Ein ganz besonderer Stoff

Die Getreidearten sind um sie an die intensivere Produktionstechnik anzupassen durch züchterische Maßnahmen deutlich kurzstrohiger geworden. So beträgt beispielsweise die Halmlänge bei den kurzen Winterweizensorten nur noch 75 bis 80 cm, bei den längeren 115 bis 120 cm. Da das Stroh in der Tierhaltung unverzichtbar ist, der Reproduktion der Bodenfruchtbarkeit dient und als nachwachsender Rohstoff vielseitig verwendbar ist, besteht ein erheblicher Bedarf. Deshalb ist es wichtig zu wissen, ob sich durch die Verkürzung der Halmlänge auch der Strohertrag verringert hat. Nach Bernburger Untersuchungen ist das nicht der Fall: Der Aufwuchs beläuft sich auf 80 bis 100 dt TM Stroh/ha. Davon beträgt der erntbare Anteil 45 bis 60 dt/ha. Das bedeutet, dass auch nach der Strohernte noch viel organische Substanz in Form der Stoppeln und der Spreu auf dem Acker verbleibt etwa 20 % des Strohertrages.

Stroh stellt ein unverzichtbares Futtermittel in der Rinderhaltung dar und dafür gibt es verschiedene Gründe:

nicht ausreichende Grundfutterversorgung, Gewährleistung der Strukturwirksamkeit der Ration, zur Energieverdünnung einer Ration bei energiereichen, rohfaserarmen Silagen, bes. bei trockenstehenden Kühen, Kühen mit niedrigen Leistungen, weiblichen Jungrindern ab 9. /10. Lebensmonat, in Grundrationen mit relativ niedrigem TS-Gehalt (< 35 %) zur Erhöhung auf mindestens 40 %, bei Einsatz großer Mengen von Nebenerzeugnissen aus der Verarbeitung pflanzlicher Produkte (z. B. Pressschnitzel, Biertreber u. a.), Nutzung der verdaulichen Zellulose im Stroh als Energiequelle (dazu wurden verschiedene Aufschlussverfahren zur Lösung des Lignin-Zellulose-Komplexes im Stroh auf Basis von NaOH bzw. Harnstoff/NH3 entwickelt).

Grundsätzlich sind bei ausreichender Qualität und sachgemäßer Aufbereitung alle Getreidestroharten für die Fütterung geeignet. Die Beliebtheit nimmt in folgender Reihenfolge ab und ist offensichtlich mit dem Ligningehalt verbunden, der die "Härte" des Strohs bestimmt: Hafer (Ligningehalt 125 g/kg TS) > Sommergerste (125 g/kg TS) > Wintergerste (135 g/kg TS) > Weizen (145 g/kg TS) > Triticale (150 g/kg TS) > Roggen (150 g/kg TS). Bewährt hat sich auch das Stroh aus der Weidelgrasvermehrung (Ligningehalt 90 g/kg TS), außerdem liegen erste Erfahrungen mit Rapsstroh vor. Die Anforderungen an die Qualität des Futterstrohes sind hoch:

Trockensubstanzgehalt > 84 % (bei Feuchtstrohkonservierung verfahrensabhängige TS-Gehalte),

Die wichtigsten Inhaltsstoffe im Stroh sind die Faserstoffe. Zellulose macht den Hauptanteil aus. Pansenbakterien haben die Fähigkeit, die ?-glukosidische Bindung der Glukosemoleküle aufzuspalten, um so die verdaulichen Anteile der Zellulosen einer effizienten Energieverwertung zuführen zu können.

Da das Stroh mit seinem hohen Fasergehalt große Bedeutung als "Strukturfutter" hat, spielt die Beschaffenheit des Häckselgutes eine Rolle. Je kleiner, desto höher die Futteraufnahme, die Strukturwirksamkeit geht zurück und die Fressdauer nimmt ab. Bei Langstroh oder zu lang gehäckseltem Stroh sinkt die Futteraufnahme stark. Verschärfend wirkt, dass zu langes Stroh selektiert werden kann, oft im Restfutter erscheint und die Ration trotz des Stroheinsatzes azidotische Wirkungen zeigt. Die optimale Häcksellänge im Hinblick auf Futteraufnahme, Strukturwirksamkeit und Fressdauer liegt bei 3 bis 4 cm. Bei Mutterkühen, Jungrindern ab 10. /11. Lebensmonat und trockenstehenden Kühen kann allerdings mit hohen Strohanteilen und längerem Stroh eine Verlängerung der Fressdauer erreicht und damit die Energiezufuhr gesteuert werden. Größere Mengen Stroh bis etwa 3 kg je Tier und Tag können Mutterkühe, Tiere mit niedrigen Leistungen oder trockenstehende Kühe bis etwa 14 Tage vor dem Abkalben erhalten. Zur Stabilisierung der Strukturwirksamkeit werden bei hohen und mittleren Leistungen 0,5 bis 1 kg kurz gehäckseltes Stroh die obere Grenze sein. Bei Einsatz von Grünfutter kann es im Verlauf der Grünfutterperiode vorkommen, dass das Grünfutter wegen niedrigen Trockensubstanz- oder Rohfasergehaltes durch Stroh ergänzt wird. Wie beim Übergang von der Stallfütterung zur Weide kommt es durch den geringen Rohfasergehalt des jungen Grünfutters häufig zu ungenügender Strukturwirksamkeit und einem niedrigen Gehalt an Zellulose in der Ration. Zufütterung von Stroh in dieser Periode stabilisiert die Pansenvorgänge und verhindert einen Abfall des Milchfettgehaltes. Der Jahresbedarf liegt in Abhängigkeit von den standortspezifischen Rationstypen für Milchkühe zwischen 1 und 4 dt, für Mutterkühe zwischen 6 und 8 dt und für weibliche Jungrinder zwischen 2 und 6 dt/GV-Jungrind. Aus verschiedenen Gründen ist die Verfütterung von erntefrischem Stroh mit einem Risiko für die Tiere verbunden. Das Stroh sollte nach der Ernte mindestens vier, besser sechs Wochen trocken gelagert haben, bevor mit der Verfütterung begonnen wird. Bei sachgemäßer Anwendung der Halmstabilisatoren (CCC, Moddus, Medax, Camposan Extra u.a.) ist kein negativer Einfluss auf Strohqualität und risikosichere Verfütterung vorhanden.

Nach Entnahme der Strohmenge für die Fütterung steht vor einer weiteren Nutzung stets die betriebliche Strohbilanz. Erst wenn sie unter Berücksichtigung aller Einflussfaktoren (Anbauverhältnis, Fruchtfolge, Zwischenfruchtanbau, organische Dünger u. a.) positiv ausfällt, darf Stroh als nachwachsender Rohstoff verwendet werden. Die Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit erfordert eine reichliche Zufuhr organischer Substanz. Besonders in Betrieben mit geringer Tierhaltung dient Stroh als wichtigstes Basismaterial für die Humusbildung. Es liefert nicht nur organische Substanz, sondern auch Pflanzennährstoffe. Im Mittel sind das je Tonne Stroh 3 kg P2O5, 2 kg MgO und 4,5 kg CaO. Diese Mengen sind so gering, dass sich das Einbeziehen in die Düngebilanz erübrigt. Für Kalium werden dagegen deutlich höhere Werte ausgewiesen. Sie schwanken zwischen 14 kg K2O (Weizen) und 26 kg K2O (Hafer). So kann durch eine Strohdüngung durchaus eine Kaligabe von mehr als 100 kg K2O/ha erreicht werden. Der Stickstoffgehalt beträgt im Durchschnitt 5 kg N je Tonne Stroh. Dieser Stickstoff ist nicht pflanzenverfügbar. Wegen des sehr weiten C:N-Verhältnisses von 100:1 wird für den Abbau weiterer Stickstoff benötigt. Die Einengung dieses weiten Kohlenstoff-Stickstoffverhältnisses auf 40:1 bis 60:1 kann mit Gülle, AHL oder mineralischen N-Düngemitteln erfolgen. Danach zersetzt sich das Häckselstroh durch die im Boden lebenden Mikroorganismen schneller, ohne dass der N-Bodenvorrat angegriffen wird. Im ersten Jahr werden etwa 70 % der organischen Verbindungen abgebaut. Eine wiederholte Strohdüngung steigert die Bakterienpopulationen, die auf Dauer das Stroh zersetzen. Während die Mineralisation des stickstoffreichen Rapsstrohes zur Netto-N-Freisetzung führt, kommt es beim Getreidestroh zu einer Festlegung von Stickstoff, also zu einem ökologischen Vorteil. Die N-Immobilisation ist von der mikrobiellen Aktivität im Boden abhängig. 100 dt Stroh/ha entsprechen der Reproduktionsleistung (100 kg Humus-C/t Stroh) von 240 dt Stalldung/ha (40 kg Humus-C/t Stalldung). Die Veränderung des Humusspiegels, sowohl in die negative als auch in die positive Richtung, ist ein langwieriger Prozess. Da zwischen dem Humusgehalt und dem Anteil abschlämmbarer Teilchen ein Gleichgewicht besteht, hängt der Erfolg wesentlich von der Bodenart ab. Auf mittleren und schwereren Böden ist die Erhöhung des Humusgehaltes ausschließlich auf Basis von Stroh gewährleistet. Auf Sandböden reicht die Strohdüngung wegen der niedrigeren Erträge nicht aus, den Gehalt an organischer Substanz in Boden zu erhöhen. Hinzu kommen das Fehlen von Schluff und Ton und die stärker ausgeprägten Abbauprozesse, die die Humusbildung mindern. Marktfruchtbetriebe auf besseren Böden weisen in der Regel eine positive Humusbilanz auf, die es gestattet, in größerem Umfang Stroh als nachwachsenden Rohstoff zu nutzen.

Stroh ist ein vielseitig einsetzbarer Rohstoff, der keine zusätzlichen Anbauflächen belegt, sondern als Koppelprodukt ohnehin anfällt. Mit zunehmender Diskussion um die Frage "Teller oder Tank" gewinnt dieser Aspekt an Bedeutung. Dennoch wird Stroh allein das Problem der Flächenkonkurrenzen nicht lösen können, wie Studien zeigen. Die meisten älteren Erhebungen kommen grob auf ein Potenzial von 50 bis 130 PJ pro Jahr. Die Bandbreite erklärt sich durch unterschiedliche Rahmenannahmen, z. B. im Bereich der ökologischen Restriktionen. Aktuellere Zahlen wurden im Vorhaben "Basisinformationen für eine nachhaltige Nutzung von landwirtschaftlichen Reststoffen zur Bioenergieerzeugung" ermittelt, das das Deutsche BiomasseForschungszentrum DBFZ mit drei weiteren Partnern 2009 bis 2011 durchführte. Die Wissenschaftler kalkulierten die Potenziale dabei jeweils auf Landkreisebene. Vom gesamten theoretischen Strohpotenzial zogen sie zunächst Abschläge für andere Nutzungen (z. B. Tiereinstreu) und für Verluste aufgrund der Erntetechnik ab, die sich auf 34 % belaufen können. Von der verbleibenden Menge wurde wiederum das Stroh abgezogen, das zur Humusreproduktion auf dem Acker bleiben muss. Dazu wurden die Humusbilanzmethoden VDLUFA unterer Wert/CrossCompliance, VDLUFA oberer Wert und die dynamische Humuseinheitenmethode (HE-dynamisch) nach Hülsbergen herangezogen. Im Ergebnis sind bundesweit je nach Humusbilanzmethode jährlich Strohpotenziale zwischen 112 und 186 PJ möglich, entsprechend 8 bis 13 Mio. t Frischmasse (86 % TM) . Regional betrachtet ergeben sich große Unterschiede: In 52 Landkreisen (mit der Methode HE-dynamisch sogar in 109 Landkreisen) bestehen überhaupt keine Strohpotenziale, in anderen ist viel überschüssiges Stroh vorhanden z. B. bis zu 244.000 t im Landkreis Börde/Sachsen-Anhalt und 225.000 t in Nordwest-Mecklenburg. Ab Mitte September kann man die Potenziale aller Landkreise über die Seite strohpotenziale.dbfz.de recherchieren. In der Tabelle 1 sind Ergebnisse der DBFZ-Studie sowie einer weiteren Studie ("Ökologisch optimierter Ausbau der Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland"; Nitsch et al. 2004) dargestellt. Zum Vergleich wurden weitere Reststoffpotenziale aus der Nitsch-Studie aufgeführt sowie das künftige Energiepflanzenpotenzial in Deutschland und der Gesamtenergieverbrauch. Die Flächenannahme dazu stammt aus dem Nationalen Biomasseaktionsplan der Bundesregierung. Im Vergleich der Potenziale wird deutlich, dass Stroh ein wertvoller Biomasselieferant ist, dessen Aufkommen jedoch nicht überschätzt werden sollte.

Stroh ist bezüglich der Verbrennungseigenschaften kein einfacher Rohstoff, bietet aber hinsichtlich der Logistik gegenüber Holz auch Vorteile, wie den in der Regel geringeren Wassergehalt. Dadurch ist Stroh zu Ballen gepresst transportwürdiger, außerdem lassen sich insbesondere die Quader platzsparend lagern. Neben Ballen stehen auch Strohpellets zur Verfügung, die jedoch nur in dafür ausgelegten Kesseln eingesetzt werden können. Dennoch kann das Heizen wirtschaftlich sehr interessant sein, insbesondere für landwirtschaftliche Betriebe mit ausreichend Stroh. Dies zeigt das Beispiel des Betriebes Gut Dennin in Vorpommern (Landkreis Ostvorpommern). 1995 wurde dort der alte Braunkohlekessel durch eine 600 kW-Strohanlage des dänischen Herstellers Passat Energi ersetzt. Gut Dennin wurde damit zum ersten strohbeheizten Betrieb im Land. Die Anlage verbraucht im Jahr rund 300 t Stroh von 80 ha eigener Fläche. Insgesamt baut Gut Dennin auf etwa 570 ha Getreide an, das restliche Stroh wird aus Gründen der Nährstoffbilanz wieder untergepflügt. Beheizt werden Schweineställe, Wohnungen und Wirtschaftsräume. Die Asche wird dem Dung untergemischt und als Dünger wieder ausgebracht. Bei 300 t Strohverbrauch fielen auf Gut Dennin also 2010 etwa 21.000 ? Brennstoffkosten an. Im Vergleich dazu würde ein Erdgaskessel bei gleicher Wärmeleistung 141.795 m3 Erdgas verbrauchen, die Brennstoffkosten lägen im Bezugsjahr bei mindestens 49.000 Euro. Die Installationskosten für den Strohkessel waren allerdings deutlich höher, als es ein neuer Gas- oder Ölbrenner gewesen wäre. Das bestehende Heizhaus und Leitungsnetz konnten die Denniner zwar weiter verwenden, dafür mussten sie jedoch eine beheizte Schlauchfilteranlage zwischen Anlage und Schornstein einbauen, um die geforderten Staubgrenzwerte einzuhalten. Insgesamt kostete die Anlage 1995 rund 90.000 Euro, 30.000 davon konnten über Fördermittel abgedeckt werden. Die Mehrkosten hatten sich aber schon nach wenigen Jahren amortisiert, seitdem spart der Betrieb jedes Jahr Geld.

In Deutschland ist die lasttragende Bauweise mit Stroh nur mit Ausnahmegenehmigung möglich, aber als Dämmstoff besitzen Strohballen eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung, können also ohne großen Genehmigungsaufwand verbaut werden. Ist ein Neubau in Holzständerbauweise geplant und ausreichend Platz für einen dickeren Wandaufbau vorhanden, dann sind die wichtigsten Voraussetzungen für einen erfolgreichen Strohballeneinsatz gegeben. Mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,052 W/(m.k) ist das Material zwar nicht der Spitzenreiter unter den Naturdämmstoffen, dank der dickeren Abmessungen der Ballen und demzufolge auch der Wände können strohgedämmte Häuser aber sogar Passivhausanforderungen genügen. Auch der Preis ist sehr günstig. Verkleidet werden Strohwände innen wie außen meist mit Hilfe von Lehm, Kalk oder Holzplatten. Rein optisch ist das Bauwerk dann von konventionellen Häusern kaum mehr zu unterscheiden.

Zur Biokraftstoffherstellung wird Stroh heute erst im Rahmen von Forschungs- und Demonstrationsvorhaben eingesetzt. So erprobt das Karlsruher Institut für Technologie die Produktion von Biomass-to-Liquid (BtL)-Kraftstoff aus Stroh, 2013 soll eine Pilotlinie in Betrieb gehen. Auch die Ethanolproduktion aus Stroh und anderen lignocellulosereichen Rohstoffen wird intensiv vorangetrieben, mehrere Verfahren befinden sich auf dem Weg zur Kommerzialisierung. In Biogasanlagen wird Stroh in Form von Mist schon länger vergoren, meist ist dazu eine mechanische Aufbereitung nötig. Auch für den Einsatz frischen Strohs gibt es inzwischen thermomechanische Aufschlussverfahren wie zum Beispiel die Bioextrusion. Enzymatische Aufschlussverfahren befinden sich noch überwiegend im Forschungsstadium. Insgesamt stehen, verglichen mit etablierten nachwachsenden Rohstoffen wie Holz, fast alle Formen der Strohnutzung relativ am Anfang. Die modernen Anwendungen brauchen Zeit für ihre technische Entwicklung und Optimierung; und auch Zeit, Bekanntheit und Akzeptanz zu erlangen. Doch mittelfristig wird sich Stroh aufgrund seiner positiven Eigenschaften sicherlich als Rohstoff durchsetzen: Ein in einigen Regionen reichlich anfallendes Koppelprodukt mit einer sehr guten Energiebilanz und guten Logistikeigenschaften. (ha) NL 

 

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