Anbauvergleich: Mais und Sorghum - Landwirtschaft in Sachsen

Anbauvergleich: Mais und Sorghum
Fachveranstaltung Energiepflanzen für die Biogasproduktion
28. August 2013, Trossin
Dr. Kerstin Jäkel und Markus Theiß

Steckbrief Sorghum
Allgemeine Informationen
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trockentolerantes Süßgras
Abstammung aus den nordöstlichen
Savannengebieten Äquatorialafrikas
C 4 -Pflanze wie Mais
gute Wasser- und Nährstoffeffizienz
hohes Biomassepotenzial
Vielfältige Verwertungsmöglichkeiten
• Biogassubstrat
• Futtermittel
• Nahrung
• Ethanol
2 | 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel
Foto: M. Theiß (LfULG)

Steckbrief Sorghum
Unterschiede zum Mais
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Aufbau der Pflanze:
• kein Kolben sondern eine Rispe
• umfangreicheres und feingliedrigeres
Wurzelsystem
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Umweltansprüche:
• höherer Wärmebedarf
• geringere Kühletoleranz
• höhere Trockentoleranz
reagiert später mit Ertragsdepression
auf Trockenstress
Pflanze unterbricht Wachstum bei
Trockenheit (Trockenstarre) und
regeneriert sich nach Niederschlägen wieder
3 | 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel

Habitus verschiedener Sorghumarten-
und typen
S. bicolor x
S. sudanense
(Sudangrashybride)
S. bicolor,
Futtertyp
(Futterhirse)
S. bicolor,
Körnertyp
(Körnerhirse)
„Schilfartiger“ Wuchs
blatt- und stängelreich
mittlere Wuchshöhe
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| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel
schwach bestockend
massebildend (bis 5 m)
Halmdicke ertragsbestimmend
kompakter Wuchs (bis 1,60 m)
hohes Kornertragspotenzial
standfest
Fotos: M. Theiß (LfULG), Güterfelde, 23.08.12

Anbauvergleich:
Mais - Sorghum
1) Sortenwahl
2) Aussaat
3) Düngung
4) Pflanzenschutz

Sortenwesen
Züchtung, Saatgutvermehrung, Sortenprüfung
Mais
Züchtung • seit über 50 Jahren
aktive Hybridzüchtung
in Deutschland
• Moderne
Dreiweghybriden
Sorghum
• seit 2005 Selektionszüchtung
Zuchtziele:
hohe Biomasseerträge
Anpassung an Klima Mitteleuropas
• Stand d. Maiszüchtung vor 50 Jahren
• Vermehrung in:
EU: Frankreich,
Ungarn, Rumänien,
z.T. in Deutschland
USA
Chile, Argentinien,
Brasilien
China
• Vermehrung in:
EU: Frankreich, Ungarn,
nicht in Deutschland
Mittel- und Südamerika (Chile)
• herkunftsbedingt z.T. stark untersch.
Saatgutqualität (Triebkraft, Keimf.)
• Problem ausreichend Saatgut zu
produzieren
Saatgutvermehrung
Sortenprüfung
• nach BSA-Richtlinien • im Rahmen von Projekten
• seit 2012 Wertprüfung durch BSA
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| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel

Sortenwahl
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begrenztes Angebot an Sorten am Markt
starke Unterschiede im Ertragsniveau (unterschiedlicher Züchtungsstand)
Wahl der „richtigen“ Sorte von hoher Bedeutung
keine Einteilung nach Reifegruppen
Reifegruppenmodell des TFZ Straubing liefert wertvolle Hinweise zum
Abreifeverhalten der Sorten (gültig für Straubing, deckt sich jedoch weitgehend mit den
Beobachtungen aus dem Verbundprojekt)
* * *
* Sudangrashybride
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| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel
Quelle: Zeise und Fritz (2013), verändert

Sortenwahl
TM-Ertrag (relativ) und TS-Gehalt (absolut)
ausgewählter Sorghumsorten auf D-Süd-Standorten im Vergleich zu Mais
Fruchtart/Sorte
TM-Ertrag
relativ
TS-Gehalt [%]
absolut
Jahr 2010 2011 2012 2010 2011 2012
Anzahl Versuche 4 4 4 4 4 4
Mais BB absolut* 124 175 188 (206) 31 34 38
Sorghum bicolor x Sorghum sudanense
Lussi 102 83 80 31 30 37
KWS Freya 94 82 29 32
KWS Sole 80 33
Sorghum bicolor
Sucrosorgo 506 118 100 76 21 24 23
Herkules 110 114 81 (97) 24 30 25
KWS Zerberus 110 105 79 28 30 29
Amiggo 105 82 31 29
Biomass 150** 131 31
KWS Tarzan 85 (98) 28
KSH 0704 81 28
EUG 221 F 83 (98) 24
8
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel
Legende:
TM-Ertrag
> rel. 95
≥ rel. 100
TS-Gehalt
D-Süd
> 26 %
≥ 28 %
Trossin (SN)
Gadegast (SA)
Drößig (BB)
Güterfelde (BB)
* 2010: Mittel NK Magitop S240, Atletico S280 ** Sorte nicht mehr verfügbar
2011/2012: Mittel LG 3216 S260, Atletico S280

Sortenwahl
TM-Ertrag (relativ) und TS-Gehalt (absolut)
ausgewählter Sorghumsorten auf Kippen-Standorten im Vergleich zu Mais
Fruchtart/Sorte TM-Ertrag
relativ
TS-Gehalt [%]
absolut
Jahr 2010 2011 2012 2010 2011 2012
Anzahl Versuche 2 2 2 2 2 2
Mais BB absolut* 119 154 138 30 34 35
Sorghum bicolor x Sorghum sudanense
Lussi 92 86 92 29 31 37
KWS Freya 95 89 29 31
KWS Sole 91 33
Sorghum bicolor
Sucrosorgo 506 92 97 92 20 24 24
Herkules 102 95 27 25
KWS Zerberus 105 97 29 29
Amiggo 113 100 31 30
Biomass 150** 140 30
KWS Tarzan 111 29
KSH 0704 105 27
EUG 221 F 94 24
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| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel
Legende:
TM-Ertrag
≥ rel. 95
≥ rel. 100
TS-Gehalt
≥ 26 %
≥ 28 %
K-Standorte
Welzow
Grünewalde
(BB)
(BB)
* 2010: Mittel NK Magitop S240, Atletico S280 ** Sorte nicht mehr verfügbar
2011/2012: Mittel LG 3216 S260, Atletico S280

Anbauvergleich:
Mais - Sorghum
1) Sortenwahl
2) Aussaat
3) Düngung
4) Pflanzenschutz
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Aussaat
Saatgutbeschaffenheit
Mais
Sorghum
TKM 200 … 450 g 16 - 40 g
Korngröße
einheitlich
Keimfähigkeit ca. 99 %
z.T. unheitlich innerhalb einer
Saatgutpartie
z.T. sehr unterschiedlich,
abweichend von Züchterangaben
SV 2012*: x = 74 % (26 % - 96 %)
SV 2013*: x = 89 % (75 % - 98 %)
Beizung Standard Teilweise vorhanden
Mais
Colisee
Futterhirse
Herkules
Körnerhirse
Farmsorgho
Sudangrashybr.
Freya
Foto: M.Theiß (LfULG)
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| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel
* Quelle: LLFG Sachsen-Anhalt

Aussaat
Biologische und anbautechnische Anforderungen
Saatbettbereitung
Aussaattechnik
Mais
weniger anspruchsvoll,
wichtig ist Anschluss
an Bodenfeuchte
Einzelkornsaat
+ Unterfußdüngung
12 Reihenabstand | 28. August 2013 | Dr. Kerstin 75 Jäkel cm (37,5 cm) 25 cm – 75 cm
Sorghum
möglichst fein, wie zu Zuckerrübe
und Raps
Einzelkorn- (Mais, Zuckerrübe)
und Drillsaat möglich, gute
Rückverfestigung wichtig,
Unterfußdüngung angeraten
Keimtemperatur 8 -10 °C mindestens 12 °C, besser 15 °C
Aussaattermin
(Hauptfruchtanbau)
Ab Mitte April
Ab Mitte Mai, Aussaat Anfang Mai
möglich aber riskanter (Spätfröste)
Saatgutablagetiefe 4 - 7 cm 3 - 5 cm (bei Trockenheit tiefer)
Saatdichte (Zielbestandesdichte)
7,5 – 11 kf. Kö/m 2 S. b. x s.: 30 – 40 kf. Kö/m 2
S. b.: 20 – 25 kf. Kö/m 2
Bei ungünstigen Aussaatbedingungen
Zuschlag von 10 % empfohlen

Untersuchungen zum Saattermin
Fragestellungen:
• Wie verhalten sich verschiedene Sorghumarten- und sorten hinsichtlich
Ertragsbildung und Abreife in Abhängigkeit vom Saattermin (FF-Stellung)
• Wie ist die Frühsaatverträglichkeit (Aussaat Anfang Mai) von Sorghum
einzuschätzen?
6 Standorte, jeweils 2 Sudangrashybrid- und Futterhirsesorten, Referenz Mais (S 240, S200)
Foto: M. Theiß (LfULG)
Aussaat:
FF-Stellung:
Anfang
Mai
HF
Mitte
Mai
Anfang
Juni
Mitte
Juni
HF ZF SZF
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| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel

Optimierung der Saatzeit
TM-Ertrag von Sorghum und Mais
am Standort Trossin in Abhängigkeit vom Aussaattermin (2011)
TM-Ertrag [dt/ha]
260
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
216
223
166
123
212
185
37 33 32 26 30 28 29 25 29 25 25 19
Anfang
Mai
Mitte
Mai
Anfang
Juni
Mitte
Juni
Anfang
Mai
Mitte
Mai
+ 15 %
123
Anfang
Juni
88
Mitte
Juni
225
Anfang
Mai
+ 9 %
206
Mitte
Mai
117
Anfang
Juni
Mais Sudangrashybrid Futterhirse
89
Mitte
Juni
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| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel

Anbauvergleich:
Mais - Sorghum
1) Sortenwahl
2) Aussaat
3) Düngung
4) Pflanzenschutz
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Düngung
Nährstoffbedarf von Sorghum im Vergleich zu Mais
(Erntegut, Sortenversuch 2011)
Mais S. b. x s. S. b.
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
N P K Ca
Mais 1,10 0,23 1,03 0,23
S. b. x s. 1,38 0,21 1,53 0,35
S. b. 1,14 0,17 1,40 0,29
Gehalt [%]
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Sorghum hat hohes Nährstoffaneignungsvermögen (tiefgreifendes Wurzelsystem)
höherer Kaliumbedarf als Mais
vergleichsweise spät einsetzender Nährstoffbedarf langsam wirkende N-Dünger bzw.
organische Düngemittel
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel

Düngung
Einfluss steigender Stickstoffdüngung
auf den TM-Ertrag bei Sorghum (Trossin, 2011)
TM-Ertrag
200
190
180
170
160
150
140
130
Freya Lussi Herkules Zerberus
N 0 N 100 N 150 N 200 N 250
N-Versorgung inkl. N min
• 100 – 120 kg N/ha auf leichten und mittleren D-Standorten ausreichend
• Nmin-Gehalt des Bodens nur sehr bedingt aussagekräftig für Düngeplanung,
da Hauptnährstoffbedarf der Kultur 8 Wochen nach Aussaat liegt
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| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel
N min = 50 kg/ha

Anbauvergleich:
Mais - Sorghum
1) Sortenwahl
2) Aussaat
3) Düngung
4) Pflanzenschutz
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Pflanzenschutz
Warum ist eine Herbizidanwendung in Sorghum
notwendig?
Kritische Phase:
• genetisch und herkunftsbedingt
langsame
Jugendentwicklung
• zusätzliche Entwicklungsverzögerung
bei kühlen
Temperaturen oder
extremer Trockenheit
• Entwicklungsvorteil für
Unkrautflora
Nach Bestandesschluss und erfolgreicher Herbizidanwendung ist natürliche
Konkurrenz gegenüber Unkräutern gegeben
19
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel
Quelle: M. Märtin & G. Barthelmes, verändert

Pflanzenschutz
Zugelassene Herbizide (Einsatz ab BBCH 13)
in Sorghum nach Art. 51 VO (EG) Nr. 1107/2009 (ehemals§18a PflSchG)
Mittel Wirkstoff Zugel. AWM Wirkungsspektrum
ARRAT
Dicamba
Tritosulfuron
200 g/ha ein- und mehrjährige
zweikeimblättrige Unkräuter
B 235/ CARACHO
235/ BROMOXYNIL
(früher Certrol B)
GARDO GOLD/
PRIMAGRAM
GOLD
20
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel
Bromoxynil 1,5 l/ha einjährige zweikeimblättrige
Unkräuter, auch Gänsefuß,
Winden weniger gut
Terbuthylazin
S-Metolachlor
4,0 l/ha einjähriges Rispengras,
Schadhirsen, einjährige
zweikeimblättrige Unkräuter
MAIS-BANVEL WG Dicamba 500 g/ha Gemeine Zaunwinde, Acker-Winde,
Gänsefuß-Arten, Winden-Knöterich
SPEKTRUM Dimethen-amid-P 1,4 l/ha einjährige zweikeimblättrige
Unkräuter, Schadhirsen
STOMP AQUA/
STOMP RAPS
Pendimethalin 2,5 l/ha einjährige zweikeimblättrige
Unkräuter
‣ Kaum Möglichkeiten zur Bekämpfung einj. Ungräser insb. Schadhirsen
Quelle: M. Märtin & G. Barthelmes, verändert

Pflanzenschutz
Tierische Schaderreger
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22
Sorghum kein Wirt für Larven des Westlichen
Maiswurzelbohrers
• Quelle: Gloyna 02/2010, Vortrag „Energiepflanzen als potentielle
Wirtspflanzen des westlichen Maiswurzelbohrers“
• Anbau in Gebieten mit Restriktionen für den Maisanbau
deutlich geringerer Maiszünslerbefall
• wenn hauptsächlich frühreife Sorten
• Wechselbeziehung zwischen Entwicklungsstadium
der Pflanze und Eiablage bzw. Larvenschlupftermin
des Falters
keine größeren Schäden durch Wildschweine aus der
Praxis bekannt
• kein Kolben nichts was Tiere fressen wollen
• Vergleichsweise geringere Schäden in der Folgefrucht
(Suche nach restlichen Maiskolben)
| 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel
Foto: Dr. Bennewitz (LfULG)
Foto: S. Schröder (LfULG)
Foto: Dr. Grunert (LfULG)

Zusammenfassung
1) Sorghum kann standortabhängig (Temperatur !) eine sinnvolle Ergänzung zum
Maisanbau darstellen, insbesondere:
• in trockenen Anbauregionen (inkl. Kippenstandorte)
• in Gebieten mit Anbaurestriktionen für Mais
• in Biogasbetrieben, die unter das EEG 2012 („Maisdeckel“) fallen
2) Sorghum-Züchtung hat inzwischen Sorten hervorgebracht, die auf günstigen
warmen Standorten
• hohe Erträge bei günstigen TS-Gehalten erreichen sowie
• eine verbesserte Kältetoleranz aufweisen
Mit weiteren Züchtungsfortschritten ist zu rechnen!
3) Fundierte Erfahrungen zur Standorteignung der Sorten sowie zur Bestandesführung
liegen im Vergleich zu den „Einführungsjahren“ vor
4) Das Sorghum-Anbauverfahren ähnelt stark dem des Maises (Einsatz
vorhandener Technik)
23 | 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel

Vielen Dank
Dr. Kerstin Jäkel, Markus Theiß, Karen Pötzschke
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Carsten Rieckmann, Tobias Glauert
LWK Niedersachsen
Dr. Gert Barthelmes, Manuela Märtin
Landesamt für Ländliche Entwicklung, Landwirtschaft und
Flurneuordnung
Dr. Maendy Fritz, Dr. Anja Hartmann
Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für
Nachwachsende Rohstoffe
Dr. Steffi Knoblauch, Dr. Maria Wagner
Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft
Dr. Andreas Gurgel
Landesanstalt für Landwirtschaft und Fischerei
Dr. Lothar Boese
Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau
Dr. Christian Lange, Ulf Goltz
Forschungsinstitut für Bergbaufolgelandschaften e.V.
Dr. Uwe Franko, Dr. Katrin Kuka
Helmholtz Centre For Environmental Research (UFZ)
24 | 28. August 2013 | Dr. Kerstin Jäkel