Zuckerrüben für Biogas worauf es ankommt! Der Anbau von Zuckerrüben für die Biogasproduktion bietet eine Möglichkeit, die Energiepflanzenpalette um eine niedrigwachsende Pflanze zu erweitern. Die Bevölkerung sieht die steigende Zahl an Biogasanlagen und den daraus folgenden Energiepflanzenanbau zunehmend kritisch. Die Zuckerrübe kann einen Beitrag dazu leisten, Entspannung in die Diskussion zu bringen. Hintergrund Die Rübe als Biogassubstrat ist keinesfalls als Neuling zu betrachten. Gerade in den etablierten Rübenanbaugebieten findet sie schon seit langem den Weg in den Zuckerrübenversuch auf dem Versuchsfeld in Rockstedt (Hoffmann) Fermenter. Oftmals als sogenannte Überrübe, die nicht mehr unter die vereinbarte Menge mit der Zuckerfabrik fällt und damit Verwendung in anderen Nutzungsbereichen findet. Mittlerweile verzeichnen aber auch Gebiete, in denen bislang kein Zuckerrübenanbau stattfand, einen Zuwachs. Beispielhaft fungiert das Emsland, welches durch seine jungfräulichen Böden hohe Erträge verspricht und realisiert. Vor allem in diesen Gebieten, wo der Zubau neuer Biogasanlagen die Maisflächenausdehnung verstärkt hat, wurde und wird über die Etablierung der Zuckerrübe in Energiepflanzenfruchtfolgen nachgedacht. Sorten: Stark im Zucker stark im Biogas Da die Nachfrage nach optimalen Rübensorten für die Biogasproduktion steigt, passen sich die Züchter bereits an und nehmen diesen Nutzungszweig mit in ihre Arbeit auf. Zur Vergärung in der Biogasanlage wird ein hoher Trockenmasseertrag (TM-Ertrag) angestrebt. Die bekannte enge Korrelation zwischen Zucker- und Trockenmassegehalt (TM-Gehalt) erlaubt dadurch die Aussage, dass die auf dem 1
Markt befindlichen zuckerertragsstarken Sorten auch als gute Sorten bzgl. der Gasbildung fungieren. Damit ist das Zuchtziel für die Biogasrübe dennoch nicht ausreichend definiert. Der maximale TM-Ertrag ist möglicherweise bei Zwischentypen (zwischen Zucker- und Futterrübe) zu erwarten. Die Inhaltsstoffe Kalium, Natrium und Amino-N- Verbindungen, die in der Zuckerproduktion durch ihre zuckerreduzierende Wirkung eher unerwünscht sind, spielen in der Biogasproduktion keine Rolle. Folglich setzt die Züchtung ihre Bemühungen eher auf die oben genannten Ziele sowie auf gute Abreinigungseigenschaften des Rübenkörpers, geringen Erdanhang und Eignung zur Überwinterung. Sortenleistungsvergleich Biomasse (SV-B 2011/2012) Den Landwirten werden verschiedenste Rübensorten für die Biogasproduktion angeboten. Um eine verlässliche Datengrundlage über die Eignung der Sorten zu schaffen, wurde 2011 beim Institut für Zuckerrübenforschung (IfZ) der SV-B (Sortenleistungsvergleich Biomasse) initiiert. Die Ergebnisse aus 2011 und 2012 sind in Abbildung 2 dargestellt. Die Züchter/Vertriebsfirmen der Sorten sind KWS, Strube (Str), Syngenta (Sy), Maribo (Ma), Saaten-Union (SU) und FarmSaat (FS). 2011 gingen fünf Versuchsstandorte in die Auswertung ein, in 2012 waren es sieben, wovon drei im nordwestlichen Niedersachsen lagen (Rockstedt, Werlte und Borwede). Für die Einstufung der Sorten für ihre Eignung als Substrat für Biogasanlagen wurde neben dem Zuckergehalt auch der TM-Gehalt bestimmt. Aus dem TM-Ertrag wurde der Methanertrag pro ha errechnet. Hierbei wurden die durchschnittlichen Zuckererträge der letzten drei Jahre (2009-2011) in Deutschland sowie die Basis von 700 l Normgas je kg TM und eine Methanausbeute von 51 % zu Grunde gelegt (IfZ, 2012). Die Sortenergebnisse 2011/2012 belegen, dass die zuckerertragsbetonten Zuckerrübensorten, die auch für die Zuckerproduktion empfohlen werden, derzeit auch für die Biogasproduktion zu empfehlen sind. Die mitgeführte Futterrübensorte Ribambelle, sowie Sorten, die speziell für die Biogasproduktion beworben werden (Molly, Lissy KWS, Zephyr, Klaxon, Caribata, Gerty KWS, Wagner, alle zweijährig geprüft), konnten die Ergebnisse der ertragsstärksten Zuckerrübensorten nicht erreichen. Auch im einjährig geprüften Sortiment stehen Zuckerrübensorten vorne. In 2
diesem Sortiment sind Debby KWS, Becky KWS, Susetta KWS, Energaci und Enermax ausschließlich für Biogasanlagen geeignet. Die Ertragsleistung der einjährig geprüften Sorten sieht sehr vielversprechend aus. Für die Sorte Kleist ist anzumerken, dass sie nematodentolerant ist. Neben den Ertragsparametern spielt auch der Erdanhang der Sorten eine wichtige Rolle, wobei sich auch hier durchaus Sortenunterschiede zeigen (s. Abb. 2). Auf Standorten, auf denen viel Erdanhang zu erwarten ist, sollte auch dieses Kriterium bei der Sortenwahl Berücksichtigung finden. Abb. 1 Methan-, TM- und Zuckererträge und Erdanhang von Rübensorten SV-B 2011-2012/SV-B 2012 (Die Methanerträge der Sortenergebnisse sind auf der Basis der Trockenmasse-Durchschnittserträge der Jahre 2009/10 2011/12 dargestellt. Basis: Mittel der Verrechnungssorten William, Beretta, Rubens und Sabrina) Quelle: Institut für Zuckerrübenforschung, Göttingen Futterrübe: Neue Chance? Grundsätzlich sind Futterüben genauso als Biogassubstrat geeignet wie Zuckerrüben. Die Frischmasseerträge können höher als bei der Zuckerrübe ausfallen, wobei die geringeren TM-Gehalte (12-15 % gegenüber 22-25 % bei Zuckerrüben) diesen Vorteil wieder relativieren. Positiv zu bewerten ist die glattere Schale und flachere Bauchfurche, was zu einem geringeren Erdanhang führen kann. Die intensive züchterische Bearbeitung der Zuckerüben hinsichtlich 3
Ertragssteigerungen und Resistenzen gegen Schaderreger lässt jedoch vermuten, dass zukünftig die Zuckerrübe eine größere Bedeutung für die Biogaserzeugung haben wird. Für die Übergangsfütterung der Biogasanlagen und für Mischsilagen sowie als eher anspruchslose Pflanze auf Grenzstandorten und in Höhenlagen kann die Futterrübe auch als substratliefernde Pflanze angesehen werden. Für eine dauerhafte Lagerung ist sie aufgrund ihres hohen Wassergehaltes eher nicht geeignet. In Sortenversuchen zur Biogasnutzung werden Futterrübensorten mit berücksichtigt (s. Abb. 1). Pflanzenbauliche Aspekte Fruchtfolge In den klassischen Zuckerrübenanbaugebieten steht die Zuckerrübe häufig in einer drei- bis viergliedrigen Fruchtfolge mit Winterweizen, Wintergerste und zunehmend auch Raps. Steht die Rübe in einer Energiepflanzenfruchtfolge mit Mais, ist auf eine gute Einarbeitung der Maisstoppel zu achten - idealerwiese durch Pflügen - um das Risiko einer Rhizoctoniaübertragung zu minimieren. Des Weiteren ist auf die mögliche Nachwirkung von Maisherbiziden auf Rüben zu beachten. Noch besser ist es, wenn zwischen Mais und Rübe beispielsweise Getreide angebaut wird. In jedem Fall sollte der Mais nach der Rübe stehen. Standortansprüche und Aussaat Zuckerrüben danken Böden mit gleichmäßiger Struktur (z. B. tiefgründige, humose Lößböden, Sandböden), die ausreichend mit Nährstoffen und Wasser versorgt sind (auch unter Beregnung). Der optimale Aussaattermin zur Sicherung einer zügigen Jugendentwicklung und eines frühen Reihenschlusses liegt je nach Bodenverhältnissen zwischen dem 26. März und dem 10. April. Die optimale Bestandesdichte liegt zwischen 85.000 bis 95.000 Pflanzen/ha. Über 100.000 Pflanzen/ha bereiten in Hinblick auf die Rodbarkeit und den Erdanhang Probleme, da die Zuckerrüben sehr tief im Boden sitzen und durch die große Oberfläche hohe Erdanhänge aufweisen. Es sind verschiedene Aussaatverfahren mit Pflug oder ohne Pflug (Mulchsaat) möglich. Eine Mulchsaat bietet sich nach Zwischenfruchtanbau an. Sie dient dem Erosionsschutz und der Verbesserung der Tragfähigkeit des Bodens. 4
Auch der Einsatz einer Spatenmaschine ist möglich und wird beispielsweise im Emsland auch praktiziert. Daraus resultiert oftmals eine gute Vermischung und Erwärmung des Bodens. Stark gelockerte Böden müssen rückverfestigt werden, um den Wasseranschluss sicherzustellen. Pflanzenernährung: Stickstoff mit Augenmaß Für eine optimale Entwicklung der Zuckerrüben spielen Phosphor und besonders Kalium eine wichtige Rolle. Grundlage der Düngung sollte die Bodenuntersuchung sein. Gehaltsklasse C ist anzustreben. Pro 100 dt/ha Ertrag entziehen die Zuckerrüben dem Boden 67 kg/ha K 2 O und 18 kg /ha P 2 O 5. Bei den Mikronährstoffen ist besonders die Versorgung mit Bor sicherzustellen (Düngebedarf 0,25 0,3 kg/ha) als Blattdüngung. Die Stickstoffdüngung hat einen großen Einfluss auf Ertrag und Inhaltsstoffe der Zuckerrübe. Eine gesteigerte N-Zufuhr erhöht zunächst das Ertragsniveau. Ab einem bestimmten Grad steigt der Ertrag nicht mehr an und es verringert sich gleichzeitig der Zuckergehalt bzw. TM-Gehalt. Das Produktionsziel für die Rübenverwertung in Biogasanlagen ist ein hoher Trockenmasseertrag je Hektar. Da Trockenmasseertrag und Zuckerertrag stark korrelieren (s. Abb. 2), kann der Zuckerertrag als Kriterium für die Düngung herangezogen werden. Nach derzeitigem Kenntnisstand auf Basis von zahlreichen Feldversuchen kann für Zuckerrüben als Biogassubstrat der gleiche Sollwert wie für die klassische Zuckerrübenproduktion angenommen werden. Er beträgt 160 kg N/ha (N min muss abgezogen werden) angenommen werden. Das Sollwertsystem berücksichtigt Zuund Abschläge für die standortspezifischen Verhältnisse. Bei einer standortbedingten schlechten N-Mineralisation sind Zuschläge von 20 bis 40 kg/ha anzuraten, auf fruchtbaren Böden mit hoher N-Lieferung oder langjähriger organischer Düngung kann der Sollwert um 20 kg/ha herabgesetzt werden. Ob in Zukunft reine Biomassesorten einen anderen Stickstoffdüngebedarf haben als die Zuckerrübensorten, wird zu überprüfen sein. 5
Gärrest - Allrounddünger aus der Biogasanlage Die Düngung mit Gärresten stellt eine interessante und kostengünstige Alternative zur rein mineralischen Düngung dar. Sie bietet sich aufgrund der langen Vegetationszeit und des hohen P- und K-Bedarfes besonders für Zuckerrüben an. Grundsätzlich kann die organische Düngung sowohl im Herbst als auch im Frühjahr erfolgen. Im Herbst sind die Möglichkeiten durch die Dünge-Verordnung jedoch begrenzt. So kann zwar zur Zwischenfrucht nach Getreide Gärrest ausgebracht werden, nach Mais jedoch nicht. Zudem ist die Menge auf max. 80 kg Gesamt- Stickstoff bzw. 40 kg Ammonium-Stickstoff begrenzt. Bei der Frühjahrsdüngung kann die Gärrestmenge erhöht werden. Die Verfügbarkeit des im Gärrest vorhandenen Stickstoffs ist stark jahres- und witterungsabhängig. Eine Ergänzung des zum Sollwert-Angebot fehlenden Stickstoffs durch Mineraldünger ist erforderlich. Die anzurechnende also verfügbare Stickstoffmenge - aus dem Gärrest liegt für Zuckerrüben bei ca. 70 %. In der Düngeplanung müssen auch die vorhandenen Phosphor- und Kaliumgehalte berücksichtigt werden. Sie tragen ebenfalls dazu bei, die Kosten für die mineralische Düngung zu senken. Auf Sandstandorten konnte 2012 eine gute Wirkung des Stickstoffs aus Gärresten in Versuchen festgestellt werden. Hierzu wurden im Frühjahr Varianten nur mineralisch gedüngt bzw. zusätzlich mit 15 m³ bzw. 30 m³ Gärrest. TM- und Zuckerertrag nehmen einen ähnlichen Verlauf, wobei die Gärrestdüngung einen positiven Einfluss auf den TM-Ertrag zu haben scheint. In dem Versuch in Rockstedt zur Gärrestdüngung in 2012 wurde der höchste Ertrag sogar schon bei 130 kg N- Angebot erzielt, kombiniert mit 15 m³ Gärrest war ein N-Angebot von 152 kg N/ha optimal (s. Abb. 2). Mit 30 m³ Gärrest konnte keine weitere Ertragsteigerung erzielt werden. 6
Abb. 2 Versuch zur Düngung von Zuckerrüben mit Gärresten am Standort Rockstedt 2012 (in Zusammenarbeit mit der KWS AG, Basis: TM-Ertrag: 180 dt/ha, Zuckerertrag: 141 dt/ha) einjähriges Ergebnis Kurzinfo zur organischen Düngung: Die Düngung mit Gärresten zu Zuckerrüben ist, besonders auch auf leichten Standorten, empfehlenswert. Je nach Standort sind 15-20 m³ Gärrest/ha im Frühjahr mit einer mineralischen Zudüngung in Höhe von 30-60 kg N/ha ausreichend (Sollwert beachten, N min -Wert berücksichtigen). N aus Gärrest bei der Düngeplanung nur zu ca. 70 % anrechnen. P und K können zu 100 % angerechnet werden. Da die Nährstoffgehalte von Gärrest zu Gärrest stark schwanken, sollte immer eine Nährstoffanalyse angefordert werden. Mit einer gesteigerten N-Düngung kann der TM-Ertrag nicht weiter angehoben werden, er nimmt den gleichen Verlauf wie der Zuckerertrag. Verlustarme Ausbringung mit umgehender Einarbeitung des Gärrestes unbedingt erforderlich. Pflanzenschutz: Das Blatt muss gesund sein Die erfolgreiche Unkrautkontrolle im Nachauflauf steht im Mittelpunkt der Pflanzenschutzmaßnahmen. Einen Schutz vor Schadinsekten gewährt in der Regel die Pillierung des Saatguts. Die Behandlung von Blattkrankheiten ist rechtzeitig bei Erreichen von Schadschwellen durchzuführen, um das Blatt möglichst lange gesund 7
zu halten. Soll es zu einer Mitnutzung der Blattmasse kommen, spielen derartige Maßnahmen eine noch größere Rolle. Um Nachbauprobleme zu vermeiden, muss bei der Herbizidwahl in der Vorfrucht besonderes Augenmerk auf die Verträglichkeit bei Zuckerrüben gelegt werden. Insbesondere Maisherbizide können bei Zuckerrüben zu Problemen führen. Herstellerangaben sind unbedingt zu beachten. Annette Hoffmann Tobias Glauert Landwirtschaftskammer Niedersachsen 8