Tithonia diversifolia

Tithonia / Mexikanische Sonnenblume

Tithonia diversifolia ist eine schnellwüchsige Korbblütlerin, deren frische Blätter und Stängel pro Tonne Frischmasse rund 3,5 kg N, 0,6 kg P und 6,6 kg K liefern. Damit übersteigt ihr N-Düngewert den von Hornspänen auf Gewichtsbasis, und ihr Phosphor-Effekt im Boden geht über eine reine Nährstoffzufuhr hinaus.

Nährstoffprofil

Drei Kontinente, ein Befund: 3,5 % N, 4,1 % K, 0,4 % P. Westkenia zuerst (), Nigeria und Brasilien danach. Die Zahlen halten.

Stickstoff (N) Trockenmasse
3,5 % (Bereich 3,0–5,7 %, je nach Standort und Erntezeitpunkt)
Phosphor (P) Trockenmasse
0,37 % (Bereich 0,25–0,52 %)
Kalium (K) Trockenmasse
4,1 % (Bereich 3,6–4,5 %)
C/N-Verhältnis
ca. 7, sehr niedrig, erklärt die rasche Mineralisation
Lignin
6,5–8,9 %, gering, fördert schnellen Abbau
Wassergehalt frisch
ca. 84 % (praktisch: 1 kg Frischmasse ≈ 160 g Trockenmasse)
Kalzium (Ca)
ca. 1,5 % der Trockenmasse
Magnesium (Mg)
ca. 6 700 mg/kg Trockenmasse
Eisen (Fe)
ca. 292 mg/kg Trockenmasse
Mangan (Mn)
ca. 191 mg/kg Trockenmasse
Zink (Zn)
ca. 55 mg/kg Trockenmasse
Kupfer (Cu)
ca. 15 mg/kg Trockenmasse

Die NPK-Werte in der Frischmasse (84 % Wassergehalt): N ≈ 3,5 g/kg, P ≈ 0,59 g/kg, K ≈ 6,6 g/kg. Zum Vergleich: Hornspäne enthalten ca. 130 g N/kg (Trockenmasse), sind aber praktisch P- und K-frei und setzen Stickstoff über Monate frei; NPK-Blaukorn 12-12-17 liefert 120 g N, 52 g P und 141 g K je kg.

Phosphor-Mobilisierung

Der P-Gehalt der Blattmasse ist für eine nicht-mykorrhizale Wildpflanze ungewöhnlich hoch. ICRAF-Forschende stellten fest, dass Tithonia P aus schwer löslichen Bodenfraktionen aufschließt, wahrscheinlich über Wurzelexsudate, die den pH in der Rhizosphäre lokal absenken und organische Säuren (v. a. Zitronensäure) ausscheiden. Das bedeutet: Beim Einarbeiten der Blätter in den Boden wird nicht nur der im Gewebe gebundene P freigesetzt, sondern der schnelle Abbau (C/N ≈ 7) erzeugt zugleich organische Säuren, die weiteren Boden-P mobilisieren.

Eine Feldstudie aus Westkenia (Jama et al., ) zeigte: 5 t Trockenmasse/ha Tithonia-Biomasse liefern ca. 18 kg P/ha und überbrücken moderate P-Mangelsituationen ohne Zukauf. Bei schwerem P-Mangel reichte die alleinige Tithonia-Gabe nicht aus; die Kombination mit einer halbierten TSP-Dosis erhöhte jedoch die agronomische P-Effizienz um bis zu 520 % gegenüber alleinigem TSP.

tithonia, historische Tafel, Tithonia diversifolia
Tithonia diversifolia
Kalium 4,1 % TM, C/N ≈ 7

Studien und Feldversuche

Westkenya/Uganda (ICRAF, 1990er–2000er Jahre) Mais-Feldversuche mit Biomass Transfer (frische Blätter auf Boden aufgebracht) erzielten Erntesteigerungen von 100–200 % gegenüber ungedüngter Kontrolle. Tithonia übertraf dabei die N-Düngeäquivalenz von Calliandra und Senna: N-Fertilizer-Equivalency-Wert 118 %, das heißt, pro eingebrachtem kg N war Tithonia effektiver als Mineraldünger allein.

Rwanda (Springer, ) In Rubona und Butare verbesserten Tithonia-Biomasse plus Maisstroh die Erträge von Kletterbohnen signifikant (p < 0,01). Der Effekt war in beiden Standorten reproduzierbar.

Äthiopien (Hindawi/Int. J. Agronomy, ) Auf P-armen Nitosolen: Tithonia-Biomasse + 50 % der empfohlenen Phosphatdünger-Menge produzierten höhere Maiserträge als die volle Mineraldünger-Dosis. Agronomische P-Effizienz stieg von 26,3 auf 163 kg Getreide/kg eingesetztem P.

Gemüse: Tomate, Brassica, Okra Tithonia-Applikation erhöhte Tomaten-Erträge in Kamerun um ca. 130 % gegenüber der Kontrolle ohne Nährstoffzufuhr. Blattextrakte (Wassermazerate) steigerten Wachstum und Ertrag von Brassica napus vergleichbar mit Lantana-Tees. Frisch zerkleinertes und getrocknetes Material verbesserte Okra-Erntemengen in Nigeria.

Sekundärmetaboliten: Tagitinine und Sesquiterpene Aus den Blättern wurden über 150 Sekundärmetaboliten isoliert, darunter Sesquiterpenlactone (Tagitinin A, Tagitinin C, Tirotundin, Diversifol), Flavonoide und Kaffeoyylchinasäure-Derivate. Tagitinin C ist ein Germacranolid mit nachgewiesener antiparasitärer (anti-Trypanosoma), antimykotischer und entzündungshemmender Wirkung. Für den Einsatz als Pflanzennährstoff sind diese Metaboliten nachrangig, relevant ist, dass sie im Kompostierungsprozess weitgehend abgebaut werden und keine Persistenz im Boden zeigen.

Vergleich zu Mineraldünger

Rechnung gegen Blaukorn, alle Angaben auf frische Grünmasse (84 % Wasser):

100 g N bereitstellen
ca. 28,6 kg Frischmasse (≈ 4,6 kg Trockenmasse), vs. 770 g Blaukorn 12-12-17
100 g K₂O bereitstellen
ca. 18,4 kg Frischmasse, vs. 588 g Blaukorn 12-12-17
100 g P₂O₅ bereitstellen
ca. 107 kg Frischmasse, Tithonia ist hier mengenmäßig schwächer, aber der Mobilisierungseffekt im Boden erhöht die Gesamtwirkung
Praxisempfehlung Biomass Transfer
13–26 t Frischmasse/ha (entspricht 2–4 t Trockenmasse/ha) für ausreichende N-P-K-Versorgung mittlerer Feldkulturen laut ICRAF-Empfehlung
N-Verfügbarkeit nach Einarbeitung
Hauptanteil innerhalb von 4 Wochen plant-available, schneller als Hornspäne (8–16 Wochen), langsamer als CAN (sofort)

Das Massenvolumen frischer Tithonia-Biomasse macht Biomass Transfer bei Kulturen mit niedrigem Erlös (z. B. Feldbau auf großer Fläche) unwirtschaftlich. Bei Gemüse, Kübelkulturen und kleinflächigem Intensivanbau ist das Verhältnis von Biomasse zu Ertragseffekt günstiger.

Anbau in Mitteleuropa

Tithonia diversifolia ist frostzart: Temperaturen unter 0 °C töten oberirdische Teile ab, unter −3 °C auch die Wurzeln. In Mitteleuropa wird sie als einjährige Sommerkultur geführt.

Aussaat innen
6–8 Wochen vor dem letzten Frost, in Hessen (Lahn-Dill-Kreis) typisch ab Anfang März
Keimtemperatur
21–29 °C; Keimung in 5–14 Tagen; Licht nicht abdecken
Auspflanzen
Nach den Eisheiligen (Mitte Mai), Bodentemperatur dauerhaft über 15 °C
Blüte
Ca. 60 Tage nach Auspflanzung; Kurztagspflanze, in DE meist September/Oktober
Vegetationsperiode DE
Ca. 120–150 Tage (Mai–Oktober); kein Frost-Überwinterung möglich
Standortansprüche
Volle Sonne, gut durchlässiger Boden, pH 5,5–7,5; toleriert Trockenheit besser als Staunässe
Wuchshöhe
150–300 cm in einer deutschen Saison (Tropen: bis 5 m mehrjährig)
Biomasse-Ertrag DE (Schätzung)
Frischmasse 3–7 kg/m²/Saison (= 30–70 t/ha) bei ausreichend Wärme und Niederschlag; Trockenmasse ca. 0,5–1,1 kg/m²/Saison. Tropenvergleich: deutlich niedriger, da keine zweite Schnittnutzung möglich.

Fazit Kultivierbarkeit: In Hessen sinnvoll als Stickstoff- und Kalium-Lieferant für Folgekulturen oder als Mulchmaterial, wenn Fläche vorhanden ist. Der Biomasseertrag reicht in einer Saison für 1–2 Schnitte. Für den Erhalt des Bestands müssen jährlich neue Samen ausgebracht werden (keine Überwinterung).

Verarbeitungsverfahren

Frische Ausbringung als Mulch / Biomass Transfer
C/N ≈ 7 und geringer Ligningehalt (6,5–8,9 %) bedingen eine sehr rasche Mineralisation in 2–4 Wochen; P- und K-Freisetzungsrate ist unter allen getesteten Blattmaterialien die schnellste (Gachengo et al., ), der P-Mobilisierungseffekt aus schwer löslichen Bodenfraktionen bleibt bei Einarbeitung erhalten. ICRAF-Empfehlung: 13–26 t Frischmasse/ha. Allgemeine Methodik: [Gründüngung](/verarbeitung/gruenduengung/).
Jauche-Fermentation
K und P gut erhalten; das extrem niedrige C/N ≈ 7 macht Tithonia-Jauche besonders anfällig für NH₃-Ausgasung bei offenem Behälter und pH > 7, Abdeckung ist hier wichtiger als bei anderen Jauchen. Allgemeine Methodik: [Jauche](/verarbeitung/jauche/).
LAB-Fermentation (FPJ)
Tithonia erzielte in Gärversuchen den höchsten K-Gehalt (4,38 % TM) und P 5,12 % TM aller getesteten Substrate (Int. J. Research in Agronomy, ); LAB-Fermentation sichert N durch pH-Absenkung auf 3–4, was NH₃-Ausgasung verhindert. P wird im wässrigen Extrakt weniger gut erschlossen als K und N. Allgemeine Methodik: [LAB-Fermentation](/verarbeitung/lab-fermentation/).
Trocknung zu Blattmehl
Trocknung bei max. 40 °C konzentriert N, P und K auf ca. 6-fache Frischmasse-Konzentration; Tagitinine (Sesquiterpenlactone) bleiben im Blattmehl erhalten, bei Bodenverbesserer-Einsatz irrelevant, bei Tierfutter-Verwendung Dosierung beachten. Allgemeine Methodik: [Trocknung](/verarbeitung/trocknung/).
Kompostierung
Tithonia-Grünmasse mit C/N ≈ 7 wirkt als starker N-Aktivator und muss im Verhältnis ca. 1:3 mit kohlenstoffreichem Strukturmaterial gemischt werden, um die Zieltemperatur zu halten; Tagitinine werden durch die thermophile Phase weitgehend abgebaut und zeigen keine Bodenpersistenz. Allgemeine Methodik: [Kompostierung](/verarbeitung/kompostierung/).

Quellen

  1. Jama B., Palm C.A., Buresh R.J. et al. (2000): Tithonia diversifolia as a green manure for soil fertility improvement in western Kenya: A review. Agroforestry Systems 49(2), 201–221. link.springer.com/article/10.1023/A:1006339025728

  2. CIFOR-ICRAF (2000): Tithonia diversifolia as a green manure for soil fertility improvement in western Kenya. ICRAF Publication PDF. cifor-icraf.org/publications/…/JA00090.pdf

  3. Endris S. (2019): Combined Application of Phosphorus Fertilizer with Tithonia Biomass Improves Grain Yield and Agronomic Phosphorus Use Efficiency of Hybrid Maize. International Journal of Agronomy, 2019, Article 6167384. doi.org/10.1155/2019/6167384

  4. Gachengo C.N. et al. (1999): Tithonia and senna green manures and inorganic fertilizers as phosphorus sources for maize in Western Kenya. Agroforestry Systems 44(1), 21–36. link.springer.com/article/10.1023/A:1006123404071

  5. Mweta D.E. et al. (2009): Use of Tithonia Biomass, Maize Residues and Inorganic Phosphate in Climbing Bean Yield and Soil Properties in Rwanda. In: Bationo A. et al. (eds.), Innovations as Key to the Green Revolution in Africa. Springer. doi.org/10.1007/978-90-481-2543-2_33

  6. Tandfonline (2001): Decomposition Rates of Biomass Obtained from Tephrosia vogelii, Tithonia diversifolia and Natural Fallow Vegetation at Maseno, Kenya. Biological Agriculture & Horticulture 19(1). doi.org/10.1080/01448765.2001.9754908

  7. Orwa C. et al. (2009): Tithonia diversifolia, Agroforestree Database. World Agroforestry Centre (ICRAF). apps.worldagroforestry.org/treedb/…/Tithonia_diversifolia.PDF

  8. Sagrilo E. et al. (2021): Effects of irrigation and nitrogen fertilization on yield, agronomic efficiency and morphophysiology in Tithonia diversifolia. Agricultural Water Management 247, 106740. doi.org/10.1016/j.agwat.2021.106740

  9. Rajendran R. et al. (2016): Effect of the environment on the secondary metabolic profile of Tithonia diversifolia: a model for environmental metabolomics of plants. Scientific Reports 6, 29265. doi.org/10.1038/srep29265

  10. Fernández-Luqueño F. et al. (2010): Decomposition and nutrient release patterns of the leaf biomass of the wild sunflower (Tithonia diversifolia): a comparative study with four leguminous agroforestry species. Agroforestry Systems 80(2), 343–353. doi.org/10.1007/s10457-010-9360-5

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