Erfahrungen zum Sorghumanbau auf ertragsschwachen Standorten Vorstellung des FNR-Verbundvorhabens Sorghum

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1 Erfahrungen zum Sorghumanbau auf ertragsschwachen Standorten Vorstellung des FNR-Verbundvorhabens Sorghum Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß FIB e.v. Feldtag, 29. August 2017, Neu Sacro 1 XX. Monat 2016 Name des Präsentators

2 Gliederung (1) Vorstellung des Verbundprojektes Sorghum (2) Warum Sorghumanbau? (3) Produktionstechnik und Erträge (4) Substratqualität (5) Biogaserzeugung und Wirtschaftlichkeit (6) Zusammenfassung August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß BGA LVG Köllitsch, Foto: M. Grunert

3 Versuchsfragen und Abgrenzung der Projekte untereinander Projektzeitraum 05/08 04/11 05/11 07/14 04/16 03/19 Parzellenversuche Prüfung der Pflanzenarten Mais und Sorghum Prüfung von Standort und Sorte optimale Erntezeitpunkte für verschiedene Sorten Prüfung günstiger Reihenabstände Prüfung Aussaatstärken Prüfung günstiger Saatzeiten und Düngung Prüfung geeigneter Herbizide Prüfung geeigneter Bodenbearbeitungsverfahren und Aussaattechniken (Drillsaat, Direktsaat, Einzelkornsaat) Prüfung des späten Zweitfruchtanbaus Prüfung Mischfruchtanbau Prüfung Lageranfälligkeit August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß Prüfung unterschiedlicher Nutzungsmöglichkeiten

4 Versuchsfragen und Abgrenzung der Projekte untereinander Labor 05/08 04/11 05/11 07/14 04/16 03/19 Prüfung Substratqualität und Biogaspotentials Prüfung der Substratqualität und des Biogaspotentials zu unterschiedlichen Ernteterminen Ökonomie Ökologie Projektzeitraum Praxisversuche ökonomische Betrachtung an Hand der Parzellenversuche Wasserverbrauch Wurzelbiomasse und Humusreproduktion Nährstoffauswaschung ökonomische Berechnungen zur Wirtschaftlichkeit auf Praxisbetrieben anbautechnische Versuche auf Praxisbetrieben August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß

5 Optimierung des Sorghumanbaus, Wissenstransfer ( ) Versuchsstandorte Exaktversuche: 1 Gülzow 5 Welzow 2 Obershagen 6 Trossin 3 Poppenburg 7 Straubing 4 Marquardt On-Farm-Versuche mit Praxispartnern: 8 Winkelmann GbR 10 Bauern AG & 9 Agrar GbR Booßen AG Forst eg 11 AG Krippehna eg Arbeitsschwerpunkte: August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß 7 Sorte, Erntetermin Aussaattechnik, Bodenbearbeitung Kaskadennutzung Substratqualität, Biogasausbeute Kippenböden Zweitfruchtanbau On-Farm Versuch Wirtschaftlichkeit

7 Sorghumarten- und typen im Vergleich zu Mais S. bicolor x S. sudanense (Sudangrashybride) schilfartiger Wuchs, Stängelreich, mittlere Wuchshöhe S. bicolor, Futtertyp (Futterhirse) schwach bestockend, massebildend (bis 4 m) August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß S. bicolor, Körnertyp (Körnerhirse) kompakter Wuchs (bis 1,60 m), hohes Kornertragspotenzial, standfest Mais Fotos: M. Theiß (LfULG), Güterfelde,

8 Warum breiter aufstellen bei der Erzeugung von Biomasse? (1) Verbesserung der Akzeptanz für Landwirtschaft & Bioenergie (2) Verringerung des Anbaurisikos (3) Verringerung von Arbeitsspitzen, bessere Einhaltung agronomischer Termine (4) Nutzung von Grenzertragsstandorten (5) Nutzung ökologischer Vorteile August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß

9 ökologische Vorteile: 100 kg N auf leichten und mittleren Böden ausreichend gutes N-Aneignungsvermögen geringe Nitratkonzentration im Sickerwasser gutes Bodenwasseraneignungsvermögen, Trockentoleranz positive Humusbilanz weniger tierische Schaderreger August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß

10 Sorghumhirse Alles andere als ein Newcomer wichtigste Nahrungs- und Futterpflanze in Trockenregionen der Welt* Ursprung in den semiariden Gebieten Afrikas hohe Eignung für marginale Anbaubedingungen effiziente Wassernutzung (C 4 -Pflanze) hohe Hitze- und Trockentoleranz gutes Regenerationsvermögen tiefreichendes Wurzelsystem hoher Wärmebedarf, geringe Kühletoleranz August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß * weltweit 5 wichtigstes Getreide nach Weizen, Reis, Mais und Gerste

12 Sortenversuche mit Sorghum Aufbau und Versuchsdurchführung Aussaattermin: Aussaattechnik:* Bestandesführung: (Düngung, PS) Erntetermin: Mais: Sorghum: Mais S. bic. x sud. : S. bic: Mais/Sorghum: Mais: S. bic. x sud.: S. bic.: Ende April/Anfang Mai Mitte Mai 09 kf. Kö/m 2, Einzelkorn, 75 cm 35 kf. Kö./m 2, Drillsaat, 25 cm 25 kf. Kö./m 2, Drillsaat, 25 cm 100 bis 120 kg N/ha 1 x Herbizid**, ab BBCH 13 I./II. Sept.-Dekade I./II. Sept.-Dekade III. Sept. bis II. Okt.-Dekade August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß * Bei Sorghum Sicherheitsaufschlag von ca. 10 % ** nur in Sorghum zugelassene Mittel

13 Sortenwahl TM-Ertrag auf D-Süd-Standorten im Vergleich zu Mais D-Süd (n=4) TM-Ertrag dt/ha s Mais S. bicolor x S. sudanense Lussi KWS Freya Sorghum bicolor Farmsugro Sucrosorgo Herkules KWS Zerberus Amiggo KWS Tarzan EUG 221 F August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß

14 Sortenwahl TM-Ertrag auf K-Standorten im Vergleich zu Mais K-Standorte (n=2) TM-Ertrag dt/ha s Mais S. bicolor x S. sudanense Lussi KWS Freya Sorghum bicolor Sucrosorgo Herkules KWS Zerberus Amiggo August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß

15 Sortenversuche ( ) TM-Ertrag von Sorghum* im Vgl. zu Mais nicht wertbar August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß *ausgewählte mj. geprüfte Sorten

16 Fazit zu Erträgen und Sorten Sorghumanbau vor allem auf warmen Standorten (geringe Kühletoleranz!) Trockengebiete in Mittel- und Ostdeutschland (inkl. Kippenstandorte) Süddeutschland (Gäulage, Rheinebene) Anbau überwiegend als Hauptfrucht mit Aussaat Mitte Mai (frühere Aussaat möglich, aber riskanter) Futterhirsen KWS Zerberus, Amiggo, KWS Tarzan (mittelfrüh mittelspät) sowie Herkules (mittelspät) Zweitfruchtanabau Aussaat bis Mitte Juni Sudangrashybride Lussi (früh), KWS Freya und KWS Sole (früh mittelfrüh) Faustregel : Je kühler der Standort bzw. je später die Aussaat, desto frühreifer die Sorte August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß fett = mehrjährig geprüfte Sorten

18 Sortenversuche ( ) TM-Gehalt von Sorghum* im Vgl. zu Mais sichere Ausreife selten ein Problem Positive Korrelation (r P = 0,64**) sichere Ausreife leider nicht selbstverständlich Ernte: I./II. Sept.-Dekade I./II. Sept.-Dekade III. Sept. bis II. Okt.-Dekade TM-Ertrag (dt/ha) August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß *ausgewählte mj. geprüfte Sorten, 4 Standorte

19 Sortenversuche ( ) TM-Gehalt von Sorghum* im Vgl. zu Mais Einfluss der Jahreswitterung am Standort Drößig Sortenunterschiede Sortenunterschiede August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß TM-Ertrag (dt/ha) *ausgewählte mj. geprüfte Sorten

20 Sortenversuche ( ) Welche Sorte passt zu meinem Betrieb? Trossin + Drößig (D) Grünewalde + Welzow* (K) *Versuch 2013 nicht wertbar August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß * Welzow nur 2jährige Ergebnisse

21 Substratqualität von Sorghum im Vergleich zu Mais Analysen der Erntejahre 2011 bis 2013 Standorte Trossin, Drößig, Grünewalde und Welzow Fruchtart n = TM Stärke Zucker ELOS RF ADF om ADL % % TM Mais 22 33,5 25,1 6,8 64,1 21,5 26,2 2,3 SGH 22 30,7-8,1 42,4 35,9 37,8 7,1 Futterhirse 33 27,1-15,6 48,6 35,2 35,6 6, August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß

22 Substratqualität (Ernte 2011 bis 2013) Gibt es Unterschiede zwischen den Sorten? Silomais Sudangrashybride Futterhirse August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß

23 Substratqualität (Ernte 2011 bis 2013) Zusammenhang: Abreife und Lignin Positive Korrelation (r P = 0,42*) Positive Korrelation Kein (r Zusammenhang P = 0,73**) Positive Korrelation Positive Korrelation (r P = 0,5**) (r P = 0,54**) August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß TM-Gehalt (%) * signifikant, ** hoch signifikant

24 Substratqualität (Ernte 2011 bis 2013) Zusammenhang: Ertrag und Lignin Positive Korrelation (r P = 0,73**) Positive Korrelation (r P = 0,5**) August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß TM-Ertrag (dt/ha) ** hoch signifikant

26 Biogasproduktion in Sachsen (C. Brückner, E. Zschoche, LfULG, kein Anspruch auf Vollständigkeit) ca. 250 BGA an Landwirtschaftsbetrieben, die ca. 100 MWelLeistung erzeugen + 12 Biomethaneinspeiseanlagen (Stand: September 2016) Nutzung von Synergieeffekten mit Tierproduktion mind. 70 Masseprozent Wirtschaftsdüngereinsatz o Rinder-, Schweinegülle Verwertung v. Nebenprodukten o Siloabraum, Restfutter Ergänzung mit NaWaRo Anzahl Milchviehbetriebe mit Biogasanlage Anzahl Kühe bis 300 bis 500 bis 750 bis > Anzahl Betriebe Betriebe mit BGA August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß

27 Aufbau Hohenheimer Biogasertragstest (HBT) Kolben 4 Öffnung für Gasanalyse 2 Stopfen 5 Testsubstrat + Impfgülle 3 Klemme 6 Graduierung August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß

28 Gemessene Methanausbeuten (SV 2011/12) LfULG, Nossen Fruchtart n Mittel Min Max Stabw. Mittel (rel.) Nl/kg ots Mais SGH Futterhirse Körnerhirse Methodik: Silagen getrocknet, vermahlen unterschiedliche Messsysteme dennoch gute Übereinstimmung in den relativen Abweichungen zwischen Mais und Sorghum Dr. C. Herrmann mündl. Mitteilung ( ) n Mittel (rel.) Werte (Sorghum) gültig für: Pflanzen BBCH bei TS > 22 % (gute Entwicklung) Methodik: Silagen ungetrocknet, unvermahlen, Größe der Fermenter 1,5 L August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß

29 Methanertrag [Nm 3 /ha] Methanertrag der 3 besten Sorghumsorten 2011/ Methanertrag Mais Methanertrag Sorghum rel. Methanertrag von Sorghum im Vergleich zu Mais > Güterfelde August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß Welzow Drößig Trossin Gadegast Grünewalde Bernburg D-Süd Kippen Löß Straubing Mais: 347 Nl/kg ots (ots = 95 %) Sorghum: 303 Nl/kg ots (ots = 94 %)

30 Deckungsbeiträge Standort Jahr Mais Futterhirsen TM Ertrag dt/ha August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß DB /ha TM Ertrag dt/ha DB /ha Trossin Güterfelde Drößig Welzow Grünewalde Bernburg Straubing Dornburg Friemar

31 Verfahrenskosten für die Erzeugung von Sorghum und Mais Beispielkalkulation für Welzow (1) Leistung: Ertragsergebnisse, 2008 bis 2012 (2) Direktkosten: Aufwandmengen an Saatgut, PSM und Mineral-N, Grundnährstoffe nach Entzug (3) Arbeitserledigung: Ortübliche Arbeitsverfahren (nach KTBL Feldarbeitsrechner) (4) Gebäudekosten: Fahrsilo (volle Anschaffungskosten, nach KTBL) (5) Flächenkosten: Pachtzins, Grundsteuer in Anlehnung an LELF (6) Gemeinkosten: Test- und Auflagenbuchführung, LfULG August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß

32 Vollkosten der Erzeugung von Mais & Sorghum Welzow /ha Kennwert ME Mais 1) SGH 2) Futterhirse 3) Ertrag dt OS/ha dt TM/ha TM-Gehalt in % Saatgutkosten /ha Düngemittelkosten /ha PSM-Kosten /ha Hagelversicherung /ha Direktkosten /ha Wert Gärrestrückführung /ha Arbeitserledigungskosten /ha Silokosten (0,28 /dt OS) /ha Flächenkosten (100 /ha Pacht) /ha Gemeinkosten (inkl. Verwaltung) /ha Gesamtkosten ohne Prämie /ha Gesamtkosten mit Prämie /ha August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß 1) Atletico, 2) Lussi (je 08-12), 3) Goliath (08-10), Amiggo (11-12)

33 Vollkosten der Erzeugung von Mais & Sorghum Welzow /dt Silage August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß

34 Vollkosten der Erzeugung von Mais & Sorghum Welzow /m 3 Methan August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß Wirkungsgrad BHKW = 38 %

35 Erlösverluste gegenüber Mais August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß

36 Fazit Substratqualität durch höhere Rohfasergehalte, etwa 12 % geringere Methanausbeute geringere TS-Gehalte bei gleichem Ertrag meist schlechtere DB bzw. Vollkosten August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß

38 Zusammenfassung 1) Sorghum bietet einige ökologische Vorteile gegenüber Mais 2) die Sorghum-Züchtung hat hohe Erträge bei günstigen TS-Gehalten hervorgebracht, mit weiteren Züchtungsfortschritten ist zu rechnen! 3) Sorghum weist aufgrund der höheren Rohfaseranteile (Cellulose, Lignin) eine leicht geringere Methanausbeute gegenüber Mais auf 4) im Mittel aller Standorte und Jahre hat Sorghum noch niedrigere Deckungsbeiträge bzw. Gewinne gegenüber Mais 5) Sorghum ist besonders geeignet auf ertragsschwachen Standorten und als Sommerzwischenfrucht 6) Mais z.z. nachhaltigste Fruchtart, aber Alternativen möglich August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß

39 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Verbundvorhaben: Optimierung des Sorghumanbaus und Wissenstransfer in die landwirtschaftliche Praxis Förderkennzeichen: XX. Monat 2016 Name des Präsentators

40 Kontaktdaten Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie Abteilung 7 Landwirtschaft Referat 72 Pflanzenbau Waldheimer Straße 219, Nossen Dr. Kerstin Jäkel Tel: / Kerstin.Jaekel@smul.sachsen.de Markus Theiß Tel: / Markus.Theiss@smul.sachsen.de August 2017 Dr. Kerstin Jäkel & Markus Theiß