Wirtschaftlichkeit und Umweltleistungen von Lupinen in Fruchtfolgen
(© Saatzucht Steinach)
Lupinen erbringen agronomische und ökologische Leistungen, welche im Kontext der Wirtschaftlichkeit betrachtet werden müssen. Vergleichende Studien haben gezeigt, dass Lupinen und andere Körnerleguminosen oft zu einer geringeren Wirtschaftlichkeit von Fruchtfolgen führen (Preissel et al. 2015), dagegen werden häufig deutlich höhere Umweltleistungen erzielt (Notz et al. 2023, Reckling et al. 2016). Vergleiche von 31 praxisrelevanten Fruchtfolgen in Europa zeigten, dass die Integration von Leguminosen den Stickstoffdüngereinsatz und die Lachgasemissionen (N2O) in Höhe von 6–142 kg N bzw. 1–6 kg N2O pro ha und Jahr reduzieren kann (Notz et al. 2023). Die ökologischen Wirkungen sind komplex und vom Management der Leguminose, der Ernterückstände und der Nachfrucht abhängig. In über der Hälfte der Fruchtfolgevergleiche mit Körnerleguminosen (15 von 24) wurden niedrigere Deckungsbeiträge erzielt. Die Wirtschaftlichkeit konnte durch dieAnrechnung des Futterwertes, Prämien und einer CO2-Steuer bei der Düngemittelherstellung in vielen Fällen nur geringfügig verbessert werden.
Ökologische Leistungen werden zwar nicht ökonomisch vergütet, sie spielen aber eine wichtige gesellschaftliche Rolle zur Minderung des Klimawandels und Förderung der Biodiversität.
Die Wirtschaftlichkeit von Lupinen hängt also maßgeblich vom Erlös (Ertrag und Preis), den Opportunitätskosten (alternative Kultur) und dem Vorfruchtwert ab.
Vorfruchteffekte ökonomisch nutzen
Der Vorfruchtwert von Lupinen und weiteren Körnerleguminosen wird durch agronomische Effekte hervorgebracht (Abb.). Es wird Stickstoff, u.a. aus den Ernterückständen und Einsparung der Bodenstickstoffgehalte, für die nachfolgende Kultur bereitgestellt. Dies kann den N-Düngeeinsatz reduzieren, die Qualität der Nachfrucht verbessern und den Ertrag sowie den Deckungsbeitrag steigern. Lupinen als Vorfrucht, haben auch einen Einfluss auf den phytosanitären Zustand der nachfolgenden Kulturen, wie die Verringerung des Risikos von Krankheiten, Schädlingen, der Etablierung von Unkräutern aber auch die Verbesserung der Bodenstruktur und Förderung der mikrobiellen Prozesse (Watson et al. 2017).
Abbildung: Agronomische Effekte und deren Einfluss auf den Deckungsbeitrag durch die Integration von Körnerleguminosen in Fruchtfolgen
Die Werte stammen aus Versuchen, siehe Alpmann und Schäfer (2014), Preise für Weizen wurden mit 163 €/t (Mittel 2016 bis 2019) und N-Dünger 0,75 €/kg angenommen (Marktinformation Ost).
Hierdurch kann die Bodenbearbeitung, aber auch der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln, über die Fruchtfolge reduziert werden, was den Deckungsbeitrag positiv beeinflussen kann. Das Ausmaß dieser Effekte ist sehr variabel und wird durch das Management der Leguminose und abiotische sowie biotische Umweltfaktoren beeinflusst. Um die agronomischen Effekte und deren Einfluss auf den Deckungsbeitrag durch die Integration von Körnerleguminosen in Fruchtfolgen zu beschreiben, wurde ein Schema (siehe Abbildung) entwickelt (Notz und Reckling 2022, angepasst von Preissel et al. 2015). Die Berechnung beschreibt einen möglichen zusätzlichen Deckungsbeitrag von 122–450 €/ha durch den Vorfruchteffekt u.a. einer Lupine auf einen Weizen im Vergleich zu einer Getreidevorfrucht. Um die Vorfruchteffekte und Opportunitätskosten zu berücksichtigen, sollten Lupinen auf Fruchtfolgenebene bewertet werden. Da Umweltleistungen und besonders die Wirtschaftlichkeit der Lupinen sehr standort- und betriebsspezifisch ausfallen, werden beispielhaft Fruchtfolgen mit und ohne Lupinen verglichen (siehe www.legunet.de).
Lupinen in Beispielfruchtfolgen auf mittleren und schwachen Standorten
In Brandenburg wurde 2024 mit 8.000 ha ein Großteil der Lupinen in Deutschland angebaut, daher werden hier bespielhaft Berechnungen für schwächere Standorte vorgestellt. Auf Basis der Datensammlung für die betriebswirtschaftliche Bewertung landwirtschaftlicher Produktionsverfahren des Landesamts für Ländliche Entwicklung, Landwirtschaft und Flurneuordnung in Brandenburg (LELF) wurden durchschnittliche Deckungsbeiträge mithilfe des Deckungsbeitragsrechners der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) berechnet (ohne Prämien). Deckungsbeiträge wurden in Bezug zum Protein- und Energieertrag, Einsatz von Stickstoffdünger, Lachgasemissionen und Nitratauswaschung dargestellt (für die Methoden der Berechnung siehe Notz et al. 2023). Vorfruchteffekte wurden für Erträge und den Betriebsmitteleinsatz auf Fruchtfolgenebene unter konventionellen Bedingungen berücksichtigt. Die Erzeugerpreise und variablen Kosten für Betriebsmittel und Maschinen basieren auf Durchschnittswerten von 2020–2022 (LfL 2024). Die Erzeugerpreise lagen im Mittel der Jahre für Winterraps bei 551 €/t, Winterweizen bei 262 €/t, Wintergerste bei 218 €/t, Winterroggen bei 221 €/t, Triticale bei 212 €/t und für Lupine in Futterqualität bei 304 €/t. Für einen mittleren bis guten Standort (in Brandenburg Landbaugebiet 2) mit einer Ackerzahl von 36–45 wurde eine typische Fruchtfolge mit Winterraps- Winterweizen-Wintergerste hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit und Umweltleistung berechnet (Tab. 1). Anschließend wurde der Einfluss der Erweiterung der Fruchtfolge mit einer Schmalblättrigen Süßlupine mit vier Ertragshöhen quantifiziert, da in der Praxis instabile Erträge beobachtet werden. Die mittleren Erträge lagen bei Winterraps bei 3,3 t/ha, Winterweizen und Wintergerste bei 6,2 t/ha (LELF 2021) und Lupine bei 1,5–3,0 t/ha. Die Fruchtfolge mit Lupine zeigte einen geringeren Deckungsbeitrag im Vergleich zur Referenz (-9 bis -22 %, Tab. 1).
Tabelle 1: Wirtschaftlichkeit und Umweltleistungen von Lupinen in einer Beispielfruchtfolge mit Raps für mittlere Standorte in Brandenburg
Hinsichtlich Protein- und Energieertrag spielt die Ertragshöhe der Lupine eine Rolle, ab einem Ertrag von 2,5 t/ha konnte deutlich mehr Protein pro ha geerntet werden als im Vergleich zur Fruchtfolge ohne Lupine. Die Umweltleistungen in Bezug auf den Einsatz von Stickstoffdünger (-25 %), Lachgasemissionen (-21 %) und Nitratauswaschung (-9 bis -13 %) zeigten die deutlichen Vorteile von Lupinen in der Fruchtfolge. Ein wichtiger Beitrag für die positiven Leistungen war die Stickstofffixierung von 87–174 kg/ha (bei einem Ertrag von 1,5–3,0 t/ha). Eine Anpassung der Stickstoffdüngung im nachfolgenden Getreide, abhängig von der Ertragshöhe der Vorfrucht Lupine, wurde nicht vorgenommen (daher ergeben sich wenige Änderungen bei Lachgasemissionen und Nitratauswaschung). Um die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen, müssten höhere Preise am Markt generiert werden können, z.B. für Speiseware, gezielte Agrarförderung wie z.B. die Öko-Regelung 2 „Anbau vielfältiger Kulturen“ im Rahmen der GAP genutzt und hohe Erträge durch Management, Standort- und Sortenwahl erzielt werden. Neben der Schmalblättrigen Süßlupine wäre auf Standorten des Landbaugebiet 2 auch die Weiße Lupine zu prüfen. In Untersuchungen des ZALF, erbrachten Weiße Lupinen auch auf marginalen Standorten ähnlich hohe Erträge und könnten bei geringen Alkaloidgehalten als Speiseware zu höheren Preisen vermarktet werden.
Tabelle 2: Wirtschaftlichkeit und Umweltleistungen von Lupinen in Beispielfruchtfolgen mit Getreide für schwache Standorte in Brandenburg
Auf einem schwächeren Standort (in Brandenburg Landbaugebiet 4) mit einer Ackerzahl von 23–28 wurde eine getreidedominierte Fruchtfolge mit und ohne Lupine berechnet (Tab. 2). In diesem Beispiel erlangt der Vorfruchteffekt der Lupine eine größere Bedeutung, da diese in eine Fruchtfolge ohne Blattfrüchte integriert wurde. Dies wirkte sich in einem höheren Ertrag des Winterroggens (4,6 t/ha) nach der Lupine im Vergleich zu der Referenz nach einem Getreide (4,1 t/ha) aus. Obwohl der Ertrag der Lupine hier realistisch mit nur 1,8 t/ha für den Standort angesetzt wurde, schneidet die Lupinen- Fruchtfolge hinsichtlich des Deckungsbeitrags besser als die Referenz ab (+7 %, Tab. 2). Mit Erfüllung der Öko-Regelung 2 würde der Deckungsbeitrag sogar deutlich höher ausfallen, in diesem Fall müsste der Betrieb allerdings noch eine weitere Kultur im Betrieb anbauen. Der mittlere Proteinertrag war um 19 % höher und der Energieertrag um nur 8 % niedriger. Der Stickstoffdünger konnte um 24 %, die Lachgasemissionen um 20 % und die Nitratauswaschung um 15 % reduziert werden. Dazu trug eine berechnete Stickstofffixierung von 106 kg/ha der Lupine bei.
Autoren: Moritz Reckling & Martin Kind (ZALF)
Gesellschaft zur Förderung der Lupine e. V. (2025): Lupinen – Anbau und Verwertung.
Die vollständige Literaturliste ist in der Broschüre enthalten.