Entwicklung der Verunkrautung in Abhängigkeit von Fruchtfolge und Herbizidintensität

Development of weed infestation depending on crop rotation and herbicide intensity

Im Rahmen einer Art Grundinventur wurde im Jahr 1995 vor Beginn der Versuchstätigkeit durch Jüttersonke auf der gesamten 38 ha großen Fläche des Versuchsfelds Dahnsdorf eine Bonitur durchgeführt.

Auf den Versuchsflächen von BS 1 und BS 2 erfolgte von Pallutt (2002a) zu Beginn der Versuchstätigkeit ebenfalls eine Unkrauterhebung.

In jedem Jahr, also von 1997 bis 2008, wurden Unkrautzählungen in BS 1 und BS 2 jeweils vor der Herbizidapplikation im Herbst oder teilweise im Frühjahr in den Wintergetreidearten vorgenommen. In BS 1 waren dies Winterroggen, Wintergerste, Winterweizen 1 und Winterweizen 2, in BS 2 Winterroggen, Wintergerste und Winterweizen. Für die Bonitur wurden an vier verschiedenen Zählstellen je Variante die Unkräuter nach Art und Anzahl in einem 0,25 m² Zählrahmen erfasst.

Das Jahr 2008 wird in die Betrachtungen mit einbe­zogen, da hier die Nachwirkungen des letzten Jahres 2007 noch erkennbar sind.

Als Referenz werden die Mittelwerte unbehandelte Kontrolle (UK) und der nur mit Fungiziden behandelten Varianten (F) im Vergleich zu den mit Herbiziden behandelten Varianten (H und HF) betrachtet (siehe auch Pallutt und Moll, 2008). Aus herbologischer Sicht konnten diese beiden Varianten zusammengefasst werden.

Der Verlauf der Entwicklung der Verunkrautung wird für die Jahre 1997 bis 2008 dargestellt. Dabei wurden für diese Arbeit die einzelnen Wiederholungen (sechs in BS 1; vier in BS 2) für die Getreide gemittelt. In BS 1 wurden die Fruchtfolgeglieder Winterroggen, Wintergerste, Winterweizen 1 und Winterweizen 2 und in BS 2 die Fruchtfolgeglieder Winterroggen, Wintergerste und Winter­weizen gemittelt. Infolge der kumulativen Effekte eines Dauerfeldversuchs konnte die Wirkung der Prüfglieder auf den Unkrautauflauf nur schwerlich einer einzelnen Kulturart zugeordnet werden.

Es wurde zwischen Dikotylen und Monokotylen (Apera spica-venti) unterschieden. Der Verlauf der zahlenmäßig wichtigsten dikotylen Unkrautarten wurde getrennt für jede Variante dargestellt. Die beiden Rotationen (1997 bis 2001 und 2002 bis 2007) wurden gesondert aus­gewertet. Die Werte der Zählungen wurden auf ganze Zahlen gerundet.

Der Vergleich der Behandlungsvarianten in den beiden Rotationsstufen wurde mit Hilfe des Welch-Tests (t-Test mit ungleichen Varianzen) vorgenommen. Für die paarweisen Vergleiche der Mittelwerte der Behandlungs­varianten in jeder der beiden Rotationsstufen wurde das Simulate-Verfahren genutzt. Die Testentscheidungen erfolgten zum Signifikanzniveau 0,05. Die für die statistischen Analysen genutzte Software war SAS 9.2.

Pallutt (2002b) zählte zu Beginn der Versuchstätigkeit in Winterroggen insgesamt 126 Unkräuter/m², in Winterweizen 160 Unkräuter/m² und in Sommergerste 259 Unkräuter/m². Die Hauptarten waren dabei Viola arvensis, Veronica spp., Stellaria media, Matricaria spp., Lamium spp. und Apera spica-venti. In geringerem Umfang wurden auch Capsella bursa-pastoris, Thlaspi arvensis und Myosotis arvensis gefunden. Weitere 11 Arten waren nur sehr selten zu finden, darunter auch Galium aparine und Centaurea cyanus. In Summe wurden 20 Arten zu Versuchsbeginn bestimmt.

Die jährlichen Zählungen werden in den Tab. 1 bis 4 für BS 1 (Marktfrucht) gezeigt. Die beiden Herbizidaufwandmengen (50 und 100%) und die Varianten UK + F und H + HF werden dabei aus Gründen der Übersichtlichkeit getrennt dargestellt. Die Werte für die Unkraut­anzahl sind die Mittelwerte von Winterweizen 1, Winterweizen 2, Winterroggen und Wintergerste.

In der Abb. 1 werden die Mittelwerte der dikotylen Unkäuter und von Apera spica-venti für beide Rotationen in BS 1 dargestellt.

Abb. 1. Mittelwerte der dikotylen Unkräuter und von Apera spica-venti für BS 1, 50% und 100% Herbizidaufwandmenge, Varianten UK + F und H + HF

Average of dicotyledonous weeds and Apera spica-venti with the 50% und 100% the situation related herbicide dosage for the variants UK + F and H + HF at BS 1.

In der ersten Rotation von BS 1 (1997 bis 2002) waren die Schwankungen der Verunkrautung von Jahr zu Jahr in allen Varianten und Herbizidaufwandmengen noch sehr ausgeprägt vorhanden.

Die Mittelwerte der dikotylen Unkräuter der ersten Rotation der unbehandelten Varianten (UK + F) der 50% und 100% Herbizidaufwandmenge mit 188 und 129 Unkräutern je m² im Vergleich zu den mit Herbizid (HF + H) behandelten 50% und 100% mit 151 und 110 lagen dicht beieinander, der Abstand war mit 37 bzw. 19 Pflanzen noch gering. Bemerkenswert ist, dass die unbehandelte 100% UK + F im Mittel der ersten Rotation eine geringere Verunkrautung als die mit 50% H + HF behandelte Variante aufwies. Hauptsächlich trat Viola arvensis auf. Matricaria spp. nahm bereits zu, besonders in den unbehandelten Varianten und in der 50% HF + F. Centaurea cyanus fehlte in der ersten Rotation in BS 1 noch völlig.

Bei Apera spica-venti waren die Unterschiede zwischen den Varianten schon größer. Mit 26 Pflanzen je m² in der 100% HF + H Variante ist der Wert deutlich geringer als in allen anderen Varianten.

In der zweiten Rotation (2003 bis 2008) in BS 1 differenzierte sich die Verunkrautung der unbehandelten UK + F Varianten im Vergleich zu den behandelten H + HF deutlich. Die Anzahl der dikotylen Unkräuter nahm in der 100% UK + F zu, wobei in der 50% UK + F kaum noch ein Anstieg stattfand. In der 50% und 100% HF + F sank die Anzahl dikotyler Unkräuter je m².

Die Anzahl von Viola arvensis nahm ab, Matricaria spp. dagegen stieg an, besonders in den unbehandelten Varianten. Centaurea cyanus wurde, nach Einzelfunden 2004 und 2005, ab 2006 zu einer bedeutenden Unkrautart in den Varianten 50% und 100% UK + F und 50% H + HF. Dies drückte sich jedoch noch nicht im Mittelwert der Rota­tion aus.

Der Besatz mit Apera spica-venti hatte in allen Varianten in der zweiten Rotation im Vergleich zur ersten Rotation zugenommen.

Im Vergleich der beiden Rotationen von BS 1 untereinander unterschieden sich jeweils nur die Behandlungs­varianten UK + F 100% bei dikotylen Unkräutern und H + HF 100% bei Apera spica-venti signifikant (Welch-Test, α = 0,05). Innerhalb der Rotationen gab es signifikante Unterschiede (Simulate-Verfahren, α = 0,05) bei Apera spica-venti nur in der zweiten Rotation zwischen den Behandlungsvarianten UK + F 100% und H + HF 100%, und bei den dikotylen Unkräutern war in der ersten Rotation die Variante UK + F 50% jeweils zu den Varianten UK + F 100% sowie H + HF 100% signifikant ver­schieden. In der zweiten Rotation waren die paarweisen Vergleiche aller Behandlungsvarianten außer dem Vergleich von UK + F 50% mit UK + F 100% signifikant verschieden.

Die in den Tabellen genannten fünf dikotylen Unkrautarten waren zu ca. 80% für die gesamte Artenanzahl von BS 1 (Summe der dikotylen Unkräuter) verantwortlich.

Die jährlichen Zählungen werden in den Tab. 5 bis 8 für BS 2 (Futterbau) gezeigt. Die beiden Herbizidaufwandmengen (50 und 100%) und die Varianten UK + F und H + HF werden dabei aus Gründen der Übersichtlichkeit getrennt dargestellt. Die Werte für die Unkraut­anzahl sind die Mittelwerte von Winterweizen, Winterroggen und Wintergerste.

In der Abb. 2 werden die Mittelwerte der dikotylen Unkräuter und von Apera spica-venti für beide Rotationen in BS 2 dargestellt.

Abb. 2. Mittelwerte der dikotylen Unkräuter und von Apera spica-venti für BS 2, 50% und 100% Herbizidaufwandmenge, Varianten UK + F und H + HF

Average of dicotyledonous weeds and Apera spica-venti with the 50% und 100% the situation related herbicide dosage for the variants UK + F and H + HF at BS 2.

In der ersten Rotation (1997 bis 2002) von BS 2, waren, wie in BS 1, starke Schwankungen der Verunkrautung von Jahr zu Jahr in allen Varianten vorhanden. Allerdings war die Anzahl der dikotylen Unkräuter in den vergleichbaren Varianten in BS 2 in allen Varianten geringer. Wie in BS 1 fiel auch in BS 2 auf, dass die unbehandelte 100% UK + F im Mittel der ersten Rotation eine geringere Verunkrautung als die mit 50% H + HF behandelte Variante aufwies. Die dikotyle Verunkrautung wurde von Viola arvensis dominiert. Matricaria spp. nahm im Verlauf der ersten Rotation von BS 2 zu, außer in der Variante 100% HF + F. Centaurea cyanus fehlt in der ersten Rotation in BS 2 völlig.

Bei Apera spica-venti war dieser Trend in BS 2 im Vergleich zu BS 1 nicht so klar ausgeprägt. Lediglich die Variante 100% H + HF unterschied sich deutlich mit nur 16 Pflanzen von den anderen drei Varianten, diese lagen auf ähnlichem Niveau (43 bis 52 Pflanzen je m²).

In der zweiten Rotation (2003 bis 2008) in BS 2 im Vergleich zu BS 1 war die Ausdifferenzierung Verunkrautung nicht so stark ausgeprägt. Die Anzahl der dikotylen Unkräuter in der 50% UK + F sank von 150 auf 127 Stück je m². In der 100% UK + F stieg die Anzahl von 112 auf 124 leicht an. In der 50% HF + F sank die Anzahl dikotyler Unkräuter je m² (von 132 in der ersten Rotation auf 98 in der zweiten Rotation). In Variante 100% HF + F war ebenfalls ein Rückgang von 87 auf 62 Unkräuter je m² festzustellen.

Auch in BS 2 nahm die Anzahl von Viola arvensis im Lauf der Zeit ab. Vergleichbar mit BS 1 war auch die Zunahme von Matricaria spp., besonders in den unbehandelten Varianten. Centaurea cyanus wurde im Gegensatz zu BS 1 nur sporadisch gefunden, eine Zunahme in den letzten Jahren konnte nicht beobachtet werden.

Der Besatz mit Apera spica-venti in der zweiten Rota­tion von BS 2 nahm in allen Varianten deutlich zu. Der Anstieg fiel dabei ähnlich stark aus wie in BS 1. Besonders in den Varianten 100% UK + F und 100% H + HF verdoppelte sich im Vergleich der ersten zur zweiten Rotation die Anzahl von Apera spica venti.

Die in den Tabellen genannten fünf dikotylen Unkrautarten waren zu ca. 78% für die gesamte Artenanzahl von BS 2 (Summe der dikotylen Unkräuter) verantwortlich.

Im Vergleich der beiden Rotationen von BS 2 untereinander unterschieden sich jeweils nur die Behandlungs­varianten H + HF 100% bei dikotylen Unkräutern und H + HF 100% bei Apera spica-venti signifikant (Welch-Test, α = 0,05).

Innerhalb der Rotationen gab es signifikante Unterschiede (Simulate-Verfahren, α = 0,05) bei Apera spica-venti in der ersten Rotation zwischen den Behandlungsvarianten UK + F 50% und H + HF 100%. Bei den dikotylen Unkräutern war in der ersten Rotation die Variante UK + F 50% zur Variante H + HF 100% sowie die Variante H + HF 50% zur Variante H + HF 100% signifikant verschieden. Die paarweisen Vergleiche aller Behandlungsvarianten in der zweiten Rotation zeigten signifikante Unterschiede zwischen den Varianten UK + F 50% und H + HF 100% einerseits und UK + F 100% und H + HF 100% andererseits.

Generell war das Betriebssystem 1 stärker verun­krautet als das Betriebssystem 2. Dies galt in beiden Rota­tionen für die dikotylen Unkräuter und Apera spica-venti. Hier wirkte sich die Fruchtfolge von BS 2 mit geringerem Getreideanteil (67% zu 50%) deutlich aus. Ähnliche Resul­tate finden sich auch in anderen Dauerversuchen, z.B. in Glaubitz (vgl. auch Pallutt, 2010).

Durch den Anbau von Luzerne-Kleegras und Silomais in BS 2 wurde durch den Schnitt und die Abfuhr der Pflanzenmaterials der Eintrag von neuen Unkrautsamen stark eingeschränkt. Durch den Schnitt des Luzerne-Kleegras wurden vorhandene Unkräuter in ihrem Wachstum gehindert (Andreasen et al., 2002).

Das nur sporadische Auftreten von Centaurea cyanus in BS 2 ist durch den geringeren Getreideanteil erklärbar, da Centaurea cyanus bessere Wachstumsbedingungen in Getreide findet.

Erst in der zweiten Rotation stellten sich die erwarteten Unterschiede zwischen den mit Herbizid behandelten Varianten und den unbehandelten Varianten ein. Die behan­delten Versuchsglieder waren weniger stark verunkrautet als die unbehandelten Versuchsglieder, dies gilt für beide Betriebssysteme gleichermaßen. Wobei in BS 1 die Abstände zwischen unbehandelt und behandelt zahlenmäßig höher ausfielen. Sowohl in BS 1, als auch in BS 2 war die mit 50% der situationsbezogenen Herbizid­aufwandmenge behandelte Variante erwartungsgemäß infolge der stärkeren Restverunkrautung in den Vorfrüchten stärker verunkrautet als die mit 100% behan­delte, diese Effekte werden durch andere Versuche bestätigt (Wittmann et al., 1996).

Die Zunahme von Apera spica-venti in beiden Betriebssystemen kann auf mehrere Ursachen zurückgeführt werden. Ebenso wie Centaurea cyanus findet auch Apera spica-venti im Getreide bessere Wachstumsbedingungen und kann bei unterlassener oder nicht ausreichender Bekämpfung zur Samenbildung gelangen. Auch die Reduzierung der Herbizidaufwandmenge und die damit einhergehende schlechtere Bekämpfung von Apera spica-venti tragen zur Verbreitung bei. Selbst nach Anwendung der situationsbezogenen Aufwandmengen wurden bei Apera spica-venti Wirkungsgrade, im Mittel der Getreidefelder, von 93% in der ersten und von 94% in der zweiten Rotation erzielt (vgl. Pallutt und Moll, 2008).

Die in der ersten Rotation noch differenzierte N-Düngung (100% 120 bis 150 kg N/ha und 50% 60 bis 75 kg N/ha) hatte einen Einfluss auf die Verunkrautung. Durch die reduzierte Düngung wird die Konkurrenzkraft des Kulturpflanzenbestandes stärker geschwächt, als jene der meisten Unkrautarten (Pulcher-Häussling und Hurle, 1986). Dies erklärt den Effekt der geringeren Verunkrautung mit dikotylen Arten der unbehandelten Variante UK + F 100% im Vergleich zur mit 50% Herbizidaufwandmenge behandelten Varianten H + HF in der ersten Rotation. Bei Apera spica-venti waren diese Unterschiede jedoch nicht so deutlich ausgeprägt. Alkämpfer (1977) führt dies darauf zurück, dass sich Apera spica-venti bezüglich der Düngung eher wie eine Kulturpflanze verhalte. Während Pallutt (2002a) für den Standort Dahnsdorf eine deutliche Bevorteilung von Apera spica-venti bezüglich Rispenanzahl bei reduzierter Düngung fand. Bei deutlich steigender Düngung und unterlassener Herbizidanwendung kann, unter anderen Standort­bedingungen als in Dahnsdorf, auch eine Förderung einzelner, nitrophiler Unkrautarten beobachtet werden (vgl. Pulcher-Häussling und Hurle, 1986).

Für gesicherte Aussagen zum Verlauf der Verunkrautung, unter dem Einfluss von Fruchtfolge und Herbizid­intensität, werden Dauerversuche benötigt. Besonders die Zunahme von Centaurea cyanus in BS 1 (Variante 50%, 100% UK + F und 50% H + HF) wäre bei einer kürzeren Versuchsdauer nicht beobachtet worden. Ebenfalls dauerte die Veränderung des Unkrautspektrums, Ab­nahme von Viola arvensis und Zunahme von Matricaria spp., mindestens fünf Jahre.

Jüttersonke (1995) ermittelte für das gesamte Versuchsfeld 31 Arten. Pallutt (2002a) beschrieb 20 Arten. In den jährlichen Unkrautaufnahmen im Herbst bzw. Frühjahr der Jahre 1997 bis 2008 wurden hauptsächlich die in den Tabellen genannten fünf dikotylen Unkraut­arten und Apera spica-venti nachgewiesen, bzw. maximal 12 Arten gefunden (Pallutt und Grübner, 2004). Die unter­schiedliche Anzahl der Arten wird auf den Unterschied zwischen Bonitur der gesamten, freien Fläche und der Bonitur im Bestand zurückgeführt. So stellte Schmid (2000) fest, dass eine Halbierung der Boniturfläche zu einer Verringerung der Artenzahl um 15% führt.

Im Rahmen der Biodiversität wird über eine arten­reichere Unkrautflora diskutiert. Diese soll durch die Exten­sivierung der Bekämpfung durch reduzierte Her­bizid­aufwandmengen erreicht werden. In Dahnsdorf führt die Reduzierung der situationsbezogenen Herbizidaufwandmenge und die unbehandelten Varianten zu einer deutlich stärkeren Verunkrautung. Die Anzahl der Unkräuter steigt beträchtlich an. Durch interspezifische Konkurrenz (Eggers, 1975) führt diese aber nicht zwangsläufig zu einer artenreicheren Unkrautflora. So konnten Albrecht und Mattheis (1996) selbst durch die Umstellung auf ökologischen Landbau, also den völligen Verzicht auf Herbizide, keine Zunahme von seltenen und gefährdeten Arten feststellen.