Nachhaltiger Ganzpflanzengetreideanbau für die Biogasproduktion

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1 Nachhaltiger Ganzpflanzengetreideanbau für die Biogasproduktion Nachhaltiger Ganzpflanzengetreideanbau für die Biogasproduktion Referent: Roland Bischof (Dipl. Biol.) Datum: 5. November 2012 Themenblock: Nachhaltige Biomasse - Anbaubiomasse und Reststoffe Veranstaltung: 12. Biomassetagung des Institutes für angewandtes Stoffstrommanagements /1

2 Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft (TLL) Thüringer Zentrum für Nachwachsende Rohstoffe (TZNR) Agroforst-System Energieholz TLL-Gelände mit Heizhaus Energieholzversuche einschl. ProLoc EVA-Versuche Aschedüngungsversuch Ganzpflanzengetreide- Versuche /2

3 1. Einleitung Ganzpflanzengetreide Abteilung Pflanzenproduktion Gliederung: 1. Einführung zu Anbau und Vorteilen von Ganzpflanzengetreide 2. Vorstellung des Verbundprojektes zum Nachhaltigen Anbau von Ganzpflanzengetreide für die Biogasproduktion sowie ausgewählte Ergebnisse aus Landessortenversuchen Ertragserwartungen und -beeinflussende Faktoren 3. Zusammenfassung und Ausblick /3

4 1. Einleitung Ganzpflanzengetreide Abteilung Pflanzenproduktion Definition: Ganzpflanzengetreide umfasst alle Getreidearten in Hauptfruchtstellung, die zwischen Beginn der Kornfüllung und Teigreife als Ganzpflanze mit dem Häcksler geerntet, siliert und als Viehfutter oder Biogassubstrat verwendet werden Massebezogener NawaRo-Einsatz als Ko-Fermente in Biogasanlagen BLE-Anträge EEG-Monitoring 2007 EEG-Monitoring 2009 EEG-Monitoring 2011/2012 (2006) (Betreiberumfrage 2006) (Betreiberumfrage 2008) (Betreiberumfrage 2011/2012) 2% 2% 4% 7% 5% 7% 1% 11% 9% 1% 2% 6% 6% 9% 92% 92% 81% 78% 79% 76% /4 Maissilage Getreidekorn Getreide - GPS Grassilage Sonstiges (Zuckerrüben, Hirsen...)

5 Regionalspezifischer Substrateinsatz in Biogasanlagen [EEG-Monitoring Biogas DBFZ] /5

6 Vorteile des Anbaus von Ganzpflanzengetreide günstige Vorfrucht für Winterraps Entzerrung von Arbeitsspitzen zur Ernte früh räumend, Zeit für produktive Zweitfrüchte wertvolle Biogassubstratergänzung zu Mais & Gülle Risikostreuung & Ertragsstabilisierung Technik vorhanden aus Körnergetreideproduktion Reduktion des Einsatzes von Pflanzenschutzmitteln Winterbegrünung, Erosionsschutz & flexible Gärrestrückführung Erzeugungskosten in etwa auf Maisniveau /6

7 relativer Ertrag (%) Abteilung Pflanzenproduktion Optimaler Erntezeitpunkt für Ganzpflanzengetreide? Blüte Milchreife Teigreife Gelbreife Vollreife /7 6 4 Wochen vor der Druschreife 2 0 [nach Weissbach, Peters, Prym, 1975)]

8 relativer Ertrag Abteilung Pflanzenproduktion Optimaler Erntezeitpunkt für Ganzpflanzengetreide? fiktiver Termin, der einen Kompromiss zwischen optimalem spez. Methanertrag und maximalem TM-Ertrag der Kulturen darstellt Zu diesem Zeitpunkt ist der Methanhektarertrag der Kultur maximal Blüte Milchreife Teigreife Gelbreife Vollreife (65) (75) (85) (87) (89) /8 Zeit

9 relativer Ertrag Abteilung Pflanzenproduktion Optimaler Erntezeitpunkt für Ganzpflanzengetreide? fiktiver Termin, der einen Kompromiss zwischen optimalem spez. Methanertrag und maximalem TM-Ertrag der Kulturen darstellt Zu diesem Zeitpunkt ist der Methanhektarertrag der Kultur maximal Blüte Milchreife Teigreife Gelbreife Vollreife (65) (75) (85) (87) (89) /9 Zeit

10 relativer Ertrag (%) Abteilung Pflanzenproduktion Optimaler Erntezeitpunkt für Ganzpflanzengetreide? Blüte Milchreife Teigreife Gelbreife Vollreife 100 / Gewährleistung der Silierfähigkeit als wichtiges Kriterium für die Ernte von GPS-Getreide: Diese nimmt mit zunehmender, physiologischer Reife und steigendem Ligningehalt der Getreidepflanze ab Optimale Ernte bei TS-Gehalten von 28 35% Erreichen dieses Zeitpunktes je nach Witterungsbedingungen und Getreideart oder sorte zu Anfang Milchreife bis Anfang Teigreife (meist zwischen Wochen vor der Druschreife Ende Mai Ende Juni) [nach Weissbach, Peters, Prym, 1975)]

11 2. Optimierung des Anbauverfahrens, Untersuchung von Arten- und Sortenmischungen Haus Düsse Gülzow HB Schleswig- Holstein HH Niedersachsen Mecklemburg- Vorpommern B ATB Potsdam- Bornim Sachsen- Anhalt Brandenburg Güterfelde Nordrhein- Westfalen Sachsen Hessen Thüringen Rheinland- Pfalz Saarland Haufeld Baden- Württemberg Bayern /11

12 2. Optimierung des Anbauverfahrens, Untersuchung von Arten- und Sortenmischungen 1) Sorten- und Sortenmischungen 2) Intensität der Pflanzenschutzmaßnahmen 2.1. Einsatz von Fungizid und Wachstumsreglern 2.2. Herbizideinsatz 3) Getreideartenmischungen /12

13 2. Optimierung des Anbauverfahrens, Untersuchung von Arten- und Sortenmischungen Artenmischung Wintertriticale Winterroggen Wintergerste AM TV3 AM TV2.1 AM TV2.2 WT TV1 WT TV2.1 WT TV2.2 WR TV1 WR TV2.1 WR TV2.2 WG TV1 WG TV2.1 An allen 4 Standorten: Haufeld, Haus Düsse, Güterfelde, Gülzow 2 Standorte: Haufeld und Haus Düsse /13

14 2. Optimaler Erntezeitpunkt für Ganzpflanzengetreide? Mai. 1. Jun. 8. Jun. 15. Jun. 22. Jun. 29. Jun. Haufeld Haus Düsse Gülzow Güterfelde Wintergerste Winterroggen Wintertriticale Erntezeitpunkt (Bischof, 2011) Wintergerste reift in durchschnittlichen Jahren, vor allem bei trockenwarmen Bedingungen, zuerst ab dadurch bleibt an Gunststandorten noch genug Zeit für Zweitfrüchte /14

15 2. Optimale Erntezeitspanne für Ganzpflanzengetreide? Jahr Dornburg Haufeld Monat 0 Mai 30 Juni 60 Juli 90 /15 WG WR WT

16 Trockenmasse-Ertrag [dt/ha] Abteilung Pflanzenproduktion 2. Standorteinfluss auf den Ganzpflanzenertrag Ganzpflanzenerträge in in Abhängigkeit des Standortes (Mittelwert (Mittelwert , ) 3 Sorten, 4 Wdh.) Wintergerste Wintertriticale Winterroggen Haufeld (TH) Haus Düsse (NRW) Gülzow (MV) Güterfelde (BB) Relative, standortbedingte Ertragsschwankungen: = 26 % Abnehmende Reihenfolge: Haufeld > Güterfelde > Haus Düsse > Gülzow /16 AZ: mm 7,6 C AZ: mm 9,8 C 9,8 C AZ: mm 8,5 C AZ: mm 9,1 C

17 Trockenmasse-Ertrag [dt/ha] Niederschlag : März - Mai [ mm ] Abteilung Pflanzenproduktion 2. Witterungseinfluss auf den Ganzpflanzenertrag Haufeld Haus Düsse Güterfelde Gülzow 0 Ackerzahl Niederschlag (? ) Temperatur ( ) mm 7, 6 C mm 9, 8 C mm 9, 1 C mm 8, 5 C Relative, witterungsbedingte Ertragsschwankungen: = 21 % Abnehmende Reihenfolge: 2011 > 2010 > 2009 /17

18 Trockenmasse-Ertrag [dt/ha] Abteilung Pflanzenproduktion 2. Einfluss der Getreideart auf den Ganzpflanzenertrag Wintergerste Wintertriticale Winterroggen Haufeld Haus Düsse Güterfelde Gülzow Mittelwert /18 Relative, speziesbedingte Ertragsschwankungen: = 10 % Abnehmende Reihenfolge: WT > WG > WR

19 2. Sorteneinfluss auf den Ganzpflanzenertrag Relative, sortenbedingte Ertragsschwankungen: = 4 % signifikante, sortenbedingte Ertragsunterschiede in Güterfelde bei WG und WT (10 bzw. 13 dt/ha im 3jähr. Mittel) und in Haus Düsse bei WG (6 dt/ha im 3jähr. Mittel) /19

20 TM-Ertrag [dt/ha] Abteilung Pflanzenproduktion 2. Sorteneinfluss auf den Ganzpflanzenertrag Wintergerste MW: 141,5 dt/ha Winterroggen MW: 143,9 dt/ha Wintertriticale MW: 158,8 dt/ha [Schreiber et al., ] Relative, sortenbedingte Ertragsschwankungen: WG > WR > WT (6,3%; 4,4%; 3,5%) im LSV Ganzpflanzengetreide /20

21 TM-Erträge [dt/ha] TS-Gehalt zur Ernte [%] Abteilung Pflanzenproduktion 2. Fungizid- und Wachstumsreglerwirkung auf den Ertrag von Ganzpflanzengetreide (a) (b) (c) (d) häufig aufgetretene Pilzkrankheiten: (a) Rhynchosporium secalis [Blattflecken] (b) Blumeria graminis [Echter Mehltau] (c) Drechslera teres [Netzflecken] (d) Septoria tritici Pilzerkrankungen traten, wenn überhaupt, oft erst kurz vor GPS-Ernte auf Wachstumsregler- & Fungizidintensität Verzicht bzw. reduzierter Einsatz von Fungiziden meist ohne signifikante (3 J., 4 Standorte) Ertragseinbußen Wachstumsreglergaben abhängig von Witterung, Standort, Art- & Sortenwahl WG WR WT WR / WT Abb.: TM-Erträge (Balken) & TS-Gehalte (Punkte) im der Versuchsjahre & -standorte im Teilversuch 2.1: Einsatz von Fungiziden & Wachstumsreglern; WG = Wintergerste, WR = Winterroggen, WT = Wintertriticale. / x 1x 2x 0x 1x 2x 0x 1x 2x 0x 1x 2x 10 0 MW ± SD

22 TM-Erträge [dt/ha] TS-Gehalt zur Ernte [%] Abteilung Pflanzenproduktion 2. Herbizidwirkung auf den Ganzpflanzengetreideertrag Versuchsflächen relativ gering verunkrautet Verzicht bzw. reduzierter Einsatz von Herbiziden oft ohne signifikante Ertragseinbußen Herbizidbehandlung im Herbst empfohlen, da in Praxis stärkerer Unkrautdruck möglich /22 Typische Herbstunkräuter (von l. o. nach r. u.): Rote Taubnessel (Lamium purpureum) Ackerstiefmütterchen (Viola arvensis) Vogelmiere (Stellaria media) Erdrauch (Fumaria officinalis) Ehrenpreis (Veronica spec.) Klettenlabkraut (Galium aparine) Herbizidintensität (3 J., 4 Standorte) WR / WT WT 0x 1x 2x 0x 1x 2x 0x 1x 2x WR MW ± SD Abb.: TM-Erträge (Balken) & TS-Gehalte (Punkte) im der Jahre & Standorte im Teilversuch Herbizideinsatz; WR = Winterroggen, WT = Wintertriticale.

23 TM-Erträge [dt/ha] TS-Gehalt zur Ernte [%] 2. Artenmischungen Abteilung Pflanzenproduktion Beitrag zur Risikostreuung & Ertragsstabilisierung Ertragsvorteile gegenüber einzelnen Mischungspartnern Artenmischungen Wintertriticale-Winterroggen-Mischung mit höchstem Ertrag im Vergleich (Mittelwert , 2 Standorte, 4 Wdh.) der verschiedenen Artenmischungen Trockenmasseerträge übertrafen in mehreren Fällen die Erträge der beiden Mischungspartner hohes Ertragspotential & bessere Kompensation von Trockenstress als im Reinanbau Pufferung annueller Ertragsunterschiede aufgrund schlechter Bedingungen durch Artenmischung /23 0 WR/WT WW/WT WW/WR/WT WW/WG/WT Abb.: Darstellung der TM-Erträge (Balken) und TS- Gehalte (Punkte) im der Versuchsjahre & Standorte für die Artenmischungen im Teilversuch 3. 0 MW ± SD

24 2. Methanausbeuten in Abhängigkeit der Getreideart bzw. Mischung /24

25 3. Zusammenfassung zum Ganzpflanzengetreideanbau Ganzpflanzengetreideerträge lassen sich vor allem durch gezielte Arten- und Standortwahl, vereinzelt auch durch Sortenwahl oder Pflanzenschutz optimieren Wintertriticale besitzt tendenziell das größte Ertragspotential Winterroggen ist trockenstresstoleranter und somit ertragsstabiler Verzicht auf Fungizidmaßnahmen spart in den meisten Fällen Kosten ein Wachstumsreglergaben abhängig von Witterung, Standort, Art- & Sortenwahl Herbizideinsatz im Herbst wird in der Praxis empfohlen, da unter Umständen mit stärkerer Verunkrautung als in Parzellenversuchen zu rechnen ist Artenmischungen tragen zur Ertragsstabilisierung sowie Erhöhung der Biodiversität bei, empfohlene Mischung: Winterroggen-Wintertriticale zukünftige Forschungsschwerpunkte zum Thema Ganzpflanzengetreide: Saatzeitpunkt und -dichte, optimale Düngung, Etablierung von Untersaaten /25

26 3. Vorstellung der neuen Versuche Ziele: stärkere Anpassung des Anbauverfahrens, welches sich bisher im wesentlichen an der Marktfruchtproduktion orientiert, an die GPS-Produktion Einsparung von Produktionsmitteln (z.b. Saatgut- und Düngemittelkosten) Ausgleich problematischer Entwicklungen des Energiepflanzenanbaus mit der Etablierung von Untersaaten (Zwischenfruchtanbau, bzw. Überführung in Ackerfutter) Erfüllung bedeutender Ökosystemfunktionen (Humusreproduktion, Agrobiodiversität) /26

27 Vorstellung der neuen Versuche Teilversuch I: Variation von: Saatstärken (niedrig, optimal, hoch) Saatterminen (früh, spät) Fruchtarten (Winterroggen, Wintertriticale sowie deren Mischung) /27

28 3. Vorstellung der neuen Versuche Teilversuch II: Vergleich verschiedener N-Düngungsvarianten ungedüngte Kontrolle reduzierte Düngung (eine Düngergabe; 70 % SBA) optimale, früh betonten Düngung (100 % SBA) Ausbringung eines stabilisierten Düngers zu Vegetationsbeginn (Alzon) N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N N /28

29 3. Vorstellung der neuen Versuche Teilversuch III: Etablierung von Untersaaten bzw. Einsaaten in Ganzpflanzengetreide Standortangepasste Wahl der Untersaaten aus Gräsern, Leguminosen, sowie deren Gemengen /29

30 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Roland Bischof Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Thür. Zentrum Nachwachsende Rohstoffe Tel.: / Web: fruchtarten/ganzpflanzengetreide.html /30 Das Verbundprojekt Ganzpflanzengetreide wird vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft & Verbraucherschutz (BMELV) über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) gefördert.