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
3 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Einordnung in die Leitprojekte
des LfULG:
o Risiken und Chancen des Klimawandels
o Digitale und nachhaltige Landwirtschaft
und Gartenbau
TP 7: Bioökonomie und Ressourceneffizienz
4 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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
5 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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.
6 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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 -
7 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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
-
8 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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
9 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Gliederung
(1) Vorstellung der Projekte
(2) Vorstellung der Pflanze, bisherige
Ergebnisse
(3) Warum Sorghum anbauen?
(4) Zusammenfassung
10 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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
11 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Sorghum
❙ hohes Biomassepotenzial
❙ vielfältige Verwertungsmöglichkeiten
Biogassubstrat
Futtermittel
Nahrung
Ethanol
Fasern / Besen
Doppelnutzung / Kaskade
12 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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
13 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Sorghumarten-/typen
Links:
S. bicolor
„Futtertyp“
Rechts:
S. bicolor x
S. sudanense
Trossin,
22.08.2017
14 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Sorghumarten-/typen
Hinten:
S. bicolor
„Futtertyp“
Mitte:
S. bicolor
„Korntyp“
Vorn:
S. bicolor
„Korntyp“
Trossin,
11.09.2017
15 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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)
16 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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
17 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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.
18 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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.
19 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
| 20
nach Reihenschluss, Sudangrashybride
unbehandelte Variante mit Gardo Gold behandelter Variante
Güterfelde 2009
Unbehandelte Variante neben
behandelter Variante (Gardo Gold)
21 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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
22 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Gliederung
(1) Vorstellung der Sorghum-Projekte
(2) Vorstellung der Pflanze, bisherige Ergebnisse
(3) Warum Sorghum anbauen?
(4) Zusammenfassung
23 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Warum Sorghum anbauen?
Nutzung
ertragsschwacher
Standorte
Anpassung an
trockene und extremere
Witterungsbedingungen Arbeits-
wirtschaftliche
Überlegungen
24 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Spielraum bei Fruchtfolge
und Arbeitserledigung
o Verlängerung des Gülleausbringfensters im späten Frühjahr möglich
o mehr Flexibilität bei Aussaat und Ernte (Arbeitswirtschaft)
25 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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
26 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Anbauvergleich Mais vs.
Sorghum auf D-Süd und K-Standorten
2005 - 2013 2008 - 2013 2008 - 2013 2008 - 2012
ausgewählte mj. geprüfte Sorten
27 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Anbauvergleich Mais vs.
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 %
28 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Anbauvergleich Mais vs.
Sorghum Trossin (lS, AZ 30), 2013 – 2016
29 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Anbauvergleich Mais vs.
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)
30 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Warum Sorghum anbauen?
Nutzung
ertragsschwacher
Standorte
Anpassung an
trockene und extremere
Witterungsbedingungen Arbeits-
wirtschaftliche
Überlegungen
Nutzung
ökologischer
Vorteile
31 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Modellversuch im Kleinlysi-
meter in Buttelstedt (2009/2010)
Knoblauch, Wagner TLL
TM-Ertrag von Mais und Sorghum in Abhängigkeit
von Bodenart und Wasserversorgung
32 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Modellversuch im Kleinlysi-
meter in Buttelstedt (2009/2010)
Knoblauch, Wagner TLL
Transpirationskoeffizient von Mais und Sorghum in
Abhängigkeit von Bodenart und Wasserversorgung
33 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Modellversuch im Kleinlysi-
meter in Buttelstedt (2009/2010)
Knoblauch, Wagner TLL
Wasser-
Ertrags-
Beziehungen
(2009/2010)
34 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Modellversuch im Kleinlysi-
meter in Buttelstedt (2009/2010)
Knoblauch, Wagner TLL
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
35 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Modellversuch im Kleinlysimeter
in Buttelstedt (2009/2010)
Knoblauch, Wagner TLL
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.
36 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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
37 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Warum Sorghum anbauen?
Nutzung
ertragsschwacher
Standorte
Anpassung an
trockene und extremere
Witterungsbedingungen Arbeits-
wirtschaftliche
Überlegungen
Nutzung
ökologischer
Vorteile
Zunehmender
Schaderregerdruck
im Maisanbau
38 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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
39 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Wildschäden halten sich bei
Sorghum in Grenzen
Wildschwein-
schaden im
NR 49 Pommritz
(10/2016)
41 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Fehlende Wirtseignung für
den westlichen Maiswurzelbohrer
www.agrarheute.com
09.2015
Maiswurzelbohrer-Monitoring in Sachsen
42 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Warum Sorghum anbauen?
Nutzung
ertragsschwacher
Standorte
Anpassung an
trockene und extremere
Witterungsbedingungen Arbeits-
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
43 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
Gliederung
(1) Vorstellung der Sorghum-Projekte
(2) Vorstellung der Pflanze, bisherige Ergebnisse
(3) Warum Sorghum anbauen?
(4) Zusammenfassung
44 | 05. März 2018 | Dr. Kerstin Jäkel
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