Energiepflanzenanbau mit Zwischenfrüchten

Zwischenfrüchte haben diverse pflanzenbauliche Vorteile und gelten als Kulturen für die Ökologische Vorrangfläche (ÖVF). Ihr Einsatz in Bioenergiefruchtfolgen sollte primär jedoch nach pflanzenbaulichen und betrieblichen Gesichtspunkten erfolgen, wie Katharina Winter und Jens Eckner (TLL Thüringen) ausführen.

 

 

 

 

Das EVA-Projekt1 vergleicht bundesweit an 11 Standorten verschiedene Energiepflanzenfruchtfolgen und Bewirtschaftungsstrategien auf standortbezogene Produktivität. Neben pflanzenbaulicher Anbaueignung werden ökonomische und ökologische Leistungen und Folgen analysiert und bewertet.

Nach der Ernte von Silomais finden sich oft in Abhängigkeit von Standort und Witterung hohe Bodengehalte an mineralisiertem Stickstoff (Nmin). Auf sechs verschiedenen EVA-Versuchsflächen (MV, SN, TH, NI, BY und BW) zeigten sich bei standort-angepasster N-Düngung die höchsten absoluten und durchschnittlichen Nmin-Werte bei Mais mit 180 bzw. 61 kg Nmin/ha im Vergleich zu Wintergetreidearten, Sorghum und Weidelgras2. Aus Gründen des Gewässerschutzes sind deshalb Zwischenfrüchte mit hohem N-Aufnahmevermögen bis Vegetationsende einzusetzen, um Verluste und Auswaschung zu vermeiden.

Die Standorte:

Thüringen: Standort Burkersdorf sandiger Lehm; AZ 36, 440 m über NN
Ø-Temp. 7°C, Ø-NS 642 mm

Niedersachsen: Standort Werlte humoser Sandboden, AZ: 31; 32 m über NN Ø-Temp. 9°C, Ø-NS 768 mm

Thüringen: Standort Dornburg stark lehmiger Schluff, AZ: 65; 260 m über NN Ø-Temp. 8,3°C, Ø-NS 584 mm

Winterroggen und -triticale nehmen vor dem Winter zwischen 30–50 kg N/ha auf und können als Grünschnittvarianten Ende April zur Nutzung als Biogassubstrat geerntet werden. Die N-Aufnahme von abfrierenden Winterzwischenfrüchten beträgt bei Senf bis 85 kg N/ha, bei Phacelia bis 65 kg N/ha und bei Buchweizen 59 kg N/ha (Kolbe, LfULG, 2003).

Da ein enger Zusammenhang zwischen Herbst Nmin und Sickerwasserbelastungen besteht, sollte der Herbst Nmin auf leichten, durchlässigen Böden 30 kg N/ha, auf bindigeren Böden 50 kg N/ha nicht überschreiten, um den Grenzwert von 50 mg Nitrat/l im Sickerwasser einzuhalten (IGLU, 2012).

Auswirkungen der Zwischenfrüchte auf Nmin-Gehalt, Humusgehalt und Biomasseerträge
1. Winterzwischenfrüchte und Nmin

Im EVA-Projekt sind mehrere Zwischenfruchtversuche angelegt. Auf dem thüringischen Versuchsstandort Burkersdorf wurden nach Mais Winterroggen, Landsberger Gemenge und Senf als Zwischenfrüchte sowie im Vergleich dazu Brache über Winter geprüft (4-fache Wiederholung). Zu 8 Terminen zwischen dem 23.09.2013 und 21.05.2014 erfolgten Nmin-Untersuchungen. Die Ergebnisse zeigten unter Winterroggen und Senf absinkende Nmin-Gehalte vom Zeitpunkt der Zwischenfruchteinsaat bis zum Ende des Winters, die auf die Nährstoffaufnahme der Pflanzen zurückzuführen sind (Abb. 2). Die absinkenden Nmin-Gehalte bei der Brache von 60–80 kg/ha könnten auf eine N-Verlagerung in tiefere Bodenschichten hinweisen. Unter Landsberger Gemenge fand aufgrund der milden Witterung bis zum Ende des Jahres scheinbar eine N-Mineralisierung des durch Leguminosen gebundenen Stickstoffs statt. Daher bewegten sich die Nmin-Gehalte teilweise auf dem Niveau der Brache. Die Ergebnisse zeigen: Winterroggen und Senf sind Puffer für mineralisierten Stickstoff.

2. Sommerzwischenfrüchte und Humusbilanz
Für die Leistungsfähigkeit der Fruchtfolge ist besonders der Vorfruchteffekt der Zwischenfrüchte für die Folgefrucht wichtig. Dazu wurde am Versuchsstandort Dornburg in Thüringen bei vergleichbaren Fruchtfolgegliedern in drei EVA-Fruchtfolgen (Tab. 1) u. a. der Ertrag des nachfolgenden Winterweizens ermittelt und die Humusbilanz erstellt. Die Ergebnisse zeigten signifikant höhere Erträge von Winterweizen nach den Winterzwischenfrüchten Phacelia (96,3 dt/ha) und einjährigem Weidelgras (94,6 dt/ha) im Vergleich zur Brache (92,7 dt/ha). Für die Humusbilanz (Tab. 2) wirkte die Vorfrucht Wintertriticale als Druschfrucht vorteilhaft, da das Stroh auf dem Feld verblieb. Die Varianten mit Wintertriticale-GPS und Zwischenfrüchten zeigten knapp ausgeglichene (Phacelia) und negative (einjähriges Weidelgras) Humusbilanzen bei ausschließlich mineralischer Düngung. Mit der Rückführung der Gärreste aus Wintertriticale- und Weidelgras-GPS nehmen auch diese beiden Varianten aus Fruchtfolge 01 und 03 positive Humuswerte an (Tab. 2).

3. Zwischenfrüchte und Biomasseerträge
Auf dem Standort Werlte brachte das dreijährige Anbausystem von Mais und Grünschnittroggen als Winterzwischenfrucht höchste Trockenmasseerträge (230 dt TM/ha, Abb. 1). Verglichen wurden die geprüften EVA-Fruchtfolgen sowie eine Maisselbstfolge, die im 3-jährigen Mittel 190 dt TM/ha brachte. Die Ernten beider Kulturen dienten der Biomassenutzung. Die N-Bindung über Winter war hier gewährleistet, was sich in einem sehr niedrigen N-Saldo zeigte3. Auch hier wird die Humusbilanz ohne Gärrestrückführung negativ. Das intensive Anbausystem wäre nicht greeningfähig, weil Getreidearten nicht auf der Artenliste stehen.

Zwischenfrüchte und Greening
Der Vorteil von Zwischenfrüchten für ökologische Schutzgüter wie Gewässer, Boden und Biodiversität ist auch wissenschaftlich nachweisbar. Daher gilt der Zwischenfruchtanbau als Maßnahme für ÖVF (Faktor 0,3).

Jedoch sollten pflanzenbauliche und betriebliche Gesichtspunkte die Entscheidung für Zwischenfrüchte zur Biomassenutzung oder Gründüngung maßgeblich beeinflussen.

Empfehlungen
Aus dem EVA-Projekt können aus den Versuchsergebnissen folgende Empfehlungen für den Energiepflanzenanbau abgeleitet werden:

  • Zum Ausgleich der Humusbilanz im Energiepflanzenanbau bieten sich Gründüngungsvarianten als Sommerzwischenfrüchte oder abfrierende Winterzwischenfrüchte an: z.B. Phacelia, Senf und Buchweizen, welche greeningfähig auch als Mischungspartner möglich sind.
  • Besonders auf erosionsgefährdeten Standorten empfehlen sich winterharte Zwischenfrüchte statt Brache für den Schutz der Bodenstruktur und Nährstofffixierung. Die Ernte der Zwischenfrüchte ist nach dem 15.02. des Folgejahres möglich.
  • Der Zwischenfruchtanbau bietet bei Nährstoffüberhängen bei der Hauptfruchternte Möglichkeiten, diese festzulegen und damit für die Folgefrucht zu erhalten.

Die pflanzenbaulichen Vorzüge des Zwischenfruchtanbaus widersprechen nicht grundsätzlich den ökologischen Wertigkeiten. Höhere Erträge und zugleich Vorteile für alle Schutzgüter zu erzielen, lassen sich nur mit möglichst vielfältigen Fruchtfolgen erreichen.

Katharina Winter, Jens Eckner

1 „Entwicklung und Vergleich von optimierten Anbausystemen für die landwirtschaftliche Produktion von Energiepflanzen unter den verschied. Standortbedingungen Deutschlands“

2 EVAII Gärrestendbericht 2013, Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für nachwachsende Rohstoffe Straubing

3 EVAII Endbericht Standort Werlte, Landwirtschaftskammer Niedersachsen


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