Ertragsphysiologische Untersuchungen bei Silphie: Wasser, … · 2014. 10. 16. · Kontakt:...
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Ertragsphysiologische Untersuchungen bei Silphie: Wasser , Wurzeln, Licht Siegfried Schittenhelm 1 , Burkhard Schoo 1 , Susanne Schroetter 1 und Jens Dauber 2 1 Julius Kühn-Institut, Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde, Bundesallee 50, 38116 Braunschweig 2 Thünen-Institut, Institut für Biodiversität, Bundesallee 50, 38116 Braunschweig Kontakt: [email protected] Hintergrund Das FNR Verbundvorhaben „Agrarökologische Bewertung der Durch- wachsenen Silphie als eine Biomassepflanze der Zukunft“ soll aufzei- gen, inwiefern alternative Energiepflanzen mit positiven Umwelteigen- schaften und umweltschonenderen Anbausystemen einen Beitrag zur nachhaltigen Energiebereitstellung leisten können. In dem am JKI bear- beiteten Teilvorhaben 2 werden insbesondere Fragen zu Wasserhaus- halt, Wurzelentwicklung und Lichtnutzung untersucht. 0 20 40 60 0 20 40 60 0 20 40 60 Anzahl Wurzeln Material und Methoden Auf dem Versuchsfeld des JKI Instituts für Pflanzenbau und Boden- kunde wird eine Dauerkultur mit Durchwachsener Silphie (kurz: Silphie) mit einem mehrjährigen Luzernegras und einer Maisselbstfolge verglichen. Die Vergleichskulturen fungieren dabei als Benchmarks für die beiden Komponenten einer effizienten Wassernutzung: (i) hohe Wasseraufnahmeeffizienz durch die intensive und tiefe Durchwurzelung des Bodens beim Luzernegras sowie (ii) effiziente Nutzung des Rammkernsondierung (1,5 m tief) für Wurzeluntersuchungen in Silphie und Mais an Standorten in Niedersachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen. Rockstedt 60 80 100 120 140 Dasselbruch Straguth 0 20 40 60 80 100 120 140 Dornburg Tiefe (cm) Mais Silphie Wurzelaustritte an Bruchflächen. aufgenommenen Wassers für die Biomasseproduktion bei der C4 Pflanze Mais. Zum Vergleich von Wurzeltiefgang und Durchwurzelungs- intensität wurden zudem auf externen Standorten Silphiebestände unterschiedlicher Anlagejahre (2005-2011) sowie jeweils benachbarte Maisbestände beprobt. Die Bohrkerne wurden alle 10 cm gebrochen und die Wurzelzahlen an den Bruchstellen bestimmt. Die Silphie durchwurzelte den Boden meist tiefer und intensiver als der Mais. Im Mittel der vier Standorte bild t Sil hi it 8 4 t Ergebnisse und Diskussion Mais Silphie bildete Silphiemit 8 vs. 4 t ha -1 etwa doppelt soviel Wurzeltrockenmasse wie der Mais. Das Versuchsfeld in Braunschweig von oben. Ergebnis der Bruchkernuntersuchung nach Smit (2000). Die Beprobung erfolgte nach der Maisblüte. Kum. Globalstrahlung PAR Interzeption Bodenfeuchte (Vol. %) 0 10 15 20 25 Regen (mm) 0 20 40 60 80 100 0,0 - 0,3 m 0,6 - 0,9 m 1,2 - 1,6 m Regen Dynamik des tiefenspezifischen Bodenwas- sergehaltes am Beispiel der Silphie ohne Zusatzbewässerung. Im Mai 2013 fiel in Braunschweig ungewöhnlich viel Regen (200 mm vs. 53 mm im langjährigen Mittel). Silphie ohne und mit Zusatzbewässerung. ption (%) Silphie 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 Neuanlage Altbestand Mais alstrahlung (%) Maisernte = 100%) 80 100 80 100 Die Silphie ohne Zusatzbewässerung a -1 ) 20 25 Ohne Bewässerung Mit Bewässerung Datum 1.4.13 1.5.13 1.6.13 1.7.13 1.8.13 1.9.13 0 0 Die „Becher“ fassen max. 1,5 L Wasser m -2 . Die Silphie hatte bereits Mitte Mai eine PAR-Interzeption von >90%. Dagegen entwickelte sich der Mais deutlich später und langsamer. Beim Luzernegras stieg Die drei Fruchtarten hatten einen ähnlichen l ti Mi d t üb d ät Luzernegras PAR Interze 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 Kumulierte Globa (Vegetationsbeginn bis 0 20 40 60 0 20 40 60 Die Silphie ohne Zusatzbewässerung (links) hatte im Gegensatz zur bewässer- ten Silphie (rechts) am 5.8.2013 kaum noch photosynthetisch aktive Blätter. Fruchtart Silphie Mais Luzernegras Biomasse (t TM h 0 5 10 15 -36% -32% -34% O www.jki.bund.de Literatur Smit, A.L., 2000. Root methods: a handbook. Springer. Bodenfeuchtemonitoring mit Diviner 2000. und langsamer. Beim Luzernegras stieg die PAR-Interzeption nach jeder Ernte wieder rasch auf nahezu 100% an. relativen Minderertrag gegenüber der zusätz- lich bewässerten Variante. Messdatum 1.4.12 1.5.12 1.6.12 1.7.12 1.8.12 1.9.12 1.10.12
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Ertragsphysiologische Untersuchungen bei Silphie: Wasser, Wurzeln, LichtSiegfried Schittenhelm1, Burkhard Schoo1, Susanne Schroetter1 und Jens Dauber2
1 Julius Kühn-Institut, Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde, Bundesallee 50, 38116 Braunschweig2 Thünen-Institut, Institut für Biodiversität, Bundesallee 50, 38116 BraunschweigKontakt: [email protected]
HintergrundDas FNR Verbundvorhaben „Agrarökologische Bewertung der Durch-wachsenen Silphie als eine Biomassepflanze der Zukunft“ soll aufzei-gen, inwiefern alternative Energiepflanzen mit positiven Umwelteigen-schaften und umweltschonenderen Anbausystemen einen Beitrag zurnachhaltigen Energiebereitstellung leisten können. In dem am JKI bear-beiteten Teilvorhaben 2 werden insbesondere Fragen zu Wasserhaus-halt, Wurzelentwicklung und Lichtnutzung untersucht.
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Anzahl Wurzeln
Material und MethodenAuf dem Versuchsfeld des JKI Instituts für Pflanzenbau und Boden-kunde wird eine Dauerkultur mit Durchwachsener Silphie (kurz: Silphie)mit einem mehrjährigen Luzernegras und einer Maisselbstfolgeverglichen. Die Vergleichskulturen fungieren dabei als Benchmarks fürdie beiden Komponenten einer effizienten Wassernutzung: (i) hoheWasseraufnahmeeffizienz durch die intensive und tiefe Durchwurzelungdes Bodens beim Luzernegras sowie (ii) effiziente Nutzung des
Rammkernsondierung (1,5 m tief) für Wurzeluntersuchungen in Silphie und Mais anStandorten in Niedersachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen.
Rockstedt
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Mais Silphie
Wurzelaustritte an Bruchflächen.
aufgenommenen Wassers für die Biomasseproduktion bei der C4Pflanze Mais. Zum Vergleich von Wurzeltiefgang und Durchwurzelungs-intensität wurden zudem auf externen Standorten Silphiebeständeunterschiedlicher Anlagejahre (2005-2011) sowie jeweils benachbarteMaisbestände beprobt. Die Bohrkerne wurden alle 10 cm gebrochenund die Wurzelzahlen an den Bruchstellen bestimmt.
Die Silphie durchwurzelteden Boden meist tiefer undintensiver als der Mais. ImMittel der vier Standortebild t Sil hi it 8 4 t
Ergebnisse und DiskussionMais Silphie
bildete Silphie mit 8 vs. 4 tha-1 etwa doppelt sovielWurzeltrockenmasse wieder Mais.
Das Versuchsfeld inBraunschweig von oben.
Ergebnis der Bruchkernuntersuchungnach Smit (2000). Die Beprobungerfolgte nach der Maisblüte.
Kum. GlobalstrahlungPAR Interzeption
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1,2 - 1,6 m
Regen
Dynamik des tiefenspezifischen Bodenwas-sergehaltes am Beispiel der Silphie ohneZusatzbewässerung. Im Mai 2013 fiel inBraunschweig ungewöhnlich viel Regen (200mm vs. 53 mm im langjährigen Mittel).
Silphie ohne und mitZusatzbewässerung.
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1.4.13 1.5.13 1.6.13 1.7.13 1.8.13 1.9.13
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Die „Becher“ fassenmax. 1,5 L Wasser m-2.
Die Silphie hatte bereits Mitte Mai einePAR-Interzeption von >90%. Dagegenentwickelte sich der Mais deutlich späterund langsamer. Beim Luzernegras stieg
Die drei Fruchtarten hatten einen ähnlichenl ti Mi d t üb d ät
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Fruchtart
Silphie Mais Luzernegras
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www.jki.bund.de
LiteraturSmit, A.L., 2000. Root methods: a handbook. Springer.
Bodenfeuchtemonitoringmit Diviner 2000.
und langsamer. Beim Luzernegras stiegdie PAR-Interzeption nach jeder Erntewieder rasch auf nahezu 100% an.
relativen Minderertrag gegenüber der zusätz-lich bewässerten Variante.
Messdatum
1.4.12 1.5.12 1.6.12 1.7.12 1.8.12 1.9.12 1.10.12
