project - EIP-AGRI Operational Group

Erosion protection and saving of resources in organic maize farming
Erosionsschutz und Ressourcenschonung im Biomaisanbau

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Completed | 2019 - 2023 Austria
Completed | 2019 - 2023 Austria
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Kontext

Maize is grown almost all over the world, this is due to its multifarious advantages. It is not only a valuable crop, but also a high-quality source of feed (cattle, pigs, poultry) and provides, as a C4 plant, highest energy yields with low water consumption per hectare. Moreover, maize fits perfectly in crop rotation and maintains its quality also as silage maize almost constantly all over the year. It can be perfectly supplemented by (clover-) grass silage. However, maize cultivation can have negative effects in case of a suboptimal cultivation and damage the soil and the organisms living therein. This happens, for example in the case of unfavourable soil management and lacking erosion-reducing measures. Extreme weather conditions, such a severe rainfall, which have increased in the course of the past few years, contribute also to soil erosion. It is therefore indispensable to make a contribution to erosion protection. This project addresses organic maize cultivation on sloping terrain and aims at protecting the soil against erosion and at saving resources. Well-known cultivation measures are tested, and new cultivation measures are developed.

Objectives

Currently agricultural enterprises are confronted with inacceptable soil losses, among other things this concerns also holdings which cultivate organic maize on sloping terrain. This development is particularly problematic, as maize has been gaining in significance as an important forage alternative in the course of the past few years as a result of the yield losses in grassland areas due to droughts and feeding damage by grubs. The project aims at demonstrating how maize can be cultivated in an erosion-reducing, erosion protecting way, and without herbicides, in particular on sloping terrain.

Objectives

Aktuell sind landwirtschaftliche Betriebe mit inakzeptablen Bodenverlusten konfrontiert, unter anderem betrifft dies auch Betriebe, welche Biomais in Hanglagen kultivieren. Diese Entwicklung stellt sich besonders problematisch dar, da Mais aufgrund der zunehmenden Ertrags-Ausfälle im Grünland, bedingt u.a. durch Trockenheit und Engerlings-Fraß, in den letzten Jahren als wichtige Futtermittel-Alternative an Bedeutung zunimmt. Im Projekt soll aufgezeigt werden wie Mais erosionsmindernd, erosionsschützend und ohne Herbizide, vor allem in Hanglagen, kultiviert werden kann.

Activities

Important project steps are, among other things:

  1. Identification of the status quo on the farms, e.g. basic data on areas and crop rotation, as well as use of machinery. 
  2. Development of experimental areas as well as monitoring and maintenance of the experimental areas
  3. Preparation of a growing guide for farms outside the operational group

Activities

Wesentliche Projektschritte sind u.a.:

  1. Erhebung der IST-Situation auf den teilnehmenden landwirtschaftlichen Betrie-ben z.B. Basisdaten über Flächen und Fruchtfolge, sowie Maschineneinsatz
  2. Aufbau der Versuchsflächen sowie Monitoring und Betreuung der Versuchsflächen
  3. Erstellung eines Anbauratgebers für landwirtschaftliche Betriebe außerhalb der Operationellen Gruppe
Project details
Main funding source
Rural development 2014-2020 for Operational Groups
Rural Development Programme
2014AT06RDNP001 Austria - Rural Development Programme (National)
Ort
Main geographical location
Mühlviertel
Other geographical location
Mostviertel-Eisenwurzen

EUR 202 313.00

Total budget

Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.

Ressourcen

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5 Practice Abstracts

In order to have the highest possible erosion protection with the highest possible yield through the cultivation of undersown crops, the undersown crop must be cultivated early, be fast-growing and provide little competition for the maize. In the broad-sown variant, grasses can settle in the area of the crown roots of the maize and, due to their strong growth, represent competition for the maize plants there. The Pöttinger technique (Aerosem) has great potential for sowing undersown crops. With this special sowing technique, undersown mixtures can be sown directly with the cultivation pass of the maize between the rows. Here again, the undersowing component is of great importance. Grass-emphasised undersown mixtures emerge well, but develop too slowly. The sowing of oats could be considered here. By sowing in rows between the maize rows, the oats can be planted in such a way that they do not compete with the maize. If the weed pressure in the undersown area becomes too great, it is possible to carry out a hoeing pass. In any case, undersowing brings great advantages in terms of trafficability during harvest. Other possible undersowing components are white clover or special undersowing mixtures such as M2Öko (DSV). The undersowing should not be too dense (oats: 40-50 kg/ha, white clover: 6-8kg/ha).

Um durch den Anbau von Untersaaten einen möglichst hohen Erosionsschutz bei möglichst hohem Ertrag zu haben, muss die Untersaat früh angebaut werden, schnellwüchsig sein und dem Mais wenig Konkurrenz machen. Bei der Breitsaatvariante können sich Gräser im Bereich der Kronenwurzeln des Maises ansiedeln und dort durch das starke Wachstum eine Konkurrenz für die Maispflanzen darstellen. Großes Potential für die Einsaat von Untersaaten birgt die Technik von Pöttinger (Aerosem). Durch diese spezielle Sätechnik können Untersaatmischungen direkt mit dem Anbaudurchgang des Maises zwischen den Reihen eingesät werden. Dabei ist wiederum die Untersaatkomponente von großer Bedeutung. Gräserbetonte Untersaatmischungen laufen zwar gut auf, entwickeln sich aber zu langsam. Angedacht könnte hierbei die Einsaat von Hafer werden. Durch die gezielte Reihensaat zwischen den Maisreihen bestockt dieser so, dass er für den Mais keine Konkurrenz darstellt. Sollte der Unkrautdruck im Bereich der Untersaat zu groß werden, so besteht die Möglichkeit einen Hackdurchgang durchzuführen. Die Untersaat bringt auf jeden Fall große Vorteile hinsichtlich Befahrbarkeit bei der Ernte. Mögliche Untersaatkomponenten sind auch Weißklee oder auch spezielle Untersaatmischungen wie z.B.  M2Öko (DSV). Die Untersaaten sollten nicht zu dicht gebaut werden (Hafer: 40-50 kg/ha, Weißklee: 6-8kg/ha).

Direct seeding is the most gentle option for the soil. The soil structure remains intact, which means that the macrofauna in particular is hardly disturbed. With this variant, no tillage of any kind is carried out. The main difficulty in organic farming, however, is that weeds can multiply unhindered. Solutions need to be found for the use of organic direct seeding variants.  In terms of erosion, direct seeding is optimal because there is no loose sediment and thus it cannot be eroded away. In addition, the establishment of a direct seeding area saves a lot of time, as all tillage passes are omitted. With these variants, the catch crop is usually either folded over with a knife roller or chopped up with a mulcher, and the maize is then sown into this organic horizon. The mulch mat also serves as natural evaporation protection and additional fertiliser. The disadvantages of this type of cultivation are poorer soil warming, the lack of loosening of the soil and possibly low yield due to competition with maize plants. It is important to plant the catch crop or the wilt rye early so that it flowers soon and does not stand up again after rolling. When cultivating with normal sowing technology, care should be taken to ensure an adapted driving speed, the highest possible coulter pressure and precise placement. To prevent poorer growing conditions in the channels after fertilisation, it is recommended to apply fertiliser close to the soil after cultivation.

Die Direktsaat stellt für den Boden die schonendste Variante dar. Das Bodengefüge bleibt bestehen, wodurch vor allem die Makrofauna kaum gestört wird. Bei dieser Variante wird auf jegliche Bodenbearbeitung verzichtet. Die Schwierigkeit im Biolandbau besteht aber vor allem darin, dass sich Unkräuter ungehindert vermehren können. Es gilt Lösungsansätze zu finden, wie auch biologisch Direktsaatvarianten eingesetzt werden können.  In Bezug auf Erosion ist die Direktsaat optimal, da kein loses Sediment vorhanden ist und somit auch nicht abgetragen werden kann. Außerdem spart die Anlage einer Direktsaatfläche eine Menge Zeit, da die gesamten Bodenbearbeitungsdurchgänge ausbleiben. Meist wird bei diesen Varianten die Zwischenfrucht entweder mittels Messerwalze umgeknickt oder mit einem Mulcher zerkleinert, wobei in diesen organischen Horizont dann der Mais eingesät wird. Die Mulchmatte dient dabei auch als natürlicher Verdunstungsschutz und zusätzlicher Dünger. Nachteile dieser Anbauvariante sind eine schlechtere Bodenerwärmung, die fehlende Lockerung des Bodens und ein möglicherweise geringer Ertrag aufgrund der Konkurrenz zu den Maispflanzen. Wichtig ist, die Zwischenfrucht bzw. den Wickroggen früh anzubauen, damit dieser bald blüht und nach dem Walzen nicht wieder aufsteht. Beim Anbau mit normaler Sätechnik ist auf eine angepasste Fahrgeschwindigkeit, einen möglichst hohen Schardruck und eine genaue Ablage zu achten. Um schlechteren Anbaubedingungen in den Fahrrinnen nach einer Düngung vorzubeugen, empfiehlt sich eine bodennahe Düngeausbringung nach dem Anbau. 

Another trial variant was the sowing of one or more undersown or mixed strips across the slope. Components that show rapid growth are important. The oat/white clover variant is already sown one to two weeks before maize cultivation and can develop quickly. The maize is cultivated with the precision seeder and the erosion control strip is simply driven over. There is hardly any additional work. This option is particularly suitable for long fields with moderate slopes. Transverse strips have the greatest effect when several strips with a width of at least 9m are planted. When choosing the sowing components, it is important to ensure rapid growth. Various types of cereals, undersown mixtures or buckwheat are suitable. This variant can also be sown at the edge of the field or on the headlands. Mixed components such as sunflower, buckwheat and millet are also sown here, which, in addition to labour-economy advantages, are intended to prevent erosion or stop the eroded sediments. As this erosion protection is only sown in strips, there is hardly any competition with maize. The modified variant of transverse strips with mixture components sown at the field edge or headlands is one of the most promising in the trials. Birdseed can be used for sunflower seeds, as this is an economical variant and the seeds have a good germination capacity.

Eine weitere Versuchsvariante war die Einsaat eines bzw. mehrerer quer zum Hang liegenden Untersaat- bzw. Gemengestreifen. Wichtig sind Komponenten, die ein rasches Wachstum aufweisen. Die Variante Hafer/Weißklee wird bereits ein bis zwei Wochen vor dem Maisanbau angelegt und kann sich zügig entwickeln. Mit der Einzelkornsämaschine wird der Mais angebaut und dabei der Erosionsschutzstreifen einfach überfahren. Es entsteht kaum Mehraufwand. Vor allem auf langen Feldstücken mit mäßiger Neigung eignet sich diese Variante. Querstreifen zeigen die größte Wirkung, wenn mehrere Streifen mit einer Breite von mindestens 9m angelegt werden. Bei der Wahl der Einsaat-Komponenten ist auf ein rasches Wachstum zu achten. Gut eigenen sich verschiedenste Getreidearten, Untersaatmischungen oder auch Buchweizen. Diese Variante kann auch am Feldrand oder auf den Vorgewenden angelegt werden. Hierbei werden auch Gemengekomponenten wie Sonnenblume, Buchweizen und Hirse eingesät, die Erosion verhindern bzw. die erodierten Sedimente aufhalten sollen. Da dieser Erosionsschutz nur streifenförmig eingesät wird, ergibt sich kaum Konkurrenz zum Mais. Die abgewandelte Variante der Querstreifen mit Gemengekomponenten, die am Feldrand oder Vorgewenden angelegt werden, ist in den Versuchen eine der vielversprechendsten. Getestet wurden Komponenten wie Buchweizen oder Sonnenblumen. Bei Sonnenblumensamen kann Vogelfutter verwendet werden, da dies eine günstige Variante ist und die Samen eine gute Keimfähigkeit aufweisen. 

Dam cultivation, especially in potato cultivation, is a common variant. However, it is also increasingly used in cereal and maize cultivation. In this case, the ridges are drawn 1-2 weeks before maize cultivation and the cultivation is carried out with a special sowing technique. The ridges should be about 20 cm high, with seed placement at a depth of about 4-5 cm in the ridges. The easy heatability and a constant moisture in a loose dam provide optimal conditions for a good emergence or growth of the maize. There are different opinions on whether the dams should be built across the slope or down the slope. In the case of moderately heavy rainfall events, embankments across the slope are a good option, as the water can be absorbed and erosion is prevented at the same time. During heavy rainfall events, however, there is a risk (depending on the area or slope) that the embankments will be swept away. If they are installed downslope in such situations, the tracks between the dams serve as a kind of rain gutter, which should result in little or no erosion, as only the water passes through. In both trial years, the dam culture gave very good results.

Die Dammkultur ist speziell im Kartoffelanbau die gängige Variante. Immer öfter wird sie aber auch im Getreide- oder Maisanbau genutzt. Dabei werden 1-2 Wochen vor dem Maisanbau die Dämme gezogen und mit einer speziellen Sätechnik der Anbau durchgeführt. Die Dämme sollten rund 20cm hoch sein, wobei die Saatgutablage in ca. 4-5 cm Tiefe im Damm erfolgt. Die leichte Erwärmbarkeit und eine stetige Feuchte in einem lockeren Damm liefern optimale Voraussetzungen für einen guten Aufgang bzw. ein gutes Wachstum des Maises. Es gibt unterschiedliche Meinungen darüber, ob die Dämme quer zum Hang oder hangabwärts angelegt werden sollen. Bei mittelstarken Regenereignissen sind Dämme quer zum Hang eine gute Option, da das Wasser aufgenommen werden kann und gleichzeitig Erosion verhindert wird. Bei Starkregenereignissen besteht allerdings (je nach Flächenlage bzw. Hangneigung) die Gefahr, dass die Dämme mitgerissen werden. Sind sie in solchen Situationen hangabwärts angelegt, dienen die Spuren zwischen den Dämmen als Art Regenrinne, wodurch es keine oder nur wenig Erosion geben sollte, da nur das Wasser durchläuft. In beiden Versuchsjahren lieferte die Dammkultur sehr gute Ergebnisse.

Mixes can be cultivated in different ways: on the whole field or as erosion control strips and/or in the headland. The flowering components of the mixture increase the biodiversity of the field and create additional habitat. The shading and/or covering of the soil causes additional weed suppression.  Rooting of the soil improves tilth and reduces erosion. Furthermore, the mixture partners can contribute to a feed enhancement of the maize silage (protein in the ration) and loosen up the crop rotation. Legumes as components in the mixture also fix atmospheric nitrogen and thus supply themselves and the maize plants.

When selecting varieties, it is important to ensure that they are adapted to the climate and that they mature at the same time. Possible mixtures are maize + pole bean, maize + field bean (cultivation in harsher locations), maize + millet + sunflower (+ buckwheat).

For the headland, the cultivation of mixtures is a good alternative to maize in row crops, as it gives the farmer labour-economical advantages with regard to cultivation, harrowing and hoeing.

Der Anbau von Gemengen kann auf verschiede Arten erfolgen: auf dem ganzen Feldstück oder als Erosionsschutzstreifen und/oder im Vorgewende. Durch die Blühkomponenten des Gemenges ist eine erhöhte Biodiversität am Acker gegeben und zusätzlicher Lebensraum wird geschaffen. Die Beschattung und/oder Bedeckung des Bodens bewirkt eine zusätzliche Beikrautunterdrückung.  Durch die Durchwurzelung des Bodens wird die Gare verbessert und Erosion vermindert. Des Weiteren können die Gemengepartner zu einer Futteraufwertung der Maissilage (Eiweiß in der Ration) beitraten und lockern die Fruchtfolge auf. Leguminosen als Komponenten im Gemenge fixieren zusätzlich den Luftstickstoff und versorgen somit sich selbst und die Maispflanzen.

Bei der Sortenauswahl ist darauf zu achten, dass diese an das Klima angepasst sind und eine gleichzeitige Abreife gegeben ist. Mögliche Mischungen sind Mais+Stangenbohne, Mais +Ackerbohne (Anbau in rauheren Lagen), Mais+Hirse+Sonnenblume(+Buchweizen)

Für das Vorgewende ist der Anbau von Gemengen eine gute Alternative zu Mais in Reihenkultur, da es dem Landwirt arbeitswirtschaftliche Vorteile hinsichtlich des Anbaus, Striegeln und Hackens verschafft.

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Contacts

Project coordinator

  • Astrid Schauer

    Project coordinator

Project partners