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Fachveranstaltung Energiepflanzen für die Biogasproduktion28. August 2013, Trossin
Anbauvergleich: Mais und Sorghum
Dr. Kerstin Jäkel und Markus Theiß
Steckbrief SorghumAllgemeine Informationen
❙ trockentolerantes Süßgras
❙ Abstammung aus den nordöstlichenSavannengebieten Äquatorialafrikas
❙ C4-Pflanze wie Mais gute Wasser- und Nährstoffeffizienz hohes Biomassepotenzial
❙ Vielfältige Verwertungsmöglichkeiten Biogassubstrat Futtermittel Nahrung Ethanol
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel2 Foto: M. Theiß (LfULG)
Steckbrief SorghumUnterschiede zum Mais
❙ Aufbau der Pflanze:
kein Kolben sondern eine Rispe
umfangreicheres und feingliedrigeres Wurzelsystem
❙ Umweltansprüche:
höherer Wärmebedarf
geringere Kühletoleranz
höhere Trockentoleranz reagiert später mit Ertragsdepression
auf Trockenstress Pflanze unterbricht Wachstum bei
Trockenheit (Trockenstarre) undregeneriert sich nach Niederschlägen wieder
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel3
Habitus verschiedener Sorghum-arten- und typen
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel4
S. bicolor x S. sudanense
(Sudangrashybride)
S. bicolor, Futtertyp
(Futterhirse)
S. bicolor, Körnertyp
(Körnerhirse)
Fotos: M. Theiß (LfULG), Güterfelde, 23.08.12
schwach bestockendmassebildend (bis 5 m)Halmdicke ertrags-bestimmend
kompakter Wuchs (bis 1,60 m)hohes Kornertragspotenzialstandfest
„Schilfartiger“ Wuchsblatt- und stängelreichmittlere Wuchshöhe
SortenwesenZüchtung, Saatgutvermehrung, Sortenprüfung
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel6
Mais SorghumZüchtung seit über 50 Jahren
aktive Hybridzüchtung in Deutschland
Moderne Dreiweghybriden
seit 2005 Selektionszüchtung Zuchtziele: hohe Biomasseerträge Anpassung an Klima Mitteleuropas
Stand d. Maiszüchtung vor 50 Jahren
Saatgut-vermehrung
Vermehrung in: EU: Frankreich,
Ungarn, Rumänien, z.T. in Deutschland
USA Chile, Argentinien,
Brasilien China
Vermehrung in: EU: Frankreich, Ungarn,
nicht in Deutschland Mittel- und Südamerika (Chile)
herkunftsbedingt z.T. stark untersch.Saatgutqualität (Triebkraft, Keimf.)
Problem ausreichend Saatgut zu produzieren
Sorten-prüfung
nach BSA-Richtlinien im Rahmen von Projekten seit 2012 Wertprüfung durch BSA
Sortenwahl
❙ begrenztes Angebot an Sorten am Markt
❙ starke Unterschiede im Ertragsniveau (unterschiedlicher Züchtungsstand) Wahl der „richtigen“ Sorte von hoher Bedeutung
❙ keine Einteilung nach Reifegruppen
❙ Reifegruppenmodell des TFZ Straubing liefert wertvolle Hinweise zum Abreifeverhalten der Sorten (gültig für Straubing, deckt sich jedoch weitgehend mit den Beobachtungen aus dem Verbundprojekt)
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel7Quelle: Zeise und Fritz (2013), verändert
** *
* Sudangrashybride
* 2010: Mittel NK Magitop S240, Atletico S280 ** Sorte nicht mehr verfügbar 2011/2012: Mittel LG 3216 S260, Atletico S280
SortenwahlTM-Ertrag (relativ) und TS-Gehalt (absolut)ausgewählter Sorghumsorten auf D-Süd-Standorten im Vergleich zu Mais
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel8
Fruchtart/Sorte TM-Ertragrelativ
TS-Gehalt [%]absolut
Jahr 2010 2011 2012 2010 2011 2012Anzahl Versuche 4 4 4 4 4 4Mais BB absolut* 124 175 188 (206) 31 34 38Sorghum bicolor x Sorghum sudanenseLussi 102 83 80 31 30 37KWS Freya 94 82 29 32KWS Sole 80 33Sorghum bicolorSucrosorgo 506 118 100 76 21 24 23Herkules 110 114 81 (97) 24 30 25KWS Zerberus 110 105 79 28 30 29Amiggo 105 82 31 29Biomass 150** 131 31KWS Tarzan 85 (98) 28KSH 0704 81 28EUG 221 F 83 (98) 24
Legende:
TM-Ertrag
> rel. 95
≥ rel. 100
TS-Gehalt
> 26 %
≥ 28 %
D-SüdTrossin (SN)Gadegast (SA)Drößig (BB)Güterfelde (BB)
* 2010: Mittel NK Magitop S240, Atletico S280 ** Sorte nicht mehr verfügbar 2011/2012: Mittel LG 3216 S260, Atletico S280
SortenwahlTM-Ertrag (relativ) und TS-Gehalt (absolut)ausgewählter Sorghumsorten auf Kippen-Standorten im Vergleich zu Mais
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel9
Fruchtart/Sorte TM-Ertragrelativ
TS-Gehalt [%]absolut
Jahr 2010 2011 2012 2010 2011 2012Anzahl Versuche 2 2 2 2 2 2Mais BB absolut* 119 154 138 30 34 35Sorghum bicolor x Sorghum sudanenseLussi 92 86 92 29 31 37KWS Freya 95 89 29 31KWS Sole 91 33Sorghum bicolorSucrosorgo 506 92 97 92 20 24 24Herkules 102 95 27 25KWS Zerberus 105 97 29 29Amiggo 113 100 31 30Biomass 150** 140 30KWS Tarzan 111 29KSH 0704 105 27EUG 221 F 94 24
Legende:
TM-Ertrag
≥ rel. 95
≥ rel. 100
TS-Gehalt
≥ 26 %
≥ 28 %
K-StandorteWelzow (BB)Grüne-walde
(BB)
AussaatSaatgutbeschaffenheit
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel11
Mais SorghumTKM 200 … 450 g 16 - 40 g
Korngröße einheitlich z.T. unheitlich innerhalb einer Saatgutpartie
Keimfähigkeit ca. 99 %
z.T. sehr unterschiedlich, abweichend von ZüchterangabenSV 2012*: x = 74 % (26 % - 96 %)SV 2013*: x = 89 % (75 % - 98 %)
Beizung Standard Teilweise vorhanden
* Quelle: LLFG Sachsen-Anhalt
MaisColisee
FutterhirseHerkules
KörnerhirseFarmsorgho
Sudangrashybr.Freya Fo
to: M
.The
iß(L
fULG
)
AussaatBiologische und anbautechnische Anforderungen
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel12
Mais SorghumSaatbettbereitung weniger anspruchsvoll,
wichtig ist Anschluss an Bodenfeuchte
möglichst fein, wie zu Zuckerrübe und Raps
Aussaattechnik Einzelkornsaat+ Unterfußdüngung
Einzelkorn- (Mais, Zuckerrübe) und Drillsaat möglich, gute Rückverfestigung wichtig, Unterfußdüngung angeraten
Keimtemperatur 8 -10 °C mindestens 12 °C, besser 15 °C
Aussaattermin(Hauptfruchtanbau)
Ab Mitte April Ab Mitte Mai, Aussaat Anfang Mai möglich aber riskanter (Spätfröste)
Saatgutablagetiefe 4 - 7 cm 3 - 5 cm (bei Trockenheit tiefer)
Saatdichte (Ziel-bestandesdichte)
7,5 – 11 kf. Kö/m2 S. b. x s.: 30 – 40 kf. Kö/m2
S. b.: 20 – 25 kf. Kö/m2
Bei ungünstigen Aussaatbedingungen Zuschlag von 10 % empfohlen
Reihenabstand 75 cm (37,5 cm) 25 cm – 75 cm
Untersuchungen zum Saattermin
Fragestellungen:
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel13
Anfang Mai
Mitte Mai
AnfangJuni
Mitte Juni
Aussaat:
FF-Stellung:
Foto: M. Theiß (LfULG)
Wie verhalten sich verschiedene Sorghumarten- und sorten hinsichtlich Ertragsbildung und Abreife in Abhängigkeit vom Saattermin (FF-Stellung)
Wie ist die Frühsaatverträglichkeit (Aussaat Anfang Mai) von Sorghum einzuschätzen?
HF ZF SZFHF
6 Standorte, jeweils 2 Sudangrashybrid- und Futterhirsesorten, Referenz Mais (S 240, S200)
Optimierung der SaatzeitTM-Ertrag von Sorghum und Mais am Standort Trossin in Abhängigkeit vom Aussaattermin (2011)
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel14
216 223
166
123
212
185
123
88
225206
117
89
37 33 32 26 30 28 29 25 29 25 25 190
20406080
100120140160180200220240260
AnfangMai
MitteMai
AnfangJuni
MitteJuni
AnfangMai
MitteMai
AnfangJuni
MitteJuni
AnfangMai
MitteMai
AnfangJuni
MitteJuni
Mais Sudangrashybrid Futterhirse
TM-E
rtra
g [d
t/ha]
+ 15 %+ 9 %
DüngungNährstoffbedarf von Sorghum im Vergleich zu Mais(Erntegut, Sortenversuch 2011)
❙ Sorghum hat hohes Nährstoffaneignungsvermögen (tiefgreifendes Wurzelsystem)❙ höherer Kaliumbedarf als Mais❙ vergleichsweise spät einsetzender Nährstoffbedarf langsam wirkende N-Dünger bzw.
organische Düngemittel | 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel16
N P K CaMais 1,10 0,23 1,03 0,23S. b. x s. 1,38 0,21 1,53 0,35S. b. 1,14 0,17 1,40 0,29
0,00,20,40,60,81,01,21,41,6
Geh
alt[
%]
Mais S. b. x s. S. b.
DüngungEinfluss steigender Stickstoffdüngung auf den TM-Ertrag bei Sorghum (Trossin, 2011)
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel17
130
140
150
160
170
180
190
200
N 0 N 100 N 150 N 200 N 250
TM-E
rtra
g
N-Versorgung inkl. Nmin
Freya Lussi Herkules Zerberus
Nmin = 50 kg/ha
100 – 120 kg N/ha auf leichten und mittleren D-Standorten ausreichend Nmin-Gehalt des Bodens nur sehr bedingt aussagekräftig für Düngeplanung,
da Hauptnährstoffbedarf der Kultur 8 Wochen nach Aussaat liegt
PflanzenschutzWarum ist eine Herbizidanwendung in Sorghumnotwendig?
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel19
Kritische Phase:
genetisch und herkunfts-bedingt langsameJugendentwicklung
zusätzliche Entwicklungs-verzögerung bei kühlenTemperaturen oder extremer Trockenheit
Entwicklungsvorteil fürUnkrautflora
Nach Bestandesschluss und erfolgreicher Herbizidanwendung ist natürliche Konkurrenz gegenüber Unkräutern gegeben
Quelle: M. Märtin & G. Barthelmes, verändert
PflanzenschutzZugelassene Herbizide (Einsatz ab BBCH 13)in Sorghum nach Art. 51 VO (EG) Nr. 1107/2009 (ehemals§18a PflSchG)
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel20
Mittel Wirkstoff Zugel. AWM WirkungsspektrumARRAT Dicamba
Tritosulfuron200 g/ha ein- und mehrjährige
zweikeimblättrige Unkräuter
B 235/ CARACHO235/ BROMOXYNIL(früher Certrol B)
Bromoxynil 1,5 l/ha einjährige zweikeimblättrige Unkräuter, auch Gänsefuß, Winden weniger gut
GARDO GOLD/PRIMAGRAMGOLD
TerbuthylazinS-Metolachlor
4,0 l/ha einjähriges Rispengras, Schadhirsen, einjährige zweikeimblättrige Unkräuter
MAIS-BANVEL WG Dicamba 500 g/ha Gemeine Zaunwinde, Acker-Winde,Gänsefuß-Arten, Winden-Knöterich
SPEKTRUM Dimethen-amid-P 1,4 l/ha einjährige zweikeimblättrigeUnkräuter, Schadhirsen
STOMP AQUA/STOMP RAPS
Pendimethalin 2,5 l/ha einjährige zweikeimblättrigeUnkräuter
Quelle: M. Märtin & G. Barthelmes, verändert
Kaum Möglichkeiten zur Bekämpfung einj. Ungräser insb. Schadhirsen
Relative TM-Erträge ausgewählter Herbizid-varianten im Vergleich zur unbehandeltenKontrolle in der Futterhirse Sucrosorgo 506 (Mittel 4 Versuchsstandorte, 2012)
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel21
Variante Aufwand-menge
Termin TM-Ertrag relativ im
Vergleich zur Kontrolle
Spanne
Gardo Gold 4,0 l/ha BBCH 13 148 129…167
Gardo Gold + Certrol B
2,5 l/ha +0,5 l/ha
BBCH 13 146 120…163
Sucessor T* 4,0 l/ha BBCH 13 148 124…172
Gardo Gold* ohne Safener
4,0 l/ha BBCH 11 145 115…171
Gardo Gold*mit Safener
4,0 l/ha BBCH 11 137 110…157
* bislang nicht genehmigtQuelle: M. Märtin & G. Barthelmes, verändert
PflanzenschutzTierische Schaderreger
❙ Sorghum kein Wirt für Larven des WestlichenMaiswurzelbohrers Quelle: Gloyna 02/2010, Vortrag „Energiepflanzen als potentielle
Wirtspflanzen des westlichen Maiswurzelbohrers“
Anbau in Gebieten mit Restriktionen für den Maisanbau
❙ deutlich geringerer Maiszünslerbefall wenn hauptsächlich frühreife Sorten Wechselbeziehung zwischen Entwicklungsstadium
der Pflanze und Eiablage bzw. Larvenschlupftermindes Falters
❙ keine größeren Schäden durch Wildschweine aus derPraxis bekannt kein Kolben nichts was Tiere fressen wollen Vergleichsweise geringere Schäden in der Folgefrucht
(Suche nach restlichen Maiskolben)| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel22
Foto: Dr. Bennewitz (LfULG)
Foto: S. Schröder (LfULG)
Foto: Dr. Grunert (LfULG)
Zusammenfassung
1) Sorghum kann standortabhängig (Temperatur !) eine sinnvolle Ergänzung zum Maisanbau darstellen, insbesondere: in trockenen Anbauregionen (inkl. Kippenstandorte) in Gebieten mit Anbaurestriktionen für Mais in Biogasbetrieben, die unter das EEG 2012 („Maisdeckel“) fallen
2) Sorghum-Züchtung hat inzwischen Sorten hervorgebracht, die auf günstigen warmen Standorten hohe Erträge bei günstigen TS-Gehalten erreichen sowie eine verbesserte Kältetoleranz aufweisen
Mit weiteren Züchtungsfortschritten ist zu rechnen!
3) Fundierte Erfahrungen zur Standorteignung der Sorten sowie zur Bestandes-führung liegen im Vergleich zu den „Einführungsjahren“ vor
4) Das Sorghum-Anbauverfahren ähnelt stark dem des Maises (Einsatz vorhandener Technik)
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel23
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel24
Vielen Dank
Dr. Kerstin Jäkel, Markus Theiß, Karen PötzschkeSächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und GeologieCarsten Rieckmann, Tobias GlauertLWK NiedersachsenDr. Gert Barthelmes, Manuela MärtinLandesamt für Ländliche Entwicklung, Landwirtschaft undFlurneuordnungDr. Maendy Fritz, Dr. Anja HartmannTechnologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe Dr. Steffi Knoblauch, Dr. Maria WagnerThüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Dr. Andreas GurgelLandesanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Dr. Lothar BoeseLandesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau Dr. Christian Lange, Ulf GoltzForschungsinstitut für Bergbaufolgelandschaften e.V. Dr. Uwe Franko, Dr. Katrin KukaHelmholtz Centre For Environmental Research (UFZ)
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