MEFAP

Transdisziplinäre Mehrfachnutzung von Rohfaser und Rohprotein klimaresilienter Fruchtarten über selektive Ernte- und Aufbereitungsverfahren in ressourcenschonenden Farming-Systemen mit Recycling des Stickstoffs

Kurzbeschreibung und Ziele

Ziel von MEFAP ist es, klimaresiliente und ressourcenschonende Farming-Systeme zu entwickeln. Diese sollen eine Mehrfachnutzung von Proteinen und Naturfasern ausgewählter Ackerfrüchte ermöglichen und mit einer effektiven Energie- und Mineraldüngerproduktion verbunden werden. Um eine höhere wirtschaftliche und agrarökologische Vielfalt zu erreichen, werden neben Roggen, Hanf und Mais neue trockentolerante Fruchtarten wie Sorghum bicolor (Körnerhirse), Faserlein, Sonnenblumen, Kichererbse und andere in die Fruchtfolge integriert. Ein Großteil dieser trockentoleranten Ackerfrüchte zeichnet unter anderem aus, dass sie den Stickstoffgehalt (N) im Boden durch Symbiose mit Stickstoff-fixierenden Mikroben erhöhen.

Das MEFAP-Team legt Wert auf eine umweltschonende Aufbereitung und Nutzung der Rohfasern. Die Forschenden wollen den Landwirten solche Pflanzen vorschlagen, die hohe Erträge an Eiweiß- und Energiefuttermittel liefern, damit eine hohe Flächeneffizienz erzielen und wesentlich zu regionalen Wertschöpfungsketten beitragen. Zugleich sollen diese Pflanzen die landwirtschaftliche Biodiversität erhöhen und Positives zum Klima- und Artenschutz beisteuern. Am Ende des konzipierten Stoffkreislaufs steht die umweltschonende Erzeugung und Anwendung von Düngemittel (Ammoniumsulfat aus Gülle).

Projektinnovation

Theoretisch kann eine bis zu fünffache Steigerung der Ressourceneffizienz der Lausitzer Landwirtschaft realisiert werden, wenn aus den oben genannten Ackerfrüchten sowohl:

• Fasern und sekundäre Biopolymere als auch
• Eiweiß- und Energiefutter und ligninbasierte Produkte erzeugt werden.
• Zudem soll ein signifikanter Bodenaufbau (N-Fixierung) bei ertragsschwachen Standorten
• mit einer Erhöhung der Biodiversität durch integrierte Agroforststreifen und
• die Gewinnung eines kostengünstigen Vollnährstoffdüngers aus Biogasgülle sowie
• der standortnahen Verarbeitung der Pflanzenfasern in bioökonomischen Wertschöpfungsketten kombiniert werden.

Im Projekt wird die duale Nutzung klimaresilienter Fruchtarten forciert und erprobt, so verblieben Sonnenblumenstängel beispielsweise bisher immer auf dem Feld. Mit Einführung einer anderen Reststoffverwertung können auch die faserhaltigen Pflanzenteile effektiver genutzt werden. So verfügen beispielsweise Maisstängel und Getreidestroh je nach Standort über einen ähnlichen Cellulosegehalt wie Holz verfügen und könnten daher gut als Faserlieferant dienen.

MEFAP und die Lausitz
Die Projektziele sollen zu einer optimalen Nutzung der Grenzstandorte in der Lausitz mit wenig Niederschlag beitragen. Damit werden gute Grundlagen für landwirtschaftliche und weiterverarbeitende Betriebe in der Region geschaffen, deren Wirtschaftlichkeit dank Produktinnovationen wesentlich verbessert werden kann.

Nachhaltige Landnutzung und Bioökonomie
Durch gezielten Einsatz von Pflanzen, die mit den besonderen Herausforderungen in der Region zurechtkommen, lässt sich der Ertrag der Betriebe sowie gleichzeitig die landwirtschaftliche Biodiversität erhöhen und die Anwendung nötiger Düngemittel reduzieren. Ein gutes Beispiel hierfür ist der Anbau von Wickroggen. Roggen liefert sowohl Getreide als auch gute Fasern und verbunden mit der Wicke ist er perfekt an sandige und regenarme Standorte angepasst. Die Wicke ist anspruchslos, proteinreich und ein gutes Tierfutter. Außerdem blüht sie im Juli und ist dann eine reichhaltige Nahrungsquelle für Insekten.

Erwartete Ergebnisse

Am ZALF wurden Feldversuche und in den Landwirtschaftsbetrieben Praxisversuche durchgeführt. Die Aufwüchse wurden in verschiedenen Stadien auf Faser- und Futterqualität untersucht. Die Pflanzen- und Tierproduktion wurde als ein einheitliches Produktionssystem betrachtet mit einer integrierten Reststoffbewertung. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass vielfältigere Fruchtfolgen mit Leguminosen als Zwischenfrüchte und klimaresiliente Pflanzen wie Luzerne, Hirse und Mais wieder verstärkt in den Pflanzenbau einbezogen werden müssen. Deren Ernterückstände im Boden (Wurzelsysteme) sorgen für organische Stickstoffreserven und tragen zum Humusaufbau auf den Äckern bei. Dies ist unverzichtbar, da die Abfuhr von Rohfasern humusbildende Maßnahmen im Pflanzenbau erforderlich macht.

Ausblick

Künftig sollten alle Aspekte einer bioökonomischen Mehrfachnutzung von Fruchtarten in den Pflanzenbau integriert werden. Aufgrund der großen Nachfrage der Papierindustrie wird die Verwertung von Naturfasern, zum Beispiel Getreidestroh etc., für die Zellstoffproduktion immer wichtiger. Ebenso steigt die Bedeutung der Pflanzenfasern für die Produktion von Biogas und Methanol aus Reststoffen (siehe Infografik).