2014 03 neu Endfassung EB EVA2 Gtf 2013 - lelf.brandenburg.de · Tabelle 20: 38Energieertrag,...

FNR Verbundprojekt EVA 2 – Ergebnisendbericht Stand: 12/2013 LELF Ref.43 Güterfelde ___________________________________________________________________

Landesamt für Ländliche Entwicklung, Landwirtschaft und Flurneuordnung Brandenburg Abteilung Landwirtschaft und Gartenbau Referat Ackerbau, Grünland

Ergebnis-Endbericht

Berichtszeitraum Februar 2009 bis Juli 2013

Thema: Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion von Energie- pflanzen unter den verschiedenen Standort- bedingungen Deutschlands – Phase II (EVA II)

Teilprojekt 1: Entwicklung und Optimierung von standortangepassten Anbausystemen im Fruchtfolgeregime (Land Brandenburg) – inklusive Satellitenprojekt: Erntezeitpunkt / Vegetationszeitausnutzung

Laufzeit: 02/2009 – 01/2013 (Antrag vom 25.08.2008) Förderkennzeichen: 22013008 Zuwendungsgeber: Bundesministerium für Ernährung

und Landwirtschaft Projektträger: Fachagentur Nachwachsende Roh-

stoffe e.V. Gülzow Projektleiter: Dr. Gert Barthelmes wissenschaftlicher Bearbeiter: Dr. Gunter Ebel Versuchstechniker: Herr Rainer Piontek (bis 02/2011)

Herr Joachim Käthe (ab 04/2011) Techniker: Herr Meik Schmidt Güterfelde, den 30.12.2013

Dr. G. Barthelmes Dr. G. Ebel

Projektleiter wiss. Bearbeiter

FNR Verbundprojekt EVA 2 – Ergebnisendbericht Stand: 12/2013 LELF Ref.43 Güterfelde __________________________________________________________________________________________

INHALTSVERZEICHNIS

1 EINLEITUNG ................................................................................................................ 1

2 MATERIAL UND METHODEN ............................. ......................................................... 1

2.1 STANDORT GÜTERFELDE ............................... .......................................................... 1

2.2 WITTERUNG AM STANDORT GÜTERFELDE................... .......................................... 2

2.3 VERSUCHSDURCHFÜHRUNG .................................................................................... 4

2.4 DATENERHEBUNG ..................................... ................................................................ 5

3 ERGEBNISSE - STANDORT GÜTERFELDE .................. ............................................. 6

3.1 ERTRAG UND TM-GEHALT – VERGLEICH DER FRUCHTARTEN .. .......................... 6

3.2 PFLANZENBAULICHE BEWERTUNG DER FRUCHTFOLGEN ....... ........................... 8

3.2.1 TROCKENMASSEERTRAG – VERGLEICH DER FRUCHTFOLGEN ... ....................... 8

3.2.2 METHANHEKTARERTRÄGE ............................... ...................................................... 12

3.2.3 GETREIDEKORN- UND STROHERTRÄGE DES LETZTEN

FRUCHTFOLGEGLIEDES ................................ .......................................................... 14

3.2.4 WEITERFÜHRENDE PFLANZENBAULICHE ERGEBNISSE ........ ............................ 16

3.2.4.1 ZWEIKULTURNUTZUNG ................................. .................................................... 16

3.2.4.2 VERGLEICH ERNTETERMINE (VERSUCH ERNTEZEITPUNKT).... ................... 18

3.2.4.3 VEGETATIONSZEITAUSNUTZUNG ......................... ........................................... 20

3.3 ÖKONOMISCHE BEWERTUNG DER FRUCHTFOLGEN ............ .............................. 22

3.4 ÖKOLOGISCHE BEWERTUNG ............................. .................................................... 25

3.4.1 NÄHRSTOFFGEHALTE, -ENTZÜGE UND -BILANZEN .......... ................................... 25

3.4.2 HUMUSBILANZIERUNG ................................. ........................................................... 27

3.4.3 WASSERVERBRAUCH UND STICKSTOFFAUSTRAG ............. ................................ 29

3.4.4 ENERGIE- UND TREIBHAUSGASBILANZEN ................. .......................................... 30

4 ZUSAMMENFASSUNG UND EMPFEHLUNGEN DES FRUCHTFOLGEVER SUCHS

AM STANDORT GÜTERFELDE ............................ ..................................................... 33

5 LITERATUR ......................................... ....................................................................... 38

6 ANHANG ............................................ ........................................................................ 40


ABBILDUNGSVERZEICHNIS

Abbildung 1: Trockenmassegehalte (%) zur Ernte der Fruchtarten (Hauptfruchtstellung) für die Ganzpflanzennutzung aus den EVA-Fruchtfolgen, Standarderntetermin Güterfelde, Mittelwerte 2005-2012 sowie Minimum- bzw. Maximumwerte differenter Jahre ............................................................................................. 8

Abbildung 2: Kumulierter TM-Ertrag (dt TM/ha) der Fruchtfolgen des Grundversuchs (FF1 bis FF5), Güterfelde, Ernte zum Standarderntetermin (Korn: 100 % TM), alle Fruchtfolgeglieder der Rotation - Anlagen 1 bis 4 (A1, A2, A3, A4) ................ 9

Abbildung 3: Kumulierter TM-Ertrag (dt TM/ha) der Fruchtfolgen des Regionalversuchs (FF6 bis FF9), Güterfelde, Ernte zum Standarderntetermin (Korn: 100 % TM), alle Fruchtfolgeglieder der Rotation - Anlagen 1 bis 4 (A1, A2, A3, A4) ........ 10

Abbildung 2: TM-Ertrag (dt TM/ha) im Haupt- und Zweitfruchtanbau (Ertragssumme aus Winterzwischenfrucht Grünschnittroggen und der Zweitfrucht) der Fruchtfolgen in Güterfelde (Standarderntetermin); fünfjähriges Mittel 2006/07 und 2010 bis 2012 ....................................................................................... 17

Abbildung 5: Düngungsmengen (Positivwerte), Entzüge (Negativwerte) und Bilanz (kg/ha) der Fruchtarten des Standarderntetermins Anlage 3 (links) und 4 (rechts), Fruchtfolgen 1-9, Güterfelde 2009 bis 2013 ................................................. 26

TABELLENVERZEICHNIS Tabelle 1: Kurzcharakteristik des Standortes Güterfelde .................................................... 1 Tabelle 2: Parameter der Bodenuntersuchung (0-30 cm) und Gehaltsklassen für die

Flächen des Fruchtfolgeversuches, Güterfelde, Frühjahr 2009 und 2013 .......... 1 Tabelle 3: Witterung am Standort Güterfelde im Zeitraum 09/2009 bis 08/2013, ................ 2 Tabelle 4: Fruchtfolgeversuche EVA 2 am Standort Güterfelde - Grundversuch (GV) und

Regionalversuch Brandenburg (RV) – vgl. Anhang 4 - Fruchtfolgeplan ............. 4 Tabelle 5: Ganzpflanzenerträge (dt TM/ha) der EVA Fruchtfolgeversuche,

Standarderntetermin Güterfelde, Gesamtzeitraum 2005 bis 2012 ...................... 7 Tabelle 6: Ganzpflanzenertrag (GP-Ertrag) der Fruchtfolgen 1 bis 5 im Vergleich der

Projektphasen EVA 1 und EVA 2 (jeweils Mittel beider Anlagen), Summe aller Fruchtarten mit GP-Ertrag, Mittel des GP-Ertrags für ein Jahr bzw. für ein Fruchtfolgeglied (FG) – abhängig von der jeweiligen Anzahl in der Fruchtfolge; Standarderntetermin Güterfelde ....................................................................... 11

Tabelle 7: Ganzpflanzenertrag (GP-Ertrag) der Regionalfruchtfolgen 6 bis 9 im Vergleich der Projektphasen EVA 1 und EVA 2 (jeweils Mittel beider Anlagen), Summe aller Fruchtarten mit GP-Ertrag, Mittel des GP-Ertrags für ein Jahr bzw. für ein Fruchtfolgeglied (FG) - abhängig von der jeweiligen Anzahl in der Fruchtfolge; Standarderntetermin Güterfelde ....................................................................... 11

Tabelle 8: Methanertrag (m³ CH4/ha) bezogen auf den Anteil der organischen Trocken-masse der Pflanzenarten in den EVA Fruchtfolgeversuchen (Standardernte-termin Güterfelde 2005-2012); Hauptfrüchte außer Grünschnittroggen als Winterzwischenfrucht – vgl. Abschnitt 3.1, (PG = Prüfglieder) .......................... 12

Tabelle 9: Methanertrag (m³ CH4/ha) bezogen auf den Anteil der organischen Trockenmasse der Fruchtfolgen 1 bis 9 im Vergleich der Projektphasen EVA 1 und EVA 2 (jeweils Mittel beider Anlagen; Grundlage: Biogasmatrix), Summe aller Fruchtarten mit GP-Ertrag, Mittel des GP-Ertrags für ein Jahr bzw. für ein Fruchtfolgeglied (FG) - abhängig von der jeweiligen Anzahl in der Fruchtfolge; Standarderntetermin Güterfelde 2005-2012 ..................................................... 13

Tabelle 10: Kornerträge des letzten Fruchtfolgegliedes Winterroggen der EVA Fruchtfolgeversuche (dt/ha bei einem TM-Gehalt von 86 %), Vergleich der Anlagen 1 (2008), 2 (2009), 3 (2012) und 4 (2013), Standarderntetermin Güterfelde, signifikante Unterschiede zwischen den Fruchtfolgen durch differente kleine bzw. zwischen den Jahren durch große Buchstaben gekennzeichnet ................................................................................................ 15


Tabelle 11: Stroherträge des letzten Fruchtfolgegliedes Winterroggen der EVA Fruchtfolgeversuche (dt/ha bei einem TM-Gehalt von 86 %), Vergleich der Anlagen 1 (2008), 2 (2009), 3 (2012) und 4 (2013), Standarderntetermin Güterfelde, signifikante Unterschiede zwischen den Fruchtfolgen durch differente kleine bzw. zwischen den Jahren durch große Buchstaben gekennzeichnet ................................................................................................ 16

Tabelle 12: Ertragszunahme je Tag; TM-Gehalt bei Standardernte bzw. TM-Gehaltszunahme je Tag zwischen dem vorfristigen und dem Standardtermin, Fruchtfolgeversuch 2005 bis 2012, Güterfelde (vgl. Abschnitt 2.3) ................... 18

Tabelle 13: Erträge und Deckungsbeiträge (DB – Berechnung KORNATZ, DUNKEL & AURBACHER 2013 - vgl. Abschnitt 3.3) von Mais zu unterschiedlichen Saatzeiten bei einheitlicher Ernte der Maissorten und einheitlichem Aussaattermin (1. Oktoberdekade) der Nachfrucht Winterroggen für die Kornnutzung (WR); Mittel von drei Versuchsjahren (Zeitraum 2009-12) und drei Sorten (Spannen der Maissorten); Standort Güterfelde ..................................................................... 20

Tabelle 14: Erträge, Trockenmassegehalt und Deckungsbeiträge (DB – Berechnung KORNATZ, DUNKEL & AURBACHER 2013 - vgl. Abschnitt 3.3) von Mais zu unterschiedlichen Saatzeiten und reifegerechter Ernte und dessen Einfluss auf die Nachfrucht Winterroggen für die Kornnutzung (WR); Mittel von drei Versuchsjahren (Zeitraum 2009-12) bzw. für TM Mais % Spanne der Jahre; Standort Güterfelde ......................................................................................... 21

Tabelle 15: Deckungsbeiträge (€/ha) aller Fruchtarten der Fruchtfolgen im Mittel der Jahre sowie minimaler bzw. maximaler Wert Standardtermin, Fruchtfolgeversuch 2005 - 2012, Güterfelde (vgl. Anhang 7.1); Quelle: KORNATZ & MÜLLER (2013) ........ 23

Tabelle 16: Zusammenfassung der Ergebnisse Trockenmasseertrag (dt/ha), Methanertrag (m³/ha), und Deckungsbeitrag (DB in €/ha) der Fruchtfolgen (FF) in der Summe der Fruchtfolge und im Mittel von 4 Jahren, Vergleich der Projektzeiträume EVA 2 (Mittel Anlage 3 und 4) mit EVA 1 (Mittel Anlage 1 und 2), Fruchtfolgeversuch 2005 bis 2013, Standarderntetermin Güterfelde (Erträge: vgl. Abschnitte 3.2.1 und 3.2.2; DB - Quelle: KORNATZ & MÜLLER (2013) .......................................... 24

Tabelle 17: Humusbilanzen nach VDLUFA-Standpunkt Humusbilanzierung – untere Werte (2004) der Fruchtfolgen (FF) in der Summe der Fruchtfolge (kg C/ha) und im Mittel von 4 Jahren (kg C/ha*a), Vergleich der Projektzeiträume EVA 2 (Mittel Anlage 3 und 4) mit EVA 1 (Mittel Anlage 1 und 2), Fruchtfolgeversuch 2005 bis 2013, Standarderntetermin Güterfelde (Quelle: WILLMS, 2013) ........................ 28

Tabelle 18: Wasser- und Stickstoffhaushalt der Fruchtfolgen im Mittel der 4 Anbaujahre, Vergleich der Projektzeiträume EVA 2 (Mittel Anlage 3 und 4) mit EVA 1 (Mittel Anlage 1 und 2), Fruchtfolgeversuch 2005 bis 2013, Standarderntetermin Güterfelde (Quelle: PRESCHER, 2013); rot = ungünstig, grün = günstig ............ 29

Tabelle 19: Treibhausgasemissionen (THG) der Fruchtfolgen als Summe der Fruchtfolgen und im Mittel der 4 Anbaujahre, Vergleich der Projektzeiträume EVA 2 (Mittel Anlage 3 und 4) mit EVA 1 (Mittel Anlage 1 und 2), Fruchtfolgeversuch 2005 bis 2013, Standarderntetermin Güterfelde (Quelle: PETER, 2013); rot = ungünstig, grün = günstig; sortiert nach produktbezogener THG der Gesamt-FF .............. 31

Tabelle 20: Energieertrag, -aufwand, -bilanz und –effizienz38 als Summe der Fruchtfolgen und im Mittel der 4 Anbaujahre, Vergleich der Projektzeiträume EVA 2 (Mittel Anlage 3 und 4) mit EVA 1 (Mittel Anlage 1 und 2), Fruchtfolgeversuch 2005 bis 2013, Standarderntetermin Güterfelde (Quelle: PETER, 2013); rot = ungünstig, grün = günstig; sortiert nach Energieeffizienz ................................................... 32

Tabelle 21: Zusammenfassung der Erträge, Deckungsbeitrag und der ökologischen Indikatoren im Mittel der 4 Anbaujahre, für den Projektzeitraum EVA 2 (Mittel Anlage 3 und 4) Fruchtfolgeversuch 2009 bis 2013, Standarderntetermin Güterfelde (Methoden und Quellen: vgl. vorherige Abschnitte) ........................ 37


ABKÜRZUNGEN

DB Deckungsbeitrag EVA Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche

Produktion von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands – Phase II (EVA II)

FF Fruchtfolge FG Fruchtfolgeglied FKZ Förderkennzeichen FM Frischmasse GD Gründüngung GP Ganzpflanze K Korn KWB Klimatische Wasserbilanz PG Prüfglied rel. relativ SZ Saatzeit SZF Sommerzwischenfrucht THG Treibhausgasemission TM Trockenmasse TP Teilprojekt WZF Winterzwischenfrucht ZF Zweitfrucht Fruchtarten AM Artenmischung aus Hafer, Erbsen und Leindotter E.WG Einjähriges Weidelgras FuH Futterhirse (Sorghum bicolor) GSR Grünschnittroggen Lup. Lupine Luz.gras Luzernegras ÖR Ölrettich Phac. Phacelia Sobl. Sonnenblumen SG Sommergerste SR Sommerroggen SuG Sudangras-Hybriden (Sorghum bicolor * sudanense) WG Wintergerste WRaps Winterraps WR Winterroggen WT Wintertriticale Topi.kraut/kn Topinamburkraut mehrjährig, Topinamburknolle beides für Ganzpflanzennutzung Institutionen ATB Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V., Projekt-Verbundpartner TP 4

„Ermittlung des Einfluss der Substratqualität auf die Biogasausbeute“, ab 04/2013 (EVA III) bearbeitende Institution für TP 1 im Land Brandenburg

BMEL Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (Zuwendungsgeber) BMELV Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz FNR Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. Gülzow (Projektträger) LELF Landesamt für Ländliche Entwicklung, Landwirtschaft und Flurneuordnung

Brandenburg bearbeitende Institution EVA TP 1 – Land Brandenburg, 03/2005 bis 01/2009 (EVA I) bzw. 02/2009 bis 01/2013 (in Eigenregie 03/2013 – EVA II)

TLL Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft, Koordinator des EVA-Verbundprojektes und des Teilprojektes 1 „Entwicklung und Optimierung von standortangepassten Anbausystemen im Fruchtfolgeregime“

Uni Gießen Justus-Liebig-Universität Gießen, Projekt-Verbundpartner TP 3 „Ökonomische Bewertung und Optimierung des Anbaus und der Nutzung von Energiepflanzen“

ZALF Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung e.V. Müncheberg, Projekt-Verbundpartner TP 2 „Ökologische Folgewirkungen des Energiepflanzenanbaus“

Weitere beteiligte Institutionen am EVA-Verbundprojekt, aber hier in diesem Bericht nicht erwähnt, vergleiche auf der Projektinternetseite: www.eva-verbund.de


1

1 EINLEITUNG

Seit 2005 werden Versuche zum EVA-Fruchtfolgeprojekt „Entwicklung und Optimierung von standortangepassten Anbausystemen für Energiepflanzen im Fruchtfolgeregime“ (För-derung: BMEL) am Standort Güterfelde durchgeführt. Im Folgenden werden die Ergebnisse der zweiten Projektperiode (EVA 2) von 2009 bis 2013 im zusammenfassenden Vergleich mit der ersten Projektphase bis 2008 dargestellt1. Weitere Informationen sind der Internetseite www.eva-verbund.de, der im EVA-Verbund erarbeiteten Broschüre „Energie-pflanzen für Biogasanlagen“ (Teil Brandenburg)2 und den Vorjahresberichten zu entnehmen.

2 MATERIAL UND METHODEN 2.1 STANDORT GÜTERFELDE

Der Standort Güterfelde (vgl. Tab. 1) ist dem Boden-Klima-Raum 104 (trocken-warme diluviale Böden des ostdeutschen Tieflandes) zugeordnet. Tabelle 1: Kurzcharakteristik des Standortes Güterfelde Kreis: Potsdam - Mittelmark Ackerzahl: 29-33 Bodenform: Salm- bis Sandtieflehm - Fahlerde Bodenart: Lehmiger Sand (lS)

Niederschlag (mehrjähriges Mittel/a)

1950-1980: 589 mm 1970-2000: 570 mm 1996-2005: 545 mm

Lufttemperatur (mehrjähriges Mittel/a)

1950-1980: 8,6 °C 1970-2000: 8,9 °C 1996-2005: 9,1 °C

Die Bodenparameter auf der Fläche des Fruchtfolgeversuches am Standort Güterfelde der Frühjahre 2009 und 2013 sind in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2: Parameter der Bodenuntersuchung (0-30 cm) und Gehaltsklassen für die

Flächen des Fruchtfolgeversuches, Güterfelde, Frühjahr 2009 und 2013#

Datum Bodenprobe-

entnahme pH-Wert

P DL K DL Mg CaCl2 Ct Nt

mg/100 g (lufttrockene Substanz) % (lufttrockene Substanz)

Anlage 3 (1)* 04.03.2009 5,6/ B 8,0/ C-D 8,1/ C 4,0/ B 0,66 0,06 06.03.2013 6,2/ C 8,5/ D 11,6/ C-D 4,9/ C 0,721)

Anlage 4 (2)* 04.03.2009 5,9/ C 9,9/ D 7,2/ B 6,4/ C 0,63 0,05 06.03.2013 5,8/ C 8,9/ D 11,4/ C-D 5,8/ C 0,642)

Anmerkung: Die Untersuchungen PDL und KDL (Doppellactat-Methode) werden in Brandenburg, wie auch in den nördlichen Bundesländern allgemein üblich, für die Diluvialböden empfohlen (ANONYMUS 2008). *Anlagenbezeichnung vgl. Abschnitt 2.3; # 2010 bis 2012 vgl. Zwischenberichte; 1) Probeentnahme zum letzten Fruchtfolgeglied Winterroggen am 12.04.2012 bzw. 2) am 18.04.2013 – Ct lt. Vorgabe in Bodenschicht 0-25 cm

1 Projektphase EVA 2 von 02/2009 bis 01/2013 Antragsteller/Institution: Landesamt für Ländliche Entwicklung, Landwirtschaft und Flurneuordnung Brandenburg; das letzte Fruchtfolgeglied Winterroggen (Korn) - Anlage 4 wurde innerhalb der Projektphase EVA 3 geerntet (ab 04/2013) Antragsteller: Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. 2 Download: http://mediathek.fnr.de/broschuren/bioenergie/energiepflanzen/regionalbroschuren/ energiepflanzen-fur-biogasanlagen-regionalbroschure-brandenburg.html und www.eva-verbund.de


2

2.2 WITTERUNG AM STANDORT GÜTERFELDE

Die Witterung in den Versuchsjahren 2009 bis 2012 ist durchschnittlich als zu warm und zu trocken im Vergleich zum mehrjährigen Mittel zu charakterisieren (vgl. Anhang 2: Witterung – Standort Güterfelde). Im Einzelnen waren dabei die Jahre 2009 (Jahresmitteltemperatur: 10,3°C, Jahresniederschlag: 526 mm), 2011 (10,8°C, 525 mm) und 2012 (9,7°C, 482 mm) als zu warm und eher zu trocken sowie 2010 als durchschnittlich (9,0°C, 547 mm) einzustufen3. Alle Versuchsjahre waren dabei durch extreme Witterungsperioden gekennzeichnet (Tab. 3). Das achtjährige Mittel (2005 bis 2012 = Zeitraum EVA-Fruchtfolgen) weist in der Tendenz wärmere (um ca. 1,1°C) und trotz des niederschlags-reichen Jahres 2007, eher trockenere Jahre auf (Anhang 2). Tabelle 3: Witterung am Standort Güterfelde im Zeitraum 09/2009 bis 08/2013,

R = Niederschlag in mm und T = Temperatur in °C (An baujahr 2008/09 vgl. Anhang 2) – (rot: extreme Abweichungen vom Mittel)

Mo-nat

Anbaujahr 2009/10 Anbaujahr 2010/11 Anbaujahr 2011/12 Anbaujahr 2012/13 R T Charakteri-

sierung R T Charakteri

-sierung R T Charakteri-

sierung R T Charakteri-

sierung mm °C mm °C mm °C mm °C

Sept. 31,8 15,9 zu trocken und zu warm

104 13,8 deutlich zu feucht 61,7 16,5 zu warm 25,9 14,8

zu trocken und zu warm

Okt. 66,5 8,5 feucht und eher kühl 16,9 8,4

trocken und eher kühl

33,6 10,5

eher trocken und zu warm

25,9 9,0 zu trocken

Nov. 42,1 8,0 zu warm 81,3 5,6 feucht und zu warm

1,1 4,2 zu trocken 46,2 5,2 zu warm

Dez. 78,3 0,4 feucht (Schnee) und Frost

48,3 -4,0 Schnee und Dauerfrost

67,2 4,6 zu warm 34,5 0,6

Jan. 40,3 -4,3 Schnee und Dauerfrost

32,9 1,8 zu warm 57,7 2,0 zu warm 60,3 0,2 Wechsel mild-Frost, tw. Schnee

Febr. 26,6 0,3 Schnee und Dauerfrost

17,9 0,5 Frost und kein Schnee

31,1 -1,9 Dauerfrost, kein Schnee

33,0 0,2 Wechsel mild-Frost, tw. Schnee

März 38,5 5,5 2. und 3. Dekade zu warm

8,0 5,4 deutlich zu trocken/zu warm


18,7 -0,7 ab 02/13 Dauerfrost/Schnee

April 11,4 9,9 zu trocken und zu warm

34,1 13,2 deutlich zu warm 23,1 9,3

eher zu trocken, eher zu warm

21,6 9,0 eher zu trocken

Mai 59,9 12,2 zu kühl 13,5 15,7 deutlich zu trocken/zu warm


77,9 14,1 durchschnittlich

Juni 8,1 18,7 deutlich zu trocken/zu warm

31,3 19,4

zu trocken/ deutlich zu warm

68,0 16,3 67,1 17,7 deutlich zu warm

Juli 26,6 23,4 deutlich zu trocken/zu warm

158 18,5 deutlich zu feucht

103 18,8 zu feucht 35,0 21,1 deutlich zu trocken/zu warm

Aug. 84,5 19,2 feucht und eher zu warm

65,3 19,4 eher zu warm 30,6 18,9 60,0 19,1 eher zu

warm

3 In der Tendenz der letzten 10 Jahre traten deutlich unterdurchschnittliche Niederschläge auf (2003/06/08/09/11 und 2012 gegenüber den sehr niederschlagsreichen Jahren 2002 und 2007 mit > 690 mm) und die Jahresmitteltemperaturen lagen um ca. 1,0°C höher (mit Schwankungen in den Jahren von 9,0 bis 11,1°C; vgl. Anhang 2).


3

2009 führten insbesondere die hohe Verdunstung bei geringen Niederschlägen im April (Niederschlag von 1 mm) bzw. August zu erheblichen Defiziten in der Klimatischen Wasserbilanz in diesen Monaten (Anhang 2). Die Frühjahrsentwicklung der Pflanzenbestände 2010 verzögerte sich durch den langen, schneereichen Winter mit Dauerfrost sowie den kühlen Mai. Die im Juni folgende deutlich zu trockene (17% des Monatsmittels) und zu warme/heiße Periode4 führte mit einer Verduns-tungsmenge von ca. 140 mm zu einer extrem negativen Klimatischen Wasserbilanz von -133 mm (vgl. Anhang 2). Allgemein erfolgte 2010 die Getreide-Ganzpflanzenernte, aber auch die Ernte von Mais in Hauptfruchtstellung zwei bis drei Wochen später als in den anderen Jahren. Das Anbaujahr 2010/11 war durch sehr feuchte Aussaatbedingungen der Winterungen im September, durch Dauerfrost und Schnee (gesamte Niederschlagsmenge) im Dezember, eine „Wärme“-periode im Januar, Kahlfröste im Februar und eine zu warme Periode von März bis Juni (die in Verbindung mit den ausbleibenden Niederschlägen im März und Mai zu einer deutlich negativ Klimatischen Wasserbilanz von –360 mm in diesem Zeitraum führte) geprägt. Dadurch wurden die Pflanzenentwicklung und der Ertrag der Winterungen extrem beeinflusst. Noch stärker traf das für die Jugendentwicklung der Sommerungen zu (z. B. Trockenstress beim Zweitfruchtanbau – vgl. Abschnitte 3.2.4.1 und 3.2.4.2). Erst nach den intensiven Niederschlägen ab dem 22.06.2011 bzw. Anfang Juli (ca. 220 % des Monatsmittels Juli) konnten sich Mais und Sorghum optimal entwickeln. 2011/12 entwickelten sich die Winterungen durch die milden Temperaturen im Herbst 2011 bis Januar 2012 trotz der z. T. trockenen Bedingungen optimal. Die anhaltende Trockenheit bis Anfang Juni 2012 führte zu Ertragsminderungen bei den Getreide-Ganzpflanzenerträgen. Die Niederschläge im Juni und Juli beeinflussten die Getreidekornerträge bzw. die Entwicklung von Mais und Sorghum positiv. Die ausgeprägten Frostperioden Januar 2009, Januar, Februar und Dezember 2010 sowie Februar 2011 und 2012 mit einer z. T. sehr lang anhaltenden und massiven Schneebedeckung (vgl. Tab. 3) ließen im Gegensatz zu den Anbaujahren 2006/07 und 2007/08 kein Wachstum der Getreidebestände in den Wintermonaten zu. Auswinterungs-schäden mit leichter Ausprägung traten teilweise bei Wintertriticale und mit starker Ausprägung im Winterraps 2011 auf. 2012 wies der Winterraps Frostschäden mittlerer Stärke auf, der Vegetationskegel wurde jedoch durch die gute Vorwinterentwicklung nicht geschädigt, wie das 2011 der Fall war. In der Anbauperiode 2012/13 konnte sich in den Fruchtfolgen das jeweils letzte Fruchtfolgeglied der zweiten Rotation Winterroggen im Herbst optimal entwickeln. Der Wechsel von z. T. milden Temperaturen (10°C) und Fr ostperioden im Dezember und Januar größtenteils mit Schnee verursachte bis Anfang März nur sehr geringe Auswinterungs-schäden. Allerdings wurde nach Frühlingswetter in der ersten Märzdekade 2013 (Vege-tationsbeginn) durch erneuten Dauerfrost und Schnee das Wachstum bis zur ersten Aprildekade unterbrochen und führte zu mittel ausgeprägten Schäden nach Winter und einer verzögerten Bestandesentwicklung im Frühjahr (spätere N-Düngung). Die optimale Niederschlagsverteilung im Mai und Juni bewirkte u. a. eine günstigere Klimatische Wasserbilanz als in den Vorjahren (Anhang 2). Das ermöglichte eine lange Assimilation der Winterroggenbestände einhergehend mit positiven Ertragseffekten (vgl. Abschnitt 3.2.3). Allerdings begünstigte die feuchte Witterung im Juni einen stark bis sehr stark ausgeprägten Braunrostbefall. Die hier im Überblick dargestellten Jahreswitterungen und deren Einfluss auf die Bestandes- und die Trockenmassegehaltsentwicklung sowie die Ertragsbildung wird im Abschnitt 3 detailliert betrachtet.

4 Juni 2010: mit 18,7°C plus 2°C und Juli mit 23,4°C plus 5°C im Vergleich zum mehrjährigen Mittel


4

2.3 VERSUCHSDURCHFÜHRUNG

In der Projektphase EVA 2 sind die Pflanzenarten in den Fruchtfolgen der Anlagen 3 und 4 lt. Plan angebaut worden (Tab. 4). Die Bewirtschaftungsdaten für die Anbaujahre 2009 bis 2013 sind dem Anhang 5 zu entnehmen. Die Düngung wurde nach Projektvorgabe entzugsorientiert unter Berücksichtigung der Gehaltsklassen für die Grunddüngung und des Gehaltes an mineralischem Bodenstickstoff vorgenommen. Auf der Grundlage der im Methodenhandbuch des Verbundvorhabens festgelegten Parameter werden neun verschiedene Fruchtfolgen mit Pflanzenarten für die Gärsubstrat- bzw. Marktfruchtnutzung (Tab. 4) verglichen (vgl. Abschnitt 2.4). Die am Standort Güterfelde 2005/06 eingerichteten Langparzellenanlagen mit Standardausgleich (dreifach breite Parzellen mit Kernbeerntung) wurden methodisch beibehalten (vgl. Anhang 3). Tabelle 4: Fruchtfolgeversuche EVA 2 am Standort Güterfelde - Grundversuch (GV) und

Regionalversuch Brandenburg (RV)5 – vgl. Anhang 4 - Fruchtfolgeplan

Fruchtfolge 1 2 3 4 5

Anlage 3: 2009 Anlage 4: 2010

Wintergerste / Sudangras H.

(SZF)

Sudangras-Hybride

Mais Hafer -

SortenmischungSommergerste + US Luzernegras


MaisGrünschnitt-

roggen (WZF) / Mais (ZF)

Grünschnitt-roggen (WZF) / Sudangras (ZF)

Wintertriticale Luzernegras


Wintertriticale / Phacelia (SZF,

GD)Wintertriticale

Wintertriticale / W. Weidelgras

(SZF)Winterraps Luzernegras

Anlage 3: 2012 (Anlage 4: 2013)

Winterroggen Winterroggen Winterroggen Winterroggen Winterroggen

Grundversuch (GV)

Fruchtfolge 6 7 8 9


Winterroggen / Senf (SZF, GD)

Sonnenblume / Senf (SZF, GD)

Sorghum bicolor Mais


Mais Erbsen Winterroggen Winterroggen


Sudangras-Hybride

Grünschnitt-roggen (WZF) /

Mais (ZF)Mais

Grünschnitt-roggen (WZF) / Sudangras (ZF)

Anlage 3: 2012 (Anlage 4: 2013)

Winterroggen Winterroggen Winterroggen Winterroggen

Regionalversuch (RV) - Brandenburg

5 Anlage 3 = Fortführung der Fruchtfolgen Anlage 1 (EVA 1 - Beginn 2005); Anlage 4 = Fortführung der Anlage 2 (EVA 1 - Beginn 2006) – projektinterne Änderung der Anlagenbezeichnung aufgrund der Unterscheidung der Projektphasen EVA 1 und EVA 2; die Ernte des letzten Fruchtfolgeglieds der zweiten Rotation Anlage 4 Winterroggen erfolgte innerhalb des Nachfolgeprojektes EVA 3 (FKZ: 220060012, Beginn 04/2013) - Antragsteller: Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim; grün unterlegte Felder definieren die Fruchtarten für die Biogasproduktion – außer Senf bzw. Phacelia GD = Gründüngung; weiß unterlegte Felder definieren die Marktfrüchte (Körnerproduktion); ZF = Zweitfrucht, SZF = Sommerzwischenfrucht, WZF = Winterzwischenfrucht; Sudangrashybride = Sorghum bicolor x sudanense (ff. Sorghum b. x s.), Futterhirse = Sorghum bicolor (ff. Sorghum b.) An den Standorten in Brandenburg und Sachsen wird in Absprache mit dem Koordinator (TLL) im 4. Jahr Winterroggen statt Winterweizen angebaut. Winterroggen, als Winterzwischenfrucht im BBCH Stadium 49 bis 59 für die energetische Nutzung geerntet, wird im Folgenden synonym als Grünschnittroggen bezeichnet.


5

Gegenüber der ersten Projektphase wurden neben der Standardfruchtfolge 1 (Projekt-vorgabe) auch die Regionalfruchtfolgen 6 bis 9 teilweise bzw. komplett umgestellt (vgl. EBEL & BARTHELMES, 2009; Anhang 4 und Tab. 4). Die insbesondere in der Fruchtfolge 8 (EVA 1: dreijährige Krautnutzung von Topinambur) nachteiligen Ergebnisse begründeten eine veränderte Fruchtfolgegestaltung in der zweiten Projektphase mit bisher überzeugenderen Pflanzenarten und einem Marktfruchtanteil von 50 % (Winterroggen). Des Weiteren wurde zwischen den Projektphasen EVA 1 und EVA 2 die Fruchtfolge 4 und 5 getauscht, um eine praxisuntypische „Luxus“fruchtfolge Luzernegras zu vermeiden (Tab. 4; Anhang 4). Die für die ökologischen Begleituntersuchungen des Projektpartners Leibniz-Zentrum für Agrarland-schaftsforschung (ZALF) e.V. (vgl. Abschnitt 2.4) ausgewiesenen Zeiternten (Grünschnitte) sowie die regelmäßigen Probenahmen zur TM-Gehaltsbestimmung erfolgten in den Randparzellen, so dass die Kernparzellen für die Haupternte nicht beeinflusst wurden. Am Standort Güterfelde wird seit 2005 innerhalb des Fruchtfolgeversuchs die Optimierung des Erntezeitpunktes im Satellitenprojekt Erntezeitpunkt/Vegetationszeitausnutzung zusätzlich betrachtet. Mit dem Ziel, maximale Methanerträge zu erreichen, wurden die einzelnen Fruchtarten abhängig vom Entwicklungsstadium, dem TM-Gehalt sowie der Witterungssituation zu zwei verschiedenen Terminen geerntet. Neben dem im Projekt üb-lichen Standardtermin erfolgte eine um etwa 7-14 Tage vorgezogene Ernte (vgl. Anhang 5; Abschnitt 3.2.4.2). Der Grund für die Prüfung eines vorverlegten Erntetermins waren die nach dem Kenntnisstand aus der Literatur6 zu erwartenden höheren spezifischen Methangasausbeuten. Des Weiteren wurden ab 2009 zwei Versuche zur Vegetationszeitausnutzung von drei Maissorten unterschiedlicher Reifegruppen in Abhängigkeit des Aussaat- und Erntetermins (drei Aussaattermine bei reifegerechter bzw. bei sorteneinheitlicher Ernte) durchgeführt sowie die Wirkungen auf die Nachfrucht Winterroggen (Kornnutzung) untersucht (Versuchsbeschreibung – Anhang 11; Ergebnisse - Abschnitt 3.2.4.3).

2.4 DATENERHEBUNG

In den Fruchtfolgen sind die Prüfmerkmale bzw. Untersuchungen lt. dem abgestimmten Material- und Methodenbuch zur Auswertung in den einzelnen Teilprojekten erhoben und durchgeführt worden (vgl. Übersicht 1 und www.eva-verbund.de ).

Übersicht 1: Untersuchungen / Prüfmerkmale

� Standort

� Witterung

� Bodenuntersuchungen Nmin, Smin, P, K, Mg Bodentiefen: 0-30 cm, 30-60 cm, 60-90 cm Zeitpunkte: Vegetationsbeginn, Ernte, Vegetations-ende

� Bestandesmerkmale Aufgang Bestandesdichte Bodenbedeckung Bestandeshöhe Unkrautbesatz Lagerneigung, Mängelbonituren, Krankheiten und Schädlinge Bodenbeschattung

� Abiotische Folgewirkungen Zeiternten TM-Ertrag und N-Gehalte der Grünschnitte; Nmin und Bodenwassergehalt auf Flächen der Grünschnitte

� Analyse Erntegut Erträge Elementaranalyse (CNPS) Rohasche Gesamtzucker/Stärke NfE Rohfaser Rohprotein Rohfett Trockensubstanz ADF, NDF, ADL Mineral-, Mikronährstoffe Silierversuche und Biogas-Gärtests im ATB Bornim Für das Erntegut - Korn zusätzlich:

- TKM, - Hektolitergewicht

� Ökonomische Bewertung (für den Projektpartner: Universität Gießen) Arbeitsgänge und Betriebsmittel Fruchtarten und Fruchtfolgen

6 z. B. HEIERMANN & PLÖCHL 2004; LINKE 2004; ANONYMUS 2005


6

Die Rohnährstoffe (Weender Futtermittelanalyse – Berechnung Biogasausbeute) und Makronährstoffe N, P, K und Mg wurden nasschemisch im Labor des Landeskontroll-verbands Brandenburg e.V. analysiert (2009-2012: n = 870 Proben). Mit den ermittelten Entzügen an Makronährstoffen wurde die Nährstoffbilanzierung7 für die Fruchtarten eines Erntejahres (Jahresbilanz) und der Fruchtfolgen vorgenommen. Im Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim (ATB) e.V. (vgl. Teilprojekt 4: „Ermitt-lung des Einflusses der Pflanzenart und der Silierung auf Substratqualität und Biogasaus-beute“) wurden an ausgewählten Pflanzenproben der am Teilprojekt 1 beteiligten Partner die Siliereignung bestimmt und Gärtests vorgenommen (Güterfelde 2009-2012, n = 189)8. Aus Kosten- und Zeitgründen sind Gärtests unter Laborbedingungen in großen Serien kurzfristig nicht möglich. Daher wurde zunächst für die Projekte EVA 1 und EVA 2 die potenzielle Biogasausbeute nach BASERGA (1998)9 unter Verwendung der Mittelwerte der spezifischen Biogasausbeute und des Methangehaltes geschätzt. Für diese Kalkulation wurden die Verdaulichkeitsquotienten aus den DLG-Futterwerttabellen (ANONYMUS, 1997) und die im Projekt untersuchten Parameter der erweiterten Weender Futtermittelanalyse berücksichtigt. Da die Inhaltsstoffparameter am getrockneten Erntegut (keine Konservierungsverfahren wie Silierung bzw. Heubereitung) ermittelt wurden, fand die Futterwerttabelle 1 (Grünfutter) Verwendung. Des Weiteren konnten aufgrund der zunehmenden Anzahl an Batch-Gärtests der EVA-Projekte Richtwerte für Methanausbeuten ermittelt werden (vgl. „Biogasmatrix – ATB“ in HERRMANN & HEIERMANN & IDLER & PLOGSTIES, 2013). In Abschnitt 3.2.2 wird der Methanhektarertrag beider Methoden dargestellt und verglichen. Für das Teilprojekt 2 „Ökologische Folgewirkungen des Energiepflanzenanbaus“ wurden 2009-2012 für das Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Müncheberg 2056 Bodenproben entnommen.

3 ERGEBNISSE - STANDORT GÜTERFELDE

3.1 ERTRAG UND TM-GEHALT – VERGLEICH DER FRUCHTARTE N

In den EVA-Fruchtfolgeversuchen wies Mais im Mittel der Jahre mit 151 dt TM/ha die höchsten Erträge vor Sorghum (b. x s.) (relativ 86) auf (Tab. 5). Bei den anderen geprüften Fruchtarten war das Ertragsniveau wesentlich geringer (relativ < 60 gegenüber Mais). Stark abweichende Jahreswitterungen mit Extremereignissen führten auf dem zur Vorsommer-trockenheit neigenden Diluvialstandort bei allen Pflanzenarten zu erheblichen Ertrags-schwankungen (z.B. Mais 85…192; Sorghum b. x s. 99…153; Wintergetreide 54…108 dt TM/ha). Diese extremen Schwankungen sind für die Rohstoffbereitstellung zu berücksichtigen und erfordern eine mehrjährige Bewertung der Fruchtarten und der Frucht-folgen (Risikoabschätzung – Arbeitsschwerpunkt EVA 3). In Jahren mit einer ausgeprägten Vorsommer-/Sommertrockenheit konnte Sorghum das Ertragsniveau von Mais erreichen (2010: 116 dt TM/ha) bzw. teilweise einen höheren Ertrag (2006: 99 vs. 85 dt TM/ha) erzielen. Wintergetreide ist dem Sommergetreide auf Grund der Ertragshöhe und -stabilität vorzuziehen. Der Einfluss der Witterung auf die Vegetations-entwicklung, den Ertrag und den TM-Gehalt wurde in den Zwischenberichten bzw. in dem Getreideganzpflanzen-Endbericht (EBEL & BARTHELMES, 2012a) detailliert aufgeführt (vgl. Abschnitt 2.2 und Anhang 2). In der Praxis wurden insbesondere bei ungünstigen Be-dingungen geringere Erträge erzielt (Anhang 6.1, ANONYMUS 2012, www.eva-verbund.de)10. Für Sorghum, Ganzpflanzengetreide, Mais und Ackerfutter können die Ergebnisse der Fruchtfolgeversuche mit weiteren mehrjährigen Versuchen am Standort Güterfelde11 bzw. anderer Standorte in Brandenburg verglichen werden (Anhang 6.1, Versuchsberichte unter: http://lelf.brandenburg.de/sixcms/detail.php/bb1.c.281755.de). 7 Die Vorgaben erfolgten durch Dr. WILLMS - ZALF Müncheberg (2008, 2013). 8 inklusive Mischsilagen – vereinbarungsgemäß mit dem ATB Potsdam-Bornim 9 in FRIEHE, WEILAND & SCHATTAUER 2010 „Leitfaden Biogas“ Broschüre der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.; Auflage 2010 10 Delphi-Umfrage innerhalb des EVA-Projekts (Universität Gießen / TLL Jena) 11 FNR-Projekte FKZ: 22006910, 22012908, 22016811


7

Tabelle 5: Ganzpflanzenerträge (dt TM/ha) der EVA Fruchtfolgeversuche, Standard-erntetermin Güterfelde, Gesamtzeitraum 2005 bis 201212

Ganzpflan-zenertrag Hauptfrüchte

Erntejahr

Anzahl TM-Ertrag TM-Gehalt

PG Jahre dt/ha relativ % alle Jahre

relativ %

direkt

Spanne Jahre dt/ha

Spanne PG x a dt/ha

Mittel %

Spanne %

Mais 2005/06/07/ 09/10/11/12 24 7 151 100 100 85…

192 74… 192 32

25… 36

Sorghum (b. x s.)

2005/06/07/ 09/10/11/12

7 7 130 86 86 99… 153

99… 153

29 25… 33

Winter- getreide

2006-2012 40 7 76 50 45…55

54… 108

41… 108

37 28… 56

Sommer- getreide

2005/06/ 09/10/11

24 5 55 37 39…43

22… 89

22… 89

43 36… 61

Luzernegras 2007/08/ 10/11/12

6 5 91 60 55 64… 114

41… 114

24 17… 28

Kleegras 2006 / 2007 2 2 64 42 46 46… 82

46… 82

19 17… 20

Sonnen- blumen

2005/06/ 09/10/11

5 5 80 53 58 55… 123

55… 123

27 15… 38

Topinambur-kraut

2005/06/07 5 3 80 53 55 50… 104

45… 104

28 23… 36

Hierbei wird auf vertiefende Untersuchungen zur Sortenwahl, aber auch auf verschiedene Bewirtschaftungsstrategien verwiesen. So ist z. B. für den Sorghumanbau die Sudangras-hybride (Sorghum bicolor * sudanense) Sorte Lussi (mehrjährig in den EVA-Fruchtfolgen angebaut) auf den sandigen Standorten Nordostdeutschlands immer noch in der Empfeh-lung (Ertrag, TM-Gehalt). Der Futterhirsetyp (Sorghum bicolor) erreicht mit einem Großteil der Sorten höhere Trockenmasseerträge, die Abreife gegenüber den Sudangrashybriden insbesondere der Sorte Lussi ist aber deutlich verzögert (MÄRTIN & BARTHELMES 2012). – Für die einzelnen Getreidearten wurden aus allen in Güterfelde seit 2005 durchgeführten Versuchen folgende durchschnittliche Ganzpflanzen-TM-Erträge ermittelt (Ergebnisse EVA und Getreideganzpflanzenprojekte; vgl. EBEL & BARTHELMES 2012a): Wintergerste: 75 dt TM/ha (Spanne aller Prüfglieder: 62…120; 2009-2011) Wintertriticale: 75 dt TM/ha (Spanne aller Prüfglieder: 36…118; 2006-2012) Winterroggen: 85 dt TM/ha (Spanne aller Prüfglieder: 59…115; 2007-2012) Sommergetreide: 55 dt TM/ha (Spanne aller Prüfglieder: 22…89; 2005/06; 09-11) Insgesamt wurde in den Jahren 2009-2012 das für die Transportwürdigkeit und die Silierung notwendige Optimum der TM-Gehalte (28-35/38%) besser eingehalten (Anhang 6; Tab. 5) als in den Jahren 2006 und 2008, die durch Trockenstress und raschen Anstieg der TM-Gehalte auf > 40-50% innerhalb von wenigen Tagen vor der Getreideernte gekennzeichnet waren. Im Mittel der Jahre konnte mit Mais der für die Silierung optimale TM-Gehaltsbereich von 28 bis 35 % am besten eingehalten werden (Abb. 1; Tab. 12). Sortenbedingt (Sorghum13, Sonnenblumen), witterungsbedingt (Winter- und Sommer-getreide)14 sowie aufgrund des Verfahrens (Grünschnittroggen15, Luzerne- bzw. Kleegras) weicht das Mittel der TM-Gehalte über die Jahre vom Optimum ab. Letztere Pflanzenarten sind vor der Silierung anzuwelken.

12 relativ % direkt: TM-Ertrag relativ im direkten Vergleich der entsprechenden Fruchtart und Mais im Mittel der identischen Erntejahre (vgl. Anhang 6.2), d. h. hier ist ein Quervergleich der anderen Fruchtarten (ohne Mais) nur eingeschränkt möglich; Spanne PG x a dt/ha: TM-Ertrag als Spanne der verschiedenen Prüfglieder und Jahre 13 vgl. BARTHELMES & MÄRTIN 2012 14 vgl. Endbericht Projekt Ganzpflanzengetreide 2008-11: EBEL & BARTHELMES 2012a 15 Grünschnittroggen – Ernte zum Zeitpunkt: Ende des Ährenschiebens (Ende April bis Mitte Mai), ca. 4 Wochen vor der Getreide-GP-Ernte bei TM-Gehalten von ca. 20-24 % (in Abb. 1 nicht enthalten)


8

Trockenmassegehalte (%)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Fruchtart

max. TM-Gehalt

durchschnittlicher TM-Gehalt

min. TM-Gehalt

Mai

s

Sor

ghum

b.xs

.

Wi.G

etre

ide

So.

Get

reid

e

Luze

rne-

gras

Son

nen-

blum

en

Top

inam

bur-

krau

t

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Fruchtart

max. TM-Gehaltmax. TM-Gehalt

durchschnittlicher TM-Gehaltdurchschnittlicher TM-Gehalt

min. TM-Gehaltmin. TM-Gehalt

Mai

s

Sor

ghum

b.xs

.

Wi.G

etre

ide

So.

Get

reid

e

Luze

rne-

gras

Son

nen-

blum

en

Top

inam

bur-

krau

t

Mai

s

Sor

ghum

b.xs

.

Wi.G

etre

ide

So.

Get

reid

e

Luze

rne-

gras

Son

nen-

blum

en

Top

inam

bur-

krau

t

Abbildung 1: Trockenmassegehalte (%) zur Ernte der Fruchtarten (Hauptfruchtstellung) für

die Ganzpflanzennutzung aus den EVA-Fruchtfolgen, Standarderntetermin Güterfelde, Mittelwerte 2005-2012 sowie Minimum- bzw. Maximumwerte differenter Jahre

Vor allem beim Ganzpflanzengetreide unterschied sich zwischen den Jahren das Abreifeverhalten. Die Ergebnisse weisen für Getreide mittlere TM-Gehaltszunahmen von 0,7 bis 1,0 % je Tag aus, maximal von bis zu 1,8 % (vgl. Abschnitt 3.2.4.2, Tab. 12). Darin liegt das Risiko, den optimalen TM-Bereich innerhalb weniger Tage zu überschreiten (Abb. 1). Hier ist die Witterung im Zeitraum Blüte und Kornfüllung entscheidend. Ein Zusammenhang zwischen den Entwicklungsstadien und dem TM-Gehalt kann besonders auf leichten und trockenen Böden nicht hergestellt werden (vgl. EBEL & BARTHELMES 2012a).

3.2 PFLANZENBAULICHE BEWERTUNG DER FRUCHTFOLGEN

3.2.1 TROCKENMASSEERTRAG – VERGLEICH DER FRUCHTFOLG EN

Der kumulierte Trockenmasseertrag für die Fruchtfolgerotation (Zeitraum von vier Jahren; vgl. Abb. 2 und 3) variierte in der Projektphase EVA 2 von 325 dt TM/ha (Getreide/Raps - Fruchtfolge 4) bis 521 dt TM/ha (Getreide/C4-Pflanzen - Fruchtfolge 6). Dabei lag das Ertragsmittel aller Fruchtfolgen mit 436 dt TM/ha deutlich höher (ca. um 20 %) als in der Projektphase EVA 1 (vgl. Tab. unter Abb. 3). Der Hauptgrund dürfte die Umstellung der Regionalfruchtfolgen sein (EBEL & BARTHELMES, 2009; vgl. Abschnitt 2.3). Als weitere Gründe dafür sind u. a. Erkenntnisfortschritte in der Sortenwahl wie aber auch in den Bewirtschaftungsstrategien (z. B. Sorghumanbau) zu benennen. Im Grundversuch wurde in den Fruchtfolgen 1 und 3 das Ertragsniveau der ersten beiden Anlagen (EVA 1) erreicht (Fruchtfolge 1 – Anlage 3) bzw. aufgrund des höheren Ertrages des letzten Fruchtfolgegliedes (Winterroggen Korn, vgl. Abschnitt 3.2.3) übertroffen. Dagegen schnitt Fruchtfolge 2 – Anlage 3 im Gesamtertrag u. a. durch den schwachen Wintertriticale-Kornertrag 2011 schlechter ab als in der ersten Rotation (Abb. 2). Hafer und Wintertriticale (Fruchtfolge 4, Anlage 3) erbrachten 2009/10 witterungsbedingt überdurchschnittliche Erträge. Allerdings konnte der schlecht etablierte Raps (lange Regenperiode zur Aussaat) verbunden mit Auswinterungsschäden nur sehr geringe Erträge


9

2011 erzielen, so dass mit dieser Folge ebenfalls nur das Niveau des ersten Projektzeitraums (Anlage 1) erreicht wurde16.

0

100

200

300

400

500

600

A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4

FF 1 FF 2 FF 3 FF 4 FF 5

Fruchtfolgen des Grundversuchs - Vergleich der Anlagen

GDGD

SZF

WZF

ZF

SZF WZFWZF

WZF

WZF

WZF

SZF

SZF GD

ZF ZF ZF

WZF

K

SKS

KS

WZF

ZF ZF ZF ZF

SZFSZF

SZF

KS

K

S

KS

GD

KS SZF

KS

K

S K

S

K

S

K

SK

S

K

S KS

K

SK

S

K

SK

S

K

S

K

S

K

SK

S

K

S

K

SK

S

K

S K

S

Trockenmasseertrag (dt/ha)

kumulativ vierjähriger Ertrag

FF1 FF2 FF3 FF4 FF5

EVA1 EVA2 EVA1 EVA2 EVA1 EVA2 EVA1 EVA2 EVA1 EVA2

dt TM/ha 420 474 425 422 413 457 309 325 287 328 relativ (%) 106 119 107 106 104 115 78 82 72 83 Rang 8 3 6 7 9 5 16 15 18 14

Abbildung 2: Kumulierter TM-Ertrag (dt TM/ha) der Fruchtfolgen des Grundversuchs (FF1

bis FF5), Güterfelde, Ernte zum Standarderntetermin (Korn: 100 % TM), alle Fruchtfolgeglieder der Rotation - Anlagen 1 bis 4 (A1, A2, A3, A4)17

Das Luzernegras (Anlage 3) blieb im 2. Hauptnutzungsjahr deutlich unter den Erwartungen und konnte die Erträge der ersten Rotation (Anlage 2) nicht erreichen. Mögliche Ursachen könnten hier u. a. der relativ schlechte Etablierungserfolg der Luzerne (Anlage 3 - Aussaat in die Deckfrucht Sommergerste in Kombination mit dem sehr trockenen April 2009) sein. Dagegen wies das Luzernegras in der Anlage 4 deutlich höhere Ertragsanteile an Luzerne auf, so dass mit 86 dt TM/ha ein doppelter Ertrag als in der Anlage 3 2011 ermittelt und 2012 108 dt TM/ha erreicht wurden. Auch bedingt durch höhere Kornerträge des letzten Fruchtfolgegliedes 2012 bzw. 2013 waren die Gesamterträge mit 328 dt TM/ha besser als in der ersten Projektphase (309 dt TM/ha). Allerdings sind aus Sicht der TM-Erträge die Fruchtfolgen 4 und 5 negativ zu bewerten (65 bis 75 % des Ertragsniveaus aller Fruchtfolgen), die in der zweiten Projektphase auch deutlich schlechter als die Regionalfruchtfolgen einzustufen sind (vgl. Abb. 3).

16 Fruchtfolgewechsel (FF4 und FF5) zwischen den Projektzeiträumen beachten; Fruchtfolge 5 Anlage 4 – nur ein Schnitt Luzernegras im Ansaatjahr 2010 17 ZF = Zweitfrucht; SZF = Sommerzwischenfrucht; WZF = Winterzwischenfrucht; GD = Grün-düngung; K = Kornertrag; S = Strohertrag; Anlagen 1 und 2 (EVA 1) und 3 und 4 (EVA 2); Relativer-trag und Rangfolge in Abhängigkeit des Gesamtmittels aller Fruchtfolgen (vgl. Abb. 3); vgl. Anhang 6 – dort Summe des Ganzpflanzenertrages je Fruchtfolge; vgl. Abschnitt 3.3 Vergleich Fruchtfolgen TM- und CH4-Ertrag sowie Deckungsbeitrag im Mittel von 4 Anbaujahren

MaisSommergerste

Ölrettich - GD

Wintertriticale

Sorghum b. x s.

WinterroggenKleegras Hafersortenmischungen

Sommerroggen

WintergerstePhacelia - GD

Einjähriges Weidelgras SZF

RapsSorghum b. x. b.

Luzernegras


10

GD

0

100

200

300

400

500

600

A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4

FF 6 FF 7 FF 8 FF 9

Fruchtfolgen des Regionalversuchs - Vergleich der Anlagen

GD

K

S

K+S SK

K

S

GDGD GD

GD

GD

SZF SZF

K

SSZF

SZFWZF

ZF

K+S

KnT

SZF KS

WZF

WZF

WZF

WZF

ZFWZF

ZF ZF

ZF

ZFK

S

K

S

K

S

K

S

KS

K

S

K

S

K

S

K

S

K

S

K

S

K

SK

S

K

S

K

S

K

S

K+S K+SK+S

Trockenmasseertrag (dt/ha)

kumulativ vierjähriger Ertrag

FF6 FF7 FF8 FF9 Mittel 1-9 EVA

1 EVA

2 EVA

1 EVA

2 EVA

1 EVA

2 EVA

1 EVA

2 EVA

1 EVA

2 Bezug

1+2 dt TM/ha 339 521 331 411 302 474 405 509 359 436 397 relativ (%) 85 131 83 103 76 119 102 128 90 110 100 Rang 12 1 13 10 17 4 11 2

Abbildung 3: Kumulierter TM-Ertrag (dt TM/ha) der Fruchtfolgen des Regionalversuchs

(FF6 bis FF9), Güterfelde, Ernte zum Standarderntetermin (Korn: 100 % TM), alle Fruchtfolgeglieder der Rotation - Anlagen 1 bis 4 (A1, A2, A3, A4)17

Mit 538 dt TM/ha erzielte die Fruchtfolge 9 (Mais GP/Winterroggen GP/ Winterroggen WZF/ Sorghum b. x s. GP/ Winterroggen Korn) die höchsten Erträge im Zeitraum 2009 bis 2012 (Anlage 3). Im Zeitraum 2010 bis 2013 (Anlage 4) war dagegen die Fruchtfolge 6 (Winterroggen GP/Senf GD/Körnermais/Sorghum b. x s. GP/Winterroggen Korn) mit 567 dt TM/ha die ertragsstärkste Anbaufolge18. Im Mittel beider Anlagen EVA 2 sind diese Frucht-folgen die besten im Ertragsvergleich, weisen aber zwischen den Anlagen (= Anbaujahre) stärkere Ertragsschwankungen auf. Fruchtfolge 8 (Sorghum bicolor/Winterroggen Korn/ Mais GP/Winterroggen Korn) konnte mit 474 dt TM/ha das Ertragsniveau der Fruchtfolgen 1 und 3 erzielen. Fruchtfolge 7 (Sonnenblumen GP/Erbsen Korn/Winterroggen WZF/Mais GP/ Winterroggen Korn) erbrachte mit der biomassebetonten Sonnenblumensorte nur in der Anlage 3 ähnliche Ergebnisse. Diese Fruchtfolge schnitt in der Anlage 4 mit 372 dt TM/ha schwächer ab. Der Durchschnittsertrag je Anbaujahr wird im Abschnitt 3.3 zusammen mit den Methanhektarerträgen und den Deckungsbeiträgen dargestellt. Für die Planung der Substratbereitstellung für Biogasanlagen ist der durchschnittliche Ganzpflanzen-TM-Jahresertrag von Interesse (Tab. 6 und 7 – hier in Abhängigkeit von der Anzahl der Jahre mit Ganzpflanzenertrag). Im Mittel der Fruchtfolgen werden 105 dt TM/ha und Jahr bzw. 82 dt TM/ha und Fruchtfolgeglied ausgewiesen (Tab. 7). Die in EVA 2 geprüften Regionalfruchtfolgen sind überdurchschnittlich und schneiden in der Rangfolge mit den ersten drei Plätzen ab. Aus Sicht des TM-Ertrages je Jahr ist die Fruchtfolge 2 innerhalb des Grundversuchs als beste Fruchtfolge zu bewerten (Tab. 6). 18 vgl. Anhang 6: Einzelerträge aller Fruchtfolgeglieder und Gesamterträge der Rotationen – Anlagen 1 und 2 (EVA 1) sowie Anlagen 3 und 4 (EVA 2)

Erbsen

Sonnenblumen

Topinambur

Hafer-Erbsen-Leindotter-mischung

Sorhum b. x b.

Raps

Buchweizen - GDWinterroggenLupine

Mais

Ölrettich - GD

Senf - GD

Sommerroggen

WintertriticaleSorghum b. x s.


11

Tabelle 6: Ganzpflanzenertrag (GP-Ertrag) der Fruchtfolgen 1 bis 5 im Vergleich der Projektphasen EVA 1 und EVA 2 (jeweils Mittel beider Anlagen), Summe aller Fruchtarten mit GP-Ertrag, Mittel des GP-Ertrags für ein Jahr bzw. für ein Fruchtfolgeglied (FG) – abhängig von der jeweiligen Anzahl in der Fruchtfolge; Standarderntetermin Güterfelde

Ganzpflanzenertrag (ohne Fruchtarten zur Gründüngung)

FF1 FF2 FF3 FF4 FF5


Anzahl Jahre mit GP-Ertrag

3 3 2 2 3 3 3 2 2 3

Anzahl FG mit GP-Ertrag

4 4 3 3 5 5 3 2 2 4

Anzahl diff. Fruchtarten (GP) (GSR + WR =1)

4 4 3 3 5 5 2 2 2 2

Summe (dt TM/ha) 319 347 266 262 336 351 223 156 117 211 relativ (%) 123 134 103 101 130 136 86 60 45 82 Rang 5 3 9 10 4 2 11 17 18 13 Mittel/a (dt TM/ha) 106 116 133 131 112 117 74 78 58 70 relativ (%) 102 111 127 125 107 112 71 75 56 67 Rang 10 7 4 5 8 6 15 14 18 16 Mittel/FG (dtTM/ha) 80 87 89 87 67 70 74 78 58 60 relativ (%) 98 106 109 107 82 86 91 96 72 74 Rang 8 7 5 6 14 12 10 9 18 17 Tabelle 7: Ganzpflanzenertrag (GP-Ertrag) der Regionalfruchtfolgen 6 bis 9 im Vergleich

der Projektphasen EVA 1 und EVA 2 (jeweils Mittel beider Anlagen), Summe aller Fruchtarten mit GP-Ertrag, Mittel des GP-Ertrags für ein Jahr bzw. für ein Fruchtfolgeglied (FG) - abhängig von der jeweiligen Anzahl in der Fruchtfolge; Standarderntetermin Güterfelde

Ganzpflanzenertrag (ohne Fruchtarten zur Gründüngung)

FF6 FF7 FF8 FF9 Mittel FF 1-9

EVA 1

EVA 2

EVA 1

EVA 2

EVA 1

EVA 2

EVA 1

EVA 2

EVA 1

EVA 2

Bezug EVA 1+2

Anzahl Jahre mit GP-Ertrag

2 2 2 2 3 2 3 3

Anzahl FG mit GP-Ertrag 3 2 3 3 3 2 4 4

Anzahl diff. Fruchtarten (GP) (GSR + WR =1)

3 2 3 3 2 2 4 3

Summe (dt TM/ha) 198 219 199 275 202 287 289 400 239 279 259 relativ (%) 77 85 77 106 78 111 112 155 92 108 100 Rang 16 12 15 8 14 7 6 1 Mittel/a (dt TM/ha) 99 109 100 137 67 144 96 133 94 115 105 relativ (%) 95 105 95 131 64 137 92 127 90 110 100 Rang 12 9 11 2 17 1 13 3 Mittel/FG (dtTM/ha) 66 109 66 92 67 144 72 100 71 92 82 relativ (%) 81 134 82 112 83 176 88 123 87 113 100 Rang 16 2 15 4 13 1 11 3 Diese hier gezeigten Unterschiede im TM-Ertragsniveau der Fruchtfolgen werden mit den Ergebnissen zu den Gärqualitäten/Methangasausbeuten (Teilprojekt 4; Abschnitt 3.2.2), mit der ökonomischen (Teilprojekt 3; Abschnitt 3.3) und der ökologischen Datenanalyse


12

(Teilprojekt 2; Abschnitt 3.4) sowie weiteren pflanzenbaulichen Ergebnissen (Abschnitt 3.2.4) gemeinsam im Abschnitt 4 bewertet. Pflanzenbauliche Schlussfolgerungen: Mit der Umstellung der Regionalfruchtfolgen zur zweiten Projektphase konnten bisher deutlich höhere Erträge erzielt werden (Abb. 3). Fruchtfolgen mit Mais, Sorghum (Sudangras- und Futterhirsehybriden), Winterroggen und Wintertriticale (als Einsatzstoff für Biogasanlagen) kombiniert mit Zwischenfrüchten und dem Marktfruchtanbau (Winterroggen und Körner-Mais) überzeugten bisher am Standort. Die getesteten Arten zur Auflockerung der Fruchtfolgen (Sommergetreide, Topinambur, Artenmischungen aus Hafer/Erbse/Leindotter, Winterraps für die Biogassubstratnutzung) entsprachen in Ertrag bzw. Qualität nicht den Erwartungen.

3.2.2 METHANHEKTARERTRÄGE

Wie in Abschnitt 2.4 beschrieben, werden im Folgenden Methanerträge der Fruchtarten über den Rechenansatz (BASERGA 1998) bzw. der Laborbatchtests (HERRMANN & HEIERMANN & IDLER & PLOGSTIES 2013) verglichen (vgl. Tab. 8). Tabelle 8: Methanertrag (m³ CH4/ha) bezogen auf den Anteil der organischen Trocken-

masse der Pflanzenarten in den EVA Fruchtfolgeversuchen (Standardernte-termin Güterfelde 2005-2012); Hauptfrüchte außer Grünschnittroggen als Winterzwischenfrucht – vgl. Abschnitt 3.1, (PG = Prüfglieder)19

Methan-Ertrag

Erntejahr Anzahl CH4-Ertrag

errechnet Biogasmatrix Mittel Mittel Spanne Jahre Spanne PG*a

PG Jahre m³/ha rel.% m³/ha rel.% min max min max

Mais 2005/06/07/09/10/11/12

24 7 4322 100 4882 100 2611 6226 2377 6226

Sorghum (b.xs.)

2005/06/07/09/10/11/12

7 7 2996 69 3645 75 2797 4265 2797 4265

Winter-getreide 2006-2012 40 7 1898 44 2148 44 1526 2861 1265 3159

Sommer-getreide

2005/06/09/10/11

24 5 1396 32 1552 32 708 2339 649 2580

Grünschnitt-roggen

2006 bis 08 10/11/12

14 6 1354 31 1377 28 940 1631 832 1897

Luzerne-gras

2007/08/10/11/12

6 5 2273 53 2505 51 1735 3090 1121 3090

Kleegras 2006 / 2007 2 2 1660 38 1837 38 1329 2345 1329 2345

Sonnen-blumen

2005/06/09/10/11 5 5 2158 50 1802 37 1246 2777 1246 2777

Topinamburkraut

2005/06/07 5 3 1978 46 1699 35 1046 2250 939 2250

Der bisher im EVA-Projekt verwendete rechnerische Ansatz war aufgrund der Nachteile20 nur eine grobe Orientierung. Daher bestand die Forderung, diesen theoretischen Ansatz zu

19 Biogasmatrix: Grundlage Richtwerte der Biogas-/Methangasausbeute ermittelt aus den Batchtests im EVA-Teilprojekt 4 durch das Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (Basis Batchtests der Jahre 2005 bis 2011); Quelle: HERRMANN & HEIERMANN & IDLER & PLOGSTIES 2013 20 vgl. Endbericht EVA 1: EBEL & BARTHELMES, 2009: „Die Einschätzung der Substrate erfolgte nach der Futternutzung. Zum Teil sind die realen Erntetermine mit den Tabellenwerten (z. B. TM-Gehalt) nicht deckungsgleich - hier wurde der am nächsten liegende Wert angenommen. Für einige Fruchtarten mit Ganzpflanzensilage-Nutzung (z. B. Artengemisch aus Hafer, Erbsen und Leindotter; Topinamburkraut) sind keine Verdaulichkeitswerte verfügbar. Eine Schätzung für Topinamburkraut erfolgte mit den Werten der Fruchtart Sonnenblume.“


13

evaluieren. Allgemein werden mit den Batchtests höhere Methangasausbeuten (HERRMANN & HEIERMANN & IDLER & PLOGSTIES 2013) und somit –erträge ausgewiesen als bei dem theoretischen Ansatz (vgl. Tab. 8). Die Methanausbeuten variieren von 233…348 lN/kg oTM (HERRMANN & HEIERMANN & IDLER & PLOGSTIES 2013) und nehmen die Reihenfolge Grün-schnittroggen > Mais > Wintertriticale ≥ Winterroggen > Sorghum ≥ Luzernegras >> Topinamburkraut ein21. Tabelle 9: Methanertrag (m³ CH4/ha) bezogen auf den Anteil der organischen Trocken-

masse der Fruchtfolgen 1 bis 9 im Vergleich der Projektphasen EVA 1 und EVA 2 (jeweils Mittel beider Anlagen; Grundlage: Biogasmatrix), Summe aller Fruchtarten mit GP-Ertrag, Mittel des GP-Ertrags für ein Jahr bzw. für ein Fruchtfolgeglied (FG) - abhängig von der jeweiligen Anzahl in der Fruchtfolge; Standarderntetermin Güterfelde 2005-201222

CH4-Ertrag (ohne Fruchtarten zur Gründüngung)

FF1 FF2 FF3 FF4 FF5


Summe (m³/ha) 9803 10822 8142 8098 10416 10718 6042 4658 3533 5999 relativ (%) 129 142 107 106 137 141 79 61 46 79 Rang 5 2 8 9 4 3 12 16 18 13 Mittel/a (m³/ha) 3268 3607 4071 4049 3472 3573 2014 2329 1767 2000 relativ (%) 106 117 132 131 112 116 65 75 57 65 Rang 9 6 2 3 8 7 15 14 17 16 Mittel/FG (m³/ha) 2451 2706 2714 2699 2083 2144 2014 2329 1767 1714 relativ (%) 102 113 113 113 87 89 84 97 74 72 Rang 8 5 4 6 11 10 13 9 16 17 CH4-Ertrag (ohne Fruchtarten zur Gründüngung)

FF6 FF7 FF8 FF9 Mittel FF 1-9

EVA 1

EVA 2

EVA 1

EVA 2

EVA 1

EVA 2

EVA 1

EVA 2

EVA 1

EVA 2

Bezug EVA 1+2

Summe (m³/ha) 5690 6294 5566 7990 4381 8868 8163 12096 6860 8394 7627 relativ (%) 75 83 73 105 57 116 107 159 90 110 100 Rang 14 11 15 10 17 6 7 1 Mittel/a (m³/ha) 2845 3147 2783 3995 1460 4434 2721 4032 2711 3463 3087 relativ (%) 92 102 90 129 47 144 88 131 88 112 100 Rang 11 10 12 5 18 1 13 4 Mittel/FG (m³/ha) 1897 3147 1855 2663 1460 4434 2041 3024 2031 2762 2397 relativ (%) 79 131 77 111 61 185 85 126 85 115 100 Rang 14 2 15 7 18 1 12 3 Bedingt durch die TM-Erträge (Tab. 5) lagen im Mittel der Jahre die Methanerträge von Mais mit ca. 4880 m³/ha deutlich über denen der anderen Fruchtarten (Tab. 8). Innerhalb der Jahre schwankten diese in Abhängigkeit des TM-Ertrages von ca. 2611 m³/ha (im Jahr 2006) bis 6226 m³/ha (2007). Bei Sorghum (b. x s.) führten geringere TM-Erträge (Tab. 5) und Methangasausbeuten zu niedrigeren Methanerträgen von ca. 3645 m3 CH4/ha im Mittel der Jahre (relativ 75; = 2. Rang, vgl. Tab. 8). 2006 wies Sorghum b. x s. höhere TM-Erträge als Mais in den Fruchtfolgen am Standort Güterfelde auf (Tab. 5). In diesem Fall wurde mit dem rechnerischen Ansatz ein geringerer Methanhektarertrag als bei Mais ausgewiesen

21 Ganzpflanzennutzung; vgl. Inhaltstoffe und die daraus errechneten Ausbeuten nach BASERGA (1998) und Methanerträge - vgl. in EBEL & BARTHELMES (2012b) 22 jeweilige Anzahl Jahre mit GP-Ertrag und Fruchtfolgeglieder vgl. Tab. 6 und 7; vgl. Abschnitt 3.3 Vergleich Fruchtfolgen TM- und CH4-Ertrag sowie Deckungsbeitrag im Mittel von 4 Anbaujahren; Biogasmatrix: Grundlage Richtwerte der Biogas-/Methangasausbeute ermittelt aus den Batchtests im EVA-Teilprojekt 4 durch das Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (Basis Batchtests der Jahre 2005 bis 2011); Quelle: HERRMANN & HEIERMANN & IDLER & PLOGSTIES 2013


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(deutlich schlechtere Ausbeute der Sudangrashybride). Mit einer objektiveren Bewertung der Ausbeute bei der Fruchtart Sorghum (Biogasmatrix) ist für 2006 das Gegenteil festzustellen (vgl. Tab. 8, Spanne Jahre erste Zahl). Trotz geringerer Ausbeuten führten höhere Ganz-pflanzen-TM-Erträge bei Winterroggen auch zu höheren CH4-Hektarerträgen gegenüber der Wintertriticale (2340 zu 2110 m³/ha). Im Folgenden ist mit weiteren Ergebnissen der Batch-Tests die Biogasmatrix quantitativ und qualitativ zu verdichten, um noch nicht getestete Fruchtarten und Anbauoptionen mit aufzuführen bzw. bestehende Unsicherheiten in der Bewertung (z. B. Sonnenblumen) zu klären. Letzteres erfordert eine getrennte Betrachtung des Sortentyps (biomassebetont – Anbau in Güterfelde im Projekt EVA 2 versus körnerbetonter Typ – Anbau im Projekt EVA 1). Im Mittel der Fruchtfolgen werden ca. 3100 m³ CH4/ha und Jahr bzw. 2400 m³ CH4/ha und Fruchtfolgeglied ausgewiesen (Tab. 9). Die in EVA 2 geprüften Regionalfruchtfolgen (50 % C4-Pflanzen-GP / 50 % Winterroggen-Korn - FF 8 bzw. 40 % C4-Pflanzen-GP / 40 % Winterroggen-GP / 20 % Winterroggen-Korn – FF 9) sind hier überdurchschnittlich und schneiden in der Rangfolge mit den ersten Plätzen ab (> 4000 m³ CH4/ha * a). Innerhalb des Grundversuchs ist die Fruchtfolge 2 (40 % C4-Pflanzen / 20 % Grünschnittroggen / 40 % Getreide-Korn) aus Sicht des Methanhektarertrages je Jahr als beste Fruchtfolge zu bewerten (Tab. 9). Dagegen schnitt die 3jährige Topinamburkrautnutzung mit < 1500 m³ CH4/ha * a als schlechteste der geprüften Varianten ab. Aus ökonomischer und ökologischer Sicht ist nicht unbedingt die Gesamtsumme des Methanhektarertrages einer Fruchtfolge entscheidend (Tab. 9)23, da z. B. bei hohen Marktfruchtpreisen Winterroggen für die Körnerproduktion rentabler als Mais sein kann (vgl. Abschnitte 3.2.4; 3.3; 4).

3.2.3 GETREIDEKORN- UND STROHERTRÄGE DES LETZTEN FRUCHTFOLGEGLIEDES

Winterroggen als abschließendes Fruchtfolgeglied wies einen durchschnittlichen Kornertrag von 69 dt/ha auf (Mittel Jahre und Fruchtfolgen, Tab. 10). Die signifikanten Jahres-unterschiede im Kornertrag von 55 dt/ha (2008 = mittlerer Praxisertrag Hybridroggen im Brandenburger Landbaugebiet III) bis 84 dt/ha (2013) sind vor allem witterungsbedingt und wurden außerdem durch die Sortenwahl (Ernte 2012 und 2013 Sorte Brasetto; Ernte 2008 und 2009 Sorte Visello) und unterschiedliche Bodenbearbeitungsverfahren (2008/09 pfluglos, 2012/13 gepflügt) beeinflusst. Aufgrund günstiger Niederschlagsverteilung in den Jahren 2009, 2012 und 2013 wurde z. B. eine höhere Tausendkornmasse (40 zu 30 g) im Vergleich zu ausgeprägter Vorsommertrockenheit im Jahr 2008 ermittelt. Fehlender Trockenstress während der Kornfüllungsphase dürfte auch eine der Ursachen für die im Vergleich zu 2008 geringere Varianz zwischen den Parzellenerträgen eines Prüfglieds sein (2009, 2013 s % < 10; 2008 z. T. s % 15-25). 2012 und 2013 lag der Kornertrag in der Fruchtfolge 5 nach der Vorfrucht Luzernegras im Durchschnitt (Tab. 10). Mit einer Roundup-Behandlung und generellem Pflugeinsatz (Anlagen 3 und 4) konnte hier der Winterroggen besser etabliert werden als für die Erntejahre 2008 bzw. 200924. In drei von vier Jahren bewirkte die Vorfrucht Einjähriges Weidelgras (als Sommerzwischen-frucht) offenbar negative Kornertragseffekte im letzten Fruchtfolgeglied Winterroggen (Mittel = 63 dt/ha; FF 3). Überdurchschnittliche Kornerträge konnten nach der Anbaufolge Hafer

23 > 10.000 m³ CH4/ha Fruchtfolgen 1; 3 und 9 mit 4 bis 5 Fruchtfolgegliedern – gegenüber 6.300 m³ CH4/ha Fruchtfolge 6 bzw. 8900 m³ CH4/ha Fruchtfolge 8 (EVA 2) mit 2 Fruchtfolgegliedern 24 Zum Kornertrag 2009 in der Fruchtfolge 4: Der nach der Vorfrucht Luzernegras signifikant geringere Kornertrag in der Fruchtfolge 4 (relativ 90 zum Mittel – Tab. 10) wurde maßgeblich durch einen erheblichen Luzernegrasdurchwuchs (Deckungsgrad Luzerne 25-30 %, Weidelgras vereinzelt in Parzellen bis 20 %) verursacht, der trotz eines zusätzlichen Herbizideinsatzes bei pflugloser Roggenbestellung nicht verhindert werden konnte. Die Folge war eine starke Verunreinigung des Erntegutes bei Feuchtegehalten bis zu 33 % gegenüber 12-14 % Kornfeuchte in den anderen Fruchtfolgen. Erhöhter Trocknungs- und Reinigungsaufwand war für das Erreichen der Lagerfähigkeit notwendig. Auch aus Gründen von Wildschäden (Lager) wäre in der Praxis eine Ganzpflanzennutzung derartiger Bestände geeigneter gewesen.


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(GP)/Wintertriticale (GP)/Winterraps (Korn) erzielt werden (Mittel = 73 dt/ha). Auch die Vor-früchte Grünschnittroggen (GP) und Sudangrashybride (GP) wirkten sich im Mittel von 4 Jahren begünstigend auf die Leistung des letzten Fruchtfolgegliedes aus (74 dt Korn/ha). Tabelle 10: Kornerträge des letzten Fruchtfolgegliedes Winterroggen der EVA Frucht-

folgeversuche (dt/ha bei einem TM-Gehalt von 86 %), Vergleich der Anlagen 1 (2008), 2 (2009), 3 (2012) und 4 (2013), Standarderntetermin Güterfelde, signifikante Unterschiede zwischen den Fruchtfolgen durch differente kleine bzw. zwischen den Jahren durch große Buchstaben gekennzeichnet25

Frucht-folge

Korn 2008 Korn 2009 Korn 2012 Korn 2013 Mittel Kornertrag

dt/ha dt/ha dt/ha dt/ha dt/ha relativ

% 1 48 ab 65 bd 69 ab 81 a 66 a 95 2 52 ab 58 a 69 ab 82 a 65 a 95 3 43 b 61 ad 63 b 85 ab 63 a 92 4 50 ab 57 a 76 ac 89 b 73 b 105 5 57 ad 68 b 74 ac 82 a 66 a 96 6 55 a 66 bd 77 ac 88 bc 72 b 104 7 51 ab 59 a 76 ac 82 a 67 a 97 8 65 cd 71 b 80 c 84 ac 75 b 109 9 72 c 67 b 76 ac 81 a 74 b 108

Mittel 55 A 64 B 73 C 84 D 69 3,51 100 GD α=5% 9,88 5,57 10,16 5,43 4,26

Im Mittel aller Fruchtfolgen und Jahre lag der erntbare Strohertrag bei 46 dt/ha (Tab. 11). Die signifikant geringeren Stroherträge 2009 können u. a. aufgrund des Wassermangels in der Phase der Bestockung bzw. des Längenwachstums im April begründet sein (vgl. Anhang 2, Klimatische Wasserbilanz mit -114 mm stark negativ gegenüber den anderen Jahren mit einer KWB von -7…-52 mm). Die Stroherträge waren nach den Vorfrüchten Raps und Luzernegras (Fruchtfolgen 4 und 5) signifikant höher als in den Anbausystemen mit Stoppelsaaten (Sommerzwischenfrüchten) als Vorfrüchte (Fruchtfolgen 1 und 3). Die zeitgleiche Winterroggenaussaat führte zu einheitlicheren Bestandeshöhen vor der Ernte (2009: 100…110 cm; 2012: 120…132 cm; 2013: 120 cm) in den Fruchtfolgen26. Dagegen wirkte sich die um 14 Tage spätere Roggenaussaat (Fruchtfolgen 1; 6 und 7) auf eine ver-zögerte Bestandesentwicklung mit geringeren Bestandeshöhen (100…110 zu 120…125 cm) aus, die mit verminderten Stroherträgen 2008 in diesen Fruchtfolgen korrelierte (Tab. 11). Einflüsse der Saatzeit auf den Winterroggen-Korn- und Strohertrag konnten in dem Vegetationszeitausnutzungsversuch auch monetär bewertet werden (vgl. Abschnitte 2.3 und 3.2.4). Im Mittel aller Fruchtfolgen und Jahre lag das Korn- : Strohverhältnis bei 1 : 0,66 und war damit geringer als der für Brandenburg ausgewiesene Wert für Winterroggen von 0,8 (ANONYMUS 2008). Allerdings wird hier auf die Problematik unterschiedlicher Methoden der Strohprobennahme hingewiesen (EBEL, BARTHELMES & ZIMMER 2013; ZIMMER et al. 2013; WEISER & ZORN 2013). Tendenziell sind kaum fruchtfolgebedingte Unterschiede in der Krankheitsausprägung beim letzten Fruchtfolgeglied Winterroggen festzustellen. Zwischen den Jahren existierten Unterschiede beim Befall von Puccinia recondita (gering bis mittel ausgeprägt - 2008/2012; stark bis sehr stark ausgeprägt - 2009/2013). Nur 2013 bestanden offenbar Unterschiede zwischen den Fruchtfolgen – nach Luzernegras war der Braunrostbefall stärker ausgeprägt als in den anderen Fruchtfolgen (BSA-Note 8 vs. 6/7). 2013 wirkten sich intensivere Niederschläge und sehr warme Bedingungen in der dritten Junidekade begünstigend auf die

25 Fruchtfolgewechsel (FF4 und FF5) zwischen den Projektzeiträumen beachten (Abschnitt 2) 26 2009: Der maximale „Stroh“TM-Ertrag in der Fruchtfolge 4 war durch den Luzernegrasanteil (s. o.) bedingt, der den TM-Gehalt wesentlich herabsetzte.


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Befallsentwicklung aus, die aber aufgrund des späten Eintretens nicht als ertragsmindernd eingeschätzt wird. Tabelle 11: Stroherträge des letzten Fruchtfolgegliedes Winterroggen der EVA Frucht-

folgeversuche (dt/ha bei einem TM-Gehalt von 86 %), Vergleich der Anlagen 1 (2008), 2 (2009), 3 (2012) und 4 (2013), Standarderntetermin Güterfelde, signifikante Unterschiede zwischen den Fruchtfolgen durch differente kleine bzw. zwischen den Jahren durch große Buchstaben gekennzeichnet 27

Frucht-folge

erntbarer Strohertrag in dt/ha (bei 86 % TM)

2008 2009 2012 2013 Mittel relativ

% 1 37 a 37 ac 42 a 50 a 42 a 91 2 50 bc 34 a 43 ac 57 bc 46 b 101 3 38 ad 37 ac 42 a 56 ab 43 ad 94 4 44 bd 50 b 43 ac 58 bc 49 bc 107 5 53 c 40 c 45 ac 57 bc 49 c 107 6 39 ade 38 ac 47 bc 60 b 46 bd 100 7 37 ad 36 ac 43 ac 55 ab 43 a 94 8 46 be 39 c 49 b 54 ab 47 bc 103 9 55 c 39 c 44 ac 53 ac 48 bc 104

Mittel 44 B 39 A 44 B 56 C 46 2,57 100 GDα=5% 6,96 3,93 4,65 6,18 2,78

Befall mit Clavicepus purpurea (Mutterkorn) trat 2009, 2012 und 2013 gering ausgeprägt (BSA-Note 3) auf. Hier trat insbesondere bei Zwiewuchs Befall am Saatgut 2013 auf. Des Weiteren wurden laut der VO (EG) 1881/2006 die zulässigen Höchstgehalte für unver-arbeitetes Getreide von 100 µg ZEA/kg Korn mit < 25 µg ZEA/kg bzw. von 1250 µg DON/kg Korn mit <110…170 µg DON/kg Korn im für Fusarienentwicklung begünstigten Jahr 2013 unterschritten. Winterroggen als letztes Fruchtfolgeglied der fünf Standardfruchtfolgen wurde auf Halmbasis- (Pseudocercosporella herpotrichoides, Rhizoctoina ceralis, Halmbasis-Fusarium) und Wurzelpathogene (Ophiobulus graminis) untersucht28. 2008 war aufgrund der trockenen Witterung im Frühsommer der Infektionsdruck sehr gering. 2009 war eine Befallshäufigkeit von 80 % der entnommenen Pflanzen an Halmbasisfusarium für den Winterroggen am Standort Güterfelde ermittelt worden. Zwischen den Fruchtfolgen wurden keine signifikanten Unterschiede des Befalls an Halmbasiskrankheiten ausgewiesen. Die fünf Standardfruchtfolgen wurden aus phytopathologischer Sicht als unproblematisch (Wechsel Sommerung, Winterung bzw. Halm, Blattfrucht) eingeschätzt (ANONYMUS, 2008 und 2009).

3.2.4 WEITERFÜHRENDE PFLANZENBAULICHE ERGEBNISSE

3.2.4.1 ZWEIKULTURNUTZUNG

2011 erzielte die Zweikulturnutzung innerhalb der Fruchtfolgen in den Kombinationen Grünschnittroggen/Mais 177 dt TM/ha und Grünschnittroggen/Sorghum b. x s. 169 dt TM/ha ein höheres Ertragsniveau als der Hauptfruchtanbau (Mais: 166 dt TM/ha bzw. Sorghum b. x s.: 143 dt TM/ha - vgl. Anhang 6.3). Während 2010 eine ähnliche Tendenz auftrat, konnten z. T. in den anderen geprüften Jahren keine Ertragsvorteile im Zweitfruchtanbau (Erst- plus Zweitfrucht) gegenüber dem Hauptfruchtanbau erzielt werden (2006: Grünschnittroggen/ Sorghum b. x s.; 2007: Grünschnittroggen/Mais; 2012: Grünschnittroggen/Mais). Ob Haupt- oder Zweitfruchtanbau erfolgreicher sind, hängt vor allem von den aktuellen Niederschlags-

27 Fruchtfolgewechsel (FF4 und FF5) zwischen den Projektzeiträumen beachten (Abschnitt 2) 28 Die Untersuchungen zu den Halmbasis und Wurzelpathogenen sind für 2013 noch nicht abgeschlossen. vgl. Berichte Universität Rostock und Göttingen (ANONYMUS 2008; 2009)


17

und Temperaturverhältnissen in der Vegetationszeit ab (Wasserentzug der Winterzwischen-frucht, Jugendentwicklung, Trockenstress zur Blüte beim Mais, Kälteeinwirkung vor Ernte der Zweitfrüchte – vgl. Abschnitt 2, Abschnitt 3.2.4.2, Anhang 2). Bei höheren variablen Kosten (KORNATZ & REUSS, 2012), erbrachte im Mittel von fünf Jahren der Zweitfruchtanbau von Grünschnittroggen und nachfolgend Mais nur eine Ertragsgleichheit bzw. der von Grünschnittroggen und nachfolgend Sorghum b. x s. einen Mehrertrag von 20 % zum Hauptfruchtanbau (Abb. 2; Anhang 6.3).

Ganzpflanzen-TM-Ertrag (dt/ha) – Vergleich Haupt- und Zweitfruchtanbau

0

25

50

75

100

125

150

175

200

1 2 3 4

Mais Sorghum (s.xb.) Grünschnittroggen

147 148

128

154

1 % 20 %

0

25

50

75

100

125

150

175

200

1 2 3 4

Mais Sorghum (s.xb.) Grünschnittroggen

147 148

128

154

1 %1 % 20 %20 %

HF ZF HF ZFHF ZF HF ZF

Abbildung 2: TM-Ertrag (dt TM/ha) im Haupt- und Zweitfruchtanbau (Ertragssumme aus

Winterzwischenfrucht Grünschnittroggen und der Zweitfrucht) der Fruchtfolgen in Güterfelde (Standarderntetermin); fünfjähriges Mittel 2006/07 und 2010 bis 2012

Ökonomisch sind 40-45 dt TM/ha Mehrertrag notwendig, um den Mehraufwand des Zweitfruchtanbaus auszugleichen (REUSS & KORNATZ 2011). Das bedeutet, dass unter den gegebenen Ertragsrelationen mindestens 200 dt TM/ha Ertragssumme aus Zwischen- und Zweitfrucht erzielt werden müssen, um diesen ökonomischen Grenzbereich zu erreichen. Dafür sind die Einflussgrößen Erntezeitpunkt der Vorfrucht und Saattermin der Zweitfrucht mit entsprechender Sortenwahl entscheidend und weiterhin zu prüfen. Die auch im Zweitfruchtanbau mit TM-Gehalten von > 28 % sicher abreifende Sorghum b. x s. Sorte „Lussi“ (Fruchtfolgen EVA bzw. BARTHELMES & MÄRTIN 2012) weist hier in Abhängigkeit des Erntetermins von Grünschnittroggen (Ende Ährenschieben) Vorteile aus. So konnten 2012 Mehrerträge im Zweitfruchtanbau von 50 dt TM/ha (Grünschnittroggen + Sorghum b. x s. = 181 dt TM/ha gegenüber Sorghum b. x s. Hauptfrucht = 131 dt TM/ha) erreicht werden (Anhang 6.3). Für den Zweitfruchtanbau mit Mais wurde in den Fruchtfolgen eine frühe Sorte (Salgado S200) gewählt, die im 5jährigen Mittel mit 114 dt TM/ha ca. 78% des Ertrags der mittelfrühen Sorte im Hauptfruchtanbau (Ronaldinio S240) erbrachte (vgl. Anhang 6.3). Des Weiteren ist für die Sortenwahl, insbesondere beim Zweitfruchtanbau, die Einbindung in die Fruchtfolge entscheidend (Saattermin Nachfrucht – vgl. Abschnitt 3.2.4.3). So ist in der Gesamtbetrachtung neben der Ertragsfähigkeit der Sorten, die Abreife (Transportwürdigkeit) bzw. daraus bedingt eine mögliche Erntezeitverspätung, die zu Mindererträgen der Nachfrucht führen kann (vgl. Abschnitt 3.2.4.3), zu beachten. Der Sommerzwischenfruchtanbau von Sorghum nach Ganzpflanzengetreide ist nicht empfehlenswert (hohes Risiko einer ausreichenden Etablierung bei Trockenheit, ertragsunsicher, unzureichende TM-Gehalte zur Ernte). So keimte z. B. nach der Winter-gerstenganzpflanzenernte 2010 (14 Tage später als 2009) das Saatgut der Nachfrucht Sorghum b. x s. (Sommerzwischenfrucht) aufgrund der langen Trockenheit erst Ende Juli


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(Niederschlag - 5 Wochen nach Aussaat!). Die TM-Gehalte zur Ernte waren daher mit 20 % sehr niedrig (Anlage 4, Fruchtfolge 1 - Anhang 6). Die Zweikulturnutzung sollte aus Sicht der Ertragsleistung und Ökonomie den Standorten mit besserer Bodenbonität (AZ > 40) und sichererer Wasserverfügbarkeit vorbehalten bleiben. Folgt keine Winterung, sollte der Sommerzwischenfruchtanbau zur Gründüngung fruchtfolgebezogen in Wirtschaftlichkeitsüberlegungen einbezogen werden, da die Fruchtfolgen in der Regel einen hohen Anteil Humuszehrer aufweisen.

3.2.4.2 VERGLEICH ERNTETERMINE (VERSUCH ERNTEZEITPUNKT)

Die Untersuchungen des zusätzlichen Schwerpunktes „Erntezeitpunkt“ (vgl. Abschnitt 2.3) am Standort Güterfelde wiesen verschiedene Ertragszuwächse bei den Fruchtarten zwischen dem vorfristigen und dem Standarderntetermin auf (Tab. 12). Dieser fiel beim Luzernegras (2007) mit ca. 40 dt TM/ha am höchsten aus. Größere tägliche Ertrags-zunahmen (> 1,5 dt TM/ha) zeigten je nach Jahreswitterung Luzernegras (2007 und 2008), Kleegras (2007), Wintergetreide (2009-2011), Mais und Sorghum in Hauptfruchtstellung sowie Grünschnittroggen als Winterzwischenfrucht. Tabelle 12: Ertragszunahme je Tag; TM-Gehalt bei Standardernte bzw. TM-

Gehaltszunahme je Tag zwischen dem vorfristigen und dem Standardtermin, Fruchtfolgeversuch 2005 bis 2012, Güterfelde (vgl. Abschnitt 2.3)

Ganzpflan-zenertrag Hauptfrüchte

Erntejahr Anzahl

Ertragszu-nahme dt TM/d

TM-Gehalt % (Standardernte)

TM-Gehalts-zunahme %/d

PG Jahre Mittel Spanne Mittel Spanne Mittel Spanne

Mais 2005/06/07/ 09/10/11/12

24 7 1,3 0,4… 2,1

32 25… 36

0,6 0,2… 1,2

Sorghum (b.xs.)

2005/06/07/ 09/10/11/12

7 7 1,2 0… 2,1

29 25… 33

0,3 0… 0,4

Winter-getreide

2006-2012 40 7 1,4 0,5… 2,1

39 28… 56

0,7 0,1… 1,5

Sommer-getreide

2005/06/ 09/10

22 4 0,3 0… 1,0

43 36… 61

1,0 0… 1,8

Luzernegras 2007/08/ 10/11/12

6 5 1,7 (0)… 4,3 24

17… 28

0,1 0… 0,2

Kleegras 2006 / 2007 2 2 1,9 0,9… 2,9

19 17… 20

0,0 0… 0,2

Sonnen-blumen

2005/06/ 09/10

4 4 0,4 0… 1,6

27 15… 38

0,2 0… 0,6

Topinambur-kraut

2005/06/07 5 3 0,8 0,5… 1,0

28 23… 36

0,0 0… 0,3

Unter Einbeziehung der Ergebnisse von EVA 2 fallen allerdings die in der ersten Projektphase (EVA 1) beobachteten Tendenzen der fruchtartbezogenen Ertragszunahme nicht mehr so deutlich aus. Unterschiede zwischen den Jahren ergaben sich witterungsbedingt z. B. für Luzernegras mit 0 (2011)29 bis 4,3 dt TM-Ertragszunahme je Tag (2007); für Mais mit 0,4 (2010) bis 2,8 dt TM-Ertragszunahme je Tag (2011). Für Wintergetreide wurde 2009 und 2010 das Doppelte des täglichen Ertragszuwachses (feuchte Maiwitterung) im Vergleich zu den Vorjahren ermittelt. Sommergetreide und Sonnenblumen wiesen die geringsten Ertragszuwächse auf. So ist für Sommergetreide kaum mit relevanten Ertragszuwächsen im Zeitraum Milch- bis Teigreife zu rechnen. Hier sollte bedingt durch die rasante TM-Gehaltsentwicklung (in jedem Jahr beobachtet) eine rasche Ganzpflanzenernte vorgenommen werden (vgl. Abschnitt 3.1). Der Sonnenblumen-

29 Luzernegras 2011 keine Mehrerträge der 3-Schnittvariante (Standardtermin) gegenüber der 4-Schnittvariante (vorgezogener Termin – vgl. Abschnitt 2; Anhang 5)


19

bestand 2009 wies innerhalb eines Monats einen TM-Gehaltsanstieg von 20 auf 37 % auf. So wurde im Gegensatz zur ersten Projektperiode sowohl die obere Grenze des TM-Gehaltsoptimums (Tab. 12, Abb. 1) als auch das Doppelte des Rohfettgehaltes (181 g/kg TM in der Ganzpflanze – EBEL & BARTHELMES 2012b) erreicht. Im Zweitfruchtanbau war im direkten Vergleich beider Varianten 2011 bei einer 13 Tage späteren Ernte des Grünschnittroggens (= 21 dt TM/ha Mehrertrag, d. h. höherer Wasserverbrauch der Vorfrucht) die Jugendentwicklung von Sorghum stark benachteiligt gegenüber dem Bestand auf gleicher Fläche mit der früheren Grünschnittroggenernte (vgl. Bild Sorghum rechte und linke Seite30 – Sorghumaussaat einheitlich am 19.05.2011).

Bild: Sorghum Zweitfruchtanbau 2011 (einheitlicher Aussaattermin am 19.05.2011), nach Grünschnittroggen bei unterschiedlichen Ernteterminen; Güterfelde 21.06.2011

Eine Beeinträchtigung der Sorghumzweitfrucht nach späterer Vorfruchtnutzung wurde ebenso in den weiteren Entwicklungsstadien beobachtet, was offensichtlich den Ertrag beeinflusste. Erst mit den intensiveren Niederschlägen am 22.06.2011 ließen sich die Trockenstressauswirkungen nicht mehr bonitieren. Der Entwicklungsrückstand nach höherem Vorfruchtertrag (rechte Bildseite) stand im Gegensatz zu dem Bestand mit geringerem Vorfruchtertrag, der bei dem offenbar höheren Wasserangebot (linke Seite) trotz der Trockenheit Wachstumszunahme aufwies. Bei weiter anhaltender Trockenheit wäre eine stärkere Schädigung der Pflanzen (rechte Seite) zu vermuten. Ein höherer TM-Ertrag der Erstfrucht wirkte sich nicht zwangsläufig postiv auf den Jahresgesamtertrag aus. Des Weiteren bewirkte die schlechtere Jugendentwicklung auch Unsicherheiten bei der Bestimmung des optimalen Einsatztermins für die Herbizidbehandlung, was ein Grund für eine stärkere Verunkrautung des Zweitfruchtbestandes ist (Versuch 2011 Mais Zweitfrucht - Fruchtfolge 2: Deckungsgrad Unkraut z. T. >20 %). Mit den Erntezeitpunktversuchen am Standort Güterfelde lassen sich verbesserte Aussagen zum Zweitfruchtanbau auf trockenen diluvialen Standorten Nordostdeutschlands ableiten.

30 Wuchshöhe bei BBCH 30 (28.06.2011): 18 cm (Vorfruchtnutzung am 17.05.11) zu 29 cm (Vorfruchtnutzung 04.05.11) bei einheitlicher Aussaat Sorghum am 19.05.11

04.05.2011: 31 dt TM/ha 17.05.2011: 52 dt TM/ha

Ernte Grünschnittroggen (Vorfrucht)

130 dt TM/ha 115 dt TM/ha

Ernte Sorghum (b. x s.) am 23.09.2011

04.05.2011: 31 dt TM/ha 17.05.2011: 52 dt TM/ha

Ernte Grünschnittroggen (Vorfrucht)

130 dt TM/ha 115 dt TM/ha

Ernte Sorghum (b. x s.) am 23.09.2011


20

3.2.4.3 VEGETATIONSZEITAUSNUTZUNG

In Fruchtfolgen mit Energiepflanzen zur Biogassubstratproduktion kann eine Vornutzung (z.B. Grünschnittroggen als Winterzwischenfrucht) abweichende Saatzeiten für Mais bedingen. Interessant hierbei ist die Wechselwirkung zwischen Saattermin, Sorte, Erntezeitpunkt und deren Einfluss auf die Nachfrucht. Diesbezüglich wurden am Standort Güterfelde neben den Fruchtfolgeversuchen vertiefend zwei Versuche mit der auf diluvialen Standorten Brandenburgs typischen Anbaufolge Silo- bzw. Biogasmais / Winterroggen für die Marktfruchtnutzung im Zeitraum 2009-2012 durchgeführt. Es wurde sowohl der Einfluss der Saatzeit (n = 3) und der Maissorte (n = 3) auf die Nachfrucht bei einheitlicher Maisernte und optimalem Getreideaussaattermin (Versuch 1) als auch bei reifegerechter / sortenab-hängiger Maisernte und zeitversetztem Getreideaussaattermin (Versuch 2) geprüft (Versuchsbeschreibung Anhang 11). Folgend werden die dreijährigen Ergebnisse aus pflanzenbaulicher und ökonomischer Sicht (Berechnung Deckungsbeiträge: KORNATZ, DUNKEL & AURBACHER 2013 vgl. in EBEL, KORNATZ, DUNKEL, BARTHELMES & AURBACHER 2013) zusammengefasst. Durch noch stattfindenden Ertragszuwachs lagen bei einer reifegerechten Ernte die Maiserträge (im Mittel mit 158 dt TM/ha) und die Deckungsbeiträge höher als bei einem einheitlichen Erntetermin der Sorten (relativ 96; vgl. Tab. 14 und 13). Gleichzeitig konnte das TM-Gehaltsoptimum (28-35 %) bei den einzelnen Sorten besser eingehalten werden (Verbesserung der Transportwürdigkeit und Siliereigenschaften). Tabelle 13: Erträge und Deckungsbeiträge (DB – Berechnung KORNATZ, DUNKEL &

AURBACHER 2013 - vgl. Abschnitt 3.3) von Mais zu unterschiedlichen Saatzeiten bei einheitlicher Ernte der Maissorten und einheitlichem Aussaattermin (1. Oktoberdekade) der Nachfrucht Winterroggen für die Kornnutzung (WR); Mittel von drei Versuchsjahren (Zeitraum 2009-12) und drei Sorten (Spannen der Maissorten); Standort Güterfelde31

Versuch 1 (SZ = Saatzeit)

Ertrag Deckungsbeiträge Mais WR-Korn Mais WR-Korn ∑

TM dt/ha dt/ha

86% TM €/ha €/ha €/ha

SZ Mais (20.04.) 152 (139…162) 61 337 (281…371) 437 774 SZ Mais (20.05.) 161 (148…172) 63 380 (323…418) 461 841 SZ Mais (20.06.) 140 (123…153) 62 186 (109…242) 457 643

Versuch 151 62 301 452 Im Mittel aller Saatzeiten erbrachte bei reifegerechter Ernte die Maissorte der mittelspäten Reifegruppe (S280) Mehrerträge von 20 % gegenüber der Sorte der frühen Reifegruppe (S200), was sich ebenfalls deutlich in der ökonomischen Bewertung zeigt (vgl. Tab. 14). Maiserträge von Aussaaten bis Ende Mai müssen gegenüber der Saatzeit in der 3. April-dekade nicht zwangsläufig unterlegen sein (abhängig vom Verlauf der Jahreswitterung). Dieses gilt vornehmlich für den Vergleich des Hauptfruchtanbaus mit unterschiedlichen Saatzeiten ohne eine wasserzehrende Winterzwischenfrucht vor dem Mais (hier dargestellt). Bei Mais in Zweitfruchtstellung nach Grünschnittroggen ist mit Ertragseinbußen gegenüber dem Hauptfruchtanbau von ca. 12 bis 22 % zu rechnen (vgl. Abschnitt 3.2.4.1; Anhang 6.3). Bei späten Saatterminen ab Mitte Juni besteht ein hohes Risiko des Nicht-erreichens des TM-Gehaltsminimums von 28 % bei allen Reifegruppen, gekoppelt mit Ertragseinbußen von bis zu 45 (77) dt TM/ha und deutlich geringeren ökonomischen Leistungen (Tab. 14; vgl. Ergebnisse Einzeljahre in EBEL & BARTHELMES 2012b). Nach reifegerechter Ernte des Maises (späte Aussaat und/oder Sorten) führte eine Saat-zeitverspätung der Nachfrucht Winterroggen von 14 Tagen zu einem Minderkornertrag

31 ökonomische Berechnung von Kornatz, Dunkel & Aurbacher – vgl. Annahmen Abschnitt 3.3


21

von 20 % bzw. von ca. 40 % bei einer Saatzeitverspätung von > 4 Wochen (Ende Oktober) mit ebenfalls erheblichen Auswirkungen auf den Deckungsbeitrag (vgl. Tab. 14). Bei einheitlicher Aussaat der Nachfrucht Winterroggen beeinflussten die Saatzeitvarianten des Vorfruchtmaises (Versuch 1; vgl. Tab. 13) wie auch die Maissortenwahl (beide Versuche) nur im geringen Maße die Kornertragsergebnisse und somit die ökonomische Leistung der Nachfrucht Winterroggen. Tabelle 14: Erträge, Trockenmassegehalt und Deckungsbeiträge (DB – Berechnung

KORNATZ, DUNKEL & AURBACHER 2013 - vgl. Abschnitt 3.3) von Mais zu unterschiedlichen Saatzeiten und reifegerechter Ernte und dessen Einfluss auf die Nachfrucht Winterroggen für die Kornnutzung (WR); Mittel von drei Versuchsjahren (Zeitraum 2009-12) bzw. für TM Mais % Spanne der Jahre; Standort Güterfelde 31

Versuch 2

Ertrag / TM-Gehalt Deckungsbeiträge Mais WR-Korn Mais WR-Korn ∑

TM dt/ha

TM rel. TM % dt/ha

86%TM Korn rel.

€/ha €/ha €/ha

Saatzeit 1 (20.04./3. Septemberdekade) S200 140 89 31…34 74 288 621 909 S240 154 97 28…35 71 354 585 939 S280 177 112 29…33 72 482 592 1074 Mittel 157 99 32 72 122 375 599 974

Saatzeit 2 (20.05./1. Oktoberdekade) S200 154 97 31…36 61 356 442 798 S240 164 104 30…32 59 405 418 823 S280 192 122 31…32 57 581 384 965 Mittel 170 108 32 59 99 447 415 862

Saatzeit 3 (20.06./3. Oktoberdekade) S200 134 85 25…29 46 203 248 451 S240 154 97 25…31 47 310 263 573 S280 154 97 23…28 49 289 288 577 Mittel 147 93 27 47 79 267 267 534

Versuch 158 100 60 100 Empfehlungen für die Praxis Für die Fruchtfolgegestaltung im Frühjahr sind die Auswirkungen auf die Herbstaussaat zu beachten. Aus ökonomischer Sicht ist eine reifegerechte Maisernte und eine optimale Saatzeit für Winterroggen (unter den gegebenen Standortbedingungen 20. – 30.09.) als typische Maisnachfrucht auf den leichten bis mittleren Diluvialböden NO-Deutschlands anzustreben. Mittelfrühe und mittelspäte Maissorten bis ca. S 280 (ökonomisch vorzüglichste Variante) stehen in der Empfehlung für die Hauptfruchtaussaat. Auch bei späteren Saatterminen im Mai konnte in Hauptfruchtstellung ohne Vornutzung die mittelspäte Sorte ökonomisch überzeugen. Das Risiko einer geringeren ökonomischen Leistung für die Marktfrucht Winterroggen durch einen späteren Saattermin (1. Oktober-dekade), kann hier durch den Mais ausgeglichen werden. Dieses wird allerdings in Zweit-fruchtstellung nach Grünschnittroggen durch die dann geringeren Maiserträge (mittlerer Ertrag Praxis 80…100; Versuch 114…132 dt TM/ha) nur schwer zu egalisieren sein. Hier kann im günstigsten Fall mit einer Maissorte der frühen Reifegruppe der optimale Aussaattermin für die Nachfrucht Winterroggen eingehalten werden. Beim Anbau von mittelfrühen oder mittelspäten Sorten in Zweitfruchtstellung nimmt das Risiko einer verspäteten Wintergetreideaussaat zu. Wird Winterroggen verspätet gesät und Mais nicht als Hauptfrucht angebaut, kann bis zu 50 % der ökonomischen Leistungsfähigkeit eingebüßt werden. Der Erfolg des Fruchtwechsels Grünschnittroggen/Mais/Winterroggen ist nicht nur


22

witterungsabhängig, sondern wird auch von den betrieblichen Möglichkeiten beeinflusst, um die agrotechnisch günstigen Termine einzuhalten (z.B. Direktsaat). Mais oder eine schnell abreifende Sudangrashybride als „Sommerzwischenfrucht“ nach Ganzpflanzengetreide sind pflanzenbaulich sehr unsicher (Ertragseinbußen, unzureichende TM-Gehalte, Saatzeitver-spätungen der Nachfolgefrucht). Gegebenenfalls sollte nach Ganzpflanzengetreide eine Zwischenfrucht zur Gründüngung (z.B. Phacelia) folgen, so dass der optimale Winter-getreideaussaattermin eingehalten werden kann.

3.3 ÖKONOMISCHE BEWERTUNG DER FRUCHTFOLGEN

Die Fruchtarten und -folgen wurden von KORNATZ, AURBACHER & DUNKEL (2013) ökono-misch bewertet. Folgende einheitliche Annahmen gelten dabei als Voraussetzung: � Erträge:

- für Biogassubstrate Versuchserträge mit Lagerverlusten von 12 Masseprozent (vgl. Biogasmatrix HERRMANN & HEIERMANN & IDLER & PLOGSTIES 2013); - Kornertrag bei einer Restfeuchte von 9 % (Raps) bzw. 14,5 % (Getreide); - Wasserentzug von 8 % und Bröckelverlust von 10 % für das Anwelken der Ackerfuttergräser unterstellt;

� Arbeitserledigungskosten auf Grundlage der aktuellen KTBL-Daten zur Betriebs-planung und des Feldarbeitrechners

- standortangepasste, praxisübliche Arbeitsverfahren unterstellt, wie sie in den Versuchen des EVA-Projektes durchgeführt wurden, - für die Ernte der Ackerfuttergräser wurde einheitlich das Verfahren: Kreiselmähwerk, Wenden, Schwaden und Grassilieren angenommen; - Bewertung bei einer Mechanisierung von 120 kW, einer Schlaggröße von 10 ha, einer Hof-Feld Entfernung von 5 km und einem Dieselpreis von 1,33 €/l bewertet; - Lohnansatz beträgt 15 €/AKh; - Erntekosten und –verfahren nach KTBL-Daten;

� Preise: - Biogassubstratpreis: unterstellt Silagepreis von 33,50 €/t Silomais frei Silo, d.h. Methanpreis 0,33 €/m³; - Marktfruchtpreise als dreijähriges Mittel 2010 bis 2012 - Gärrestausbringung unterstellt: 4,20 €/t Gärrest, Anrechnung der Gärreste und Einsparung der Mineraldüngerapplikationsmengen.

� Deckungsbeitrag: wird hier als Differenz aus den von Anbausystem zu Anbausystem variierenden Leistungen (variable Leistungen) und den von Anbausystem zu Anbausystem variierenden Kosten (variable Kosten) betrachtet und wird pro Hektar Anbaufläche und pro Jahr berechnet (€/ha*a). Für den Vergleich der Fruchtfolgen als Anbausysteme wurden die variablen Kosten wie aber auch die variablen Leistungen für die einzelnen Fruchtfolgeglieder summiert und durch die Anzahl der Anbaujahre (n=4) dividiert. Fixkosten (z. B. auch Flächennutzungskosten) bleiben unberücksichtigt, da diese i. d. R. von der Anbaualternative unabhängig sind. Ausführliche Informationen zu den Methoden, den Ergebnissen im Standortvergleich bzw. die Gegenüberstellung mit reinen Marktfruchtfolgen sind dem Bericht des Projektpartners Universität Gießen – KORNATZ, AURBACHER & DUNKEL (2013) zu entnehmen. Im Folgenden werden die Ergebnisse für den Standort Güterfelde auszugsweise mitgeteilt. Durch die hohen Marktpreise für Winterroggen-Korn (18,29 €/dt) und vergleichsweise geringen Arbeitserledigungskosten (vgl. Anhang 7.1) wurden in den vergangenen Jahren die höchsten Deckungsbeiträge mit dieser Anbauoption vor Silo- bzw. Körnermais im Hauptfruchtanbau erzielt (Tab. 15). Positive Deckungsbeiträge wurden des Weiteren für den Silomais im Zweitfruchtanbau, der Wintertriticalemarktfrucht sowie der Ganzpflanzennutzung mit Winterroggen bzw. von Sorghum bicolor x sudanense im Durchschnitt der Jahre ermittelt. In Abhängigkeit des witterungsbedingten Ertragsniveaus variierten die Deckungs-


23

beiträge zwischen den Jahren innerhalb einer Fruchtart. So wies Mais im Trockenjahr 2006 auch negative Deckungsbeiträge aus. Im Ansaatjahr der Leguminosengrasgemenge besteht durch den fehlenden Erlös ein Negativsaldo. Das Luzernegras konnte in den Hauptnutzungsjahren bei 2-3 Schnitten einen positiven Deckungsbeitrag erzielen. Eine reduzierte Schnitthäufigkeit bei mittleren Erträgen wirkte sich deutlich günstiger als eine Vierschnittnutzung im ertragsreichen Jahr 2007 aus (Tab. 15). Tabelle 15: Deckungsbeiträge (€/ha) aller Fruchtarten der Fruchtfolgen im Mittel der Jahre

sowie minimaler bzw. maximaler Wert Standardtermin, Fruchtfolgeversuch 2005 - 2012, Güterfelde (vgl. Anhang 7.1); Quelle: KORNATZ & MÜLLER (2013)

Fruchtart Nutzung Frucht-folge-

stellung

Anzahl PG

Anzahl Jahre

Deckungsbeitrag in €/ha und Jahr

Mittel min max

Mais GPS HF 24 7 347 -63 610

Winterroggen Korn HF 50 6 458 254 730 Mais Korn HF 2 2 305 -5 615

Mais GPS ZF 6 5 159 8 343

Wintertriticale Korn HF 4 4 100 -72 247

Winterroggen GPS HF 6 5 60 -47 271 Sudangras (Sorghum b. x s.) GPS HF 6 6 12 -87 167 Luzernegras (Hauptnutzungsjahre) GPS HF 6 5 12 -85 129

Wintertriticale GPS HF 26 6 -2 -96 109 Wintergerste GPS HF 8 2 -52 -117 14 Futterhirse (Sorghum b. x b.) GPS HF 2 2 -63 -76 -51 Sudangras (Sorghum b. x s.) GPS ZF 8 6 -73 -497 101 Hafer Sortenmischung GPS HF 2 2 -73 -152 5 Kleegras GPS HF 2 2 -75 -135 -14

Winterraps Korn HF 4 4 -89 -182 74

Hafer GPS HF 2 2 -90 -134 -46 Sommerroggen GPS HF 12 2 -97 -129 -65

Erbsen Korn HF 4 4 -112 -227 -15

Ölrettich Gd SZF 10 2 -141 -142 -140 Senf Gd SZF 5 4 -143 -152 -134

Sommergerste GPS HF 2 2 -168 -191 -145 Artengemisch Erbse/Hafer/Leindotter GPS HF 2 2 -168 -241 -96

Phacelia Gd SZF 8 2 -185 -185 -185

Luzernegras GPS Ansaat 3 3 -202 -257 -169

Buchweizen Gd SZF 2 2 -206 -235 -176

Grünschnittroggen GPS WZF 14 6 -207 -319 -153

Futterhirse (Sorghum b. x b.) GPS SZF 12 2 -291 -400 -183 Sudangras (Sorghum b. x s.) GPS SZF 8 2 -303 -415 -190 Einjähriges Weidelgras GPS SZF 4 4 -330 -374 -283 Kleegras GPS Ansaat 1 1 -338 -338 -338 Winterraps GPS HF 2 2 -344 -374 -314 Sonnenblumen GPS HF 4 4 -368 -536 -161

Lupinen Korn HF 2 2 -387 -403 -370

Topinamburkraut Kraut HF 5 4 -741 -1423 -60

Wird für ein weiteres Hauptnutzungsjahr ein mittlerer Ertrag bei einer Dreischnittnutzung unterstellt wäre ein höherer Deckungsbeitrag für die Fruchtfolge zu erwarten (vgl. Tab. 16). Allerdings steht die Versuchsfestlegung in der Fruchtfolgerotation dem gegenüber. Topinambur für die Kraut- und Knollennutzung ist neben den schon benannten


24

pflanzenbaulichen Nachteilen auch aus ökonomischer Sicht als schlechteste Fruchtart zu bewerten (z. B. hohe Anlagekosten). Des Weiteren schneiden bisher Sonnenblumen für die Ganzpflanzennutzung und Lupine als Marktfrucht ökonomisch deutlich schlechter ab (ca. um 200 bis 250 %) als Mais und Getreide. Phacelia, Ölrettich, Senf und Buchweizen erbringen als Gründüngung ökonomisch keine Erlöse, werden aber in der Humusbilanz positiv bewertet (Abschnitt 3.4.2). Tabelle 16: Zusammenfassung der Ergebnisse Trockenmasseertrag (dt/ha), Methan-

ertrag (m³/ha), und Deckungsbeitrag (DB in €/ha) der Fruchtfolgen (FF) in der Summe der Fruchtfolge und im Mittel von 4 Jahren, Vergleich der Projekt-zeiträume EVA 2 (Mittel Anlage 3 und 4) mit EVA 1 (Mittel Anlage 1 und 2), Fruchtfolgeversuch 2005 bis 2013, Standarderntetermin Güterfelde (Erträge: vgl. Abschnitte 3.2.1 und 3.2.2; DB - Quelle: KORNATZ & MÜLLER (2013)32

GP Korn GD

834

2009-122010-13

Typisch Roggen 2FuH/WR-K/Mais/WR-K

50 50 0 25 474 118 8868 2217 1475 369

634

2009-122010-13

C4-Pfl./W.Roggen (GP+K)WR/Senf GD/Mais-K/SuG/WR-K

40 40 20 20(K) 521 130 6295 1574 1028 257

934

2009-122010-13

Typisch Roggen 3Mais/WR/GSR/SuG/WR-K

80 20 0 20 509 127 12096 3024 994 249

434

2009-122010-13

Getreide/Wi.RapsHafer/WT/Wi.Raps-K/WR-K

50 50 0 0 325 81 4658 1165 605 151

234

2009-122010-13

C4-Pfl./Getreide (K)SuG/GSR/Mais/WT-K/WR-K

60 40 0 20 422 106 8098 2025 468 117

212

2005-082006-09


60 40 0 20 425 106 8142 2035 370 92

134

2009-122010-13

C4-Pfl./Getreide (GP) WG/SuG/Mais/WT/Phacelia GD/WR-K

66 17 17 17 474 119 10822 2706 367 92

734

2009-122010-13

Biodiversität 2Sobl./Senf GD/Erbsen-K/GSR/Mais/WR-K

50 33 17 17 411 103 7990 1997 335 84

534

2009-122010-13

Getreide/LuzgrasSG/Luzernegras/Luzernegras/WR-K

75 25 0 0 328 82 6185 1546 289 72

334

2009-122010-13

C4-Pfl./Getreide (GP)Mais/GSR/SuG/WT/E.WG/WR-K

83 17 0 17 457 114 10718 2679 173 43

112

2005-082006-09

C4-Pfl./Getreide (GP)SR/ÖR (GD)/Mais/WT/SuG/WR-K

66 17 17 17 420 105 9803 2451 172 43

512

2005-082006-09


50 50 0 0 287 72 3533 883 144 36

412

2005-082006-09

Getreide/LuzgrasSR/Luzernegras/Luzernegras/WR-K

75 25 0 0 309 77 6043 1511 -194 -49

912

2005-082006-09

Biodiversität 3AM/Wi.Raps/BW GD/GSR/SuG/WR

66 17 17 0 405 101 8163 2041 -342 -86

612

2005-082006-09

Typisch Roggen 1SR/Senf GD/Lupine-K/WR/FuH/WR-K

50 33 17 0 339 85 5690 1423 -379 -95

312

2005-082006-09


83 17 0 17 413 103 10417 2604 -390 -98

712

2005-082006-09

Biodiversität 1Sobl./ÖR GD/Erbsen-K/WT/FuH/WR-K

50 33 17 0 331 83 5565 1391 -655 -164

812

2005-082006-09

Topinambur/W.RoggenTopi.kraut/Topi.kraut/Topi.kraut/WR-K

75 25 0 0 302 75 4550 1138 -1366 -341

∑ = 100%FF-Nr.

An-lage

Jahre Mittel 4 Jahre

∑ ∑Mittel 4 Jahre

DB (€/ha)Fruchtfolgen

TM-Ertrag (dt/ha)

CH4-Ertrag (m³/ha)

FF-Anteil in %

dav. Mais

∑Mittel 4 Jahre

Werden die Ergebnisse der Fruchtfolgen nach dem Deckungsbeitrag sortiert, ist tendenziell der Projektzeitraum EVA 2 mit generell positiven Deckungsbeiträgen wirtschaftlicher als der erste Zeitraum (Tab. 16). Allgemein wurde dieses durch höhere Erträge (vgl. Abschnitte 3.2) sowie das Erreichen des für die Transport- und Silierwürdigkeit optimalen TM-Gehaltes von 28-38 % u. a. durch ein verbessertes Sortenangebot (z. B. Sorghum bicolor x sudanense), des Weiteren durch verminderte Arbeitserledigungskosten bzw. z. T. geringere Betriebs-mittelkosten (z. B. Saatgutkosten) verursacht. Tendenziell traten höhere Methanerträge in Fruchtfolgen mit Mais als Biogassubstrat auf als in Fruchtfolgen ohne Mais (Anhang 6), was allerdings aufgrund der Marktfruchtpreise nicht unbedingt mit dem ökonomischen Ergebnis korrelieren muss. Die Regionalfruchtfolgen mit C4-Pflanzen und Winterroggen mit einem

32 dargestellt sind die Standardfruchtfolgen (Nr. 1-5) des Grundversuchs sowie die Regionalfruchtfolgen (Nr. 6-9) sortiert nach dem Deckungsbeitrag, mit der Kurzbezeichnung der Fruchtfolge bzw. den Fruchtartkürzeln (vgl. Anhang 7.2); hier dargestellt Versuchserträge; in Deckungsbeiträgen sind Abschläge Ertrag enthalten Quelle: KORNATZ & MÜLLER (2013)


25

Anteil von 40 bis 60 % (EVA 2, Güterfelde, Fruchtfolgen 8; 6; 9) wiesen Vorteile im Deckungsbeitrag auf. Ökonomisch ist die Fruchtfolge mit Sorghum bicolor (GP)/Winterrroggen-Korn/Mais (GP)/Winterroggen-Korn mit 369 €/ha*a als beste zu bewer-ten (Tab. 16). Die Fruchtfolge Mais (GP)/Winterroggen (GP)/Grünschnittroggen (GP)/ Sorghum b. x s. (GP)/Winterroggen-Korn (FF 9 – „Typisch Roggen 3“) hatte den höchsten Methanertrag mit ca. 3020 m³ CH4/ha*a bei einem Deckungsbeitrag von ca. 250 €/ha*a. Die C4-Pflanzen/Getreide-Fruchtfolge mit 40 % Marktfruchtanteil (Sorghum b. x s. (GP)/Grün-schnittroggen (GP)/Mais (GP)/Wintertriticale-Korn/Winterroggen-Korn) wies in beiden Pro-jektzeiträumen ähnlich durchschnittliche Methanerträge (ca. 2030 m³ CH4/ha*a) bei einem Deckungsbeitrag von ca. 105 €/ha*a auf und ist somit die beste Standardfruchtfolge (FF 2) am Standort Güterfelde über den Gesamtzeitraum. Die C4-Pflanzen/Getreide-Fruchtfolge mit 17 % Marktfruchtanteil (FF 3) ist eher negativ zu bewerten (Deckungsbeitrag EVA 2 = 43 €/ha*a; im Zeitraum EVA 1 = -98 €/ha*a). Das wird u. a. durch die Unwirtschaftlichkeit des Anbaus von Einjährigem Weidelgras (geforderte Fruchtart in der Standardfruchtfolge) verursacht (vgl. Tab. 16). Fazit: Ökonomisch lassen sich aus den Versuchsdaten eine Vorzüglichkeit der Fruchtarten: Mais und Winterroggen für die Ganzpflanzennutzung sowie Winterroggen-/-triticale Körner-nutzung und bedingt Sorghum b. x s. für das Landbaugebiet III des Landes Brandenburg ableiten. In der Projektphase EVA 2 konnten die C4-Pflanzen/Winterroggen Regionalfrucht-folgen überzeugen. Im Vergleich der Standardfruchtfolgen (4 Rotationen) schnitt die Frucht-folge 2: Sorghum b. x s. (GP)/Grünschnittroggen (GP)/Mais (GP)/Wintertriticale (Korn)/ Winterroggen (Korn) ökonomisch am günstigsten ab. Bei Fruchtfolgen mit Luzernegras ist bei einer reduzierten Schnitthäufigkeit (n = 3 je Jahr) und einer Ernte von drei Haupt-nutzungsjahren ein positiver Deckungsbeitrag zu erwarten. Durch weitere Versuche und Untersuchungen sind diese Ergebnisse zu validieren.

3.4 ÖKOLOGISCHE BEWERTUNG

3.4.1 NÄHRSTOFFGEHALTE, -ENTZÜGE UND -BILANZEN

Allgemein kann die Düngung nach durchschnittlichem Entzug je Jahr in ertragsschwachen Jahren zu Bilanzüberschüssen und in ertragsstarken Jahren zu Defiziten im Saldo führen33. Beide Situationen sind aus ökonomischer und ökologischer Sicht nach Möglichkeit zu vermeiden. Regelmäßige Bodennährstoffuntersuchungen und Pflanzenanalysen sind für die entzugsorientierte Düngung mit Zu- und Abschlägen je nach Gehaltsklasse notwendig (vgl. Anhang 10). Die Nährstoffjahresbilanz ist daher in Zusammenhang mit der Gehaltsklasse zu betrachten. So erfolgte in Güterfelde in der Fruchtfolge 9 aufgrund der Gehaltsklasse E keine P-Düngung in beiden Anlagen 2010 und 2011 (Abb. 5)34. Deshalb wird hier eine negative Jahresbilanz ausgewiesen. Ähnliches gilt für die K-Bilanzierung in der Fruchtfolge fünf 2009. Eine Interpretation der Bilanzen darf daher nur im Zusammenhang mit dem Versorgungszustand im Boden (Gehaltsklassen) vorgenommen werden (vgl. Anhang 10). Die insbesondere bei Mais hohen N-Entzüge bis ca. 190 kg N/ha wurden durch die ortsübliche Düngung nicht ausgeglichen, was sich in der Abb. 5 mit negativen Bilanzen darstellt. Wird allerdings der mineralische Bodenstickstoff im Frühjahr (10 bis 20 kg Nmin/ha) für die Düngung angerechnet (Anhang 10) relativieren sich die Bilanzen. Durch eine vermin-derte Ertragsbildung in Trockenjahren besteht zudem das Risiko unzureichender Entzüge, was wiederum zu höheren Nmin-Mengen im Boden zum Vegetationsende führen kann. In der Fruchtfolge 4 (Anlage 4: 2011 Wintertriticale) sind die Bilanzen wie im Vorjahr am aus-geglichensten (Abb. 5). In den Fruchtfolgen 5 (Luzernegras) und 7 (Erbsen) wurden

33 Die Entzüge vor allem bei Mais, Sorghum und Sonnenblumen hängen sehr stark von der witterungsbedingten Ertragsvariabilität ab (vgl. EBEL & BARTHELMES 2012a). 34 Fruchtfolge 9: Anlage 4 – Gehaltsklasse E; Anlage 3 – im oberen Bereich Gehaltsklasse D


26

entsprechend die Mengen der Stickstofffixierung für die N-Bilanz nach Anonymus 2008 berücksichtigt35.

Abbildung 5: Düngungsmengen (Positivwerte), Entzüge (Negativwerte) und Bilanz (kg/ha)

der Fruchtarten des Standarderntetermins Anlage 3 (links) und 4 (rechts), Fruchtfolgen 1-9, Güterfelde 2009 bis 2012/13; vgl. Anhang 9

35 N-Fixierung ermittelt nach Anonymus 2008: Richtwerte für die Untersuchung und Beratung sowie zur fachlichen Umsetzung der Düngeverordnung (Tab. 33; S. 52)


27

Für die Wintergetreideganzpflanzenproduktion sind N-Düngungsmengen von 100 bis max. 110 kg N/ha auf den diluvialen und zur Vorsommertrockenheit neigenden Standorten Nordostdeutschlands (Brandenburger Landbaugebiet III) ausreichend. Die frühere Ernte von Ganzpflanzengetreide im Vergleich zur Kornnutzung erfordert eine entsprechend angepasste N-Düngung. So wurde schon in EVA 1 Getreide mit 10 bis 20 kg N/ha geringeren N-Mengen als für die Körnerproduktion gedüngt. Die insgesamt hohen K-Bilanzen sind z. T. durch die erforderlichen Zuschläge (Gehalts-klasse B - Anhang 10, d.h. +45 kg K/ha) bzw. geringeren Jahreserträge begründet. Bei einer Zweikulturnutzung hängt die Nährstoffausnutzung noch stärker als beim Hauptfruchtanbau vom Etablierungserfolg und den Witterungsbedingungen in der Vegetationszeit der Zweit- bzw. Sommerzwischenfrucht ab. Bei den Zweikulturnutzungssystemen kann insofern ein höheres Risiko eines falschen Düngungsmanagements bestehen. Entsprechend der guten fachlichen Praxis sind bei der Düngung die Nmin-Gehalte, P-K-Mg-Gehaltsklassen (vgl. Anhang 10), Ernte- und Wurzelrückstände der Vorfrüchte (Vorfrucht-wirkung) sowie die Bodengüte (mögliche Kaliumverlagerung auf Sandböden) mit zu berücksichtigen. Bei der Wertung der Nährstoffbilanzen der Fruchtfolgen im Gesamtzeitraum (vgl. Anhang 9) gilt es die oben aufgeführten spezifischen Bedingungen zu beachten.

3.4.2 HUMUSBILANZIERUNG

Die Humusbilanz wurde durch den Projektpartner: ZALF Müncheberg (WILLMS, 2013) nach dem VDLUFA Standpunkt Humusbilanzierung (2004) berechnet. Folgende Annahmen gelten als Voraussetzung: � als Koeffizienten für die Fruchtarten werden für das Landbaugebiet III Brandenburgs die unteren Werte des VDLUFA-Standpunktes angenommen, � für einige Pflanzen (z. B. Sorghum) bzw. Verwertungsrichtungen (Getreide als Ganz-pflanze) liegen keine Koeffizienten vor – hier erfolgte die Ableitung „per Analogieschluss“ aus bekannten Fruchtarten (GLEMNITZ et al., 2013), � Vergleich Humusbilanzsaldo ohne Gärrestrückführung (Versuchsdurchführung) und Kalkulation der vollständigen Rückführung der Gärreste für die jeweilige Fruchtart, � Einrechnung Verluste vom Feld bis Biogasanlage in Höhe von 15 % (Silierverlust, Transportverluste, 15 % Ausbringungsverluste für Stickstoff), � Relation Methangehalte nach HERRMANN et al., 2013 (vgl. Abschnitt 3.2.2), � TM-Gehalt Gärrest auf Basis des TM-Gehaltes des Ausgangssubstrat, der organischen Trockenmasse und der Biogasausbeute theoretisch ermittelt Ausführlich sind die Annahmen in GLEMNITZ et al. (2013) beschrieben. Mit der Bilanzierung nach VDLUFA werden für das Luzerne- und das Kleegras die höchsten Humussalden (Anhang 8.1) ausgewiesen. Eine positive Bilanzierung ergibt sich weiterhin für die Fruchtarten mit Kornnutzung - unter der Voraussetzung Stroh bleibt im System, für Mischungen mit großkörnigen Leguminosen, für den Zwischenfruchtanbau bzw. auch das Einjährige Weidelgras für die Verwertung als Ganzpflanze. Die anderen Pflanzenarten für die Gärsubstratbereitstellung, ohne Ausbringung von Gärresten unterstellt, werden negativ bilanziert. Mit einer unterstellten Gärrestdüngung verbessern sich generell die Humussalden. Auch wenn eine Gärrestdüngung angenommen wird, ist Mais aus Sicht der Humusbilanz als schlechteste Fruchtart mit negativen Salden zu bewerten, gefolgt von Sommer- und Wintergetreide, Sorghum sowie Sonnenblumen für die Ganzpflanzennutzung (Anhang 8.1). Ziel ist es, dass die Humusbilanz über die Fruchtfolge einen ausgeglichenen Saldo aufweist. Als „optimal“ wird über die Fruchtfolge ein durchschnittlicher jährlicher Humusbilanzsaldo zwischen -75 bis +100 kg Humus-C/ha bewertet (GLEMNITZ et al. 2013). Humusbilanzen unter -200 (Saldengruppe A, sehr niedrig) und über +300 kg Humus-C/ha (Saldengruppe E, sehr hoch) im Mittel der Fruchtfolge sind zu vermeiden. Für die untersuchten Fruchtfolgen (Tab. 17) ergibt sich demnach nur für die Getreide/Luzerngras Fruchtfolge ein positiver Saldo bei dem Szenario ohne Gärrestrückführung. Diese liegen im Mittel der 4 Jahre über dem Optimalbereich. Dagegen kann nur mit einer Gärrestrückführung ein Großteil der


28

anderen Fruchtfolgen den „Optimalbereich“ (-75 bis 100 kg C/ha) des Humusbilanzsaldos erzielen (Tab. 17). So werden für fünf weitere Fruchtfolgen (Biodiversitätsfruchtfolgen, Getreide/Winterraps, C4-Pflanzen/Winterroggen) positive Salden ausgewiesen. Zusätzlich liegen Andere im erwähnten Bereich, allerdings mit Negativsalden. Als ungünstigste Frucht-folge wird die C4-Pflanzen/Getreide Fruchtfolge (FF 1, vgl. Tab. 17) mit den Ganzpflanzen als Humuszehrern Mais, Wintertriticale, Sorghum und nur einer Marktfrucht bewertet. Tabelle 17: Humusbilanzen nach VDLUFA-Standpunkt Humusbilanzierung – untere

Werte (2004) der Fruchtfolgen (FF) in der Summe der Fruchtfolge (kg C/ha) und im Mittel von 4 Jahren (kg C/ha*a), Vergleich der Projektzeiträume EVA 2 (Mittel Anlage 3 und 4) mit EVA 1 (Mittel Anlage 1 und 2), Fruchtfolgeversuch 2005 bis 2013, Standarderntetermin Güterfelde (Quelle: WILLMS, 2013)36

GP Korn GD

53

4

2009-12

2010-13


75 25 0 0 1150 287

41

2

2005-08

2006-09


75 25 0 0 1016 254

91

2

2005-08

2006-09


66 17 17 0 -444 -111 496 124

63

4

2009-12

2010-13


40 40 20 20(K) -194 -48 387 97

71

2

2005-08

2006-09


50 33 17 0 -642 -160 26 6

51

2

2005-08

2006-09


50 50 0 0 -224 -56 19 5

73

4

2009-12

2010-13


50 33 17 17 -725 -181 10 2

61

2

2005-08

2006-09


50 33 17 0 -514 -128 -18 -5

83

4

2009-12

2010-13


50 50 0 25 -845 -211 -78 -19

43

4

2009-12

2010-13


50 50 0 0 -390 -97 -86 -21

33

4

2009-12

2010-13


83 17 0 17 -1129 -282 -186 -46

93

4

2009-12

2010-13


80 20 0 20 -1233 -308 -187 -47

21

2

2005-08

2006-09


60 40 0 20 -984 -246 -219 -55

31

2

2005-08

2006-09


83 17 0 17 -1219 -305 -234 -58

23

4

2009-12

2010-13


60 40 0 20 -1009 -252 -241 -60

13

4

2009-12

2010-13


66 17 17 17 -1189 -297 -293 -73

11

2

2005-08

2006-09


66 17 17 17 -1275 -319 -466 -117

∑Mittel 4 Jahre

ohne Gärrest kg C/ha

mit Gärrest kg C/ha

∑Mittel 4 Jahre

Humussaldo untere Werte

FF-Nr.An-

lageJahre Fruchtfolgen

FF-Anteil in %

∑ = 100% dav. Mais

36 sortiert nach Humussaldo mit Gärrest - Mittel der 4 Jahre; vgl. Anhänge 8.2/8.3; Humbusbilanz-saldo Gruppe C: -75 bis + 100 kg Humus-C/ha (hier gelb unterlegt -75…0 – da negativ, grün unterlegt 0…100); Gruppe B: -75…-200 (rote Schrift dünn); Gruppe A: < -200 (rote Schrift fett ), Luzernegras ohne Gärrestrückführung – hier Bsp.FF über 4 Jahre in der Praxis ist längerer Zeitraum zu betrachten


29

Fazit: Aus Sicht der Humusreproduktion sind die Fruchtfolgen mit Pflanzen für die Gärsubstratbereitstellung (Humuszehrer) zu kombinieren mit mehrjährigen Leguminosen-Grasgemengen sowie dem Marktfruchtanbau, bei dem das Stroh für die Humusreproduktion im System verbleibt. Die Gärreste sind entsprechend auf den Flächen auszubringen. Der VDLUFA-Standpunkt „Humusbilanzierung“ und die dort enthaltenen Richtwerte werden gegenwärtig überarbeitet. So sind hier für Sorghum und Getreide-Ganzpflanzen die Werte des derzeitigen Bearbeitungsstandes verwendet worden. Diese sind jedoch vorläufig und noch nicht abschließend. Die Humusbilanzen der Fruchtfolgen sind daher ein Statusergebnis.

3.4.3 WASSERVERBRAUCH UND STICKSTOFFAUSTRAG

Im Teilprojekt Ökologische Bewertung (Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung – ZALF e.V.) wird der Wasser- und Stickstoffhaushalt mit Hilfe des Agrarökosystemmodells MONICA (NENDEL et al., 2011 – vgl. in GLEMNITZ et al., 2013) quantifiziert. Tabelle 18: Wasser- und Stickstoffhaushalt der Fruchtfolgen im Mittel der 4 Anbaujahre,

Vergleich der Projektzeiträume EVA 2 (Mittel Anlage 3 und 4) mit EVA 1 (Mittel Anlage 1 und 2), Fruchtfolgeversuch 2005 bis 2013, Standardernte-termin Güterfelde (Quelle: PRESCHER, 2013); rot = ungünstig, grün = günstig

Sicker-wasser

Wasser-verbrauch

GP Korn GD

11

2

2005-08

2006-09


66 17 17 17 144 399

13

4

2009-12

2010-13


66 17 17 17 165 379

21

2

2005-08

2006-09


60 40 0 20 156 367

23

4

2009-12

2010-13


60 40 0 20 135 346

31

2

2005-08

2006-09


83 17 0 17 149 380

33

4

2009-12

2010-13


83 17 0 17 120 368

41

2

2005-08

2006-09


75 25 0 0 145 385

53

4

2009-12

2010-13


75 25 0 0 141 344

51

2

2005-08

2006-09


50 50 0 0 159 382

43

4

2009-12

2010-13


50 50 0 0 151 351

61

2

2005-08

2006-09


50 33 17 0

63

4

2009-12

2010-13


40 40 20 20(K) 171 367

71

2

2005-08

2006-09


50 33 17 0

73

4

2009-12

2010-13


50 33 17 17

81

2

2005-08

2006-09


75 25 0 0

83

4

2009-12

2010-13


50 50 0 25 134 345

91

2

2005-08

2006-09


66 17 17 0

93

4

2009-12

2010-13


80 20 0 20 130 358

einzelne Fruchtarten in das Modell durch fehlende

Parameter nicht integrierbareinzelne Fruchtarten in das

Modell durch fehlende Parameter nicht integrierbar


Parameter nicht integrierbar

∑ = 100% dav. Mais

FF-Anteil in %FF-Nr.

An-lage

Jahre Fruchtfolgen(mm/a) (mm/a)






30

Teilergebnisse der Auswertungen (vgl. GLEMNITZ et al., 2013) werden hier exemplarisch für die Sickerwassermenge und dem Wasserverbrauch in den untersuchten Fruchtfolge-rotationen dargestellt (vgl. Tab. 18). Da Kennwerte einzelner bisher nicht betrachteter Fruchtarten fehlen, sind insbesondere biodiverse Fruchtfolgen derzeit nur begrenzt mit diesem Modell quantifizierbar. Jedoch wird angemerkt, dass bereits durch einen erhöhten Stichprobenumfang u. a. auch durch Ergebnisse der EVA-Fruchtfolgeversuche die Modellanpassung verbessert wurde. Mittel-fristig werden fehlende Fruchtarten bzw. Anbauoptionen durch weitere Primärergebnisse ergänzt. Eine Kurzbeschreibung des Modells, Methoden und Annahmen sowie Ergebnisse weiterer Parameter sind in GLEMNITZ et al. (2013) enthalten. Die Sickerwassermenge (mm/a) – als Wasser, das nicht mehr durch kapillaren Aufstieg oder durch Pflanzenwurzeln in Anspruch genommen werden kann37 – wird innerhalb des EVA-Projekts vereinfachend als die zur Verfügung stehende Menge der Grundwasserneubildung angenommen (GLEMNITZ et al., 2013). Hierzu wurden u. a. für die Kulturen eines Anbaujahres die täglichen Sickerwassermengen vom 01. November des Erntejahres bis zum 30.Juni des folgenden Jahres akkumuliert. Der Wasserverbrauch wurde aus der Transpiration der Fruchtart und der Evaporation des Bodens als „Verdunstung“ (aktuelle Evapotranspiration) zusammengefasst. Die Höhe der Nitratauswaschung wird über den Stickstoffgehalt des Sickerwassers ermittelt. Dabei werden die mit dem Sickerwasser verlagerten Nitratmengen adäquat des oben für das Sickerwasser erwähnten Zeitraums akkumuliert (vgl. GLEMNITZ et al., 2013). Die über das Modell MONICA (ZALF Müncheberg) ermittelten Ergebnisse für die Fruchtfolgen sind unterschiedlich interpretierbar. Ergebnisse für den Nitrataustrag liegen vor, bedürfen vor der Veröffentlichung aber einer intensiven fachlichen Diskussion. Zum einen wird das angegebene Niveau bzw. auch die relativ ähnlich ausfallenden Ergebnisse zwischen den Fruchtfolgen (Abweichung min vs. max. um 5 kg NO3-N/ha und Jahr) als kritisch bewertet und sind zu hinterfragen. Der Wasserverbrauch variierte im Vergleich der Zeiträume EVA 1 (382 mm/a) und EVA 2 (358 mm/a; Mittel der Standardfruchtfolgen 1 bis 5 - Tab. 18). Die sechsgliedrige Fruchtfolge mit C4-Pflanzen/2mal Getreide-Ganzpflanze (Fruchtfolge 1) wies dabei mit 389 mm/a den höchsten und die fünfgliedrige Fruchtfolge mit C4-Pflanzen/2mal Getreide-Korn mit 356 mm/a den geringsten Wasserverbrauch aus (Fruchtfolge 2). Bodenbearbeitung und Stoppelsaaten nach Ganzpflanzengetreide bzw. Zwischenfruchtanbau im Sommer (Fruchtfolge 1 und 3) wirkten sich offenbar ungünstig auf einen höheren Wasserverbrauch aus gegenüber Fruchtfolgen ohne Bodenbearbeitung/Aussaat im Zeitraum Mitte Juni bis Anfang September (z. B. Fruchtfolgen 8 und 9 „Typisch Roggen“). Im Zeitraum 2009-2013 (EVA 2) variierten die modellierten Sickerwassermengen um bis zu 50 mm, mit 120 mm/a in der Fruchtfolge 3: Mais (GP)/Grünschnittroggen (GP)/Sorghum b. x s. (GP)/Wintertriticale (GP)/Einj. Weidelgras (GP)/Winterroggen-Korn gegenüber Fruchtfolge 6 mit 171 mm/a (Winterroggen (GP)/Senf (GD)/Mais-Korn/ Sorghum b. x s. (GP)/Winter-roggen-Korn). Ein möglicher Grund dafür wäre eine ganzjährige Bedeckung (Fruchtfolge 3 = verminderte Sickerwassermenge) gegenüber Zeiträumen ohne Bedeckung/Pflanzenwachs-tum im 1. Quartal (Fruchtfolge 6 vor Mais und vor Sorghum). Höhere Sickerwassermengen wirken sich günstig auf die Grundwasserneubildung aus, können jedoch auch insbesondere bei frostfreien, milden und niederschlagsreichen Perioden im Winter (z. B. 2006/07 und 2007/08) auf unbewachsenen Boden gelösten Nitratstickstoff im Sickerwasser verlagern.

3.4.4 ENERGIE- UND TREIBHAUSGASBILANZEN

Weitere Indikatoren wie Energieaufwand, Energieertrag, und somit die Energieeffizienz sowie Treibhausgasemissionen wurden für die Energiepflanzen sowie für die Fruchtfolgen durch das Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung – ZALF e.V. (Teilprojekt: Ökologische Bewertung) quantifiziert. Die Berechnungen wurden mit dem am ZALF entwickelten Modell MiLA (Model for integrated Life Cycle Assessment for Agriculture) vorgenommen. Dieses Modell ist nach den Normen der Ökobilanzierung ISO 14040/14044

37 = passieren des Wassers der „hydraulischen Wasserscheide“ bei 1,20 m Bodentiefe (Sandböden)


31

und VDI 4600 erstellt worden. Die Systemgrenze bezieht sich auf eine Hoftoranalyse, dabei werden alle Umweltbelastungen die beim Anbau der Fruchtfolge entstehen mit Vorketten betrachtet – das sind die direkten Aufwendungen bzw. Emissionen für die Arbeitsverfahren des Anbaus als auch die indirekten für Förderung, Transport, Herstellung der verwendeten Betriebsmittel (wie Kraftstoff, Dünger, Pflanzenschutzmittel, Saatgut …). Für den Treib-hausgaseffekt werden nach standardisierten Methoden die Gase CO2, N2O, NO und NH3 berücksichtigt und als Charakterisierungsfaktor die Einheit kg CO2-Äquivalent festgelegt. Ausführlich werden die Methoden und Annahmen im Bericht des Projektpartners vgl. GLEMNITZ et al. (2013) erläutert. Produktbezogen (je Einheit produzierte Methanmenge) variieren die Treibhausgas-emissionen der angebauten Energiepflanzen von 12 bis 80 kg CO2-Äq/GJ CH4. Aufgrund der deutlich geringeren Treibhausgasemissionen je Einheit produzierte Energiemenge Methan sind die mehrjährigen Ackerfuttermischungen in den Hauptnutzungsjahren und der Maisanbau als besonders positiv zu bewerten. Dagegen wiesen das Einjährige Weidelgras und Futterhirse als Stoppelsaaten (Sommerzwischenfrucht) sowie Topinamburkraut als Hauptfrucht höhere Werte auf, was sich auf die Fruchtfolgebilanzierung aus Sicht der Treibhausgasemissionen ungünstig auswirkt (vgl. Tab. Anhang 8.4, Tab. 19). Tabelle 19: Treibhausgasemissionen (THG) der Fruchtfolgen als Summe der Fruchtfolgen

und im Mittel der 4 Anbaujahre, Vergleich der Projektzeiträume EVA 2 (Mittel Anlage 3 und 4) mit EVA 1 (Mittel Anlage 1 und 2), Fruchtfolgeversuch 2005 bis 2013, Standarderntetermin Güterfelde (Quelle: PETER, 2013); rot = ungün-stig, grün = günstig; sortiert nach produktbezogener THG der Gesamt-FF

GP Korn GD

93

4

2009-12

2010-13


80 20 0 20 9,4 2,3 19 4,7 24 6,1

13

4

2009-12

2010-13


66 17 17 17 10,8 2,7 25 6,2 31 7,9

33

4

2009-12

2010-13


83 17 0 17 11,0 2,8 26 6,4 32 8,0

73

4

2009-12

2010-13


50 33 17 17 8,2 2,0 21 5,3 32 8,1

83

4

2009-12

2010-13


50 50 0 25 9,4 2,4 18 4,5 33 8,2

31

2

2005-08

2006-09


83 17 0 17 10,8 2,7 27 6,8 33 8,3

41

2

2005-08

2006-09


75 25 0 0 6,5 1,6 19 4,6 34 8,4

11

2

2005-08

2006-09


66 17 17 17 10,5 2,6 24 6,1 34 8,6

91

2

2005-08

2006-09


66 17 17 0 9,0 2,2 28 7,0 36 9,0

21

2

2005-08

2006-09


60 40 0 20 9,4 2,3 21 5,2 37 9,2

53

4

2009-12

2010-13


75 25 0 0 6,9 1,7 26 6,4 37 9,4

23

4

2009-12

2010-13


60 40 0 20 9,9 2,5 22 5,5 39 9,6

63

4

2009-12

2010-13


40 40 20 20(K) 8,8 2,2 23 5,8 43 10,8

61

2

2005-08

2006-09


50 33 17 0 8,8 2,2 30 7,6 50 12,6

71

2

2005-08

2006-09


50 33 17 0 9,1 2,3 33 8,3 55 13,7

43

4

2009-12

2010-13


50 50 0 0 8,5 2,1 29 7,4 58 14,4

51

2

2005-08

2006-09


50 50 0 0 7,4 1,9 28 7,1 67 16,6

81

2

2005-08

2006-09


75 25 0 0 8,3 2,1 45 11,2 73 18,3

produktbezogenkg CO 2-Äq/GJ CH 4

∑ der FFMittel 4 Jahre

Mittel 4 Jahre

produktbezogenkg CO2-Äq/GJ CH 4

∑ der Energiepfl. in der FF

Mittel 4 Jahre

FF-Anteil in %Treibhausgasemissionen

flächenbezogent CO2-Äq/ha

FF-Nr.An-lage

Jahre Fruchtfolgen∑ = 100%

dav. Mais

∑ der FF


32

So werden die Fruchtfolgen ohne mehrjährige Ackerfuttermischungen bzw. Maisanbau aber mit Topinamburkrautnutzung (Fruchtfolge 8 – EVA 1) bzw. Futterhirse als Stoppelsaat („Biodiversität 1“, „Typisch Roggen 1“) für diesen ökologischen Indikator als schlechteste Anbauoptionen bewertet. Das gilt ebenfalls für die Getreide/Winterraps-Folge mit 50 % Marktfruchtanteil bedingt durch den geringen Methan- und somit Energieertrag (vgl. Abschnitt 4) trotz der geringeren flächenbezogenen Treibhausgasemissionen dieser viergliedrigen Fruchtfolge (weniger Arbeitsgänge) im Vergleich zu den sechsgliedrigen C4-Pflanzen/Getreide (GP)-Fruchtfolgen (FF 1 und FF 3). Durch höhere Methanhektarerträge und Energieerträge im Zeitraum 2009-13 (vgl. Tab. 20; Abschnitte 3.2.2 und 3.3) betrugen die produktbezogenen Treibhausgasemissionen der Fruchtfolgen durchschnittlich 9,2 kg CO2-Äq/GJ CH4*a und lagen damit unter denen von (EVA 1 mit 11,7 kg CO2-Äq/GJ CH4 und Jahr; vgl. Tab. 19). Für die Fruchtfolge Mais (GP)/Winterroggen (GP)/Grünschnittroggen (GP)/Sorghum b. x s. (GP)/Winterroggen-Korn („Typisch-Roggen 3“ – FF 9 – EVA 2) wurde mit Abstand die geringste Treibhausgasemission (6,1 kg CO2-Äq/GJ CH4 und Jahr) ermittelt. Tabelle 20: Energieertrag, -aufwand, -bilanz und –effizienz38 als Summe der Fruchtfolgen

und im Mittel der 4 Anbaujahre, Vergleich der Projektzeiträume EVA 2 (Mittel Anlage 3 und 4) mit EVA 1 (Mittel Anlage 1 und 2), Fruchtfolgeversuch 2005 bis 2013, Standarderntetermin Güterfelde (Quelle: PETER, 2013); rot = ungün-stig, grün = günstig; sortiert nach Energieeffizienz

Energie-effizienz

GP Korn GD

93

4

2009-12

2010-13


80 20 0 20 387 97 85 21 302 76 4,6

13

4

2009-12

2010-13


66 17 17 17 345 86 98 24 247 62 3,5

83

4

2009-12

2010-13


50 50 0 25 287 72 82 20 205 51 3,5

33

4

2009-12

2010-13


83 17 0 17 343 86 100 25 242 61 3,4

31

2

2005-08

2006-09


83 17 0 17 325 81 97 24 228 57 3,4

11

2

2005-08

2006-09


66 17 17 17 308 77 96 24 212 53 3,2

73

4

2009-12

2010-13


50 33 17 17 254 64 79 20 175 44 3,2

21

2

2005-08

2006-09


60 40 0 20 256 64 83 21 173 43 3,1

53

4

2009-12

2010-13


75 25 0 0 197 49 64 16 133 33 3,1

23

4

2009-12

2010-13


60 40 0 20 258 64 89 22 169 42 2,9

91

2

2005-08

2006-09


66 17 17 0 252 63 88 22 164 41 2,9

41

2

2005-08

2006-09


75 25 0 0 195 49 69 17 126 32 2,8

63

4

2009-12

2010-13


40 40 20 20(K) 204 51 78 19 126 32 2,6

43

4

2009-12

2010-13


50 50 0 0 149 37 72 18 77 19 2,1

61

2

2005-08

2006-09


50 33 17 0 176 44 85 21 91 23 2,1

71

2

2005-08

2006-09


50 33 17 0 170 43 89 22 81 20 1,9

51

2

2005-08

2006-09


50 50 0 0 113 28 66 17 47 12 1,7

81

2

2005-08

2006-09


75 25 0 0 128 32 82 20 46 11 1,5

Energiebilanzen - gesamte Fruchtfolgen

Energieaufwand GJ/ha

Energiebilanz GJ/ha



∑ der FF∑ = 100% dav.

Mais

∑ der Energiepfl. in der FF

Mittel 4 Jahre

FF-Anteil in % Energieertrag GJ CH4/ha

FF-Nr.An-lage

Jahre Fruchtfolgen

Sind Treihausgasemissionen je Einheit produzierte Methanmenge im Vergleich von Frucht-folgen ähnlich, sollten Anbausysteme mit geringeren flächenbezogenen Treibhausgas-emissionen bevorzugt werden. Insbesondere sind durch Einsparpotenziale bei der N-


33

Düngung Fruchtfolgen mit Leguminosen-Grasmischungen von Vorteil, da die Düngerherstellung den höchsten Anteil an den Emissionen je Flächeneinheit ausmacht (im Mittel der Fruchtfolgen mit ca. 50 % gegenüber ca. 30 % Feldemissionen, ca. 10 % Dieselverbrauch; PETER 2013). Durch die höchsten Energieerträge je Flächeneinheit (max. 148 GJ/ha) schneiden Mais und Sorghum im Haupt- bedingt auch im Zweitfruchtanbau trotz höheren Energieaufwandes mit den besten Energieeffizienzen 38 bzw. –bilanzen ab (Sudangrashybride relativ 80 zu Mais Hauptfrucht; vgl. Tab. Anhang 8.4). So ist die Fruchtfolge Mais (GP)/Winterroggen (GP)/ Grünschnittroggen (GP)/Sorghum b. x s. (GP)/Winterroggen-Korn („Typisch-Roggen 3“) mit den höchsten Energieerträgen und einem durchschnittlichem -aufwand das energie-effizienteste Anbausystem (Tab. 20). Die Fruchtfolgen mit C4-Pflanzen/Getreide (FF 1 und 3) sind trotz des höheren Aufwandes aufgrund des deutlich überdurchschnittlichen Energieertrages effizient. Auch die Fruchtfolge „Typisch Roggen 2“ mit 50 % Marktfruchtanteil – überdurchschnittlicher Energieertrag aus nur zwei Biogassubstraten – gilt für den betrachteten Zeitraum als sehr effizient. Anbau-systeme mit Luzernegras wiesen aufgrund des geringeren Energieaufwandes (mehrjährige Bestände, Einsparung N-Düngung) trotz unterdurchschnittlichen Energieertrags eine durch-schnittliche Energieeffizienz auf. Die Biogassubstrate Einjähriges Weidelgras, Topinambur-kraut, Grünschnittroggen, Sommergetreide wiesen gegenüber den anderen getesteten Fruchtarten eine schlechtere Energiebilanz auf (vgl. Tab. Anhang 8.4). Somit wurden Fruchtfolgen ohne C4-Pflanzen in Haupt- und Zweitfruchtstellung bzw. ohne mehrjährigen Leguminosengrasanbau (Topinambur 3jährig/Winterroggen-Korn; Getreide/Winterraps-Folge, vgl. Tab. 20) energetisch ineffizienter bewertet.

4 ZUSAMMENFASSUNG UND EMPFEHLUNGEN DES FRUCHTFOLGEV ERSUCHS AM STANDORT GÜTERFELDE

Im Teilprojekt 1 „Entwicklung und Optimierung von standortangepassten Anbausystemen für Energiepflanzen im Fruchtfolgeregime (Land Brandenburg)“ des deutschlandweiten FNR-Verbundvorhabens EVA 2 (Laufzeit 2009 bis Januar 2013) wurden am Standort Güterfelde des Landesamtes für Ländliche Entwicklung, Landwirtschaft und Flurneuordnung Branden-burg (Referat Ackerbau, Grünland) fünf seit 2005 bestehende Fruchtfolgen (Grundversuch) fortgeführt und ebenso vier neue regionale Fruchtfolgen im Hinblick auf das Ertrags- und Biogaspotenzial sowie auf die ökologischen und ökonomischen Parameter untersucht. Am Standort Güterfelde (lehmiger Sand, Ackerzahl 29 bis 33) ist dieser Fruchtfolgeversuch zusätzlich unter dem Aspekt der Optimierung des Erntezeitpunktes betrachtet worden. Eine Gesamtbewertung der Fruchtfolgen ist nach Ernte des letzten Fruchtfolgegliedes Winterroggen-Korn (einheitlich über alle Fruchtfolgen) für die Standardfruchtfolgen nunmehr über vier Rotationen möglich39. Des Weiteren wurden ab 2009 zwei Versuche zur Vegetationszeitausnutzung von drei Maissorten unterschiedlicher Reifegruppen in Abhängigkeit des Aussaat- und Erntetermins (drei Aussaattermine bei reifegerechter bzw. bei sorteneinheitlicher Ernte) durchgeführt sowie die Wirkungen auf die Nachfrucht Winterroggen (Kornnutzung) untersucht. Die Ergebnisse der Versuche in Güterfelde werden mit folgenden Stichpunkten zusammengefasst:

38 EROI = Energieeffizienz (Output/Input entspricht Energieertrag/Energieaufwand), d.h. internatio-naler Begriff EROI (Energy return on investments) - Bericht der Leopoldina (Quelle: Bioenergy- Chances and Limits, German National Academy of Sciences Leopoldina 2012); als Energieertrag wird nur die Leistung aus der Methanproduktion herangezogen und nicht der Energieertrag aus den Markt-früchten!!! - deshalb fällt die Bilanz für Gesamtfruchtfolgen geringer aus, als die Betrachtung der Summe der Energiepflanzen 39 das letzte Fruchtfolgeglied Winterroggen (Korn) - Anlage 4 wurde im Juli 2013 innerhalb der Pro-jektphase EVA 3 geerntet (ab 04/2013) Antragsteller: Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V.


34

Relation Ganzpflanzenertrag: - Fruchtfolgen: Mais (151 dt TM/ha) > Sorghum bicolor x sudanense (b. x s.) (relativ 86) > andere geprüfte Arten (relativ < 60), - Einzeljahre Sorghum b. x. s höherer TM-Ertrag > Mais (z.B. 2006), - Sortentyp Sorghum bicolor (Futterhirse) im Mittel der Jahre > Sorghum b. x s. (Sudan-grashybride) bzw. in Einzelfällen > Mais (Sorghumprojekt - MÄRTIN & BARTHELMES 2012) - Ertragsrelation der Getreidearten: Winterroggen > Wintertriticale > Wintergerste > Sommergetreide, Ertragsvorteile bei Winterroggen gegenüber Wintertriticale insbesondere in Jahren mit unzureichender Wasserversorgung während des Längenwachstums, - Wintertriticale kann in Jahren mit ausreichender Wasserversorgung im Frühjahr höhere TM-Ertäge als Roggen erzielen, Artenmischungen aus Winterroggen/-triticale können die Nachteile einer Art ausgleichen und wiesen in einigen Jahren höhere Erträge als Winterroggen-Ganzpflanze auf (vgl. EBEL & BARTHELMES 2012b).

Jahresschwankungen im Ertrag: - stark abweichende Jahreswitterungen mit Extremereignissen führten bei allen Pflanzen zu erheblichen Ertragsschwankungen (z.B. im Gesamtzeitraum seit 2005: Mais 85…192; Sorghum b. x s. 99…153; Wintergetreide 54…108 dt TM/ha)40, - diese extremen Schwankungen sind für die Rohstoffbereitstellung zu berücksichtigen und erfordern eine mehrjährige Bewertung der Fruchtarten und der Fruchtfolgen (Risiko-abschätzung – Planung EVA 3), - die in den EVA-Fruchtfolgen ermittelten Versuchsdaten wurden mit weiteren Versuchen der Region validiert und in Veröffentlichungen (siehe Anhang 1 – z. B. Energiepflanzen für Biogasanlagen – Brandenburg) zusammen mit Praxisergebnissen (ca. 10 – 20 % Abschlag zu den Versuchsdaten - vgl. Anhang 6.1) gewertet.

Erntezeitpunkt – TM-Gehalt: - 1. Ziel hohe TM-Ertragsleistung : größere tägliche Ertragszunahmen (> 1,5 dt TM/ha) zeigten im Ernteabstand von 7-14 Tagen (z.B. Getreide Milchreife - Teigreife) je nach Jahreswitterung Luzernegras, Kleegras, Wintergetreide, Mais und Sorghum in Haupt-fruchtstellung sowie Grünschnittroggen als Winterzwischenfrucht, - 2. Ziel: Einhalten des optimalen TM-Gehaltsbereiche s von 28-35 % (38 % für Getreide-Ganzpflanzennutzung) entscheidend für Transportwürdigkeit bzw. Silierfähigkeit, - mit Mais ist dieser Bereich am ehesten einzuhalten, - für Sorghum ist die sichere Abreife mit Erreichen des Mindest-TM-Gehaltes 28 % stark witterungs- und sortenbedingt, weniger artenbedingt

Empfehlung für D-Süd Standorte (Sorghumprojekt - MÄRTIN & BARTHELMES 2012): Hauptfruchtanbau: ertragsstarke, massebetonte Futterhirsesorten: Hercules, KWS Zerberus und Sucrosorgo 506, KWS Tarzan Zweit-/(Zwischen)fruchtanbau: zügig abreifende Sudangrashybriden: Lussi und KWS Freya

- für Winter- aber vor allem Sommergetreide (TM-Gehaltsanstieg bis 1,8 %/d ! in der Phase Blüte-Körnerentwicklung) existiert auf den zur Vorsommertrockenheit neigenden nordost-deutschen Standorten ein hohes Risiko den optimalen TM-Gehaltsbereich innerhalb weniger Tage deutlich zu überschreiten – je nach Witterung sollte der Erntetermin vorgezogen werden (Ende Blüte – Anfang Milchreife statt Teigreife = Empfehlung aus der Literatur), - mit dem Einsatz einer biomassebetonten Sonnenblumen sorte (im Angebot seit 2008) konnten gegenüber der ersten Projektphase EVA 1 (Anbau Körnersonnenblume) höhere TM- und Rohfettgehalte zur Ernte erreicht werden

Zweitfrucht – Vegetationszeitausnutzung – Einfluss auf die Nachfrucht - die Folge Grünschnittroggen / Zweitfruchtmais erreichte im Mittel von 5 Jahren nur eine Ertragsgleichheit zum Hauptfruchtanbau, für die Folge Grünschnittroggen / Sudangras-hybriden wurden ca. 20 % Mehrerträge im Vergleich zum Hauptfruchtanbau ermittelt, - verursacht aber in beiden Fällen höhere variable Kosten,

40 Im Zeitraum EVA 2 (2009-12): Mais: 116-170 dt TM/ha; Sorghum b. x s.: 113-143 dt TM/ha; Wintergetreide: 59-89 dt TM/ha


35

- der Zweitfruchtanbau ist aus Sicht der Ertragsleistung und Ökonomie nur auf Standorten mit besserer Bodenbonität (AZ > 40) und sichererer Wasserverfügbarkeit empfehlenswert, - bei Zweitfrucht- und Zwischenfruchtnutzung mit Mais oder Sorghum bzw. späte Sorten in Kombination mit ungünstiger Witterung (insbesondere bei Mais S 280 oder Sorghum bicolor Typen = Futterhirse) existiert ein hohes Risiko einer verzögerten Abreife mit unzureichenden TM-Gehalten zur Ernte, - das führt zu Saatzeitverschiebungen der Nachfrucht mit Ertragsverringerungen (Bsp. Winterroggen Korn 20 % bei zweiwöchiger Saatzeitverspätung bzw. 40 % bei vierwöchiger Saatzeitverspätung – vgl. Abschnitt 3.2.4.3).

Methangasertrag: Mit der zunehmenden Anzahl an Batch-Gärtests von Proben der EVA-Fruchtfolgeversuche konnten Richtwerte für Methanausbeuten ermittelt werden (vgl. „Bio-gasmatrix – des Projektpartners Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V.“ in HERRMANN & HEIERMANN & IDLER & PLOGSTIES 2013). Diese lösen den bisherigen Ansatz mit Schätzformeln ab, der zahlreiche Nachteile aufwies (vgl. Abschnitt 3.2.2). Danach wies jeweils in Hauptfruchtstellung Mais durchschnittliche Methanerträge von ca. 4900 m³ CH4/ha bezogen auf die organische Trockenmasse (= nach Abzug des Aschegehaltes) im Versuchszeitraum auf, gefolgt von Sorghum b. x s. mit ca. 3650 m³ CH4/ha, Luzernegras mit ca. 2500 m³ CH4/ha, Wintergetreide mit 2150 m³ CH4/ha. Bei weiteren getesteten Frucht-arten war der Methangasertrag < 40 % im Vergleich zu Mais.

Ökologische Bewertung : Mit der Bilanzierung nach VDLUFA werden für das Luzerne- und das Kleegras die höchsten Humussalden ausgewiesen. Eine positive Bilanzierung ergibt sich weiterhin für die Fruchtarten mit Kornnutzung - unter der Voraussetzung Stroh bleibt im System, für Mischungen mit großkörnigen Leguminosen, für den Zwischenfruchtanbau bzw. auch das Einjährige Weidelgras für die Verwertung als Ganzpflanze. Die anderen Pflanzenarten für die Gärsubstratbereitstellung, ohne Ausbringung von Gärresten unterstellt, werden negativ bilanziert. Mit einer unterstellten Gärrestdüngung verbessern sich generell die Humussalden. Auch wenn eine Gärrestdüngung angenommen wird, ist Mais aus Sicht der Humusbilanz als schlechteste Fruchtart mit negativen Salden zu bewerten, gefolgt von Sommer- und Wintergetreide, Sorghum sowie Sonnenblumen für die Ganzpflanzennutzung. Mehrjährige Ackerfuttermischungen in den Hauptnutzungsjahren und der Maisanbau wiesen die geringsten Treibhausgasemissionen je Einheit produzierte Energiemenge Methan, dagegen das Einjährige Weidelgras und Futterhirse als Stoppelsaaten (Sommer-zwischenfrucht) sowie Topinamburkraut als Hauptfrucht deutlich höhere Werte auf. In der Energieeffizienz waren für die Ganzpflanzennutzung Mais, Sorghum b. x s. und Luzernegras als effektiv, dagegen die Fruchtarten Einjähriges Weidelgras, Topinambur sowie das Artengemenge aus Hafer, Erbse, Leindotter als ineffektiv bewertet worden.

Ökonomisch lassen sich aus den Daten eine Vorzüglichkeit des Körneranbaus von Winterroggen vor den Fruchtarten Mais für Ganzpflanzen- und Kornnutzung, Wintertriticale (Korn), Winterroggen, Sorghum b. x s. und Luzernegras jeweils Ganzpflanzennutzung für das Landbaugebiet III des Landes Brandenburg ableiten. Alle anderen Anbauoptionen er-reichten nur z. T. unter günstigen Bedingungen positive Deckungsbeiträge (vgl. Abschnitt 3). Auch für die ökonomische Risikostreuung (Ertragsausfall Mais – 2006 negative Deckungsbeiträge in Hauptfruchtstellung) sind neben den pflanzenbaulichen/ ökologischen Erfordernissen (z. B. phytosanitäre Wirkung, ganzjährige Bedeckung – Erosionsschutz, entgegenwirken Nährstoffverlagerung etc.) diversifizierte Fruchtfolgen notwendig.

Fruchtfolgebewertung - Empfehlungen Fruchtfolgen mit Mais, Sorghum und Getreide für die Ganzpflanzennutzung (besonders Roggen) sind in Kombination mit dem Marktfruchtanbau unter den Bedingungen ostdeutscher Diluvialstandorte empfehlenswert. Aus Sicht der Humusreproduktion sind die Fruchtfolgen mit Pflanzen für die Gärsubstratbereitstellung zu kombinieren mit mehrjährigen Leguminosen-Grasgemengen sowie dem Marktfruchtanbau, bei dem das Stroh für die Humusreproduktion im System verbleibt. Die Gärreste sind entsprechend auf den Flächen auszubringen.


36

Empfehlung: Die Ergebnisse der getesteten Fruchtfolgen (vgl. Tab. 21) ergeben aus pflanzenbaulicher, ökonomischer und ökologischer Sicht die Empfehlung für die Landbauregion III Brandenburgs für die Fruchtfolgen: � „Typisch Roggen 3 – FF9“: Mais GP/Winterroggen GP/Grünschnittroggen GP/ Sorghum b. x s. GP/ Winterroggen-Korn; � „Typisch Roggen 2 – FF8“: Sorghum bicolor GP/Winterroggen-Korn/Mais GP/Winter-roggen-Korn; � FF 6: Winterroggen GP/Senf GD/Mais-Korn/Sorghum b. x s. GP/Winterroggen-Korn Aus dem bisherigen Kenntnisstand der pflanzenbaulichen, ökonomischen und ökologischen Ergebnisauswertung könnte als Kompromiss eine Fruchtfolge über 6 Jahre: Luzernegras (Ansaat August)/ Jahr 1: Luzernegras 1. Hauptnutzungsjahr (HNJ)/ Jahr 2: Luzernegras 2.HNJ/ Jahr 3: Mais GP (nach Umbruch Luzernegras im Frühjahr)/ Jahr 4: Winterroggen GP/ Senf GD/ Jahr 5: Sorghum GP/ Jahr 6: Winterroggen Korn/ für die Landbauregion III in Brandenburg empfohlen werden. Bedingt zu empfehlen sind die getesteten Fruchtfolgen: � Getreide/Luzernegras-Folge (FF 4) – aus ökologischer Sicht die beste (s. o.); � C4-Pflanzen/Getreide-Folge mit 40 % Marktfruchtanteil (FF 2); � C4-Pflanzen/Getreide-Folge mit 17 % Gründüngung (FF 1) – hier wirkt sich der Anbau von Sorghum b. x s. als Stoppelsaat eher nachteilig aus; � Biodiversitätsfruchtfolge mit Erbsen-Korn und Sonnenblumen GP – z. T. von Vorteil (Humusbilanzen), die für die Region angepasst und in der Rotationsdauer verlängert werden sollten (Fruchtfolgen mit Luzernegras s.o.). Nicht zu empfehlen: � Als schlechteste Fruchtfolge ist aus Sicht der Methanproduktion und der ökologischen Indikatoren die Getreide/Winterraps-Folge (FF 5) zu bewerten. � Trotz des relativ guten Methanertrages ist die Standardfruchtfolge 3: Mais GP/Grün-schnittroggen GP/Sorghum b. x. s GP/Wintertriticale GP/E. Weidelgras GP/Winterroggen-Korn insbesondere durch das geforderte Weidelgras aus ökonomischer und ökologischer Sicht für die Landbauregion III in Brandenburg wie die erst genannte nicht zu empfehlen. Die getesteten Arten zur Auflockerung der Fruchtfolgen (Sommergetreide, Topinambur, Artenmischungen aus Hafer/Erbse/Leindotter, Winterraps für die Biogassubstratnutzung) entsprachen in Ertrag bzw. Qualität, sowie aus ökonomischen und z. T. auch aus ökologischen Gesichtspunkten nicht den Erwartungen. Dieses trifft zunächst auch für die Sonnenblumen zu – hier wird allerdings erwartet, dass bei weiterer züchterischer Verbesserung das Anbauspektrum durch Biomassesonnenblumen in begrenztem Umfang erweitert werden könnte.


37

Tabelle 21: Zusammenfassung der Erträge, Deckungsbeitrag und der ökologischen Indikatoren im Mittel der 4 Anbaujahre, für den Projektzeitraum EVA 2 (Mittel Anlage 3 und 4) Fruchtfolgeversuch 2009 bis 2013, Standarderntetermin Güterfelde (Methoden und Quellen: vgl. vorherige Abschnitte)

TM

-E

rtrag

C

H4-

Ertr

ag

DB

H

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us-

sald

o

THG

pr

oduk

t-b

ezo

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Arte

n)

13 4

2009

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38

Ausblick Die Fruchtfolgen innerhalb des EVA-Projekts werden in Phase 3 mit folgenden Schwer-punkten am Standort Güterfelde seit 04/2013 durch das Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. fortgeführt: � Weiterführung der seit 2005/06 bestehenden 5 Standardfruchtfolgen (Standortvergleich) und 3 regionaler Fruchtfolgen. � Neu: zusätzliche Anlagen von 3 Fruchtfolgen – Vergleich aller Fruchtfolgeglieder in einem Jahr möglich (Risikoanalyse) � Neu: Fruchtfolgen mit Aspekten zum Gewässerschutz und zur Biodiversität: - zusätzlich Fruchtfolge 3 mit Reduzierung der N-Düngung (um 25%), - Mais mit Untersaat, - Biodiversität - Anbau mehrjährig Steinklee, � Neu: Versuch „Anbau abfrierender und winterharter Zwischenfrüchte als ein Beitrag zum Gewässerschutz im Energiepflanzenanbau“ � Neu: Praxisumfragen Die Veröffentlichung von Teilergebnissen bzw. Gesamtauswertungen wurde in den Jahren 2009 bis 2012 in verschiedenen Publikationen, im Internet, in Broschüren, in Vorträgen und Postern etc. vorgenommen (vgl. Anhang 1).

5 LITERATUR

ADAM, L. (2008): Anbau von Sudangras und Zuckerhirse zur Biogaserzeugung. Bauernzeitung, Berlin 49, H. 13, 28 -30 S.

ANONYMUS (1997): DLG Futterwerttabellen Wiederkäuer. Herausgeber – Universität Hohenheim. 7. Auflage. DLG Verlag Frankfurt am Main.

ANONYMUS (2005): Gasausbeute in landwirtschaftlichen Biogasanlagen. Herausgeber: Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL) Darmstadt – Arbeitsgruppe „Biogaserträge“.

ANONYMUS (2008): Richtwerte für die Untersuchung und Beratung sowie zur fachlichen Umsetzung der Düngeverordnung (DüV). Herausgeber: Landesamt für Verbraucherschutz, Landwirtschaft und Flurneuordnung des Landes Brandenburg.

ANONYMUS (2008 und 2009): Untersuchungen zum Auftreten von Halmbasis- und Wurzelpathogenen an Winterweizen und Winterroggen - EVA-Fruchtfolgeversuch. Berichte – schriftliche Mitteilungen. Arbeitsgruppe Prof. Gerowitt, Universität Rostock, Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät, Institut für Landnutzung- Phytomedizin

ANONYMUS (2012): Energiepflanzen für Biogasanlagen – Brandenburg. Herausgeber: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), Gülzow, Juni 2012, 60 S.

BARTHELMES, G., M. MÄRTIN M. (2012): Sortenratgeber 2012 - Silomais, Körnermais, Sorghum. Landesamt für Ländliche Entwicklung, Landwirtschaft und Flurneuordnung, Referat Ackerbau und Grünland, 27 S.

BASERGA, U. (1998): Landwirtschaftliche Co-Vergärungs-Biogasanlagen; FAT-Berichte Nr. 512. in: FRIEHE J.; P. WEILAND; A. SCHATTAUER (2010): Grundlagen der anaeroben Fermentation. In: Handreichung Biogasgewinnung und –nutzung. Herausgeber Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR). 5. überarbeitete Auflage 2010. Kapitel 2. S. 29-30

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2009): Ergebnisendbericht – Entwicklung und Optimierung von standortangepassten Anbausystemen für Energiepflanzen im Fruchtfolgeregime (Land Brandenburg) und Bericht Erntezeitpunkte. In: Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands. Verbundprojekt EVA (FKZ: 22002305). Thüringische Landesanstalt für Landwirtschaft, Dornburg und Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. Gülzow.


39

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2012a): Ergebnisendbericht – Optimierung des Anbauverfahrens Ganzpflanzengetreide, inklusive Arten- und Sortenmischungen für die Biogaserzeugung (FKZ: 22012908). Koordinator: Thüringische Landesanstalt für Landwirtschaft, Dornburg und Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. Gülzow, 35 S.

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2012b): vorläufiger Ergebnisendbericht – Entwicklung und Optimierung von standortangepassten Anbausystemen für Energiepflanzen im Fruchtfolgeregime (EVA 2 - Land Brandenburg) In: Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands. Verbundprojekt EVA 2 (FKZ: 22013008). Thüringische Landesanstalt für Landwirtschaft, Dornburg und Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. Gülzow.

EBEL, G.; G. BARTHELMES; J. ZIMMER (2013): Verfahrensvergleich zur Ermittlung von Stroherträgen. In: Kongressband, 125. VDLUFA Kongress in Berlin, 2013, Herausgeber: Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten, im Druck

EBEL, G.; P. KORNATZ; J. DUNKEL, G. BARTHELMES, J. AURBACHER (2013): Anbaufolge Mais und Winterroggen auf diluvialen Standorten – pflanzenbauliche und ökonomische Bewertung. In: Biogas in der Landwirtschaft. Stand und Perspektiven. Tagungsband des FNR/KTBL-Kongress in Kassel am 10.-11.09.2013, Herausgeber: Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V., KTBL-Schrift 501, Darmstadt, 345-348.

GLEMNITZ, M.; M. WILLMS; R. PLATEN; C. PETER; X. SPECKER (2013): Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands. Verbundprojekt EVA 2. Teilprojekt 2: Ökologische Begleitforschung, Abschlussbericht.

GLEMNITZ, M. (2013): Vogelhabitat-/Futterhabitatindex. Persönliche Mitteilung zum EVA-Teilprojekt 2 (Stand: Dez. 2013)

HEIERMANN, M.; M. PLÖCHL (2004): Biogas aus Pflanzen – Ergebnisse von Gärversuchen. 10. Internationale Tagung „Energetische Nutzung nachwachsender Rohstoffe“ an der TU Bergakademie Freiberg am 9. - 10. September 2004, S. 79-84.

HERRMANN, C.; M. HEIERMANN; C. IDLER; V. PLOGSTIES (2013): Ermittlung des Einflusses der Substratqualität auf die Biogasausbeute in Labor und Praxis. Schlussbericht des TP 4 (FKZ: 22013308) im Rahmen des Verbundvorhabens „EVA 2“, 87 S.

KORNATZ, P.; D. REUSS (2012): Ökonomie des Energiepflanzenanbaus. in: Energiepflanzen für Biogasanlagen – Brandenburg. Herausgeber: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), Gülzow, Juni 2012, S. 48-53

KORNATZ, P.; J. AURBACHER; J. DUNKEL (2013): Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter den verschiedenen Standortbedingungen Deutschlands. Verbundprojekt EVA 2. Teilprojekt 3: Ökonomische Begleitforschung (FKZ: 22013208)

KORNATZ, P.; J. DUNKEL; J. AURBACHER (2013): ökonomische Auswertung – Deckungsbeiträge des Vegetationszeitausnutzungsversuches am Standort Güterfelde. – schriftliche persönliche Mitteilung – vgl. EBEL, G.; P. KORNATZ; J. DUNKEL, G. BARTHELMES, J. AURBACHER (2013)

KORNATZ, P.; J. MÜLLER (2013): Ergebnisse und Auswertungen zum EVA-Teilprojekt 3 (Stand: November 2013) und persönliche schriftliche Informationen

LINKE, B. (2004): Den Ertrag einschätzen - Methanerträge und Bemessungsdaten von Biogasanlagen auf einen Blick, Neue Landwirtschaft, Heft 12. S. 25-27

MÄRTIN M., G. BARTHELMES (2011): Anbautechnik Sorghumhirsen – Ein Beitrag zur Diversi-fizierung des Energiepflanzenspektrums. Ergebnisbericht Teilvorhaben 3: Evaluierung Saatzeiten, Herbizideinsatz, Anbau auf rekultivierten Flächen und Praxiserhebung zum Sorghumhirseanbau Laufzeit 01.05.2008 bis 31.05.2011, Nachwachsende Rohstoffe e.V. Gülzow, (Förderkennzeichen: 22021507), 88 S.

MÄRTIN M., G. BARTHELMES (2012): Persönliche Mitteilung


40

NEUBERT, K. (2011): schriftliche Mitteilung zum Satellitenprojekt: Eignung von Ackerfutter-mischungen und Grünland für die energetische Nutzung, Teilprojekt 1 des EVA II Projektes, Nachwachsende Rohstoffe e.V. Gülzow, (Förderkennzeichen: 220130008)

PETER, C. (2013): Treibhausgas- und Energiebilanzen. Persönliche Mitteilung zum EVA-Teil-projekt 2 (Stand: Dez. 2013)

PRESCHER, A.-K. (2013): Sickerwasser/Wasserverbrauch. Persönliche Mitteilung zum EVA-Teil-projekt 2 (Stand: Dez. 2013)

REUSS, D.; P. KORNATZ (2011): mündliche Mitteilung

SCHMALER, K. (2011): Ergebnisbericht des Satellitenprojektes: Eignung von Ackerfuttermischungen und Grünland für die energetische Nutzung, Teilprojekt 1 des EVA II Projektes, Nachwachsende Rohstoffe e.V. Gülzow, (Förderkennzeichen: 220130008), 37 S. und Anlagen

VO (EG) 1881/2006: In: WAGNER, S.; V. KÖNIG (2013): Informationssysteme Fusarium / Mykotoxine – aktuelle Information zum Fusariumbesatz und Mykotoxingehalt von erntefrischem Getreide aus repräsentativen Ernteproben 2013, Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft.

WEISER, C.; W. ZORN (2013): Einflüsse auf den Strohertrag als wesentliche Größe für den aus dem landwirtschaftlichen Stoffkreislauf zur energetischen Verwertung entnehmbaren Kohlenstoff. In: Kongressband, 125. VDLUFA Kongress in Berlin, 2013, Herausgeber: Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten, im Druck

WILLMS, M. (2013): Humusbilanzierung nach VDLUFA. Persönliche Mitteilung zum EVA-Teil-projekt 2 (Stand: Dez. 2013) (Stand: Dez. 2013)

ZIMMER, J., DITTMANN, B., EBEL, G., SCHWEITZER, K., BAUMECKER, M., BARKUSKY, D., RÜHLMANN, J., LÖFFELBEIN, B., (2013): Aktuelle Korn-Stroh-Verhältnisse von Wintergetreide im integrierten und ökologischen Landbau im Land Brandenburg. Jahresbericht Landwirtschaft und Gartenbau 2012, Schriftenreihe des Landesamtes für Ländliche Entwicklung, Landwirtschaft und Flurneuordnung, Frankfurt (Oder).

Des Weiteren wird auf die Vorjahresberichte Teilprojekt 1 – Standort Güterfelde, sowie auf die Versuchsberichte des Satellitenprojektes „Eignung von Ackerfuttermischungen und Grünland für die energetische Nutzung“ innerhalb des Teilprojektes 1 an den Standorten Berge (Humboldt-Universität Berlin) und Paulinenaue (Landesamt für Ländliche Entwicklung, Landwirtschaft und Flurneuordnung) zusammengefasst im Versuchsbericht des Koordinators „Ackerfutterversuche“ (Landwirtschafts-kammer Niedersachsen) verwiesen.

6 ANHANG

Anhangsverzeichnis Anhang 1: Öffentlichkeitsarbeit 2009-2012 41 Anhang 2: Witterung – Standort Güterfelde 45 Anhang 3: Versuchsanlage – Standort Güterfelde 46 Anhang 4: Fruchtfolgen EVA 2 - Ablaufschema 47 Anhang 5: Bewirtschaftungsdaten 49 Anhang 6: Erträge Güterfelde 57 Anhang 7: Daten des Teilprojektes 3 – Ökonomische Begleitforschung 61 Anhang 8: Daten des Teilprojektes 2 – Ökologische Begleitforschung 64 Anhang 9: Düngungsmengen, Bilanzen und Entzüge; Standarderntetermin der

EVA-Fruchtfolgen, Güterfelde, Zeitraum 2009 bis 2012 68

Anhang 10: Ergebnisse Bodenproben 70 Anhang 11: Versuchsplan Vegetationszeitausnutzung 73


41

Anhang 1: Öffentlichkeitsarbeit 2009-2012 EVA-SCHWERPUNKTE - ÖFFENTLICHKEITSARBEIT BRANDENBURG

- 2009-2012: 23 Vorträge, 29 Beiträge, 5 Poster + 1 Poster Ackerfutter-mischungen, 1 Flyer (vgl. folgend bzw. Internetseite http://www.eva-verbund.de)

- 2009-2012: vier Feldtage am Standort in Güterfelde – inklusive Vortragsveranstaltungen, EVA-Fruchtfolgen und Sorghumprojekt, 1 Feldtag Getreide-Ganzpflanzenprojekt,

- 2009-2012: fünf Feldtage an den Standorten Paulinenaue (LELF) und Berge (HUB) Vorstellung der innerhalb EVA laufenden Ackerfutter- und Grünlandversuche

- 2010 und 2012: gemeinsame Durchführung von zwei Vortragsveranstaltungen „Energiepflanzen für Praktiker“ (Bioenergieberatung Potsdam-Bornim GmbH, ATB Potsdam-Bornim, dem Landesbauernverband, LELF),

- 2010: 2 Beiträge für FNR Broschüre: „Standortangepasste Anbausysteme für Energiepflanzen“,

- 2011: Beitrag „Energiepflanzen und Anbausysteme“ für die Broschüre “Biogas in der Landwirtschaft – Leitfaden für Landwirte im Land Brandenburg.“ (Herausgeber: Energietechnologie Initiative Brandenburg ETI, 4. überarbeitete und erweiterte Auflage, Potsdam),

- 2011: Beiträge für die EVA-Verbund-Internetseite: http://www.eva-verbund.de

- 2012: Fachredaktion und Autoren der Broschüre „Energiepflanzen für Biogasanlagen – Brandenburg.“ (Herausgeber: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), Gülzow, Juni 2012, 60 Seiten),

- 2009 und 2012 Zuarbeit für die Bücher: 1) Anbausysteme für Energiepflanzen. Abschnitt 6.4.6 Standortangepasste Energiepflanzenfruchtfolgen S. 172-183. Herausgeber: Vetter, A.; Heiermann, M.; Toews, T. DLG-Verlag bzw. 2) Energiepflanzen – KTBL-Datensammlung, Zuarbeit für Kapitel II.1 Getreide

FLYER

Pflanzliche Rohstoffe für die Biogaserzeugung. Projekt EVA 2. Flyer des Projektpartners: Landesamt für Verbraucherschutz, Landwirtschaft und Flurneuordnung, Referat: Ackerbau und Grünland Güterfelde; 3. überarbeitete Auflage April 2010

POSTER

Anbausysteme für Energiepflanzen in Fruchtfolgen; 3. Auflage Juli 2009

Energiepflanzenanbau zur Biogasgewinnung auf Diluvialstandorten; September 2009

Fruchtfolgen mit Energiepflanzen auf ostdeutschen Diluvialstandorten; August 2011

Pflanzen als Biogassubstrat – Wann ernten?; August 2011

Ganzpflanzengetreide für die Biogaserzeugung; August 2011

vorgestellt auf dem Feldtag „Energiepflanzen, Mais und Sonnenblumen“ in Güterfelde am 24.08.2011; auf dem FNR/KTBL Kongress „Biogas in der Landwirtschaft“ in Göttingen am 20.-21.09.2011; auf dem 3. Symposium Energiepflanzen des BMELV in Berlin am 02.-03.11.2011 und den Veranstaltungen der Bioenergieberatung „Energiepflanzen für Praktiker“ in Seddin (20.10.2011) sowie dem Pflanzenbautag 2011 des LELF Brandenburg in Götz (30.11.2011) - vgl. Anlage und www.eva-verbund.de; http://www.fnr.de/energiepflanzen2011/


42

BEITRÄGE

AUTORENKOLLEKTIV (2012): Energiepflanzen für Biogasanlagen – Brandenburg. Her-ausgeber: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), Gülzow, Juni 2012, 60 S.

EBEL, G. (2010): Anbausysteme mit Energiepflanzen als eine Alternative zur Monokultur auf leichten Standorten – Ergebnisse eines Fruchtfolgeprojekts. In: Tierhaltung und regenerative Energien – Ergänzung oder Widerspruch. Tagungsbeitrag: XI. Brandenburger Nutztierforum, Götz 2010, Herausgeber: Deutsche Gesellschaft für Züchtungskunde e.V., Bonn. DGfZ-Schriftenreihe Heft 57, 2010, S. 56-65

EBEL, G. (2011): Sorghum – mit Vielfalt zu Biogas. Begleitheft zum Film. Herausgeber: Förderverein „Alte Nutzpflanzen“ e.V., 40 Seiten

EBEL, G. (2012): Energiepflanzenanbau auf sandigen Böden in Nordost-Deutschland. In: Anaerobic Digestion of Solid Biomass and Biowaste. Proceedings of the international symposium – BiogasWorld 2012, Berlin, Herausgeber: Fördergesellschaft für nachhaltige Biogas- und Bioenergienutzung (FnBB e.V.), S. 56-62

EBEL, G.; G. BARTHELMES; L. ADAM (2009): Fokus Methanertrag. Bauernzeitung, Berlin 50 (2009) 17, S. 28-30

EBEL, G.; G. BARTHELMES; L. ADAM (2009): Energie aus Getreide – Ganzpflanzen-nutzung zur Biogaserzeugung. Neue Landwirtschaft, Berlin 7/2009, S. 50-51

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2009): Energiepflanzenanbau zur Biogasgewinnung auf ost-deutschen Diluvialstandorten. Empfehlungen aus vierjährigen Fruchtfolgeversuchen in Brandenburg. In: Jahresbericht Landwirtschaft und Gartenbau 2008, Schriftenreihe des Landesamtes für Verbraucherschutz, Landwirtschaft und Flurneuordnung, Frankfurt O., S. 33-34

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2009): Ertragspotenzial von Ganzpflanzengetreide. In: Jahresbericht Landwirtschaft und Gartenbau 2008, Schriftenreihe des Landesamtes für Verbraucherschutz, Landwirtschaft und Flurneuordnung, Frankfurt O., S. 35-36

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2009): Standortangepasste Energiepflanzenfruchtfolgen – Roggen-Kartoffel-Region, Trockene Diluvial-Standorte. In: Anbausysteme für Energiepflanzen. Herausgeber: Vetter, A.; Heiermann, M.; Toews, T., DLG-Verlag, Frankfurt am Main, 2009, Kapitel 6.4.6, S. 172-183

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2009): Energiepflanzenanbau zur Biogasgewinnung auf ost-deutschen Diluvialstandorten. In: Biogas in der Landwirtschaft – Stand und Perspektiven. Tagungsband zum KTBL/FNR-Biogas-Kongress in Weimar. Herausgeber: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), Gülzower Fachgespräche, Band 32, Gülzow, 2009, S. 433-434

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2010): Standortspezifische Erträge und Ertragsstruktur - 3.2.3 Güterfelde (Brandenburg): Roggen-Kartoffel-Region. In: Standortangepasste Anbausysteme für Energiepflanzen. Herausgeber: Fachagentur Nachwachsende Roh-stoffe e.V. (FNR), Gülzow, 3. veränderte und erweiterte Auflage, März 2010 – S. 22-24

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2010): Faktoroptimierung und Bewirtschaftungsstrategien – 4.4 Erntezeitpunkte. In: Standortangepasste Anbausysteme für Energiepflanzen. Herausgeber: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), Gülzow, 3. veränderte und erweiterte Auflage, März 2010 – S. 65-67

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2010): Energiepflanzenanbau zur Biogasgewinnung auf ost-deutschen Diluvialstandorten. Ergebnisse der 2. Projektphase - EVA 2. In: Jahresbericht Landwirtschaft und Gartenbau 2009, Schriftenreihe des Landesamtes für Verbraucher-schutz, Landwirtschaft und Flurneuordnung, Frankfurt (Oder), S. 34-35

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2010): Optimierung der Anbautechnik Ganzpflanzengetreide für die Biogaserzeugung. In: Jahresbericht Landwirtschaft und Gartenbau 2009,


43

Schriftenreihe des Landesamtes für Verbraucherschutz, Landwirtschaft und Flurneu-ordnung, Frankfurt (Oder), S. 35-36

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2011): Beiträge für die EVA-Verbund-Internetseite: http://www.eva-verbund.de http://www.eva-verbund.de/regionen/roggen-kartoffel-region-bb/gebietskulisse.html http://www.eva-verbund.de/regionen/roggen-kartoffel-region-bb/versuchsergebnisse.html http://www.eva-verbund.de/regionen/roggen-kartoffel-region-bb/empfehlungen-fuer-praktiker.html http://www.eva-verbund.de/regionen/roggen-kartoffel-region-bb/weiterfuehrende-informationen.html

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2011): Fruchtfolgeprojekt - EVA. In: Jahresbericht Landwirtschaft und Gartenbau 2010, Schriftenreihe des Landesamtes für Ländliche Entwicklung, Landwirtschaft und Flurneuordnung, Frankfurt (Oder), S. 34-35

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2011): Fruchtfolgen mit Energiepflanzen zur Biogas-erzeugung auf ostdeutschen Diluvialstandorten. In: Biogas in der Landwirtschaft – Stand und Perspektiven. Tagungsband des FNR/KTBL-Kongress in Göttingen am 20.-21.09.2011, Herausgeber: Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V., KTBL-Schrift 488, Darmstadt, S. 304-305

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2011): Optimierung der Anbautechnik Ganzpflanzengetreide für die Biogaserzeugung. In: Biogas in der Landwirtschaft – Stand und Perspektiven. Tagungsband des FNR/KTBL-Kongress in Göttingen am 20.-21.09.2011, Herausgeber: Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V., KTBL-Schrift 488, Darmstadt, S. 312-314

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2012): Fruchtfolgeprojekt - EVA. In: Jahresbericht Landwirtschaft und Gartenbau 2011, Schriftenreihe des Landesamtes für Ländliche Entwicklung, Landwirtschaft und Flurneuordnung, Frankfurt (Oder), in Druck

EBEL, G.; G. BARTHELMES (2012): Energiepflanzen – Einfluss des Erntezeitpunkts auf die Ertrags- und TM-Gehaltszunahme. In: Jahresbericht Landwirtschaft und Gartenbau 2011, Schriftenreihe des Landesamtes für Ländliche Entwicklung, Landwirtschaft und Flurneuordnung, Frankfurt (Oder), in Druck

EBEL, G.; G. BARTHELMES; CH. HERRMANN; M. HEIERMANN; CH. IDLER (2010): Biogaspflanzen auf leichten Standorten - Auf den Erntetermin kommt es an. Neue Landwirtschaft, Berlin Heft 7/2010, S. 55-57

EBEL, G.; Märtin, M.; G. BARTHELMES (2011): Energiepflanzen und Anbausysteme. In: Biogas in der Landwirtschaft – Leitfaden für Landwirte im Land Brandenburg. Heraus-geber: Energietechnologie Initiative Brandenburg ETI, 4. überarbeitete und erweiterte Auflage, Potsdam, S. 30-34

NEHRING, A.; A. VETTER; C. STRAUSS; G. EBEL; G. BARTHELMES; C. RIEKMANN; F. WILKEN; M. HEIERMANN; C. HERRMANN; C. IDLER (2009): Ein starker Partner – Ge-treideganzpflanzen. joule, München 3/2009, S. 45-49

SCHMALER, K., K. NEUBERT (2009): Nutzung des mehrschnittigen Ackerfutters im Energiepflanzenanbau auf verschiedenen Standorten in Brandenburg. Futterbau und Klimawandel. Hrsg. Berendonk, C. und G. Riehl. Mitteilungen der Arbeitsgemeinschaft Grünland und Futterbau 10, 105-108.

SCHMALER, K.; K. WEIß AND R. KRAUSE (2010): Suitability of perennial grasses and legume-grass-mixtures for methane production. Grassland in a changing world Eds. H. Schnyder, J. Isselstein, F. Taube, J. Schellberg, M. Wachendorf, A. Herrmann, M. Gierus, K. Auerswald, N. Wrage, A. Hopkins. Grassland Science in Europe Vol. 15., S. 283-285


44

VORTRÄGE

EBEL, G.; G. BARTHELMES: Getreide-Ganzpflanzenproduktion. Feldtag Getreide in Güterfelde am 04.06.2009

EBEL, G.; G. BARTHELMES: Energiepflanzen in Fruchtfolgesystemen. Feldtag Energie-pflanzen in Güterfelde am 11.08.2009

EBEL, G.; G. BARTHELMES: Energiepflanzen für die Biogaserzeugung in Fruchtfolge-systemen. 6. Futterbautag der DSV an der Außenstelle Bückwitz am 03.09.2009

EBEL, G.; G. BARTHELMES: Energiepflanzen zur Biogasgewinnung auf ostdeutschen Diluvialstandorten. 121. VDLUFA-Kongress in Karlsruhe am 17.09.2009

EBEL, G.; G. BARTHELMES: Energiepflanzenfruchtfolgen auf sandigen Standorten. Fach-tagung Biogas 2009 des Landesumweltamtes Brandenburg in Potsdam am 04.11.2009

EBEL, G.; G. BARTHELMES: Energiepflanzenfruchtfolgen auf sandigen Standorten. Tag des Bodens 2009 des Kreises Teltow-Fläming in Luckenwalde am 09.12.2009

EBEL, G.: Getreideganzpflanzen als Biogassubstrat? Feldtag in Paulinenaue am 03.06.2010

EBEL, G.: Pflanzen als Biogassubstrat. 3. Fachtagung Agrarkreditgeschäft 2010 der Sparkassenakademie, in Groß Kreutz am 23.09.2010

EBEL, G.: Anbausysteme mit Energiepflanzen als eine Alternative zur Monokultur auf leichten Standorten. Vortragsveranstaltung „Tierhaltung und regenerative Energien – Ergänzung oder Widerspruch?“ – XI. Brandenburger Nutztierforum in Götz am 28.10.2010

EBEL, G.; G. BARTHELMES: Fruchtfolgen für die Biogasproduktion – Ergebnisse aus dem EVA-Projekt. Vortragsveranstaltung „Energiepflanzen für Praktiker“ in Seddin am 23.02.2010

EBEL, G.; CH. HERRMANN: Pflanzen als Biogassubstrat – Wann ernten? Vortrags-veranstaltung und Feldtag „Energiepflanzen“ in Güterfelde am 12.08.2010

EBEL, G.; G. BARTHELMES: Energiepflanzenversuche in Güterfelde – Ergebnisse aus dem EVA-Fruchtfolge- und dem Getreideganzpflanzenprojekt. Vortragsveranstaltung und Feldtag „Energiepflanzen“ in Güterfelde am 24.08.2011

EBEL, G.; G. BARTHELMES: Anbausysteme mit Energiepflanzen auf diluvialen Stand-orten – Fruchtfolgeprojekt EVA. Vortragsveranstaltung „Energiepflanzen für Praktiker“ in Seddin am 20.10.2011

EBEL, G.; G. BARTHELMES: Mais & Co als Biogassubstrat - Ergebnisse aus mehrjährigen Fruchtfolgeversuchen. Pflanzenbautag des Landesamtes für Ländliche Entwicklung, Landwirtschaft und Flurneuordnung in Götz am 30.11.2011

EBEL, G.: Energiepflanzenanbau auf sandigen Böden in Nordost-Deutschland. International Symposium „Anaerobic Digestion of Solid Biomass and Biowaste“ der Fördergesellschaft für nachhaltige Biogas- und Bioenergienutzung (FnBB e.V.) Biogas World 2012, Berlin am 23.02.2012

EBEL, G.: Statement aus Sicht der trocken-sandigen Standorte Nordost-Deutschlands. DLG Feldtage Bernburg – Forum: Energiepflanzen – wo stehen die Maisalternativen? Bernburg am 19.06.2012

EBEL, G.; J. GRUNEWALD: Energiepflanzenproduktion auf nordostdeutschen Diluvial-standorten – Herausforderung bei temporärem Wassermangel auf leichten Böden. 3. Forum Energiepflanzen, Jena am 04.07.2012

EBEL, G.; G. BARTHELMES: Energiepflanzenproduktion auf nordostdeutschen Diluvial-standorten – Ergebnisse EVA-Fruchtfolgeprojekt. Feldtag Güterfelde am 23.08.2012


45

EBEL, G.; M. MÄRTIN: Fruchtfolgen mit Energiepflanzen im Land Brandenburg – Chancen für Sorghumhirsen. Energiepflanzenanbau in Südbrandenburg – Winter-schulung des Bauernverbandes Südbrandenburg e.V., Duben am 05.12.2012

Anhang 2: Witterung – Standort Güterfelde Tabelle A1: Lufttemperatur (°C), Niederschlag (mm), Verdunstung nach HAUDE (mm) und

die Klimatische Wasserbilanz (mm) im Zeitraum 2005 bis 2013 im Vergleich zu den Mittelwerten unterschiedlicher Zeiträume am Standort Güterfelde41

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 20132005 bis

20131996 bis

20051993 bis

2007Januar 2,6 -4,4 5,9 4,2 -1,9 -4,3 1,8 2,0 0,2 0,7 0,1 0,5 Frost / zu kühlFebruar -0,6 -0,6 4,0 5,1 1,4 0,3 0,5 -1,9 0,2 0,9 1,7 1,6März 3,1 1,2 7,6 5,2 5,8 5,5 5,4 7,3 -0,7 4,5 4,0 4,1 eher zu kühlApril 9,4 8,8 12,0 9,0 13,3 9,9 13,2 9,3 9,0 10,4 8,8 9,1Mai 13,0 13,8 16,0 16,2 14,9 12,2 15,7 15,6 14,1 14,6 13,8 13,9 Durchschnittstemp.Juni 16,1 18,1 19,5 19,2 16,4 18,7 19,4 16,3 17,7 17,9 16,4 16,5Juli 18,4 24,2 18,9 20,0 20,0 23,4 18,5 18,8 21,1 20,4 18,0 18,8 eher zu warmAugust 16,2 17,6 18,8 19,1 20,4 19,2 19,4 18,9 19,1 18,7 18,4 18,2September 14,8 18,1 14,0 14,1 15,9 13,8 16,5 14,8 13,6 15,1 13,9 14,0 deutlich zu warm / heißOktober 10,6 12,5 8,8 9,9 8,5 8,4 10,5 9,0 11,0 9,9 9,2 9,3November 4,1 7,8 4,3 6,1 8,0 5,6 4,2 5,2 5,3 5,6 4,0 4,0Dezember 0,9 5,8 2,7 2,2 0,4 -4,0 4,6 0,6 4,1 1,9 0,6 1,2Jahresmittel 9,1 10,2 11,1 10,9 10,3 9,0 10,8 9,7 9,5 10,1 9,1 9,3

2012

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 20132005 bis

20131996 bis

20051993 bis

2007

rel.% v. Mittel

1996-05Januar 57 21 80 69 21 40 33 58 60 49 39 43 148Februar 34 43 44 13 42 27 18 31 33 32 41 37 77März 20 34 53 41 31 39 8 8 19 28 35 38 22April 29 34 1 46 1 11 34 23 22 22 31 31 75Mai 77 55 132 8 81 60 14 28 78 59 53 62 53 > Durchschnitt (100%)Juni 25 16 89 29 52 8 31 68 67 43 47 56 145Juli 151 41 84 43 60 27 158 103 35 78 71 68 144 eher zu trockenAugust 44 75 58 53 19 85 65 31 60 54 53 58 58September 39 9 67 57 32 104 62 26 43 49 46 49 57Oktober 38 18 8 60 67 17 34 26 56 36 51 40 51November 25 29 53 26 42 81 1 46 48 39 40 39 117Dezember 39 30 26 22 78 48 67 35 41 43 39 41 89Jahressumme 577 404 693 465 526 547 525 482 562 531 545 562 88

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013Januar 14 11 6 4 7 8 6 66 58 15 36 26 49 55Februar 12 19 8 11 13 12 7 32 -7 34 15 5 19 27März 38 25 23 30 38 39 19 15 16 7 9 -30 -31 0April 110 53 115 85 104 75 68 -109 -7 -114 -74 -70 -52 -47Mai 116 118 107 56 156 130 83 16 -111 -26 4 -143 -101 -5Juni 119 169 82 142 148 93 111 -30 -141 -30 -133 -117 -25 -44Juli 216 103 140 124 212 92 97 159 -175 -19 -98 -64 -186 67 6 -124August 81 102 114 159 93 90 114 124 -6 -44 -61 -140 -8 -24 -84 -64September 101 51 59 83 51 73 79 49 -91 16 -3 -51 53 -12 -53 -6Oktober 48 31 32 24 32 45 40 41 -30 -23 28 43 -15 -12 -14 15November 19 8 12 19 10 16 11 10 10 44 15 23 71 -15 35 38Dezember 13 9 6 4 3 11 7 10 17 17 16 74 45 56 28 31Jahressumme 713 758 754 728 792 706 686 -20 -293 -228 -181 -267 -224 -125

Verdunstung in mm KWB in mm

Niederschlag in mm

Lufttemperatur in °C

> 200 % des Monatsmittel

Mittelwerte

MonatJahre

Jahre

Monat

Monat

Mittelwerte

deutlich zu trocken (< 50% des Monatsmittel)

41 bei den Lufttemperaturen erfolgte die Eingruppierung nach der Abweichung vom Mittel mit einer deutlichen Ausprägung > bzw. < 1°C; Niederschläge i n der Periode November bis Februar werden hier eher negativ bewertet, da bei positiver Klimatischer Wasserbilanz und frostfreien Bedingungen, insbesondere auf unbewachsenem Boden die Sickerung einsetzt. Als deutlich zu trocken werden Jahre mit Differenzen von –50 mm und als eher feuchtes Jahr mit Differenzen von +50 mm im Vergleich zum Jahresmittel betrachtet. Messwerte für die Verdunstung waren erst mit einer neuen Wetterstation ab 2006 ermittelbar.


46

Anhang 2: Fortsetzung Witterung – Standort Güterfe lde

Witterungsdaten am Standort Güterfelde 2009

0

30

60

90

120

150

180

210

240

Janu

ar

Feb

ruar

Mär

z

Apr

il

Mai

Juni

Juli

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ust

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tem

ber

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chla

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erd

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tung

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-5

0

5

10

15

20

25

30

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ttem

per

atu

r

Niederschlag (mm) Verdunstung (mm) Lufttemperatur (°C)


0

30

60

90

120

150

180

210

240

Janu

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Juni

Juli

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ust

Sep

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chla

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-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

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r

Niederschlag (mm) Verdunstung (mm) Lufttemperatur (°C)


0306090

120150180210240

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Mär

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Juni

Juli

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-10-5051015202530

Luftt

empe

ratu

r Niederschlag (mm) Verdunstung (mm) Lufttemperatur (°C)

Abbildung A1: Witterungsdaten am Standort Güterfelde 2011 Anhang 3: Versuchsanlage – Standort Güterfelde

D

C

B

A

1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

Feld 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

126 m

38,60 m

D

C

B

A

1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

Feld 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

126 m

38,60 m

D

C

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1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

D

C

B

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111 222 333 111 444 555 111 666 777 888 111 999

111 222 333 111 444 555 111 666 777 888 111 999

111 222 333 111 444 555 111 666 777 888 111 999

111 222 333 111 444 555 111 666 777 888 111 999

Feld 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Feld 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

126 m

38,60 m

D

C

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1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

Feld 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 8,00 m

85,20 m

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1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

1 2 3 1 4 5 1 6 7 8 1 9

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111 222 333 111 444 555 111 666 777 888 111 999

111 222 333 111 444 555 111 666 777 888 111 999

111 222 333 111 444 555 111 666 777 888 111 999

Feld 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24Feld 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 8,00 m

85,20 m

Anl

age

4 (2

)A

nlag

e 3

(1)

Abbildung A2: Versuchsanlage der Grund-Fruchtfolgen 1 bis 5 und Regional-Fruchtfolgen 6

bis 9 am Standort Güterfelde; Langparzellenanlage mit Standardausgleich (Fruchtfolge 1)


47

Anhang 4: Fruchtfolgen EVA 2 - Ablaufschema

Zei

trau

m

Fru

chtfo

lgen

...

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Gan

zpfla

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ngG

ründ

üngu

ng

Anl

age

1: 2

008

Anl

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1: 2

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Anl

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1: 2

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Anl

age

1: 2

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Anl

age

2: 2

009

Anl

age

2: 2

010

Anl

age

2: 2

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Anl

age

2: 2

012

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12

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12

34

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78

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1112

Standardfruchtfolgen

Win

terr

ogge

n W

inte

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ste

Sud

angr

as-H

ybrid

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Win

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48

Anhang 4: Fortsetzung – Tabellen Fruchtfolgen EVA 1 – vgl. zu EVA 2 – Abschnitt 2.3 Tabelle A2: Fruchtfolgeversuche EVA 1 am Standort Güterfelde - Grundversuch (GV) und

Regionalversuch Brandenburg (RV)42

Fruchtfolge 1 2 3 4 5


Sommerroggen / Ölrettich (SZF)

Sudangras- Hybride

Mais Sommerroggen /

Klee- bzw. Luzernegras

Hafer


MaisGrünschnitt-

roggen (WZF) / Mais (ZF)


Sudangras H(ZF)

Klee- bzw. Luzernegras Wintertriticale


Wintertriticale / Sorghum bicolor

(SZF)Wintertriticale Wintertriticale / E.

Weidelgras (SZF)Klee- bzw.

LuzernegrasWinterraps


Winterroggen Winterroggen Winterroggen Winterroggen Winterroggen

Grundversuch (GV)

Fruchtfolge 6 7 8 9


Sommerroggen / Senf (SZF)

Sonnenblume / Ölrettich (SZF)

TopinamburkrautArtengemisch

(Hafer, Erbsen, Leindotter)


Lupine Erbsen TopinamburkrautWinterraps / Buchweizen (SZF/GD)


Winterroggen / Sorghum bicolor

(SZF)

Wintertriticale / Sorghum bicolor

(SZF)

Topinamburkraut und -knolle


Sudangras H(ZF)


Winterroggen Winterroggen Winterroggen Winterroggen

Regionalversuch (RV) - Brandenburg

42 Anlage 1 (EVA 1 - Beginn 2005); Anlage 2 (EVA 1 - Beginn 2006) – projektinterne Änderung der Anlagenbezeichnung aufgrund der Unterscheidung der Projektphasen EVA 1 und EVA 2; grün unterlegte Felder definieren die Fruchtarten für die Biogasproduktion – außer Senf bzw. Phacelia GD = Gründüngung; weiß unterlegte Felder definieren die Marktfrüchte (Körnerproduktion); ZF = Zweitfrucht, SZF = Sommerzwischenfrucht, WZF = Winterzwischenfrucht; An den Standorten in Brandenburg und Sachsen wird in Absprache mit dem Koordinator (TLL) im 4. Jahr Winterroggen statt Winterweizen angebaut. Winterroggen, als Winterzwischenfrucht im BBCH Stadium 49 bis 59 für die energetische Nutzung geerntet, wird im Folgenden synonym als Grünschnittroggen bezeichnet.


49

Anhang 5: Tabelle 5.1: Bewirtschaftungsdaten 2008/09 – Anlage 3

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52

Anhang 5: Tabelle 5.4: Bewirtschaftungsdaten 2010/11– Anlage 3

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201

3


57

Anhang 6: Zusammenfassung Einzelerträge und Fruchtf olgen, Standort Güterfelde, Fruchtfolgeversuche EVA 1 und EVA 2, Zeitraum 2005 bis 2013 Projekt: EVA Zusammenfassung Einzelerträge und FruchtfolgenStandort: Güterfelde, Standardernte Trockenmasseertrag je Art (= Fruchtfolgeglied - FG) und Gesamtertrag Fruchtfolge (TM dt/ha)Anlagen: 1-4 (Zeitraum 2005 bis 2013) Ganzpflanzenertrag (GP dt/ha) Summe in der Fruchtfolge von entsprechenden Fruchtfolgegliedern (FG)

Art CH4 m³/ha GP dt/ha Trockenmassegehalt (TM %)TM dt/ha TM % GD = Fruchtfolgeglieder zu Gründüngungszwecken (ohne Abfuhr);

K = Fruchtfolgeglieder zur Körnernutzung; St = Stroh ohne Abfuhr Ertrag hier bei 100 % TM-Gehalt

Fruchtfolge Anlage

1 SR GP 1746 ÖR GD Mais GP 2845 WT GP 2009 SuG GP 2534 WR K 41,6 302 91342005-08 63,4 38 22,0 8 88,2 25 65,4 28 85,3 20 WR St 31,8 398

2 SR GP 1095 ÖR GD Mais GP 6227 WT GP 2527 SuG GP 623 WR K 55,5 335 104722006-09 39,9 49 20,0 17 191,9 32 81,1 46 22,0 15 WR St 32,1 443

3 WG GP 2148 SuG GP 2934 Mais GP 3707 WT GP 1693 Phac.GD WR K 59,4 343 104822009-12 68,4 34 104,5 25 115,0 29 54,9 37 11,1 14 WR St 36,1 449

4 WG GP 2750 SuG GP 1256 Mais GP 5400 WT GP 1756 Phac.GD WR K 69,4 352 111622010-13 88,9 38 41,9 20 164,0 35 56,9 35 34,5 21 WR St 43,2 499

1 SuG GP 4266 GSR GP 832 Mais GP 2569 WT K 49,3 WR K 44,5 255 76672005-08 150,2 24 25,6 14 79,0 36 WT St 29,5 WR St 43,3 421




1 Mais GP 5128 GSR GP 1048 SuG GP 1498 WT GP 1761 E.Wg GP 1000 WR K 37,2 338 104352005-08 157,7 35 32,6 14 53,1 26 57,2 28 37,7 19 WR St 32,9 408




1 SR GP 1716 Kleegras 1262 Kleegras 2301 WR K 43,0 190 52792005-08 62,4 38 45,7 20 82,0 16 WR St 37,8 271

2 SR GP 1184 Luz.gras 3025 Luz.gras 2597 WR K 49,2 256 68062006-09 43,1 50 114,4 17 98,2 26 WR St 43,0 348

3 Hafer GP 2581 WT GP 2865 WRaps K 11,7 WR K 65,3 182 54462009-12 89,2 41 92,9 40 WRapsSt 35,6 WR St 37,4 332




3 SG GP 1857 Luz.gras Luz.gras 2009 Luz.gras 1121 WR K 63,3 171 49872009-12 60,3 37 70,0 26 41,2 27 WR St 38,9 274

4 SG GP 1735 Luz.gras 373 Luz.gras 2350 Luz.gras 2926 WR K 70,1 264 73842010-13 56,5 42 13,0 25 86,7 28 107,6 26 WR St 49,2 383

1 SR GP 1831 Senf GD Lup. K 10,0 WR GP 1970 FuH GP 2758 WR K 47,2 228 65592005-08 66,3 39 23,0 14 Lup. St 10,5 67,9 28 93,7 19 WR St 33,5 352

2 SR GP 1043 Senf GD Lup. K 17,3 WR GP 3160 FuH GP 618 WR K 56,9 168 48212006-09 37,9 46 26,8 19 Lup. St 23,3 108,0 45 22,0 16 WR St 32,6 325

3 WR GP 2242 Senf GD Mais K 49,0 SuG GP 4055 WR K 66,3 219 62972009-12 76,4 34 42,1 21 Mais St 58,2 142,6 31 WR St 40,4 475

4 WR GP 2546 Senf GD Mais K 92,3 SuG GP 3746 WR K 76,1 219 62922010-13 87,5 33 41,9 20 Mais St 86,2 131,3 32 WR St 51,5 567

1 Sobl. GP 1665 ÖR GD Erbsen K 18,3 WT GP 2192 FuH GP 2851 WR K 43,5 240 67082005-08 72,4 15 17,6 7 Erbsen St 13,8 71,4 28 96,3 21 WR St 32,0 365

2 Sobl. GP 1246 ÖR GD Erbsen K 26,2 WT GP 2657 FuH GP 519 WR K 50,4 159 44222006-09 54,8 21 3,6 31 Erbsen St 26,0 85,5 46 18,3 16 WR St 31,0 296

3 Sobl. GP 2776 Senf GD Erbsen K 15,5 GSR GP 1455 Mais GP 4880 WR K 65,8 314 91112009-12 122,5 38 Erbsen St 17,0 44,4 23 147,4 31 WR St 37,2 450

4 Sobl. GP 1802 Senf GD Erbsen K 6,5 GSR GP 1079 Mais GP 3987 WR K 70,8 235 68682010-13 80,6 29 Erbsen St 11,9 32,9 20 121,4 28 WR St 47,6 372

1 Topi.kraut 2249 Topi.kraut 1152 Topi.kraut 1873 Topi.Kn 338 WR K 55,8 259 56122005-08 104,0 23 54,5 32 90,0 25 10,3 17 WR St 39,2 354

2 Topi.kraut 939 Topi.kraut 1732 FuH GP 817 WR K 60,9 155 34882006-09 44,7 39 83,3 23 27,4 20 WR St 33,8 250

3 FuH GP 3411 WR K 45,2 Mais GP 5485 WR K 69,0 288 88962009-12 121,1 29 WR St 37,6 167,1 35 WR St 42,0 482

4 FuH GP 3292 WR K 37,0 Mais GP 5547 WR K 72,1 286 88392010-13 115,9 26 WR St 23,1 170,4 34 WR St 46,8 465

1 AM GP 1806 WRaps 1441 BW GD GSR GP 1481 SuG GP 4351 WR K 62,2 317 90792005-08 61,5 38 56,6 23 46,0 21 153,3 29 WR St 47,2 427

2 AM GP 951 WRaps 2318 BW GD GSR GP 1631 SuG GP 2347 WR K 57,9 260 72472006-09 32,5 37 93,9 18 32,1 19 50,1 16 83,2 30 WR St 33,8 383

3 Mais GP 5805 WR GP 2441 GSR GP 1751 SuG GP 3237 WR K 65,0 435 132342009-12 179,3 36 83,4 34 59,1 24 113,5 33 WR St 38,1 538

4 Mais GP 3869 WR GP 1846 GSR GP 1896 SuG GP 3348 WR K 69,8 364 109592010-13 120,2 28 63,0 37 64,0 23 117,1 33 WR St 45,2 479

keine Aussaat

nicht erntewürdig

keine Aussaat

8

9

4

5

6

7

1

2

3

FG 3FG 1 FG 2

Methanhektarertrag (CH4 in m³/ha) bezogen auf die organische Trockenmasse (nach Richtwerte Biogasmatrix ATB, 2012)

SummeFG 4 FG 5 FG 6


58

Legende Anhang 6: Abkürzungen FruchtartenAM Artenmischung aus Hafer, Erbsen und LeindotterGSR GrünschnittroggenE.Wg Einjähriges WeidelgrasFuH Futterrhirse (Sorghum bicolor)Lup. LupineLuz.gras LuzernegrasÖR ÖlrettichPhac. PhaceliaSo.bl. SonnnenblumenSR SommerroggenSuG Sudangras-Hybriden (Sorghum bicolor * sudanense)Topi.kraut/kn Topinamburkraut mehrjährig, Topinamburknolle beides für GanzpflanzennutzungWG WintergersteWRaps WinterrapsWR WinterroggenWT Wintertriticale

Fruchtarten mit Angabe "-K" bzw. "GD" =K Korn = MarktfruchtGD Anbau zur Gründüngung - ohne AbfuhrFruchtarten ohne Angabe = Ganzpflanzennutzung Anhang 6.1: Trockenmasseerträge (dt TM/ha) von Ener giepflanzen auf

Diluvialstandorten (AZ: 25-40) aus Praxiserhebungen (mehrjährig) sowie Versuchserträge (2005-2011)

Fruchtart – Ganzpflanzen-nutzung

Praxisertrag

Versuchsertrag EVA-

Fruchtfolgen 1 Güterfelde(AZ:30)

weitere D-Standorte 2

[dt TM/ha] [dt TM/ha] [dt TM/ha] Min. Normal Max. Mittel Spanne Mit tel Spanne

Hauptfrüchte Mais 50…70 100…120 150…170 147 85…192 157 112…201 Sorghum (b. x s.) 30…50 80…100 130…150 130 99…153 129 91…200 Sorghum (b. x b.) 30…50 80…120 140…160 118 116…121 140 76…233 Wintergetreide 30…50 50…80 80…110 77 55…108 85 52…120 Sommergetreide 55 22…89 Luzernegras 40…50 60…80 80…100 87 41...114 174 112…248 Kleegras 30…40 50…70 80…90 64 46…82 148 106…220 Sonnenblumen 80 55…123 Topinamburkraut 80 50…104

Winterzwischenfrüchte Grünschnittroggen < 30 35…45 50…60 48 37…62

Zweitfrüchte Mais 50…70 80…100 100…120 112 79…148 Sorghum (b. x s.) 30…50 70…90 90…110 103 53…137

1) vgl. http://www.eva-verbund.de; 2) weitere Versuche: zu Mais Hauptfrucht Vegetationszeitausnutzungsversuch 2009-2011, Güterfelde; zu Sorghum - Zeitraum 2005-2007 vgl. Adam (2008), Zeitraum 2008-2011 vgl. Märtin & Barthelmes (2012); Getreide-Ganzpflanze am Standort Güterfelde; Luzerne- und Kleegras: Standort Berge (HU Berlin/IASP) – Schmaler 2011 sowie Standort Paulinenaue (LELF) – Neubert 2011


59

Anhang 6.2: Direkter Vergleich Mais vs. Fruchtarten in den jeweiligen Anbaujahren (vgl. Abschnitt 3.1)

Fruchtart NutzungsjahreAnzahl

PGAnzahl Jahre

dt/ha relativ %Mais 24 7 151 100Sorghum (b.xs.) 7 7 130 86Mais 8 2 142 100Wintergerste 8 2 79 55Mais 17 4 160 100Winterroggen 5 4 73 46Mais 21 5 146 100Wintertriticale 19 5 66 45Mais 21 5 146 100Grünschnittroggen 13 5 46 31Mais 16 4 161 100Luzernegras 5 4 89 55Mais 9 2 139 100Kleegras 2 2 64 46Mais 19 5 138 100Sonnenblumen 5 5 80 58Mais 10 3 145 100Topinamburkraut 5 3 80 55Mais 19 5 138 100Hafer 5 5 56 40Mais 19 5 138 100Artengemenge 5 5 54 39Mais 6 2 122 100Sommerroggen 12 2 52 43Mais 8 2 142 100Sommergerste 2 2 58 41

2005/06/09/10/11

2005/06/09/10/11

2005/06

2009 /10

2007/10/11/12

2006 / 2007

2005/06/09/10/11

2005/06/07

2005/06/07/09/10/11/12

2006/07/10/11/12

TM-Ertrag (Standardernte)

2009 / 10

2007/09/10/11

2006/07/10/11/12


60

Anhang 6.3: Ertragsvergleich Hauptfrucht und Zweitf rucht, Güterfelde, Standarderntetermin des EVA-Fruchtfolgeversuches, Ü berblick Mittel der Jahre (vgl. Abschnitt 3.2.4.1; Einzelwerte vgl. Anhang 6)

Jahr Art Hauptfrucht (HF) GS-Roggen Zweitfrucht (ZF)

Zweitfruchtanbau (GS-Roggen und

ZF)

dt

TM/ha rel.1 dt

TM/ha rel.1

dt TM/ha

rel.1 rel.2 dt

TM/ha rel.1 rel.3

2006 Mais 88 60 26 74 79 69 89 105 71 118 Sorghum b.xs. 99 68 33 95 53 47 53 86 58 86

2007 Mais 192 131 30 86 148 130 77 178 120 93 Sorghum b.xs. 153 105 48 141 137 120 89 185 125 121

2010 Mais 117 80 41 121 86 76 73 128 86 109 Sorghum b.xs. 113 77 39 113 108 95 95 147 99 130

2011 Mais 166 113 42 123 134 118 81 177 119 107 Sorghum b.xs. 143 97 56 162 114 100 80 169 114 119

2012 Mais 170 116 33 96 121 107 71 154 104 91 Sorghum b.xs. 131 90 64 186 117 103 89 181 122 138

Mittel Mais 147 100 34 100 114 100 78 148 100 101 Sorghum b.xs. 128 87 48 139 106 93 83 154 104 120

absolute Trockenmasse-Erträge in dt TM/ha; 1) Relativertrag zum Versuchsmittel des Maisertrag (%); 2) Relativertrag im Vergleich des Ertrags der Fruchtart in ZF-Stellung zur HF-Stellung in %; 3) Relativertrag ZF-Anbau (Summe Ertrag Grünschnittroggen + Zweitfrucht) zum Hauptfruchtanbau


61

Anhang 7.1: Arbeitserledigungskosten, Erlöse, Decku ngsbeiträge (€/ha) nach Kornatz et.al. (2013c) der Fruchtarten von EVA 1 un d EVA 2, Standarderntetermin Güterfelde (vgl. Abschnitt 3.3)

Mitt

elm

inm

axM

ittel

min

max

Mitt

elm

inm

axM

ais

GP

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F24

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251

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025

335

211

3979

315

4245

825

473

0M

ais

Kor

nH

F2

232

828

636

914

8210

2819

3630

5-5

615

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ZF

65

541

425

638

1047

726

1365

159

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3W

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rtrit

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HF

44

248

232

263

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394

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247

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PS

HF

65

482

397

529

681

535

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727

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GP

SH

F6

665

254

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112

2512

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167

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SH

F6

560

244

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165

346

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ritic

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GP

SH

F26

643

938

248

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844

182

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109

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HF

82

528

515

542

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-117

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HF

22

696

692

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-51

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Sor

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b.

x s.

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ZF

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548

457

717

833

434

1118

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-497

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PS

HF

22

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474

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628

508

749

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SH

F2

254

735

274

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HF

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278

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74H

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SH

F2

240

136

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353

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34-4

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SH

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7-1

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194

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634

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ZF

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9110

917

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419

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43-1

52-1

34S

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SH

F2

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148

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850

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HF

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-168

-241

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Gd

SZ

F8

284

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85-1

85Lu

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PS

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135

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-257

-169

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SZ

F2

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139

00

0-2

06-2

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262

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-153

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. x

b.)

GP

SS

ZF

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F8

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175

175

175

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€/h

a


62

Anhang 7.2: Deckungsbeiträge (€/ha) nach Kornatz et .al. (2013c), Fruchtfolgeglieder und Fruchtfolgen von EVA 1 und EVA 2, Standardernte termin Güterfelde (vgl. Abschnitt 3.3)

Deckungsbeiträge €/ha FruchtfolgegliedFrucht-folge

Variante Anlage 1 2 3 4 5 6

C4-Pfl./Getreide (GP) 1 -69 -142 5 -40 -194 248 -190 -47SR/ÖR (GD)/Mais/WT/SuG/WR-K 2 -131 -153 610 133 -411 485 533 133EVA 1 -100 -147 308 47 -302 367 172 43C4-Pfl./Getreide (GP) 3 -117 -190 158 -47 -185 558 177 44WG/SuG/Mais/WT/Phac.(GD)/WR-K 4 14 -415 477 -52 -185 718 556 139EVA 2 -52 -303 317 -49 -185 638 366 92C4-Pfl./Getreide (Korn) 1 40 -326 8 247 274 243 61SuG/GSR/Mais/WT-K/WR-K 2 -77 -242 343 97 376 496 124EVA 1 -19 -284 175 172 325 369 92C4-Pfl./Getreide (Korn) 3 -87 -170 8 -72 490 169 42SuG/GSR/Mais/WT-K/WR-K 4 -85 -155 226 130 650 766 191EVA 2 -86 -162 117 29 570 468 117C4-Pfl./Getreide (Korn) EVA 1 + 2 -52 -223 146 100 448 419 105C4-Pfl./Getreide (GP) 1 427 -311 -497 -108 -306 187 -608 -152Mais/GSR/SuG/WT/E.Wg/WR-K 2 -131 -180 -113 93 -283 442 -172 -43EVA 1 148 -246 -305 -7 -294 314 -390 -97C4-Pfl./Getreide (GP) 3 328 -174 -14 -127 -374 473 111 28Mais/GSR/SuG/WT/E.Wg/WR-K 4 42 -91 70 -139 -357 711 235 59EVA 2 185 -133 28 -133 -366 592 173 43C4-Pfl./Getreide (GP) EVA 1 + 2 167 -189 -139 -70 -330 453 -108 -27SR/Ansaat/Kleegras/Kleegras/WR-K 1 -74 -338 -14 -135 247 -315 -79SR/Ansaat/Luz.gras/Luz.gras/WR-K 2 -111 -257 -85 63 317 -73 -18EVA 1 -93 -298 -50 -36 282 -194 -49SG/Ansaat/Luz.gras/Luz.gras/WR-K 3 -191 -169 33 -175 578 76 19SG/Ansaat/Luz.gras/Luz.gras/WR-K 4 -145 -181 18 129 680 501 125EVA 2 -168 -175 25 -23 629 288 72Getreide/Luzernegras EVA 1 + 2 -123 -249 -20 -31 421 47 12Getreide/Wi.Raps 1 -46 -5 -101 290 139 35Hafer/WT/Wi.Raps-K/WR-K 2 -134 -44 -182 510 149 37EVA 1 -90 -25 -142 400 144 36Getreide/Wi.Raps 3 5 100 -148 586 543 136Hafer/WT/Wi.Raps-K/WR-K 4 -152 -44 74 788 666 167EVA 2 -73 28 -37 687 605 151Getreide/Wi.Raps -83 -3 -100 515 374 94Typisch Roggen 1 1 -51 -141 -370 -9 -201 339 -432 -108SR/Senf GD/Lupine-K/WR/FuH/WR-K 2 -144 -152 -403 271 -405 507 -325 -81EVA 1 -98 -146 -387 131 -303 423 -379 -95C4-Pfl./W.Roggen (GP+K) 3 -47 -160 -5 116 672 577 144WR/Senf GD/Mais-K/SuG/WR-K 4 4 -134 615 167 826 1478 370EVA 2 -21 -147 305 141 749 1028 257Biodiversität 1 1 -536 -142 -227 -11 -154 279 -792 -198Sobl./ÖR GD/Erbsen-K/WT/FuH/WR-K 2 -447 -128 -39 102 -410 404 -517 -129EVA 1 -492 -135 -133 45 -282 341 -655 -164Biodiversität 2 3 -161 -127 -15 -218 371 663 512 128Sobl./Senf GD/Erbsen-K/GSR/Mais/WR-K 4 -330 kein Anbau -168 -223 138 740 158 39EVA 2 -245 -127 -92 -221 255 701 335 84Topinambur/W.Roggen 1 -1423 -57 -486 520 -1446 -361Topi.kraut/Topi.kraut/Topi.kraut+knolle/WR-K 2 -1422 -60 -373 570 -1285 -321EVA 1 -1422 -59 -429 545 -1365 -341Typisch Roggen 2 3 -51 374 536 716 1575 394FuH/WR-K/Mais/WR-K 4 -76 254 460 737 1375 344EVA 2 -63 314 498 726 1475 369Biodiversität 3 1 -96 -314 -235 -160 181 591 -33 -8AM/Wi.Raps/BW GD/GSR/SuG/WR 2 -241 -374 -176 -252 -131 522 -651 -163EVA 1 -168 -344 -206 -206 25 556 -342 -86Typisch Roggen 3 3 480 118 -147 67 651 1169 292Mais/WR/GSR/SuG/WR-K 4 55 20 -82 101 724 819 205EVA 2 268 69 -115 84 687 994 248

08

09

5

4

06

07

Jahres-mittel (n=4)

4

5

1

2

3

Summe


63

Legende Anhang 7: Abkürzungen FruchtartenAM Artenmischung aus Hafer, Erbsen und LeindotterGSR GrünschnittroggenE.Wg Einjähriges WeidelgrasFuH Futterrhirse (Sorghum bicolor)Lup. LupineLuz.gras LuzernegrasÖR ÖlrettichPhac. PhaceliaSo.bl. SonnnenblumenSR SommerroggenSuG Sudangras-Hybriden (Sorghum bicolor * sudanense)Topi.kraut/kn Topinamburkraut mehrjährig, Topinamburknolle beides für GanzpflanzennutzungWG WintergersteWRaps WinterrapsWR WinterroggenWT Wintertriticale

Fruchtarten mit Angabe "-K" bzw. "GD" =K Korn = MarktfruchtGD Anbau zur Gründüngung - ohne AbfuhrFruchtarten ohne Angabe = Ganzpflanzennutzung


64

Anhang 8.1: Humuskoeffizienten für die untersuchten Fruchtarten nach VDLUFA-Standpunkt Humusbilanzierung – untere Werte (2004) – untere Werte (vgl. Abschnitt 3.4.2 und Annahmen nach W ILLMS et. al., 2013)

Fruchtart Nutzung Frucht-folge-

stellung

Humus-Saldo nach VDLUFA untere Werte

(ohne Gärrestrückfuhr)

Humus-Saldo nach VDLUFA untere Werte

(mit Gärrestrückfuhr) (kg C/ha) relativ % (kg C/ha) relativ %

Luzernegras GP HF 600 100 910 100

Kleegras GP HF 600 100 867 95

Senf GD SZF 279 47 279 31

Phacelia GD SZF 263 44 263 29

Senf GD SZF 247 41 247 27

Ölrettich GD SZF 206 34 206 23

Luzernegras GP Us 200 33 247 27 Erbse, Hafer, Leindotter

GP HF 160 27 261 29

Erbse Korn HF 160 27 160 18

Lupine Korn HF 160 27 160 18

Winterraps Korn HF 145 24 145 16

Mais Korn HF 111 19 111 12

Einj. Weidelgras GP SZF 100 17 179 20

Winterroggen Korn HF 82 14 82 9

Buchweizen GD SZF 80 13 80 9

Wintertriticale Korn HF -25 -4 -25 -3

Winterroggen GP WZF -80 -13 63 7

Winterraps GP HF -280 -47 48 5

Sonnenblumen GP HF -280 -47 -3 0

Winterroggen GP HF -280 -47 -90 -10

Wintergerste GP HF -280 -47 -108 -12 Hafersorten-mischung

GP HF -280 -47 -137 -15

Wintertriticale GP HF -280 -47 -137 -15

Sommergerste GP HF -280 -47 -167 -18

Hafer GP HF -280 -47 -177 -19

Sommeroggen GP HF -280 -47 -183 -20

Sorghum b. x s. GP HF -420 -70 -40 -4

Sorghum bicolor GP HF -420 -70 -43 -5

Sorghum b. x s. GP ZF -420 -70 -100 -11

Sorghum b. x s. GP SZF -420 -70 -164 -18

Sorghum bicolor GP SZF -420 -70 -237 -26

Mais GP HF -560 -93 -215 -24

Mais GP ZF -560 -93 -260 -29


65

Anhang 8.2: Humussaldo Fruchtfolgen EVA-Projekt, Gü terfelde, 2005 bis 2013 nach VDLUFA-Standpunkt Humusbilanzierung (2004) – untere Werte (kg C/ha bzw. kg C/ha*a), ohne Gärrestdüngung (vgl. Abschnit t 3.4.2 und Annahmen nach W ILLMS et. al., 2013)

Humus-Saldo: VDLUFA unterer Wert - ohne Gärrest FruchtfolgegliedFrucht-folge


C4-Pfl./Getreide (GP) 1 -280 256 -560 -280 -420 15 -1269 -317SR/ÖR (GD)/Mais/WT/SuG/WR-K 2 -280 240 -560 -280 -420 19 -1282 -320EVA 1 -280 248 -560 -280 -420 17 -1275 -319C4-Pfl./Getreide (GP) 3 -280 -420 -560 -280 169 56 -1315 -329WG/SuG/Mais/WT/Phac.(GD)/WR-K 4 -280 -420 -560 -280 356 122 -1062 -265EVA 2 -280 -420 -560 -280 263 89 -1189 -297C4-Pfl./Getreide (Korn) 1 -420 -80 -560 -6 123 -943 -236SuG/GSR/Mais/WT-K/WR-K 2 -420 -80 -560 41 -5 -1024 -256EVA 1 -420 -80 -560 18 59 -984 -246C4-Pfl./Getreide (Korn) 3 -420 -80 -560 -75 63 -1071 -268SuG/GSR/Mais/WT-K/WR-K 4 -420 -80 -560 -60 173 -946 -237EVA 2 -420 -80 -560 -67 118 -1009 -252C4-Pfl./Getreide (Korn) EVA 1 + 2 -420 -80 -560 -25 89 -996 -249C4-Pfl./Getreide (GP) 1 -560 -80 -420 -280 100 26 -1214 -304Mais/GSR/SuG/WT/E.Wg/WR-K 2 -560 -80 -420 -280 100 16 -1224 -306EVA 1 -560 -80 -420 -280 100 21 -1219 -305C4-Pfl./Getreide (GP) 3 -560 -80 -420 -280 100 54 -1186 -296Mais/GSR/SuG/WT/E.Wg/WR-K 4 -560 -80 -420 -280 100 169 -1071 -268EVA 2 -560 -80 -420 -280 100 111 -1129 -282C4-Pfl./Getreide (GP) EVA 1 + 2 -560 -80 -420 -280 100 66 -1174 -293SR/Ansaat/Kleegras/Kleegras/WR-K 1 -280 600 600 72 992 248SR/Ansaat/Luz.gras/Luz.gras/WR-K 2 -280 600 600 120 1040 260EVA 1 -280 600 600 96 1016 254SG/Ansaat/Luz.gras/Luz.gras/WR-K 3 -280 600 600 82 1002 251SG/Ansaat/Luz.gras/Luz.gras/WR-K 4 -280 200 600 600 178 1298 324EVA 2 -280 100 600 600 130 1150 287Getreide/Luzernegras EVA 1 + 2 -280 25 600 600 113 1083 271Getreide/Wi.Raps 1 -280 -280 350 145 -65 -16Hafer/WT/Wi.Raps-K/WR-K 2 -280 -280 139 38 -383 -96EVA 1 -280 -280 245 92 -224 -56Getreide/Wi.Raps 3 -280 -280 51 68 -441 -110Hafer/WT/Wi.Raps-K/WR-K 4 -280 -280 41 180 -339 -85EVA 2 -280 -280 46 124 -390 -97Getreide/Wi.Raps EVA 1 +2 -280 -280 145 108 -307 -77Typisch Roggen 1 1 -280 264 160 -280 -420 31 -525 -131SR/Senf GD/Lupine-K/WR/FuH/WR-K 2 -280 294 160 -280 -420 23 -502 -126EVA 1 -280 279 160 -280 -420 27 -514 -128C4-Pfl./W.Roggen (GP+K) 3 -280 80 -19 -420 95 -543 -136WR/Senf GD/Mais-K/SuG/WR-K 4 -280 415 241 -420 199 155 39EVA 2 -280 247 111 -420 147 -194 -48Biodiversität 1 1 -280 221 160 -280 -420 18 -581 -145Sobl./ÖR GD/Erbsen-K/WT/FuH/WR-K 2 -280 109 160 -280 -420 8 -703 -176EVA 1 -280 165 160 -280 -420 13 -642 -160Biodiversität 2 3 -280 160 -80 -560 66 -694 -173Sobl./Senf GD/Erbsen-K/GSR/Mais/WR-K 4 -280 kein Anbau -80 -560 163 -757 -189EVA 2 -280 80 -80 -560 115 -725 -181Topinambur/W.Roggen 1 Fruchtfolge keine Bewertung möglichTopi.kraut/Topi.kraut/Topi.kraut+knolle/WR-K 2EVA 1Typisch Roggen 2 3 -420 69 -560 110 -800 -200FuH/WR-K/Mais/WR-K 4 -420 -65 -560 156 -889 -222EVA 2 -420 2 -560 133 -845 -211Biodiversität 3 1 160 -280 80 -80 -420 159 -381 -95AM/Wi.Raps/BW GD/GSR/SuG/WR 2 160 -280 80 -80 -420 34 -506 -127EVA 1 160 -280 80 -80 -420 96 -444 -111Typisch Roggen 3 3 -560 -280 -80 -420 74 -1266 -316Mais/WR/GSR/SuG/WR-K 4 -560 -280 -80 -420 140 -1200 -300EVA 2 -560 -280 -80 -420 107 -1233 -308

SummeJahres-mittel (n=4)

1

2

3

4

5

5

4

06

07

08

09


66

Anhang 8.3: Humussaldo Fruchtfolgen EVA-Projekt, Gü terfelde, 2005 bis 2013 nach VDLUFA-Standpunkt Humusbilanzierung (2004) – untere Werte (kg C/ha bzw. kg C/ha*a), mit Gärrestdüngung (vgl. Abschnitt 3.4.2 und Annahmen nach W ILLMS et. al., 2013)

Humus-Saldo: VDLUFA unterer Wert - mit Gärrest FruchtfolgegliedFrucht-folge


C4-Pfl./Getreide (GP) 1 -147 256 -322 -81 -135 15 -415 -104SR/ÖR (GD)/Mais/WT/SuG/WR-K 2 -220 240 -66 -153 -338 19 -517 -129EVA 1 -184 248 -194 -117 -237 17 -466 -117C4-Pfl./Getreide (GP) 3 -115 -59 -248 -166 169 56 -363 -91WG/SuG/Mais/WT/Phac.(GD)/WR-K 4 -101 -270 -181 -148 356 122 -222 -56EVA 2 -108 -164 -215 -157 263 89 -293 -73C4-Pfl./Getreide (Korn) 1 108 7 -388 -6 123 -156 -39SuG/GSR/Mais/WT-K/WR-K 2 -165 13 -166 41 -5 -282 -71EVA 1 -28 10 -277 18 59 -219 -55C4-Pfl./Getreide (Korn) 3 -2 46 -338 -75 63 -305 -76SuG/GSR/Mais/WT-K/WR-K 4 -91 46 -247 -60 173 -178 -45EVA 2 -46 46 -293 -67 118 -241 -60C4-Pfl./Getreide (Korn) EVA 1 + 2 -37 28 -285 -25 89 -230 -58C4-Pfl./Getreide (GP) 1 -193 34 -242 -107 267 26 -215 -54Mais/GSR/SuG/WT/E.Wg/WR-K 2 -359 87 17 -151 138 16 -253 -63EVA 1 -276 60 -112 -129 203 21 -234 -58C4-Pfl./Getreide (GP) 3 -213 37 -74 -194 137 54 -252 -63Mais/GSR/SuG/WT/E.Wg/WR-K 4 -251 97 -127 -182 176 169 -119 -30EVA 2 -232 67 -100 -188 156 111 -186 -46C4-Pfl./Getreide (GP) EVA 1 + 2 -254 64 -106 -159 179 66 -210 -52SR/Ansaat/Kleegras/Kleegras/WR-K 1 -149 779 955 72 1656 414SR/Ansaat/Luz.gras/Luz.gras/WR-K 2 -218 1128 890 120 1919 480EVA 1 -184 953 922 96 1788 447SG/Ansaat/Luz.gras/Luz.gras/WR-K 3 -152 835 734 82 1499 375SG/Ansaat/Luz.gras/Luz.gras/WR-K 4 -181 247 874 999 178 2117 529EVA 2 -167 124 855 866 130 1808 452Getreide/Luzernegras EVA 1 + 2 -175 31 904 894 113 1798 449Getreide/Wi.Raps 1 -147 -209 350 145 139 35Hafer/WT/Wi.Raps-K/WR-K 2 -207 -70 139 38 -100 -25EVA 1 -177 -140 245 92 19 5Getreide/Wi.Raps 3 -109 -102 51 68 -92 -23Hafer/WT/Wi.Raps-K/WR-K 4 -166 -135 41 180 -80 -20EVA 2 -137 -119 46 124 -86 -21Getreide/Wi.Raps EVA 1 +2 -157 -129 145 108 -33 -8Typisch Roggen 1 1 -146 264 160 -73 -93 31 144 36SR/Senf GD/Lupine-K/WR/FuH/WR-K 2 -218 294 160 -104 -335 23 -180 -45EVA 1 -182 279 160 -88 -214 27 -18 -5C4-Pfl./W.Roggen (GP+K) 3 -89 80 -19 -20 95 47 12WR/Senf GD/Mais-K/SuG/WR-K 4 -58 415 241 -70 199 728 182EVA 2 -74 247 111 -45 147 387 97Biodiversität 1 1 68 221 160 -67 -78 18 322 81Sobl./ÖR GD/Erbsen-K/WT/FuH/WR-K 2 -51 109 160 -146 -351 8 -271 -68EVA 1 9 165 160 -107 -215 13 26 6Biodiversität 2 3 -1 160 59 -179 66 105 26Sobl./Senf GD/Erbsen-K/GSR/Mais/WR-K 4 -30 kein Anbau 23 -241 163 -86 -21EVA 2 -15 80 41 -210 115 10 2Topinambur/W.Roggen 1 Fruchtfolge keine Bewertung möglichTopi.kraut/Topi.kraut/Topi.kraut+knolle/WR-K 2EVA 1Typisch Roggen 2 3 -55 69 -187 110 -63 -16FuH/WR-K/Mais/WR-K 4 -31 -65 -152 156 -93 -23EVA 2 -43 2 -170 133 -78 -19Biodiversität 3 1 290 -62 80 72 46 159 585 146AM/Wi.Raps/BW GD/GSR/SuG/WR 2 231 158 80 85 -182 34 406 102EVA 1 261 48 80 78 -68 96 496 124Typisch Roggen 3 3 -178 -71 125 -124 74 -174 -44Mais/WR/GSR/SuG/WR-K 4 -230 -145 148 -113 140 -200 -50EVA 2 -204 -108 137 -119 107 -187 -47

SummeJahres-mittel (n=4)

1

2

3

4

5

08

09

5

4

06

07


67

Anhang 8.4: Treibhausgas- und Energiebilanzen Ganzp flanzen EVA-Projekt, Güterfelde, 2005 bis 2013 (Quelle: P ETER, 2013)

GJ/

ha%

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68

Anhang 9: Düngungsmengen, Bilanzen und Entzüge in k g/ha (Reinnährstoffe) der Fruchtfolgen Anlage 3 bzw. 4 sowie das Mittel beide r Anlagen als Summe über 4 Jahre (= Rotation EVA 2) und dem Mitte l der 4 Jahre, Standarderntetermin, Güterfelde

Bilanz Luzernegras und Erbsen Berücksichtigung N-Fixierung und nicht nur Düngung - EntzugAnlage 3 - Summe

Fruchtfolge N-Düngung P-Düngung K-Düngung Mg-Düngung N-Bilanz P-Bilanz K-Bilanz Mg-Bilanz N-Entzug P-Entzug K-Entzug Mg-Entzug 1 550 155 836 -73 43 291 623 111 545 692 510 148 855 7 54 382 503 94 473 59

3 540 154 915 -1 43 281 541 111 634 614 430 104 640 62 15 249 368 89 391 335 250 108 605 -18 33 212 347 75 393 346 430 126 715 -19 20 361 449 106 354 467 340 104 780 -88 -19 84 507 123 676 698 460 146 755 -120 28 250 580 118 505 679 490 70 660 -91 -65 -40 581 135 700 67

Anlage 3 - Jahresmittel

Fruchtfolge N-Düngung P-Düngung K-Düngung Mg-Düngung N-Bilanz P-Bilanz K-Bilanz Mg-Bilanz N-Entzug P-Entzug K-Entzug Mg-Entzug 1 138 39 209 -18 11 73 156 28 136 172 128 37 214 2 14 96 126 23 118 153 135 39 229 0 11 70 135 28 159 154 108 26 160 15 4 62 92 22 98 85 63 27 151 -5 8 53 87 19 98 96 108 32 179 -5 5 90 112 27 89 117 85 26 195 -22 -5 21 127 31 169 178 115 37 189 -30 7 63 145 29 126 179 123 18 165 -23 -16 -10 145 34 175 17

Anlage 4 - Summe

Fruchtfolge N-Düngung P-Düngung K-Düngung Mg-Düngung N-Bilanz P-Bilanz K-Bilanz Mg-Bilanz N-Entzug P-Entzug K-Entzug Mg-Entzug 1 530 133 950 -13 12 371 543 121 579 582 500 108 660 -1 -9 222 501 117 438 543 530 111 750 -53 -13 171 583 124 579 684 430 80 695 48 -9 320 382 89 375 375 210 80 805 -102 -17 96 645 97 709 636 430 114 730 -80 -5 288 510 119 442 547 340 120 800 -93 23 219 466 97 581 648 460 120 730 -8 16 294 468 104 436 609 490 64 820 -57 -51 210 547 115 610 68

Anlage 4 - Jahresmittel

Fruchtfolge N-Düngung P-Düngung K-Düngung Mg-Düngung N-Bilanz P-Bilanz K-Bilanz Mg-Bilanz N-Entzug P-Entzug K-Entzug Mg-Entzug 1 133 33 238 -3 3 93 136 30 145 152 125 27 165 0 -2 56 125 29 109 133 133 28 188 -13 -3 43 146 31 145 174 108 20 174 12 -2 80 95 22 94 95 53 20 201 -26 -4 24 161 24 177 166 108 29 183 -20 -1 72 128 30 110 137 85 30 200 -23 6 55 117 24 145 168 115 30 183 -2 4 73 117 26 109 159 123 16 205 -14 -13 52 137 29 153 17

Mittel Anlage 3+ 4 in der Summe der FF

Fruchtfolge N-Düngung P-Düngung K-Düngung Mg-Düngung N-Bilanz P-Bilanz K-Bilanz Mg-Bilanz N-Entzug P-Entzug K-Entzug Mg-Entzug 1 540 144 893 -43 28 331 583 116 562 632 505 128 758 3 23 302 502 105 455 563 535 133 833 -27 15 226 562 118 607 654 430 92 668 55 3 285 375 89 383 355 230 94 705 -60 8 154 496 86 551 496 430 120 723 -49 8 324 479 112 398 507 340 112 790 -90 2 152 487 110 628 668 460 133 743 -64 22 272 524 111 470 649 490 67 740 -74 -58 85 564 125 655 68

Bilanz Luzernegras und Erbsen Berücksichtigung N-Fixierung und nicht nur Düngung - EntzugMittel Anlage 3 + 4 - Jahresmittel

Fruchtfolge N-Düngung P-Düngung K-Düngung Mg-Düngung N-Bilanz P-Bilanz K-Bilanz Mg-Bilanz N-Entzug P-Entzug K-Entzug Mg-Entzug 1 135 36 223 -11 7 83 146 29 140 162 126 32 189 1 6 76 126 26 114 143 134 33 208 -7 4 56 140 29 152 164 108 23 167 14 1 71 94 22 96 95 58 24 176 -15 2 38 124 22 138 126 108 30 181 -12 2 81 120 28 100 127 85 28 198 -23 1 38 122 27 157 178 115 33 186 -16 6 68 131 28 118 169 123 17 185 -18 -15 21 141 31 164 17

Düngung kg/ha Bilanz kg/ha Entzug kg/ha

Entzug kg/haDüngung kg/ha Bilanz kg/ha





hier sind bei den Entzügen und Bilanzen - Stroh und die Arten für die Gründüngung unberücksichtigt geblieben, da dieses auf der Fläche verbleibt (Humusreproduktion/Düngung)


69

Die P- und K-Düngung wurde in Abhängigkeit von den Gehaltsklassen (vgl. Anhang 10) vorgenommen. Aufgrund der Gehaltsklasse E erfolgte z. B. in der Fruchtfolgen 9 keine P-Düngung, d.h. hier wird eine negative Jahresbilanz ausgewiesen. Eine Interpretation der Bilanzen darf daher nur im Zusammenhang mit den Gehaltsklassen (Düngung) erfolgen (vgl. Abschnitt 3.4.1).


70

Anhang 10: Ergebnisse Bodenproben Tabelle A10.1: Ergebnisse Bodenproben Fruchtfolgeversuche – Frühjahr 2009, Güterfelde

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73

Anhang 11: Vegetationszeitausnutzung Satellitenversuch im Teilprojekt 1 von EVA 2 am Sta ndort Güterfelde Titel: Vegetationszeitausnutzung – Einfluss variierender S aattermine auf den TM- und Methanertrag von Silomais zur Biogaserzeugung sowie auf die Leis tung der Nachfrucht Wintergetreide Fragestellungen:

• Wie werden durch unterschiedliche Saattermine von Mais im Frühjahr und Kombination von Sorten unterschiedlicher Reifegruppen: - die Maiserträge,

- sowie die Methanerträge beeinflusst? • Welchen Einfluss hat die Saattermin-/Sortenkombination der Vorfrucht Mais auf die Nach-

frucht Wintergetreide?

• In welchem Maße wird die Vegetationszeit in Abhängigkeit von Saattermin und Sortenwahl/ Reifegruppe ausgenutzt?

• Der Einfluss auf die Vegetationszeitausnutzung (Ertrag und Qualität) der Nachfrucht (Wintergetreide) soll differenziert bei einheitlichem und gestaffeltem Erntetermin der Vorfrucht ermittelt werden.

• Wie verändern sich TM-Ertrag, Siliereignung, Methangehalt und –ertrag bei einheitlicher und reifegerechter Ernte des Silomaises?

• Welche Auswirkungen haben Fruchtfolgestellung und Erntetermin des Mais auf die Leistungs-fähigkeit der Nachfrucht Wintergetreide?

• Gibt es ein Optimum der Fruchtfolgegestaltung unter den gegebenen Standortbedingungen?

Laufzeit: 2009-2011 (2012) Versuche: Am Standort Güterfelde werden für das EVA 2 - Projekt zwei 2-faktorielle Versuche mit drei Saatterminen und drei Maissorten verschiedener Reifegruppen (S200 bis S280) geplant. Dabei entsprechen die Saattermine den möglichen Fruchtfolgestellungen von Mais. Die Einflüsse auf den Ertrag und die Qualität der Vorfrucht Mais sowie der Nachfrucht Getreide sollen ermittelt werden. Versuch 1: Differenzierung von Saatzeit und Sorte u nd der Einfluss auf die Nachfrucht bei einheitlichem Maisernte- und optimalem Getreideauss aattermin

Faktor Stufe

A: Saattermin / Fruchtfolgestellung a1: 3. Aprildekade als Hauptfrucht (20.04.) a2: 2. Maidekade als Zweitfrucht (20.05.) a3: 2. Junidekade als Zwischenfrucht (20.06.)

B: Sorte/Reifegruppe b1: S 200 b2: S 240 b3: S 280

Zusatzprüfglied Einfluss auf Nachfrucht - bei einheitlichem Erntetermin von Mais und optimalem Aussaattermin der Nachfrucht W.Getreide

Konstante Maßnahmen: - N-Düngung 120 kg/ha (unter Berücksichtigung Nmin); P und

K nach Entzug; - Herbizid und Insektizid (standortüblich) - Datum Erntetermin - optimaler Aussaattermin Nachfrucht - Nachfrucht: Winterroggen Korn / Sorte: Visello


74

Flächenumfang: - Versuchsanlage: A/B-Bl. - Prüfglieder: 9 - Wiederholungen: 4 - Anlageparzelle: 3 m - Spurenanzahl (ohne Rand): 9 (Spurbreite Anlage 3m); (Fahrspuren System Hege = 18) - Breite (ohne Rand): 27 m - Breite mit Mantel (Rand): 33 m - Flächengröße: ca. 1100 m² (ca. 1500 m² mit Mantel) bei

Länge der Anlageparzelle von 10,20 m; Länge der Ernteparzelle 8,00 m

Versuch 2 - Differenzierung von Saatzeit und Sorte und der Einfluss auf die Nachfrucht bei einer reifegerechten Maisernte und einem zeitverset zten Getreideaussaattermin

Faktor Stufe

A: Saattermin / Fruchtfolgestellung a1: 3. Aprildekade als Hauptfrucht (20.04.) a2: 2. Maidekade als Zweitfrucht (20.05.) a3: 2. Junidekade als Zwischenfrucht (20.06.)

B: Reifegruppe b1: S 200 b2: S 240 b3: S 280

Zusatzprüfglied Einfluss auf Nachfrucht - bei reifegerechtem Erntetermin von Mais und zeitversetztem Aussaattermin der Nachfrucht W.Getreide

Konstante Maßnahmen: - N-Düngung 120 kg/ha (unter Berücksichtigung Nmin); P und

K nach Entzug; - Herbizid und Insektizid (standortüblich) - reifegerechter Erntetermin (TS 32 %) - Nachfrucht: Winterroggen Korn / Sorte: Visello

Flächenumfang je Teilversuch: - Versuchsanlage: Langparzellenanlage - Prüfglieder: 9 - Wiederholungen: 4 - Anlageparzelle: 3 m - Spurenanzahl (ohne Rand): 9 (Spurbreite Anlage 3m); (Fahrspuren System Hege = 18) - Breite (ohne Rand): 27 m - Breite mit Mantel (Rand): 33 m - Flächengröße: ca. 1100 m² (ca. 1500 m² mit Mantel) bei

Länge der Anlageparzelle von 10,20 m; Länge der Ernteparzelle 8,00 m


75

Anhang 11: Bsp. Anlageplan – Vegetationszeitausnutz ung 2009/2010

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