Durchwachsene Silphie: Bestandesetablierung mittels Aussaat

Cup plant: crop establishment by sowing

Einleitung

Durch die steigende Anzahl an Biogasanlagen in Deutschland steigt auch der Bedarf an Substraten pflanzlicher Herkunft. Zur Vermeidung von Fruchtfolgeproblemen und Resistenzbildung sind Alternativen beziehungsweise Ergänzungen zu dem derzeit überwiegend eingesetzten Substrat Mais erforderlich. Die Durchwachsene Silphie (Silphium perfoliatum L.), ein ausdauernder Korbblütler aus Nordamerika, hat sich auf der Suche nach alternativen Biogassubstraten als aussichtsreich erwiesen. Bisher wurden die Pflanzenbestände durch das zeit- und kostenintensive Pflanzverfahren etabliert. Da sich die Verfahrenskosten erst bei einer Standzeit von 12 Jahren amortisieren, ist die Entwicklung eines Säverfahrens für die erfolgreiche Etablierung in die landwirtschaftliche Praxis erforderlich. Für die Aussaat sollten möglichst bereits auf den Betrieben vorhandene Maschinen genutzt werden, da so keine Neuanschaffung nötig wird. Das volle Ertragspotential kann die Durchwachsene Silphie bei einer Bestandesdichte von vier Pflanzen pro Quadratmeter ausschöpfen. Eine gleichmäßige Verteilung der Pflanzen ist dabei entscheidend, da sich die Jungpflanzen im ersten Jahr nur langsam entwickeln und nicht ausreichend konkurrenzstark gegenüber Unkräutern sind (Biertümpfel und Conrad, 2013). Zur Realisierung einer gleichmäßigen Verteilung der Saatkörner und späteren Kulturpflanzen empfiehlt sich somit die Verwendung einer Einzelkornsämaschine. Die einzelnen Prozessphasen der Einzelkornsaat sind in der Abb. 1 dargestellt.

Abb. 1. Prozessphasen der Einzelkornsaat (verändert nach Rademacher und Heier, 1999).

Aufgrund des unförmigen Saatgutes mit seiner geringen Tausendkornmasse (ca. 16 g) muss der Prozessschritt "Einzeln des Saatgutes" modifiziert werden. Des Weiteren sind aufgrund der geringen Triebkraft der Saatkörner die Prozessschritte „Bedecken des Saatgutes“ sowie „Rück­verfestigen des Bodens“ entsprechend anzupassen. Die Saatkörner sollten dabei in einer Tiefe von 10 bis 15 mm abgelegt werden. Ziel der Forschungsarbeiten am Institut für Landtechnik der Universität Bonn ist die Anpassung der marktüblichen Sätechnik an die Anforderungen der Durchwachsenen Silphie, um ein verbessertes und gleich­mäßigeres Auflaufergebnis zu erzielen. Dabei sollen keine grundlegenden Veränderungen am technischen System der Maschine vorgenommen werden. Dies ist vorteilhaft, da Landwirte ihre Maschinen in einem angebrachten zeitlichen und finanziellen Rahmen selbst modifizieren können.

Abb. 2. Einzelkornsäaggregat vom Typ Contour der ED 302 (modifiziert nach AMAZONE, 2016).

Vor der Aussaat wurden auf dem Bonner Sägeräteprüfstand Versuche durchgeführt. Dabei wurden verschiedene Einzelungsscheiben in unterschiedlichen Positionen der Abstreifer getestet und die prozentuale Stellenverteilung ermittelt. Position 1 des Abstreifers entspricht einer starken und Position 3 einer mittleren Anlage des Abstreifers an die Einzelungsscheibe. Zur Bedeckung der Saatkörner und Rückverfestigung des Bodens wurden neben den V-förmigen Druckrollen (Nachläufer 1, Abb. 3) die 20 cm breiten Walkgummireifen (Nachläufer 2, Abb. 3) in den Ablagetiefen 10 und 15 mm getestet.

Abb. 3. Schematische Darstellung der verwendeten Nach­läufer.

In einigen Varianten wurden die standardmäßig innen montierten (Abb. 4) V-förmigen Druckrollen auf einer Achse nach außen verschoben (Abb. 5). So wurden die Körner nicht mehr von den Druckrollen bedeckt und rückverfestigt.

Abb. 4. Nachläufer 1 innen montiert.

Abb. 5. Nachläufer 1 außen montiert.

Die Bedeckung sowie Rückverfestigung wurde von einem modifizierten Zustreicher bzw. einer Zwischendruckrolle übernommen. In diesen Varianten dienten die V-förmigen Druckrollen neben der Tiefenführung des Säaggregates der Rückverfestigung des Bereichs neben der Saatfurche. Mittels der Veränderung der Lastenverteilung von vorlaufender zu nachlaufender Druckrolle wurde die Saatfurche unterschiedlich rückverfestigt. Dargestellt sind die Ergebnisse des randomisierten Feldversuchs im Jahr 2015 auf dem Campus Klein-Altendorf, dem Versuchsbetrieb der landwirtschaftlichen Fakultät der Universität Bonn.

Erläuterungen: Die Positionen des Abstreifers entsprechen der Anlage des Abstreifers an die Einzelungsscheibe. Dabei entspricht Position 1 einer starken Anlage an die Einzelungsscheibe. Mit der Veränderung auf die Positionen 2 bzw. 3 wird der Abstreifer von der Einzelungsscheibe weg bewegt und liegt somit schwächer an.

Die Aussaat auf dem Campus Klein-Altendorf wurde so terminiert, dass einige Tage nach der Aussaat Niederschlag zu erwarten war. Dies wäre für einen zügigen und einheitlichen Pflanzenauflauf förderlich gewesen. Allerdings blieb der Niederschlag für längere Zeit aus und die Temperaturen stiegen auf über 30°C an. Erst zwei Wochen nach der Saat fiel der erste Niederschlag in Form eines Starkregens, wodurch das Saatbett stark verschlämmte und verkrustete. Ein homogener Pflanzenauflauf war somit nicht mehr möglich, da in den darauf folgenden Tagen wieder hohe Temperaturen vorherrschten. Insgesamt verzeichneten alle Versuchsvarianten im Jahr 2015 geringere Feldaufgänge als in den Vorjahren. Dies ist auf die oben beschriebenen Witterungsbedingungen zurückzuführen. So wiesen die Varianten der unterschiedlichen Ablagetiefe keine signifikanten Unterschiede auf. Ergebnisse der Vorjahre zeigen jedoch, dass die Varianten der Ablagetiefe 15 mm höhere Feldaufgänge aufweisen als die Varianten der Ablagetiefe 10 mm. In den Varianten des Nachläufers 1 traten, trotz der unterschied­lichen Einstellungen der Einbettung und Rückverfestigung, keine signifikanten Unterschiede auf (Abb. 6). Auch dies ist ein Effekt der Starkregenereignisse. Dennoch lässt sich feststellen, dass eine Steigerung des Feldaufgangs zu verzeichnen ist, wenn die Zwischenandruck­rolle in Kombination mit dem innen angestellten Nachläufer 1 eingesetzt wird. Feldaufgänge auf dem gleichen Niveau sind zu verzeichnen, wenn Nachläufer 1 außen montiert ist und zur Bedeckung und Rückverfestigung der Saatfurche Zustreicher und Zwischenandruckrolle eingesetzt werden. Bei Verwendung des Nachläufers 2 sind insgesamt geringere Feldaufgänge zu verzeichnen, als bei der Verwendung des Nachläufers 1. Des Weiteren streuen die Feldaufgänge im Vergleich zu den Varianten des Nachläufers 1 stärker.

Abb. 6. Feldaufgänge bei Verwendung des Nachläufers 1, des Zustreichers und der Zwischendruckrolle bei einer Ablagetiefe von 15 mm.

Zwar konnten in dem Feldversuch 2015 keine signifikanten Unterschiede im Feldaufgang in Abhängigkeit von der Ablagetiefe festgestellt werden, dennoch ist aus vorherigen Versuchen bekannt, dass eine Ablagetiefe von 15 mm vorteilhaft ist. In der Regel sind die Körner in dieser Tiefe noch vor dem ständigen Austrocknen geschützt und die Triebkraft der Körner ist groß genug, um die Bedeckungsschicht zu durchstoßen. Grundsätzlich ist die Ablagetiefe auf die vorherrschenden Witterungsbedingungen und -aussichten für ein zügiges Auflaufergebnis anzupassen. Die geringeren Feldaufgänge des Nachläufers 2, im Vergleich zum Nachläufer 1, sind dadurch zu begründen, dass der Nachläufer 1 die Saatfurche deutlich exakter schließen und rückverfestigen kann. Somit ist Nachläufer 1 als geeigneter für die Aussaat der Durch­wachsenen Silphie zu betrachten. Zusammenfassend ist festzuhalten, dass sich die Durchwachsene Silphie mittels praxisüblicher Sätechnik etablieren lässt. Für ein besseres und gleichmäßigeres Auflaufergebnis sind jedoch Modifikationen an der Einzelkornsämaschine notwendig.