Institut für Pflanzenproduktion und Betriebswirtschaft. Mais - Besser als sein Ruf

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1 Institut für Pflanzenproduktion und Betriebswirtschaft Mais - Besser als sein Ruf Ina Fleischer, Dr. Andreas Gurgel Der Mais hat ein Imageproblem. Bereits ein kurzer Überblick über die Schlagzeilen zum Stichwort Maisanbau verdeutlicht dies sehr schnell. Monokultur, Maiswüste und Umweltdebakel sind nur einige der Begriffe, die einem als erstes ins Auge springen und mit denen man sich zwangsweise bei diesem Thema auseinandersetzen muss. Doch ist der Mais wirklich so schlecht, wie sein (Presse-)Ruf? Seit 25 beschäftigt sich das bundesweit agierende Forschungsprojekt EVA (Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands) mit der Untersuchung und Bewertung von Fruchtfolgen zur Bereitstellung von Biogassubstraten. Einer der zahlreichen Feldversuche wurde bei der Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern in Gülzow angelegt. Standortkennzeichnend sind ein mittlerer Jahresniederschlag von etwa 56 mm bei häufiger Frühjahrstrockenheit und eine Durchschnittstemperatur von 9 C. Der dominierende Bodentyp ist eine Pseudogley-Parabraunerde. Im Zuge der Fruchtfolgeversuche wurden neben dem Mais auch Ergebnisse zahlreicher anderer Biomasse-Kulturen mit Produktionsziel Biogassubstrat ausgewertet. Seit Projektbeginn konnte hierbei unter den Gülzower Bedingungen keine Fruchtart identifiziert werden, deren Erträge die von Mais erreichen können (Abb.1). Silomais wird zumeist als Hauptfrucht (HF) angebaut, aber selbst wenn er verspätet als Zweitfrucht (ZF) gelegt wird, erzielt er immer noch höhere Erträge als Sorghumhirsen, die sich als die ertraglich zweitbeste Kulturart etablieren konnten. Wie Triticale-Ganzpflanzensilage (WT-GPS) erreichen die Hirsen jedoch auch nur etwa 65 % des Maisertrages in Hauptfruchtstellung (HF). Ackerfutter (in Gülzow i. d. R. 3-schnittig) erreicht nur ein Drittel des Maisertrages. Es konnte somit keine Alternative zum Anbau dieser Kultur gefunden werden. Die Gründe hierfür sind vielfältig, die Konsequenz hieraus ist jedoch, dass im Biogassektor kaum ein Weg am Mais vorbei führt. Aber ist das wirklich so problematisch? Landesforschungsanstalt für Autor: I. Fleischer Landwirtschaft und Fischerei Telefon: Institut für Pflanzenproduktion Telefax: und Betriebswirtschaft poststelle@lfa.mvnet.de Dorfplatz 1 / OT Gülzow Internet: Gülzow-Prüzen

2 % Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern dt TM/ha Trockenmasse Mais HF Mais ZF Sgh.hirsen HF WT-GPS Sgh.hirsen ZF Ackerfutter TS Abbildung 1: Trockenmasseerträge ausgewählter Kulturen am Standort Gülzow (EVA-Projekt ) Pflanzenschutz auf den Vergleich kommt es an Neben Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit muss in einer modernen Landwirtschaft immer auch Ziel sein, die Umwelt so gut es nur geht zu schonen. Hierbei spielt unter anderem der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln eine wichtige Rolle. In Abb. 2 sind die Behandlungsindizes (BI) ausgewählter Kulturen dargestellt. Der BI ist ein Parameter zur Beschreibung der Intensität des Pflanzenschutzes und errechnet sich aus verwendeter Aufwandmenge geteilt durch zugelassene Höchstaufwandmenge mal behandelte Fläche (anteilig). Es zeigt sich, dass der Mais unter den Biomassepflanzen zwar die höchsten Werte aufweist, sich jedoch in den selben Wertebereichen einordnet wie Sorghumhirsen oder Getreide-GPS. Gerade bei letzteren ist bei diesem Vergleich zu beachten, dass es immer zu Sonderfällen kommen kann man denke nur an den Gelbrostbefall in den Getreidebeständen 214 in denen ein verstärkter Pflanzenschutzmitteleinsatz vonnöten ist. Die Spanne der Behandlungsindizes von Triticale-GPS ist entsprechend größer als bei anderen Kulturen. Derartige Sonderfälle kommen bei Maisbeständen kaum vor, so dass bei einem BI für Mais relativ präzise von einem Wert zwischen 1, und 2, ausgegangen werden kann. Diese Kultur schneidet somit nicht schlechter ab als andere Biomassekulturen. Bei dieser Nutzungsrichtung stellen sich ohnehin BIs mit geringeren Werten ein als bei Mähdruschfrüchten, wie der Vergleich zwischen den Nutzungsrichtungen von Wintertriticale verdeutlicht. Winterweizen weist BIs auf, die sich hauptsächlich im Bereich zwischen 3, und 4, befinden, werden jedoch ebenfalls noch durch Winterraps mit einem mittleren BI von 5,6 übertroffen. Dies verdeutlicht, wie positiv der Mais eigentlich in Sachen Umweltbelastungen durch Pflanzenschutzmittleinsatz zu bewerten ist. Kulturen wie Grünschnittroggen und Ackerfutter mögen hier mit einem BI von, zunächst noch besser abschneiden, liegen jedoch beide auf einem geringeren Ertragsniveau als der Mais. Seite 2

3 BI Mais Sgh.hirsen WT-GPS WG-GPS GrSchnR Ackergras WT-Korn WW Raps Abbildung 2: Mittelwerte und Standardabweichung der Behandlungsindizes ausgewählter Kulturen am Standort Gülzow (EVA-Projekt ) Die Intensität des Pflanzenschutzes ist jedoch nur eines von vielen möglichen Kriterien zur Bewertung der Umweltbelastung oder -schonung durch die Landwirtschaft. Ein weiterer wichtiger Aspekt stellt die Auswirkung auf die Biodiversität in der Agrarlandschaft dar. Der Anbau von Selbstfolgen ist schlechter zu bewerten als eine Fruchtfolge, die aus mehr als einer Kultur besteht. Um dennoch nicht auf die hohen Maiserträge zu verzichten, besteht die Möglichkeit der Integrierung von Zweikulturnutzungssystemen in den Betrieben. Zwei besser als einer? Bei einem Zweikulturnutzungssystem werden innerhalb eines Produktionszeitraumes, von Herbst bis Herbst, zwei Kulturen (Erstfrucht und Zweitfrucht) angebaut, die beide einen nennenswerten Beitrag zum Gesamtertrag leisten. Es handelt sich somit nicht um einen Anbau von Winterzwischenfrüchten vor einer Hauptfrucht. Kombinationen verschiedener Erstfrüchte mit den Zweitfrüchten Mais oder Sorgumhirse sind an dieser Stelle häufig die Kulturen der Wahl. Für Mais bietet sich Winterroggen als Erstfrucht an, der zusammen mit dem Ertrag des ZF-Maises Trockenmasseerträge erbringt, die Mais in Hauptfruchtstellung übertreffen können. Dies ist der wichtigste Aspekt des Zweikulturnutzungssystems. Der Anbau von zwei Früchten hat jedoch Auswirkungen auf den Nährstoff- und Wasserhaushalt des Bodens, der im Vergleich zum Anbau einer Hauptfrucht mehr gefordert wird. Derartig verursachte Kosten des zweiten Anbauverfahrens müssen aus dem Mehrertrag des Systems finanziert werden, so dass das Zweikulturnutzungssystem letztendlich doch eine sehr eingeschränkt zu empfehlende Alternative zum Anbau von Silomais ist, auch wenn dies auf Kosten der Vielfalt in der Fruchtfolge geht. Die Artenvielfalt im Maisanbau über Erst- und Zweitfrucht-Anbau zu unterstützen ist demnach nicht der optimale Weg. Es stellt sich in diesem Zusammenhang aber die grundsätzliche Frage, ob Artenvielfalt und Maisanbau sich überhaupt von vornherein ausschließen. Seite 3

4 Überraschend vielfältig Im EVA-Projekt erfolgt die ökologische Begleitforschung am ZALF in Müncheberg. Hierbei wird beispielsweise die Habitateignung in Ackerbeständen für brütende Vögel sowie hinsichtlich ihres Futterangebotes für Ackervögel untersucht. Die Auswertungen seit Projektbeginn haben ergeben, dass Mais und Sorghumhirsen, was Brutvogel- und Futterhabitat angeht, weder als besonders nachteilig noch besonders vorteilhaft einzustufen sind. Die hierfür berechneten Bruthabitat- und Futterhabitat-Indizes (BHI und FHI) befinden sich im Mittelfeld der ausgewerteten Kulturen, zu denen Marktfrüchte, Ackerfutter, Winterzwischenfrüchte und Getreide-GPS gehören (GLEMNITZ et al, 214). Diese Indizes beschreiben die Eignung von Pflanzenbeständen als Habitat für Futtersuchende Vögel sowie für Vogelarten, die Die Untersuchungen ergaben, dass höhere Maisanteile in der Fruchtfolge sich negativ auf die Bruteignung für Vögel auswirken. Die Einbettung von Mais in abwechslungsreiche Fruchtfolgen ist daher von großer Wichtigkeit. Ein generell negativer Zusammenhang zwischen intensiven Energiepflanzen-Fruchtfolgen und den Biodiversitäts-Indizes konnte jedoch nicht nachgewiesen werden. Eher kann durch die Integration von Energiepflanzen in bestehende Fruchtfolgen eine gewünschte größere Vielfalt entstehen Im EVA-Projekt wurden am Standort Gülzow unter anderem die in Tabelle 1 dargestellten Fruchtfolgen angebaut und ausgewertet. Fruchtfolge 1 und 3 stellen dabei die Varianten mit Maisanteil dar, die erwartungsgemäß die höchsten Erträge erbrachten. Diesen intensiven Fruchtfolgen sind hier als Vergleich die FF2, die sowohl Biomassepflanzen als auch Mähdruschfrüchte enthält, die ackerfutterbetonte FF5 sowie FF8(MV) als Fruchtfolge mit hohem Mähdruschfruchtanteil nebenangestellt. Tabelle 1: Brutvogelhabitatindex (BHI) und Futterhabitatindex (FHI) ausgewählter EVA-Fruchtfolgen am Standort Gülzow; höhere Werte bedeuten höhere Biodiversität (EVA-Projekt, ) (GLEMNITZ et al, 214) Anbaujahr 1 EVA-Fruchtfolgen FF1 FF2 FF3 FF5 FF8(MV) WG-GPS/ Sorghumhirse (ZF) 2 Mais (HF) 3 WT-GPS/ Phacelia (SZF) Sorghumhirse (HF) WR-GPS/ Mais (ZF) WT Mais (HF) WR-GPS/ Sorghumhirse (ZF) WT-GPS/ einj. Weidelgras SG-GPS/ Ackerfutter Ackerfutter Ackerfutter WR-WT- GPS W.Raps WW 4 WW WW WW WW WW BHI 1,11,58,64,78,51 FHI 2,35 1,4 1,16 1,84,86 Seite 4

5 Die Auswirkung der Zusammenstellung der einzelnen Früchte in der Fruchtfolge auf die Indizes wird beim Vergleich von FF1, 2 und 3 besonders gut deutlich. Der Anbau des Systems Winterroggen/Mais bzw. Winterroggen/ Sorghumhirsen ist hinsichtlich BHI und FHI als sehr ungünstig zu bewerten. Die Ursache hierfür liegt im Erntezeitpunkt des Roggens im Mai für brütende Vögel sehr ungünstig gelegen. WG- und WT-GPS wird später, im Juni, geerntet, was eine weniger starke Störung für Brutvögel darstellt. Gleiches gilt für Mähdruschgetreide. Die Stellung von Mais und Hirse in der Fruchtfolge hat auf die Indizes kaum Einfluss kann demzufolge aber auch nicht als Negativeffekt identifiziert werden. Hervorzuheben ist außerdem das besonders gute Abschneiden der FF1 im Vergleich zur Ackerfutter-Fruchtfolge 5, deren Leistung in Sachen Habitat für brütende und futtersuchende Vögel nicht an die der intensiven Fruchtfolge heranreicht. Von diesem Standpunkt aus ist auch der Anbau von Biomassepflanzen deutlich besser zu bewerten als der Anbau von Marktfrüchten, wie die Indizes der FF8(MV) zeigen. Eine gleichwertige Einschätzung der Biodiversitätseffekte einer Mais-Selbstfolge im Vergleich zu den hier vorgestellt EVA-Fruchtfolgen steht noch aus. Die hierfür nötigen Datenerhebungen und Feldversuche laufen bereits im Rahmen des EVA-Projektes in Gülzow und werden zum Ende der ersten angelegten Maisfolge 215 vorliegen. Wie bereits erwähnt, ist eines der wichtigsten Kriterien bei der Entscheidung für oder gegen den alleinigen Anbau von Mais, ob die in Frage kommenden Alternativen eine ausreichende Ertragsleistung bringen. Betrachtet man den durchschnittlichen jährlichen Trockenmasseertrag der ertragreichsten EVA-Fruchtfolgen 1 und 3 (Abb. 3), so wird jedoch deutlich, dass auch die EVA-FF noch nicht an die Erträge von Mais heranreichen. Mit durchschnittlich 196 dt TM/ha pro Jahr (Durchschnittsertrag Mais HF, nicht von Mais- Selbstfolge!) erbringt dieser auch bei diesem Vergleich die höchsten Erträge. Die Unterschiede zwischen den Erträgen sind jedoch bedeutend geringer als beim Vergleich der Einzelkulturen (Abb.1). Mit Auswertung der Mais-Selbstfolge im EVA-Projekt Ende 215 wird die Ertragsdepression der Maisfolge bei dem Vergleich mit den FF1 und 3 besser in der Auswertung berücksichtigt werden können. Das Niveau des durchschnittlichen jährlichen Trockenmasseertrages der drei Fruchtfolgen könnte sich daher eventuell noch stärker annähern. dt TM/ha*a Mais (HF) EVA-FF1 EVA-FF3 Abbildung 3: Mittlere jährliche Trockenmasseerträge der EVA-FF1 und 3 im Vergleich zum durchschnittlichen Maisertrag am Standort Gülzow (EVA-Projekt ) Seite 5

6 Fazit In mehrjährigen Fruchtfolgeversuchen des EVA-Projektes am Standort Gülzow konnte keine Ackerkultur identifiziert werden, die an die Ertragsleistung von Mais heranreicht. Die Intensität des Pflanzenschutzes ist im Mais nicht auffällig höher als bei anderen Biomassepflanzen, ordnet sich dafür aber deutlich unter dem Niveau von Mähdruschfrüchten ein. Auch bei der Auswirkung auf die Biodiversität in Agrarlandschaften war Mais nicht schlechter als andere Biomassekulturen. In den Energiepflanzenfruchtfolgen des EVA-Projektes stellte sich die intensive FF1 mit dem höchsten Trockenmasseertrag als die Fruchtfolge mit der besten Biodiversitätswirkung heraus und schnitt somit besser ab, als eine Ackerfutterbetonte Fruchtfolge. Der Anteil von Mais in der Fruchtfolge ist hierbei zwar zu beachten, negative Wirkungen auf die Biodiversität konnten aber nicht am Mais festgemacht werden. Von allen untersuchten EVA-Fruchtfolgen konnte bisher jedoch keine das durchschnittliche jährliche Ertragsniveau von Mais erreichen. Weitere Untersuchungen hierzu laufen derzeit an der LFA MV wie auch im Projektverbund. Das EVA-Projekt wird durch das BMEL aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. gefördert. Quellen: GLEMNITZ, M., WILLMS, M., PLATEN, R., SPECKA, X., PETER, C., PRESCHER, A.-K., BUTTLAR, C. V., KRÄHLING, B. (214) Ökologische Folgewirkungen des Energiepflanzenanbaus: Endbericht zu Teilprojekt II des FNR-Projektes EVA II; FKZ , Stand Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung, Müncheberg. Weitere Informationen unter: Kontakt Ina Fleischer Dr. Andreas Gurgel Seite 6