Miscanthus besser nutzen
Das schnell wachsende Gras Miscanthus wird vermutlich zu Europas wichtigster Biomassepflanze werden und für den Übergang zu einer nachhaltigen Bioenergieökonomie von entscheidender Bedeutung sein. „Die bemerkenswerten Anpassungsfähigkeiten von Miscanthus machen diese neue Pflanze für eine Kultivierung unter einer Vielzahl klimatischer Bedingungen geeignet“, sagt Professorin Iris Lewandowski von der Stuttgarter Universität Hohenheim, Koordinatorin des Projekts OPTIMISC (Optimizing Miscanthus Biomass Production), das im Jahr 2012 initiiert wurde, um eine optimale Miscanthus-Kreuzung zur Verwendung als Rohstoff für Biokraftstoffe und Biomaterialien zu finden. „Da es sich um eine mehrjährige Pflanze handelt, die über einen Pflanzungszeitraum von 20 Jahren lediglich einmal gepflanzt wird, trägt Miscanthus zu einer verbesserten Bodenfertilität, Bodenkohlenstoffspeicherung, Biodiversität sowie effizienten Nährstoffverwendung bei und die Pflanze hat einen sehr geringen Düngemittel- und Pestizidbedarf“, erklärt Lewandowski. „Derzeit gibt es jedoch eine einzige geklonte Sorte, Miscanthus x giganteus, die europäischen Landwirten zur Verfügung steht. Dies bedeutet, dass es keine Miscanthus-Sorten gibt, die auf unterschiedliche Umgebungen oder Biomasse-Verwendungsoptionen zugeschnitten sind.“ Großflächige Miscanthus-Versuche Die 12 OPTIMISC-Partner (einschließlich von Teilnehmern aus der Türkei, China und Russland) begannen damit, neue Miscanthus-Pflanzen zu identifizieren, die an unterschiedliche klimatische Bedingungen wie bspw. Frost, Dürre und Salinität angepasst sind. Das Team züchtete aus Saatgut oder schuf über neu geschaffene Pflanzenkreuzungen mehr als 150 unterschiedliche Sorten. Durch Feldversuche an 15 verbleibenden Sorten wurde ihre Tauglichkeit für unterschiedliche Umgebungen und unterschiedliche Verwendungszwecke wie bspw. die Herstellung von Ethanol und Biogas sowie Verbrennungsprozesse bewertet. Für sechs groß angelegte Versuche, die in der Türkei, Deutschland, der Ukraine, den Niederlanden, im UK und in Russland durchgeführt worden waren, wurden insgesamt 22.200 Pflanzen kultiviert. Außerdem wurden weitere 40.000 Pflanzen für Versuche im großen Maßstab in China erzeugt, um Sorten zu finden, die unter salzhaltigen Bedingungen wachsen können. Die OPTIMISC-Resultate haben gezeigt, dass die neuen Kreuzungen einen besseren Ertrag erzielen können, als die standardmäßig kommerziell gezüchtete Miscanthus-Sorte. Um in Erfahrung zu bringen, warum bestimmte Sorten die Leistung anderer Sorten übertreffen, führte das Team eine physiologische Analyse zu unterschiedlichen Pflanzen durch. Die Ergebnisse ermöglichen ein besseres Verständnis über das Verhältnis zwischen den Pflanzenwachstumsgeschwindigkeiten und Umweltbedingungen sowie darüber, welche Sorten in unterschiedlichen Umgebungen aufblühen. „Die Resultate zeigten ebenfalls das Potenzial von Miscanthus als Sorte für ein Wachstum auf Grenzertragsflächen“, meint Lewandowski weiter. Die Produktion optimieren Die im Zuge des Projekts gesammelten Daten werden jetzt dabei behilflich sein, Produktionsmethoden zu optimieren. Im Rahmen des Projekts wurden Möglichkeiten für die Verbesserung von Techniken zur Implementierung Miscanthus-basierter Biomasse-Produktionsprozesse beleuchtet. Es wurden Feldmethoden für die Saatgutpflanzung, Erntemethoden sowie Pelletiertechniken analysiert, die eine Bündelung von Biomassematerial ermöglichen. „Unsere Erkenntnisse zur Leistung unterschiedlicher Miscanthus-Sorten sind nunmehr in unterschiedliche Miscanthus-Zuchtprogramme integriert worden und die ersten kommerziellen Sorten stehen kurz vor der Markteinführung“, sagt Lewandowski. Die OPTIMISC-Modelle haben zudem das Potenzial für jährliche Einsparungen von Treibhausgasemissionen bestätigt, die pro Hektar, auf dem Miscanthus angebaut wird, 30,6 Tonnen Kohlenstoffdioxid entsprechen. „Die OPTIMISC-Resultate werden den Biomasse- und Bioraffinerieindustrien vorgestellt, um ebenfalls wirtschaftliche Argumente für Miscanthus-Biomasse zu liefern“, meint Lewandowski weiter.
Schlüsselbegriffe
OPTIMISC, Biokraftstoff, Gräser, Ertrag, lignocellulose, Biomassequalität, Pflanzenzüchtung, Miscanthus
