Forschungs- und Innovationsprojekt SilphieGuide
Gärrestdüngung und umweltschonende Umbruchmethoden in Durchwachsener Silphie

Das Foto zeigt einen roten Traktor mit gelbem Güllefass mit Schleppschlauch bei der Gärrestausbringung von oben.

Die Durchwachsene Silphie (Silphium perfoliatum L.) wird als alternatives Substrat zur Biogaserzeugung eingesetzt, so dass eine Düngung der Dauerkultur mit Gärresten sinnvoll ist. Aktuelle Versuche des TFZ zeigen, dass die Stickstoffverwertung von Gärrestgaben noch verbesserungswürdig ist und weitere Optimierungsansätze untersucht werden sollten. Hinsichtlich des Umbruchs von Silphiebeständen wurden erste Erfahrungen gemacht, aber auch verschiedene Probleme erkannt, zu denen ebenfalls weiterer Forschungsbedarf besteht. Durch geeignete Verfahren soll der Herbizideinsatz reduziert und Bodenerosion vermieden werden, so dass im gesamten Anbauverfahren von Silphie eine höchstmögliche Umweltverträglichkeit erreicht wird.

Ziel

Durch umfangreiche Versuche sollen verschiedene Ansätze für die Verbesserung der Stickstoffverwertung der Gärrestdüngung von Durchwachsener Silphie untersucht und optimale Düngestrategien abgeleitet werden. Zudem sind die Abfuhr und der Düngebedarf der restlichen Pflanzennährstoffe zu prüfen, um während der langen Standzeit Nährstoffungleichgewichte im Boden zu vermeiden. Auch der Umbruch von Durchwachsener Silphie soll anhand weiterer Versuche genauer untersucht werden, da bisher nur wenige Ergebnisse vorliegen. Zusammen mit den Ergebnissen des Vorgängerprojekts sollen ökologisch wie ökonomisch sinnvolle Umbruchverfahren entwickelt werden. Eine praxisorientierte Bearbeitung aller Versuchsfragen soll zugleich eine hohe Praxistauglichkeit der erarbeiteten Anbauempfehlungen gewährleisten.

Methode

Die Ziele des Projekts werden mit Parzellenversuchen am Standort Straubing und Versuchen auf geeigneten Praxisflächen (Einsatz von Schlitzscheibenverteilern, ggf. öffentliche Vorführung) erarbeitet:

  • Untersuchung verschiedener Strategien der Stickstoffdüngung von Silphie mit Gärresten
  • Prüfung der Einsatzeignung von Schlitzscheibenverteilern in Silphiebeständen für eine emissionsarme Gärrestausbringung
  • umfangreiche Erhebungen zu Nährstoffgehalten und -abfuhren im Silphieanbau zur Beurteilung der Nährstoffkreisläufe
  • weitere Versuche zum Umbruch von Durchwachsener Silphie u. a. im Hinblick auf den Umbruchzeitpunkt, die Stickstoffnachlieferung und eine mechanische Durchwuchsbekämpfung
  • Vermittlung der Ergebnisse an Praxis und Öffentlichkeit durch verschiedene Formen des Wissenstransfers

Ergebnisse (erstes Projektjahr)

N-Düngung von Durchwachsener Silphie

  • deutliche Zunahme der Trockenmasseerträge bis zu einer N-Düngung von 150 kg N/ha (mineralisch)
  • wie im Vorgängerprojekt niedrigere Erträge bei einer Gärrestdüngung (Schleppschlauch) im Vergleich zu einer mineralischen N-Düngung (vermutete Ursache: höhere N-Verluste wegen schlechter Infiltration der Gärreste)
  • im Vergleich zu einer Gärrestdüngung im Frühjahr tendenzielle Verschlechterung der Düngewirkung bei einer Herbstgabe bzw. dem Zusatz eines Nitrifikationshemmstoffs (Frühjahrsgabe)
  • tendenzielle Verbesserung der N-Verwertung von Gärresten durch eine Bodenlockerung zwischen den Silphiereihen mit einer Reihenhacke vor der Gärrestausbringung
  • sehr niedrige Nmin-Mengen im Boden nach Ernte und zu Vegetationsende unabhängig von der Düngung

Emissionsarme Gärrestausbringung in Durchwachsener Silphie

  • bei Einsatz eines Schlitzgeräts im Frühjahr wegen zu trockenem Boden angestrebte Schlitztiefe von 6 cm nicht erreicht (Ausbringmenge: 40 m³/ha), Schlitztiefe im Versuch: ca. 3 cm
  • keine Verbesserung der N-Düngewirkung im Vergleich zur Schleppschlauchtechnik am Versuchsstandort
  • keine Pflanzenschäden durch Ausbringung mit Schlitztechnik feststellbar

Nährstoffkreisläufe im Silphieanbau

  • kein Effekt einer Bor-, Schwefel, Calcium- oder Kalkdüngung auf den Silphieertrag nachweisbar (zwei Standorte: lehmiger Sand + Löss, keine Mangelstandorte)
  • wegen hoher Kalium-, Magnesium- und Calciumabfuhr von Silphie trotz Gärrestrückführung auf Erhalt ausreichender Bodengehalte achten

Umbruch von Durchwachsener Silphie

  • wie im Vorgängerprojekt: schlechteres Wachstum von Wintertriticale nach Umbruch von Silphie im Herbst mit einer Fräse im Vergleich zum Umbruch mit Pflug
  • ein speziell zu dieser Thematik angelegter Gefäßversuch zeigte bei Zugabe von stark zerkleinerten Silphiewurzeln eine ähnliche Schädigung der Triticalepflanzen
  • in einem weiteren Umbruchversuch auf einem sandigen Standort wurden nach einem Umbruch Anfang Oktober bis Vegetationsende 30 kg N/ha mineralisiert, der leichte Standort begünstigte offenbar die Mineralisation
  • auf entsprechenden Standorten ist ein Umbruch vor Sommerungen ins Frühjahr zu verlegen oder es sollten bei einem zeitnahen Umbruch nach der Ernte Kulturen mit einem hohen N-Aufnahmevermögen bis Vegetationsende folgen

Einblicke in das Projekt

Das Foto zeigt die Blütenstände von Durchwachsener Silphie mit gelben Blütenblättern und Bienen oder Schmetterlingen, die Nektar aufnehmen.

Blütenstände von Durchwachsener Silphie

Das Foto zeigt Blütenstände (Korbblüten) von Durchwachsener Silphie. Einige Blütenstände sind noch grün und geschlossen. Bei anderen sind die gelben Blütenblätter der Zungenblüten des geöffneten Blütenstands sichtbar. Einige sind bereits verblüht und die Blütenblätter sind abgefallen.

Durchwachsene Silphie mit zahlreichen Blütenständen

Das Foto zeigt eine sich öffnende Blütenknospe von Durchwachsener Silphie mit bereits erkennbaren gelben Blütenblättern.

Blütenknospe von Durchwachsener Silphie

Das Foto zeigt einen Wissenschaftler des TFZ welcher mit einer Messlatte die Höhe von Silphiepflanzen in einer Versuchsparzelle misst. Im Hintergrund sind weitere Parzellen mit Durchwachsener Silphie erkennbar.

Messung der Pflanzenhöhe

Im Vordergrund sind zahlreiche rechteckige Parzellen auf denen Durchwachsene Silphie wächst zu sehen. Die Pflanzen blühen gelb. Im Hintergrund ist die Stand Straubing und der Bayerische Wald erkennbar.

Exaktversuch zur Untersuchung der Stickstoffdüngung

Das Foto zeigt einen rot-weißen Traktor mit einem gelben Parzellengüllefass mit Schleppschlauchverteiler welcher Gärreste auf Versuchsparzellen ausbringt. Die Parzellen sind noch ohne sichtbaren Bewuchs und auf einigen wurde bereits dunkelbrauner Gärrest ausgebracht.

Gärrestausbringung mit einem Parzellengüllefass

Das Foto zeigt einen grünen Traktor mit einem roten Häcksler im Frontanbau der einen Parzellenversuch mit Durchwachsener Silphie erntet. Neben dem grünen Traktor fährt ein kleiner roter Traktor mit fast vollem Anhänger zur Übernahme des Häckselguts.

Ernte von Versuchsparzellen

Das Foto zeigt einen roten Traktor mit einem roten Pflug der eine abgeerntete Silphiefläche pflügt.

Umbruch von Durchwachsener Silphie mit einem Pflug

Das Foto zeigt einen blauen Grubber der mit mit seinen Zinken in den Boden greift und eine Fläche mit Durchwachsener Silphie umbricht. Es sind die Wurzeln der herausgerissenen Wurzelstöcke sichtbar.

Umbruch von Durchwachsener Silphie mit einem Grubber

Das Foto zeigt einige kräftige Silphietriebe mit großen Blättern die aus dem Boden hervorbrechen und wachsen zwischen noch sehr kleinen Maispflanzen.

Erster Durchwuchs von Durchwachsener Silphie

Das Foto zeigt einen kräftigen grünen Silphietrieb mit Knospen, zwischen den oberen beiden Blättern überragt dieser einen abgereiften Winterweizenbestand. Im Hintergrund sind weitere grüne Silphietriebe zu sehen, die über den Weizenbestand hinauswachsen.

Silphiedurchwuchs in Winterweizen

Ein Gülleverteiler mit Schlitzscheiben erzeugt flache Schlitze im Boden eines Silphiebestands und legt darin flüssigen Gärrest ab

Gärrestausbringung in Durchwachsener Silphie

Zwischen abgestorbenen Silphiestängeln des Vorjahrs und gerade austreibenden Silphietrieben befindet sich ein Schlitz im Boden, der von den Schlitzscheiben eines Gülleverteilers stammt

Durch einen Schlitzscheibenverteiler erzeugter Schlitz

Eine Person sitzt auf einem lenkbaren Hackgerät, das an einen roten Traktor angebaut ist, und hackt damit den Bereich zwischen den Pflanzenreihen von Durchwachsener Silphie

Bodenlockerung zwischen Silphiereihen

Im Vordergrund sind zwei aneinandergrenzende Silphieparzellen erkennbar. In der linken Parzelle wurde vor der Gärrestdüngung der Boden mit einer Hacke gelockert, weshalb dort die kürzlich ausgebrachten Gärreste besser in den Boden einsickerten und weniger Gärrestpfützen an der Bodenoberfläche vorhanden sind

Bessere Infiltration von Gärresten

Es sind braune, bereits vollständig abgestorbene Triebe von Durchwachsener Silphie sowie noch grüne Triebe, jedoch mit welken Blättern zu sehen. Die noch grünen Triebe verfügen nur über wenige und kaum mehr blühende Blütenstände

Trockenschäden in einem Silphiebestand

Ein rot-weißer Traktor mit einer orange-roten Fräse fräst Parzellen in einen Silphiebestand. Die Silphiepflanzen zeigen einen kräftigen Wiederaustrieb nach der Ernte, so dass der Boden in den noch nicht gefrästen Bereichen vollständig von grünem Blattbewuchs bedeckt ist

Umbruch von Durchwachsener Silphie

Ein gefalteter Zollstock zeigt eine Arbeitstiefe von 10 cm ein einem mit einer Fräse umgebrochenen Teilbereich eines Silphiebestands an. Neben dem mit der Fräse umgebrochenen Streifen ist ein intakter Silphiebestand nach der Ernte mit kräftigem Wiederaustrieb zu sehen

Beim Umbruch mit der Fräse

Mehrere schwarze Pflanzgefäße sind randvoll mit Erde gefüllt und an der Oberfläche sind Wurzelstücke eingemischt

Vorbereitung eines Topfversuchs

Blick aus der Vogelperspektive auf eine Holzpalette, auf der fünf schwarze Pflanzgefäße stehen. Die Gefäße sind mit Erde gefüllt und ein sich in der Blattentwicklung befindendes Getreide wächst darin. Zwischen den Gefäßen sind Unterschiede im Wachstum des Getreides erkennbar

Deutliche Unterschiede im Wachstum der Wintertriticale

Projektinformationen
Projettitel: Gärrestdüngung und umweltschonende Umbruchmethoden in Durchwachsener Silphie
Projektleitung: Dr. Maendy Fritz
Projektbearbeitung: Sebastian Parzefall, Stefan Wiesent, Michael Grieb
Laufzeit: 01.01.2022–31.12.2024
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (StMELF)
Förderkennzeichen: G2/N/21/07

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