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Charakterisierung Zuckerhirse (Sorghum bicolor)

Sorghum bicolor ist der botanischen Familie der Süßgräser, lateinisch Poaceae zuzuordnen und stammt ursprünglich aus Äquatorialafrika. Domestiziert wurde die Hirse vermutlich im Gebiet des Tschads bis Abessinien, wobei die ältesten 3000 Jahre alten Funde vom indischen Subkontinent stammen. Afrika gilt jedoch trotzdem als Ursprung, da nur dort die Wildform, aus der Sorghum bicolor entstanden ist, existiert (BEYEL, 2003).         

Die Sorghumpflanze sieht im frühen Entwicklungsstadium dem Mais sehr ähnlich, was sich erst bei erster Bestockung und fehlender Kolbenbildung ändert. Ab letztgenanntem Entwicklungsschritt ist der Unterschied zur Maispflanze deutlich erkennbar. Der markgefüllte Stängel der Sorghumpflanze kann im Laufe seiner vegetativen Entwicklung Seitentriebe an seiner Basis und an höheren Knoten bilden. Die generativen Samenanlagen bilden sich terminal als Rispen aus. Ährchen von denen jeweils zwei von einem Ästchen der zweigeschlechtlichen Rispenblüte getragen werden, bilden 4-8 mm große Körner, welche weiß, gelb oder rot sein können. Die Rispen der Hirsen können in einer Größe von 10 - 80 cm ausgebildet werden. Die Blätter sind parallelnervig und zweizeilig angeordnet.

Die unterschiedlichen und zahlreichen heute bekannten Sorghumkultivare weisen eine enorme Vielfalt bezüglich ihrer morphologischen und agronomischen Eigenschaften wie Wuchshöhe, Blattlänge, Blattbreite, Rispenlänge, Kornbildungsvermögen, Korn- und Restpflanzenverhältnis, Bestockungsneigung und inhaltsstoffliche Zusammensetzung auf (ROLLER et al., 2012).

In nachstehender Abbildung ist die rechts abgebildete kurzstängelige Stärkesorte mit stark ausgeprägten Kornanlagen der links abgebildeten hochwüchsigen Zuckersorte mit reduzierten Kornanlagen gegenübergestellt.

Abbildung 1: Gegenüberstellung von zucker- und stärkebetonten Sorghumsorten
Abbildung 1: Gegenüberstellung von zucker- und stärkebetonten Sorghumsorten

Zwei Haupteigenschaften von Sorghum, wie man sie auch von anderen C4-Pflanzen kennt, sind ihre Wärmebedürftigkeit sowie ihre Frostempfindlichkeit, wonach sich auch die Anbauverbreitung richtet. Demnach wird Sorghum bicolor bevorzugt in tropischen und subtropischen Gebieten angebaut. C4-Pflanzen nutzen den Stoffwechselweg der räumlichen CO2 Vorfixierung. Sie weisen dadurch höhere Photosyntheseleistungen auf, was in günstigere Transpirationskoeffizenten resultiert. In Tabelle 1 sind die zwölf größten Erzeugerländer von Sorghum absteigend aufgelistet.

Tabelle: Jahresproduktion von Sorghum (Kornertrag) der 12 wichtigsten Erzeugerländer (FAO, 2012)

Staat Jahresproduktion [t/a]
Welt 55.721.588
United States of America 8.779.280
Mexico 6.940.230
India 6.700.000
Nigeria 4.784.100
Argentina 3.629.000
Ethiopia 2.971.270
Sudan (former) 2.630.000
Burkina Faso 1.990.230
China 1.729.411
Australia 1.598.000
Brazil 1.532.060
Niger

1.304.830

Tabelle 1: Jahresproduktion von Sorghum (Kornertrag) der 12 wichtigsten Erzeugerländer (FAO, 2012)

In folgender Tabelle sind die durchschnittlichen Kornerträge pro Hektar dargestellt, woraus sich auf etwaige Produktionsbedingungen schließen lässt.

Staat Ertrag [t/ha]
United States of America 4,51
Mexico 3,92
India 0,86
Nigeria 1,01
Argentina 4,83
Ethiopia 1,84
Sudan (former) 0,47
Burkina Faso 1,00
China 3,16
Australia 3,10
Brazil 2,32
Niger 0,39

Tabelle 2: Durchschnittserträge von Sorghum (Kornertrag) der 12 wichtigsten Erzeugerländer (FAO, 2012)

Vergleicht man die Hektarerträge an Hirse der produzierenden Länder aus Tabelle 2, fallen deutliche Unterschiede von bis zu achtfachen Mengen-differenzen auf. Hierbei korrelieren Höchsterträge mit hohem Einsatz von Dünger, Pflanzenschutzmittel und Bewässerungen, wie beispielsweise in den USA und Argentinien. Die niedrigsten Erträge verzeichnet man wie erwartet in Ländern wie Indien und dem Sudan mit niedrigem Betriebsmitteleinsatz Die geografische Herkunft sowie Anbauverteilung wird in nachstehender Abbildung grafisch dargestellt.

Abbildung 3: Verbreitung und Anbau von Sorghum bicolor, rote Fläche: Herkunft, grüne Flächen: Anbau (MPI KÖLN)
Abbildung 3: Verbreitung und Anbau von Sorghum bicolor, rote Fläche: Herkunft, grüne Flächen: Anbau (MPI KÖLN)

Die Verteilung des Anbaus von Sorghum bicolor deckt sich weitgehend mit Regionen heißer klimatischer Bedingungen. In Gebieten Europas sind hier kaum grüne Zonen zu erkennen, wo der Sorghumanbau aktuell jedoch zunehmend stattfindet.

Auf Grund der hohen Trockenresistenz von Sorghum, wird dieser bevorzugt dort kultiviert, wo der Maisanbau nicht mehr möglich ist. So stellt Sorghum beispielsweise in trockenen Regionen Afrikas die wichtigste Getreideart dar.

Das Korn setzt sich zu 60-75% aus Kohlenhydraten, zu 8-13% aus Eiweiß und zu 4-6% aus Fett zusammen. Einige Sorten weisen saccharose- und glukosehaltige Stängel mit 10-16% Gesamtgehalt der genannten Zucker auf. Diese Sorten werden teilweise als Alternative für Zuckerrohr zur Zucker- bzw. Bioethanol-Produktion verwendet. Weiters findet Sorghum seit kurzer Zeit auch als Substrat für die Biomethan-Produktion Verwendung.

Auf Grund der vergleichsweise kurzen Domestikationsphase von Sorghum weist sie einen großen Genpool mit vielen unterschiedlichen Eigenschaften auf. Dies stellt züchterische Fortschritte dar und ist mitunter ein Grund des heutigen Zuchtinteresses für Sorghum (BEYEL, 2003).

Hitze- und Trockenheitstoleranz in Verbindung mit einem sehr guten Biomassebildungsvermögen machen die Hirse zu einer sehr attraktiven Pflanze im Zwischen-/Zweitfruchtanabau nach frühräumenden Kulturen. Dieselben Eigenschaften machen Sorghum zu einer Kulturpflanze, die großes Potential bezüglich Anbau- und Verbreitungsgebiet in Hinblick auf den Klimawandel aufweist.