Weed seed predation in organic and conventional cereal fields

Abstract

Granivores can consume a large proportion of newly produced weed seeds in crop fields each year. If substantial, granivores can help to exhaust the seed bank and thus contribute to long-term weed control. In northern Germany, however, annual seed losses tend to be smaller and granivore density lower than elsewhere. To investigate if high land-use intensity could be involved, seed predation rates were measured using Lolium multiflorum Lam. as a model seed in three organic and three conventional cereal fields located close to each other. In addition, seed predation was measured at different distances from the field edge and exclosure cages were used to determine the relative contributions of vertebrates and invertebrates to seed consumption.

As expected for cereal crops, seed predation rates increased from early spring to early summer and then decreased again. Seed predation by invertebrates was comparable to that in other studies, but seed predation by vertebrates, mainly rodents, was much lower, suggesting that low seed predation rates in northern Germany may have been caused by lower mouse activity, concurring with low mouse density. Results with regard to the effect of distance to the field edge were variable and difficult to interpret. Observed responses may be linked to predator identity, with rodents foraging preferentially near field edges, and invertebrates away from field edges or indifferently. Farming system (organic vs. conventional) had little or no effect on seed predation rates.

Reasons for the low density of seed predators and low seed predation rates observed are unknown, but it is likely that some unidentified detrimental factor is involved in the organic fields or the impoverished landscape as a whole.

Keywords: Biological weed control, carabid beetles, distance to field edge, farming system, mice

Samenfraß in Getreide auf ökologisch und konventionell bewirtschafteten Feldern

Samenfraß durch Granivoren kann zu hohem Verlust neuproduzierter Unkrautsamen führen. Falls dies in beträchtlichem Maße geschieht, verringert Samenfraß den Samenbankeintrag substantiell und trägt damit zur langfristigen Unkrautregulierung bei. In Norddeutschland scheinen die jährlichen Samenverluste und die Prädatorendichten jedoch geringer zu sein als anderenorts. Um zu untersuchen, ob die hohe Landnutzungsintensität hierfür ursächlich sein könnte, wurden Samenfraßraten unter Nutzung von Lolium multiflorum Lam. als Modellsamen auf drei ökologisch und drei konventionell bewirtschafteten, räumlich nah beieinander liegenden Getreidefeldern ermittelt. Darüber hinaus wurde der Samenfraß in unterschiedlichen Abständen zum Feldrand erfasst. Ausschlusskäfige wurden genutzt, um zwischen dem Samenfraß durch Vertebraten und Invertebraten unterscheiden zu können.

Wie im Getreideanbau zu erwarten, stieg die Samenfraßrate vom Frühling bis zum Sommer an und sank dann wieder. Der Samenfraß durch Invertebraten war vergleichbar mit dem anderer Studien. Die Samenprädation durch Vertebraten, hier hauptsächlich Nagetiere, war hingegen deutlich niedriger, ebenso die erfasste Aktivitätsdichte. Die zu beobachtenden niedrigen Samenfraßraten in Norddeutschland könnten demnach durch niedrige Vertebraten-Aktivitätsdichten beeinflusst sein. Die Ergebnisse bezüglich der Wirkung des Feldrandabstands waren unterschiedlich und schwer zu interpretieren. Die beobachteten Unterschiede könnten mit der Prädatorenart zusammenhängen, da Nagetiere bei der Nahrungssuche Feldränder und Invertebraten mehr die Feldmitte bevorzugen oder überall zu finden sind. Die Bewirtschaftungsform (ökologisch vs. konventionell) hatte wenig oder keinen Einfluss auf die Samenfraßraten.

Die Gründe für die beobachteten geringen Samenprädatorendichten und Samenfraßraten sind unbekannt,
aber es ist wahrscheinlich, das gegenteilig wirkende Einflüsse auf den ökologischen Feldern oder die verarmte Landschaft als Ganzes als Ursache in Frage kommen.

Stichwörter: Abstand zum Feldrand, Bewirtschaftungsformen, Biologische Unkrautbekämpfung, Laufkäfer, Mäuse