Miscanthus - Miscanthus x giganteus - Chinaschilf

Geschrieben von: Michael Pankratius

Taxonomie und Botanik

Miscanthus (`Stielblütengras´) ist eine Pflanzengattung aus der Familie der Poaceae (`Süßgräser´) und umfasst rund 20 Arten. Die bekanntesten sind Miscanthus x giganteus, die als Energiepflanze verwendet wird und Miscanthus sinensis (´Chinaschilf´), die vorrangig als Zierpflanze gilt.
Die Heimat von Miscanthus sind die feuchten Wiesen und Sümpfe Afrikas und Ostasien. Es ist ein ausdauerndes Süßgras mit bis zu 4 m hohen Beständen – Halme, die im Frühjahr aus dem starken unterirdischen Rhizomsystem austreiben und im Herbst absterben. Die Blätter sind zweizeilig angeordnet und bestehen aus einer langen, Stängel umfassenden Blattscheide und einer 2-3 cm breiten, dunkelgrünen Spreite. Die zweiblütigen Ähren sind in Form endständiger Rispen angeordnet, die aufgrund langer Haare an der Ährchenbasis ein silbriges Aussehen haben.

Miscanthus x giganteus


Einleitung und Biologie

Das Riesen Chinaschilf ist eine Kreuzung aus Miscanthus sinensis und Miscanthus sacchariflorus und hat seinen Ursprung in Japan. Über Dänemark gelangte es dann 1935 nach Europa. 1970 rückte das Chinaschilf in den Fokus, als nach alternativen Energiequellen gesucht wurde. Ende der 80er und anfang der 90er wurden im großen Umfang Forschungen und Feldversuche mit dieser Pflanze durchgeführt, die aber aufgrund zu hoher Pflanzkosten und Winterverluste abgebrochen wurden. Erst in neuerer Zeit entwickelte sich Miscanthus x giganteus zu einem marktfähigen Produkt: einerseits durch die Entwicklung der Rhizomvermehrung, die die beiden Hauptprobleme schlagartig löste und durch den Trend, nachwachsende Rohstoffe für die Energiegewinnung zu nutzen.

Miscanthus x giganteus ist ein perennierendes (mehrjähriges) C4-Gras und daher fähig in kurzer Zeit mit vergleichsweise wenig Wasser, CO2 und Nährstoffen viel Biomasse zu produzieren. Mit bis zu 20 Tonnen pro Hektar Land  ist Miscantus x giganteus der derzeitig ertragreichste Klon, der in Europa verbreitet ist. Er ist ein triploider Artbastard und kann daher keine fertilen Samen bilden. Er wird durch Klonung vermehrt, entweder durch Teilung der unterirdisch angelegten Rhizome oder durch Mikrovermehrungsverfahren.

Bereits im Anpflanzjahr Mitte April bis Mitte Mai, wenn die Bodentemperaturen über 9 °C liegen, beginnen sich sprossbürtige Rhizome zu bilden, die der Pflanze als Speicher- und Überwinterungsorgan sowie als Ausläufer dienen, aus denen jedes Jahr neue Sprosse gebildet werden. Im Herbst findet dann eine Rückverlagerung von Nährstoffen aus den oberirdischen Sprossen in das Rhizom statt, von wo sie im Frühjahr wieder in die neuen Sprosse eingelagert werden.

Standortansprüche und Anbau

Solang die Böden nicht zu Staunässe neigen, wächst Miscanthus auf den meisten Böden. Jungpflanzen bevorzugen leichtere Böden, währen sie in den Folgejahren auf schwereren Böden ein durch bessere Wasserversorgung bedingtes höheres Massenwachstum aufweisen. Miscanthus verträgt kürzere Trockenperiode. Eine gleichmäßige Wasserversorgung in der Vegetationsperiode hingegen erhöht den Ertrag.
Wie alle C4 Pflanzen ist Miscanthus Wärme liebend. Er bringt allerdings auch in Gebieten mit einer Durchschnittstemperatur von 7 °C  gute Massenerträge, solange sie nicht an Trockenstress leidet. Die Niederschlagsmenge sollte nicht weniger als 700 bis 900 mm betragen.
Miscanthus sollte nicht höher als 700 m ü. M. angebaut werden.

Das größte Problem des Miscanthus Anbaus in Deutschland sind die Auswinterungsverluste während des ersten Jahres. Wenn die Bodentemperaturen -3,5 °C unterschreiten, dann schädigt dies die Entwicklung der Jungpflanze. Ebenso gefährden Spätfröste die jungen Triebe. Wenn die Fröste im Herbst zu früh beginnen, findet eine unvollständige Rückverlagerung der Nährstoffe in das Rhizom statt. Dadurch kommt es zu einer verminderten Brennstoffqualität (höhere Mineralstoff- und Aschegehalt).

Die Anpflanzung erfolgt Ende Mai. Der Boden sollte vorher gepflügt werden um den Unkrautdruck für die Jungpflanzen zu senken und einen leicht durchwurzelbaren Boden zu schaffen. Die Pflanzung kann teilweise mit herkömmlichen Pflanzmaschinen durchgeführt werden. Je größer der Ballen der Jungpflanze umso geringer ist die Auswinterungsgefahr, hier empfiehlt sich eine Ballengröße von 5 x 5 cm bei einer Pflanzdichte von 2 Pflanzen je m².
Eine weitere Möglichkeit ist, Rhizomstücke oberflächlich ins Feld zu pflügen.

Da in den ersten beiden Jahren eine starke Gefahr der Verunkrautung besteht, sind mechanische und chemische Bekämpfungen notwendig.
Die Düngung ist von dem Nährstoffgehalt des Bodens abhängig und orientiert sich nach der Ertragserwartung. Da die Rhizome ein Nährstoffpuffersystem bilden, wirkt sich eine Düngung nicht direkt aus. Eine Düngezugabe sollte sich daher aus den entzogenen Nährstoffen durch abgeerntete Biomasse berechnen lassen. Nach Kaltschmitt et al (2009) wird empfohlen „bei einem Jahresertrag von 20 t/ha Trockenmasse … eine jährliche Gabe 60 kg/ha Stickstoff zum Sprossaustrieb und 9 kg/ha Phosphor 100 kg/ha Kalium nach der Ernte“ auszubringen. „Auf fruchtbarem Boden kann aber auch auf die Stickstoffdüngung verzichtet werden.“

Ernte

In den ersten beiden Jahren ist der Ertrag gering, jedoch erreicht er zwischen dem dritten und fünften Jahr seinen Höhepunkt. Je nach Standortbedingungen schwankt der Ertrag zwischen 10 und 30 Tonnen Trockenmasse pro Hektar und Jahr. Die geschätzte Nutzungsdauer einer Miscanthus- Pflanzung beträgt rund 20-25 Jahre.
Durch die Nährstoffverlagerung und die Abnahme des Feuchtegehalts im Winter ist die einjährige Ernte von Februar bis Mitte Mai am günstigsten. Zu diesem Zeitpunkt kann ein Trockenmassegehalt von 80 % erreicht werden. Ideal erweisen sich hier Zeitpunkte direkt nach trockenen Frostperioden. Die Blätter sollten größtenteils abgefallen sein, da die Nährstoffe so auf dem Feld verbleiben und ein zu hoher Aschegehalt, der in den Biomassefeuerungsanlagen zu Störungen führt, verhindert wird.

Energetische und stoffliche Nutzung

Miscanthus hat im Vergleich zu anderen Halmgütern aufgrund seines geringen Wassergehaltes sowie seines niedrigen Asche-, Stickstoff-, Kalium- und Chlorgehaltes sehr günstige Brennstoffeigenschaften.
Nach einer Rechnung von miscanthus-gigantheus.at hat 1 kg Miscanthus mit einem Wassergehalt von 14 % hat einen Energieinhalt von rund 4,4 kWh. Für 1 Liter Heizöl Extra Leicht mit 10 kWh/Liter benötigt man rund 2,27 kg Miscanthus.
Aufgrund hoher Kosten ist nur eine standortnahe Verwendung rentabel. Abhilfe könnte die Pelletierung schaffen, an der zurzeit noch geforscht wird. Miscanthus Briketts haben sich bereits bewährt.
Ein Problem stellt die Schlackebildung bei der Verbrennung des Häckselguts dar. Sie entsteht durch den hohen Siliziumanteil. Daher ist Miscanthus nicht in jeder Verbrennungsanlage einsetzbar.
Im Bereich der stofflichen Nutzung kommt Miscanthus vorwiegend im Baustoff und Dämmstoffbereich zum Einsatz.


________________________________________________________

Quellenangaben:

Anon, the (2010): http://www.miscanthus-giganteus.at/termischeverwertung.htm aufgerufen am 14.2.2010

Jodl, S., Kuhn, W..: Vom Ziergras zur Rohstoffpflanze: 10 Jahre Miscanthus-Forschung. Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau (LWG)

Kaltschmitt et al (2009): Energie aus Biomasse, Springer

Rösch, C. (2001): Nachhaltige Nutzung von Biomasse als Energieträger. Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS), Forschungszentrum Karlsruhe, TA Datenbank-Nachrichten, Nr. 3, 10. Jahrgang, Sept. 2001, S. 27–34

Symposium Miscanthus (1995): Biomassebereitstellung, energetische uns stoffliche Nutzung, Schriftreihe „Nachwachsende Rohstoffe“ FNR, Band 4, 1995

Wolters, D. (1999): Bioenergie aus ökologischem Landbau: Möglichkeiten und Potentiale. Wuppertal Paper Nr. 91

Geschrieben von Michael Pankratius


Stichworte: , , , , ,

Datum: Mittwoch, 24. Februar 2010 15:46
Themengebiet: Glossar Trackback: Trackback-URL
Feed zum Beitrag: RSS 2.0 Diesen Artikel kommentieren

Ein Kommentar

  1. 1

    Miscanthus ist schon fast zu schade zum Verbrennen. Besser ist der Einsatz als Pflanzenmulch und Kleintiereinstreu (Häcksel)

Kommentar abgeben