Auftreten und Bekämpfung von Krankheiten in Wintergetreide in einem Dauerfeldversuch auf dem Versuchsfeld Dahnsdorf

Occurrence and control of diseases in winter cereals in a long-term trial at the experimental field in Dahnsdorf (Brandenburg)

Die Bemühungen zur Reduzierung der Fungizid­anwendung im Getreide begannen in den 1980er Jahren mit einer angestrebten gezielten Bekämpfung der Krankheiten auf der Grundlage des Schwellenkonzeptes (Hoffmann et al., 1988; Lutze und Kluge, 1989; Beer, 1991; Tischner und Bauer, 2000). Entsprechend den Prinzipien des integrierten Pflanzenschutzes sind Bekämpfungsmaßnahmen nur dann durchzuführen, wenn der Schad­erreger in einem Maße vorhanden ist, das einen wirtschaftlichen Schaden erwarten lässt. Auch geht es dabei nicht um die völlige Eliminierung des Pathogens, sondern die Senkung der Population in einen Bereich, der wirtschaftliche Verluste weitestgehend ausschließt. In diesem Rahmen ist auch die anzuwendende Aufwandmenge zu sehen, deren Reduzierung nicht pauschal, sondern situationsbezogen erfolgen soll. Um die Gefahr der Minderwirkung auszuschließen und Resistenzentwicklungen der Fungizide zu vermeiden, müssen Kriterien genutzt werden, die die Anpassung von Fungizid und Aufwandmenge an die konkrete Befallssituation im Feld ermög­lichen (Volk und Frahm, 1991).

Wesentliche Kriterien für die Fungizidanwendung waren der von Standort und Jahreswitterung bestimmte Infektionsdruck und die Krankheitsresistenz der angebauten Sorten. Bei der Wahl der Fungizide und Aufwand­mengen wurden insbesondere die voraussichtlich notwendige Wirkungsdauer sowie eine vorhandene bzw. zu erwartende Resistenzentwicklung der zu bekämpfenden Erreger gegen die entsprechenden Fungizide berücksichtigt. Nicht zuletzt war die Ertragserwartung zu bedenken.

Die Halmbruchkrankheit (Oculimacula spp.) wurde nach der BBA Richtlinie 4-5.1.6. beurteilt.

Abweichend von der prinzipiellen Umsetzung des Schwellenkonzeptes wurde im Winterweizen 2 (WW 2) als weitere Behandlungsstrategie grundsätzlich nur eine stadienbezogene Behandlung im BBCH 37 durchgeführt. So wurden in den Jahren 1997 bis 2007 verschiedene Präparate (Juwel, Juwel Top, Stratego, Opera) in situationsbezogener, in der Regel der zugelassenen, und entsprechend halbierter Aufwandmenge ange­wendet. Lediglich 2002 („Fusarium-Jahr“) erfolgte eine zweite Behandlung mit Folicur auch in diesem Weizen­feld.

Für die Kulturen Winterroggen, Wintergerste und Winter­weizen wurden die jeweiligen mittleren Befallswerte der Behandlungsvarianten „situationsbezogen“ und „50 % von situationsbezogen“ mit Hilfe des Welch-Testes (t-Test mit ungleichen Varianzen) zum zweiseitigen Signifikanzniveau α = 0,05 in jedem Jahr verglichen. Dieser Test zum Niveau α = 0,05 wurde auch für das Merkmal „Mehrertrag“ zum Vergleich der beiden Behandlungsvarianten herangezogen.

Bei der Berechnung der Wirtschaftlichkeit wurden die in den jeweiligen Jahren vorhandenen Fungizid- und Erzeuger­preise zugrunde gelegt.

In den Grafiken zur Krankheitsentwicklung ist stets die Blattetage F-1 zum Zeitpunkt der Bonitur vier Wochen nach der Behandlung dargestellt; diese erwies sich in den meisten Jahren als am repräsentativsten.

Abb. 1. Auftreten von Braunrost (Puccinia recondita) und Wirkung der Fungizide im Winterroggen in den Versuchsjahren 1997–2007.

In den 11 Versuchsjahren wurde mit den situations­bezogenen Behandlungen eine gute bis sehr gute Wirkung gegen den Braunrost erreicht. In fünf der Jahre mit hohem Befall (> 40 %) war die um 50 % reduzierte Aufwandmenge signifikant geringer wirksam (Abb. 1). Gegen Rhynchosporium-Blattflecken wurde eine gute Wirkung in beiden Intensitätsstufen erzielt (Ergebnisse nicht dargestellt).

Die Halmbruchkrankheit, die im Jahr 2001 einen Befalls­grad von ca. 30 % erreichte, konnte durch die situa­tionsbezogene Behandlung um ca. 50 % reduziert werden. Die reduzierte Aufwandmenge war um ca. 50 % geringer wirksam (Ergebnisse nicht dargestellt). Im Jahr 2002 wurde ein stärkeres Halmbruchauftreten (Befallsgrad im Mittel 65% in BS 1, 50 % in BS 2) ermittelt. Da keine gezielte Bekämpfung durchgeführt wurde, lag der Befall in H und HF gleich hoch.

Der Ertrag lag im Winterroggen ohne Fungizidanwendung im Mittel der 11 Versuchsjahre bei 67 dt/ha. Extreme waren die Jahre 1997 mit 48 dt/ha und 2004 mit 101 dt/ha. Durch die situationsbezogene Anwendung wurden signifikante Mehrerträge von > 15 dt/ha in den Jahren 1998, 1999, 2001, 2002 und 2007, von > 5 dt/ha in den Jahren 2003 und 2004 erreicht (Abb. 2). Mit Ausnahme des Jahres 2003 war in den genannten Jahren auch in der 50 %-Variante der Mehrertrag deutlich geringer, jedoch zur Variante ohne Fungizid ebenfalls signifikant. Im Mittel aller Jahre bestand im Mehrertrag zwischen situationsbezogener (11,4 dt/ha) und der 50 %-Variante (6,5 dt/ha) eine signifikante Differenz.

Abb. 2. Wirkung der Fungizide auf den Ertrag von Winterroggen.

In Abb. 3 sind die hinsichtlich der Ertragswirksamkeit vergleichbaren Jahre und die Jahre mit entsprechenden wirtschaftlichen Ergebnissen zusammengefasst. Ein signifikanter Mehrertrag führte nicht zwangsläufig zu einem positiven wirtschaftlichen Ergebnis. Beispiel dafür ist das Jahr 2004. In diesem Höchstertragsjahr war die Krankheitsentwicklung insgesamt schwach; eine Behandlung mit Fungiziden führte zwar zu einem signifikanten Mehrertrag, war aber nicht wirtschaftlich. Im Gegensatz dazu war im Jahr 1997 der Mehrertrag von 7,7 dt/ha nicht signifikant, jedoch die Behandlung mit situa­tionsbezogener Aufwandmenge wirtschaftlich. In den „Trockenjahren“ 1997, 2000, 2003 und 2005 hatte die Fungizidanwendung keine oder nur geringe ökonomisch positive Effekte.

Abb. 3. Fungizidbedingter Mehrertrag und behandlungskostenfreier Erlös in Winter­roggen.

Im Bewirtschaftungssystem „Ökologischer Landbau“ (Ergebnisse nicht dargestellt) wurde grundsätzlich eine Populationsroggensorte angebaut. Auch in diesem Bewirt­schaftungssystem entwickelte sich in Jahren mit hohem Krankheitsauftreten ein entsprechender Befall. Im Zeitraum 2000 bis 2004 wurden insgesamt acht ausgewählte Pflanzenstärkungsmittel im Winterroggen angewendet (Jahn und Pallutt, 2004). Im Jahr 2001 konnte nach Anwendung von CEREAVIT F1/F2, 3A86 und ELOPLANT SPRAY Z bei einem insgesamt geringen Befall die Rhynchosporium-Blattfleckenkrankheit reduziert werden; der Braunrost wurde nicht beeinflusst. Nur CEREAVIT F1/F2 und CHITO PLANT (im Jahr 2002) hatten einen tendenziell positiven Effekt auf den Ertrag (Mehrertrag ca. 5 %). Zusammenfassend ist festzu­stellen, dass positive Effekte der Pflanzenstärkungsmittel in geringem Umfang nachgewiesen wurden.

Abb. 4. Auftreten von Netz­flecken (Pyrenophora teres) und Wirkung der Fungizide in Wintergerste in den Versuchsjahren 1997–2007.

Insgesamt wurden in drei der 11 Jahre – 1998, 2002 und 2004 – nach entsprechender Schwellenüberschreitung zwei Behandlungen durchgeführt. Im Jahr 2002 war die Wirkung gegen Netzflecken dennoch, auch auf Grund der spät erfolgten Erstbehandlung, nicht aus­reichend hoch. Die Wirkung der Fungizide auf die Krankheiten war nicht in allen Jahren gut zu bestimmen, vor allem da zum Zeitpunkt der Erfolgsbonitur vier Wochen nach der Behandlung der Blattapparat in den Kontrollen in einigen Jahren bereits nicht mehr vorhanden war (Abb. 4, Jahre 1998 und 2005). Zwischen situations­bezogener und reduzierter Aufwandmenge waren signifikante Unterschiede, in mehreren Jahren jedoch nicht in der erwarteten Richtung (Befall in situationsbezogener > in der 50 %-Variante) vorhanden.

In Wintergerste ohne Fungizidanwendung lag der Ertrag im Mittel der 11 Versuchsjahre bei 61 dt/ha mit Extremen in den Jahren 1997 und 2001/2005 (33  bzw. je 84 dt/ha). Durch die situationsbezogene Fungizid­anwendung wurden in Wintergerste signifikante Mehr­erträge von > 10 dt/ha in den Jahren 1998, 1999, 2002 und 2004, von > 5 dt/ha in den Jahren 2001 und 2006 erreicht (Abb. 5).

Abb. 5. Wirkung der Fungizide auf den Ertrag von Wintergerste.

Wie im Winterroggen war der Mehrertrag in der 50 %-Variante wesentlich geringer; im Mittel aller Jahre bestand zwischen situationsbezogener (8,2 dt/ha) und der 50 %-Variante (5,0 dt/ha) eine signifikante Differenz. Die Jahre 2002 bis 2004 sind Beispiel dafür, dass bei starker Krankheitsentwicklung nach der Behandlung sehr unterschiedliche Mehrerträge erreicht werden können. In den Jahren 2002 und 2004 wurde infolge der günstigen Witterungsbedingungen ein hoher Mehrertrag erzielt, dagegen war im „Trockenjahr“ 2003 der Mehr­ertrag so gering, dass die Fungizidanwendung mit wirtschaftlichen Verlusten verbunden war.

In Abb. 6 sind die Ertragswirksamkeit der Behand­lungen und der Erlös für alle Jahre zusammengefasst dargestellt. Signifikante fungizidbedingte Mehrerträge führten zu hohen Erlösen insbesondere in den Jahren 1998 und 2004. Im Vergleich zum Winterroggen wurden deutlich geringere Erlöse erzielt.

Abb. 6. Fungizidbedingter Mehrertrag und behandlungskostenfreier Erlös in Winter­gerste.

Abb. 7. Auftreten von Septoria-Blattdürre (Mycosphaerella graminicola, Syn. Septoria tritici) und Wirkung der Fungizide in Winterweizen in den Versuchsjahren 1997–2007 (Mittel der Weizenfelder WW 1/BS 1 und WW/BS 2, 2007 nur WW/BS 2).

Im Mittel lag der Ertrag in Winterweizen ohne Fungizid­anwendung über die 11 Versuchsjahre bei 67 dt/ha mit Extremen in den Jahren 1997 und 2004 (38 bzw. 102 dt/ha). In den Jahren 1998, 2004, 2005 und 2007 waren signifikante Mehrerträge im Bereich von 5 bis 7 dt/ha vorhanden (Abb. 8). Lediglich im Jahr 2002 war ein signifikanter Mehrertrag von > 10 dt/ha vor­handen, jedoch wurde durch die zweimalige Fungizidanwendung kein behandlungskostenfreier Erlös erreicht. Obwohl die Unterschiede im Mehrertrag zwischen situa­tionsbezogener und 50 %-Variante deutlich geringer waren als bei Roggen und Gerste, war die Differenz im Mittel aller Jahre signifikant. Nur in drei Jahren wurde ein behandlungs­kostenfreier Erlös erzielt. Bemerkenswert ist der in diesen Jahren höhere Erlös in der 50 %-Variante im Vergleich zur situationsbezogenen Anwendung.

Abb. 8. Fungizidbedingter Mehrertrag und behandlungskostenfreier Erlös in Winter­weizen im Mittel der Weizen­felder WW 1/BS 1 und WW/BS 2.

Die im WW 2 (Ergebnisse nicht dargestellt) durch­gängig stadienbezogene Behandlung jeweils in BBCH 37 erwies sich in drei Jahren 1999, 2002 und 2005, als sehr ertragswirksam (situationsbezogen 12, 11 und 15 dt/ha, 50 %-Variante 8, 9 und 14 dt/ha). Die Unterschiede zwischen situationsbezogener und 50 %-Variante waren gering, im Mittel aller Versuchsjahre nicht signifikant. 1999 und 2005 wurden deutliche Erlöse (Mehrertrag: situations­bezogen 66 und 55 €/ha, 50 %-Variante 44 und 82 €/ha) erzielt. Im Jahr 2002 lagen diese auf Grund der zweimaligen Behandlung bei 14 €/ha in der situations­bezogenen, in der 50 %-Variante bei 40 €/ha.

Von weiteren Krankheiten im Winterweizen ist Fusa­rium spp. zu betrachten, wenn auch diese Krankheit im Vergleich zu anderen Regionen von eher geringer Bedeutung war. In drei Versuchsjahren (1998, 2001 und 2002) erfolgte eine gezielte Behandlung gegen Fusarium spp. (Tab. 2). In vier Versuchsjahren – 1998, 2001, 2002, 2007 – wurde im Feld ein Fusarium-Befall an der Ähre erfasst (Tab. 3).

Insgesamt war der Befall schwach. Zwischen den unbehandelten Kontrollen und den behandelten Varianten sowie zwischen den Intensitätsstufen waren keine eindeutigen Unterschiede zu ermitteln. Der Befall wurde durch die Vorfrucht beeinflusst. Die Bedeutung der Vorfrucht Mais wurde auch bei diesem insgesamt geringen Befall bestätigt. Der DON-Gehalt im Erntegut widerspiegelte in der Gesamthöhe den Ährenbefall nicht in jedem Falle; er war sowohl nach der Vorfrucht Mais als auch bei höherer Anfälligkeit der Sorte (BS 1 WW 2 ‘Paroli’, nur im Jahr 2007) höher. Der Grenzwert für DON von 1,25 mg/kg wurde in keinem Falle erreicht (Jahn und Ellner, 2008).

Die Fungizidanwendung am Versuchsstandort Dahnsdorf wurde in erster Linie vom Infektionsdruck und von der Sortenanfälligkeit bestimmt; die Ertragserwartung wurde nach Möglichkeit in die Entscheidung einbezogen. In mindestens einem Drittel der Jahre führten der sandige Boden und eine häufige, insbesondere Vorsommertrockenheit zu Bedingungen, die keine Fungizidanwendung erforderten oder erfordert hätten. In extremen Trockenjahren, zum Beispiel dem Jahr 2000, traf dies für alle Getreidekulturen zu. In mehreren Jahren waren die Auswirkungen längerer Trocken­perioden auf die Effektivität der Fungizidanwendung in den Kulturen unterschiedlich. Insgesamt war im Winter­roggen der Einfluss der Trockenheit am geringsten.

Als dominierende, in jedem Jahr vorhandene Krankheiten traten Braunrost und Rhynchosporium-Blatt­flecken in Winterroggen, Netzflecken in Wintergerste sowie Septoria-Blattdürre in Winterweizen auf. Wichtigster Einflussfaktor für die Krankheitsentwicklung war die Anfälligkeit der angebauten Sorten. Die am geringsten ausgeprägten Resistenzeigenschaften wies der Winterroggen gegen den Braunrost auf. Diese Krankheit musste im Mittel der Jahre am intensivsten bekämpft werden, so dass der Behandlungsindex von 1,4 für die Fungizide im Winterroggen entsprechend hoch ist. Deutliche Unterschiede zeigten sich im Befall der Wintergerste durch den Anbau unterschiedlich anfälliger Sorten. In zwei von vier Anbaujahren erforderte die zunehmend anfällige Sorte ‘Candesse’ eine Zweifachbehandlung. Der Behandlungsindex von 1,0 in der Wintergerste resultierte aus der überwiegenden Einmal-Behandlung (in acht der 11 Jahre) und einer situationsbezogenen Aufwandmenge.

Bei den Bemühungen um die Einsparung von Pflanzenschutzmitteln gilt eine hohe Krankheitsresistenz der Sorten als entscheidendes Instrument zur Reduzierung von krankheitsbedingten Ertragsverlusten und damit zur Einsparung von Fungiziden (Beer, 1991; Stevens et al., 1997; Jørgensen et al., 2003, Mercer und Ruddock, 2005; Jørgensen et al., 2008). Mit dem Anbau der Winter­weizensorte ‘Pegassos’, die über sehr gute Resistenz­eigenschaften verfügte, wurde dies nachhaltig bestätigt. Der Behandlungsindex über die 11 Versuchsjahre ist mit 0,8 relativ niedrig. Das Einsparpotential war dennoch nicht ausgeschöpft, in einzelnen Versuchsjahren führte die Fungizidanwendung trotz signifikanter Mehrerträge zu keinem positiven behandlungskostenfreien Erlös. In Sorten mit guten Resistenzeigenschaften kann eine Fungizid­anwendung auch nach Überschreitung von Schwellen­werten häufig unwirtschaftlich sein. Diese Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass die verwendeten Schwellenwerte die Sortenspezifik nicht hinreichend berücksichtigen. Inwieweit bei Sorten mit hoher Resistenz erhöhte Schwellenwerte anzuwenden sind, ist zu untersuchen.

Ein Einsparpotential liegt in der Regel auch in der Fungizidanwendung. Diese soll nach Überschreitung eines Schwellenwertes mit dem geeignetsten Fungizid in situationsbezogener Aufwandmenge erfolgen. Insbesondere die Anwendung der Fungizide mit geringeren als den zugelassenen Aufwandmengen wird seit den 1990er Jahren europaweit praktiziert, wobei dieses Vorgehen oft nicht auf wissenschaftlichen Grundlagen basiert und damit das Risiko von Minderwirkung und Resistenzentwicklung steigt (Wale, 1994). Gezielte Untersuchungen haben gezeigt, dass in vielen Fällen mit 50 % der zugelassenen Aufwandmenge keine Wirkungsminderung verursacht und oft ein höherer Gewinn erzielt wird (Jørgensen und Nielsen, 1992; Hedke und Verreet, 1999; Mercer und Ruddock, 2005). Die hier beschriebenen Ergebnisse führten im Winterweizen zu vergleichbaren Schlussfolgerungen. Bei mittlerem bis höherem Befall konnten in der Sorte ‘Pegassos’ mit der situationsbezogenen Aufwandmenge geringfügig höhere Mehrerträge erzielt werden, jedoch war die 50 %-Variante wirtschaftlich günstiger. Dieses Ergebnis wurde nur in der Winterweizensorte ‘Pegassos’ erzielt. In den angebauten Winterroggen- und Wintergerstensorten mit höherer Anfälligkeit war die Reduzierung der Aufwandmenge mit einer äquivalenten Reduzierung von Mehrertrag und Erlös verbunden.

Ein Vergleich verschiedener Behandlungsstrategien – Behandlung nach Schwellenwerten (WW 1) und stadienorientiert (WW 2) – erfolgte im Versuch lediglich in der Kultur Winterweizen in der getreidebetonten Fruchtfolge BS 1. Zudem wurde im WW 2 der Schwerpunkt auf die Anwendung strobilurinhaltiger Fungizide gelegt. Die Resistenzproblematik bei dieser Wirkstoffgruppe war zu Versuchsbeginn noch nicht vorhanden; am Standort Dahnsdorf wurde erstmals 2006 Strobilurin-Resistenz von S. tritici nachgewiesen (ca. 40 % Anteil der Mutation G143A an der mitochondrialen Pilz-DNA).

In der Summe der Jahre erwies sich die Überlegenheit der schwellenorientierten Behandlungsstrategie. So war in drei Jahren keine Behandlung erforderlich, in fünf Jahren wurde ein signifikanter Mehrertrag erreicht. In den Jahren 1999 und 2005 wurde jedoch durch die stadienorientierte Behandlung in BBCH 37 ein deutlich besseres Ergebnis erzielt. Insbesondere das Jahr 1999, in dem die schwellenorientierte Behandlung lediglich sieben Tage später als die stadienorientierte Behandlung erfolgte, ist Beispiel dafür, dass diese Strategie in einzelnen Jahren durchaus das Optimum darstellen kann.

Im Versuchszeitraum war in allen Getreidekulturen die Fungizidanwendung nur in Jahren mit starker Krankheitsentwicklung und für die Ertragsbildung günstigen Witterungsbedingungen wirtschaftlich. Unter diesen Bedingungen war bei Reduzierung der Aufwandmenge (50 %-Variante) der fungizidbedingte Mehrertrag signifikant geringer; mit der Anwendung halbierter Fungizidaufwandmengen kann folglich in Jahren mit starkem Befall bei anfälligen Sorten, z. B. im braunrostanfälligen Roggen oder in netzfleckenanfälliger Gerste, das Ertragspotential nicht ausgeschöpft werden.

In Jahren mit über dem Schwellenwert liegenden Befall, aber schwacher bis mittlerer Krankheitsentwicklung, oder in Jahren mit großer, insbesondere Vorsommertrockenheit, wie dies am Versuchsstandort in den „Trockenjahren“ 1997, 2000, 2003 und 2005 der Fall war, wurden nur geringe oder keine Mehrerträge durch die Behandlungen erzielt. Weder die Anwendung einer situationsbezogenen noch einer reduzierten Fungizidaufwandmenge war unter diesen Bedingungen wirtschaftlich.