In einem Verbundvorhaben wurde von der Universität Kassel-Witzenhausen am Standort Neu-Eichenberg in Nordhessen das Planting green-Verfahren mit intensivem Zwischenfruchtanbau erprobt und weiterentwickelt. Ziel war ein effektiver Erosionsschutz für den öko-Maisanbau ohne Reduzierung der Erträge.
Im ökologischen Landbau besteht großes Interesse am Silomaisanbau. Durch die mehrfache mechanische Unkrautregulierung und häufig intensive Saatbettbereitung besteht eine erhebliche Gefahr der Bodenerosion und Nährstoffauswaschung. Diese werden durch die Witterungsextreme im Zuge des Klimawandels verstärkt. Die Auswirkung von Mulch- und Direktsaat ist im ökologischen Landbau häufig eine erhöhte Verunkrautung, gepaart mit Ertragseinbußen.
Unkräuter unterdrücken
Das Planting green-Verfahren, also die Saat in eine überwinternde Zwischenfrucht, soll Unkräuter effektiv unterdrücken und damit eine mechanische Unkrautregulierung in der Hauptfrucht überflüssig machen. Für ein sicheres Zerstören der vorlaufenden Zwischenfrüchte sollen diese zum Zeitpunkt der Blüte mit einer speziellen Messerwalze („roller crimper“) zu Boden gewalzt, gequetscht, aber nicht zerschnitten werden. Dieses Verfahren stammt aus den USA. Gleichzeitig kann eine legume Zwischenfrucht Stickstoff für die Hauptkultur bereitstellen.
Die Nutzung von Zwischenfrüchten als Ganzpflanzensilage ist in der Praxis weit verbreitet. Eine nachfolgende reduzierte Bodenbearbeitung soll das Erosionsrisiko minimieren. In diesem Versuchsvorhaben wurden verschiedene Varianten von reduzierter Bodenbearbeitung bis hin zur temporären Direktsaat hinsichtlich Erträge, Unkrautaufkommen, Erosionsschutz und Ökonomie bewertet. Das Verbundvorhaben wurde von der Universität-Witzenhausen koordiniert, weiter beteiligt waren das Thünen-Institut für Ökologischen Landbau und die Landesanstalt für Landwirtschaft in Bayern. Im Folgenden werden die Ergebnisse aus Hessen am Standort Neu-Eichenberg im Werra-Meißner-Kreis dargestellt.
Das Anbauverfahren
Im Mittelpunkt stehen Anbau und teilweise Nutzung von zwei Kulturen in einem Jahr, einer vorlaufenden Zwischenfrucht und der Hauptfrucht Mais. Der Anbau massenwüchsiger Zwischenfrüchte, wie Erbsen oder Wicken, in Reinsaat oder im Gemenge mit Roggen vor dem Mais bezweckt eine präventive Unkrautunterdrückung. Wichtig ist hier der Anbau von langwüchsigen Leguminosen, wie zum Beispiel der Wintererbse EFB 33. Zur Blüte werden die Zwischenfrüchte mit einer Messerwalze mechanisch abgetötet und bilden eine dichte Auflage zur Bodenbedeckung – daher der Name Planting green-Verfahren. Die Maissaat erfolgt spät Ende Mai bis Mitte Juni.
Alternativ können die Zwischenfrüchte im Gemengeanbau mit Roggen für die Erzeugung von Ganzpflanzensilage geerntet werden. Auch hier sollte die Blüte der Zwischenfrüchte zur Vermeidung des Wiederaustriebs abgewartet werden. Folge ist ebenfalls eine spätere Maissaat. Diese erfolgte im Versuch entweder ohne oder mit reduzierter Bodenbearbeitung mit einer Scheibenegge.
Während nach den gewalzten Zwischenfrüchten die Maissaat mit speziellen Direktsaatgeräten mit Schneidscheiben und zum Teil mit Räumsternen erfolgt, ist nach Ernte der Zwischenfrüchte und reduzierter Bodenbearbeitung der technische Aufwand geringer. Im Mais ist nach Walzen der Zwischenfrüchte keine Unkrautregulierung möglich, während in den anderen Varianten eine mechanische Regulierung durch Hacken erfolgen kann. Mais nach gewalzten Zwischenfrüchten wurde nicht gedüngt, da die Zwischenfrucht auf der Fläche verblieb. Bei Abfuhr der Zwischenfrüchte erfolgte eine Güllegabe kurz vor Reihenschluss mit 80 kg Ngesamt/ha, im Standardverfahren mit Pflug und üblicher Saatzeit Ende April/Anfang Mai ebenfalls mit 80 kg Ngesamt/ha.
Ertrag und Wirtschaftlichkeit
In der Abbildung sind die gemittelten Erträge über vier Anbaujahre 2020 bis 2023 dargestellt. Die Erträge des praxisüblichen Anbaus mit dem früheren Saatterminen lagen über alle Jahre auf einem sehr stabilen Niveau mit 144 dt Trockenmasse je ha. Auf vergleichbarem und zum Teil auch höherem Niveau lagen die Maiserträge nach Ernte der Zwischenfrucht und reduzierter Bodenbearbeitung zu Mais sowie nach gewalzten reinen Leguminosen und Direktsaat von Mais. Bei den Reinsaaten wurde keine Gülle gedüngt. Hier machte sich der gute Vorfruchtwert von diesen aufgrund hoher Stickstoff-Fixierleistung und einer guten Beikrautunterdrückung bemerkbar. Dabei muss aber beachtet werden, dass die Erträge in den vier Jahren unterschiedlich und weniger stabil als beim Standardanbau ausfielen: Im Trockenjahr 2022 waren diese Erträge deutlich niedriger, während sie 2023 höher ausfielen. Alle Varianten mit Direktsaat von Mais nach Gemenge-Zwischenfruchtanbau - dem Planting green mit Messerwalze oder Abfuhr der Zwischenfrüchte - erzielten mit Erträgen von knapp über oder unter 100 dt Trockenmasse je ha deutlich niedrigere Erträge. Bei den Varianten mit Zwischenfruchternte muss für eine Gesamtbewertung noch der Zwischenfruchtertrag von 60 bis 80 dt Trockenmasse je ha einbezogen werden.
In der ökonomischen Berechnung lag die Variante mit Ernte der Zwischenfrüchte und reduzierter Bodenbearbeitung zu Mais mit etwa 2 800 €/ha vorne, siehe die Tabelle. Hier machte sich der Ertrag der Zwischenfrüchte bemerkbar. Es folgte der praxisübliche Standardanbau mit über 2 100 €. Wenn bei diesem eine mittlerweile großteils verpflichtende Winterbegrünung vor Mais einbezogen wird, sinkt der Wert auf 1 900 €. Die Varianten des Planting green-Verfahrens nach reinen Leguminosen lagen im selben Bereich und sind somit ökonomisch gleichwertig zum praxisüblichen Anbau einzuschätzen.
Schutz vor Erosion
Der Erosionsschutz bei Abfuhr der Zwischenfrucht ist besser als bei praxisüblichem Anbau, aber deutlich geringer als beim Planting green-Verfahren. Der Erosionsschutz bei den Varianten mit den gewalzten Zwischenfrüchten war über die gesamte Vegetationsperiode mit einer nahezu vollständigen Bodenbedeckung über die Kulturpflanzen und Mulchschicht hervorragend. Im Winter fiel dieser bei Reinsaat von Wintererbsen und Winterwicken geringer aus, etwa wie bei spät gesätem Winterweizen. Im Gemenge mit Leguminosen und Winterroggen war er wiederum als gut einzuschätzen.
Pflanzenbauliche Herausforderungen
Der Saatzeitpunkt der Kontrollvariante war immer Ende April bis Anfang Mai. Anders war dies in den innovativen Anbauverfahren: Hier wurde der Saatzeitpunkt stark von der Witterung beeinflusst. Dies ist auch eine der größten Herausforderung dieser Anbauverfahren. Das Zeitfenster für die Zwischenfruchternte kann sehr klein und spät sein, da die Blüte abgewartet werden muss. Dazu ist der Boden unter einem Pflanzenbestand länger feucht und erwärmt sich langsamer. Hier gilt es, den richtigen Zeitpunkt abzuwarten, damit der Mais nicht zu feucht gesät wird. Die Spätsaat führte häufiger zu geringen Trockensubstanzgehalten beim Mais, wodurch Futterwert und Transportwürdigkeit abfielen.
Im Laufe der Versuchsjahre zeigte sich aber auch bei längerer Trockenheit zum Teil ein schlechter Maisaufgang der späten Maissaat, insbesondere nach der Abfuhr der Zwischenfrucht und ohne Bodenbearbeitung. Der Wasserverbrauch der Vorfrucht in Verbindung mit geringer Mulchauflage durch die Erntereste, die vor weiterer Verdunstung schützt, ist hier als Risiko zu bewerten.
Beim Planting green mit Winterwicken gab es Probleme mit dem Wiederaustrieb nach dem Walzen. Folge kann neben einer Reduzierung der Erträge auch ein unerwünschtes Aussamen der Wicken sein. Dies ist für Öko-Betriebe problematisch. Aber auch die Winterhärte der Wintererbsen ist nicht immer ausreichend: Am Standort in Bayern winterten diese im Versuchsjahr 2022/23 vollständig aus. Dann kann der Mais nur noch im üblichen Verfahren mit mechanischer Unkrautregulierung und entsprechender Erosionsgefahr angebaut werden.
Gesamtbewertung und Fazit
Massenwüchsige winterharte Zwischenfrüchte, wie Erbse und Wicke, in Reinsaaat oder im Gemenge mit Roggen mit nachfolgender reduzierter Bodenbearbeitung haben das Potenzial, den Unkrautdruck im Mais zu reduzieren und den Bodenschutz zu verbessern. Dabei sind Anforderungen an Technik und Anbaumanagement hoch. Der Erfolg ist stark von den Standort- und Witterungsbedingungen zur optimalen Umsetzung der Strategien abhängig. Hohe Bodengüte und geeignete klimatische Bedingungen wie am hessischen Standort Neu-Eichenberg erleichtern diese Umsetzung. An den anderen Projektstandorten waren die innovativen Anbauverfahren weniger erfolgreich. In Bayern war besonders das System nach gewalzten Erbsen geeignet.
Zusammenfassend zeigt sich weiterer Forschungsbedarf, beispielsweise hinsichtlich einer früheren Blüte der Zwischenfrucht und damit einer früheren Einsatzmöglichkeit der Messerwalze - und in der Folge einer früheren Maissaat. Unter diesem Link finden Sie noch den Abschlussbericht sowie ein Praxis-Merkblatt, in dem noch viele weitere Infos enthalten sind.