Maisanbau für die Biogasanlage

Transkript

1 Maisanbau für die Biogasanlage Produktionstechnik und Sortenfragen Dr. Joachim Eder Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft Freising Weihenstephan Dr. H. Oechsner, M. Mukengele; Institut für Agrartechnik, Universität Hohenheim Dr. W. Schmidt, KWS Saat AG Dr. B. Krützfeldt, Dr. C. Papst, B. Eder; Landesanstalt für Landwirtschaft Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung IPZ4a-J.Eder-1

2 Arbeitshypothesen: 1.) Die Biogasanlage stellt andere Anforderungen an die Qualität an Maissorten als die Tierernährung. 2.) In der Biogasanlage spielt die Energiedichte des Substrats keine so große Rolle. 3.) Optimale Flächenerträge werden mit massebetonten Maissorten erzielt. 4.) Für die Sortenbewertung und Züchtung wird ein Messverfahren für den Parameter spezifische Gasausbeute benötigt (CH 4 /kg ots). 5.) Spezielle Sorten erfordern eine spezifische Produktionstechnik (Anbauverfahren, Düngung,...) 6.) Fruchtfolgen müssen auf optimale Energieausbeuten optimiert werden. IPZ4a-J.Eder-2

3 Leistungspotentiale und Sortenqualität Versuchsprogramm: Erfassung von Enteerträgen verschiedener Sortentypen Erfassung von Inhaltsstoffen mit Standardverfahren der Silomaisqualitätsanalytik Ermittlung der Gasmengen nach dem Hohenheimer Biogastest * * Gasanalytik: M. Mukengele, H. Oechsner, Landesanstalt für Landtechnik, Universität Hohenheim IPZ4a-J.Eder-3

4 Untersuchungsparameter Silomais Standardanalytik Ertragsparameter Frischmasse Trockenmasse Trockensubstanz Kolben-TS Kolbenanteil an der Ganzpflanze Kornanteil am Kolben Verdaulichkeitsparameter ELOS (Enzymlösliche org. Substanz) IVDOM (In Vitro-Verdaulichkeit) Inhaltsstoffe andere Bestandteile Stärke Zucker RP Rohprotein Inhaltsstoffe faserige Bestandteile ADF (Acid detergent fibre) NDF (Neutral detergent fibre) RF Rohfaser IPZ4a-J.Eder-4

5 Sortenversuch Ertragsparameter TM und TS 2002 über Orte dt/ha %TS D D F IxD IxF F F IxD I I I I Gavott KX 2181 Vic Hybride 14 Hybride 45 KX 1393 KX 1391 Hybride 13 KX 1568 Mikado Kismet Doge IPZ4a-J.Eder-5

6 Sortenversuch Frankendorf 2002 IPZ4a-J.Eder-6

7 Sortenversuch Ertragsparameter TM und TS 2003 über Orte dt/ha TS % D D IxD IxD IxD IxD F F I I IxM IxM Gavott KX3191 Hybride13 Hybride12 Hybride15 Hybride16 Vic KX1393 Mikado Hybride59 Hybride89 Hybride90 25 IPZ4a-J.Eder-7

8 2003: Sortenversuch fremdes Material Unterschiede in der Abreife zwischen adaptierten und nicht adaptierten Hybriden Anfang Oktober IPZ4a-J.Eder-8

9 Sortenversuch Ertragsparameter TM und TS 2004 über Orte dt/ha %TS D D D F F UngarnxF I I I IxD IxD Peru (WS: ~ 400) Gavott KXA 4171 KXA 4163 Provender Meridien KX2386 Mikado KXA 4566 Doge EX 9940 EX 9857 EX 9878 IPZ4a-J.Eder-9

10 Sortenunterschiede 2004 IPZ4a-J.Eder-10

11 Ertrag und TS-Gehalt Bayern 2005 Landessortenversuch Biogas; Mittel aus 7Orten Ertrag dt/ha Gesamttrockenmasse DKC6022 PR38H20 Mikado Kursus Taranis Atfields Amanda Franki ES Paroli LG3276 NX1713 Gavott Fangio Taxxoa Arteuil Benicia Amelior Abakus Ornella Secura Rosina TS-Gehalt % IPZ4a-J.Eder-11

12 Qualitätsparameter zur Sortenbewertung Korrelationen agronomische Merkmale Trockensubstanzgehalte, Kolbenanteil Inhaltsstoffe ADF, NDF, Stärke enzymatische Abbaubarkeit ELOS, IVDOM IPZ4a-J.Eder-12

13 Methanausbeute und TS Ernteterminversuch Ingolstadt Methanausbeute in l / kg ots TS-Gesamtpflanze in % IPZ4a-J.Eder-13 * Gasanalytik: M. Mukengele, H. Oechsner, Landesanstalt für Landtechnik, Universität Hohenheim

14 Methanausbeute und Kolbenanteil Ernteterminversuch Ingolstadt Methanbildung in l / kg ots Kolbenanteil an der Gesamtpflanze in % IPZ4a-J.Eder-14 * Gasanalytik: M. Mukengele, H. Oechsner, Landesanstalt für Landtechnik, Universität Hohenheim

15 Qualitätsparameter zur Sortenbewertung Korrelationen agronomische Merkmale Trockensubstanzgehalte, Kolbenanteil Inhaltsstoffe ADF, NDF, Stärke enzymatische Abbaubarkeit ELOS, IVDOM IPZ4a-J.Eder-15

16 Methanausbeute und ADF über Orte y = -3,0447x + 416,26 R 2 = 0, ADF% IPZ4a-J.Eder-16 * Gasanalytik: M. Mukengele, H. Oechsner, Landesanstalt für Landtechnik, Universität Hohenheim

17 Methanausbeute und ADF Ernteterminversuch Ingolstadt 2004 CH4 Liter/kg OTS y = -1,0867x + 382,74 R 2 = 0, ADF % IPZ4a-J.Eder-17 * Gasanalytik: M. Mukengele, H. Oechsner, Landesanstalt für Landtechnik, Universität Hohenheim

18 Methanausbeute und Stärkegehalt über Orte y = 1,0696x + 311,47 R 2 = 0, CH4 NL/kgOTS Stärke% IPZ4a-J.Eder-18 * Gasanalytik: M. Mukengele, H. Oechsner, Landesanstalt für Landtechnik, Universität Hohenheim

19 Methanausbeute und Stärkegehalt Ernteterminversuch Ingolstadt 2004 CH4 Liter/kg OTS Stärke % IPZ4a-J.Eder-19 * Gasanalytik: M. Mukengele, H. Oechsner, Landesanstalt für Landtechnik, Universität Hohenheim

20 Qualitätsparameter zur Sortenbewertung Korrelationen agronomische Merkmale Trockensubstanzgehalte, Kolbenanteil Inhaltsstoffe ADF, NDF, Stärke enzymatische Abbaubarkeit ELOS, IVDOM IPZ4a-J.Eder-20

21 Methanausbeute und ELOS Sortenversuch Freising, Wehnen y = 2,2689x + 191,1 R 2 = 0, CH4 NL/kgOTS ELOS% IPZ4a-J.Eder-21 * Gasanalytik: M. Mukengele, H. Oechsner, Landesanstalt für Landtechnik, Universität Hohenheim

22 Methanausbeute und IVDOM Sortenversuch Freising, Wehnen y = 5,1888x - 27,785 R 2 = 0, CH4 NL/kgOTS IVDOM% IPZ4a-J.Eder-22 * Gasanalytik: M. Mukengele, H. Oechsner, Landesanstalt für Landtechnik, Universität Hohenheim

23 Methanausbeute und IVDOM Methanausbeute in l / kg ots y = 2,3302x + 176,45 R 2 = 0,3153 Ernteterminversuch Freising 2003 Saat April Saat Mai IVDOM in % IPZ4a-J.Eder-23 * Gasanalytik: M. Mukengele, H. Oechsner, Landesanstalt für Landtechnik, Universität Hohenheim

24 Methanausbeute und IVDOM Ernteterminversuch Ingolstadt 2004 Methanausbeute in l / kg ots 375 y = 1,4358x + 253, R 2 = 0, IVDOM in % IPZ4a-J.Eder-24 * Gasanalytik: M. Mukengele, H. Oechsner, Landesanstalt für Landtechnik, Universität Hohenheim

25 Methanausbeute und IVDOM Ernteterminversuch Karlshof 2004 Methanausbeute in l / kg ots y = 3,3735x + 100,54 R 2 = 0, Doge Ernte KX 2385 Ernte 1 Doge Ernte KXA 4171 Ernte 1 Provender Ernte IVDOM in % IPZ4a-J.Eder-25 * Gasanalytik: M. Mukengele, H. Oechsner, Landesanstalt für Landtechnik, Universität Hohenheim

26 Qualitätsparameter zur Sortenbewertung Fazit: Am besten geeignet für eine Qualitätsbewertung von Maissorten erscheinen die Verdaulichkeitsparameter, hier vor allem der Wert der Invitro-Verdaulichkeit nach Tilley und Terry. Hier ergibt sich ein linearer Zusammenhang. Die Korrelationskoeffizienten werden aber oft durch einige Proben mit sehr niedrigen Gasausbeuten reduziert. Aus den Ergebnissen des Jahres 2002 lässt sich eine vorläufige Schätzformel von CH 4 l/kg ots (Hohenheimer Biogastest) = IVDOM *5,19 27,8 ableiten. IPZ4a-J.Eder-26

27 Die Gaserträge pro Flächeneinheit bei verschiedenen Mais - Qualitäten (berechnete Werte) IVDOM CH4/kg ots CH4 m3/ha bei Erträgen von dttm/ha % l/kg ots , , , , , IPZ4a-J.Eder-27

28 Fazit: Qualitätsparameter zur Sortenbewertung Mit fast allen für den Bereich Tierernährung wichtigen Inhaltsstoffen ergeben sich signifikante Korrelationen mit der Gasbildung. Am besten geeignet für eine Qualitätsbewertung erscheinen die Verdaulichkeitsparameter, hier vor allem der Wert der In-vitro-Verdaulichkeit nach Tilley und Terry. Hier ergibt sich ein linearer Zusammenhang. Die Korrelationskoeffizienten werden aber oft durch einige Proben mit sehr niedrigen Gasausbeuten reduziert. Aus den Ergebnissen des Jahres 2002 lässt sich eine vorläufige Schätzformel von CH 4 l/kg ots (Hohenheimer Biogastest) = IVDOM *5,19 27,8 ableiten. Maisanbau für die Biogasanlage erfordert Sorten mit hohen Massenerträgen, die aber bestimmte Qualitätsstandards erfüllen müssen. IPZ4a-J.Eder-28

29 Optimale Erntetermine IPZ4a-J.Eder-29

30 Trockenmasseerträge in t/ha Trockenmasseerträge Ernteterminversuch Karlshof 2004 KXA4171 Vitalina KX FAO 280 FAO 280 FAO TS% Stä% IVDOM IPZ4a-J.Eder-30 * Gasanalytik: M. Mukengele, H. Oechsner, Landesanstalt für Landtechnik, Universität Hohenheim

31 Methanausbeute und Erntetermin Ernteterminversuch Karlshof 2004 Methanausbeute in l / kg ots KXA4171 Vitalina FAO 280 FAO 280 * * * KX 2385 FAO TS% Stä% IVDOM IPZ4a-J.Eder-31 * Gasanalytik: M. Mukengele, H. Oechsner, Landesanstalt für Landtechnik, Universität Hohenheim

32 Optimaler Erntetermin Fazit: Bei Sorten aus einem adaptierten Reifebereich erscheint ein Erntetermin im Bereich von 30% TS der Gesamtpflanze als optimal. Sorten mit späterer Reife liefern nur dann gute Gaswerte wenn ein Minimum an Stärke vorhanden ist (15%?). Aussagen zum optimalen Erntezeitpunkt in Bezug auf TS- Werte sind bei spätreiferen Sorten auf der Basis der derzeitigen Daten noch nicht möglich. IPZ4a-J.Eder-32

33 2004: Karlshof Erntetermine IPZ4a-J.Eder-33

34 Bestandesdichte IPZ4a-J.Eder-34

35 Bestandesdichte Ertragsparameter 2004 über Orte 250,0 41,0 TM dt/ha 240,0 230,0 220,0 210,0 200,0 190,0 180,0 55 dt 14 % 43 dt 13,5 dt 34 dt 39,0 37,0 35,0 33,0 31,0 29,0 TS % 170,0 27,0 160,0 25,0 150, Gavott (FAO 250) KX 2386 (FAO 400) Mikado (FAO 600) KXA 4566 (FAO 600) 23,0 IPZ4a-J.Eder-35

36 03/04: Saattermine und Zwischenfrüchte IPZ4a-J.Eder-36

37 Zwischenfruchtversuche Gavott ohne Bewässerung 300 Saat Mais: Ernte-TS Mais: 42,5 % Saat Mais: Ernte-TS Mais: 39,3 % TM Erträge in dt/ha Nullparzelle W. Weidelgras Wintererbsen Winterroggen Nullparzelle W. Weidelgras Wintererbsen Winterroggen Vorfrucht / Mais 2004 IPZ4a-J.Eder-37

38 Danksagung Projektmitarbeiter Dr. H. Oechsner, M.Mukengele; Institut für Agrartechnik, Universität Hohenheim Dr. W. Schmidt, KWS Saat AG Dr. B. Krützfeldt, Dr. C. Papst, B. Eder; Landesanstalt für Landwirtschaft Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung LK Weser-Ems Fa. John Deere & Co NIRS-Labor Team der LfL IPZ4a-J.Eder-38