Klimaschutz

Klimaschutz und Klimaanpassung durch Leguminosenanbau

In der Fruchtfolgegestaltung nach der klassischen, verbesserten Dreifelderwirtschaft, ist der Anbau von Leguminosen zur Regeneration der Bodenfruchtbarkeit unerlässlich. Seit Ende der 1970er Jahre wurden die Leguminosen weitestgehend aus den engen, marktfruchtorientierten Fruchtfolgen verdrängt.

Um den Anbau heimischer Hülsenfrüchte auszuweiten, wurde im Jahr 2012 vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) die Eiweißpflanzenstrategie veröffentlicht. Mit der Eiweißpflanzenstrategie des BMEL sollen Wettbewerbsnachteile heimischer Eiweißpflanzen verringert werden. Es sollen Forschungslücken geschlossen sowie Maßnahmen in der Praxis erprobt und umgesetzt werden. In bundesweiten Demonstrationsnetzwerken wird das Wissen zu Anbau und Verarbeitung gebündelt, aufbereitet und Interessierten zur Verfügung gestellt. Zusätzlich zum Demonstrationsnetzwerk Erbse und Bohne (DemoNetErBo), welches der Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen (LLH) bundesweit koordiniert, wurde nun ein neues Demonstrationsnetzwerk zu den kleinkörnigen Leguminosen (Demonet-KleeLuzPlus) gestartet.

Ergänzend durch die Einführung der „Greening-Auflagen“ im Jahr 2015 beziehungsweise mit der Etablierung des Hessischen Agrarumweltprogramms „Vielfältige Ackerkulturen“ erlebt der Leguminosenanbau in der hessischen Landwirtschaft eine Renaissance. So stieg beispielsweise im letzten Jahr die Anbaufläche bei den Körnerleguminosen wie Ackerbohnen, Soja oder Erbsen auf über 9.000 ha. Die Anbaufläche der Futterleguminosen, also beispielsweise Klee oder Luzerne, erhöhte sich auf knapp 15.000 ha. Das entspricht einem Anteil an der hessischen Ackerfläche von rund 2 beziehungsweise 3 Prozent. Zum Vergleich: Der Getreideanteil liegt bei rund 65 Prozent. Der Leguminosenanbau könnte also noch deutlich ausgeweitet werden.

Stickstoff aus der Luft statt aus dem Sack

Abbildung 1: Ausgeprägte Wurzelknöllchen an einer Sojawurzel

Im Gegensatz zu allen anderen Pflanzenarten besitzen die Leguminosen die bemerkenswerte Eigenschaft eine Symbiose mit bestimmten Bodenbakterienarten der Gattungen Rhizobium und Bradyrhizobium, den sogenannten Knöllchenbakterien, einzugehen (Abb. 1). Eine Symbiose ist dadurch gekennzeichnet, dass beide Partner einen Nutzen daraus ziehen. Die Bakterien fixieren den Stickstoff aus der Luft und machen ihn für die Pflanze nutzbar. Im Gegenzug liefert die Pflanze Assimilate, wie z.B. Zucker, zur Ernährung der Bakterien. Diese biologische N₂-Fixierung der Knöllchenbakterien funktioniert ähnlich der technischen N-Mineraldüngerherstellung nach dem energieaufwändigen Haber-Bosch-Verfahren. Die Leguminosen können mit dieser Symbiose teils beachtliche Stickstoffmengen aus der Luft binden. Die Fixierungsleistung der Körnerleguminosen variiert je nach Art zwischen 20 und 170 kg N/ha, die der Futterleguminosen kann sogar bis zu 300 kg N/ha betragen. In erster Linie wird dieser Stickstoff für das Wachstum und die Ertragsbildung der Leguminosen selbst genutzt. Über die Ernte- und Wurzelrückstände, die nach dem Anbau auf der Fläche verbleiben und langsam mineralisiert werden, steht aber auch der nachfolgenden Kultur eine gewisse Menge des fixierten Stickstoffs zur Verfügung. Die Nachlieferung von pflanzenverfügbarem Stickstoff kann je nach Gegebenheiten zwischen 10 und 70 kg N/ha betragen. Die Düngung der Folgekultur kann somit reduziert und Mineraldünger eingespart werden.  Das schont die Umwelt und das Klima. Nicht nur Stickstoffverluste in Form von Nitrat und Lachgas lassen sich so verringern, sondern auch die Emissionen in Höhe von 4,5 bis 9,5 kg CO_2eq/kg Mineral-N, die bei der Herstellung von Mineraldüngerstickstoff freigesetzt werden, können so reduziert werden. Letzten Endes machen sich diese Einsparungen auch ökonomisch bemerkbar.

Leguminosen bringen Kohlenstoff in den Boden

Zusätzlich zur Stickstofffixierung gelangt über die Ernte- und Wurzelreste der Leguminosen eine beachtliche Menge Kohlenstoff in den Boden, welcher durch die Pflanzen vorher als CO₂ aus der Atmosphäre entnommen wurde. Ein Teil dieses Kohlenstoffs wird durch Bodenlebewesen und Mikroorganismen schließlich in Humusverbindungen eingebaut und so längerfristig im Boden gespeichert. Damit leisten die Leguminosen einen weiteren aktiven Beitrag zum Klimaschutz. Sowohl die Körner- als auch die Futterleguminosen zählen zu den humusmehrenden Kulturen. Insbesondere der regelmäßige, mehrjährige Anbau von Futterleguminosen, also Klee und Luzerne bzw. deren Gemenge mit Gräsern, bringt ein beachtliches Potential an Humusreproduktionsleistung mit sich (Abb.2). Dabei sind es in diesem Falle nicht die oberirdischen Ernterückstände, wohl aber die intensive Durchwurzelung des Bodens, die diese Leistung ausmacht. Schließlich besitzt Kohlenstoff aus Wurzelresten und Wurzelausscheidungen ein mehr als doppelt so hohes Humusbildungsvermögen als Kohlenstoff aus oberirdischen Pflanzenteilen. Zudem wirkt sich beim mehrjährigen Anbau die lange Bodenruhe ohne jegliche Bodenbearbeitung positiv auf die Bodenstruktur und die Wasserspeicherfähigkeit aus.

Humus – Das „bekannte Unbekannte“

Abbildung 2: Richtwerte für fruchtartspezifischen Humusreproduktionsbedarf bzw. Humusreproduktionsleistung in Humusäquivalenten je ha Ackerfläche und Jahr (mittlere Werte)

Leguminosen – ein Mehrwert für die Fruchtfolge

Wie eingangs schon beschrieben, sind die Fruchtfolgen in den letzten Jahrzehnten zunehmend enger geworden. Das hat aber gerade in jüngster Vergangenheit, zusammen mit dem Wegfall vieler Pflanzenschutzmittel, vermehrt zu Resistenzproblematiken bei Ungräsern und Unkräutern geführt. Die Integration von Leguminosen in die betriebliche Fruchtfolge kann unter Umständen zu einer Lösung dieser Probleme beitragen. Durch die Aufweitung der Fruchtfolge mit Leguminosen können Infektionsketten von Krankheiten sowie das vermehrte Auftreten von bestimmten Schädlingen und Unkräutern bzw. Ungräsern eingedämmt und der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln eventuell reduziert werden. Wichtig ist dabei aber auch, die empfohlenen Anbaupausen zwischen den Leguminosen zu beachten, da diese nicht selbstverträglich sind! Die Leguminosen hinterlassen ihrer Folgekultur zudem eine sehr gute Bodenstruktur, sodass in den meisten Fällen auf eine intensive Bodenbearbeitung vor deren Aussaat verzichtet werden kann. Eine Erweiterung des Fruchtfolgeartenspektrums trägt nicht allein zum Klimaschutz bei. Der Anbau von Leguminosen kann auch als Anpassung an den Klimawandel verstanden werden.  Zukünftig muss mit einer größeren Variabilität der Witterungsverhältnisse von Jahr zu Jahr gerechnet werden, d.h.  es muss verstärkt mit Hitzeperioden und Frühsommertrockenheit genauso wie mit lokalen Starkniederschlagsereignissen gerechnet werden. Aufgrund der unterschiedlichen Ansprüche der Kulturpflanzen an den Wasserbedarf, die Nährstoffversorgung oder der Toleranz gegenüber Spätfrösten, kann das Risiko von Ertragsausfällen minimiert werden. Manche Kulturpflanzen profitieren sogar von den höheren Temperaturen, wie beispielsweise die Sojabohne oder die Hirse. Auch die Bodenfruchtbarkeit und die Wasserspeicherfähigkeit des Bodens werden durch eine vielfältige Fruchtfolge positiv beeinflusst. Ebenso wird durch den Anbau eine höhere Biodiversität in der Feldflur erreicht. Gerade in großen Getreideanbauregionen erhöhen die blühenden Leguminosen das Nahrungsangebot für bestäubende Insekten. Auch die Bodenlebewesen und Feldvogelarten profitieren von einer vielfältigen Fruchtfolge. Mehrjährige Leguminosen bieten einigen Tiere und Insekten auch im Winter ausreichend Deckung und Nahrung.

Eiweiß von den eigenen Flächen schont den Regenwald und bildet Futterreserven

Abbildung 3: Rotkleebestand in der Blüte

Im Jahr 2018 wurden rund 3,5 Mio. Tonnen Soja als Futtermittel, vornehmlich aus den USA und Brasilien, nach Deutschland importiert. Für diese großen Sojaanbauflächen werden in Südamerika immer noch große Flächen des Regenwaldes zerstört. Dadurch werden umgerechnet rund 8 kg CO₂ Äquivalente pro Kilogramm Soja freigesetzt. Aber gerade im Bereich der Wiederkäuerfütterung ist der Einsatz heimischer Körnerleguminosen als Eiweißkomponente relativ problemlos möglich. Auch bei der Versorgung von Monogastriern, also beispielsweise in der Schweinemast oder der Geflügelhaltung, kann zumindest ein Teil des Import-Sojas durch Ackerbohne, Erbse und Co. ersetzt werden. Nicht zuletzt gewinnt auch der heimische Sojaanbau, bedingt durch Züchtungsfortschritte und begünstigt durch die höheren Temperaturen in Folge des Klimawandels, zunehmend an Bedeutung. Dazu besitzen die Futterleguminosen wie Klee oder Kleegras ebenfalls ein großes Potential als hochwertiges Eiweißfuttermittel (Abb. 3). Im Besonderen die Luzerne, die nicht umsonst den Beinamen „Königin der Futterpflanzen“ trägt. Häufig werden die kleinkörnigen Leguminosen zusammen mit Gras angebaut und bilden zudem ein gutes Raufutter für Wiederkäuer. Diese Eiweißquellen sind aber nicht nur in der Rinderfütterung optimal zu nutzen, sondern sollten zukünftig auch durch eine entsprechende Aufbereitung und Technik für die Futterversorgung von Monogastriern erschlossen werden.

Weiterhin können durch den Feldfutterbau zusätzliche Futterreserven gebildet werden. Die trockene Witterung der letzten Jahre hat vielerorts zu einem drastischen Rückgang der Grünlanderträge geführt. Um zukünftig Futterengpässe in trockenen Jahren zu vermeiden, sollte der Ackerfutterbau, evtl. auch in Kooperation mit Ackerbaubetrieben, daher stärker ins Auge gefasst werden. Besonders auf sommertrockenen Standorten ist die Luzerne eine gute Alternative zum Kleegras. Durch ihre tiefreichende Durchwurzelung hat die Luzerne eine gute Trockenheitserträglichkeit. Zudem hat sie vergleichsweise viel Rohprotein, eine gute Struktur und wird von den Rindern gerne gefressen.

Kleegras und Luzerne als Proteinergänzung für Milchkühe

Der Anbau von Leguminosen – eine Überlegung wert?

Es gibt zahlreiche positive Effekte, die der Anbau von Leguminosen mit sich bringt. Vor allem, wenn die Ernte in der eigenen Tierhaltung oder auch in der Kooperation mit einem benachbarten, tierhaltenden Betrieb genutzt werden kann, ist der Anbau von grob- und feinkörnigen Leguminosen besonders interessant.

Vielleicht passt dieser Mehrwert der Leguminosen, unter Berücksichtigung der ökonomischen Aspekte, auch in Ihre betriebliche Fruchtfolge?

Weitere Informationen zum Anbau und zur Vermarktung von Leguminosen finden Sie unter:

Eiweißinitiative