht.

Beschreibung und Allgemeines

Im ersten Jahr nach der Anpflanzung besteht die Silphie nur aus einer Blattrosette von der Größe eines Kohls und wird nicht geerntet. In den folgenden Jahren erreicht sie eine Höhe von 2 bis 3 m[1]. Jede Pflanze hat 5 bis 50 Blüten[1] behaarte Stängel, deren gegensätzliche Blätter "Schalen" bilden, die das Wasser zurückhalten. Dies hat der Pflanze den Namen "cup plant" eingebracht.

Silphium perfoliatum


Von Mitte Juli bis Ende September blühen zahlreiche Blüten an jedem Stängel, an der Spitze und dann an den Seiten. Die Blüten sind zusammengesetzt, gelb und 6 bis 8 cm breit[2].

Die erste Ernte erfolgt im zweiten Jahr und die Kultur erreicht nach 2 bis 3 Jahren ihre volle Größe, während sie ihr Wurzelsystem ausbildet. In Anbetracht der hohen Kosten für die Anpflanzung ist die fehlende Ernte im ersten Jahr ein nicht zu unterschätzendes Hindernis für die Einführung dieser Kultur. Diese Kosten werden jedoch innerhalb von etwa 7 Jahren ausgeglichen[3]in den folgenden Jahren werden die Parzellen kaum bearbeitet. Um die fehlende Ernte im ersten Jahr zu kompensieren, kann Mais zur gleichen Zeit wie die Silphie gesät werden. Es muss eine Sorte mit aufrechtem Blattwerk und weniger dicht als bei herkömmlicher Aussaat gesät werden, damit die Silphie Licht erhält, aber ansonsten ist die Bewirtschaftung die gleiche wie bei herkömmlichem Mais und ermöglicht einen Ertrag, der 50 bis 80 % des Ertrags von Mais allein entspricht[2]. Die Silphie verträgt insbesondere das Zerquetschen durch denHäcksler bei der Ernte. Diese Methode hat auch den Vorteil, dass der Unkrautdruck im ersten Jahr reduziert wird.


Die Vermehrung der Silphie erfolgt sexuell, aber die Keimungsrate unter natürlichen Bedingungen ist recht niedrig. In einigen Staaten der USA wurde die Silphie als invasiv eingestuft, da sie sich gut an verschiedene Umgebungen anpasst. In Europa wird ihr Invasionspotenzial derzeit als gering, aber nicht als null eingestuft, da ihre Samen durch Wind, Vögel und Erntemaschinen verbreitet werden können. In Frankreich importiert und verkauft die Firma HADN das Saatgut von Silphie unter dem Markennamen Silphie France. Die Sorte Abica Perfo wird als nicht invasiv angepriesen.

Absatzmärkte

Biogas

Der erste Absatzmarkt für Silphie ist die Verwendung als Co-Substrat in der Biogasanlage. Es können Erträge von ca. :

  • 300 bis 350 L Gas/kg TS 320 L Methan/kg TS[4].
  • 4000m3 bis 4500m3 Gas/ha[5].

Im Vergleich zu Mais scheint die Silphie gleich viel oder sogar mehr Trockenmasse pro Hektar zu produzieren[4], aber niedrigere Methanerträge pro Hektar zu erzielen[6][7]bis zu 35% weniger[8].

Futter

Silphie kann als Zusatzfutter in den Rationen von Rindern, Schafen, Ziegen und Schweinen in Form von Silage oder Grünfutter verwendet werden. Es gibt noch keine Studien über seinen Nährwert, aber Analysen der Landwirtschaftskammer der Vogesen ergeben Werte von: 0,7 bis 0,8 UFL[9]mit 12,8 bis 16,9 % MAT[9] (Gesamtstickstoff) für frisches Material. Er enthält also doppelt so viel Protein wie Mais, aber weniger Energie.

Durchschnittliche Futterwerte 2020-2021, berechnet von der Landwirtschaftskammer Grand-Est[10] :

%MS UFL PDIA PDIE PDIN CB
Silphie (geerntet im Stadium der Blütenknospe) 13 0.7 18 64 52 255
Mais 30 0.9 18 52 66 205

Silphie France empfiehlt, nicht mehr als 30 % zu verwenden[9] in der Ration, um eineAzidose zu vermeiden.

Papier, Isolierung, Klebstoff

Andere Verwendungsmöglichkeiten von Silphie werden untersucht, sind aber noch nicht entwickelt. Insbesondere kann Silphie zerrieben werden, um Zellulose zu extrahieren.

Anbaumethode

Bodenart

Laut Silphie France kann Silphie auf allen Böden angebaut werden, außer auf sehr sauren Böden. Unter einem pH-Wert von 6 muss 1 bis 1,5 t/ha Kalk zugeführt werden. Drainierte Böden sind geeignet, aber auch zeitweilig überschwemmte Böden, da die Silphie zweieinhalb Monate unter Wasser übersteht[2].

Um den Ertrag zu maximieren, ist ein etwas feuchter, neutraler bis basischer Boden am besten geeignet. Der Boden muss tief genug sein, oder es muss sich darunter ein krümeliges Gestein befinden, das eine große Wurzelerkundung ermöglicht. Kurz gesagt, ein guter Maisboden ist ein guter Silphieboden.

Klima

Sie ist nützlich, um die Ernten und das Einkommen im Falle von klimatischen Unwägbarkeiten zu sichern, da sie gut widerstandsfähig ist:

  • übermäßigen Regenfällen und Überschwemmungen,
  • frost (außer bei der Aussaat),
  • gegen Trockenheit.

In der Praxis ist es vor allem die Dürreresistenz, die die Landwirte interessiert, und es stimmt, dass man 2 bis 3 m hohe, blühende Silphie-Parzellen inmitten der Dürre findet.

Die wissenschaftlichen Studien sind jedoch gemischter und es fehlen noch Beweise für diese Widerstandsfähigkeit. Silphie verbraucht ungefähr so viel Wasser wie Mais oder luzerne[11] aber nutzt es weniger effizient als Mais (33 kg/ha/mm bzw. 50 kg/ha/mm)[11]). Es scheint jedoch, dass sich ihr Wasserbedarf auf das späte Frühjahr und den Spätsommer konzentriert, also zu weniger kritischen Zeiten, und dass sie auch bei Wassermangel nicht verwelkt, was ihre Widerstandsfähigkeit erklären könnte. In tiefen, lockeren Böden können ihre Wurzeln bis zu 1,5 m tief in den Boden eindringen[11][12]und in tiefen Lössböden sogar bis zu 2,7 m[13]es ist jedoch nicht klar, ob dies die Absorptionsfähigkeit des Bodens erhöht[11]. Insbesondere scheint sich das Wurzelwachstum bei Wasserstress nicht anzupassen, anders als bei Mais und Luzerne. Die Erträge an Trockenmasse[7] und Methan werden bei Trockenheit reduziert(-6 % des spezifischen Methanertrags)[7]und -40% des Methanertrags pro Hektar[11]).

Düngung

Silphie allein: 130 kg N/ha im Jahr der Anlage, dann 100 bis 160 kg N/ha für ein Ertragsziel von 12 bis 20 TMS/ha[2] jedes Jahr.

Sie assimiliert den Gärrest aus der Biogasanlage gut. Silphie France empfiehlt die Ausbringung im Frühjahr in Teilmengen mit einer maximalen Menge von 50 m3/ha[2].

Silphie unter Mais : im ersten Jahr wie normaler Mais düngen.

Darüber hinaus ist bei einem Ertrag von 15 bis 20 tMS/ha mit einem Nährstoffexport von :

  • 60 bis 70 Einheiten/ha Phosphor,
  • 240 bis 300 Einheiten/ha Kali,
  • 80 Einheiten /ha MgO,
  • 280 bis 420 Einheiten/ha CaO.[2]

Aussaat

Die Aussaat sollte nach dem letzten Frost von Ende April bis Mitte Juni erfolgen. Sie verwenden eine einzelkornsämaschine oder eine Drillmaschine mit hinterer Andruckrolle. Die Parzelle muss im Herbst des Vorjahres eingeebnet, gut gereinigt und der Boden fein bearbeitet worden sein.

Die Einstellungen für die Aussaat sind wie folgt:

  • 0,5 bis 1 cm tief, bei Gefahr von Trockenheit maximal 2 cm,
  • 37,5 bis 75 cm Reihenabstand,
  • 2,3 bis 3 kg/ha, d.h. 11 bis 15 Körner/m², um eine Dichte von mindestens 4 Pflanzen/m² zu erreichen [2],
  • Silphie unter Mais : abwechselnd eine Reihe mit Silphie und eine mit Mais, mit 50.000 bis 75.000 Maiskörnern pro Hektar[2]um der Silphie genügend Licht zu geben.

Silphie France garantiert eine Keimrate von über 90% durch Selektion und eine vorkeimende Wärmebehandlung. Dies rechtfertigt den Preis für das Saatgut, der bei ca. 1710 €/ha liegt[9].

Unkrautbekämpfung

Die Silphie wächst im ersten Jahr langsam und ist daher anfällig für Unkräuter. Sie muss daher auf einer sauberen Parzelle ausgesät werden, nachdem der Boden mehrmals bearbeitet wurde. Idealerweise sollte die Vorfrucht eine Winterkultur sein, das Unkraut unterdrücken und nicht Raps, Sonnenblumen oder soja sein[1]. Es gibt keine zugelassenen Herbizide für diese Kultur und nur wenige Produkte sind geeignet. Die chemische Unkrautbekämpfung ist mit dem Mittel pendimethalin nach der Aussaat/vor dem Auflaufen und im Herbst nach der Ernte gegen Ungräser. Ansonsten ist eine mechanische Unkrautbekämpfung mit einem Unkrautstecher erforderlich hackmaschine zum Beispiel.

Sobald die Bedeckung gut etabliert ist, werden die Unkräuter unterdrückt und es ist keine Unkrautbekämpfung mehr erforderlich (sogar die unteren Blätter der Silphie sterben aufgrund des Lichtmangels ab). Die Aussaat unter Maisbedeckung reduziert ebenfalls den Unkrautdruck zu Beginn.

Die Unkrautbekämpfung scheint jedoch nicht unumgänglich zu sein, da die Landwirte häufig angeben, dass sie ihre Silphie-Parzellen nur zur Düngung und zur Ernte bearbeiten.

Parasiten, Krankheiten und Schädlinge

Bisher wurden keine Krankheiten, Parasiten oder Schädlinge für Silphie gemeldet.

Wildschweine, die Schäden an Ackerkulturen verursachen, interessieren sich nicht für die Silphie, deren Blätter rau sind.

Ernte

Die Energie-Silphie wird einmal im Jahr nach der Blüte im September geerntet, wenn sie einen Trockensubstanzgehalt von 28-30% aufweist[9]. Als Futterpflanze wird sie zweimal im Jahr geerntet: Anfang Juni im Stadium der Blütenknospe und Ende September. Überalterte Pflanzen verlieren an Qualität und Appetitlichkeit für das Vieh.

Der Ertrag liegt zwischen 10 und 20 t/ha, je nach Düngungsniveau und Wasserverfügbarkeit. Zum Beispiel kann man für Futtermittel im Juni 5 bis 9 tMS/ha und im September 3 bis 5 tMS/ha erwarten[9].

Es kann ein Feldhäcksler mit Kempervorsatz verwendet werden, oder es kann mit einem Mähaufbereiter gemäht und geschwadet werden und drei oder vier Tage vor dem Wickeln anwelken gelassen werden.

Ende des Silphie-Zyklus

Da es noch keine 15 Jahre her ist, dass die Silphie nach Frankreich zurückgekehrt ist, gibt Silphie France derzeit eine Lebensdauer von 15 Jahren an. Die deutsche Dokumentation (älter als die französische) empfiehlt ebenfalls eine Laufzeit von 15 Jahren[4]danach werden die Renditen wahrscheinlich sinken. Es wird einige Jahre dauern, bis weitere französische Dokumentationen zu diesem Thema vorliegen.

Um die Parzelle zu säubern, würde eine Herbizidanwendung oder eine Scheibenegge und/oder ein Pflügen genügen. Aus demselben Grund fehlt es an Rückmeldungen von französischen Landwirten.

Silphie ist eine gute Vorfrucht für Getreide.

Entscheidung für den Anbau von Silphie

Der Anbau von Silphie bietet interessante Vorteile für eine wirtschaftlich, sozial und ökologisch nachhaltige Landwirtschaft. Aber natürlich ist sie keine Wunderpflanze und hat auch Nachteile.

Vorteile

  • Verwendbar in der Biogasanlage mit Erträgen, die denen von Mais nahe kommen, und als Futtermittel.
  • Eine gewisse Resistenz gegen Trockenheit und Frost frostdies führt zu einem stabilen Einkommen.
  • Mehrjährige Kultur, die einmalig für mindestens 15 Jahre angebaut wird.
  • Es werden nur wenige Betriebsmittel benötigt.
  • Wenig Eingriffe in die Parzelle.
  • Honigbringende Pflanze (man könnte 100 bis 150 kg Honig/ha erreichen)[2]).
  • Günstig für eine gewisse Biodiversität der Fauna: Wasserreservoir für Insekten, Lebensraum für Kleinwild, aber nicht interessant für Großwild.
  • Geringe Störung des Bodens, verbessert die Bodenstruktur, günstig für Regenwürmer und Laufkäfer[11].
  • Als Kultur mit geringen Auswirkungen auf die Wasserqualität anerkannt. Interessant für eine Nichtbehandlungszone (ZNT) oder in der Nähe von Wasserentnahmegebieten, begrenzt die Nitratauswaschung aufgrund der tiefen Wurzeln.
  • Bremst dieErosion der Bödensie verbessert die Bodenstruktur und die Infiltrationskapazität durch den Verzicht auf das Pflügen und die Bodenfauna.
  • Die ästhetische Blüte über den ganzen Sommer kann die Akzeptanz von Energiepflanzen in der Öffentlichkeit erhöhen, insbesondere wenn sie in der NTZ in der Nähe von Wohnhäusern angebaut werden.

Einschränkungen

  • Die Anlage ist schwierig.
  • Kostenintensive Anlage: 1600 bis 2000 EUR einschließlich Saatgut, Starterdünger, Unkrautbekämpfung und Aussaat.
  • Keine Ernte im ersten Jahr, maximale Erträge nach 2 oder 3 Jahren.
  • Anfällig für Unkräuter im ersten Jahr.
  • Noch nicht als Fläche von ökologischem Interesse anerkannt.

Kosten

Diese Tabelle vergleicht einige Produktionskosten von Silphie und Mais als Jahresdurchschnitt über 15 Jahre. Das vollständige Dokument in Englisch finden Sie hier.

Silomais Silphie

(im ersten Jahr bewässert)

Produktionsdauer Jährlich 15 Jahre
Frische Biomasse

(t/ha)

50.0 53.5
Ertrag an Trockenmasse

(t/ha)

31 29
Düngung (€/ha) 197

84

224

122

29

226

Pflanzenschutz

(€/ha)

79 4
Variable Kosten mit Subventionen insgesamt

(€/ha)

1254 900
Arbeitsstunden

(Stunden/ha)

9.5 5.4


Quellen

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 Coronel A., La silphie est en lce, Agri71.fr Le journal professionnel agricole, viticole et rural de Saône-et-Loire , 16. Januar 2021 https://www.agri71.fr/articles/16/01/2021/La-silphie-est-en-lice-51197/
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 Silphie Frankreich https://www.silphie-france.fr/
  3. ↑ Durchwachsene Silphie in Niedersachsen(Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Deutschland) https://www.lwk-niedersachsen.de/lwk/news/21404_Durchwachsene_Silphie_in_Niedersachsen
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 Conrad M., Biertümpfel A., Dr. Vetter A., Durchgewachsene Silphie (Silphium perfoliatum L.) - von Futterpflanze zu Koferment http://www.tll.de/ainfo/pdf/silp1109.pdf
  5. ↑ Silphie Frankreich, Abica Perfo, Silphium perfoliatum, Kultur von Silphie perfoliata https://www.relations-publiques.pro/wp-content/uploads/pros/20210301144256-p3-document-dpil.pdf
  6. ↑ Perrin A., Methanisierung - Vortrag - Die methanogene Kraft der Silphie, Agri Startup summit https://www.youtube.com/watch?v=L5FiQZOQbho
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 Schoo B., Kage H., Schittenhelm S., Radiation use efficiency, chemical composition, and methane yield of biogas crops under rainfed and irrigated conditions, European Journal of Agronomy Volume 87, July 2017, Pages 8-18 https://doi.org/10.1016/j.eja.2017.03.001
  8. ↑ Ruf T., Emmerling C., The effects of periodically stagnant soil water conditions on biomass and methane yields of Silphium perfoliatum, Biomass and Bioenergy Volume 160, May 2022, 106438 https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2022.106438
  9. ↑ 9,0 9,1 9,2 9,3 9,4 9,5 Mechekour F., La silphie, une perenne remise au goût du jour, ReussirLait, 6. Juli 2021 https://www.reussir.fr/lait/la-silphie-une-piste-creuser-pour-pallier-un-deficit-en-fourrages-chez-les-bovins?fbclid=IwAR2zwDQ8_zXYxRkwWKowDKR8T9bNOqm2GESmGUnoSGrMqmpBHWD5bYWmaX8
  10. ↑ Choffel N., Silphie, Die ersten Jahre der Überwachung durch die Landwirtschaftskammern
  11. ↑ 11,0 11,1 11,2 11,3 11,4 11,5 Dauber J., Müller A. L., Schittenhelm S., Schoo B., et al. Agrarökologische Bewertung der durchwachsenen Silphie (Silphium perfoliatum L.) als eine Biomassepflanze der Zukunft, Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, Oktober 2015 https://literatur.thuenen.de/digbib_extern/dn056633.pdf
  12. ↑ Schoo B, Wessel-Terharn M, Schroetter S, Schittenhelm S (2013) Vergleichende Untersuchung von Wurzelmerkmalen bei Silphie und Mais. Mitteilungen der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften 25, 241-242. https://www.gpw.uni-kiel.de/de/gpw-tagung/tagungsbaende/tagungsband-2013
  13. ↑ Schittenhelm, S.; Schoo, B.; Schroetter, S., Yield physiology of biogas crops: comparison of cup plant, maize, and lucerne-grass, Journal für Kulturpflanzen 2016 Vol.68 No.12 pp.378-384 ref.27 https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/20173022773

Anhänge

  • Unter diesem Link finden Sie eine Tabelle zum Vergleich verschiedener methanogener Kulturen, die von der Landwirtschaftskammer des Elsass erstellt wurde.


Vorlage:Annexes pour une culture


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