ENERGIEPFLANZEN FÜR BIOGASANLAGEN

Transkript

1 energiepflanzen.info ENERGIEPFLANZEN FÜR BIOGASANLAGEN THÜRINGEN

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 alphabetisch: Biertümpfel, A.; Bischof, R.; Conrad, M.; Dotzauer, M.; Freund, D.; Herrmann, C.; Heiermann, M.; Hochberg, H.; Idler, C.; Kornatz, P.; Knoblauch, S.; Nehring, A.; Oswald, M.; Peyker, W.; Reinhold, G.; Reus, D., Schreiber, E.; Strauß, C.; Vetter, A.; Vollrath, B.; von Buttlar, C.; Wagner, M.; Willms, M.; Zopf, D.; Zorn, W. Für den Inhalt der Broschüre zeichnen die Autoren verantwortlich. Redaktion Christoph Strauß (TLL) FNR, Abt. ÖA Bilder Titel: FNR, LWK-Niedersachsen FNR, F. Hartmann, LWG Bayern, LWK NI sofern nicht am Bild vermerkt: TLL Gestaltung und Realisierung Rostock Druck Rostock Gedruckt auf 100 % Recyclingpapier mit Farben auf Pflanzenölbasis Bestell-Nr Auflage FNR, Juni 2012

3 ENERGIEPFLANZEN FÜR BIOGASANLAGEN Thüringen

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 Energiepflanzenanbau 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 Marktfruchtanbau und der Tierproduktion zum dritten Standbein der Thüringer Landwirtschaft entwickelt. Für die Biogaserzeugung standen zum Jahresende 2011 in Thüringen etwa 220 Biogasanlagen mit einer installierten elektrischen Leistung von rund 100 MW zur Verfügung. 56 % der in Thüringen anfallenden Gülle werden bereits energetisch verwertet, dazu wird Biomasse von ca ha, d. h. von 7 % der Ackerfläche in Biogasanlagen eingesetzt. Bevorzugtes Substrat ist aufgrund seiner hohen Erträge sowie der guten technologischen Eignung der Silomais. Obwohl bei dem aufgezeigten Anbauumfang in Thüringen sicher keine Vermaisung zu erwarten ist, sollte nach Alternativsubstraten zur Auflockerung der getreidebetonten Fruchtfolgen gesucht werden. Mit dem von der FNR geförderten EVA-Projekt wurde bereits 2005 begonnen, die Problematik zu bearbeiten. In der vorliegenden Broschüre werden die erzielten Ergebnisse aus dem Projekt, ergänzt durch weitere auf Thüringer Standorten durchgeführte Versuche, vorgestellt. Dies betrifft sowohl die Beurteilung der Anbaueignung verschiedener Fruchtarten, die erzielbaren Erträge, die Fruchtfolgegestaltung sowie technologische, ökologische und ökonomische Einschätzungen. Auch gilt es, Aspekte des Boden- und Wasserschutzes, z.b. zur Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie, zu berücksichtigen. Neue Fruchtarten, wie verschiedene Sorghumhirsen und die Durchwachsene Silphie bzw. in den letzten Jahrzehnten im Anbau zurückgedrängte Fruchtarten, wie die Zuckerrübe, das mehrjährige Ackerfutter oder Zwischenfrüchte, könnten eine Anbaurenaissance erleben. 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. Dr. habil. Armin Vetter, stellvertretender Präsident der TLL 3

6 4

7 INHALT 1 Einleitung 6 2 Energiepflanzen für die Biogasproduktion Mais Ganzpflanzengetreide Sorghum Zuckerrübe Zwischenfruchtanbau Sonderkulturen Knötericharten Topinambur Sida Für die Biogasgewinnung optimierte Wildpflanzenmischungen Durchwachsene Silphie Mehrschnittiges Ackerfutter Substratbereitstellung vom Grünland 48 3 Einbindung in Anbausysteme Empfehlungen zur Fruchtfolgegestaltung Effiziente Nutzung von Biogasgülle und Gärresten Humushaushalt Gewässerschutzaspekte 64 4 Silierung und Gasausbeuten 67 5 Ökonomie des Energiepflanzenanbaus 69 6 Anhang 73 Literatur 73 Beratungsangebote und Adressen 74 Weiterführende Internetadressen 74 Abbildungsverzeichnis 74 Tabellenverzeichnis 76 5

8 1 EINLEITUNG AUSGANGSLAGE UND REGIONALE STANDORT- BEDINGUNGEN Die Energiepflanzenproduktion für Biogasanlagen hat neben der Produktion von Ölsaaten zur Biokraftstoffherstellung in Deutschland die größte Bedeutung im landwirtschaftlichen Anbau nachwachsender Rohstoffe. Im Unterschied zu den Ölsaaten werden für die Biogasnutzung vorwiegend Silagen mit vergleichsweise niedrigen Trockensubstanzgehalten genutzt. Aus diesem Grund ist die Art und der Umfang des Anbaus eng mit der räumlichen Verteilung der Anlagen gekoppelt. Die Biogasproduktion zeichnet sich in Thüringen, wie im gesamten deutschen Bundesgebiet, in den letzten Jahren durch eine sehr dynamische Entwicklung aus. Waren vor dem erstmaligen Inkrafttreten des EEG im Jahr 2000 vor allem Güllevergärungsanlagen, die zusätzlich Bioabfälle einsetzten errichtet worden, so förderte vor allem die Einführung des Nachwachsende Rohstoffe-Bonus mit dem EEG 2004 den verstärkten Bau von Biogasanlagen, die nennenswerte Mengen Energiepflanzen zur Gasproduktion nutzen. Zum Ende des Jahres 2011 sind in Thüringern 226 BGA an 201 Standorten mit einer installierten Leistung von 102 MW in Betrieb. Die geografische Verteilung der Biogasanlagen weist Schwerpunkte an den klassischen Standorten der Milch- und Tierproduktion auf, an denen anfallende Wirtschaftsdünger intensiv genutzt werden (Abb. 1.1). Anlagen die ausschließlich nachwachsende Rohstoffe einsetzen sind in Thüringen eher die Ausnahme. Im Durchschnitt besitzt eine Biogasanlage in Thüringen eine Größe von ca. 450 kw, wobei es nur sehr wenige Anlagen unterhalb von 190 kw oder oberhalb von 1 MW gibt. In der Substratzusammenstellung dominieren die Wirtschaftsdünger mit über 70 % Masse. Neben Gülle, Mist und landwirtschaftlichen Reststoffen werden verschiedene Energiepflanzen eingesetzt. Mais bestimmt die Liste der am häufigsten eingesetzten pflanzlichen Substrate, gefolgt Biogasanlagen Thüringen bis 250 kw kw kw kw > kw Kreisgrenzen Quelle: Dr. G. Reinhold (TLL) Abb. 1.1: Räumliche Verteilung der Biogasanlagen in Thüringen 6

9 Versuchsstationen 107 Löss Acker 108 Löss Übergang 111 Verw. Übergang 192 Harz 193 Rhön 194 Thür. Wald Kirchengel Friemar Dornburg Großenstein Haufeld Burkersdorf Oberweißbach Heßberg Quelle: JKI, Arbeitskreis Versuchswesen (TLL) Abb. 1.2: Thüringer Boden-Klima-Räume Vergleichbare Standortbedingungen als Grundlage für pflanzenbauliche Empfehlungen von Silagen aus Getreideganzpflanzen, Grünlandaufwüchsen und Ackerfutter. Getreide, Zuckerrüben oder neuartige Energiepflanzen wie Sorghumhirsen werden nur vereinzelt den Rationen beigemengt. Für die Produktion von Energiepflanzen sind die naturräumlichen Gegebenheiten für die Auswahl bestimmter Kulturen und Anbausysteme bestimmend. In dieser Broschüre sollen daher Versuchsergebnisse von verschiedenen Standorten und darauf aufbauend Empfehlungen für die unterschiedlichen Regionen Thüringens gegeben werden. Die Versuchsstationen und die Regionen, die vergleichbare Boden- und Klimabedingungen (Boden Klima-Räume, BKR) aufweisen sind in Abb. 1.2 dargestellt. Die fruchtbarste Region liegt im Nord-Osten Thüringens und reicht als Ausläufer des BKR 107 Lössböden der Ackerebene von Sachsen-Anhalt her bis ins Erfurter Becken hinein (Versuchsstationen Friemar, Kirchengel, Dornburg). Diese Region ist durch Böden mit hohen Ackerzahlen zwischen 40 und 80 sowie warmgemäßigtem Temperaturregime mit Jahresmitteltemperaturen um 8 C und einer Niederschlagsversorgung von ca. 550 mm pro Jahr charakterisiert. Typischerweise ist in diesen Regionen der Futterund Energiepflanzenanbau nur schwach ausgeprägt, da die meisten Standorte vorrangig für den Marktfruchtanbau genutzt werden. Kranzförmig umsäumt wird diese Region von den Lössböden der Übergangslagen (BKR 108). Die Standorte dieses BKR stellen den Übergang von den Löss- zu den Verwitterungsböden dar. Im größten Teil Thüringens erstrecken sich bis an die Mittelgebirgslagen die Verwitterungsböden der Übergangslagen (BKR 111) (Versuchsstationen Haufeld, Burkersdorf, Heßberg). Die Station Oberweißbach befindet sich im Thüringer Wald (BKR 194). Abgesehen von einigen begünstigten Insellagen dominieren in den Mittelgebirgen die ertragsschwachen Rohbodenstandorte. Die bei kalter Höhenlage landwirtschaftliche Nutzung erfolgt schwerpunktmäßig als Grünland. Autoren: Dotzauer, M.; Reinhold, G. (TLL) 7

10 TABELLE 1.1: IN DER VORLIEGENDEN BROSCHÜRE BERÜCKSICHTIGTE VERSUCHSSTATIONEN DES FELDVERSUCHSWESENS IN THÜRINGEN Station Standort Bodenform Bodenart Ackerzahl Höhe ünn (m) Dornburg Lö1C Löss-Parabraunerde Haufeld Heßberg Friemar V9a1 Oberweißbach Schiefer-Schutt- Braunerde Stark toniger Schluff Schluff- Lehm Niederschlag (mm) 1 Temperatur , ,9 Lö1c1 Löss-Rendzina Lehm ,8 V5a V3a3 Lö3a6 V3a1 AI3 Kirchengel Burkersdorf Berglehm-Braunerde- Berglehm-Staugley Berglehm-Rendzina- Löss-Fahlerde Bergton-Staugley- Kies-Ranker Sandiger Lehm ,0 Lehm ,0 Lehm-Ton ,1 Lö4b1 Löss-Parabraunerde Lehm ,8 Lö1a3 Lö1a 1 Jahresmittel der Jahre Großenstein Löss-Braun- Schwarzerde Buttelstedt Braunerde-Tschernosem aus Löss Lehm ,8 Schluffiger Lehm ,2 8

11 2 ENERGIEPFLANZEN FÜR DIE BIOGASPRODUKTION Ein Schwerpunkt der angewandten Forschung der Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft lag in den vergangenen Jahren auf anbautechnischen Versuchen zu Energiepflanzen, die sich für den Einsatz in Biogasanlagen eignen. Im vorliegenden Kapitel soll ein Überblick über entsprechende Möglichkeiten der Substratproduktion und Beratungsempfehlungen gegeben werden. Weitere Empfehlungen finden Sie selbstverständlich im umfangreichen Internetangebot der TLL (siehe Kapitel 6). Überblicksartig ist in Tabelle 2.1 aufgeführt, welche Ergebnisse mit unterschiedlichen Fruchtarten unter den Bedingungen der Löss- und der V-Standorte in den Feldversuchen der vergangenen Jahre erzielt wurden. Neben Ergebnissen der Standorte Dornburg und Heßberg sind auch Ergebnisse unterschiedlicher V- und Löss-Standorte zusammenfassend aufgeführt. Wie zu sehen ist, konnten unter den Bedingungen der Löss-Standorte mit unterschiedlichen Energiepflanzen gute Ergebnisse erzielt werden. Neben Mais sind vor allem die Durchwachsene Silphie, Wintergetreide als Ganzpflanze, Sorghum und Luzernegras zu nennen. Über unterschiedliche Löss-Standorte zeigte sich Wintertriticale als Ganzpflanze vergleichsweise ertragsstabil. Am Verwitterungsstandort Heßberg wurden, unter anderem aufgrund der vergleichsweise guten Wasserversorgung, in den vergangenen Jahren sehr gute Ergebnisse mit Mais erzielt. Über unterschiedliche, auch stärker trockenheitsbeeinflusste V-Standorte gerechnet, liegen die Erträge vergleichsweise geringer. TABELLE 2.1: ERTRAGSERGEBNISSE (dt TM/ha) VERSCHIEDENER FRUCHTARTEN AUS VERSUCHEN DER JAHRE ; UNTER PRAXISBEDINGUNGEN LIEGEN DIE ERTRÄGE UM CA % NIEDRIGER Fruchtart Dornburg Löss-Standorte Heßberg V-Standorte (Ganzpflanze) Mittel 1 Spanne Mittel 1 Spanne Mittel 1 Spanne Mittel 1 Spanne HF Mais HF Sorghum Wintertriticale Winterroggen Wintergerste Luzernegras Hauptnutzungsjahr WZF Landsberger Gemenge WZF Grünschnittroggen ZF Mais nach Grünschnittroggen ZF Sorghum nach Grünschnittroggen Durchwachsene Silphie Quelle: D. Freund, C. Strauß nach Biertümpfel et al. (2012 und weitere) 1 Mittelwertbildung: 1. Mittel je Standort und Jahr für relevante Prüfglieder, 2. nur bei Aussagen Löss-/ V-Standorte gesamt: Mittel über Standorte Mittel über die Jahre. Voraussetzung mindestens 4 Jahre vorliegend. Keine exakte statistische Verrechnung. HF = Hauptfrucht WZF = Winterzwischenfrucht ZF = Zweitfrucht 9

12 2.1 Mais Mais ist die dominierende Fruchtart für die Substratbereitstellung. Die Hauptgründe dafür liegen im hohen Ertragsniveau, der kostengünstigen Produktion, der sehr guten Silierbarkeit und der hohen Methanausbeute. Alle Fruchtarten müssen sich hinsichtlich Ertrag, den Kosten für die Tonne organischer Trockensubstanz, Methanausbeute und somit dem wirtschaftlichen Ergebnis je Flächeneinheit am Mais messen. Die Landesstatistik (TLS) weist ab dem Jahr 2000 einen mittleren Maisertrag von ca. 430 dt FM/ha aus. Dieser entspricht auch in etwa dem Durchschnitt Deutschlands. Beachtenswert ist, dass sich die jährlichen Schwankungen im Bereich von 10 % um diesen Mittelwert bewegten, was auf eine relative Ertragsstabilität der Kulturart hinweist. Auch die Ergebnisse der Landessortenversuche zu Silomais für die Löss- und V-Standorte zeigen ein vergleichbares Bild (Abb. 2.1). Peyker (TLL) Sortenwahl Entscheidendes Kriterium für die Sortenwahl ist das sichere Erreichen eines Trockensubstanzgehaltes (TS) 1 von über 28 %, besser 30 % zu einem in den betrieblichen Ablauf passenden Zeitraum. Erst ab der Siloreife können die Sorten ihr Ertragspotenzial ausspielen und die Gefahr des Auftretens von Gärsaft wird minimiert. Spätreifere Sorten besitzen ein höheres Ertragspotenzial. Die Realisierung dessen setzt aber ein entsprechendes Temperatur- und Wasserangebot voraus. Beispielhaft zeigen das die sechsjährigen Versuchsergebnisse zur Biomasseerzeugung vom Standort Bollberg (Abb. 2.2). Unter den gegebenen Standortbedingungen und einem einheitlich späten Erntetermin erreichten die mittelfrühen Sorten einen signifikant höheren Ertrag im Vergleich zu den frühen. Die spätreiferen Sorten brachten einen höheren Frischmassemehrertrag. Dieser resultierte aber vorrangig aus dem höheren Wassergehalt. Auch unter den günstigeren Standortbedingungen der Löss-Standorte zeigten sich erst in den letzten Jahren deutliche Vorteile der mittelfrühen gegenüber den frühen Sorten (Abb. 2.3), wobei die mittleren Erntetermine (frühe Sorten) bzw (mittelfrühe Sorten), welche zu vergleichbaren TS-Gehalten führten, noch gute Möglichkeiten für den normalerweise folgenden Anbau von Winterungen bieten. Spätere Erntetermine beeinträchtigen die Nachfolgearbeiten und bergen die Gefahr des Erfrierens des Maises. Ein Erfrieren erhöht zwar den TS-Gehalt, verringert aber aufgrund stärkerer Verluste den Trockenmasseertrag (TM) und kann die Silierung erschweren. 1 In dieser Broschüre werden die Bezeichnungen TS- und TM-Gehalt synonym verwendet. dt FM/ha früh_lö früh_v mittelfrüh_lö TLS Jahr Quelle: Peyker (TLL) Abb. 2.1: Frischmasseerträge der Landessortenversuche zu frühem und mittelfrühem Silomais für die Löss- und V-Standorte sowie nach Angaben des Thüringer Landesamtes für Statistik (TLS) 10

13 dt FM/ha n = Anzahl Sorten Wasser Trockenmasse früh (n = 15) mittelfrüh (n = 63) mittelspät (n = 35) Reifegruppe Quelle: Peyker (TLL) Abb. 2.2: Erträge massewüchsiger Sorten in Abhängigkeit der Reifegruppe (Bollberg ; mittlerer Erntetermin ) Für den Anbau sind Sorten mit stabil hohem TM-Ertrag unter den vorhandenen Standortbedingungen zu bevorzugen. Die aus speziellen Zuchtprogrammen entwickelten Energiemaissorten erzielten in den Landessortenversuchen auf den Löss-Standorten ca. 10 % höhere TM-Erträge im Vergleich zu den qualitätsbetonten Sorten. Erfolgt die Beschickung der Biogasanlage aus demselben Silo wie für die Fütterung, so haben bei der Sortenwahl die Ansprüche der Futterrationsgestaltung Vorrang. Wesentliche Entscheidungshilfen für die Sortenwahl liefern die Ergebnisse der Landessortenversuche nach Anbaugebieten, welche jährlich von der TLL veröffentlicht werden ( Allgemein erlangen Sorten mit Siloreifezahlen bis S 250 in Regionen unter 200 m über NN, in Gebieten zwischen 200 und 300 m bis S 230 und in den Vorgebirgslagen bis S 210 sicher die geforderten TS-Gehalte im Zeitraum bis Ende September. Höhere Wassergehalte führen zu größeren Kosten sowohl für den Substrat- als auch den Gärresttransport, was die Wirtschaftlichkeit der Biogasanlage negativ beeinflusst. Standortanforderungen Die frühreifsten Sorten erfordern zum sicheren Erreichen vorangestellter Parameter eine Mindestdurchschnittstemperatur der Luft von Mai bis September über 13 C. Unter den Standortbedingungen Thüringens ist dies vor allem in Gebieten mit einer Höhenlage unter 450 m über NN der Fall. Während der Vegetation benötigt der Mais für eine gute Ertrags- und Qualitätsleistung eine Niederschlagsmenge von über 200 mm. Der Hauptwasserbedarf besteht in der Zeit der Blüte. Der Mais stellt weniger Ansprüche an die Bodenart als an die Bodenstruktur. Eine gleichmäßige Bodenstruktur sichert eine tiefe Durchwurzelung und damit eine gute Versorgung mit Wasser und Nährstoffen sowie eine schnelle Erwärmung des Bodens. Die lehmigen, grundwasserbeeinflussten Standorte besitzen die beste Ertragssicherheit. Durch den späten Bestandesschluss ist der Mais eine Fruchtart mit hoher Erosionsdisposition. Die Beschränkungen aufgrund des Grades der Erosionsgefährdung (CC Wasser 1 bzw. CC Wasser 2) entsprechend Landesverordnung müssen beachtet werden (Einschränkungen beim Pflügen; Reihenentfernung). Auch sollte beachtet werden, dass Mais Humuszehrer ist (vgl. Kap. 3.3). Mais besitzt eine gute Selbstfolgeverträglichkeit. Durch die Ernte bei häufig feuchten Bedingungen mit schweren Maschinen kann es jedoch zu stärkeren Schädigungen der Bodenstruktur kommen. Weiterhin besteht die Gefahr des Aufbaus eines erhöhten Krankheits- und Schädlingsdrucks (Blattflecken, Fusarien, Maiswurzelbohrer, Maiszünsler). 11

14 Bodenbearbeitung Zur Absicherung einer guten Erwärmung des Oberbodens im Frühjahr und zur Verminderung des Unkrautdrucks ist eine Saatbettbereitung unmittelbar vor der Aussaat notwendig. Diese muss zur Vermeidung von Verdichtungen nach entsprechender Abtrocknung des Bodens mit einem bis maximal zwei Arbeitsgängen und einer Bearbeitungstiefe von ca. 6 bis 8 cm erfolgen. Das Saatbett darf nicht zu fein hergerichtet sein, da sonst der Verschlämmung und dem Bodenabtrag Vorschub geleistet werden. Die Direktsaat von Mais ohne vorherige Bodenbearbeitung kann aufgrund späterer Erwärmung des Bodens und damit verbundenen Auflaufverzögerungen zu Mindererträgen führen. Ebenso sind Probleme durch verstärkten Unkrautdruck möglich. Aussaat Die Aussaat erfolgt auf Endabstand der Pflanzen. Die dadurch bedingte Standraumzumessung beeinflusst wie bei keiner anderen Fruchtart Ertrag und Ausreife. Spätere sinnvolle Bestandeskorrekturen gibt es nicht. Die Aussaat sollte so früh wie möglich erfolgen, jedoch unter der Bedingung, dass die Bodentemperatur in 5 cm Tiefe anhaltend 8 C überschritten hat. Ausgehend von den langjährigen Temperaturverhältnissen in Thüringen ist dies in 80 % der Jahre im Gebiet <200 m über NN in der letzten Halbdekade April und >200 m über NN in der ersten Halbdekade Mai der Fall. Aktuelle Informationen über die Witterungssituation gibt das Pflanzenbaufax der TLL oder unter Um sicher eine gute Ausreife zu erzielen, sollte die Aussaat bis zum 10. Mai abgeschlossen sein. Reicht die Kapazität im Betrieb dazu nicht aus, macht sich ein Vorziehen des Beginns der Kampagne notwendig. Jedoch ist eine Saat vor dem 20. April aus pflanzenphysiologischer Sicht nicht zu empfehlen (Verkürzung Wuchshöhe, Gefahr des Abfrierens bei Spätfrösten). Je feuchter und wärmer der Boden ist, desto flacher kann der Mais abgelegt werden (Saattiefe 4 bis 6 cm). Die Saatstärke richtet sich nach den vorherrschenden Wasserverhältnissen sowie der Sorte. Allgemein erreichen die für die Biomasseerzeugung geeigneten großrahmigen Sorten optimale Leistungen bei Saatstärken von bis Körnern/ha. Überhöhte Bestandesdichten behindern die Einzelpflanzenentwicklung und können zu späterer Reife sowie höherer Lagergefahr führen. Zusätzlich steigen die Saatgutkosten ohne gesicherten ertraglichen Ausgleich. Zu niedrige Bestandesdichten vermindern den Ertrag. Die Wahl der Reihenentfernung hängt von der vorhandenen Erntetechnik und dem Standort (Erosionskataster) ab. Eine Verringerung der Reihenweite im Vergleich zu üblichen dt TM/ha früh mittelfrüh Jahre Quelle: W. Peyker Abb. 2.3: LSV-Trockenmasseerträge der frühen und mittelfrühen Sorten untergliedert in Zeitabschnitte. Versuchsstation Friemar ( ) 12

15 75 cm führt zu früherem Bestandesschluss und damit verminderter Erosionsgefährdung sowie verbesserter Unkrautunterdrückung. Die engere Reihenweite ermöglicht aufgrund des höheren Abstands der Pflanzen innerhalb der Reihen eine höhere Fahrgeschwindigkeit beim Legen ohne Ertragsbeeinträchtigung. Pflanzenschutz Die wesentliche Maßnahme besteht in der Unkraut-/Ungrasbekämpfung. In Untersuchungen des Referates Pflanzenschutz der TLL führte eine Unterlassung zu Mindererträgen bis 80 %. Bewährt hat sich eine Herbizidapplikation entsprechend der Unkrautflora mit Mitteln, die über eine kombinierte Boden- und Blattwirkung verfügen. Vorzugsweise sollte die Applikation im frühen Nachauflauf erfolgen, wenn die Masse der Unkräuter aufgelaufen ist und sich diese im Keimblatt- bis maximal 2- bis 3-Blattstadium befinden. Weitere Maßnahmen sind in der Regel nicht notwendig. Ernte Die Maisernte für die Substraterzeugung kann bei einem TS-Gehalt über 28 % beginnen. Früherer Erntebeginn führt neben geringeren TM-Erträgen zu erhöhten Silierverlusten. Je nach Stapelhöhe im Silo sind die in Tabelle 2.2 angeführten TS-Gehalte anzustreben. TABELLE 2.2: ANZUSTREBENDE TROCKENSUBSTANZ- GEHALTE IN ABHÄNGIGKEIT DER STAPELHÖHE IM SILO Stapelhöhe (m) TS-Gehalt (%) Quelle: THAYSEN (2010) bis 3 > über Ausführliche Hinweise können der aktuellen Leitlinie zur effizienten und umweltverträglichen Erzeugung von Silomais zur Fütterung und Nutzung als Gärsubstrat in Biogasanlagen der TLL entnommen werden ( Autor: Peyker, W. (TLL) Nehring (TLL) 13

16 mit optimaler Wasserversorgung kann auch Hafer als sinnvolle Ergänzung genannt werden, zumal er einen Beitrag zur Fruchtartenvielfalt und Bodenfruchtbarkeit leistet. Aufgrund vergleichsweise geringer Produktionskosten ist Ganzpflanzengetreide das einzige Kosubstrat für Biogasanlagen, welches die Substratbereitstellungskosten vom Silomais nicht wesentlich übersteigt, allerdings bei deutlich geringerer Flächenproduktivität (siehe Kap. 5). 2.2 Ganzpflanzengetreide Unter Ganzpflanzengetreide werden alle Getreidearten in Hauptfruchtstellung mit einem Erntetermin zwischen dem Beginn der Kornfüllung und der Teigreife (BBCH 71 85) verstanden. Je nach Standort- und Witterungsbedingungen sinkt in der Phase der Kornreife in der Regel die Substratqualität. Frühere Ernten sind generell möglich; sie entsprechen dann zumeist allerdings dem Zwischenfruchtanbau, z.b. Grünschnittroggen (siehe Kap. 2.5). Wegen des höheren Ertragspotenzials sind vorzugsweise Wintergetreidearten zu verwenden. Auf Vorgebirgslagen Im Anbauumfang spielt Ganzpflanzengetreide in Thüringen nach wie vor eine untergeordnete Rolle. So liegt die Anbaufläche bei derzeit etwa ha (davon ca ha für Biogas) im Vergleich zu ha Silomais (davon ca ha für Biogas) (Thüringer Landesamt für Statistik, 2011; Reinhold, 2011). In den vergangenen Jahren führte die Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft (TLL) Versuche zur Anpassung des Produktionsverfahrens und zur Ableitung von Empfehlungen für eine effiziente und nachhaltige Produktion durch. Dies umfasste zum Einen den Test von Reduktionsstrategien im Bereich Pflanzenschutz zur Kostenminimierung, wobei die Häufigkeit des Einsatzes von Pflanzenschutzmitteln (sowohl Fungizide und Wachstumsregler als auch Herbizide) variiert wurde. Zum Anderen erfolgte in einem Arten- und Sortenscreening die Suche nach speziellen Erträge Ganzpflanzengetreide ( ) (Gegenüberstellung Fruchtarten und Standorte) dt TM/ha 250 Wintergerste MW: 133,1 dt/ha Winterroggen MW: 134,5 dt/ha Wintertriticale MW: 152,1 dt/ha Kirchengel Dornburg Burkersdorf Heßberg Haufeld Kirchengel Dornburg Burkersdorf Heßberg Haufeld Kirchengel Dornburg Burkersdorf Heßberg Haufeld Quelle: E. Schreiber Abb. 2.4: Trockenmasse-Erträge einzelner Wintergetreidearten in den Versuchsjahren in Abhängigkeit vom Standort (mind. zweijährige Ergebnisse: Kirchengel, Burkersdorf und Heßberg zwischen und Dornburg und Haufeld in den Jahren ) (Löss-Standorte nicht schraffiert, Verwitterungsstandorte schraffiert; Fehlerbalken: Standardabweichung.) 14

17 Arten, Sorten und deren Mischungen für den Ganzpflanzengetreideanbau, welche sich durch hohe Erträge, gute Standfestigkeit, geringe Krankheitsanfälligkeit und hohe Biogaserträge auszeichnen. Die Ergebnisse der Versuche sollen neue Erkenntnisse hinsichtlich möglicher Pflanzenschutzmitteleinsparungen, sowie Aussagen zur relativen Vorzüglichkeit einzelner Wintergetreidearten, -sorten, Standorte und geeigneter Artenmischungen liefern. Standort-, Arten- und Sortenwahl In den vergangenen fünf Jahren wurde die Ertragsleistung von Wintergerste, -roggen und -triticale anhand von jeweils mindestens fünf verschiedenen Sorten an bis zu fünf Thüringer Versuchsstandorten (Burkersdorf, Dornburg, Haufeld, Heßberg und Kirchengel) untersucht. Es konnte sowohl auf Löss-Standorten, als auch auf Übergangs- und Verwitterungslagen ein hohes Ertragspotenzial festgestellt werden (Abb. 2.4). Wintergerste erzielte die höchsten Erträge an den Löss- Standorten sowie am Verwitterungsstandort Burkersdorf. Dies trifft ebenfalls für Winterroggen zu, wobei am Standort Dornburg keine Erträge zur Ganzpflanzenernte vorliegen (Grünschnittroggenerträge siehe Kap. 2.5). Am Verwitterungsstandort Heßberg schnitt Wintertriticale stark ab. Haufeld bot für alle drei Getreidearten in den drei Prüfjahren sehr unterschiedliche Wachstumsbedingungen. Während bei optimaler Wasserversorgung im Jahr 2009 Trockenmasseerträge von bis zu 150 dt TM/ha Wintertriticale sowie 120 dt TM/ha Wintergerste und -roggen erreicht wurden, waren die beiden Folgejahre durch starke Vorsommertrockenheit geprägt. Das führte auf dem flachgründigeren Boden zu ausgeprägtem Trockenstress und folglich zu deutlichen Ertragsdepressionen. Tendenziell besitzt Wintertriticale in Thüringen unter den getesteten Getreidearten das größte Ertragspotenzial (siehe Abb. 2.4 und 2.5). Am Standort Burkersdorf sowie bei trockener Witterung in Haufeld war jedoch Winterroggen ertraglich dem Wintertriticale überlegen und wies bei Trockenheit stabilere Erträge auf. Die Sortenwahl spielt beim Ganzpflanzengetreide eine geringere Rolle als die Artenwahl und der Standort. Dennoch treten in Einzelfällen nicht unbedeutende Sortenunterschiede auf, welche eine standort- und nutzungsangepasste Sortenwahl rechtfertigen. Die Wintergerstensorte Highlight (zweijährig getestet) reifte deutlich später ab, war Fridericus (dreijährige Ergebnisse) ertraglich jedoch ebenbürtig (Abb. 2.5). Beim Winterroggen überzeugten Conduct und Fugato sowie Hellvus, welcher allerdings nur zweijährig getestet wurde. Benetto war der ertragsstärkste dreijährig geprüfte Wintertriticale, Massimo schnitt nach zwei Versuchsjahren sogar noch etwas besser ab. TM-Ertrag (dt TM/ha) 200 Wintergerste Winterroggen Wintertriticale 175 MW: 141,5 dt/ha MW: 143,9 dt/ha MW: 158,8 dt/ha Fridericus Campanile Naomi Highlight Zzoom Boresto Caroass Conduct Fugato Vitallo Hellvus Benetto Grenado Madilo SW Talentro Massimo Quelle: E. Schreiber Abb. 2.5: Trockenmasse-Erträge einzelner Wintergetreidearten in den Versuchsjahren in Abhängigkeit von der Sorte, Mittel aus 3 Versuchsstandorten 15

18 dt TM/ha TS-Gehalt (%) Wintergerste Wintertriticale Winterroggen Fridericus Highlight Sortenmischung SW Talentro Benetto Sortenmischung Visello Bellami Sortenmischung 24 TM-Ertrag 2009 TM-Ertrag 2010 TM-Ertrag 2011 TS 2009 TS 2010 TS 2011 Quelle: R. Bischof Abb. 2.6: Darstellung der Trockenmasse-Erträge und Trockensubstanzgehalte der einzelnen Getreidearten in Abhängigkeit von Sorte, bzw. -mischung und Versuchsjahr am Standort Haufeld In Abbildung 2.6 wird deutlich, dass an dem von Vorsommertrockenheit geprägten Versuchsstandort die Witterungsbedingungen den größten Ertragseffekt zeigten. Bei ausreichender Wasserversorgung (2009) sind auch an dem flachgründigen Verwitterungsstandort Haufeld ansprechende Ganzpflanzengetreideerträge möglich. Fehlt im Frühjahr allerdings das Wasser (wie beispielsweise 2011, Tab. 2.3), so können die Erträge dramatisch einbrechen, da das Niederschlagsdefizit nicht über pflanzenverfügbares Bodenwasser kompensiert werden kann. Bei ausreichender Wasserversorgung (2009) zeigt sich Triticale auch in Haufeld ertragsstark. Extreme Trockenheit führt jedoch zu deutlich stärkeren Ertragseinbußen als dies beispielsweise beim Winterroggen der Fall ist, welcher im Trockenjahr 2011 die stabilsten Erträge lieferte. Der Ertrag der Sortenmischungen bewegte sich auf dem Niveau der einzelnen Arten in Reinsaat. TABELLE 2.3: WASSERVERSORGUNG AM STANDORT HAUFELD IN DEN JAHREN , MONATLICHER NIEDERSCHLAG IN mm Monat März 45, ,8 April 57, ,7 Mai 53,2 92,5 21,2 Summe 156,5 130,5 58,7 Saattermin und Saatstärke Sowohl der Saattermin als auch die Saatstärke von Wintergetreide zur Ganzpflanzenernte orientiert sich am Marktfruchtanbau. Demzufolge sollte durch den Saattermin bereits eine ausreichende Vorwinterentwicklung der Kulturen abgesichert werden, um das volle Ertragspotenzial auszuschöpfen. Die optimale Saatzeit für Wintergetreide liegt unter Thüringer Standortbedingungen bei mittleren Böden je nach Wintergetreideart zwischen dem 10. September und 15. Oktober (Tab. 2.4). Der konkrete Saattermin richtet sich nach Art, Standort (Höhenlage), Fruchtfolge und Saattechnik. Wintergerste ist am wenigsten spätsaatverträglich und sollte daher tendenziell am frühesten gedrillt werden ( bis ). Triticale ist spätsaatverträglich und kann daher auch gegenüber dem Roggen noch etwas verzögert gesät werden. In der Praxis wird Wintertriticale oft noch nach Mais (bis Mitte Oktober) gedrillt. Extreme Frühsaaten sind abzulehnen, da sie virus-, schneeschimmel- und fäulnisgefährdet sein können sowie unter Umständen einen höheren Herbizideinsatz benötigen. Bei Spätsaaten ist zu beachten, dass diese bis zu 20 % höhere Saatstärken benötigen und somit höhere Direktkosten verursachen (Lühe et al., 1998). Vor diesem Hintergrund dürfte die optimale Saatstärke bei etwa 300 Körnern/m² liegen (Karpenstein-Machan et al., 1994). 16

19 TABELLE 2.4: ÜBERSICHT ANBAUTECHNISCHER KENNDATEN Fruchtart Saattermin Saatstärke 1 (Kö./m²) N-Basis-Sollwert 2 Saattiefe Wintergerste (mehrzeilig) kg/ha 2 4 cm Winterroggen kg/ha 1 3 cm Wintertriticale Gunstlagen: Linien-/Populationssorten, bei Hybriden sind die Saatstärken aller 3 Winterungen zu reduzieren 2 nach Stickstoffbedarfsanalyse 140 kg/ha 2 4 cm Pflanzenschutz Neben der Arten-, Sorten- und Standortwahl stellt auch der Pflanzenschutz einen wichtigen Aspekt im Ganzpflanzengetreideanbau dar. In den Jahren 2007 bis 2009 wurden an den vier Standorten Burkersdorf, Heßberg, Kirchengel und Dornburg Versuche zum Einsatz von Fungiziden und Wachstumsreglern mit einer optimalen und einer reduzierten Variante durchgeführt. Zumeist waren keine deutlichen Mehrerträge bei optimaler Behandlung gegenüber der reduzierten Variante festzustellen (Tab. 2.5). Es ergaben sich allerdings Standortunterschiede (Burkersdorf und Kirchengel) sowie Sortenunterschiede (Winterroggensorten Boresto und Conduct). Wenn man weiterhin berücksichtigt, dass jede Behandlung neben den Mittelkosten Zeit und Geld für Personal, Technik und Kraftstoffe kostet, kommt man zur Schlussfolgerung, dass vor allem Fungizide nur bei besonders starkem Befall in frühen Entwicklungsstadien gespritzt werden sollten. Durch die Wahl standfester Sorten ist, vor allem an weniger ertragsstarken Standorten sowie bei trockenen Bedingungen, der Einsatz von Wachstumsreglern zu reduzieren. Auch die Versuche am Standort Haufeld bestätigten in den Jahren 2009 bis 2011, dass ein Fungizideinsatz im Ganzpflanzengetreide in den meisten Fällen nicht wirtschaftlich ist, da sich nur in einzelnen Fällen geringe Mehrerträge durch die Behandlung erzielen lassen (Abb. 2.7). Hier war außerdem festzustellen, dass Fungizide im Allgemeinen zu Abreifeverzögerungen (siehe TS-Gehalte) führen können. Dies gilt es in der Arbeits- bzw. Fruchtfolgeplanung zu beachten. TABELLE 2.5: ERTRAGSDIFFERENZ EINER OPTIMAL MIT FUNGIZIDEN UND WACHSTUMSREGLERN BEHANDELTEN UND EINER REDUZIERTEN VARIANTE (MITTELWERT AUS BIS ZU 3 PRÜFJAHREN) Wintergerste Fridericus Campanile Naomi Highlight Zzoom Mittelwert Burkersdorf 0,78 7,44 6,78 1,89 3,78 3,38 Heßberg 8,06 4,56 0,56 3,44 0,56 3,27 Kirchengel 4,44 0,94 13,56 18,06 11,06 7,46 Dornburg 13,56 11,56 12,56 Winterroggen Boresto Caroass Conduct Fugato Vitallo Mittelwert Burkersdorf 5,79 5,21 5,21 3,46 14,12 2,95 Heßberg 10,62 7,62 3,38 0,12 11,88 0,70 Kirchengel 4,79 2,88 3,88 0,54 7,88 2,47 Wintertriticale Benetto Grenado Madilo SW Talentro Massimo Mittelwert Burkersdorf 1,15 4,48 2,18 2,85 7,82 1,25 Heßberg 9,18 4,32 4,18 5,18 4,82 9,18 Kirchengel 5,32 1,32 2,18 8,32 2,82 3,12 Dornburg 1,82 9,18 0,82 5,18 2,93 Mehrertrag bei optimalem Pflanzenschutz > 5 dt/ha Mehrertrag < 5 dt/ha Minderertrag festgestellt 17

20 Bei Herbizideinsatz waren in den Parzellenversuchen vorwiegend beim Wintertriticale, welcher einen langsameren Bestandesschluss als Winterroggen aufweist, positive Ertragseffekte festzustellen (Abb. 2.8). Da unter Praxisbedingungen oftmals mit höherem Unkrautdruck zu rechnen ist als auf den Versuchsflächen, wird auch im Winterroggen eine Herbstbehandlung gegen Unkräuter empfohlen. Nach Bestandesschluss im Frühjahr sind kaum noch ertragsbeeinflussende Unkrautwirkungen zu befürchten. Eine späte Verunkrautung ist im Ganzpflanzengetreide als weniger problematisch einzuschätzen als im Körnergetreide. Zusammenfassend ist festzustellen, dass sich beim Pflanzenschutz im Ganzpflanzengetreide vor allem Fungizide sowie standort- und witterungsbedingt unter Umständen auch Wachstumsregler oder Herbizide gegenüber dem Marktfruchtanbau einsparen lassen. Düngung Die Ermittlung des Düngebedarfs erfolgt unter Berücksichtigung der Nährstoffversorgung des Bodens, der Ertragserwartung sowie weiterer Standort- und Einflussfaktoren. Der Stickstoffbedarf der Wintergetreidekulturen wird im Herbst in der Regel durch den Gehalt mineralischen Stickstoffs im Boden und die Stickstoffnachwirkung der Vorfrucht abgedeckt. Im Frühjahr sind Zeitpunkt und Aufteilung der Stickstoffdüngung standortspezifisch zu beurteilen. Dazu wird der Stickstoffbedarf über die N- Sollwert-Methode (einschließlich N min -Gehalt des Bodens) berechnet. Er ist abhängig von der Ertragserwartung der Sorte und der Bestandesentwicklung im Frühjahr. Die N-Basis-Sollwerte betragen nach SBA 2 für Winterweizen 160 kg/ha, für Wintergerste und Wintertriticale 140 kg/ha und für Winterroggen 120 kg/ha. Die Höhe der Stickstoffgabe ergibt sich aus dem N-Sollwert abzüglich des N min -Gehalts im Boden sowie weiterer Zu- oder Abschläge. Für die Ganzpflanzennutzung sind besonders früh betonte Düngestrategien interessant. Sofern der Stickstoffbedarf 70 kg/ha übersteigt, ist die Gesamt-N-Gabe zu teilen. Die erste Gabe sollte im zeitigen Frühjahr, sobald der Boden befahrbar ist, ausgebracht werden und die übrige N-Menge 2 3 Wochen später. Die Rückführung von Gärrückständen kann einen wesentlichen Beitrag dazu leisten, eine optimale N-Versorgung der Ganzpflanzengetreidebestände sicherzustellen (siehe Kap. 3.2). Artenmischungen Am Standort Haufeld wurde in den Jahren 2008 bis 2011 die Leistungsfähigkeit verschiedener Artenmischungen im Hinblick auf Trockenmasse-Ertrag und Methanausbeute untersucht. Im dreijährigen Vergleich war die Winterroggen/-triticale-Mischung am ertragsstärksten (siehe Abb. 2.9). Unter Berücksichtigung der späteren Abreife (siehe TS-Gehalte) ist von den Mischungen mit Weizenanteil bei optimalem Erntezeitpunkt noch eine gewisse Ertragssteigerung zu erwarten. Die Mischung mit Wintergersteanteil schnitt verhältnismäßig schwach ab. Möglicherweise unterdrückt die Wintergerste mit ihrer frühen Entwicklung das Potenzial der weiteren Mischungspartner. Die Ertragsstärke und -stabilität der Winterroggen/-triticale- Mischung bestätigte sich auch auf Versuchsstandorten außerhalb Thüringens. 2 SBA = Stickstoff-Bedarfs-Analyse 18

21 TM-Erträge (dt TM/ha) Wachstumsregler- & Fungizidintensität (Standort Haufeld) TS-Gehalt (%) 200 WG WR WT WR/WT x 1x 2x 0x 1x 2x 0x 1x 2x 0x 1x 2x 28 Quelle: R. Bischof Abb. 2.7: Darstellung von Trockenmasse-Erträgen und Trockensubstanzgehalten der einzelnen Wintergetreidearten in Abhängigkeit der Intensität des Fungizid- und Wachstumsreglereinsatzes am Standort Haufeld in den Jahren TM-Erträge (dt TM/ha) Herbizidintensität ( ) TS-Gehalt (%) 200 WR/ WT WT WR Quelle: R. Bischof 0x 1x 2x 0x 1x 2x 0x 1x 2x Abb. 2.8: Darstellung von Trockenmasse-Erträgen und Trockensubstanzgehalten der einzelnen Wintergetreidearten in Abhängigkeit der Herbizidintensität am Standort Haufeld in den Jahren WG = Wintergerste WR = Winterroggen WT = Wintertriticale WW = Winterweizen Die Legende gilt für die Abbildungen 2.7 bis

22 Erntezeitpunkt Bei der Produktion von Ganzpflanzensilage kommt der Einhaltung des optimalen Erntezeitpunktes eine große Bedeutung zu, da dieser die Silagequalität und somit auch die zu erwartenden Methanausbeuten direkt beeinflusst. Soll die GPS-Ernte sehr zeitig stattfinden, ist es ratsam, das Getreide anzuwelken, da anderenfalls Sickersäfte auftreten können und auf diesem Wege Energie verloren geht. Wird zu lange mit der Ganzpflanzenernte gewartet, ist das Getreide womöglich stärker lignifiziert. In diesem Fall kann es zu verstärkten Gärverlusten aufgrund mangelnder Verdichtung im Silo kommen. Daher sind bei stärker abgereiftem Getreide kürzere Häcksellängen zu empfehlen. Der optimale Erntezeitpunkt ist abhängig von Getreideart, -sorte und den Standort- und Witterungsbedingungen. Er liegt im Normalfall etwa 3 bis 4 Wochen vor der Druschreife von Marktfruchtgetreide. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Getreide gewöhnlich im Entwicklungsstadium der Milchreife. Einen besseren Richtwert stellt der Trockensubstanzgehalt des Getreides dar, welcher zwischen 28 und 35 % betragen sollte, um eine optimale Silagequalität zu gewährleisten. Bei trockenen Witterungsbedingungen kann dieser Zeitpunkt bereits zum Ende der Blüte bzw. Anfang der Milchreife erreicht sein. Dies kann zur zusätzlichen Verkürzung des bereits engen Erntezeitfensters führen. 200 Artenmischungen (Mittelwert , 2 Standorte, 4 Wdh.) TM-Erträge (dt TM/ha) TS-Gehalt (%) 38 Wintergerste reift tendenziell am frühesten ab und kann daher bereits zwischen Anfang und Mitte Juni geerntet werden. Die Winterroggenernte findet meist zwischen dem 10. und 20. Juni statt und die von Wintertriticale von Mitte bis Ende Juni In jedem Falle bleibt nach Ganzpflanzengetreide genügend Zeit für die termingerechte Vorbereitung und Bestellung von Winterraps. Auf wenigen Gunststandorten ist nach Wintergerste zudem der Anbau einer späten Zweitfrucht möglich Zusammenfassung Als Biogassubstrat muss sich Ganzpflanzengetreide ertraglich mit dem Silomais messen. Diesbezüglich erreichte Wintertriticale an den meisten Thüringer Standorten das beste Ergebnis. Vor allem in Mittelgebirgslagen und an Maisgrenzstandorten können Erträge in einer Größenordnung mit Silomais erzielt werden. Darüber hinaus sind die vergleichsweise günstigen Produktionskosten als Argument für den Anbau von Getreide-GPS zu nennen (siehe auch Kap. 5). Hinsichtlich des Pflanzenschutzes gibt es beim Anbau von Getreide zur Ganzpflanzenernte im Vergleich zum Marktfruchtanbau vor allem beim Fungizideinsatz Einsparmöglichkeiten. Dies gilt unter entsprechenden Standort- und Witterungsbedingungen auch für den Wachstumsregler- und Herbizideinsatz WR/WT WW/WT WW/WR/ WT Quelle: R. Bischof 92 WW/WG/ WT Abb. 2.9: Darstellung von Trockenmasse-Erträgen und Trockensubstanzgehalten der einzelnen Wintergetreidearten in Abhängigkeit der Artenmischung am Standort Haufeld in den Jahren Autoren: Bischof, R.; Schreiber, E. (TLL) 20

23 2.3 Sorghum Sorghumhirsen stammen aus Äquatorialafrika. Sie zählen wie der Mais zu den C 4 -Pflanzen und sind durch ein hohes Biomasseertragspotenzial, hohe Trockentoleranz sowie ein hohes Wasser- und Nährstoffaneignungsvermögen gekennzeichnet. Nachteilig für den Anbau sind die hohe Frostempfindlichkeit mit einer dadurch bedingten späteren Aussaat und verkürzten Wachstumszeit als bei Mais sowie bei einigen Sorten das sorten- und witterungsbedingte Nichterreichen siliertechnisch günstiger TS-Gehalte zur Ernte und die Lagereignung. Für die Nutzung als Biomassesubstrat sind insbesondere Futter- bzw. Zuckerhirsen (Sorghum bicolor-sorten) und Sudangrashybriden (Sorghum bicolor x Sorghum sudanense) geeignet. Erstere sind schwach bestockende Einzelpflanzenertragstypen (2 3 markerfüllte Triebe), bei denen die Halmdicke ertragsbestimmend ist. Die Sorten sind in der Regel spätreifer und benötigen zum Ausschöpfen ihres hohen Ertragspotenzials und zum Erreichen mittlerer TS-Gehalte eine warme Witterung und eine längere Vegetationsperiode. Die Sudangrashybrid-Sorten sind stärker bestockend (blatt- und stängelreicher), frühreifer, weniger lageranfällig und erreichen sortenspezifisch auch auf kühleren Standorten silierfähige TS-Gehalte. Standortanforderungen Für die wärmeliebende Kulturart erweisen sich gut durchwurzelbare, tiefgründige, leichte, schnell erwärmbare Böden als günstig, ph-werte von 5 8 werden toleriert. Durch ihre geringen Bodenansprüche eignet sich Sorghum auch zum Anbau auf ertragsschwächeren Standorten. Höhere Lagen mit Neigung zu Spät- und Frühfrösten sollten aufgrund der Kälteempfindlichkeit von Sorghum gemieden werden, hier könnte auch die Vegetationsdauer für die angestrebte TS-Einlagerung v. a. für die Sorghum bicolor- Sorten nicht ausreichend sein. Bodenbearbeitung und Aussaat Sorghum benötigt ein feinkrümeliges gut abgesetztes Saatbett. Dies ist durch eine flach arbeitende Kreiselegge oder Saatbettkombination zu erreichen. Strukturschäden des Bodens führen in Sorghumbeständen zu Ertragminderung. Es kann für Sorghum (TKG g) die gleiche Aussaattechnik wie bei Mais, Getreide oder Zuckerrüben verwendet werden (Drillsaat, Einzelkornablage bei TKG > 30 g). Die Aussaat sollte erst bei Bodentemperaturen von mind C erfolgen (Mitte Mai Anfang Juni), je höher, desto zügiger der Auflauf. Die optimale Saattiefe liegt bei 3 4 cm, bei Trockenheit eher tiefer, um einen kapillaren Wasseranschluss zu gewährleisten. Auf Standorten mit Vorsommertrockenheit ist auf das Risiko zu verweisen, dass die Saat nach Ankeimen ungünstigen Bedingungen ausgesetzt ist, woraus teilweise mäßige Feldaufgänge resultieren können. In jedem Fall ist beim Saatgut auf eine hohe Keimfähigkeit zu achten, aber selbst dann kann der Feldaufgang großen Schwankungen unterliegen (40 85 %). Die Saatstärke ist angepasst an die Sorghumart zu wählen: Sorghum bicolor keimfähige Körner/m² - Reihenabstand: cm Sorghum bicolor x Sorghum sudanense - 40 keimfähige Körner/m² - Reihenabstand: cm Düngung Sorghum verfügt über ein hohes Nährstoffaneignungsvermögen, der Nährstoffbedarf ist mit dem von Mais vergleichbar. Bei einem mittleren Ertragsniveau von 140 dt TM/ha beträgt der N-Sollwert ca. 170 kg/n/ha. Unter Berücksichtigung der Boden-N min -Gehalte leitet sich daraus die N- Düngerhöhe ab. Ab einer N-Düngermenge von mehr als 100 kg/ha wird eine Gabenteilung empfohlen, die erste Gabe zur Aussaat, die zweite im 4-Blattstadium. Bei Versorgungsstufe C des Bodens sind 20 kg P/ha und 120 kg K/ha zu düngen. Pflanzenschutz Aufgrund der geringen Kältetoleranz, langsamen Jugendentwicklung und der damit verbundenen schwachen Konkurrenzfähigkeit gegenüber Unkräutern und Ungräsern ist ein Herbizideinsatz in Sorghum notwendig. Bisher gibt es für den Einsatz in Sorghumbeständen nach Art. 51 VO (EG) Nr.1107/2009 nur ein begrenztes Spektrum zugelassener Herbizide (sechs Wirkstoffe, siehe Tab. 2.6). Für andere Pflanzenschutzmittel können Genehmigungen im Einzelfall beantragt werden, Auskünfte erteilt der Pflanzenschutzwarndienst. Oswald (TLL) 21

24 Alle genehmigten Herbizide besitzen eine Blattwirkung gegen bereits gekeimte zweikeimblättrige Unkräuter im Sorghumbestand. Nur Gardo Gold und Spectrum wirken bei ausreichender Bodenfeuchtigkeit auch über den Boden auf später keimende Unkräuter, insbesondere auch auf Schadhirsen. Der Herbizideinsatz sollte erst nach Entwicklung des dritten Laubblattes von Sorghum (BBCH 13) erfolgen. Die häufig auftretenden phytotoxischen Spritzreaktionen verwachsen sich rasch. Bisher ist bei Sorghumhirsen kaum Schädlingsbefall zu verzeichnen, da es sich anbautechnisch in Deutschland um eine relativ neue Fruchtart handelt. Mit zunehmendem Anbauumfang ist aber auch mit steigendem Schädlingsdruck zu rechnen. Der Maiszünsler befällt Hirsen weniger stark als Mais und das Schadensausmaß ist durch die Pflanzenmorphologie (Bestockungsvermögen) der Hirsen geringer. Der schwer zu bekämpfende Westliche Maiswurzelbohrer befällt die Hirsen nicht. Sortenwahl und Ertragspotenzial Im Rahmen des Mehrländer-Verbundvorhabens Anbautechnik Sorghumhirsen wurde die Anbaueignung verschiedener Sorghumarten und -sorten im Vergleich zu Mais an den Standorten Heßberg ( ), Friemar ( ), Dornburg (2011) untersucht (Standorte siehe Kap. 1, Tab. 1.1). Die Aussaat erfolgte beim Mais zu den ortsüblichen Terminen, Sorghum wurde ab Mitte Mai gedrillt. Zur Klärung der Versuchsfrage der Eingliederung der Sorghumarten in die Fruchtfolge im Vergleich zu Mais erfolgte am Standort Kirchengel ( ) die Aussaat zu fünf verschiedenen Terminen. Je nach Standort und Witterung wurden in den Sorghumsortenversuchen Thüringens zwischen 80 und 210 dt/ha Trockenmasse erzielt. Das Sortensortiment beider Sorghumarten wies eine hohe Heterogenität im Hinblick auf Ertrag und Trockensubstanzbildung auf. Im Sortenmittel der Standorte erreichten die Sudangrashybriden 140 dt/ha und die Sorghum bicolor-sorten 160 dt/ha. Die TS-Gehalte zur Ernte lagen zwischen 16 und 33 %. Die theoretischen Methanhektarerträge (berechnet) lagen im Mittel bei m³/ha, jedoch sind die tatsächlichen Ausbeuten höher. In Batchversuchen ermittelte Gasausbeuten zeigen eine Methanausbeute von ca. 300 Nl/kg otm (Analyse des Institutes für Landtechnik der LfL Bayern, siehe auch Kap. 4). Damit liegt der Wert etwa 10 % unter dem Vergleichswert für Silomais. Das Ertragsniveau der Maissorten war im Vergleich zu den geprüften Sorghumsorten eindeutig höher. Bei den Sudangrashybriden erwies sich die Sorte Lussi im gesamten Versuchszeitraum als sehr ertragsstabil und erreichte konstant hohe TS-Gehalte. Die neue Sorte KWS Freya (seit 2010 geprüft) zeigte ebenfalls gute Leistungen. Die Sorghum bico- TABELLE 2.6: HERBIZIDE FÜR DEN EINSATZ BEI SORGHUM MIT GENEHMIGUNG NACH ART. 51 VO (EG) NR.1107/2009 Mittel Wirkstoff genehmigt bis zugel. AWM ARRAT CERTROL B/ BROMOXYNIL 235/B 235/ CARACHO 235 GARDO GOLD/ PRIMAGRAM GOLD MAIS-BANVELL WG STOMP AQUA/ STOMP RAPS Dicamba Tritosulfuron Einsatz ab BBCH g/ha 13 Bromoxynil ,5 l/ha 13 Terbuthylazin S-Metolachlor ,0 l/ha 13 Dicamba g/ha 13 Pendimethalin ,5 l/ha 13 SPECTRUM Dimethenamid-P ,4 l/ha 13 Wirkungsspektrum Ein- und mehrjährige, zweikeimblättrige, Unkräuter Einjährige zweikeimblättrige Unkräuter, auch Gänsefuß, Winden weniger gut Einjähriges Rispengras, Schadhirsen, einjährige zweikeimblättrige Unkräuter Gemeine Zaunwinde, Acker- Winde, Gänsefuß-Arten, Winden-Knöterich Einjährige zweikeimblättrige Unkräuter Einjährige zweikeimblättrige Unkräuter, Schadhirsen Quelle: BVL (07/2011) 22