ENERGIEPFLANZEN FÜR BIOGASANLAGEN

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1 energiepflanzen.info ENERGIEPFLANZEN FÜR BIOGASANLAGEN SACHSEN-ANHALT

2 IMPRESSUM Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) OT Gülzow, Hofplatz Gülzow-Prüzen Tel.: 03843/ Fax: 03843/ info@fnr.de Mit Förderung des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages Text Boese, L.; von Buttlar, C.; Böttcher, K; Formowitz, B.; Heiermann, M.; Herrmann, C.; Idler, C.; Kornatz, P.; Pentschew, S.; Richter, R.; Sievers, M.; Vollrath, B.; Willms, M. Für den Inhalt der Broschüre zeichnen die Autoren verantwortlich. Redaktion FNR, Abt. ÖA Bilder Titel: FNR; LWK-Niedersachsen sofern nicht am Bild vermerkt: LLFG Gestaltung und Realisierung Rostock Druck Rostock Gedruckt auf 100 % Recyclingpapier mit Farben auf Pflanzenölbasis Bestell-Nr Auflage FNR, Juli 2012

3 ENERGIEPFLANZEN FÜR BIOGASANLAGEN Sachsen-Anhalt

4 VORWORT Sehr geehrte Damen und Herren, im Zuge der von der Bundesregierung beschlossenen Energiewende sind die Anforderungen und Erwartungen an die Land- und Forstwirtschaft stark gewachsen; die Branche spielt als Rohstofflieferant für Bioenergie sowie als dezentraler Energieversorger eine zentrale Rolle. Dank ihrer vielen positiven Eigenschaften wird Biomasse als Energieträger zunehmend nachgefragt. Mit dem steigenden Anbau von Energiepflanzen gehen aber auch Skepsis und Unbehagen in der Bevölkerung einher. Aus diesem Grund wird vom Landwirt umsichtiges Handeln erwartet, das weit mehr als rein betriebswirtschaftliche Aspekte berücksichtigen soll. Es geht darum, Kulturlandschaften zu erhalten, Ökosysteme zu bewahren, nachhaltig zu wirtschaften, Arbeitsplätze zu schaffen, regionale Entwicklung zu generieren und einen Beitrag zur Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern zu leisten. Dem Landwirt wird damit Verantwortung und Bewusstsein in hohem Grad abverlangt eine Bürde, die er allein nicht tragen kann. Als Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz ist es die Aufgabe der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. (FNR), die Landwirte bei diesem Wirken maßgeblich zu unterstützen. Mit den vorliegenden, regional bezogenen Broschüren zum Energiepflanzenbau möchte ich den Landwirten eine Handlungshilfe an die Hand geben. Sie fasst die Ergebnisse der umfangreichen nationalen Agrarforschungsprojekte des BMELV zusammen und integriert Ergebnisse aus Projekten mit regionalem Bezug. Gemeinsam mit Partnern aus dem Verbundvorhaben EVA (Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands) und den einzelnen Bundesländern ist es nun gelungen, für beinahe jedes Bundesland eine Broschüre zu erarbeiten, die die regional aufbereiteten Ergebnisse umfasst. Landwirte finden darin Empfehlungen zu alternativen Anbausystemen, mit deren Hilfe Energiefruchtfolgen mit hohen Erträgen bei gleichzeitig großer Vielfalt, Risikostreuung und Nachhaltigkeit zu realisieren sind. Ich hoffe, dass es mit diesen Handlungsempfehlungen gelingt, den heutigen vielschichtigen Anforderungen an die Landwirtschaft einen Schritt näher zu kommen und bedanke mich bei allen Autoren und Partnern, die diese Veröffentlichung möglich gemacht haben. Dr.-Ing. Andreas Schütte, Geschäftsführer Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) 2

5 GRUSSWORT Die Erzeugung von Bioenergie hat sich, neben dem Marktfruchtbau und der Tierproduktion, zum dritten Standbein der Landwirtschaft in Sachsen-Anhalt entwickelt. Bedeutende Produktionskapazitäten für Bioethanol und Biodiesel sowie die dynamische Entwicklung von Biogasanlagen sind Beleg dafür. Mit einer Gesamtkapazität von m³/jahr ist Sachsen-Anhalt das Bundesland mit den größten Kapazitäten für die Bioethanolproduktion. Entsprechende Großanlagen, die Getreide oder Zuckerrüben verarbeiten, befinden sich in Zörbig, Zeitz und Klein- Wanzleben. Die Kapazität zur Erzeugung von Biodiesel in Sachsen-Anhalt beträgt mehr als t/jahr. Zum Jahresende 2011 waren in Sachsen-Anhalt insgesamt 275 Biogasanlagen mit einer installierten elektrischen Gesamtleistung von 146 MW im Betrieb bzw. im Bau. Anzahl und Leistung der Anlagen haben sich damit innerhalb von fünf Jahren fast verdreifacht. Neben Abprodukten der Landwirtschaft ist der Silomais aufgrund seiner hohen Erträge sowie der guten technologischen Eignung das bevorzugte Substrat zur Biogaserzeugung. Parallel mit der Zunahme der Anzahl an Biogasanlagen ist in den letzten Jahren der Anbauumfang des Silomaises in Sachsen-Anhalt deutlich angestiegen und hat mit Hektar (entsprechend 11 % der Ackerfläche) den Anteil erreicht, den er 1990 bei einem wesentlich höheren Rinderbestand schon einmal hatte. Der Zuwachs ist fast ausschließlich auf seinen Einsatz als Biogassubstrat zurückzuführen. Wenn auch bei diesem Anbau sicher nicht von einer Vermaisung der Agrarlandschaft gesprochen werden kann, so sollte nach weiteren Alternativkulturen zum Mais zur Auflockerung der getreidebetonten Fruchtfolgen gesucht werden. Mit dem von der FNR geförderten EVA-Verbundprojekt wurde bereits 2005 begonnen, dieser Problematik Aufmerksamkeit zu schenken. Seit 2009 ist auch die Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau Sachsen-Anhalt in das Projekt integriert. In der vorliegenden Broschüre werden wesentliche Ergebnisse des Projektes, ergänzt durch weitere in Sachsen-Anhalt gewonnene Versuchsergebnisse, dargestellt. Dies betrifft sowohl die Vorstellung und Beurteilung der Anbaueignung verschiedener alternativer Fruchtarten zur Biogaserzeugung, ihre erzielbaren Erträge, die Fruchtfolgegestaltung, als auch technologische, ökologische und ökonomische Einschätzungen. Die bisher erzielten Ergebnisse legen den Schluss nahe, dass neue Fruchtarten, wie verschiedene Sorghumhirsen oder die Durchwachsene Silphie Bedeutung erlangen können. Weiter besteht die Möglichkeit, dass in den letzten Jahrzehnten im Anbau zurückgedrängte Fruchtarten, wie die Zuckerrübe, das mehrjährige Ackerfutter oder Zwischenfrüchte, wieder eine Anbaurenaissance erleben. Der Anbau von Energiepflanzen und die Erzeugung von Bioenergie werden aber nur von der Gesellschaft akzeptiert, wenn es gelingt, neben den produktionstechnischen Fragen auch die Aspekte des Boden- und Wasserschutzes, sowie des Naturschutzes ausreichend zu berücksichtigen. Diese Broschüre soll aus Sicht des Pflanzenbaus Anregungen und Hinweise für eine erfolgreiche Integration des Energiepflanzenbaus in die Landwirtschaftsbetriebe und die Kulturlandschaft geben. Dr. Falko Holz, Stellvertretender Präsident Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau Sachsen-Anhalt 3

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7 INHALT 1 Einleitung 6 2. Fruchtarten Mais Ganzpflanzengetreide und Grünroggen Sorghumhirsen Zuckerrübe Sonnenblume Mehrjähriges Ackerfutter Topinambur Wildpflanzenmischungen Zwischenfrüchte Einjährige Energiepflanzen im Vergleich Mehrjährige Energiepflanzen Durchwachsene Silphie Sandmalve Energieampfer Staudenknöterich Igniscum Rutenhirse Blaustängelgras Riesenweizengras Mehrjährige Energiepflanzen zur Biogasnutzung im Vergleich Einbindung in Anbausysteme Möglichkeiten der Fruchtfolgegestaltung im Energiepflanzenanbau Ergebnisse in Sachsen-Anhalt Charakterisierung des Versuchsstandorts und Witterungsverlauf im Versuchszeitraum Trockenmasseerträge Methanausbeuten und Methanerträge Nährstoffentzüge und Nährstoffbilanzen Stickstoff Grundnährstoffe Empfehlungen zur Fruchtfolgegestaltung Organische Düngung mit Gärresten Silierung und Gasausbeuten Siliereignung Methanausbeuten Ökonomie und Ökologie des Energiepflanzenanbaus Ökonomische Bewertung Grundwasserschonende Biomasseerzeugung Humusbilanzierung 67 6 Zusammenfassung 69 7 Anhang 70 Weiterführende Literatur 70 Kontaktadressen 72 Weiterführende Internetadressen 72 Abbildungsverzeichnis 73 Tabellenverzeichnis 74 5

8 1 EINLEITUNG Zum Jahresende 2011 waren in Sachsen-Anhalt insgesamt 275 Biogasanlagen mit einer installierten elektrischen Gesamtleistung von 146 MW (ohne Berücksichtigung von Gaseinspeisungsanlagen) im Betrieb bzw. im Bau. Anzahl und Leistung der Anlagen hat sich damit innerhalb von fünf Jahren fast verdreifacht (Abb. 1.1). Hintergrund dieser Entwicklung ist die Förderung erneuerbarer Energien im Allgemeinen und der Biogaserzeugung im Besonderen über die im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) festgeschriebene garantierte Einspeisevergütung des erzeugten Elektroenergie bzw. des ins Gasnetz eingespeisten Methangases. Die in Sachsen-Anhalt befindlichen Biogasanlagen sind über die gesamte Landesfläche relativ gleichmäßig verteilt (Abb. 1.2). Leichte Konzentrationen finden sich im Bereich der nördlichen Altmark, wo Viehwirtschaft und Futterbau dominieren. Die ausgeglichene räumliche Verteilung führte bisher zu einer unproblematischen Koexistenz zwischen Viehwirtschaft und Energiepflanzenbau. Vielmehr werden die Chancen genutzt, innerbetrieblich anfallende Reststoffe aus der Tier- und Pflanzenproduktion energetisch zu verwerten. Nach Angaben des Statistischen Landesamtes verfügt Sachsen-Anhalt über 1,17 Mio. Hektar landwirtschaftlicher Nutzfläche. Davon werden 85 % als Ackerland und 15 % als Dauergrünland genutzt. Mit 57 % belegt der Anbau von Körnergetreide auf recht konstantem Niveau den größten Teil der Ackerfläche. Eine Aufwärtsentwicklung nahm dagegen in den letzten Jahren die Anbaufläche von Silomais (Abb. 1.3). Mit Hektar, das sind etwa 11 % der Ackerfläche (BRD 17 %), hat Silomais im Jahre 2011 in Sachsen-Anhalt wieder die Anbaubedeutung erlangt, die er im Jahre 1990 bei seinerzeit deutlich höheren Rinderbestand bereits hatte. Die höchsten Zuwachsraten wurden in den letzten beiden Jahren registriert. Da der Rinderbestand bis zum Jahr 2006 kontinuierlich abnahm und sich seitdem nur unwesentlich erhöhte, kann angenommen werden, dass der Anstieg der Anbaufläche allein auf die Biogaserzeugung zurückzuführen ist. Davon ausgehend dürften in Sachsen- Anhalt im Jahr 2011 mindestens Hektar Silomais, also etwa die Hälfte seiner Anbaufläche, als Energiepflanze für die Biogaserzeugung genutzt worden sein. Silomais ist nach wie vor für diesen Zweck die wichtigste Fruchtart. Nach Angaben der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) hatte Silomais in den Jahren bundesweit einen Anteil von % an den Flächen, für die Energiepflanzenprämie gezahlt wurde. Der reale Anteil des Maisanbaus als Koferment für Biogasanlagen hat mit Sicherheit höher gelegen. An dieser Situation dürfte sich bisher grundsätzlich nichts geändert haben. Anzahl Biogasanlagen Install. elektr. Leistung (MW) Anzahl Anlagen gesamt Installierte elektrische Leistung (ohne Gaseinspeisung) Quelle: LLFG Sachsen-Anhalt Abb. 1.1: Entwicklung des Biogasanlagenbestandes und ihrer installierten elektrischen Leistung in Sachsen-Anhalt 6

9 Quelle: LLFG Sachsen-Anhalt Abb. 1.2: Überblick über die räumliche Verteilung der in Sachsen-Anhalt befindlichen Biogasanlagen (in Betrieb und im Bau; Stand: Dezember 2011) Bei einem Anteil des Silomaises von 11 % der Ackerfläche kann in Sachsen-Anhalt nicht von einer Vermaisung der Agrarlandschaft gesprochen werden. Dennoch ist es aus verschiedenen acker- und pflanzenbaulichen Gründen und im Bestreben, die Biodiversität auch auf dem Ackerland zu fördern, wünschenswert, den Anteil alternativer Kulturen zu erhöhen. Auch deshalb wurde bei der Novellierung des EEG ab 2012 eine Obergrenze von maximal 60 % für den Einsatz von Mais und Getreidekorn in neu zu errichtenden Biogasanlagen festgeschrieben. Die Agrarforschung stellt sich dieser Herausforderung, indem sie alternative Kulturen testet und Anbauhinweise erteilt. Außerdem stellt der spezifische Energiepflanzenbau teilweise veränderte Anforderungen an die Produktionstechnik und die Bestandesführung der Kulturen. Im Vordergrund steht die Produktion eines hohen Trockenmasseertrages. Der Gehalt spezifischer Inhaltsstoffe tritt demgegenüber in den Hintergrund. Dadurch ergeben sich Besonderheiten bei der Arten- und Sortenwahl sowie bei der Gestaltung der Fruchtfolge. Auch ökonomische und ökologische Belange müssen Berücksichtigung finden. Mit dem von der FNR geförderten Verbundprojekt Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands (EVA) wurde 2005 begonnen, dieser Problematik verstärkt Aufmerksamkeit zu widmen. Seit 2009 ist auch die Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau Sachsen-Anhalt in das Projekt integriert. In der vorliegenden Broschüre werden wesentliche bisher erzielte Ergebnisse, ergänzt durch weitere in Sachsen- Anhalt gewonnene Versuchsergebnisse in konzentrierter Form dargestellt. Dies betrifft sowohl die Vorstellung und Beurteilung der Anbaueignung verschiedener alternativer Kulturen zur Biogaserzeugung, ihre erzielbaren Erträge, die Fruchtfolgegestaltung sowie technologische, ökologische und ökonomische Einschätzungen. Auch wurden Aspekte des Boden- und Wasserschutzes berücksichtigt. Die Broschüre soll keine fertigen Rezepte für den Anbau von Energiepflanzen liefern, sondern Anregungen und Hinweise für die Integration des Energiepflanzenanbaus in die Landwirtschaftsbetriebe und die Kulturlandschaft geben. Autoren: Böttcher, K.; Pentschew, S.; Boese, L. (LLFG Sachsen-Anhalt) 7

10 LLFG Sachsen-Anhalt Luzernegras als Energiepflanze im EVA-Fruchtfolgeversuch Anbaufläche Silomais (ha) Anzahl Rinder Jahr Maisbestand Rinderbestand Quelle: LLFG Sachsen-Anhalt Abb. 1.3: Entwicklung der Anbaufläche von Silomais und des Rinderbestands in Sachsen-Anhalt 8

11 2. FRUCHTARTEN 2.1 Mais Der Mais kommt ursprünglich aus den subtropischen Klimagebieten Mittel- und Südamerikas. Als C 4 -Pflanze zählt er im Anbau zu den effizientesten Kulturpflanzen. Im Weltmaßstab stellt er neben dem Weizen die wichtigste Kulturpflanze dar. Von allen Kulturpflanzen wurde der Mais am intensivsten züchterisch bearbeitet. Seit einigen Jahren nimmt der Einsatz von Mais zur Erzeugung regenerativer Energien (Biogas, Bioethanol) einen immer höheren Stellenwert ein. In Sachsen-Anhalt übertrifft der Energiemais im Anbauumfang bereits den Körnermais. In Deutschland sind derzeit mehr als 300 Sorten zugelassen, ca. 650 Sorten werden gehandelt. Die Sorten unterscheiden sich nach Reifegruppen, Eignung für bestimmte Nutzungsrichtungen (Körnermais, Silomais) und Anbaulagen, Qualitätsund weitere agronomische Eigenschaften. Innerhalb des großen Spektrums kann der Landwirt die für seine Zwecke und Standortbedingungen günstigste Sorte auswählen. Es werden ausschließlich Hybridsorten vertrieben, da die Populationszüchtung schon frühzeitig durch die Hybridzüchtung abgelöst wurde. Standortanforderungen Mais hat als subtropische Pflanze einen hohen Wärmebedarf. Durch Züchtung ist es jedoch gelungen, die ursprünglichen Anbaugrenzen bis weit nach Norden (Skandinavien) hinauszuschieben. Keimung und Jugendwachstum beginnen bei Temperaturen von 8 bis 10 C, was bei der Wahl des Saattermins zu beachten ist. Eine Frostresistenz ist nicht zu erwarten. Spätfröste im Frühjahr ( Eisheilige ) zwischen 2 bis 4 C übersteht der Mais, wenn überhaupt, nur wenige Stunden, wobei günstigenfalls die Blätter abfrieren, die Pflanze aus dem unter der Erde geschützten Vegetationskegel aber wieder austreibt. Im Gegensatz zu den Wärmeansprüchen sind die Ansprüche des Maises an den Boden zweitrangig. Sie stehen eher im Zusammenhang mit dem vorherrschenden Klima. J. Grunewald (LfULG) In trockenen Lagen bieten Lehmböden bessere Voraussetzungen, da sie die Winterfeuchtigkeit besser speichern. In kühleren und feuchten Lagen gedeiht der Mais auf den rascher erwärmbaren, leichteren Böden besser. Auch auf Moorböden gedeiht Mais gut, wobei die oft stärkere Frostgefährdung zu beachten ist. In kühleren Lagen spielt auch die Hanglage (Temperaturdifferenz zwischen Süd- und Nordhang) eine Rolle. Fruchtfolge Innerhalb der Fruchtfolge gilt der Mais als tragendes Glied. Dank seiner geringen Vorfruchtansprüche und späten Bestellung sind selbst spät räumende Fruchtarten als Vorfrucht geeignet. Zu beachten ist, dass Mais selbst eine spät räumende Vorfrucht ist, was in Zweitfruchtanbausystemen mit Winterzwischenfruchtanbau Probleme bereiten kann. Aufgrund der Selbstverträglichkeit ist ein Daueranbau möglich, jedoch nicht empfehlenswert. In Gebieten mit Auftreten des Westlichen Maiswurzelbohrers ist die Mais-Selbstfolge untersagt. Vorzüge besitzt der Maisanbau nach Umbruch mehrjährigen Ackerfutters. Allerdings ist hier auf unkontrollierte N-Mobilisierung zu achten. TABELLE 2.1.1: EINTEILUNG DER REIFEGRUPPEN NACH REIFEZAHLEN FÜR SILO- UND KÖRNERMAIS UND DEREN TEMPERATURANSPRÜCHE Reifegruppe Reifezahl tägl. Durchschnittstemperatur (Mai September) früh S bzw. K ,0 15,0 mittelfrüh S bzw. K ,0 15,5 mittelspät S bzw. K ,6 16,4 spät S bzw. K ,5 17,4 Quelle: Deutsches Maiskomitee e. V. S = Strohertrag bei Kornnutzung K = Kornnutzung 9

12 Ertragsleistung und Sortenwahl Silo- bzw. Energiemais erzielte bisher in Sachsen-Anhalt auf den mittleren und besseren Standorten recht ausgeglichene Erträge. Auf leichten Standorten schwankt die Ertragsleistung in Abhängigkeit von den Jahresbedingungen stärker. So wirkten sich die Trockenjahre 2003 und 2006 ausgesprochen negativ auf Wachstum und Ertragsbildung aus und verhinderten auf vielen Standorten die Kolbenausbildung. In Abhängigkeit von der Lage, dem Anbauzweck und der Fruchtfolgestellung (Hauptfrucht, Zweitfrucht, Zwischenfrucht) kommen Sorten verschiedener Reifegruppen zum Anbau, deren Temperaturansprüche in Tabelle dargestellt sind. Durch die offizielle Beratung werden in Sachsen-Anhalt auch für Silo- und Körnermais meist Sorten der frühen und mittelfrühen Reifegruppe empfohlen. Deren mittlere Ertragsleistungen auf unterschiedlichen Standorten sind in Tabelle dargestellt. Für den Zweitfruchtanbau nach Grüngetreide sind nur sehr frühe Sorten mit ausgeprägtem Kompensationsvermögen geeignet. Als Energiemais kommen im Allgemeinen auch Sorten mit etwas höherer Reifezahl (+30 bis +50 gegenüber standortüblich) in Betracht. Entscheidend sind allerdings die zu erwartende Ertragsleistung und weitere agronomische Eigenschaften. Für hohe Methangashektarerträge ist vor allem der Gesamttrockenmasseertrag wichtig. Im Merkmal Gasausbeute je kg TS sind die sicher nachgewiesenen Sortenunterschiede noch sehr gering. Bei der Sortenwahl für Energiemais sollten deshalb vorrangig folgende Kriterien beachtet werden: hoher Gesamttrockenmasseertrag in Verbindung mit hoher Energiedichte hohe Restpflanzenverdaulichkeit sichere und gesunde Abreife der Gesamtpflanze gute Ernteflexibilität durch Stay-Green-Verhalten gute Standfestigkeit bei hohem Kolbensitz Bodenbearbeitung Hauptziel ist das Erreichen eines hohen Feldaufgangs, der vor allem durch Trockenheit im April und Mai gefährdet ist. Besonders im Zweitfruchtanbau nach Ernte der Vorfrucht ist eine sorgfältige Rückverfestigung im Krumenbereich wichtig, um die Kapillarität des Bodens zu sichern und bei vorhandener Feuchtigkeit ausreichende Feldaufgänge zu erzielen. Neben der konventionellen Grundbodenbearbeitung mittels Pflug finden in der Praxis vor allem konservierende Mulchsaatvarianten Anwendung. Sehr günstig erweisen sich diese Verfahren in Verbindung mit dem Anbau abfrierender Zwischenfrüchte für den Grundwasser- und Erosionsschutz. Bei Mais- und Getreidevorfrucht hingegen ist aus phytosanitären Gründen eine gründliche Einarbeitung der Ernterückstände anzustreben. Der Einsatz des Pfluges hat vor allem in Maisfruchtfolgen zur präventiven Maiszünslerbekämpfung große Bedeutung erlangt. In Hanglagen ist Pflügen untersagt. Aussaat Eine frühe Aussaat bei günstiger Witterung (Bodentemperaturen >8 C) ist für die Ertragsbildung vorteilhaft (siehe Abb ). Mit solchen Temperaturen ist in Sachsen- Anhalt oft schon ab Mitte April zu rechnen. Auch bei ungünstiger Witterung und längerer Keimdauer schadet frühe Aussaat nicht, wenn das Saatgut ordnungsgemäß (ggf. auch gegen Schädlinge) behandelt wurde. Das Risiko von Spätfrösten muss standortspezifisch eingeschätzt werden. Gängiges Saatverfahren im Maisanbau ist die Einzelkornsaat (EKS) mit 75 cm Reihenentfernung. Das Saatkorn hat aufgrund seiner großen Tausendkornmasse einen hohen Keimwasserbedarf. Um diesen zu decken, ist die Ablagetiefe stets so zu wählen, dass das Saatkorn in den Genuss des direkten kapillaren Anschlusses kommt (bei kühlfeuchter Witterung 3 4 cm, bei Trockenheit und Wärme 5 cm oder tiefer). Bei anzustrebenden Bestandesdichten von 8 bis 12 Pflanzen/m² ist eine exakte Ablageweite in der Reihe wichtig. Für massenwüchsige Sortentypen, im Hauptfruchtanbau und unter ungünstigen Standortbedingungen werden geringere Bestandesdichten als bei Kompakttypen, im Zweitfruchtanbau und bei günstigen Bedingungen empfohlen. Für weniger fruchtbare Böden oder solche mit langsamer Erwärmung ist die kombinierte Unterfußdüngung mit einem NP-Dünger vorteilhaft. TABELLE 2.1.2: MITTLERE ERTRAGSLEISTUNGEN (IN dt/ha TM) VON SILOMAIS VERSCHIEDENER REIFEGRUPPEN IN ABHÄNGIGKEIT VOM STANDORT (MITTEL LANDESSORTENVERSUCHE SACHSEN-ANHALT ) Reifegruppe D-Süd-Standorte Standortgruppe Lö-Ackerebene früh (S ) mittelfrüh (S ) mittelspät (S )

13 Düngung In Beziehung zum realisierten Ertrag entzieht der Mais dem Boden nicht unerhebliche Nährstoffmengen. Immer wieder wird kritisch diskutiert, dass durch den Maisanbau große Mengen Nitrat im Boden verbleiben, die einer Auswaschung unterliegen und ins Grundwasser gelangen können. Es muss jedoch darauf verwiesen werden, dass der N-Bedarf des Maises nicht dem N-Entzug gleichzusetzen ist, da ein recht hohes Nährstoffaneignungsvermögen besteht und die im Jahresverlauf zweimal auftretenden N- Mineralisierungswellen für die Biomassebildung genutzt werden können. Daraus resultiert, dass die N min -Untersuchung für die Bemessung der N-Düngung nach SBA-System nur bedingt geeignet ist. Auf jeden Fall sollte die Bodenbeprobung zur N min -Untersuchung bei Mais erst kurz vor der Aussaat erfolgen, da bei steigenden Temperaturen im Frühjahr schon eine N-Mineralisierung stattfindet. Als N-Sollwert wurden bisher 180 kg/ha N für die Bedarfsdeckung angenommen. Die tatsächliche N-Entzugsmenge richtet sich nicht nur nach dem realisierten Ertrag, sondern auch nach dem zeitlichen Aufnahmevermögen der Pflanze für Nährstoffe. Frühreifende Sorten nehmen im Herbst nur noch sehr wenig Stickstoff auf, während die Mobilisierung des bodenbürtigen Stickstoffs weiterläuft. In Tabelle sind Richtwerte zum Nährstoffentzug bei Silomais aufgelistet. Die Bemessung der Düngermengen für P und K erfolgt auf Grundlage der Bodenuntersuchungen und Einteilung des Nährstoffvorrats in Bodengehaltsklassen. Der P-Düngung kommt im Hauptfruchtanbau besondere Bedeutung zu, da sie die Jugendentwicklung gerade unter kühlen Bedingungen beschleunigt. Zu beachten ist, dass das Phosphat leicht aufnehmbar in wasserlöslicher Form gegeben wird. Gesamttrockenmasse (dt/ha) 240 Jahr: Mittel Saattermin Quelle: LLFG Sachsen-Anhalt Abb : Gesamttrockenmasseertrag von Silomais in Abhängigkeit vom Saattermin in vier Versuchsjahren (Standort Bernburg, Mittel vier Sorten) TABELLE 2.1.3: ENTZUGSWERTE FÜR STICKSTOFF, PHOSPHOR UND KALIUM IN ABHÄNGIGKEIT VOM FRISCHMASSEERTRAG BEI SILOMAIS Entzüge (kg/ha) für N P K 400 dt/ha FM dt/ha FM dt/ha FM dt/ha FM Quelle: nach Angaben der LWK Niedersachsen 11

14 hosporium spec., Fusarium graminearum) berichtet, die bisher in Sachsen-Anhalt noch nicht bekämpfungswürdig waren. Größere Beachtung muss dem Auftreten des Maiszünslers gelten, der nicht nur Ertrags-, sondern auch Qualitätsverluste verursachen kann. Vorbeugende ackerbauliche Maßnahmen (Mulchen, Pflügen) haben nach wie vor große Bedeutung. Mais Atletico J. Grunewald (LfULG) Hauptaugenmerk im Pflanzenschutz gilt der Bekämpfung von Unkräutern. Hierzu bietet sich eine breite Palette zugelassener Maisherbizide an, die im 3-Blattstadium des Maises Anwendung finden sollte. Empfehlenswert ist der Einsatz über den Boden wirkender Herbizide bei ausreichender Bodenfeuchte. Im Zweitfruchtanbau ist der Einsatz blattaktiver Mittel zu bevorzugen, die eine höhere Wirkungssicherheit bei höheren Temperaturen und Trockenheit bieten. Im Mulchsaatverfahren ist beim Zweitfruchtanbau ein Herbizideinsatz oft überflüssig, da der Mais zu dieser Zeit meist sehr konkurrenzstark ist. Eine Empfehlung zur Bemessung der P-Unterfußdüngung enthält Tabelle Speziell im Energiemaisanbau ist zu beachten, dass durch den stetigen Zuchtfortschritt die Erträge der sehr massenwüchsigen Maistypen höher liegen als bei Silomais für die Verfütterung. Folglich ist auch mit einem höheren Nährstoffentzug zu rechnen, wobei das Nährstoffnachlieferungsvermögen des Bodens stets berücksichtigt werden muss. Dieses ist höher und unkalkulierbarer, wenn zusätzlich organisch gedüngt wird. Die Möglichkeit, den Mais im Frühjahr, Frühsommer und Herbst (Stoppeldüngung wenn Winterung folgt) mit Gärresten zu versorgen bei zugleich hoher Gärrest-N-Ausnutzung, führt schnell zur Überdüngung des Maises. Laut Düngeverordnung ist der jährliche Grenzwert von 170 kg/ha N aus Wirtschaftsdüngern einzuhalten. Pflanzenschutz Mais gilt als relativ gesunde Kulturpflanze. Zunehmend wird über die Ausbreitung von Blattkrankheiten (Helmint- Ernte Die Ernte des Energiemaises unterscheidet sich nicht von der Silomaisernte zur Verfütterung. Optimale Erträge, Siliereigenschaften und Gasausbeuten ergeben sich bei Trockensubstanzgehalten der Gesamtpflanze von 30 bis 35 % im Stadium der Teigreife. Mit der Züchtung spezieller Energiemaishybriden werden sich zukünftig die Kolbenund Restpflanzenanteile im Erntegut ändern, sodass die Bestimmung des Trockensubstanzgehaltes der gesamten Pflanze den Erntezeitpunkt festlegen sollte. Nach wie vor gibt der Vergleich der Reifezahlen einer Sorte Informationen über ihr Abreifeverhalten. Ist die Siloreifezahl höher als die Körnerreifezahl, deutet dies auf einen in der Restpflanze länger grün bleibenden Sortentyp (Stay- Green-Typ) hin. Im umgekehrten Fall reift die Restpflanze vergleichsweise rasch ab. Zukünftige Energiemaissorten werden ein ausgeprägtes Stay-Green-Verhalten besitzen. Autoren: Böttcher, K.; Pentschew, S.; Boese, L. (LLFG Sachsen-Anhalt) TABELLE 2.1.4: EMPFEHLUNGEN ZUR P-UNTERFUSSDÜNGUNG IN ABHÄNGIGKEIT VON BODENGÜTE UND VERSORGUNGSZUSTAND Bodenversorgung (mg P/100 g) Sandböden (Sand, humoser Sand) Düngeempfehlung (kg/ha P) lehmiger Sand, Lehm- und Tonböden (ohne Strukturschäden) über auf Teilflächen ohne Unterfußdüngung ausprobieren Quelle: nach Angaben der LWK Niedersachsen 12

15 2.2 Ganzpflanzengetreide und Grünroggen Unter dem Sammelbegriff Ganzpflanzengetreide werden die Hauptgetreidearten Gerste, Roggen, Triticale, Weizen und Hafer in ihrer Anbaueignung als Rohstoff für den Einsatz in Biogasanlagen betrachtet. Im Unterschied zu Körnergetreide wird die Ernte im Stadium der Teigreife durch Häckseln und Einsilieren der gesamten Pflanze vorgenommen. Es eignen sich besonders wüchsige Formen mit hohem Gesamtertrag. Der Grünroggen stellt eine Spezialität des Getreidebaus für die Nutzung der Gesamtpflanze dar. Gegenüber dem Ganzpflanzengetreide wird der Grünroggen bereits früh im Vegetationsjahr im Stadium des Ährenschiebens geerntet. Gerade auf leichten D-Standorten gilt der Grünroggen als ertragssicher und -stabil. Von den Winterzwischenfrüchten nimmt er einen bedeutenden Flächenanteil ein. Gründe dafür sind seine gute Standortanpassung bei geringer Kahlfrostgefährdung (bis 20 C), seine vielseitige Nutzbarkeit (Futter, Biogas) und günstige Kombinationseignung mit Zweitfrüchten. Nach der Begrenzung des Einsatzes von Mais und Getreidekorn in neuen Biogasanlagen ab 2012 auf 60 % dürfte die Nutzung von Ganzpflanzengetreide als Alternative zu Mais zunehmend interessanter werden. Standortanforderungen Die im Anbau befindlichen Getreidearten besitzen eine große ökologische Streubreite. Für die sehr leichten, trockenen Sandböden (< 30 Bodenpunkte) ist fast ausschließlich der Anbau von Winterroggen zu favorisieren. Alle übrigen Bodenarten können zumeist die Ansprüche aller Getreidearten erfüllen. Eine lange Vorwinterentwicklung, zeitiger Vegetationsbeginn im Frühjahr bei kühler Witterung und regelmäßigen Niederschlägen sorgen für eine kräftige Bestockung und optimale Bestandesentwicklungen. Eine frühe und ausreichende Nährstoffversorgung ist Garant für eine optimale Ausnutzung des Ertragspotenzials. Fruchtfolge Ganzpflanzengetreide ist zur Auflockerung getreidestarker Fruchtfolgen nur bedingt geeignet. In dieser Konstellation ist die Einschaltung einer Zwischenfruchtanbaus als Nachfrucht eine interessante Variante, wenn zudem die Zwischenfrüchte ebenfalls für die Energiepflanzenproduktion genutzt werden können. Als Vorfrüchte für Getreideganzpflanzen kommen nur früh räumende Fruchtarten infrage, um dem Saatzeitanspruch gerecht zu werden. Mais oder Sorghumhirse sollten bis Mitte September die vorgesehene Fläche geräumt haben. Als Nachfrucht ab Juni/Juli kann unter günstigen Niederschlagsbedingungen mit Zweitfruchtfutterpflanzen nochmals ein Ertrag realisiert werden. LLFG Sachsen-Anhalt Ganzpflanzengetreide eignet sich sehr gut als Vorfrucht zu Winterraps. Dies kann Arbeitsspitzen in engen Rapsfruchtfolgen reduzieren. Der Einbau des Grünroggens in eine Fruchtfolge setzt eine frühe Bestellung im September voraus. Die Vorfrucht muss die Fläche früh räumen. Hinterlassene hohe Rest-N-Mengen werden durch die starke Vorwinterentwicklung gut verwertet. Grünroggen selbst ist sehr früh im Jahr schnittreif (Anfang bis Mitte Mai). Damit stellt er eine günstige Vorfrucht für den Anbau von Zweitfrüchten dar. Besonders bedeutungsvoll ist dabei die Kombination Grünroggen Mais (Zweitfrucht). Es öffnet sich ein weiteres zeitliches Fenster zur Ausbringung anfallender organischer Dünger. Grünroggen hinterlässt einen sehr ausgetrockneten Boden mit geringen Rest-N-Mengen. Ertragsleistung und Sortenwahl Die Gesamtertragsleistung von Ganzpflanzengetreide basiert auf den Faktoren Bestandesdichte, Pflanzenlänge und Standfestigkeit. Sehr hohe Erträge werden durch eine hohe Bestandesdichte in Verbindung mit Langstrohigkeit bei ausgezeichneter Standfestigkeit erzielt. Die Tausendkornmasse fließt in die Ertragsbildung nicht ein. Die Wintergetreidearten erreichten im langjährigen Mittel einen höheren Gesamtertrag als die Sommergetreidearten. Einen Überblick über die Ertragsleistungen der einzelnen Getreidearten gibt Tabelle wieder. 13

16 Die höchsten Trockenmasseerträge ließen sich mit Wintertriticale und Winterroggen erzielen, die zudem die höchste theoretische Methanausbeute aufwiesen. Die schlechtesten Ergebnisse lieferte bisher die Wintergerste. Die Erträge auf dem leichten D-Standort Iden erreichten im Mittel der Jahre nur 70 bis 76 % des Ertragsniveaus des Löss-Standorts Bernburg. Trotzdem ist die Schwankungsbreite im Trockenmasse- und Methanertrag auf dem leichten Standort geringer als in Bernburg. Auf den guten Löss-Standorten zeigt der Grünroggen bei Beachtung des frühen Saatzeitanspruchs stabile Ertragsleistungen zwischen 65 und 85 dt/ha. Grünroggen liefert bereits frühzeitig große Mengen an Trockenmasse. Das schnelle Wachstum führt zu einer weichen Halmstruktur, weshalb die Standfestigkeit als gering einzustufen ist. Lagernde Bestände behindern die Ernte sehr stark, führen zu Ertragsverlusten durch schlechte Feldberäumung, Verunreinigung des Ernteguts und schließlich des Fermenters. Unter ungünstigsten Spätsaatbedingungen mit Feldaufgang im Frühjahr kann die Ertragsleistung deutlich sinken. Von den angebauten Getreidearten und Nutzungsrichtungen weist Grünroggen das höchste Methanbildungspotenzial (> 280 l N /kg ots) auf. Saaten-Union GmbH Nicht nur zwischen den Getreidearten bestehen Ertragsunterschiede, sondern auch zwischen den Sorten innerhalb einer Getreideart. Diese innerartlichen Differenzen waren in den Einzeljahren größer als die Ertragsunterschiede zwischen den Getreidearten. Die Sortenwahl hat somit großen Einfluss auf die Erträge bei Ganzpflanzengetreide. Ein korrelativer Zusammenhang zwischen Bestandesdichte oder Bestandeshöhe und Trockenmasseertrag der Sorten innerhalb einer Art konnte in den Versuchen nicht nachgewiesen werden, sodass bei der Sortenwahl auf aktuelle Versuchsergebnisse mit Ganzpflanzen zurückgegriffen werden sollte. In erster Linie sollten aktuelle Sorten mit hohem Kornertragspotenzial, guter Winterfestigkeit, guten Resistenzen und hoher Standfestigkeit in die engere Wahl kommen. Merkmale der Kornqualität können dabei unberücksichtigt bleiben. Für die Grünroggennutzung bei früher Ernte eignen sich vor allem speziell gezüchtete Grünroggensorten. Diese gehören derzeit alle zur Gruppe der Populationssorten und weisen eine besondere Wüchsigkeit bei kühlen Temperaturen auf. Die Massenbildung im Frühjahr übertrifft die der übrigen Roggensorten. Später werden sie von Letzteren deutlich übertroffen. Grünroggensorten werden als Ganzpflanzengetreide zur Ernte in der Teigreife nicht empfohlen. Besser dafür geeignet sind normale Sorten von Wintertriticale und auch Winterroggen, hier vor allem Hybriden. Als Sommergetreide sollte, wenn überhaupt, nur Hafer infrage kommen. Nach Ergebnissen in anderen Bundesländern hat er im Vergleich zu Wintergetreide jedoch enttäuscht. Bodenbearbeitung Für das Ganzpflanzengetreide gelten in Bezug auf die Gestaltung der Bodenbearbeitung die gleichen Grundsätze wie für die Erzeugung von Körnergetreide. Prinzipiell sollten nur Maßnahmen, die eine zügige und kräftige Jugendentwicklung fördern, zum Einsatz kommen. Hierzu gehört vor allem die Schaffung einer gut durchwurzelbaren TABELLE 2.2.1: ERTRAGSLEISTUNGEN VON WINTERGERSTE, WINTERROGGEN, WINTERTRITICALE UND WINTERWEIZEN BEI GANZPFLANZENNUTZUNG AN ZWEI STANDORTEN Fruchtart TM-Ertrag (dt/ha) Methanausbeute Methanertrag (m³/ha) Bernburg Iden (l N /kg ots) Bernburg Iden W-Gerste W-Roggen W-Triticale W-Weizen Mittelwerte aus 4 Jahren und 5 Sorten pro Fruchtart, Methanausbeuten und -erträge berechnet nach BASERGA 14

17 Krume bei ausreichender Rückverfestigung zur Erzielung hoher Feldaufgänge. Bodenverdichtungen und starke Bedeckung der Ackeroberfläche mit gemulchten Pflanzenresten sind ungünstig. Aussaat Der Aussaattermin muss für die Wintergetreidearten eine Vorwinterentwicklung bis in die Phase der Bestockung ermöglichen. Als Optimum kann eine Aussaat von Mitte bis Ende September gelten. Spätsaaten sind für Getreideganzpflanzennutzung ungeeignet, da diese sich erst später im Frühjahr entwickeln müssen. Die Saatstärke darf nicht zu gering gewählt werden keimfähige Körner/m² werden als pflanzenbaulich und wirtschaftlich optimal angesehen. Grünroggen sollte besonders frühzeitig gesät werden. Als optimale Saatzeit wird in Sachsen-Anhalt der Zeitraum von Anfang bis Mitte September empfohlen. Ab Ende September ist ein stärkerer Ertragsabfall die Regel. Auf guten Böden werden 270 bis 320, auf leichten Böden 250 bis 300 keimfähige Körner/m² empfohlen. Im Vergleich zum Ganzpflanzengetreide zeigt der Grünroggen wegen seiner sehr schnellen und üppigen Entwicklung veränderte Ansprüche an die Bemessung der Düngermengen und deren terminliche Platzierung. Die Höhe der Düngergabe muss so gewählt werden, dass das Ertragspotenzial ausgenutzt, der Verwendungszweck Berücksichtigung findet und die Wirtschaftlichkeit des Stickstoffaufwands sowie die Standfestigkeit abgesichert sind. Der Nährstoffbedarf für die Bildung einer Dezitonne Trockenmasse schwankt bei Grünroggen in einem weiten Bereich. Für Stickstoff können ca. 1,38 bis 1,88 kg/dt TM, für Phosphor ca. 0,27 kg/dt, für Kalium ca. 0,7 bis 2,7 kg/dt und für Magnesium ca. 0,11 kg/dt veranschlagt werden. Starke Schwankungen treten bezüglich des Bedarfs an Stickstoff und Kalium auf. Dieser ist stark abhängig von der Bestandesdichte und der Entwicklung im Frühjahr. So können Einzelpflanzen in Düngung Als in der Regel abtragende Frucht erhält das Ganzpflanzengetreide keine direkte Grunddüngung. Diese erfolgt normalerweise im Rahmen der Fruchtfolge im 2- bis 3-Jahresrhythmus. Anders als bei Körnergetreide erfolgt nach der Ernte keine Rückführung der Nährstoffe über das Stroh. Für die Bilanzierung des Nährstoffentzugs sind die in Tabelle aufgeführten Richtwerte zu beachten. Das Getreide weist einen hohen Kaliumbedarf auf. Das Verhältnis von benötigtem Kalium zu Stickstoff beträgt im Mittel ca. 1:1. Die Stickstoffdüngung muss auf die Förderung der Bestockung, Trieberhaltung und Ausbildung vieler Ährchen ausgerichtet sein. Hierfür ist eine zweimalige N-Düngung ausreichend, die den N-Sollwert von 150 bis 200 kg/ha N abdecken muss. Für die Bemessung der ersten N-Gabe ist das N min -Verfahren zu Vegetationsbeginn anzuwenden. Die Andüngung ist ausreichend hoch zu bemessen. Saaten-Union GmbH Wintergetreidebestand nach dem Auflaufen TABELLE 2.2.2: NÄHRSTOFFENTZUG (kg/dt TM) VON GETREIDEGANZPFLANZEN Fruchtart N P K Mg Wintergerste 1,54 0,12 1,84 0,11 Winterroggen 1,14 0,28 1,11 0,07 Wintertriticale 1,38 0,20 1,37 0,10 Winterweizen 1,42 0,29 0,92 0,14 Hafer 1,57 0,26 1,65 0,13 Sommergerste 1,36 0,29 1,72 0,14 Nach Ergebnissen des Energiepflanzenfruchtfolgeversuchs Bernburg

18 ist nach dem Schadschwellenprinzip für Unkräuter abzuwägen. In der Regel besteht nur die Möglichkeit des Herbizideinsatzes im Herbst, da im Frühjahr die zu dichten Bestände keine Benetzung der Unkräuter mehr zulassen. Die bekannten Grünroggensorten sind besonders lagergefährdet. Deshalb ist besonders bei geplanter etwas späterer Ernte eine Stabilisierung der Halmbasis zu Schossbeginn zu empfehlen. Bei Mehltaubefall während des Schossens ist ggf. eine Bekämpfung zu erwägen. Winterroggen dünnen Beständen erheblich mehr Stickstoff, Phosphor und Kalium aufnehmen als in dichten und üppigen. Als N-Sollwert haben sich auf Löss-Boden 150 kg/ha N und auf Sandböden ca. 110 kg/ha N als günstig erwiesen. Je nach N min -Bodenvorrat, der bei Grünroggen in der Regel im Frühjahr recht gering ausfällt, muss die Andüngung an der maximal zulässigen Höchstmengengrenze erfolgen. Die zu verabreichenden Restmengen sind nicht zu spät zur 2. N-Gabe zu verabreichen. Eine Auswaschungsgefahr des Nitratstickstoffs ist kaum zu befürchten, da der Boden bereits sehr gut durchwurzelt ist. Durch die Stickstoffdüngung wird der Rohproteingehalt beeinflusst. Es ist darauf zu achten, dass dieser nicht zu hoch ausfällt, da dann die spätere Silierung erschwert wird. Pflanzenschutz Der Pflanzenschutzaufwand sollte bei Ganzpflanzengetreide geringer als bei Körnergetreide ausfallen. Sämtliche Behandlungen, die der Ährengesunderhaltung dienen, können eingespart werden. Damit richtet sich die Strategie auf eine frühe Ausschaltung von Unkräutern und Blattkrankheiten. Ein Insektizideinsatz gegen Virusvektoren im Herbst kann wegen der frühen Aussaattermine bei Befallsdruck notwendig werden. Ebenfalls vorteilhaft ist die Absicherung der Standfestigkeit üppiger Bestände durch Stärkung der Halmbasis. Die Pflanzenlänge sollte nach Möglichkeit nicht eingekürzt werden. J. Grunewald (LfULG) Ernte und Konservierung Die Ernte des Ganzpflanzengetreides erfolgt im Stadium der späten Milchreife bis beginnenden Teigreife der Körner. Der Erntetermin ist weniger durch das Reifestadium als vielmehr durch den Trockensubstanzgehalt der Ganzpflanze vorgegeben. Das Optimum liegt im Bereich von 33 bis 45 %. Bei zu hohen Trockensubstanzgehalten ist eine ausreichende Verdichtung des Futterstocks im Silo nicht mehr gewährleistet. Bei warmer und trockener Witterung werden oft sehr schnell hohe Trockensubstanzgehalte erzielt. Die Wintergerste befindet sich etwa eine Woche vor Roggen und Triticale im erntefähigen Stadium. Zeitlich ist diese Mitte Juni einzuordnen. Der Weizen wird oftmals zu früh geerntet. Hafer und Sommergerste sind in der ersten Julihälfte schnittreif. Die Ganzpflanzenernte muss aus arbeitsorganisatorischer Sicht vor Beginn der Mähdruschernte abgeschlossen sein. Für die Energiepflanzennutzung des Grünroggens wird ein Erntetermin von Beginn bis Ende des Ährenschiebens empfohlen. Damit wird bei Grünnutzung der Forderung nach Abschöpfung hoher Gesamterträge bei günstigen Trockensubstanzgehalten und noch ausreichend früher Feldräumung Rechnung getragen. Die Festlegung des Erntetermins erfolgt hier stadienbezogen. Der Trockensubstanzgehalt fällt geringer als bei späterer Ganzpflanzennutzung aus und beträgt % TS. Damit stellt sich die Frage nach der Notwendigkeit des Anwelkens des Ernteguts. Ein Anwelken in Schwadlage ist hierfür am günstigsten. Die zusätzliche Erntegutaufbereitung verteuert das Produktionsverfahren. Silierhilfsmittel sollten stets eingesetzt werden. Autoren: Böttcher, K.; Pentschew, S.; Boese, L. (LLFG Sachsen-Anhalt) Der Grünroggen gilt zwar als recht gesunde und konkurrenzstarke Kultur, die Pflanzenschutzstrategie muss sich aber jahresspezifisch den gegebenen Bedingungen und Bestandesentwicklungen anpassen. Der Herbizideinsatz 16

19 2.3 Sorghumhirsen Hirse ist eine Sammelbezeichnung für eine Vielzahl von Arten kleinfrüchtigen Spelzgetreides unterschiedlicher Gattungen aus der Familie der Süßgräser. Weltweit hat der Hirseanbau zur Körner- oder Futtergewinnung vor allem im subtropischen Klimabereich eine große Bedeutung. Hirsen der Gattung Sorghum werden in Deutschland seit einigen Jahren zu energetischen Zwecken angebaut. Sorghum stammt ursprünglich aus Ostafrika. Ebenso wie beim Mais handelt es sich um Wärme liebende C 4 -Pflanzen, die ein hohes Ertragspotenzial, Wasser- und Nährstoffaneignungsvermögen sowie eine ausgeprägte Trockentoleranz aufweisen. Letztere äußert sich darin, dass bei Dürre das Wachstum ohne Chlorophyllabbau unterbrochen und unter günstigeren Bedingungen wieder fortgesetzt wird. Die bis zu 4 m hoch wachsenden Sorghumhirsen unterscheiden sich im Bestockungsvermögen, Halmstärke und Rispenausprägung. Sorten der Art Sorghum bicolor (Mohren-, Futter- oder Zuckerhirse genannt) bilden wenige kräftige Bestockungstriebe aus, besitzen sehr dicke Halme und meist kompakte Rispen. Sorten der Art Sorghum sudanense (Sudangras) hingegen bestocken sich stärker, besitzen dünnere Halme und zumeist lockere schilfartige Rispen. Eine Zwischenstellung nehmen Mischtypen aus Sorghum bicolor x sudanense ein. Zur Fütterung kann Sorghum nicht uneingeschränkt empfohlen werden, da die Pflanze unter bestimmten Bedingungen Blausäure bildet. Standortanforderungen Sorghum stellt geringe Ansprüche an den Boden. Nur auf Auen- und Moorstandorten ist ein Anbau wegen Staunässegefahr, langsamer Erwärmung und Spätfrostgefahr wenig Erfolg versprechend. Eine wesentliche Bedingung für den Anbauerfolg stellt die Temperatur dar. Für das Erreichen guter Trockensubstanzgehalte (mind. 28 %) benötigt Sorghum eine Mindestwärmesumme von C im Zeitraum von Mai bis September. Dies entspricht einer Durchschnittstemperatur von 16 C. Sichere Körnermaisund Weinbaulagen sind damit für den Hirseanbau prädestiniert. Für die Keimung ist ein Temperaturminimum von 12 C erforderlich. Nach Erfahrungen in Sachsen-Anhalt werden aber für einen Feldaufgang mindestens 15 C benötigt. Das Optimum liegt im Temperaturbereich von 20 bis 30 C. Stärkere Temperaturschwankungen in Verbindung mit hoher Bodenfeuchte wirken sich nachteilig auf Keimung und Feldaufgang aus. Sorghum ist noch frostempfindlicher als Mais. Dies ist bei der Wahl des Standortes und des Saattermins zu beachten. Schon kurzzeitige Temperaturen um 0 C in Bodennähe führen zu einer Schädigung (Ausbleichung) und bei längerer Andauer zum Absterben der Keimpflanzen. Auch in J. Grunewald (LfULG) Sudangrashybrid Lussi späteren Entwicklungsstadien und zur Reife ist Sorghum sehr frostempfindlich. Mit Voranschreiten der Vegetation gewinnt die Verfügbarkeit von Bodenwasser an Bedeutung. Während der Wachstumsperiode sind hochsommerliche Temperaturen und ausreichende Niederschläge Garant für eine zügige Entwicklung, wobei Sorghum dann zügiger wächst als Mais und ihn in der Wuchshöhe überholt. Im Frühherbst unterstützt spätsommerliches Wetter die Abreife. Temperaturen unter 10 C bewirken eine Stagnation von Wachstum und Entwicklung. Fruchtfolge In der Praxis hatte sich zunächst der Anbau von Sorghum als Zweitfrucht nach Grün- oder Ganzpflanzengetreide entwickelt. Es zeigte sich jedoch, dass im Hauptfruchtanbau das hohe Ertragspotenzial besser genutzt werden kann (siehe Infokasten auf der folgenden Seite). Grund hierfür ist der hohe Wärmeanspruch und die späte Abreife der meisten Sorten. Nur sehr wenige Sorten (meistens Sudangras) sind frühreif und damit für den Zweitfruchtanbau geeignet. Der Erfolg des Zweitfruchtanbaus hängt darüber hinaus von der Bodenfeuchte zum Zeitpunkt der Aussaat (Keimwasserbedarf) und der weiteren Niederschlagsentwicklung ab. Die Vorfrüchte hinterlassen stets einen ausgetrockneten, schwer zu bearbeitenden Boden, der ungünstige Keimbedingungen bietet. Allein die Sommerniederschläge müssen für die Keimung und nachfolgende Entwicklung sorgen. Sorghum im optimalen Reifestadium räumt die Fläche noch später als Mais. Nachfolgende Wintergetreidesorten sollten eher spätsaatverträglich sein. Nach der Ernte sind die Böden oft sehr stark ausgetrocknet, sodass für die nachfolgende Bodenbearbeitung ein Mehraufwand zur Schaffung eines optimalen Saatbetts eingeplant werden muss. Sorghum gilt als selbstverträglich. 17

20 LLFG Sachsen-Anhalt Ertragsleistungen von Sorghumhirsen im Mitteldeutschen Trockengebiet Super Dolce 15 Aussaat als Sommerzwischenfrucht nach W-Gerste-Ganzpflanze Herkules Aussaat als Zweitfrucht nach GS-Roggen Herkules Aussaat als Hauptfrucht 55 dt/ha TM (25 % TS) 147 dt/ha TM (25 % TS) 184 dt/ha TM (31 % TS) Ertragsleistungen des Haupt-, Zweit- und Zwischenfruchtanbaus von Sorghumhirsen im Mitteldeutschen Trockengebiet (EVA II-Versuch Bernburg 2009) Ertragsleistung und Sortenwahl Für die Sortenwahl sollten in Abhängigkeit von der Fruchtfolgestellung folgende Eigenschaften Beachtung finden: Wärmebedarf und Abreife hohe Biomasseerträge bei ausreichender Standfestigkeit Die im Vergleich zu Mais geringeren Ansprüche der Sorghumhirsen an die Wasserverfügbarkeit des Standorts führten ursprünglich zu einer Anbauempfehlung vorrangig auf leichten Böden. Die Ergebnisse der Sortenprüfung im Hauptfruchtanbau auf D- und Löss-Standorten in Sachsen- Anhalt und angrenzenden Bundesländern zeigen jedoch, dass auf den besseren Standorten mit höherem Wasserspeichervermögen auch das Ertragspotenzial deutlich ansteigt (Tab ). Saatbettbereitung Im Hauptfruchtanbau sollte die vegetationsfreie Zeit vor der Aussaat für die mechanische Unkrautbekämpfung genutzt werden. Bei der Saatbettbereitung ist die Schaffung eines feinkrümeligen Saatbettes anzustreben. Im Zweitfruchtanbau ist der Pflugeinsatz nach Grün- oder Ganzpflanzengetreide fragwürdig, da der Boden in aller Regel sehr stark ausgetrocknet ist und nicht krümelt. Hier sind Grubber, Scheibenegge oder reduzierte Verfahren wie Strip Till in Kombination mit der Düngereinbringung zu favorisieren. Dennoch ist die Saatbettqualität oft nicht befriedigend. Aussaat Bei der Wahl des Saattermins ist die absolute Frostunverträglichkeit der Sorghumhirsen zu beachten. Um jegliches Risiko auszuschließen, wird die Aussaat oft erst ab Mitte Mai (nach den Eisheiligen ) empfohlen. In Lagen mit geringerer Spätfrostgefahr zeigt sich jedoch, dass frühere Saattermine ähnlich dem Mais bei günstigem Witterungsverlauf deutliche Mehrerträge bringen können (siehe Infokasten oben). Nutzen und Risiko früher Saat sollten in jedem Fall nach den örtlichen Erfahrungen abgewogen werden. Nach den bisherigen Erfahrungen aus entsprechenden Versuchen gibt es spezifische Empfehlungen für die unterschiedlichen Sorghumtypen betreffend die anzustrebende Bestandesdichte. Beim Mischtyp werden 20 bis 25 Pflanzen/m², bei den Mischtypen 30 bis 40 Pflanzen/m² empfohlen. Unter Beachtung der angegebenen Keimfähigkeit des Saatguts und des zu erwartenden Feldaufgangs, der oft noch deutlich unterhalb der Laborkeimfähigkeit liegt, ist die Saatstärke zu wählen. Zu geringe Saatstärken bedeuten oft Ertragsminderung, insbesondere bei mangelndem Feldaufgang infolge Trockenheit. Zu hohe Saatstärken erhöhen dagegen die Lagergefahr des Bestandes. Bei Reihenweiten von 12 bis 75 cm sind sowohl Drill- als auch Einzelkornsaat möglich. Entsprechende Versuche haben noch keine eindeutigen Ergebnisse geliefert. 18

21 Die Tiefe der Saatgutablage ist den aktuellen Bedingungen anzupassen. Bei feucht-kühler Witterung genügen 2 3 cm, bei trockener Bodenoberfläche und wenig Aussicht auf Regen sollte möglichst in eine Tiefe abgelegt werden, in der die Samen Anschluss an kapillar aufsteigendes Bodenwasser bekommen. Sorghum kann auch aus 8 cm Bodentiefe erfolgreich auflaufen. In jedem Fall sollte die Saat in der Reihe gut angedrückt werden. Bei zu lockerem Boden kann ein Walzenstrich nach der Saat für den nötigen Bodenschluss sorgen. Düngung Für die Düngung gelten im Wesentlichen auch die Ausführungen zu Mais. Sorghum bildet ein feines und sehr dichtes Wurzelsystem, welches eine effiziente Nährstoffaufnahme ermöglicht. Der Hauptnährstoffbedarf liegt zeitlich nach dem ersten N-Mineralisationshöhepunkt im Mai/Juni. Die zweite N-Mineralisationswelle wird bis zur Ernte genutzt, da der natürliche Abreifeprozess erst spät einsetzt. Die N-Nachlieferung am Standort ist gewöhnlich schwer einzuschätzen, da die Mineralisation auch von den aktuellen Niederschlägen abhängig ist. Sorghum kann auf jeden Fall auch die Feuchte tieferer Bodenschichten nutzen. Nach dreijährigen Versuchsergebnissen kann im Hauptfruchtanbau für die Erzeugung einer Dezitonne Trockenmasse von folgendem Nährstoffbedarf ausgegangen werden: 1,36 kg N; 0,16 kg P; 1,45 kg K und 0,24 kg Mg. Bis auf Phosphor ist damit der Nährstoffbedarf von Sorghum größer als bei Mais. Insbesondere der Bedarf an Magnesium ist ungewöhnlich groß, was auf leichten Böden zu berücksichtigen ist. LLFG Sachsen-Anhalt Im Zweitfruchtanbau ist die Saatbettbereitung für Sorghum bei Trockenheit oft problematisch. Pflanzenschutz Schwerpunkt des Pflanzenschutzes ist die Unkrautbekämpfung. Vor der Aussaat wird eine mechanische Bekämpfung durch Striegel oder Egge empfohlen. Ab dem 3-Blattstadium sind für Sorghum mehrere über das Blatt bzw. den Boden wirkende Herbizide gegen dikotyle Unkräuter zugelassen. Problematischer ist die Bekämpfung von Gräsern, insbesondere von Unkrauthirsen. Entscheidend für den Bekämpfungserfolg ist in jedem Fall die Anwendung im Keimblattstadium der Unkräuter und Ungräser. TABELLE 2.3.1: ERTRAGSERGEBNISSE (dt/ha TM) DER SORTENPRÜFUNG BEI SORGHUM IN ABHÄNGIGKEIT VON DER STANDORTGRUPPE Sorte D-Süd Löss-Ackerebene Ost Mittel Mittel Susu True S. bicolor x sudanense Lussi Bovital KWS Inka King Super Sile Goliath Sucrosorgo S. bicolor Rona KWS Zerberus KWS Maja Herkules