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Die Durchwachsene Silphie (Silphium perfoliatum) ist als Bioenergiepflanze eine ökologisch vorteilhafte Alternative zu Silomais. Das ist das Ergebnis einer mehrjährigen Vergleichsstudie von Forschenden der Universität Bayreuth. Über ihre Ergebnisse berichten sie im Fachjournal GBC Bioenergy.
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What for?
Die Suche nach nachhaltigen Alternativen zur Energiegewinnung aus landwirtschaftlichen Kulturen ist ein zentrales Anliegen im Zuge der europäischen Klimaziele, bis 2050 klimaneutral zu werden. In Deutschland dominiert bislang der Mais als Energiepflanze, doch sein Anbau bringt ökologische Herausforderungen mit sich: Bodenerosion, Nährstoffauswaschung und insbesondere die Belastung des Grundwassers mit Nitrat sind bekannte Probleme. Deshalb müssen durch Forschung geeignete Alternativpflanzen identifiziert werden, die die ökologischen Probleme bei gleicher oder ähnlicher Biomasseproduktion und Energiegewinnung minimieren.
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Die Durchwachsene Silphie, auch Becherpflanze genannt, ist eine mehrjährige Pflanze aus Nordamerika, die sich durch ein tiefreichendes Wurzelsystem und eine langjährige Nutzungsmöglichkeit auszeichnet. Sie wird als Alternative zu Silomais für Energiegewinnung angebaut. Wie gut sie wächst und ob sie eine ökologische Alternative zu Mais ist, haben Forschende der Professur für Agrarökologie und des Ökologisch-Botanischen Gartens (ÖBG) der Universität Bayreuth über einen Zeitraum von vier Jahren in der Lysimeteranlage des ÖBGs erforscht – einer Anlage, in der Sickerwasser beprobt werden kann. So konnten die Pflanzen unter kontrollierten Bedingungen wachsen, sowohl bei guter Wasserversorgung als auch unter moderatem Trockenstress, um die Herausforderungen des Klimawandels zu simulieren.
„Unsere Ergebnisse zeigen deutlich, dass die Silphie ab dem zweiten Jahr mehr Biomasse produziert als Mais. Besonders bemerkenswert ist die Fähigkeit der Silphie, Stickstoff effizient aus dem Boden aufzunehmen und dadurch die Auswaschung von Nitrat – einer Stickstoffverbindung – ins Grundwasser drastisch zu reduzieren“, sagt Anna Hollweg, Masterandin an der Professur Agrarökologie der Uni Bayreuth und Erstautorin der Studie. Im dritten und vierten Experimentjahr lag die Nitratauswaschung unter Silphie um bis zu 99 % niedriger als unter Mais.
Auch unter moderaten Trockenbedingungen blieb die Silphie vergleichsweise stabil. Während der Mais unter Trockenstress weniger Biomasse bildete, zeigte die Silphie geringere Einbußen. „Generell ermöglicht es das tiefe Wurzelsystem der Silphie, auch in tieferen Bodenschichten Wasser und Nährstoffe zu erschließen. Zudem fördert sie die Aktivität von Bodenmikroorganismen, was langfristig zur Verbesserung der Bodenqualität beiträgt“, sagt Prof. Dr. Johanna Pausch, Professorin des Lehrstuhls für Agrarökologie der Universität Bayreuth. Damit stellt die Silphie nicht nur eine ökologisch vorteilhafte Alternative zum Silomais dar, sondern kann auch unter den Bedingungen des Klimawandels wie zunehmende Trockenheit eine verlässliche Energiepflanze sein.
„Wir schlagen vor, in der Etablierungsphase eine Kombination aus Mais und Silphie auf dem Acker auszubringen, um die Vorteile beider Kulturen zu nutzen. Insgesamt bietet die Silphie eine vielversprechende Perspektive für eine Landwirtschaft, die Produktivität und Umweltschutz miteinander verbindet“, sagt Hollweg.
Prof. Dr. Johanna Pausch
Professur Agrarökologie
Universität Bayreuth
E-Mail: Johanna.Pausch@uni-bayreuth.de
Originalpublikation: Anna Hollweg, Johanna Pausch, Finn Zajewski, Marianne Lauerer, Khatab Abdalla. Perennial Cup Plant (Silphium perfoliatum L.) Outperforms Silage Maize (Zea mays L.) in Root Biomass and Nitrate Retention. GCB Bioenergy (2025)
DOI: https://doi.org/10.1111/gcbb.70074
Blüte der Durchwachsenen Silphie (Silphium perfoliatum)
Source: Marie Ende
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars, all interested persons
Biology, Energy, Environment / ecology, Oceanology / climate, Zoology / agricultural and forest sciences
transregional, national
Research results
German
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