Anbautechnik

 

Herkunft und Botanik

 

Sorghum gehört zur Familie der Großkörnigen Hirsen und bildet die Nahrungsgrundlage für Menschen in den ariden Gebieten unserer Erde. Die Wildformen dieser Hirseart lassen sich in den Steppenregionen Afrikas und ihr späterer Anbau in den Mittelmeerländern, im Orient, Indien und China nachweisen. Jahrtausende der Selektion haben Rassen und Genotypen entstehen lassen, die besonders gut an diese extremen Bedingungen angepasst sind. Neben den Körnern, die der Zubereitung von Nahrungsmitteln dienen, können alle Bestandteile der Sorghumpflanze als Tierfutter genutzt werden.

Spätere züchterische Bearbeitungen führten zu Sorten, die heute weltweit als Nahrungs- Futter- und Rohstoffquelle genutzt werden können.

 

Wie der Mais gehört Sorghum zu den Süßgräsern (poaceae)und ähnelt ihm in seinem Habitus, besonders in der vegetativen Wachstumsphase. Im Unterschied zu Mais befinden sich die generativen Organe endständig in einer Rispe und die Neigung zur Bildung von Bestockungstrieben ist deutlich stärker ausgeprägt. In zahlreichen bundesweiten Projekten wurden im Wesentlichen Genotypen der folgenden Gruppen auf ihre Anbaueignung als Energiepflanzen für die Biogasproduktion getestet: Sorghum bicolor, Sorghum sudanense und Mischtypen von S. bicolor x S. sudanense. Vertreter von S. bicolor, auch als Futterhirsen bezeichnet, besitzen in der Regel einen kräftigen, Mark gefüllten Stängel und eine vergleichweise (in Abhängigkeit von der Bestandesdichte) geringe Bestockungsneigung. Sorghum sudanense und die Mischtypen sind charakterisiert durch dünnere Stängel des Haupttriebes und eine höhere Bestockungsneigung.      

Abbildung 1: Stängeldurchschnitt verschiedener Sorghumtypen im Vergleich zu Mais

      Sorghum sudanense       Sorghum bicolor         Zea mays                 

Unterschiedliche Pflanzenlängen, Rispenformen und -farben der einzelnen Genotypen lassen eine große Varianz in den Eigenschaften erkennen.

Auf zunehmendes Interesse stoßen neue, kompakte, standfeste S. bicolor Hybriden, die sich durch einen hohen Kornanteil und eine gute Druscheignung sowie gute Futterqualitäten bei Ganzpflanzen-nutzung auszeichnen (siehe Nutzungsmöglichkeiten).  

Wesentliche morphologische Unterschiede zu Mais sind in den Wurzelsystemen zu finden. Sorghum hat ein sehr gutes Wasser- und Nährstoffaneignungsvermögen auf grund seiner größeren Wurzeloberfläche und des höheren Anteils von Feinwurzeln.

Abbildung 2: Wurzelsystem von Sorghum (links, mitte) und Mais (rechts), Gaudchau, M., Uni Gießen, 2012

Besonders längere niederschlagsarme Perioden überstehen die Sorghumpflanzen besser als Mais, der unter Trockenstress schnell in die Abreife übergeht.

Abbildung 3: Sorghum und Mais unter Trockenstress

Für einen gleichmäßigen Feldaufgang ist allerdings eine ausreichende Versorgung der Sorghumsamen mit Keimungswasser erforderlich.  

Auf zu geringe Niederschläge in den Sommermonaten (z.B. im Jahr 2013) reagiert Sorghum mit einer reduzierten Pflanzenlänge.  

 

Hinweise für den Anbau

 

Wenn auch die Ansprüche von Sorghum an die Bodenqualität eher gering sind, müssen die spezifischen Ansprüche dieser Wärme liebenden Kulturpflanze berücksichtigt werden.

 

Standortwahl

Eine rasche Bodenerwärmung ist die erste Forderung bei der Standortwahl. Die erforderlichen Bodentemperaturen liegen im Bereich von 12 – 14°C. Spätere Temperaturen knapp über dem Gefrierpunkt können die Pflanzen zerstören. Ein nennenswertes Wachstum zeigen die Pflanzen erst ab etwa 15°C Lufttemperatur. Längere Kühlephasen im Spätsommer (kalte Nächte gegen Ende August) verlangsamen die Stoffwechselaktivität der Pflanzen und können das Risiko von Lager erhöhen. 

 

Sandige, kiesige Böden mit guter Struktur und einem Mindest PH-Wert von 5,0 sind gut geeignet. Zur Verschlämmung neigende Böden stellen ein Risiko für den Feldaufgang und die Jugendendwicklung dar. Bodensenken und Höhenlagen sollten vom Anbau ausgeschlossen werden. Möglichst mit Schadhirsen unbelastete Flächen erleichtern die spätere Unkrautkontrolle.

 

Bodenbearbeitung

Die Einflüsse einer wendenden Bodenbearbeitung auf die  Bodenstruktur und die Erwärmung des Bodens im Frühling wirken sich auf das Wachstum von Sorghumbeständen äußerst positiv aus.

  • Das Einarbeiten und Vermischen von organischen Ernteresten mit Boden in der Krume mindert das Risiko eines Befalls des Sorghumbestandes mit pathogenen Pilzen wie z.B. Fusarium oder in Befallsgebieten auch mit Rhizoctonia. Die Informationen über Resistenzen der derzeit in der Praxis angebauten Sorten sind noch äußerst lückig. Strohmatten im Boden müssen vermieden werden.
  •  Die Ablage der Sorghumsaat in eine mit Gärsubstrat bzw. Gülle angereicherte Bodenschicht stellt ebenfalls ein Risiko für die auflaufenden Pflanzen dar. Ein gleichmäßiges Einmischen oder die Applikation zur Vorfrucht sichert eine bessere Verträglichkeit und eine optimale Nährstoffausnutzung in der Zeit erhöhter Nährstoffnachlieferung und Nährstoffaufnahme durch die Pflanzen.
  •  Auf Trockenstandorten spielt auch die Speicherung der Winterniederschläge für ein problemloses Keimen der Samen und einen gleichmäßigen Feldaufgang eine wesentliche Rolle. 

 

Saatbettbereitung

Sorghum stellt ähnliche Anforderungen an das Saatbett wie andere kleinsämige Kulturen.

  • Eine gut abgesetzte bzw. rückverfestigte Krume mit guter Kapillarität bildet die Ablage für das Saatkorn, ergänzt durch eine lockere etwa 3 – 4 cm dicke Deckschicht.
  • Ein enger Bodenkontakt ist, falls erforderlich, auch durch anschließendes Anwalzen zu erzielen.

 

Aussaat

Um einen gleichmäßigen Feldaufgang zu erzielen, müssen die etwa 3,5 bis 4,5 mm großen Sorghumsamen mit konstanter Tiefenablage und mit gleichmäßigen Abständen in der Reihe ausgesät werden.

  • Für massebetonte S. bicolor Sorten empfiehlt sich deshalb eine Sätechnik mit Saatgutvereinzelung bei einer Aussaatstärke von etwa 22 Samen/m² und Reihenweiten von 50 – 75 cm. Diese Sätechnik kann sehr gut mit einer Unterfußdüngung kombiniert werden, die bei Sorghum ähnlich positive Effekte zeigt wie bei Mais.
  • Sorghum bicolor x Sorghum sudanense oder reine Sudangrastypen erfordern höhere Saatstärken, weil sie eine geringere Einzelpflanzenleistung erreichen (Züchterangaben beachten!). Eine zu niedrige Bestandesdichte würde zudem eine stärkere Bestockung zur Folge haben. Eine gleichmäßige Pflanzenverteilung bei Bestandesdichten von 40 – 50 Pflanzen/m² lässt sich dann durch engere Reihenweiten erzielen.   
  • Kompakte Körnerhirsesorten, für die auch eine Ernte der Körner vorgesehen ist, erreichen eine optimale Bestandesdichte bei 30 – 32 Pflanzen/m². Bei Reihenweiten um die 35 cm können gleichmäßige Pflanzenbestände aufgebaut werden, deren Einzelpflanzen überwiegend Haupttriebe mit gleichmäßig abreifenden Rispen ausbilden.

Abbildung 4: Sorghumbestand nach Ausssaat mit exakter Kornablage und Einbettung

Düngung

Die Entzüge an Hauptnährstoffen/Ertragseinheit sind denen von Mais vergleichbar. Allerdings liegt der Kaliumbedarf etwas höher. Da die Hauptwachstumsphase bei Sorghum in die Zeit erhöhter Mineralisierung fällt, können organisch gebundene Nährstoffe sehr gut genutzt werden, und müssen deshalb besonders bei der Ermittlung der N-Düngung berücksichtig werden. In verschiedenen Düngungsversuchen haben sich mineralische N-Gaben über 100kg nicht in Mehrerträge umsetzen lassen.

 

 

Pflanzenschutz

Die Pflanzen eines Sorghumbestandes sind gegenüber der Unkrautflora äußerst konkurrenzschwach. Besonders im Stadium der langsamen Jugendentwicklung werden die Sorghumpflanzen von den robusteren einheimischen Arten leicht überwachsen. Folgende Herbizide sind für den Einsatz in Sorghum zugelassen, allerdings erst ab 3-Blatt Stadium der Kulturpflanze:

  • Arrat + Dash  0,2 kg + 1,0 l
  • Bromoxynil 235 1,0 - 1,5 l
  • Stomp Aqua 2,5 l
  • Gardo Gold 3,0 – 4,0 l
  • Spectrum 1,25 - 1,4 l
  • Mais Banvel WG 0,35 - 0,5 kg

Die Anwendung unter Stressbedingungen sollte möglichst vermieden werden. Spezielle Regelungen in den einzelnen Bundesländern müssen beachtet werden. Bei einem Anbau von Sorghum nach einer umgebrochenen Vorfrucht sind die Wartefristen der eingesetzten Mittel einzuhalten.

Eine Anwendung S-Metolachlorhaltiger Herbizide ist im Vorauflauf nur dann möglich, wenn das Saatgut mit einem Safener behandelt wurde.

 

Abbildung 5a: unbehandelte Kontrolle

Abbildung 5b: Herbizidschäden

 

Krankheiten und Schädlinge

Auch wenn Sorghum in Mais-starken Fruchtfolgen den Entwicklungskreislauf einiger Maisschädlinge unterbrechen kann, so sind doch in den letzten Jahren Schadsymptome verschiedener Erreger und tierische Schädlinge an Sorghumpflanzen beobachtet worden.

Sorghum ist resistent gegen den Westlichen Maiswurzelbohrer (Diabrotica virgifera). Als Ursache dafür gilt die Bildung von Blausäure in den Wurzeln der jungen Pflanze. Möglicherweise werden auch weitere bodenbürtige Pathogene gehemmt (Nematoden).

 

Ein Zuflug des Maiszünslers (Ostrinia nubilalis) aus befallenen Maisschlägen oder von anderen Wirtspflanzen mit nachfolgender Eiablage auf den Sorghumblättern ist beobachtet worden. Geschädigte Pflanzen sind an den abgeknickten Rispen zu erkennen. Allerdings gilt Sorghum nicht als Wirtspflanze, da die Larven nicht in der Lage sind, sich im Stängel in Richtung der Stängelbasis vorzuarbeiten und dort zu überwintern. In Körnerhirsebeständen, die gedroschen werden sollen, könnte der Einsatz von Trichograma sinnvoll sein.

Abbildung 6: Maiszünslerschaden an Sorghum

 

In Einzelfällen wurden auch Blattläuse an Sorghumpflanzen gefunden. In dem besonders kritisches Stadium kurz vor dem Austritt der Rispe können die Insekten Fraßschäden an den Blüten herbeiführen mit der Folge eines geringeren Kornansatzes. Besonders Körnerhirsesorten sind dann mit einem Ertragsverlust an den Körnern betroffen.  

Abbildung 7: unzureichender Kornansatz

 

Für Vögel sind besonders Bestände mit frühen Körnerhirsesorten attraktiv. In Exaktversuchen ist deshalb ein besonderer Schutz vor der Beerntung erforderlich.

Abbildung 8a, b

 

Bereits junge Sorghumpflanzen können von verschiedenen bodenbürtigen Schadpilzen befallen und geschädigt werden. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um Mischinfektionen verschiedener Fusarium-, Phytium- und Rhizoctonia-Arten. Lückige Pflanzenbestände nach dem Absterben von Jungpflanzen und später zunehmende Probleme mit der Standfestigkeit können die Folge sein. Keime dieser Pilze überwintern vorwiegend an befallenen Ernteresten im und auf dem Boden und infizieren bereits die Keimlinge der Folgekultur im Frühling. Stresseinflüsse, der Wechsel von trockener, warmer Witterung mit kühlen und feuchten Perioden fördern die Ausbreitung der Schäden.

Eine Behandlung der Samen mit fungiziden Wirkstoffen reicht als Gegenmaßnahme nicht in jedem Fall aus. Ackerbauliche Strategien bieten weitere Möglichkeiten: durch Einarbeitung organischer Reste und Vermischung mit dem Boden kann die Verrottung gefördert und im Sinne einer wirksamen Bodenhygiene genutzt werden. Eine harmonische Düngung mit besonderer Betonung der Kaliversorgung unterstützt die Abwehrkräfte der Pflanzen.

Die Entwicklung neuer Sorten mit verstärkten Resistenzen kann möglicherweise in den nächsten Jahren zur Problemlösung besonders in den bekannten Rhizoctonia – Befallsgebieten beitragen.

Abbildung 9: Fusarium und Rhizoctonia Befall an Sorghumpflanze

 

Sorghum ist ähnlich wie Mais anfällig für Blattkrankheiten. Verschiedene Arten von Helminthosporium verursachen nach der Infektion grau – grüne Blattflecken, die sich vergrößern und große Teile der Blattspreiten erfassen. Auf den absterbenden Blättern entwickeln sich neue Pilzsporen, die wiederum zum Befall anderer Pflanzen fähig sind. Besonders förderlich sind hohe Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten, die die Blätter ständig feucht halten. Sporen werden vorwiegen durch Spritzwasser verbreitet und überdauern auf Ernteresten der Vorfrüchte. Wirksame Gegenmaßnahmen sind verrottungsfördernde Bodenbearbeitungen, eine harmonische Düngung und der Anbau resistenter Sorten, die sich im vorhandenen Sortenspektrum anbieten. Sorten mit hoher Anfälligkeit fallen teilweise durch erhöhte Trockensubstanzgehalte im Erntegut infolge einer unnatürlichen Blattabreife auf.

Abbildung 10: Blattflecken an Sorghum

 

Ernte und Konservierung

 

Sorghumbestände werden mit denselben technischen Verfahren geerntet und siliert, die auch bei der Silomaisernte genutzt werden. Da ein Einsatz von corn crakern nicht erforderlich ist, und harte Bestandteile, wie z.B. die Spindeln bei Mais, nicht anfallen, lässt sich mit einem relativ geringen Energieeinsatz ein homogenes Silogut herstellen.

 

Abbildung 11: Sorghum Ernte (Sweet Susana)

Bei hochgewachsenen Biomassesorten kann der Einzugskanal beim Häcksler einen Engpass darstellen. Erhebliche Schwierigkeiten treten dann auf, wenn auf größeren Teilflächen Lagerpflanzen zu ernten sind.

Abbildung 12: Wertprüfung 2013; Biomassehybriden und Körnerhirsehybriden

 

Neue, kompakte Körnerhirsesorten können diese Ansprüche leichter erfüllen:

  • Wegen ihrer Pflanzenlänge von 150 – 180 cm und der damit verbundenen besonders guten Standfestigkeit,  können sie mit einer Bestandesdichte von 30 bis 32 Pflanzen/m² bei Reihenweiten von ca. 35 cm angebaut werden.
  • Bei dieser Bestandesdichte kann das Biomassepotenzial von eher vegetativen großwüchsigen Sorten mit Beständen von 20 – 22 Pflanzen/m² erreicht werden.
  • Bei den genannten optimalen Bestandesdichten wird die Ausbildung eines Haupttriebes deutlich gefördert, und dabei die Zahl der wasserreichen Nebentriebe unterdrückt. Der hohe Kornanteil trägt wesentlich zur Trockensubstanzbildung bei.

 

In vielen Exaktversuchen, in denen Sorten unterschiedlicher Wuchstypen geprüft werden, werden einheitliche Bestandesdichten angestrebt, so dass die genannten Effekte nicht wirksam werden können. Ein direkter Sortenvergleich ist so nicht sinnvoll.

 

Tabelle 1: Einfluss der Bestandesdichte auf die Anzahl der Rispen/Pflanze

 

Sorteneigenschaften und Nutzung

 

In der landwirtschaftlichen Praxis in Deutschland werden überwiegend Sorghum Sorten der Arten Sorghum bicolor und Sorghum bicolor x Sorghum sudanense angebaut. Reine Sudangrastypen findet man nur stellenweise. Sorghum bicolor Sorten lassen sich in hochwüchsige, Masse-betonte und kompakte, Korn-betonte Sorten einteilen.

 

Für die Beurteilung einer Sorte für die Biogasproduktion werden als relativ einfach zu bestimmende Eigenschaften der Gesamtpflanzenertrag und der Trockensubstanzgehalt benutzt. Der spezifische Methanertrag einer Sorte wird jedoch entscheident auch durch die Qualität der Inhaltsstoffe bestimmt, was sich auch durch einen Test im Laborfermenter nachweisen lässt.

 

Tabelle 2: Einfluss der Qualität der Inhaltsstoffe auf die Methanpotenziale

Da die Messung der Methanausbeute im Biogastest sehr kostenintensiv und langwierig ist, bieten sich verschiedene Schätzmethoden an. Mit der Methode nach WEISSBACH, 2009  wird aus den Werten der Qualitätsanalyse der Anteil der fermentierbaren organischen Substanz (FoTS) errechnet und über eine Schätzgleichung das spezifische Methanbildungsvermögen abgeleitet. Sorghum Sorten, die einen hohen Kornanteil ausbilden, sind daher in der Lage Methanausbeuten zu erreichen wie ein guter Silomais.

Tabelle 3:

 

Bei der Wahl einer geeigneten Sorghum Sorte können deshalb folgende Überlegungen nützlich sei:

  • Welche Sorte erreicht den notwendigen Trockensubstanzgehalt auf dem vorgesehen Standort?
  • Passt die gewählte Sorte zur Fruchtfolge? 
  • Welche Sorte besitzt die erforderliche Standfestigkeit?
  • Gibt es Informationen über sortenspezifische Qualitätseigenschaften?
  • Steht eine Sätechnik zur Verfügung, mit der die gewünschte Saatstärke und Reihenweite realisiert werden kann?

 

Ein übersichtliches, mehrstufiges Prüfsystem wie es für den Mais existiert, aus dem sich umfangreiche Sorteneigenschaften ableiten kann, gibt es für Sorghum noch nicht. Außerdem werden nicht alle, für die verschiedenen Nutzungsrichtungen relevanten Eigenschaften erfasst.

Es erscheint daher sinnvoll, eventuell im Rahmen einer Arbeitsgruppe mit Berufskollegen und mit Unterstützung von Züchter- und Offizialberatern, eigene Erfahrungen zu sammeln.