Agroklima Bayern - Technik für Streifenbodenbearbeitung (Strip Tillage)

Mulchende Bestellsysteme ohne Pflugeinsatz sind weltweit die Reaktion auf knappe Wasserverfügbarkeit und hohe Erosionsgefahr. Bei der Streifenbodenbearbeitung (Strip Tillage), bei der nur der Bereich in dem die Pflanzen wachsen sollen intensiv bearbeitet wird und der Rest überhaupt nicht, bleiben bei den üblichen Reihenweiten von 45 - 75 cm etwa 50 - 70 % der Fläche unbearbeitet. Damit zählt die Streifenbodenbearbeitung zu den mulchenden Bestellsystemen mit geringem Bodeneingriff. Strip Tillage zu Reihenkulturen wie Mais und Zuckerrüben versucht die Vorteile einer intensiven Saatbettbereitung im Bereich der Reihen der Kulturpflanzen mit den Vorteilen der Direktsaat im Bereich zwischen den Reihen (ungestörter Boden und hoher Erosionsschutz) zu verbinden.

Bayerische Untersuchungen zu Strip Tillage international beachtet

Auf der AGRITECHNIKA 2015 in Hannover führte die amerikanische Fachzeitschrift "Strip Till Farmer" auf dem Stand der LfL ein Interview über die Ergebnisse der Untersuchungen zur Streifenbodenbearbeitung bei Mais und Zuckerrüben. ILT und IAB haben das neue Verfahren von 2009 bis 2014 an drei Standorten in Bayern erprobt.

Bericht auf "Strip Till Farmer" Externer Link

Zielsetzung

Erste Untersuchungen in Deutschland wurden ab 2007 bei Zuckerrüben auf dem Ihinger Hof durchgeführt und ab 2009 auf Mais ausgedehnt. Umfangreiche Feldversuche zu Mais, auch in Verbindungen mit der Gülleeinbringung, sind seit 2009 in Bayern und Sachsen-Anhalt etabliert. Hierzu werden spezielle Geräte mit passiven Werkzeugen eingesetzt.
Vorrangig sollten mit den eigenen Untersuchungen in den Jahren 2008 - 2014 folgende Fragen beantwortet werden:
  • Welche Verfahrenstechnik und welche Zeitpunkte (Herbst- oder Frühjahrslockerung) sind bei bayerischen Standortbedingungen für eine erfolgreiche Etablierung der Streifenbearbeitung günstig?
  • Wie entwickeln sich Wasserhaushalt, Ertrag und Qualität bei Streifenbearbeitung von Zuckerrüben und Mais im Vergleich zur üblichen Mulchsaat?

Methode

Die Untersuchungen erfolgten auf 3 Betrieben in den Landkreisen Eichstädt, Neuburg an der Donau und Rottal - Inn. Alle Betriebsleiter bewirtschaften ihre Flächen bereits seit mehreren Jahren pfluglos, verfügen über automatische Lenksysteme (Satellitenortung) und ergänzen sich aufgrund unterschiedlicher Standortbedingungen, Fruchtfolgen sowie angebauter Kulturarten.
Das Lockern der Streifen beim Strip - Tillage - Verfahren erfolgt vor den Reihenfrüchten. Es wurde die Wirkung von Zinken und Scheibenaggregaten untersucht. Zudem erfolgte auf einem Standort die Streifenlockerung vor Mais mit unterschiedlicher Werkzeugkombination in Verbindung mit der Gülleinjektion etwa zwei Wochen vor der Maisaussaat.
Die Werkzeugeinheiten der Streifenlockerungsgeräte bestehen pro Reihe aus einer vorauslaufenden Schneidscheibe zum Trennen des organischen Materials und einem Paar Räumsternen, die das Pflanzenmaterial aus dem Bearbeitungsbereich entfernen. Die eigentliche Lockerung erfolgt im frei geräumten Bereich bis in eine Tiefe von 15 - 20 cm; typischerweise mittels eines Meißelschars, wobei ein Paar Hohlscheiben verhindert, dass die aufgeworfene Erde aus dem Lockerungsbereich herausgeworfen wird. Alternativ werden auch zwei gewellte und gegeneinander doppelt V - förmig angestellte Schneidscheiben zum Lockern verwendet. Die Werkzeugkombinationen sind Parallelogramm geführt und weisen Gewichte von 150 - 300 kg pro Reihe auf.

Ergebnisse

Zuckerrüben

Die bisherigen Untersuchungen zeigen ein großes Potenzial der Streifenbearbeitung als boden- und wasserschonende Alternative zur Mulchsaat mit ganzflächiger Bodenbearbeitung auf. Vor Zuckerrüben bietet das absätzige Verfahren mit Streifenbearbeitung im Herbst und Saat in den gelockerten und abgesetzten Streifen im Frühjahr ein hohes Maß an Bodenbedeckung und Erosionsschutz. Die Relation der Erträge zu den betriebsüblichen Varianten hat sich auf den Standorten jedoch unterschieden.
Im Durchschnitt aller Strip Tillage Varianten und Jahre betrug der relative bereinigte Zuckerertrag 97,7 % der betriebsüblichen Varianten (Mulchsaat mit Saatbettbereitung). In einzelnen Jahren und Varianten traten besonders auf einem Betrieb Ertragsunterschiede in Höhe von bis zu 30 % zwischen Streifenbearbeitung und Mulchsaat mit Saatbettbereitung (betriebsüblich) auf, während auf Betrieb 2 einige Strip Tillage Varianten bei einem erhöhten Erosionsschutzniveau der betriebsüblichen Mulchsaat mit Saatbettbereitung ertraglich überlegen waren.
Die Strip Tillage Varianten nach einer Stoppelbearbeitung und Zwischenfruchtsaat nach der Vorfrucht (Getreide) wiesen immer höhere Erträge auf als die direkt in die Getreidestoppel.
Relativer bereinigter Zuckerertrag
2010 - 2014 (Mittelwerte aus 2 Standorten/Betrieben)

Balkendiagramm Relativer bereinigter Zuckerertrag 2010 - 2014 (Mittelwerte aus 2 Standorten)

Mais

Bei Mais (mit Gülleinjektion in den Streifen) sind die Erträge im Vergleich zur betriebsüblichen Variante (Mulchsaat mit Saatbettbereitung) nahezu identisch, das Erosionsschutzniveau durch den Erhalt eines hohen Bodenbedeckungsgrades jedoch deutlich höher.
Allerdings sind (wie bei den Rüben) bei den Strip Tillage Varianten nach einer Stoppelbearbeitung (nach der Vorfrucht Getreide) die Erträge immer höher als bei der Lockerung direkt in die unbearbeitete Getreidestoppel.
Zudem kommt es zu keinen gasförmigen Ammoniakverlusten und Geruchsbelästigungen bei der Wirtschaftsdüngerausbringung durch die Ablage des Güllebandes in etwa 15 cm Tiefe.
Relativer Maisertrag
2010 - 2014 (Mittelwerte)

Balkendiagramm Relativer Maisertrag 2010 - 2014 (Mittelwerte)

Körnermaisertrag - absolute Werte (2010 - 2014)
Variante
Körnermais-
ertrag 2010
[t/ha]
Körnermais-
ertrag 2011
[t/ha]
Körnermais-
ertrag 2012
[t/ha]
Körnermais-
ertrag 2013
[t/ha]
Körnermais-
ertrag 2014
[t/ha]
mittlerer Körnermais-
ertrag
[t/ha]
Strip Tillage mit Zinken (mit Gülle) direkt in Stoppeln


10,2 10,7 11,9 6,4 11,1 10,1
Strip Tillage mit Zinken (mit Gülle)
nach Stoppelbearbeitung


11,3 10,7 13,0 7,7 11,2 10,8
Strip Tillage mit Scheiben (mit Gülle)
direkt in Stoppeln
9,9 9,7 11,5 5,9 10,2 9,4
Strip Tillage mit Scheiben (mit Gülle)
nach Stoppelbearbeitung
10,0 10,3 11,7 7,4 11,0 10,1
Mittelwert Strip Tillage (mit Gülle)
direkt in Stoppel
10,1 10,2 11,7 6,2 10,7 9,8
Mittelwert Strip Tillage (mit Gülle)
nach Stoppelbearbeitung
10,7 10,5 12,4 7,6 11,1 10,5
Betriebsüblich – Gülleausbringung mit Einarbeitung (Kurzscheibenegge) + Mulchsaat
9,9 11,7 12,5 8,2 11,1 10,7

Zusammenfassung/Ausblick

Schlepper beim Strip Tillage zu Zuckerrüben im Spätherbst bei FrostZoombild vorhanden

Strip Tillage im Spätherbst

Strip Till ist ein mögliches Verfahren/Alternative für eine schlagkräftige, bodenschonende, erosionsmindernde, wasser- und energiesparende Bestellung von Reihenfrüchten (Mais, Rüben, Raps, ….). Vor Zuckerrüben empfielt sich der Einsatz im Spätsommer/Herbst. Mais als großkörniges Saatgut ist unempfindlicher und bei schüttfähigen Böden ist auch ein Einsatz im Frühjahr durchführbar. Beim Einsatz zu Mais im Frühjahr ist zudem ein gezielter Gülleeinsatz mit sofortiger Einarbeitung möglich.
Bei der technischen Umsetzung sind noch Fragen offen, beispielsweise nach geeigneten bzw. optimalen Werkzeugkombinationen und Geräteführungen bei schwierigen Bodenverhältnissen. Die Möglichkeit der Kombination mit einer mineralischen oder organischen Unterfuß- oder Unterflurdüngung eröffnet zudem neue Wege bei der gezielten Platzierung von Pflanzennährstoffen. Zukünftige Untersuchungen sollen diesen Fragen gezielt nachgehen.

Projektinformation
Projektleitung: Dr. Markus Demmel (ILT), Robert Brandhuber (IAB)
Projektbearbeitung: Hans Kirchmeier, Swen Kupke, Arbeitsgruppe Ackerbau und Prozesstechnik (ILT), Benjamin Blumenthal, Arbeitsgruppe Bodenphysik, Bodenmonitoring (IAB),
Laufzeit: 2008 - 2014
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (StMELF)
Projektpartner: Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz, Praxisbetriebe, ALB Bayern