Produktion von Kosubstraten für die Biogasanlage. Informationen für die Pflanzenproduktion

Transkript

1 Informationen für die Pflanzenproduktion Produktion von Kosubstraten für die Biogasanlage Ergebnisse der Arten- und Sortenversuche in Baden-Württemberg Teil 1: Winterungen LANDWIRTSCHAFTLICHES TECHNOLOGIEZENTRUM AUGUSTENBERG

2 Herausgeber: Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg (LTZ), Neßlerstr. 25, Karlsruhe Tel.: 0721/9468-0, Fax: 0721/ , Autorin: Kerstin Stolzenburg Layout: Patrik Kappler Druck: Oktober 2014

3 Produktion von Kosubstraten für die Biogasanlage Ergebnisse der Arten- und Sortenversuche in Baden-Württemberg Teil 1: Winterungen

4

5 Vorwort Themenhefte In der Reihe Informationen für die Pflanzenproduktion (IfPP) veröffentlicht das LTZ in jedem Jahr die Ergebnisse der Sortenprüfungen und der sogenannten produktionstechnischen Versuche (ptv). Bisher wurden die Ergebnisse der ptv zu verschiedenen Fragestellungen wie Düngung, nachwachsende Rohstoffe, Bewässerung in einem sogenannten ptv-heft einmal pro Jahr veröffentlicht. Ab 2014 werden diese ptv-hefte durch sogenannte Themenhefte ersetzt. Die ersten Themenhefte wurden zu Agroforst (IfPP Heft 1/2014) und Kurzumtriebshölzer (IfPP Heft 2/2014) herausgegeben. In den Themenheften wird über mehrjährige Versuche bzw. Versuchsreihen, die in der Regel abgeschlossen sind, berichtet. Die Planung, insbesondere die Durchführung und die Auswertung erfolgt in enger Zusammenabeit mit der Landwirtschaftsverwaltung Baden-Württembergs. An dieser Stelle bedanken wir uns ausdrücklich bei den Kolleginnen und Kollegen der unteren Landwirtschaftsbehörden für die wertvolle Fach- und Zusammenarbeit. Zu diesem Heft Seit der Einführung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) im Jahr 2004 hat sich der Anbau von Biogaspflanzen und die Erzeugung von Biogas in unterschiedlicher regionaler Ausprägung zu einem wichtigen zusätzlichen Standbein für viele landwirtschaftliche Betriebe Baden-Württembergs entwickelt. Auf Grund der im EEG formulierten Einspeisevergütung, die 20 Jahre nach dem Jahr der Inbetriebnahme garantiert ist, werden die Biogasanlagen auch diese 20 Jahre in Betrieb sein und dafür werden 20 Jahre Biogaspflanzen im erforderlichen Umfang angebaut werden müssen. Nach Schätzungen der Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe wurden 2013 in Deutschland auf knapp 1,2 Mio. ha Ackerfläche Biogaspflanzen angebaut. Dies entspricht gut 10 % der Ackerfläche. Als leistungsfähigste Biogaspflanze gilt der Energiemais, der 2013 auf Bundesebene ca. 73 % der bereitgestellten Kosubstrate ausmachte. In diesem und in weiteren Heften werden die Ergebnisse der Feldversuche mit Biogaspflanzen, die als Alternative zu Mais in Frage kommen, veröffentlicht. In diesem Heft sind die Ergebnisse der Arten- und Sortenversuche mit verschiedenen Wintergetreidearten und weiteren Winterungen zur Erzeugung von Kosubstraten für die Biogasanlage zusammengestellt. Klaus Mastel August

6 Produktion von Kosubstraten für die Biogasanlage Ergebnisse der Arten- und Sortenversuche (Winterungen) in Baden-Württemberg Inhaltsverzeichnis Seite 1 Einleitung Versuchsfrage Versuchsbeschreibung Beschreibung der Versuchsstandorte Klimatische Verhältnisse Versuchsanlage Versuchsbeschreibung und Versuchsdurchführung Prüfstandorte der verschiedenen Kulturarten Aussaat- und Erntetermine Grundbodenuntersuchungen Ergebnisse Wachstumsbeobachtungen der orthogonal geprüften Kulturarten und Sorten Erträge und TS-Gehalte der orthogonal geprüften Kulturarten und Sorten Gesamtpflanzenertrag: Mittelwerte über Sorten und Standorte TS-Gehalte: Mittelwerte über Sorten und Standorte Gesamtpflanzenertrag: Auswertungen für die einzelnen Standorte TS-Gehalte: Auswertungen für die einzelnen Standorte Biogas- und Methangas Wintertriticale Winterroggen Winterweizen Wintergerste Winterraps Winterrübsen Winterbohne Zusammenfassung Mineralstoffgehalte und Mineralstoffabfuhr Wintertriticale

7 Inhaltsverzeichnis (Fortsetzung) Seite Winterroggen Winterweizen Wintergerste Winterraps Winterrübsen Winterbohne Zusammenfassung N min - und S min -Untersuchungen Wintertriticale Winterroggen Winterweizen Wintergerste Winterraps Winterrübsen Winterbohne Zusammenfassung Anhang

8 Verzeichnis der Tabellen Seite Tabelle 3-1: Tabelle 3-2: Beschreibung der Standorte mit Feldversuchen im Bereich Biogaspflanzen in Baden-Württemberg Beschreibung der Boden-Klima-Räume in Baden-Württemberg (Quelle: Energiepflanzen für Biogasanlagen, Baden-Württemberg 2013, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.) Tabelle 3-3: Prüfstandorte für Wintergetreide, -raps, -rübsen und -bohnen Tabelle 3-4: Tabelle 3-5: Tabelle 4-1: Tabelle 4-2: Tabelle 4-3: Tabelle 4-4: Tabelle 4-5: Spannweite der Saattermine und des Eintritts der Siloreife bei Wintergetreide, Winterraps, -rübsen und -bohne an den Versuchsstandorten in Baden- Württemberg Grundbodenuntersuchungen der Jahre an den Versuchsstandorten Pflanzenlänge zur Ernte nach Arten und Jahren (Länge in cm, Mittelwerte über alle Standorte und Wiederholungen) Lager vor Ernte nach Arten und Jahren (Boniturwerte 1-9, Mittelwerte über alle Standorte und Wiederholungen) Gesamtpflanzenertrag in t TM/ha nach Arten und Jahren (Mittelwerte über alle Standorte und Wiederholungen) Gesamtpflanzenertrag in t TM/ha nach Arten, Orten und Jahren (Mittelwerte über alle Wiederholungen) Gesamtpflanzenertrag in t TM/ha nach Sorten und Jahren (Mittelwerte über alle Wiederholungen)... Tabelle 4-6: TS-Gehalt in % der Gesamtpflanze nach Arten und Jahren Tabelle 4-7: TS-Gehalt in % der Gesamtpflanze nach Arten, Orten und Jahren Tabelle 4-8: Tabelle 4-9: Tabelle 4-10: Tabelle 4-11: Tabelle 4-12: Tabelle 4-13: Tabelle 4-14: Tabelle 4-15: Tabelle 4-16: Tabelle 4-17: TS-Gehalt in der Gesamtpflanze nach Sorten und Jahren über alle Versuchsstandorte Gesamtpflanzenertrag in t TM/ha nach Sorten und Jahren am Standort Bönnigheim Gesamtpflanzenertrag in t TM/ha nach Sorten und Jahren am Standort Döggingen Gesamtpflanzenertrag in t TM/ha nach Sorten und Jahren am Standort Krauchenwies Gesamtpflanzenertrag in t TM/ha nach Sorten und Jahren am Standort Neuenstein Gesamtpflanzenertrag in t TM/ha nach Sorten und Jahren am Standort Rheinstetten-Forchheim Gesamtpflanzenertrag in t TM/ha nach Sorten und Jahren am Standort Ettlingen TS-Gehalt in % der Gesamtpflanze nach Sorten und Jahren am Standort Bönnigheim TS-Gehalt in % der Gesamtpflanze nach Sorten und Jahren am Standort Döggingen TS-Gehalt in % der Gesamtpflanze nach Sorten und Jahren am Standort Krauchenwies

9 Verzeichnis der Tabellen (1. Fortsetzung) Seite Tabelle 4-18: Tabelle 4-19: Tabelle 4-20: Tabelle 4-21: Tabelle 4-22: Tabelle 4-23: Tabelle 4-24: Tabelle 4-25: Tabelle 4-26: Tabelle 4-27: Tabelle 4-28: Tabelle 4-29: Tabelle 4-: Tabelle 4-31: Tabelle 4-32: Tabelle 4-33: Tabelle 4-34: Tabelle 4-35: Tabelle 4-36: Tabelle 4-37: Tabelle 4-38: TS-Gehalt in % der Gesamtpflanze nach Sorten und Jahren am Standort Neuenstein TS-Gehalt in % der Gesamtpflanze nach Sorten und Jahren am Standort Rheinstetten-Forchheim TS-Gehalt in % der Gesamtpflanze nach Sorten und Jahren am Standort Ettlingen Biogas- und Methanergebnisse von Wintertriticale am Standort Rheinstetten- Forchheim (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Wintertriticale am Standort Ettlingen (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Wintertriticale am Standort Bönnigheim (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Wintertriticale am Standort Neuenstein (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Wintertriticale am Standort Krauchenwies (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Wintertriticale am Standort Döggingen (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterroggen am Standort Rheinstetten- Forchheim (1. Ernte, nach Ährenschieben, Mittel über 3 Wiederholungen)... Biogas- und Methanergebnisse von Winterroggen am Standort Rheinstetten- Forchheim (2. Ernte, zur Milch- bzw. Teigreife, Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterroggen am Standort Ettlingen (1. Ernte, nach Ährenschieben, Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterroggen am Standort Ettlingen (2. Ernte, zur Milch- bzw. Teigreife, Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterroggen am Standort Bönnigheim (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterroggen am Standort Neuenstein (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterroggen am Standort Krauchenwies (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterroggen am Standort Döggingen (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterweizen am Standort Rheinstetten-Forchheim (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterweizen am Standort Ettlingen (1. Ernte, nach Ährenschieben, Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterweizen am Standort Ettlingen (2. Ernte, zur Milch- bzw. Teigreife, Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterweizen am Standort Bönnigheim (Mittel über 3 Wiederholungen)

10 Verzeichnis der Tabellen (2. Fortsetzung) Seite Tabelle 4-39: Tabelle 4-40: Tabelle 4-41: Tabelle 4-42: Tabelle 4-43: Tabelle 4-44: Tabelle 4-45: Tabelle 4-46: Tabelle 4-47: Tabelle 4-48: Tabelle 4-49: Tabelle 4-50: Tabelle 4-51: Tabelle 4-52: Tabelle 4-53: Tabelle 4-54: Tabelle 4-55: Tabelle 4-56: Tabelle 4-57: Tabelle 4-58: Tabelle 4-59: Biogas- und Methanergebnisse von Winterweizen am Standort Neuenstein (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterweizen am Standort Krauchenwies (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterweizen am Standort Döggingen (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Wintergerste am Standort Rheinstetten- Forchheim (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Wintergerste am Standort Ettlingen (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Wintergerste am Standort Bönnigheim (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Wintergerste am Standort Neuenstein (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Wintergerste am Standort Krauchenwies (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Wintergerste am Standort Döggingen (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterraps am Standort Rheinstetten- Forchheim (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterraps am Standort Ettlingen (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterraps am Standort Neuenstein (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterraps am Standort Krauchenwies (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterrübsen am Standort Rheinstetten- Forchheim (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterrübsen am Standort Ettlingen (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterbohnen am Standort Rheinstetten- Forchheim (Mittel über 3 Wiederholungen) Biogas- und Methanergebnisse von Winterbohnen am Standort Ettlingen (Mittel über 3 Wiederholungen) Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Wintertriticale (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Rheinstetten- Forchheim Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Wintertriticale (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Ettlingen Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Wintertriticale (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Bönnigheim Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Wintertriticale (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Neuenstein

11 Verzeichnis der Tabellen (3. Fortsetzung) Seite Tabelle 4-: Tabelle 4-61: Tabelle 4-62: Tabelle 4-63: Tabelle 4-64: Tabelle 4-65: Tabelle 4-66: Tabelle 4-67: Tabelle 4-68: Tabelle 4-69: Tabelle 4-70: Tabelle 4-71: Tabelle 4-72: Tabelle 4-73: Tabelle 4-74: Tabelle 4-75: Tabelle 4-76: Tabelle 4-77: Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Wintertriticale (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Krauchenwies 86 Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Wintertriticale (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Döggingen Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterroggen (Ganzpflanzenernte, 1. Erntetermin nach Ährenschieben, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Rheinstetten-Forchheim Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterroggen (Ganzpflanzenernte, 2. Erntetermin zur Milch-/Teigreife, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Rheinstetten-Forchheim Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterroggen (Ganzpflanzenernte, 1. Erntetermin nach Ährenschieben, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Ettlingen Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterroggen (Ganzpflanzenernte, 2. Erntetermin zur Milch-/Teigreife, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Ettlingen... Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterroggen (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Bönnigheim Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterroggen (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Neuenstein Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterroggen (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Krauchenwies 93 Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterroggen (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Döggingen Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterweizen (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Rheinstetten- Forchheim Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterweizen (Ganzpflanzenernte, 1. Erntetermin nach Ährenschieben, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Ettlingen Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterweizen (Ganzpflanzenernte, 2. Erntetermin zur Milch-/Teigreife, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Ettlingen Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterweizen (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Bönnigheim Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterweizen (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Neuenstein Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterweizen (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Krauchenwies 98 Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterweizen (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Döggingen Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Wintergerste (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Rheinstetten- Forchheim

12 Verzeichnis der Tabellen (4. Fortsetzung) Seite Tabelle 4-78: Tabelle 4-79: Tabelle 4-80: Tabelle 4-81: Tabelle 4-82: Tabelle 4-83: Tabelle 4-84: Tabelle 4-85: Tabelle 4-86: Tabelle 4-87: Tabelle 4-88: Tabelle 4-89: Tabelle 4-: Tabelle 4-91: Tabelle 4-92: Tabelle 4-93: Tabelle 4-94: Tabelle 4-95: Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Wintergerste (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Ettlingen Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Wintergerste (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Bönnigheim Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Wintergerste (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Neuenstein Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Wintergerste (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Krauchenwies Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Wintergerste (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Döggingen Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterraps (Ganzpflanzenernte, vier Erntetermine, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Rheinstetten-Forchheim Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterraps (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Rheinstetten- Forchheim Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterraps (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Ettlingen Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterraps (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Neuenstein Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterraps (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Krauchenwies Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterrübsen (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Rheinstetten- Forchheim Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterrübsen (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Ettlingen Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterbohne (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Rheinstetten- Forchheim Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs von Winterbohne (Ganzpflanzenernte, Mittel über 3 Wiederholungen) am Standort Ettlingen Mineralstoffgehalt in % der TM im Biomasseaufwuchs verschiedener Kulturarten Mineralstoffabfuhr in kg/t FM mit dem Biomasseaufwuchs verschiedener Kulturarten Nitrat zu Vegetationsbeginn (Standorte Neuenstein, Döggingen, Bönnigheim und Krauchenwies) Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatgehalt im Boden zu Vegetationsbeginn bei Wintertriticale (Standorte Rheinstetten-Forchheim, 2007 und 2008, und Ettlingen, ab 2009)

13 Verzeichnis der Tabellen (5. Fortsetzung) Seite Tabelle 4-96: Tabelle 4-97: Tabelle 4-98: Tabelle 4-99: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Wintertriticale (Standorte Rheinstetten-Forchheim, 2007 und 2008, und Ettlingen, ab 2009) Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Wintertriticale am Standort Krauchenwies Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Wintertriticale am Standort Döggingen Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatgehalt im Boden zu Vegetationsbeginn (Standorte Rheinstetten-Forchheim, 2007 und 2008, und Ettlingen ab 2009) Tabelle 4-100: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatgehalt im Boden zu Vegetationsbeginn am Standort Neuenstein Tabelle 4-101: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Winterroggen (Standorte Rheinstetten-Forchheim, 2007 und 2008, und Ettlingen ab 2009) Tabelle 4-102: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Winterroggen amstandort Krauchenwies Tabelle 4-103: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Winterroggen am Standort Döggingen Tabelle 4-104: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatgehalt im Boden zu Vegetationsbeginn (Standorte Rheinstetten-Forchheim, 2007 und 2008, und Ettlingen ab 2009) Tabelle 4-105: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Winterweizen (Standorte Rheinstetten-Forchheim, 2007 und 2008, und Ettlingen ab 2009) Tabelle 4-106: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Winterweizen am Standort Krauchenwies Tabelle 4-107: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Winterweizen am Standort Döggingen Tabelle 4-108: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Winterweizen am Standort Neuenstein Tabelle 4-109: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatgehalt im Boden zu Vegetationsbeginn (Standorte Rheinstetten-Forchheim, 2007 und 2008, und Ettlingen ab 2009) Tabelle 4-110: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Wintergerste (Standorte Rheinstetten-Forchheim, 2007 und 2008, und Ettlingen ab 2009) Tabelle 4-111: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Wintergerste am Standort Krauchenwies Tabelle 4-112: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Wintergerste am Standort Döggingen Tabelle 4-113: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Wintergerste am Standort Neuenstein Tabelle 4-114: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatgehalt im Boden zu Vegetationsbeginn (Standorte Rheinstetten-Forchheim, 2007 und 2008, und Ettlingen ab 2009)

14 Verzeichnis der Tabellen (6. Fortsetzung) Seite Tabelle 4-115: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Winterraps (Standorte Rheinstetten-Forchheim, 2007 und 2008, und Ettlingen ab 2009) Tabelle 4-116: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Winterraps am Standort Krauchenwies Tabelle 4-117: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Winterraps am Standort Neuenstein Tabelle 4-118: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatgehalt im Boden zu Vegetationsbeginn (Standorte Rheinstetten-Forchheim, 2007 und 2008, und Ettlingen 2009) Tabelle 4-119: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Winterrübsen (Standorte Rheinstetten-Forchheim, 2007 und 2008, und Ettlingen 2009) Tabelle 4-120: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatgehalt im Boden zu Vegetationsbeginn (Standorte Rheinstetten-Forchheim, 2007 und 2008, und Ettlingen 2009) Tabelle 4-121: Nitrat-N-, Ammonium-N- und Sulfatmengen in den Bodenschichten 0- cm bei Winterbohnen (Standorte Rheinstetten-Forchheim, 2007 und 2008, und Ettlingen 2009) Tabelle 6-1: Zusammenfassung der wichtigsten Beobachtungen und Ergebnisse der untersuchten Arten und Sorten an den Prüfstandorten

15 Verzeichnis der Abbildungen Seite Abbildung 3-1: Geografische Lage der Versuchsfelder des Arten- und Sortenvergleichs Winterungen Abbildung 3-2: Tagesdurchschnittstemperatur (T) und monatliche Niederschlagssumme (N) am Standort Rheinstetten-Forchheim in den Versuchsjahren im Vergleich zum langjährigen Mittel in Karlsruhe ( ) Abbildung 3-3: Tagesdurchschnittstemperatur (T) und monatliche Niederschlagssumme (N) am Standort Ettlingen in den Versuchsjahren im Vergleich zum langjährigen Mittel in Karlsruhe ( ) Abbildung 4-1: Methanergebnisse von Wintertriticale (Mittel über 5 Jahre)... Abbildung 4-2: Methanergebnisse von Winterroggen (Mittel über 5 Jahre) Abbildung 4-3: Methanergebnisse von Winterweizen (Mittel über 5 Jahre) Abbildung 4-4: Methanergebnisse von Wintergerste (Mittel über 5 Jahre) Abbildung 4-5: Methanergebnisse von Winterraps (Mittel über 5 Jahre) Abbildung 4-6: Erzielbare Methanerträge an den Versuchsstandorten (Mittel über 5 Jahre und alle geprüften Sorten) Abbildung 4-7: Mineralstoffgehalt und Mineralstoffabfuhr verschiedener Wintergetreidearten zur GPS-Nutzung (Mittel über alle geprüften Sorten, Prüfstandorte und -jahre) Abbildung 4-8: Mineralstoffgehalt und Mineralstoffabfuhr von Winterraps, -rübsen und -bohnen zur GPS-Nutzung (Mittel über alle geprüften Sorten, Prüfstandorte und -jahre). 112 Abbildung 4-9: Schwefelkreislauf im System Boden-Pflanze (Quelle: DLG-Merkblatt 373, Schwefel-Düngung effizient gestalten, 2012) Abbildung 4-10: Nitrat-N-Gehalt nach Ernte von Wintertriticale 2007 (Standort Rheinstetten- Forchheim) Abbildung 4-11: Nitrat-N-Gehalt nach Ernte von Wintertriticale 2009 (Standort Ettlingen) Abbildung 4-12: Nitrat-N-Gehalt nach Ernte von Wintertriticale 2010 (Standort Ettlingen) Abbildung 4-13: Nitrat-N nach Ernte von Winterroggen 2007 (Standort Rheinstetten-Forchheim)128 Abbildung 4-14: Nitrat-N nach Ernte von Winterroggen 2008 (Standort Rheinstetten-Forchheim)128 Abbildung 4-15: Nitrat-N nach Ernte von Winterroggen 2009 (Standort Ettlingen) Abbildung 4-16: Nitrat-N nach Ernte von Winterroggen 2010 (Standort Ettlingen) Abbildung 4-17: Nitrat-N nach Ernte von Winterweizen 2007 (Standort Rheinstetten-Forchheim)133 Abbildung 4-18: Nitrat-N nach Ernte von Winterweizen 2008 (Standort Rheinstetten-Forchheim)133 Abbildung 4-19: Nitrat-N nach Ernte von Winterweizen 2009 (Standort Ettlingen) Abbildung 4-20: Nitrat-N nach Ernte von Winterweizen 2010 (Standort Ettlingen) Abbildung 4-21: Nitrat-N nach Ernte von Wintergerste 2007 (Standort Rheinstetten-Forchheim) 137 Abbildung 4-22: Nitrat-N nach Ernte von Wintergerste 2008 (Standort Rheinstetten-Forchheim) 137 Abbildung 4-23: Nitrat-N nach Ernte von Wintergerste 2009 (Standort Ettlingen) Abbildung 4-24: Nitrat-N nach Ernte von Wintergerste 2010 (Standort Ettlingen) Abbildung 4-25: Nitrat-N-Gehalt nach Ernte von Winterraps 2007 (Standort Rheinstetten- Forchheim)

16 Verzeichnis der Abbildungen (Fortsetzung) Seite Abbildung 4-26: Nitrat-N-Gehalt nach Ernte von Winterraps 2008 (Standort Rheinstetten- Forchheim) Abbildung 4-27: Nitrat-N-Gehalt nach Ernte von Winterraps 2009 (Standort Ettlingen) Abbildung 4-28: Nitrat-N-Gehalt nach Ernte von Winterraps 2010 (Standort Ettlingen) Abbildung 4-29: Nitrat-N-Gehalt nach Ernte von Winterübsen 2007 (Standort Rheinstetten- Forchheim) Abbildung 4-: Nitrat-N-Gehalt nach Ernte von Winterübsen 2008 (Standort Rheinstetten- Forchheim) Abbildung 4-31: Nitrat-N-Gehalt nach Ernte von Winterübsen 2009 (Standort Ettlingen) Abbildung 4-32: Nitrat-N nach der Ernte von Winterbohnen (Standorte Rheinstetten- Forchheim, 2007 und 2008, und Ettlingen 2009)

17 1 Einleitung Einführung und Novellierungen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) führten in Deutschland bis zur 3. Novellierung des EEG (1/2012) zu einem verstärkten Neu- und Ausbau von Biogasanlagen, die längst nicht mehr ausschließlich mit tierischen Exkrementen, sondern zu einem großen Teil auf pflanzlicher Basis betrieben werden. Der Anteil nachwachsender Rohstoffe am massebezogenen Substrateinsatz beträgt zwischenzeitlich beachtliche 54%. An die rasante Entwicklung im technischen Bereich ist somit eine deutliche Zunahme des Flächenbedarfs für den Anbau energieliefernder Pflanzen sowie eine Konzentration besonders ertragreicher Kulturarten im unmittelbaren Einzugsgebiet der Anlagen geknüpft. Als leistungsfähigste Substratpflanze gilt aufgrund der Rohstoffeigenschaften (gute Silier- und Vergärbarkeit, kostengünstiger Anbau, bewährte Anbautechnik) sowie der hohen Methanhektarerträge der Energiemais. Mit einem Anteil von ca. 73 % (Deutschland) bzw. ca. 66 % (Baden- Württemberg) bezogen auf die Menge der bereitgestellten Kosubstrate ist er unangefochten als Leitkultur etabliert. Alternativkulturen wie Sorghum oder mehrjährige Arten wie Wildpflanzenmischungen, Topinambur und Durchwachsene Silphie rangieren mit insgesamt nur ca. einem Prozentpunkt unter Sonstige, Wintergetreide-GPS liegt mengenmäßig bei ca. 7 % (Deutschland) bzw. ca. 8 % (Baden-Württemberg). Diese Zahlen machen deutlich, dass alternative Biogaspflanzen erst sehr langsam Fuß fassen und derzeit allenfalls als Ergänzung betrachtet werden können. Da die zunehmende Konzentration des Maisanbaus in den Biogasregionen bei aller Vorzüglichkeit dieser Kulturart auch gewisse Risiken birgt, denkt man beispielsweise an Faktoren wie Erosion und Humusabbau in der Ackerkrume, Verarmung der Böden, Reduzierung der Fruchtbarkeit, Etablierung von Krankheiten und Schädlingen, unternimmt die Landwirtschaftsverwaltung Baden- Württemberg bereits seit einigen Jahren Anstrengungen, bezüglich der Auflockerung maisbetonter Fruchtfolgen in den Biogasregionen sowie zur Verbesserung der Artenvielfalt und der Sicherung des Boden- und Wasserschutzes die Anbaueignung eines breiten Kulturartenspektrums im Hinblick auf eine Nutzung in Biogasanlagen zu untersuchen und Fruchtfolgen entsprechend zu optimieren. In einem Arten- und Sortenvergleich wurden in diesem Zusammenhang sowohl Sommerungen als auch Winterungen geprüft. Diese Broschüre bietet eine Zusammenfassung der umfangreichen, in Teilen bereits in Fachpresse und Vorträgen veröffentlichten Ertrags-, Beobachtungs- und Untersuchungsergebnisse. 2 Versuchsfrage Ziel der Versuchsreihe war die Prüfung geeigneter Ergänzungen bzw. Alternativen zum Energiemaisanbau aus dem Bereich der Winterungen an repräsentativen Standorten in Baden- Württemberg. In diesem Rahmen wurden verschiedene Kulturarten und Sorten untersucht, um belastbare Aussagen im Hinblick auf ihre Aufwuchsleistung, die Methanausbeute und die Methanerträge sowie auf die qualitative Eignung der Substrate als Rohstoff für Biogasanlagen treffen zu können. 17

18 3 Versuchsbeschreibung 3.1 Beschreibung der Versuchsstandorte Baden-Württemberg verfügt aufgrund seiner geografischen Lage über eine Vielfalt unterschiedlicher Landschaftsräume, deren differenzierte Klima- und Bodenbedingungen einerseits ein breites Anbauspektrum bieten, andererseits eine gezielte Auswahl von Kulturarten und Sorten sowie eine Anpassung von Fruchtfolgen und Anbausystemen an diese Gegebenheiten erforderlich machen, um hohe Biomasseerträge mit optimaler Rohstoffqualität zu erwirtschaften. Stark vereinfacht lassen sich die Standorteigenschaften in Boden-Klima-Räume mit warmen, mittleren und kühlen Lagen einteilen, die sich wiederum, abhängig von verschiedenen Faktoren, in ihrer Güte und relativen Vorzüglichkeit im Hinblick auf die Erzeugung von Biogassubstraten unterscheiden (Abb. 3-1). Die Kulturarten- und Sortenprüfung Winterungen wurde 2007 auf fünf Versuchsfeldern in Baden- Württemberg mit ganz unterschiedlicher Boden- und Klimaspezifikation angelegt. Eingebunden waren das Landwirtschaftliche Technologiezentrum Augustenberg (LTZ) mit seiner Außenstelle Rheinstetten-Forchheim als Vertretung für Standorte in der Geringeren Rheinebene, in der Folge mit Ettlingen für die Bessere Rheinebene, das LRA Heilbronn mit dem Standort Bönnigheim, stellvertretend für die Gäulandschaften, das LRA Hohenlohe-Kreis mit Neuenstein für Standorte in Hohenlohe, das LRA Schwarzwald-Baar-Kreis mit dem Versuchsstandort Döggingen für die Baar sowie das LRA Sigmaringen mit dem Versuchsfeld in Krauchenwies, stellvertretend für das Oberland. Im Herbst 2008, nach erst zwei Versuchsjahren, wurde der Standort Ettlingen als Ersatz für die Versuchsanlage in Rheinstetten-Forchheim in das Projekt aufgenommen, da die Ansiedelung eines EDEKA-Fleischwerkes auf einem Teil der Liegenschaft den Umfang der Versuchsflächen der LTZ-Außenstelle Rheinstetten-Forchheim deutlich dezimierte. Dies hatte neben geänderten Boden- und Klimabedingungen auch eine lediglich zweijährige Verrechnung der Ergebnisse in Rheinstetten-Forchheim zur Folge, da beide Standorte trotz räumlicher Nähe nicht direkt vergleichbar sind. Die Zuordnung der in die Versuchsreihe eingebundenen Standorte zu den Boden- Klima-Räumen sowie die Beschreibung der Standortverhältnisse gehen aus den Tabellen 3-1, 3-2 und der Abbildung 3-1 hervor. 18

19 Tabelle 3-1: Beschreibung der Standorte mit Feldversuchen im Bereich Biogaspflanzen in Baden-Württemberg Standort Boden-Klima-Raum (Nr.) Vergleichsgebiet Höhe ü. NN (m) Niederschlag (mm) Jahressumme Temperatur ( C) Jahresmittel Bodenart Ackerzahl Unterland/ Bergstraße Rheinebene Rheinebene Bönnigheim Rheinebene (121) Ettlingen Rheinebene (121) Rheinstetten- Forchheim Rheinebene (121) ,8 ut ,1 sl-ul ,1 ls Neuenstein Oberes Gäu (123) Hohenlohe ,1 L 62 Krauchenwies Tertiäres Hügelland (115) Oberland ,6 sl Döggingen Baar (122) Baar ,5 sl 37 19

20 Abbildung 3-1: Geografische Lage der Versuchsfelder des Arten- und Sortenvergleichs Winterungen 20

21 Tabelle 3-2: Beschreibung der Boden-Klima-Räume in Baden-Württemberg (Quelle: Energiepflanzen für Biogasanlagen, Baden- Württemberg 2013, Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.) Wärmelage Feuchtelage Boden-Klima-Raum (Nr.) 1) Vergleichsgebiete 2) sehr warm (> 9 C) sommertrocken Rheinebene und Nebentäler (121) Hochrhein- Bodensee (120) Rheinebene, Unterland/Bergstr aße, Kraichgau Hochrhein- Bodensee warm - kühl (7-9 C) sommertrocken Oberes Gäu, Nordwestbayern-Franken (123) (113); Oberes Gäu (123) feucht Gäulandschaften, Westliches Albvorland Bauland, Taubergebiet, Odenwaldrand, Hohenlohe feucht Albflächen (114), Tertiär Hügelland (115) Bessere Alb, östliches Albvorland, Schwäbischer Wald, Oberland eher trocken Schwäbische Alb u. Baar (122) kühl (< 8 C) Schwarzwald (198) feucht Voralpen (117) Höhenlage [m] Baar, Geringe Alb, Heuberg Schwarzwald Niederschlagssumme* [mm] Temperatur*, Jahresdurchschnitt [ C] Temperatur*, Winter ( 1 03) [ C] Allgäu , Temperatur*, Sommer ( 04-09) [ C] KWB Sommer [mm] 3) Bodenfeuchte 4) trocken - mäßig frisch trocken - frisch trocken - frisch sehr trocken - mäßig frisch *: Mittel Rossberg et al., 2007: Boden-Klima-Räume und Anbaugebiete als Basis des regionalisierten Sortenwesens in Deutschland, Mitteilungen der Landesforschungsanstalt f. Landwirtschaft und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern, Gülzow (37), S Landwirtschaftliche Betriebsverhältnisse und Buchführungsergebnisse, 2011, Heft 59, Hrsg. Landesanstalt für Entwicklung der Landwirtschaft und der Ländlichen Räume; ISSN X 3 KWB (Klimatische Wasserbilanz): Differenz zwischen Niederschlagshöhe und Höhe der potenziellen Verdunstung; Quelle: Wasser- und Bodenatlas Baden Württemberg (2007) Hrsg. Umweltministerium Baden-Württemberg, ISBN Basierend auf bodentypologischer Kennzeichnung, nutzbarer Feldkapazität und reliefabhängiger klimatischer Wasserbilanz (Mai bis September); Quelle: Wasser- und Bodenatlas Baden Württemberg (2007) mäßig trocken - feucht trocken bis frisch frisch - nass mäßig trocken - sehr feucht 21

22 3.2 Klimatische Verhältnisse Die Witterungsbedingungen am Standort Rheinstetten-Forchheim waren in den Versuchsjahren 2007 bis 2008 wärmer und trockener einzuschätzen als im Mittel der langjährigen Wetteraufzeichnungen für den Standort Karlsruhe (Abb. 3-2). Im Jahr 2007 lagen die Jahresdurchschnittstemperaturen ca. 1,0 C, im Jahr 2008 ca. 0,6 C über dem langjährigen Mittel. Die Temperatur in der Vegetationszeit von April bis September rangierte 2007 ca. 0,8 C und 2008 ca. 0,3 C über dem Durchschnitt. In der Niederschlagsverteilung sticht vor allem das Jahr 2008 als wechselhaft heraus; hier waren insbesonders der März und der Oktober sehr nass, der Mai und der Juli wiederum recht trocken. Das Jahr 2007 konnte diesbezüglich, mit Ausnahme der Monate April und Mai, mit etwas höheren Niederschlägen, und des trockenen Oktobers, mit dem langjährigen Mittel verglichen werden. 180 langjähriges Mittel T 2007 T 2008 T langjähriges Mittel N 2007 N 2008 N 180 Durchschnittstemperatur (T) und Niederschlagssumme (N) im Vergleich zum langjährigen Mittel in Karlsruhe von Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Abbildung 3-2:Tagesdurchschnittstemperatur (T) und monatliche Niederschlagssumme (N) am Standort Rheinstetten-Forchheim in den Versuchsjahren im Vergleich zum langjährigen Mittel in Karlsruhe ( ) In Abbildung 3-3 sind die Tagesdurchschnittstemperatur, gemessen in 2 m über dem Boden, und die monatlichen Niederschlagssummen der Versuchsjahre 2009 bis 2012 für den Versuchsstandort Ettlingen sowie das langjährige Mittel für Karlsruhe dargestellt. Das Jahr 2009 kann im Vergleich zu den langjährigen Wetteraufzeichnungen und zu den Jahren 2010 bis 2012 vor allem im Frühjahr als deutlich wärmer eingeschätzt werden wurden dagegen insbesondere in den Monaten April und Mai sowie in der zweiten Jahreshälfte ab August niedrigere Temperaturen gemessen. Die Jahresdurchschnittstemperatur lag 0,7 C unter dem langjährigen Mittel von 10,1 C. Die Durchschnittstemperatur der Jahre 2011 und 2012 ist mit dem langjährigen Mittel vergleichbar. Hervorzuheben sind der mit 3,3 C (langjähriges Mittel: 1,2 C) milde Januar 2012 und im Gegen- 22

23 satz dazu der strenge Februar mit einer Tagesdurchschnittstemperatur von minus 2,4 C, die in der Region Auswinterungsschäden im Wintergetreide verursachte. langjähriges Mittel T 2009 T 2010 T 2011 T 2012 T langjähriges Mittel N 2009 N 2010 N 2011 N 2012 N Durchschnittstemperatur (T) und Niederschlagssumme (N) im Vergleich zum langjährigen Mittel in Karlsruhe von Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Abbildung 3-3:Tagesdurchschnittstemperatur (T) und monatliche Niederschlagssumme (N) am Standort Ettlingen in den Versuchsjahren im Vergleich zum langjährigen Mittel in Karlsruhe ( ) 2009 fielen mit 23 mm und 2010 mit 129 mm mehr sowie 2011 mit minus 55 mm weniger Niederschläge als im langjährigen Mittel dokumentiert (770 mm). Die durchschnittliche Niederschlagssumme für die Monate Januar bis Oktober 2012 lag 42 mm unter dem langjährigen Mittel von 638 mm. Auffallend sind die Monate Februar und März, die im Vergleich zum langjährigen Mittel (Feb.: 54 mm; März: 53 mm) durch deutlich geringere Niederschläge von 12 mm bzw. 15 mm charakterisiert waren. Für die Standorte Bönnigheim, Neuenstein, Krauchenwies und Döggingen liegen für den Versuchszeitraum keine detaillierten Witterungsdaten vor. 3.3 Versuchsanlage Aufgrund differenzierter Erntetermine einzelner Sorten einer Kulturart, der Befahrbarkeit mit Erntemaschinen sowie der nur eingeschränkt verfügbaren Flächenressourcen an allen Standorten wurden die Prüfparzellen in der Regel nicht randomisiert, sondern als Streifenanlagen angelegt bzw. an den Versuchsstandorten der beteiligten Landratsämter als Anhangsortiment mit bereits bestehenden Landessortenversuchen kombiniert, was die statistische Auswertung über die Ver- 23

24 suchsjahre und Standorte auf einen Mittelwertvergleich reduziert. Angegebene Werte für Signifikanz und Grenzdifferenzen an einzelnen Prüfstandorten müssen ebenfalls vor diesem Hintergrund gewertet werden Versuchsbeschreibung und Versuchsdurchführung Der Anbau von Getreideganzpflanzensilage (GPS), Winterraps, Winterrübsen und Winterbohnen erfolgte in Hauptfruchtstellung. Spezielle Vorgaben im Hinblick auf eine Nutzung als Biogassubstrat bestanden bei der Aussaat und Bestandesführung nicht, so dass die Versuche mit kulturartspezifischer und ortsüblicher Saatstärke angelegt wurden. Die Ernte erfolgte mit einem reihenunabhängigen Feldhäcksler mit Kemper-Vorsatz zwischen Milchreife und Teigreife der Körner, wobei für eine optimale Silagebereitung TS-Gehalte im Erntegut zwischen und 35 % angestrebt wurden. Die Kulturarten Winterbohne und Winterrübsen wurden ausschließlich in Rheinstetten- Forchheim und Ettlingen geprüft (siehe Tab. 3-3). Aussagen hinsichtlich der Ertagsleistung an anderen Standorten können daraus nur begrenzt abgeleitet werden. Bodenbearbeitung, Aussaat, Pflege, Düngung und Pflanzenschutz erfolgten nach Vorgaben der Züchter bzw. nach den Grundsätzen ordnungsgemäßer Landwirtschaft. Am Standort Rheinstetten-Forchheim wurde zur Ertragsabsicherung nach Bedarf zusätzlich beregnet. Nach dem Wechsel auf das Versuchsfeld Ettlingen (Seehof) im dritten Versuchsjahr konnte auf eine Zusatzberegnung verzichtet werden. An den Standorten der Landratsämter erfolgte keine Beregnung der Versuchsparzellen. Der Erntezeitpunkt wurde bereits in der Planung an feststehende physiologische Entwicklungsstadien geknüpft, so dass der Auswertung ein relativ einheitlicher und vergleichbarer Reifezeitpunkt zugrunde liegt. Bei den geprüften Kulturarten war das die Milch- bis Teigreife der Körner, bei Roggen an den Standorten Rheinstetten-Forchheim und Ettlingen zusätzlich noch der Zeitraum nach Ährenschieben (bezeichnet als 1. Ernte ), wobei sich die Einschätzung des optimalen Häckseltermins anfangs durchweg noch schwierig gestaltete und größere Schwankungen in den Trockensubstanzgehalten auftraten. Neben der Erfassung von Ertragsdaten und TS-Gehalten wurden an den Standorten Rheinstetten- Forchheim und Ettlingen jährlich Bodenuntersuchungen (Grundnährstoffe, N min ) vor der Saat bzw. zu Vegetationsbeginn und nach der Ernte sowie eine Untersuchung der Mineralstoffgehalte der Pflanzen veranlasst. An den Außenstandorten ließ sich dies jedoch nicht durchgehend realisieren. Zur Bestimmung von Methanerträgen wurde das Probenmaterial aller Standorte der Weender Analyse zugeführt. Die in dieser Untersuchung quantifizierten Gehalte an Rohnährstoffen (Rohasche, Rohfaser, Rohfett, Rohprotein, N-freie Extraktstoffe) dienten der Ermittlung kulturart- und sortenspezifischer Biogas- bzw. Methanerträge. Die Berechnung der theoretischen Gasausbeuten erfolgte in Anlehnung an Schattauer, A. und Weiland, P. (2006): Handreichung Biogasgewinnung und nutzung, Herausgeber FNR. Im Verlauf der Jahre wurde eine Vielzahl an Sorten geprüft, manche davon nur in einem Jahr an einem einzigen Standort. Dieser Umstand ist bei der Wertung der Ergebnisse zu berücksichtigen, wenn die Sortenleistungen miteinander verglichen werden. 24

25 3.3.2 Prüfstandorte der verschiedenen Kulturarten Tabelle 3-3: Prüfstandorte für Wintergetreide, -raps, -rübsen und -bohnen Art Jahr Wintergerste Winterroggen Winterweizen Wintertriticale Winterraps Winterrübsen Winterbohne Bönnigheim Döggingen Krauchenwies Neuenstein Rheinstetten-Forchheim Bönnigheim Döggingen Krauchenwies Neuenstein Rheinstetten-Forchheim Bönnigheim Döggingen Krauchenwies Neuenstein Rheinstetten-Forchheim Bönnigheim Döggingen Krauchenwies Neuenstein Rheinstetten-Forchheim Ettlingen Rheinstetten-Forchheim Krauchenwies Neuenstein Ettlingen Rheinstetten-Forchheim Ettlingen Rheinstetten-Forchheim Ettlingen Ettlingen Ettlingen Ettlingen 25

26 3.3.3 Aussaat- und Erntetermine Bei der Wahl der Getreideart für die GPS-Nutzung und deren Einbindung in die Fruchtfolge sind die Ansprüche an den Saat- und Erntetermin der jeweiligen Art zu berücksichtigen. Einen Überblick über die Aussaat- und Erntetermine aller geprüften Kulturarten und Sorten in der Projektlaufzeit gibt die Anhangtabelle. In Tabelle 3-4 werden die Spannweiten der entsprechenden Saat- und Erntezeitpunkte zusammengefasst. Geerntet wurden alle Kulturarten regulär zwischen Milch- und Teigreife der Körner. Bei Winterroggen erfolgte an den Standorten Rheinstetten-Forchheim 2008 und Ettlingen 2009 jeweils zusätzlich zum regulären (2. Ernte) ein sehr früher Schnitttermin (1. Ernte) nach Ährenschieben, um auch die Eignung als Grünschnittroggen im Hinblick auf die Methanausbeute sowie den Methanertrag untersuchen zu können. Tabelle 3-4: Spannweite der Saattermine und des Eintritts der Siloreife bei Wintergetreide, Winterraps, -rübsen und -bohne an den Versuchsstandorten in Baden-Württemberg Kulturart Aussaattermin Erntetermin Wintergerste 21. Sep Nov 24. Mai Jul Winterroggen 25. Sep. 15. Nov 11. Mai Jul Winterweizen. Sep Nov 06. Jun Jul Wintertriticale. Sep Nov 06. Jun Jul Winterraps 20. Aug Sep 10. Mai Jul Winterrübsen 29. Aug Sep 10. Mai Jun Winterbohne 24. Sep Sep 25. Mai Jun Das Ertragspotential der Getreidearten entspricht etwa der Abfolge der Erntereife (Tab. 3-4). So wiesen die spätreifen Getreidearten Winterweizen bzw. Wintertriticale zugleich die höchsten Gesamtpflanzenerträge auf. Der früher räumende Winterroggen und die Wintergerste lagen im Biomasseertrag hinter Weizen und Triticale zurück (Tab. 4-3). Grünschnittroggen, der bereits zu Beginn des Ährenschiebens in der ersten Maiwoche geerntet wurde, bleibt im Vergleich der Gesamtpflanzenerträge zunächst unberücksichtigt, geht jedoch in die Bewertung der Methanausbeuten und -erträge ein (siehe Tab bis 4-) Grundbodenuntersuchungen Tabelle 3-5: Grundbodenuntersuchungen der Jahre an den Versuchsstandorten Standort Jahr Termin P 2 O 5 K 2 O Mg ph-wert mg/100g Neuenstein ,6 Rheinstetten ,9 Bönnigheim ,1 Döggingen ,4 Krauchenwies ,1 26

27 Tabelle 3-5: Grundbodenuntersuchungen der Jahre an den Versuchsstandorten (Fortsetzung) Neuenstein Rheinstetten (Getreideflächen) Rheinstetten (Fläche für Raps, Rübsen, Winterbohne) , , ,6 Bönnigheim ,0 Döggingen ,8 Krauchenwies Keine Werte Ettlingen ,5 Neuenstein ,6 Bönnigheim Döggingen ,4 Krauchenwies Keine Werte Ettlingen ,5 Neuenstein ,9 Bönnigheim ,8 Döggingen ,5 Krauchenwies Keine Werte Kein Wert 4 Ergebnisse 4.1 Wachstumsbeobachtungen der orthogonal geprüften Kulturarten und Sorten Tabelle 4-1: Pflanzenlänge zur Ernte nach Arten und Jahren (Länge in cm, Mittelwerte über alle Standorte und Wiederholungen) Jahr Mittel Wintergerste Winterroggen Wintertriticale Winterweizen Mittel

28 Tabelle 4-2: Lager vor Ernte nach Arten und Jahren (Boniturwerte 1-9, Mittelwerte über alle Standorte und Wiederholungen) Jahr Mittel Wintergerste 1,0 1,4 2,5 3,7 3,0 1,5 2,4 Winterroggen 1,5 3,2 4,7 3,7 1,5 3,6 3,3 Wintertriticale 1,0 1,0 1,7 1,8 2,2 3,4 1,6 Winterweizen 1,0 1,0 1,0 1,1 1,9 1,6 1,1 Mittel 1,1 1,6 2,3 2,5 2,3 2,5 2,0 Wie in Tabelle 4-2 aufgeführt, lagen zwischen den Getreidearten und Jahren größere Schwankungen in der Lagerneigung vor. Die geringste Anfälligkeit zeigte der Winterweizen mit einer mittleren Boniturnote von 1,1; am gefährdetsten erwies sich Winterroggen mit einem Boniturmittel von 3,3. Hinsichtlich der Wahl der Kulturart und Sorten ist gerade bei der Substratproduktion auf gute Standfestigkeit zu achten, insbesondere wenn höhere Gärrestgaben eingeplant werden. Lagerndes Getreide führt einerseits zu Ertragsverlusten und Ernteerschwernissen und trägt andererseits zu erhöhten Schmutzeinträgen in den Fermenter bei. Mit R² = 0,76 lag zwischen den Boniturparametern Planzenlänge zur Ernte und Lager vor Ernte im Versuchszeitraum eine recht enge positive Korrelation vor; bei Bedarf sollte der Einsatz von Wachstumsreglern eingeplant werden. 4.2 Erträge und TS-Gehalte der orthogonal geprüften Kulturarten und Sorten Gesamtpflanzenertrag: Mittelwerte über Sorten und Standorte Die Tabellen 4-3, 4-4 und 4-5 fassen die Gesamtpflanzenerträge aller geprüften Wintergetreide-, Winterraps- und Winterrübsensorten sowie der Winterbohne im Mittel bzw. an den jeweiligen Standorten zusammen. Im Verlauf der Versuchsjahre wurde eine Vielzahl von Sorten geprüft. Dieser Umstand muss beim Vergleich der Leistungen von Kulturarten und Sorten Berücksichtigung finden. In Tabelle 4-5 sind deshalb in der Spalte N zusätzlich die Anzahl der Versuche aufgeführt, in denen die jeweilige Sorte stand. Je mehr Versuche, desto aussagekräftiger sind die Ergebnisse. Auf ein Sortenmittel über die Jahre wurde aufgrund der Schwankungsbreite bewusst verzichtet. Tabelle 4-3: Gesamtpflanzenertrag in t TM/ha nach Arten und Jahren (Mittelwerte über alle Standorte und Wiederholungen) Jahr Mittel Wintergerste 10,8 13,1 14,2 15,4 14,3 16,4 14,1 Winterroggen 10,5 13,7 14,9 16,1 15,9 18,3 14,7 Wintertriticale 12,4 15,6 18,5 19,9 14,9 19,0 17,1 Winterweizen 11,1 13,8 15,3 16,6 16,0 18,2 15,0 Winterraps 8,9 10,6 13,2 12,6 11,8 Mittel 10,7 13,4 15,2 16,1 15,2 18,0 14,5 28

29 Tabelle 4-4: Gesamtpflanzenertrag in t TM/ha nach Arten, Orten und Jahren (Mittelwerte über alle Wiederholungen) Art Ort Jahr Mittel Wintergerste Bönnigheim 7,8 11,9 12,8 11,4 10,8 11,9 11,1 Döggingen 12,8 15,0 13,8 14,2 18,6 19,4 15,9 Ettlingen 14,0 16,1 14,7 Nicht wertbar 15,2 Forchheim 10,2 12,8 11,6 Krauchenwies 16,4 17,6 18,1 18,3 20,1 17,1 18,1 Neuenstein 12,6 12,8 12,4 11,5 7,5 Nicht wertbar Winterroggen Bönnigheim 7,4 11,7 12,3 12,6 13,2 14,8 12,3 11,0 Döggingen 16,3 15,5 15,1 13,0 18,0 20,3 16,8 Ettlingen 15,1 16,4 18,0 Nicht wertbar 16,2 Forchheim 9,8 13,6 12,0 Krauchenwies 18,6 17,7 18,5 16,7 21,8 19,7 19,1 Neuenstein 8,3 11,3 10,8 14,6 8,6 Nicht wertbar Wintertriticale Bönnigheim 14,7 15,9 14,9 13,6 13,7 16,0 14,8 10,5 Döggingen 15,3 17,0 21,4 14,0 22,4 19,1 18,8 Ettlingen 18,9 20,8 22,3 Nicht wertbar 20,1 Forchheim 11,7 15,5 14,3 Krauchenwies 20,7 19,5 21,0 22,7 21,9 21,8 21,4 Neuenstein 14,9 14,1 13,7 15,7 10,1 Nicht wertbar Winterweizen Bönnigheim 8,5 16,8 14,1 12,6 11,5 13,9 12,8 12,9 Döggingen 13,4 15,8 17,6 12,2 19,5 19,4 16,6 Ettlingen 15,3 17,5 20,7 Nicht wertbar 17,0 Forchheim 10,6 13,3 12,3 Krauchenwies 19,2 18,6 19,7 18,1 19,9 21,0 19,5 Neuenstein 14,2 13,4 12,8 13,6 8,6 Nicht wertbar 12,3 29