Anders ackern

Klimawandel und Artenschwund stellen Landwirte vor immer neue Herausforderungen. Mit neuen Kulturen, anderen Anbau- und Pflanzenschutzmethoden könnte der Ackerbau optimiert werden

Werden Nutztiere nicht optimal gefüttert, erbringen sie keine Leistungen. Ähnlich ist es bei Ackerböden - ohne lebendige Pflanzenwurzeln haben die Bodenorganismen keine Nahrung. In der meisten Zeit des Jahres verfügen unsere Kulturböden über zu wenig Wurzeln. Die Frage ist, wie man den Boden ohne Mineraldünger mit Nährstoffen versorgen kann. Welche Pflanzen können das leisten? Wie lassen sich Synergien von Nutzpflanzen im Gemengeanbau nutzen? Und wie sichert man Nützlingen eine ausreichende Nahrungsbasis?

Untersaaten und Zwischenfrüchte fördern die Biodiversität und stabilisieren die Bodenstruktur. Aber auch Mischkulturen - bisher eher eine Randerscheinung - bieten ungenutzte Potentiale. Denn wo Kulturpflanzen im Gemenge stehen, wird nicht nur das Unkraut unterdrückt, auch der Boden wird besser durchwurzelt. Vor allem vermindert sich der Schädlingsdruck. Dies wiederum führt zu höheren Erträgen und zu mehr Stabilität im Ertrag bei vermindertem Düngereinsatz. So betrieb Agrarexperte Herwart Böhm auf 20 Hektar des Thünen-Instituts für Ökologischen Landbau Mischfruchtanbau von Sommer- oder Wintererbsen und diversen Getreidearten und hat gute Erfahrungen damit gemacht.

Die Ergebnisse jahrelanger Forschung zur Wechselwirkung zwischen Pflanzenwurzeln und Bodenorganismen sind nicht nur für den Ökolandbau interessant. Aktuell werden auf 20.000 Hektar Ackerland Gemengekulturen angebaut, größtenteils im konventionellen Anbau.

Das hat auch in der Tierfütterung einen Stellenwert: Ein Schweinemäster, der mit einem Gerste-Erbsen-Gemisch vom eigenen Acker einen Mehrertrag von 10 bis 15 Prozent erwirtschaftet, bekommt mit hofeigenem Futter seine 80 Mastschweine satt. Von dem hohen Vorfruchtwert der Erbsen profitieren die nachfolgenden Kulturen.

Streifenanbau ohne Ertragseinbußen

Ein Anbau im Gemenge, wie er in Europa üblich ist, hat 16 Prozent mehr Ertrag bei 19 Prozent weniger Dünger im Vergleich zum Anbau in Reinkulturen. Bei der asiatischen Variante des Streifenanbaus liegt der Ertrag um 29 Prozent höher, obwohl 33 Prozent weniger gedüngt wird. Auf einzelnen Streifen werden weitgliedrige Fruchtfolgen kultiviert.

Laut einer Studie, an der chinesische und holländische Wissenschaftler beteiligt waren, liefert der mehrreihige Streifenanbau, wie er üblicherweise in China praktiziert wird, einen vier Mal höheren Ertrag als vergleichbare Mischkulturen. Außerdem lagen die absoluten Erträge bei Maismischungen mit kurzkörnigem Getreide oder Hülsenfrüchten deutlich über denen reiner Monokulturen.

Ob im Gemenge oder Streifen - beides braucht eine gute Anbauplanung. Welche Kulturen kommen gut nebeneinander aus, welche unterstützen sich gegenseitig? Was kann zum selben Zeitpunkt geerntet werden? Unterstützt von der Universität Wageningen, experimentiert der niederländische Ackerbaubetrieb ERF seit 2016 auf 42 Hektar mit Streifenanbau. Untersucht werden Auswirkungen auf Erträge, Biodiversität sowie Krankheiten und Schädlinge bei Kartoffeln, Kleegras, Zuckerrüben, Gerste, Zwiebeln, Möhren, Weizen, Kohl und Lauch.

So waren die diesjähren Erträge aus dem Streifenanbau ähnlich hoch wie die von Monokulturen oder sogar höher. Die Umstellung auf Streifenanbau sei ohne Vertragseinbußen möglich, sagen die niederländischen Ackerbau-Experten. Die biologische Vielfalt macht das System widerstandsfähiger und trägt zur Stabilisierung landwirtschaftlicher Erträge bei. Ganz nebenbei nahm die Insektenpopulation um 400 Prozent zu.

Die Vielfalt an Nutzpflanzen auf kleinem Raum verbessert die Biodiversität, vermindert Pflanzenkrankheiten und zieht natürliche Gegenspieler an. So breitet sich die Pilzkrankheit Phytophthora bei Kartoffeln schon allein deshalb nicht so weit aus, weil die benachbarte Kultur dafür nicht anfällig ist. Ist ein Streifen mit Erbsen mit Blattläusen befallen, helfen die im Insekten im benachbarten Sommerweizen aus: Als natürliche Feinde fallen sie über die Blattläuse her, um sie zu vertilgen.

Doch es gibt auch Nachteile: So brauchen die Streifenparzellen in Trockenperioden eine aufwändigere Bewässerung. Experten empfehlen den Einsatz von Tröpfchenbewässerung.

Mehr Vielfalt auf dem Maisacker

In Deutschland werden rund 2,6 Millionen Hektar mit Mais angebaut. Mais gilt als lukrativ, hat aber viele negative Umwelteffekte: Zuviel Stickstoffdünger belastet das Trinkwasser, und der Anbau in Monokulturen bietet Insekten keinerlei Nahrung. Ganz anders im Gemenge mit Leguminosen und Sonnenblumen. "Wenn es uns gelänge, Blühpflanzen mit Mais auszusäen, würden nicht nur bestäubende Insekten profitieren", erklärt Caroline Schumann vom Kompetenzzentrum Ökologischer Landbau.

Die Agraringenieurin experimentiert am Kaiserstuhl mit dem Anbau von Mais und Bohnen. Im Gemenge mit Blühpflanzen würde sich auch die Biodiversität auf Maisfeldern flächendeckend erhöhen. Das geht auch im Anbau von Futtermais: Die Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft untersuchte Mais-Stangenbohnen- sowie Mais-Sonnenblumen-Mischungen als Futter und zur Substraterzeugung und im Hinblick auf Silierfähigkeit, Inhaltsstoffe und Biogasausbeute. Als Ergänzung zum Mais wurden in einzelnen Parzellen testweise auch Ackerbohnen bzw. Sojabohnen angebaut.

Öko-Mais im Aufwind

Im Ökolandbau führte Mais lange Zeit ein Nischendasein. Doch das ändert sich gerade. 2018 hat sich der Anbau auf 40.000 Hektar mehr als vedoppelt. Vier Jahre früher waren es gerade mal 16.000 Hektar. Seit 2014 dürfen Biobetriebe nur noch ökologisch vermehrtes Mais-Saatgut aussäen.

Prägte Silomais lange das Landschaftsbild, zieht Körnermais nun flächenmäßig nach. Der Anbau der wärmeliebende Pflanze eignet sich besonders auf sich schnell erwärmenden, humosen Böden auf südlich geneigten Flächen. In der Fruchtfolge steht Mais am besten nach Kleegras. Nach der Maisernte bietet sich die Einsaat von Körnerleguminosen an, zum Beispiel im Erbsen-Wicken-Gemenge.

Wegen seiner langen Vegetationszeit nutzt Mais die Versorgung von Nährstoffen aus organischen Düngern gut aus. Weil Mais spät ausgesät wird, können bereits im Frühjahr größere Mengen organischer Dünger ausgebracht werden. Auf schweren Böden sollten Stallmist oder Gründüngung schon im Herbst eingearbeitet werden.

Ökomais wird üblicherweise bis zu zwei Wochen später eingesät als im konventionellen Anbau. Vor der Einsaat wird organischer Dünger eingearbeitet und das Unkraut reguliert. Höhere Bodentemperaturen ermöglichen ein schnelleres Keimen und Auflaufen der Maispflanzen, weshalb sich auch Krankheiten und Schädlinge reduzieren.

Einheimischer Sojaanbau

Geht es um Soja, denkt man zuerst an problematisches Importfutter: Meist gentechnisch verändert, wird dem Anbau in Brasilien wertvoller Regenwald geopfert. In Europa jedoch erweist sich die Sojapflanze als wertvolles Glied in der Fruchtfolge. Der Anbau gelingt auf leicht erwärmbaren, tiefgründigen, mittelschweren schwach sauren bis neutralen Böden mit guter Struktur und hoher Wasserkapazität. Zudem hinterlässt die Pflanze mit den kräftigen Wurzeln und dem üppigen Blattwerk eine guten Bodengare.

Soja besitzt einen hohen Vorfruchtwert, mit nur geringem Nährstoffbedarf. Als Leguminose kann sie mittels Knöllchenbakterien Stickstoff aus der Luft binden, wobei für die Nachfrucht große Mengen übrigbleiben - optimal für Winterweizen in Mulchsaat. Als Vorfrucht eignet sich Wintergetreide, gefolgt von Sommergetreide und Körnermais. Um einen Pilzbefall mit Weißschimmel (Sklerotinia) zu vermeiden, wird zu Wirtspflanzen wie Sonnenblumen und Raps ein vierjähriger Abstand empfohlen. Auch zu anderen Leguminosen wie Ackerbohnen, Erbsen, Lupinen sollte der Abstand in der Fruchtfolge mehrere Jahre betragen.

Seit 2012 hat sich die Soja-Anbaufläche in Deutschland nahezu verfünffacht. 2019 wurde hierzulande auf 29.200 Hektar Soja kultiviert - rund ein Fünftel davon ökologisch. Weil die Öko-Geflügelhaltung zunimmt, steigt der Bedarf an hochwertigen Eiweißfuttermitteln. Aufgrund steigender Nachfrage glauben Experten, dass sich die Soja-Anbaufläche bis 2030 auf 100.000 Hektar erweitern könnte. Außer zu Tierfutter wird Soja auch zu Tofu und Sojamilch verarbeitet. Nicht zuletzt wird der Anbau heimischer Eiweißpflanzen stark gefördert und in vielen Programmen vorangetrieben.

Nebenbei sollen auch regionale Wertschöpfungsketten gestärkt werden. Die Züchtung neuer Sorten steht noch am Anfang, wird aber wirtschaftlich immer interessanter. Hauptanbauflächen sind in Baden-Württemberg und Bayern. Hier gedeihen mittel- und spät abreifende Sorten ohne größere Risiken, in Mittel- und Norddeutschland eher früh abreifende Sorten. In welchen Gegenden Soja am besten wächst, ist auf einer Karte des Sojaförderings markiert. Die Erträge unterscheiden sich je nach Region und Wasserverfügbarkeit. Im extremen Hitzesommer 2018 wurde Soja teilweise schon im August geerntet.

Cyanobacterium - das neue Herbizid?

Ginge es nach Wissenschaftlern der Universität Tübingen, dürften Unkrautvernichtungsmittel wie Glyphosat bald der Vergangenheit angehören. Die Forscher entdeckten kürzlich Bakterien, die diesselbe Arbeit viel umweltverträglicher erledigen: Den Cyanobakterien verdanken wir nicht nur die Entstehung unserer sauerstoffhaltigen Atmosphäre vor Milliarden von Jahren. Als eine der ersten Organismen betrieben sie auch Photosynthese, weiß Prof. Karl Forchhammer vom Interfakultären Institut für Mikrobiologie und Infektionsmedizin.

Nach eingehender Untersuchung der blaugrünen Kulturen gelang es der Chemikerin Stephanie Grond und ihrem Team innerhalb von vier Jahren, ein weißes Pulver in großen Mengen zu isolieren - das begehrte Zuckermolekül, das bestimmte Pflanzen im Wachstum hemmt.

Bei ihm war in Laboruntersuchungen derselbe Effefekt zu beobachten wie bei Glyphosat: Die behandelten Pflanzen stellten den Keimungsprozess ein. Während Glyphosat den Stoffwechsel stört, wird das Zuckermolekül im Boden zügig abgebaut. Leider hat es einen Nachteil: Es produziert klimawirksames Methan. Doch für dieses Problem finden die Tübinger Wissenschaftler sicher bald eine Lösung.