Welcher Energiepflanzen-Mix für hohe Gaserträge?

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1 top Ackerbau Welcher Energiepflanzen-Mix für hohe Gaserträge? Mit ausgefeilter Anbautechnik liefert Mais höchste Gaserträge pro Hektar doch nicht auf jedem Standort. Erste Versuchsergebnisse zeigen, wo Getreide, Sonnenblumen oder Hirsen wirtschaftlicher sind. Höchste Gaserträge je Hektar kostengünstig erzeugen das ist das Ziel von Energiepflanzenanbauern. Die meisten Landwirte setzen dabei auf Mais. Werden auf günstigen Standorten Erträge von über 200 dt/ha TM erreicht, haben andere Kulturen wirtschaftlich kaum eine Chance. Solche Spitzenerträge sind jedoch nicht in jeder Region möglich. Auch führen stark steigende Fruchtfolgeanteile des Maises, besonders in viehhaltenden Betrieben, zunehmend zu Problemen. Doch welche Energiepflanzen außer Mais lohnen sich und wie steht es mit der Anbautechnik? Erste Probe-Anbauversuche von Zweifruchtsystemen (Getreide-GPS plus Sonnenblumen oder Hirsearten) zeigen, dass diese standortabhängig sogar mehr Biogas/ha liefern können als Energiemais. Sorghumhirsen bringen auf sehr trockenen, warmen Standorten Vorteile. Einige Energiepflanzenanbauer haben Hirsen bereits fest in ihren Energiemix aufgenommen. Neue Energiepflanzen werden auf einigen Standorten zunehmend interessanter. Fotos: agrar-press, Bröker (6), Dannenfeld, Dr. Laurenz (2), Werkbild Mais: Der Ertrag bestimmt die Gasausbeute Silomais ist nach wie vor Energiepflanze Nr. 1. Mit dem Ertrag von einem Hektar lassen sich im Jahresmittel 2 bis 2,5 kwh elektrische Leistung erzeugen, so die Erfahrung von Dr. Ludger Laurenz, Landwirtschaftskammer NRW. Für hohe Methanausbeuten sind in erster Linie hohe Trockenmasseerträge/ha anzustreben. Damit 180 bis 200 dt/ha TM-Ertrag gelingen, ist die richtige Düngung, vor allem bei Einsatz von Gärsubstraten, wichtig. Daneben entscheidet die Sorte und die Wasserversorgung des Standortes über Höchsterträge. Wasser begrenzt den Ertrag Die Maispflanzen benötigen rund 400 mm Wasser, das meiste davon kurz vor der Blüte bis zum Ende der Kornfüllung. In der Wurzelzone darf der kapillare Wasserstrom nicht abreißen, erklärt Ekkehard Fricke von der Landwirtschaftskammer Niedersachsen. Das funk- 74 top agrar 4/2007

2 tioniert nur unter folgenden Voraussetzungen: Auf Böden mit hoher nutzbarer Feldkapazität (40 bis 70 %); Bei kontinentaler Niederschlagsverteilung mit einem Regenmaximum im Juli/August oder Bei ganzjährig hohen Niederschlägen. Fehlt Wasser vor dem 12-Blattstadium, bleiben die Pflanzen deutlich kürzer, bilden weniger Blätter und reduzieren die Kornreihen. Tritt Wassermangel während der Blüte auf, stört das die Befruchtung. Auch bereits angelegte Kornanlagen können absterben. Die Folge: Deutlich kürzere Kolben und dadurch nur wenig Körner pro m 2. Wassermangel nach der Befruchtung führt zu morschen Stängeln. Das bietet Eintrittspforten für Schwächeparasiten. Sorte und Bestandesdichte am Standort ausrichten Wichtig für maximale Gaserträge sind Sorten mit möglichst hohen TM-Erträgen pro ha. Sortenunterschiede hinsichtlich der spezifischen Methanausbeute sind eher gering, wie neuere Untersuchungsergebnisse belegen. Auf leicht erwärmbaren Standorten mit sicherer Wasserversorgung eignen sich ertragsbetonte, mittelspäte oder mittelfrühe Sorten wie z. B. Nathan, AgroMax, NK Magitop oder PR39A98, empfiehlt Carsten Rieckmann von Carsten Rieckmann, LWK Niedersachsen Besonders spät abreifende Energiemaissorten können ihr Ertragspotenzial nur bei früher Aussaat nutzen. Dr. Jürgen Grocholl, LWK Niedersachsen tung. Das begünstigt die Bildung der im Fermenter benötigten Rohfaserfraktionen (Cellulose, Hemicellulose). Die optimale Bestandesdichte bei Energiemais richtet sich nach dem Standort. Auf leichten, flachgründigen Böden eignen sich 7 bis 8, auf guten 40er-Böden mit Grundwasseranschluß 9 bis 10 Pflanzen pro m 2,empfiehlt Carsten Rieckmann. Bei den restpflanzenbetonten Sorten sollten die Pflanzen nicht zu dicht stehen. Dadurch leidet die Belichtung der unteren Blätter, die dann weniger Assimilate zum Aufbau von Rohfaser bilden. Viele Anlagenbetreiber bauen Grünroggen vor Mais an. Das ergänzt das Substratangebot und stabilisiert den Gärpro- der Landwirtschaftskammer Niedersachsen. Bei den so genannten stay green Sortentypen bleiben die Stängel, Blätter und Lieschen lange grün und vital. Die Pflanzen können während der gesamten Vegetationszeit Assimilate einlagern. Dadurch wird die Maissilage stärker restpflanzenbetont, was zu einem höheren Anteil gut vergärbarer Rohfaser führt. Das steigert den Gasertrag. Wichtig ist, dass die Sorten für eine optimale Silierung die notwendigen TS-Gehalte von 28 bis 30 % erreichen. Späte Sorten können, verglichen mit mittelspäten Sorten, in wüchsigen Jahren einen deutlichen Mehrertrag erzielen, weiß Berater Rieckmann. Doch Vorsicht: Sehr späte Sorten mit Reifezahlen über 350 erreichen in kühlen Jahren nicht immer die Siloreife. Sinken die Gesamt- TS-Gehalten bei der Ernte unter 28 %, kommt es zu erheblichen Sickersaftmengen verbunden mit schlechter Silierung. Außerdem erhöhen sich die Transportkosten unnötig. In Trockenlagen oder auf sehr schwachen Standorten haben mittelspäte zahnmaisbetonte Sorten (ab Reifezahl 250) Vorteile, erklärt Josef Parzefall von der NU-Agrar GmbH in Schackenthal. Erfahrungsgemäß blühen Sorten wie z. B. PR39F58, PR38H20 oder DKC 5542 zügig ab und weisen selbst bei größter Hitze selten Kolbenmängel auf. Die gute Hitzetoleranz der neueren Zahnmaisgenetik sichert das vegetative Wachstum und bewirkt somit eine hohe Restpflanzenleiszess. Leidet allerdings der Maisertrag wegen Wassermangel oder verzögerter Aussaat unter dem Zwischenfruchtroggen, ist der Vorteil schnell dahin. Wer wegen verspäteter Aussaat zwei warme Wochen verpasst, kann bis zu 4 t TM/ha bzw. rund 14 t/ha Frischmasse verlieren, warnt Ludger Laurenz. Für maximale Erträge muss der Mais früh, gegen Mitte Juni, die Reihen schließen. Besonders spät abreifende Energiemaissorten können das Ertragspotenzial nur bei früher Saat ausschöpfen. Die N-Düngung nicht überziehen Hohe Gärrestmengen verleiten schnell zu einer überhöhten N-Düngung. Das kann sich negativ auf die Kolbenausbildung auswirken. Als Faustwert gelten 180 kg N/ha abzüglich N min, empfiehlt Dr. Jürgen Grocholl von der Landwirtschaftskammer Niedersachsen. Je nach Vorfrucht und Standort ist der Wert wie folgt zu korrigieren: Auf humusarmen Sandböden mit guter Wasserversorgung plus 20 kg N/ha; Verbleiben Rübenblätter auf dem Acker oder bei Vorfrucht Raps jeweils minus 20 kg N/ha; bei Gründüngung (Senf, Phacelia) minus 30 kg N/ha; bei langjähriger organischer Düngung minus 20 bis 40 kg N/ha. Für hohe TM-Erträge bei sicherer Abreife ist eine zügige Jugendentwicklung wichtig. Daher sollten Maisanbauer zur Risikoabsicherung nicht auf eine Unterfußdüngung mit z. B. DAP verzichten, warnt Berater Grocholl. Die zu düngende Menge richtet sich dabei nach dem Ver- top agrar 4/

3 top Ackerbau sorgungszustand der Böden. Besonders in kühlen Anbaulagen können die jungen Maispflanzen das Phosphat nur schwer aus dem Boden aufnehmen. Ohne den Unterfußdünger würde sich daher die Jugendentwicklung deutlich verzögern. Damit verbunden sind erhebliche Ertrags- und Energieverluste. Das belegen die Ergebnisse eines dreijährigen Silomaisversuchs. Fahrgassen für die Gärrestdüngung anlegen? Um das betriebliche Nährstoffkonto zu entlasten, sollten Sie die Gärreste möglichst optimal einsetzen. Dabei ist folgendes zu beachten: Die Nährstoffgehalte der Gärreste unterscheiden sich je nach eingesetzten Inputstoffen erheblich. Eine Nährstoffanalyse ist daher unbedingt zu empfehlen. 76 top agrar 4/2007 Berater Dr. Hans Heinrich Kowalewsky Neue Energiemaissorten lassen weitere Ertragssteigerungen erwarten. Viele Gärsubstrate weisen erhöhte Ammonium-N-Anteile auf. Daher wirken die Substrate in der Regel schneller als unvergorene Gülle. Abhängig vom Gärrest verläuft dagegen die Mineralisation der organischen Anteile im Boden tendenziell langsamer. Um die schnell verfügbaren Nährstoffe möglichst gut zu nutzen, ist eine Düngung während des Massenwachstums der Pflanzen sinnvoll, erklärt Jürgen Grocholl. Standortabhängig liegt der Termin um Mitte bis Ende Juni bei einer Wuchshöhe der Maispflanzen von ca. 30 bis 50 cm. Probleme bereitet allerdings oft die Ausbringtechnik. Eine bodenschonende Bereifung passt häufig nicht in die konventionelle 75 cm breite Reihe. Da schmalere Reifen zu Bodenverdichtungen mit reduzierter Nährstoffaufnahme führen können, bieten Fahrgassen hier deutliche Vorteile. Um die Pflanzenzahl/ m 2 beibehalten zu können, wird der Mais enger gelegt. Der optimale Reihenabstand für Maisengsaat mit Fahrgassen beträgt 45 cm, ist Dr. Hans Heinrich Kowalewsky von der Landwirtschaftskammer Niedersachsen überzeugt. Bei einer 90 cm Fahrgasse sind dann Spurweiten von 1,8 m bzw. 2,25 m möglich. Je nach Bestandesdichte beträgt dabei der Kornabstand in der Reihe 25 bis 37 cm. Niedersächsische Versuche bestätigen bei Maisengsaat mit 45 cm Reihenabstand leicht steigende Erträge von rund 5 dt/ha TM, so die Erfahrung von Carsten Rieckmann. Ferner waren die Rest-N-Gehalte im Boden, verglichen mit dem 75 cm Reihenabstand, niedriger. Das zeigt, dass die Pflanzenwurzeln die Nährstoffe bei engerer Saat etwas besser aufnehmen können. Als Nachteil nennt Berater Kowalewsky die um 7,50 bis 15 E/ha teurere Maisaussaat. Achten Sie auf den richtigen Erntetermin Bei früher Maisernte (bis 30 % TS), sorgt ein hoher Anteil gut vergärbarer Rohfaser für hohe Gasausbeuten. Damit verbunden sind niedrige Stärkegehalte der Silagen. Das wirkt sich positiv auf den ph-wert im Fermenter aus, was den Gärprozess stabilisiert. Nachteil: Wer früh erntet, verzichtet auf Höchsterträge. Reifen die Pflanzen dagegen zu lange ab (TS über 32 %), bilden sie verstärkt die Rohfaserfraktion Lignin. Da diese die gut vergärbare Cellulose ummantelt, sinkt die Verdaulichkeit im Fermenter deutlich. Ferner wird nach sehr langer Abreife der nachfolgende Getreideanbau schwieriger. Weiterhin wird die Gärrestdüngung im Herbst problematischer.

4 Sonnenblumen plus Getreide-GPS schlägt Mais Sinkt der Maisertrag auf eher leichten Böden unter 45 t/ha Frischmasse, werden Zweifruchtsysteme für den Probeanbau zunehmend wirtschaftlich. Als Hauptfrüchte eignen sich z. B. Getreide-GPS plus Sonnenblumen oder Hirsearten. Auf unserem Standort hat Triticale- GPS mit anschließendem Sonnenblumenanbau den Energiemais im letzten Jahr sogar überholt, berichtet Andreas Gesing, der im westfälischen Reken eine 200 KW-Biogasanlage betreibt. In Zusammenarbeit mit der Landwirtschaftskammer NRW wurden die Kosten und Erträge des Zweifruchtsystems auf seinem Betrieb kalkuliert und mit dem Energiemais verglichen (siehe Übersicht). Liegen die Sonnenblumen- und Triticaleerträge jeweils über 35 t/ha Frischmasse (FM), bedeutet das ca m 3 /ha Methanertrag. Energiemais liefert bei Erträgen von 45 t/ha FM rund 4448 m 3 pro ha Methan. Abzüglich der höheren Anbau- und Erntekosten im Zweifruchtsystem bleibt bei einem Stromertrag von 17 ct/kwh und 38 % elek. Wirkungsgrad des BHKW noch ein Vorteil gegenüber dem Energiemais von 213 E/ha. Anbau- und Erntekosten drücken Rutschen die Erträge der beiden Früchte jedoch auf 30 t/ha FM ab, gewinnt Energiemais wieder die Oberhand. Das ist auch der Fall, wenn die Maiserträge steigen. Dann haben die anderen Kulturen kaum noch eine Chance, erklärt Berater Dr. Ludger Laurenz. Wichtig für einen wirtschaftlichen Zweifruchtanbau ist, die doppelt anfallenden Anbau- und Erntekosten zu drücken. Wir säen beide Früchte im Mulchsaatverfahren, erläutert Andreas Gesing. Der Frontgrubber arbeitet ca. 10 bis 12 cm tief, dahinter folgen Kreiselegge plus Drillmaschine. Die flache Bearbeitung sichert eine gute Kapillarwirkung des Bodens und damit einen gleichmäßigen Feldaufgang. Als Erstfrucht eignen sich frühreife Getreidearten wie Wintergerste, Triticale oder Dr. Ludger Laurenz, LWK Nordrhein-Westf. So rechnet sich das Zwei fruchtsystem Roggen. Sie erreichen schon in der Milchreife den höchsten Methanertrag, räumen früh das Feld und bieten der Zweitfrucht somit eine längere Vegetationszeit. Österreichische Untersuchungen belegen, dass spät abreifende Weizen- Getreide- GPS Sonnenblumen Silomais Frischmasse (t/ha) TS-Gehalt (%) TM-Ertrag (t/ha) 10,5 7 14,9 Organische TS (%) Biogasausbeute (l/kg org. TS) ) 600 Methan (%) ) 52 Methanertrag (m³/ha) ) 4448 Anbau plus Ernte (E/ha) 873 3) 687 Stromertrag (17 Ct, 38 % WG) (E/ha) Stromertrag minus Anbauk. (E/ha) Differenz (U/ha) 213 1) abgeleitet aus Pflanzenanalysen 2) Getreide-GPS (2899 m 3 /ha) + Sonnenblumen (2 168 m 3 /ha) = m 3 /ha; 3) Getreide-GPS: 419 E/ha, Sonnenblumen: 454 E/ha Landwirt Andreas Gesing ist von den Vorteilen des Zweifruchtsystems überzeugt. sorten den höchsten Methanertrag/ha erst in der Teigreife erreichen. Damit verschiebt sich der Aussaattermin für die zweite Frucht zu weit nach hinten. Für den Anbau empfiehlt Berater Laurenz hochwertiges Z-Saatgut, bei Roggen und Gerste möglichst Hybridsaatgut. Das sichert eine zügige und sichere Jugendentwicklung. Als Sorteneigenschaft ist die Standfestigkeit entscheidend. Lager ist verboten, betont Laurenz. Der Grund: Sinkende GPS-Erträge und wegen längerer Stoppeln und Ernterückständen eine schwierigere Aussaat der Zweitfrucht. Sparen lässt sich bei der Bestandesführung. Wegen der frühen Ernte waren Fungizide bei top agrar 4/

5 top Ackerbau uns nicht nötig, erklärt Gesing. Bei den Herbiziden reicht in der Regel eine einmalige Wuchsstoffbehandlung aus. Sonnenblumen nutzen Wasser effizient Nach der GPS-Ernte lassen sich Sonnenblumen in einem Arbeitsgang einsäen. Während der Saat im Juni war die Bodenkrume staubtrocken, so Gesing. Trotzdem erreichten die Pflanzen nach vier Wochen eine Wuchshöhe von 30 bis 40 cm. Bestätigen kann das Manfred Dannenfeld von der niedersächischen Landberatung. Sonnenblumen nutzen das Wasser im Boden sehr effizient. Bei einer Bestandesdichte von 8 bis 9 Körnern/m 2 reicht das Kapillarwasser zusammen mit dem Tauwasser aus, um bis zu vier Wochen Trockenheit schadlos zu überstehen. Für einen sicheren Kapillaranschluss bei knappem Wasserangebot im Juni sollten die Saatkörner ca. 4 cm tief abgelegt werden. Da Sonnenblumen schon nach etwa vier Wochen die Reihen schließen, sind Herbizide oft nicht notwendig. Falls allerdings verstärkt Unkräuter auftreten, können Sie diese im Vorauflauf mit z. B. 3,0 l/ ha Bandur + 2,0 l/ha Stomp SC ausschalten. Gegen Ungräser eignet sich im Nachauflauf 1,0 bis 1,5 l pro ha Fusilade Max. Wichtig für hohe Methanerträge/ha ist der optimale Erntetermin. Dieser ist erreicht, wenn sich Stängel und Blätter gegen Ende Oktober gelb verfärben, berichtet Gesing aus Erfahrung. Zwar würde längeres Warten höhere Energie bedeuten. Allerdings nimmt die Verdaulichkeit wegen des zunehmenden Ligninanteils im Stängel ab. Trockentolerante Hirsen für leichte Standorte Auf leicht erwärmbaren, trockenen Standorten eignen sich für den Probeanbau Sorghumarten wie Zuckerhirse und Sudangras. In Versuchen auf leichten Sandböden im Ostdeutschen Trockengebiet erreichte die Sorte Sugargraze in 2005 fast 200 dt/ha TM, so Christian Röhricht von der Sächsischen Landesanstalt. Solche Spitzenerträge sind allerdings nur in warmen Jahren mit ausreichenden Niederschlägen möglich. Fehlt Wasser, vertrockenen die Hirsen zwar nicht, können jedoch ihr Wachstum einstellen. Das führt in langen Trockenphasen zu sinkenden Erträgen. Hirsen brauchen Wärme Berater Dr. Matthias Benke Hagen Meyer, Landwirt in der Nähe von Soltau Zu Ertragseinbrüchen kann es bei zu niedrigen Temperaturen kommen. Diese Erfahrung mussten wir im deutlich kühleren Versuchsjahr 2004 machen, als die Erträge auf bescheidene 60 dt/ha TM abrutschten, erklärt Röhricht. Diese schlechte Ertragssicherheit belegen auch bayerische Versuche an vier Standorten. Bei der Hybridsorte Super Sile 20 schwankten die Erträge 2006 standortabhängig von 52 bis 142 dt/ha TM. Im Mittel wiesen die Zuckerhirsesorten Sugargraze, Super Sile 20 und die Futterhirsesorte Rona die höchsten Erträge auf. Schon bei der Keimung sollten die Böden warm sein. Versuche mit der Sudangrassorte Susu zeigen, dass bei 14 C Bodentemperatur nach 14 Tagen 67 % der Pflanzen keimen, bei 16 C dagegen schon 81 %. Für einen gleichmäßigen Aufgang benötigen die Pflanzen geringe Wassermengen. Wir nutzen das kappilare Bodenwasser und drillen Sudangras daher im Direktsaatverfahren, gibt Wilhelm Gabers, der im niedersächsischen Neuen- 78 top agrar 4/2007

6 kirchen Sudangras als Zweitfrucht nach Getreide-GPS anbaut, seine Erfahrungen wieder. Das fördert bei niedrigen Aussaatkosten eine zügige Jugendentwicklung. Damit sich die Pflanzen gut bestocken, ist die richtige Bestandesdichte wichtig. In Sortenversuchen mit Sudangras haben sich 80 bis 100 Pflanzen/m 2, bei Zuckerhirse 25 bis 30 Pflanzen/m 2 bewährt, erklärt Frerich Wilken, Anbauberater bei der Landwirtschaftskammer Niedersachsen. Für die Aussaat eignen sich Drillmaschinen mit Scheibenscharen, um die Ablagetiefe von 3 cm besser einhalten zu können. Der Reihenabstand sollte zwischen 25 und 50 cm liegen. Trotz enger Saat sind Hirsen gegen Unkräuter nicht konkurrenzfähig. Im Vorauflauf lassen sich einjährige Ungräser und Unkräuter mit z. B. 1,25 l/ha Dual Gold oder 4 l/ha Bandur bekämpfen. Für den Nachauflauf eignen sich gegen ein- und zweikeimblättrige Samenunkräuter nach bisheriger Erfahrung z. B. 2 bis 4 l/ha Artett. Wichtig: Da diese Mittel in Sorghumhirsen nicht zugelassen sind, muss eine Genehmigung nach 18 b PflSchG beim zuständigen Pflanzenschutzamt beantragt werden! Für hohe Gaserträge spielt die N-Düngung eine wichtige Rolle. Hirsen nutzen die Nährstoffe aus den Gärresten sehr gut, ist Hagen Meyer, Landwirt in der Nähe von Soltau (Lüneburger Heide) überzeugt. Vor der Aussaat bringt Meyer fast 30 m 3 /ha Gärsubstrat (etwa 4 kg N/m 3 ) aus. Hirsen benötigen viel Wärme. Bei niedrigen Temperaturen kommt es zu drastischen Ertragseinbrüchen. Untersuchungen zum Einfluss unterchiedlicher N-Gaben belegen, dass weniger die TM-Erträge als viel mehr die Methanerträge je Hektar bei zunehmender N-Düngung steigen. Sudangras erreichte in Versuchen den höchsten Methanertrag bei 100 kg N/ha, Zuckerhirse bei etwa 150 kg N/ha, berichtet Berater Röhricht. Erntetermin ist das A und O Der Erntetermin entscheidet über Verdaulichkeit und Gasertrag. Volles Rispenschieben bei Sudangras, Beginn der Milchreife bei Zuckerhirse, emp- fiehlt Dr. Matthias Benke von der Landwirtschaftskammer Niedersachsen. Wird früher geerntet, fallen Gas- und TM-Ertrag deutlich ab. Versuche zeigen, dass besonders bei zu früher Ernte der Zuckerhirse der Methanertrag um bis zu 1000 m 3 /ha sinken kann. Bei zu später Ernte führen dagegen erhöhte Ligninanteile zu schlechterer Vergärung. Probleme bereiten nach der Ernte oft die hohen Sickersaftmengen. Um diese nicht auffangen zu müssen, siliert Landwirt Garbers das Sudangras (TS-Gehalt etwa 21 %) mit in die Maismiete. Das senkt die Kosten, weil kein zusätzlicher Lagerraum benötigt wird. M. Bröker top agrar 4/