Verbesserung der Anbau- würdigkeit von Sorghumhirse · Sorghum sudanense (Sudangras) ... Warum...

1 | XX. Monat 2016 | Name des Präsentators

M. Theiß, K. Jäkel, S. Schröder, S. Franke

Verbesserung der Anbau-

würdigkeit von Sorghumhirse

Montagsseminar

05. März 2018, Nossen

2 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel

Gliederung

(1) Vorstellung der Sorghum-Projekte

(2) Vorstellung der Pflanze, bisherige Ergebnisse

(3) Warum Sorghum anbauen?

(4) Zusammenfassung


Einordnung in die Leitprojekte

des LfULG:

o Risiken und Chancen des Klimawandels

o Digitale und nachhaltige Landwirtschaft

und Gartenbau

TP 7: Bioökonomie und Ressourceneffizienz


Anpassung an Trockenperioden

und Extrembedingungen

ASG I

Sächsisches Heidegebiet

& Riesaer-Torgauer Elbtal

ASG II

Oberlausitz &

Sächsische Schweiz

ASG III

Mittelsächsisches

Lößgebiet

ASG I

Vegetationszeit 1961-1990 1991-2005

Niederschlagssumme 414 mm 403 mm

Temperaturmittel 13,2 °C 14,2 °C

Klimatische Wasserbilanz -168 mm -207 mm

Quelle: F. Ullrich,

F. Böttcher, E. Müller


Insgesamt liegen die größten

Herausforderungen in der

Pflanzenproduktion künftig in der

Anpassung an zunehmende

Trockenperioden in der

Vegetationsperiode sowie häufigere

und intensivere

Starkregenereignisse.

Die umfangreisten

Anpassungsmaßnahmen sind dabei auf

den leichten diluvialen Standorten in

Nord- und Ostsachsen erforderlich.

Hierzu zählt der Anbau hitze- und

trockentoleranter Fruchtarten.


Aufgabenschwerpunkte und

Abgrenzung der Projekte untereinander

Zeitraum: 05/08 – 04/11 05/11 – 07/14 04/16 – 03/19

Produktionstechnische Versuche

Standort-

eignung,

Sortenwahl

Prüfung am Markt verfügbarer

Sorghumarten und –sorten bzw.

neuer Zuchtstämme

Prüfung etablierter

Sorghumsorten zu

verschiedenen

Erntezeitpunkten

Bestandes-

etablierung

Prüfung Saattermin Prüfung des späten

Zweitfruchtanbaus

Prüfung Saatdichte,

Reihenweite -

Prüfung von Boden-

bearbeitung und

Saattechnik

Bestandes-

führung

Prüfung von verschiedenen Maisherbiziden

(z.T. Lückenindikation) im Sorghumanbau -

- Versuche zur

Stickstoffdüngung -


Aufgabenschwerpunkte und

Abgrenzung der Projekte untereinander

Zeitraum: 05/08 – 04/11 05/11 – 07/14 04/16 – 03/19

Labor-

analytik Roh- und

Makronährstoffe

Roh- und

Makronährstoffe,

Biogasausbeute

Roh- und

Makronährstoffe,

Biogasausbeute bei

unterschiedlichem

Erntetermin

Zusammen-

arbeit mit

Praxis

-

Praxiserhebung zur

Ökonomie

Anbauversuche in

Praxisbetrieben

Ökonom.

Verfahrens-

bewertung -

Basis

Parzellenversuche,

Daten aus

Praxisbefragung

Basis

Parzellenversuche,

Daten aus

Zusammenarbeit mit

Praxisbetrieben

Ökolog.

Unter-

suchungen

Wasser- und

Nährstoffeffizienz

Wasser- und

Nährstoffeffizienz,

Wurzelmasse und

Humusreprod.leistung

-


Optimierung des Sorghum-

anbaus, Wissenstransfer (2016 - 2019)

Versuchsstandorte – Exaktversuche:

1 Gülzow 5 Welzow

2 Obershagen 6 Trossin

3 Poppenburg 7 Straubing

4 Marquardt

On-Farm-Versuche mit Praxispartnern:

8 Winkelmann GbR 10 Bauern AG &

9 Agrar GbR Booßen AG Forst eG

11 AG Krippehna eG

Arbeitsschwerpunkte:

Sorte, Erntetermin Kippenböden

Aussaattechnik,

Bodenbearbeitung Zweitfruchtanbau

Kaskadennutzung On-Farm Versuch

Substratqualität,

Biogasausbeute Wirtschaftlichkeit

1

2

4

6

7

3 5

9

10

11

8


Gliederung

(1) Vorstellung der Projekte

(2) Vorstellung der Pflanze, bisherige

Ergebnisse


(4) Zusammenfassung


Sorghum alles andere als ein „Newcomer“

❙ wichtigste Nahrungs- und Futterpflanze in Trockenregionen der Welt*

❙ Ursprung in den semiariden Gebieten Afrikas

effiziente Wasser- und

Nährstoffnutzung

(C4-Pflanze)

hohe Hitze- und Trockentoleranz

gutes Regenerationsvermögen

tiefreichendes Wurzelsystem

hoher Wärmebedarf,

geringe Kühletoleranz

hohe Eignung für marginale Anbaubedingungen

* weltweit 5 wichtigstes Getreide nach Weizen,

Reis, Mais und Gerste


Sorghum

❙ hohes Biomassepotenzial

❙ vielfältige Verwertungsmöglichkeiten

Biogassubstrat

Futtermittel

Nahrung

Ethanol

Fasern / Besen

Doppelnutzung / Kaskade


Sorghum Systematische Einteilung

❙ Sorghum bicolor (Futterhirsen- Sortenversuch)

- Futtertyp ► Futterhirsen

- Zuckertyp ► Zuckerhirsen

- Körner-Typ ► Körnerhirsen

- Faser-Typ ► Faserhirsen

❙ Sorghum sudanense (Sudangras)

❙ Sorghum bicolor x Sorghum sudanense (Sudangrashybride)

Botanik:

Einjährig, Familie: Süßgräser


Sorghumarten-/typen

Links:

S. bicolor

„Futtertyp“

Rechts:

S. bicolor x

S. sudanense

Trossin,

22.08.2017


Sorghumarten-/typen

Hinten:

S. bicolor

„Futtertyp“

Mitte:

S. bicolor

„Korntyp“

Vorn:

S. bicolor

„Korntyp“

Trossin,

11.09.2017


Aussaat Saatgutbeschaffenheit

Mais Sorghum

TKM 200 … 450 g 16 - 40 g

Korngröße einheitlich z.T. uneinheitlich innerhalb einer

Saatgutpartie

Keimfähigkeit ca. 99 %

z.T. sehr unterschiedlich, abweichend

von Züchterangaben

SV 2012*: x = 74 % (26 % - 96 %)

SV 2013*: x = 89 % (75 % - 98 %)

Beizung Standard Teilweise vorhanden

* Quelle: LLFG Sachsen-Anhalt

Mais Colisee

Futterhirse Herkules

Körnerhirse Farmsorgho

Sudangrashybr. Freya F

oto

: M

.Th

eiß

(L

fULG)


Züchtungsstand und Saat-

gutproduktion Mais Sorghum

Züchtung seit über 50 Jahren

aktive Hybridzüchtung

in Deutschland

Moderne

Dreiweghybriden

seit 2005 Selektionszüchtung in

Deutschland

hohe Biomasseerträge

Anpassung an Klima

Mitteleuropas

Stand der Maiszüchtung

vor 50 Jahren

Saatgut-

vermehrung Vermehrung in:

EU: Frankreich,

Ungarn, Rumänien,

z.T. in Deutschland

USA

Chile, Argentinien,

Brasilien

China

Vermehrung in:

EU: Frankreich, Ungarn,

nicht in Deutschland

Mittel- und Südamerika (Chile)

herkunftsbedingt z.T. stark

schwankende Saatgutqualität

(Triebkraft, Keimfähigkeit)

Problem ausreichende

Saatgutmengen zu produzieren


Aussaat und Einordnung in

die Fruchtfolge

❙ eine Aussaat von Sorghum zum ortsüblichen Maistermin

(Ende April) ist möglich, aber riskant

❙ als Zweitfrucht nach Grünroggen bei Aussaat bis

spätestens Mitte Mai v.a. Futterhirsen (höherer Ertrag als

SGH)

❙ Für eine Aussaat nach Ganzpflanzengetreide wählt man

sehr frühreife Sudangrashybridsorten. Der Anbauerfolg

wird sehr stark von der Witterung (Wasserangebot)

bestimmt.

❙ Faustregel: Je kühler der Standort bzw. je später die

Aussaat, desto frühreifer muss die Sorte sein.


Düngung

❙ Auf leichten bis mittleren Böden sind ab 150 kg N/ha (inkl.

Nmin) keine signifikanten Ertragseffekte und somit keine

Verbesserung der Wirtschaftlichkeit mehr gegeben.

❙ Nur auf sehr ertragreichen Böden kann der N-Sollwert

etwas höher (bis 200 kg N/ha) angesetzt werden.

❙ Eine übermäßige Stickstoffdüngung kann sich negativ auf

die Substratqualität (überhöhte Nitratgehalte) auswirken und

die Abreife der Bestände verzögern.

❙ In Bezug auf die Nährstoffaneignung muss auf den im

Vergleich zu Mais höheren Entzug bei Kalium (bis 1,5 kg/dt

TM) und Magnesium (0,33 kg/dt TM) hingewiesen werden.


Herbizideinsatz

❙ Der Herbizideinsatz in Sorghum ist angesichts der

langsamen Jugendentwicklung dringend anzuraten.

❙ Signifikante Mehrerträge gegenüber der unbehandelten

Kontrolle.

❙ Bekämpfung der Schadhirsen kann sich aufgrund der

verwandtschaftlichen Beziehung zur Kulturhirse als

schwierig erweisen.

o zulässige Herbizide Gardo Gold und Spectrum

o Applikationstermin entscheidet über Bekämpfungs-

erfolg (Bodenfeuchte, Temperatur, Entwicklungsstand

der Ungräser)


| 20

nach Reihenschluss, Sudangrashybride

unbehandelte Variante mit Gardo Gold behandelter Variante

Güterfelde 2009

Unbehandelte Variante neben

behandelter Variante (Gardo Gold)


Sonstige Ergebnisse

❙ Lagerneigung kann auftreten (bestimmte Sorten

anfällig)

❙ unzureichende Kühletoleranz

❙ Bestandesetablierung bei trockenen

Aussaatbedingungen mitunter schwierig

❙ Sorghum weist Nachteile in der Substratqualität

gegenüber Mais auf, was zu geringfügig

geringerem Methanertrag führt (12 %)

❙ weitere Untersuchungen zur Verbesserung der

Methanausbeute nötig


Gliederung




(4) Zusammenfassung


Warum Sorghum anbauen?

Nutzung

ertragsschwacher

Standorte

Anpassung an

trockene und extremere

Witterungsbedingungen Arbeits-

wirtschaftliche

Überlegungen


Spielraum bei Fruchtfolge

und Arbeitserledigung

o Verlängerung des Gülleausbringfensters im späten Frühjahr möglich

o mehr Flexibilität bei Aussaat und Ernte (Arbeitswirtschaft)


Nutzung ökolog. Vorteile Effiziente Verwertung organischer Dünger

o hohes Nährstoff-

aneignungsvermögen

(Wurzelsystem)

o N-Bedarf setzt erst

relativ spät ein

hohes N-MDÄ

o Ertragszunahmen

auch noch spät in der

Vegetationsperiode

möglich


Anbauvergleich Mais vs.

Sorghum auf D-Süd und K-Standorten

2005 - 2013 2008 - 2013 2008 - 2013 2008 - 2012

ausgewählte mj. geprüfte Sorten



Sorghum Trossin (lS, AZ 45), 2005 – 2013

FA Saat Ernte

Mais Mai I/II Sep.

FH II/III Mai III Sep./II Okt.

VK = 26 %



Sorghum Trossin (lS, AZ 30), 2013 – 2016



Sorghum NR 49, Pommritz (sL, AZ 69), 2012 – 2017

Fruchtart dt TM/ha

Mittelwert Standardabweichung

Silomais 186,7 42,2

Sudangrashybride

nach Grünroggen 139,0 25,8

Futterhirse 185,3 39,0

Sorten: Mais (Atletico S280, Grosso S250), SGH (Lussi), FH (Zerberus, Herkules)



Nutzung

ertragsschwacher

Standorte

Anpassung an



wirtschaftliche

Überlegungen

Nutzung

ökologischer

Vorteile


Modellversuch im Kleinlysi-

meter in Buttelstedt (2009/2010)

Knoblauch, Wagner TLL

TM-Ertrag von Mais und Sorghum in Abhängigkeit

von Bodenart und Wasserversorgung





Transpirationskoeffizient von Mais und Sorghum in

Abhängigkeit von Bodenart und Wasserversorgung





Wasser-

Ertrags-

Beziehungen

(2009/2010)





2008/09 2009/10 2010/11

Boden Wasser-

stufe

Energie-

mais

Futter-

hirse

Energie-

mais

Futter-

hirse

Energie-

mais

Futterhirse

mg/l

Löss

1,0 PET

0,6 PET

0,3 PET

Ø

76,2

104,7

89,4

90,1

20,3

20,7

43,8

28,3

41,9

77,4

174,6

98,0

3,8

5,7

8,2

5,9

2,9

18,3

106,5

42,5

2,7

20,3

32,9

18,6

Sand

1,0 PET

0,6 PET

0,3 PET

Ø

127,3

108,6

104,4

113,4

29,2

88,5

125,5

81,1

83,1

106,9

110,5

100,2

22,4

50,8

80,7

51,3

38,6

67,5

95,2

67,1

36,3

33,1

110,0

59,8

Mittlere Nitratkonzentration des Sickerwassers in

den Sickerwasserperioden


Modellversuch im Kleinlysimeter

in Buttelstedt (2009/2010)


Zusammenfassung

❙ Sorghum bicolor produziert unter potenziellen

Verdunstungsbedingungen sehr hohe Erträge, deutlich über

Energiemais, das erfordert aber auch große Wassermengen (mittlerer

Wasserverbrauch von 5,26 mm/d in Hauptwachstumszeit).

❙ Die Wassernutzungseffizienz von Sorghum bicolor ist bei

ausreichender Wasserversorgung besser als die von Energiemais.

❙ Mit abnehmendem Wasserangebot geht diese Vorzüglichkeit zurück.

Die Erträge sind aber etwa gleich groß.

❙ Dafür ist Sorghum bicolor mehr als Mais in der Lage, ihren Wasser-

und Nährstoffbedarf durch Aufnahme von Bodenwasser zu decken. Der

Schwellenwert der Bodenfeuchte liegt im Bereich von 100 mm.


Nutzung ökolog. Vorteile

Humusreproduktionsleistung

Ermittlung der

Humusreproduktionsleistung (durch U. Franko, UFZ 2014)

Fruchtart Humus-

äquivalent*

Energiemais - 140

S. bicolor + 140

S. bic. x S. sud. + 260 *modelliert mit CCB (Candy Carbon Balance)

Datengrundlage:

o Quantifizierung der Menge an Ernte- und Wurzelrückständen

(EWR)

o Ermittlung von C/N-Verhältnis und Umsatzgeschwindigkeit der

EWR

Zum Vergleich: Körnerleguminosen

(nach VDLUFA) + 160



Nutzung

ertragsschwacher

Standorte

Anpassung an



wirtschaftliche

Überlegungen

Nutzung

ökologischer

Vorteile

Zunehmender

Schaderregerdruck

im Maisanbau


Wildschäden halten sich bei

Sorghum in Grenzen

Aufnahme und Bildbearbeitung: Rainer Schlepphorst (FIB e.V.) zur Ernte (11.09.2017)

Rekultivierungsfläche,

Jänschwalde

Ergebnisse

Praxisumfrage:

o kaum Wildschäden

bei Sorghum

o kein Kolben,

engere Reihen-

abstände


Wildschäden halten sich bei

Sorghum in Grenzen

Wildschwein-

schaden im

NR 49 Pommritz

(10/2016)


Weniger Ertragsausfall

durch Maiszünsler


Fehlende Wirtseignung für

den westlichen Maiswurzelbohrer

www.agrarheute.com

09.2015

Maiswurzelbohrer-Monitoring in Sachsen

http://www.agrarheute.com/



Nutzung

ertragsschwacher

Standorte

Anpassung an



wirtschaftliche

Überlegungen

Nutzung

ökologischer

Vorteile

Zunehmender

Schaderregerdruck

im Maisanbau

Kritische

öffentliche

Wahrnehmung

der Bioenergie

(„Vermaisung“)

Beschränkungen

für Einsatz von Mais und

Getreidekorn in der Biogas-

anlage (EEG 2014, 2017)

Biodiversität


Gliederung




(4) Zusammenfassung


Zusammenfassung

❙ Anbau von Sorghumhirsen ist mit Erfolg möglich

❙ hohe Biomasseerträge sind erreichbar

❙ große Ertragsunterschiede zwischen den Sorghumarten und -sorten

❙ Sorghum hat bei optimaler Wasserversorgung und ausreichender Vegetationszeit ein enormes Ertragspotential

❙ die Züchtung steht erst am Anfang, wichtige Aufgaben sind:

- Frühsaatverträglichkeit - Verbesserung CH4-Ausbeute (Qualität)

- schnelle Abreife - bessere Saatgutproduktion (Keimfähigkeit, Triebkraft) - Vermeidung von Lager

Es besteht weiterhin enormer Forschungsbedarf! Überführung der Ergebnisse in die Praxis

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