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.

Drohnenaufnahme Gärrestdüngung

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.

In Kürze: Der Forschungsbericht zum Projekt wird aktuell für den Druck vorbereitet und erscheint vermutlich im Mai/Juni. (Stand 3.04.2025)

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 der Versuchsjahre 2022–2024

N-Düngung von Durchwachsener Silphie

  • deutliche Zunahme der Trockenmasseerträge durch N-Düngung bis zu einem Niveau von 150 kg N/ha (mineralisch)
  • potenziell hohe Gefahr von Ammoniakverlusten und verminderter N-Düngewirkung bei Gärrestdüngung in Silphie durch teilweise schlechte Infiltration der Gärreste und fehlende Einarbeitungsmöglichkeit
  • Bodenlockerung mit einer Reihenhacke zwischen den Silphiereihen vor der Gärrestausbringung als Möglichkeit zur Verbesserung der Infiltration und Absicherung der N-Verwertung von Gärresten
  • wie im Vorgängerprojekt: schlechtere Düngewirkung bei einer Gärrestdüngung im Herbst im Vergleich zu einer Frühjahrsgabe
  • tendenziell geringere Erträge bei Zusatz eines Nitrifikationshemmstoffs zur Gärrestdüngung (Frühjahr)
  • sehr niedrige Nmin-Mengen im Boden nach Ernte und zu Vegetationsende unabhängig von der Düngung: Silphie bietet Vorteile für Gewässerschutz
  • aufgrund des frühen Austriebs profitiert Silphie stärker von einem hohen N-Angebot aus einer Düngung im Frühjahr als beispielsweise Mais: Gärreste im Frühjahr ausbringen und auf geringe N-Verluste achten

Emissionsarme Gärrestausbringung in Durchwachsener Silphie

  • bei Einsatz eines Schlitzgeräts im Frühjahr angestrebte Schlitztiefe von mind. 5 cm auch bei feuchteren Bodenverhältnissen nicht erreicht, Schlitztiefe im Versuch: ca. 3 cm
  • dadurch keine Verbesserung der N-Düngewirkung im Vergleich zur Schleppschlauchtechnik am Versuchsstandort
  • keine Pflanzenschäden durch Ausbringung mit Schlitztechnik auch bei sehr später Düngung (Ende April)
  • Gärrestausbringung mit Schlitztechnik schadet Silphie nicht, aber nur bei ausreichender Schlitztiefe Verbesserung der N-Verwertung zu erwarten

Nährstoffkreisläufe im Silphieanbau

  • kein Effekt einer Bor-, Schwefel, Calcium- oder Kalkdüngung auf den Silphieertrag nachweisbar (zwei Standorte: lehmiger Sand + Löss, keine Mangelstandorte)
  • S-Aufnahme von Silphie relativ gering → unter normalen Bedingungen keine Düngung erforderlich
  • Silphie weist sehr hohe Kalium-, Magnesium- und Calciumabfuhr auf
    • ca. 2,3 kg K2O/dt TM; 0,65 kg MgO/dt TM; 2,8 kg CaO/dt TM
  • keine höhere Mikronährstoffabfuhr im Vergleich zu Silomais
  • wegen hoher Abfuhr basisch wirksamer Kationen (K, Mg, Ca) bei Silphie auch bei Gärrestdüngung auf Erhalt ausreichender Bodengehalte und regelmäßige Kalkung achten

Umbruch von Durchwachsener Silphie

  • ca. 8 bis 10 cm tiefes Fräsen reduziert Triebkraft von Silphiedurchwuchs in der Folgekultur: geringerer Herbizidaufwand erforderlich und weniger Durchwuchsbesatz
  • im Gegensatz zum Vorgängerprojekt kein schlechteres Wachstum von Wintertriticale nach Umbruch von Silphie im Herbst mit einer Fräse im Vergleich zum Umbruch mit Pflug
  • Gefäßversuch: nach dem Umbruch von Silphie Potential für N-Immobilisation als Folge des Abbaus der Wurzelreste mit weitem C/N-Verhältnis vorhanden: vermutlich Ursache für schlechteres Wachstum von Triticale im Vorgängerprojekt
  • geringe N-Nachlieferung im ersten Jahr nach dem Umbruch von Silphie auf einem Lössstandort, zunächst sogar eher N-Immobilisation
  • erhöhte N-Nachlieferung auch bereits im Herbst nach dem Umbruch von Silphie auf einem sandigen Standort
    • auf leichten Standorten Umbruch von Silphie vor Sommerungen erst im Frühjahr
    • bei Umbruch nach der Ernte: Anbau von Kulturen mit einem hohen N-Aufnahmevermögen bis Vegetationsende
  • nach dem Umbruch von Silphie je nach Standort sowohl Potential für geringe als auch hohe N-Nachlieferung vorhanden: N-Düngung in Folgekultur reduzieren, Bestand der Folgekultur beobachten und bei Bedarf nachdüngen

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

Blick aus der Vogelperspektive auf einen Silphiebestand, der streifenweise mit Gärresten gedüngt wurde. Eine Maschinenbreite wurde im Schleppschlauchverfahren ausgebracht, was zu mehr Gärrest auf der Bodenoberfläche als bei einer Ausbringung mit einem Schlitzgerät führte.

Ausbringung von Gärrest

Ein Messstock zeigt die Tiefe eines im feuchten Boden zwischen Silphietrieben befindlichen Schlitzes an

Bodenverhältnisse nach Einsatz eines Schlitzgerätes

Schwarze Töpfe mit unterschiedlich hohen Getreidepflanzen stehen vor einer weißen Wand

Wintertriticale im Gefäßversuch

Blick aus der Vogelperspektive auf zwei aneinandergrenzende Parzellen von Durchwachsener Silphie. Die Pflanzen einer Parzelle (ohne N-Düngung) weisen eine hellgrüne Färbung auf und der Boden zwischen den Silphiereihen ist sichtbar. Die Pflanzen der zweiten Parzelle (Düngung mit 150 kg N/ha) sind dunkelgrün und verfügen über größere Blätter.

Effekt einer N-Düngung auf das Wachstum

Ein kleiner grüner Mähdrescher erntet eine Parzelle mit reifem Getreide bei strahlendem Sonnenschein und blauem Himmel

Nach dem Umbruch von Durchwachsener Silphie gesäte Wintertriticale

Eine große schwarze Drohne im Vordergrund fliegt über eine Silphieparzelle. Vor der Parzelle steht ein grüner Traktor mit angebautem roten Häcksler zur anschließenden Ernte.

Messung der Pflanzenhöhe

Ein grüner Traktor mit einem hellblauen Grubber bearbeitet flach einen abgeernteten Silphiebestand und reißt dabei einzelne größere Wurzelballen heraus.

Umbruch von Durchwachsener Silphie

Mehrere Reihen kleiner hellgrüner Getreidepflanzen vor einem trüben Himmel und den Häusern einer Siedlung im Hintergrund

Ansaat von Wintergerste nach dem Umbruch

Blick von schräg oben auf einen Feldversuch mit Silomais. Die Maispflanzen im Versuch befinden sich im Schossen und es sind deutliche Unterschiede in der Grünfärbung erkennbar.

Unterschiede im Wachstum von Silomais

Blick zwischen zwei Reihen Maispflanzen in einer Versuchsparzelle. Die zahlreichen grünen Stängel der Maispflanzen stehen dicht beieinander. Zwischen und in den Maisreihen sind kräftige Silphietriebe mit rundlichen dunkelgrünen Blättern vorhanden.

Ein gut entwickelter Maisbestand

Es sind zahlreiche Triebe von Silphie, einer hochwachsenden Staude mit grünen bis rötlich-braunen Stängel und kräftigen grünen Blättern, sichtbar. Am oberen Ende der Stängel sind zahlreiche gelb blühende Blütenstände vorhanden. In der Bildmitte weisen zahlreiche Stängel aufgrund des kräftigen Wachstums eine deutliche Schräglage auf.

Stärkeres Lager von Silphie

Blick auf einen Boden mit zahlreichen jungen Trieben von Durchwachsener Silphie beim Austrieb im Frühjahr. Die grünen Silphietriebe mit meist zwei grünen Blattpaaren bedecken den Boden nur wenig. Durch eine Gärrestdüngung mit einem Schlitzgerät sind deutliche Schlitze im Boden im Abstand von ca. 20 cm erkennbar. Die Schlitz sind mit schwarz-braunem, flüssigen Gärrest gefüllt, der teilweise auch über den Rand der Schlitze überlief.

Ausbringung von Gärrest

Das geteilte Bild zeigt links einen auf ca. 5 cm Tiefe mit einer Fräse bearbeiteten Boden. Es ist die Bearbeitungskante sichtbar und ein Zollstock weist auf die Arbeitstiefe hin. Die rechte Bildhälfte zeigt die Bearbeitungskante eines tiefer mit einer Fräse bearbeiteten Bodens. Auch hier lässt ein in den Boden bis auf Bearbeitungstiefe reichender Zollstock die Arbeitstiefe von ca. 9 cm erkennen.

Vergleich des Umbruchs von Silphie

Weiterführende Informationen

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, Forsten und Tourismus (StMELF)
Förderkennzeichen: G2/N/21/07

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