Praxisverwertbare Ergebnisse des Bodenfruchtbarkeitsprojektes

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1 ÖBS-Gäa-Feldrundfahrt 2012 Dürrröhrsdorf Praxisverwertbare Ergebnisse des Bodenfruchtbarkeitsprojektes von Knut Schmidtke Fachgebiet Ökologischer Landbau Fakultät Landbau/Landespflege HTW Dresden Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden

2 Interdisziplinäres Forschungsprojekt zur Bodenfruchtbarkeit im ökologischen Landbau August 2008 bis Juni 2013 Steigerung der Wertschöpfung ökologisch angebauter Marktfrüchte durch Optimierung des Managements der Bodenfruchtbarkeit Interdisziplinäres Forschungsprojekt im Bundesprogramm ÖLN

3 Abb. 1: Kornertragsleistung der Erbse in der Betrieben des ökologischen Landbaus in der Bundesrepublik Deutschland (Schmidt 2010)

4 (Schmidt 2010)

5 Abb. 2: Fußkrankheiten der Erbse (Finckh 2010) Fuß- und Brennfleckenkrankheit

6 Abb. 3: Befall der Körnererbsen im ökologischen Landbau in 2009 (Finckh et al. 2010) Fuß- und Brennfleckenkrankheit

7 Abb. 3: Befall mit Phoma medicaginis (Bildquelle: Pflughöft et. al 2008) Schaderreger

8 Ascochyta-Komplex an Erbse Fuß- und Brennfleckenkrankheiten Ertragsverluste bis zu 75 % (Bretag et al. 2001) Mischinfektion aus - Mycosphaerella pinodes (verursacht insb. Fußkrankheit) - Ascochyta pisi (verursacht insb. Blattflecken) - Phoma medicaginis (verursacht insb. Fußkrankheit) daneben bedeutsam - Fusarium spp. (verursachen insb. Fußkrankheit) - Aphanomyces euteiches (verursacht insb. Fußkrankheit) - Rhizoctonia solani (verursacht insb. Fußkrankheit) - Pytium-Arten (verursacht insb. Fußkrankheit) Schaderreger

9 Überdauerung im Boden - Mycosphaerella pinodes * + : bis zu 10 Jahre (Amon 2000) - Ascochyta pisi (samenbürtig) - Phoma medicaginis * + : bis zu 10 Jahre (Amon 2000) - Fusarium spp.* überdauern saprophytisch an Pflanzenresten im Boden *und über Chlamydosporen im Boden und + derzeit bedeutsamste Erreger an Erbse in Deutschland (auch im ökologischen Landbau, Köhler 2007, Bruns et al. 2009) Schaderreger

10 Weitere Wirtspflanzen neben der Erbse - Mycosphaerella pinodes: Wicken- u. Lupinenarten, Ackerbohne, Saat-Platterbse Linse, Phaseolusbohne - Phoma medicaginis: Wicken- u. Lupinenarten var. pinodella Gelbklee, Rotklee, Erdklee - (Aphanomyces euteiches: Luzerne, Gelbklee, Wicken, Linse, Phaseolusbohne, Rot-, Weiß-, Erdklee, Saat-Platterbse) - Fusarium oxisporum f. sp. pisi und Fusarium solani f. sp. pisi : unklar, wahrscheinlich spezialisiert Schaderreger

11 Fazit für die Fruchtfolgeplanung 1. Vorsorglich Anbaupausen bei Erbsen: 6 Jahre 2. Bei nachgewiesenem stärkeren Befall mit Mycosphaerella pinodes oder Phoma medicaginis Anbaupause auf 10 Jahre erweitern 3. Möglichst kein Anbau von Lupine und Wicke in einer Fruchtfolge mit Erbse 4. Rotklee und Erbse im Hauptfruchtanbau in einer Fruchtfolge ist kritisch (Phoma medicaginis) Fazit für Fruchtfolgeplanung

12 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Futterleguminose 1. Winterroggen Winterweizen 5. Körnerleguminose 3. Mais 4. Wintertriticale Fruchtfolgeplanung

13 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen Körnererbse Mais 4. Wintertriticale Fruchtfolgeplanung

14 Weitere Wirtspflanzen neben der Erbse - Mycosphaerella pinodes: Wicken- u. Lupinenarten, Ackerbohne, Saat-Platterbse Linse, Phaseolusbohne - Phoma medicaginis: Wicken- u. Lupinenarten var. pinodella Gelbklee, Rotklee, Erdklee Schaderreger

15 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen Körnererbse Mais 4. Wintertriticale Fruchtfolgeplanung

16 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen Wechsel von 5. Körnererbse (5) mit Ackerbohne (10) oder Sojabohne (10) 4. Wintertriticale 3. Mais Fruchtfolgeplanung

17 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen Sojabohne Mais 4. Wintertriticale Fruchtfolgeplanung

18 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen Schmalblättrige Lupine Mais 4. Wintertriticale Fruchtfolgeplanung

19 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Rotklee(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen (Winter-) Ackerbohne Mais 4. Wintertriticale Fruchtfolgeplanung

20 Fazit für die Fruchtfolgeplanung 5. Möglichst Luzerne statt Rotklee in einer Fruchtfolge mit Erbse anbauen 6. Kombination Luzerne und Sojabohne/Lupine im Hauptfruchtanbau erscheint ebenfalls gut möglich 7. Auf nicht luzernefähigen Standorten ist Kombination Rotklee und Ackerbohne eine machbare pflanzenbauliche Option 8. Leguminosen/Nichtleguminosen-Gemenge sind hinsichtlich bodenbürtiger Krankheiten nicht wesentlich anders als die Reinsaaten zu beurteilen Fazit für Fruchtfolgeplanung

21 Ist eine Schaderregerprognose schlagspezifisch möglich? Schaderregerprognose (Finckh 2010)

22 Konzept Differentialdiagnose Ermüdeter Boden Stufe 1 Ernährung? Toxizität? Schaderreger? + Nährstoffe + Aktivkohle + Sterilisation Stufe 2 N min P K S Nematizide Höhere Pilze Spurenelemente eventuell Stufe 3 Schadsstoffanalyse Oomycide Bearbeitung: Dr. J. Fuchs

23 Ergebnisse Differentialdiagnose Kontrolle + Nährlösung + Aktivkohle + Gammastrahlung Leguminosenmüdigkeit hat hier eine biologische Ursache! Bearbeitung: Dr. J. Fuchs

24 Ergebnisse Differentialdiagnose Aufgang der Erbse im Gefäß [%] in 90 % der bisher untersuchten Fälle: biologische Ursache der Leguminosenmüdigkeit Ursache Oomyceeten Abb. 4: Aufgang der Erbse im Gefäß nach Einsatz verschiedener Fungizide Bearbeitung: Dr. J. Fuchs

25 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen Erbse 5. Schaderregerprognose 3. Mais durch Erbsen-Zwischenfrucht 4. Wintertriticale Fruchtfolgeplanung

26 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen Erbse Mais 4. Wintertriticale Fruchtfolgeplanung

27 Fazit für die Fruchtfolgeplanung 9. Bitterstoffhaltige Körnerleguminosen reagieren weniger stark auf bodenbürtige Erreger, allerdings hemmen sie deren Vermehrung auch nicht grundsätzlich 10. Test zur Befallsprognose mit bodenbürtigen Erregern zur Fruchtfolgeplanung nutzen Fazit für Fruchtfolgeplanung

28 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen Untersaat Erdklee in Körnerleguminose? Erbse Mais 4. Wintertriticale Fruchtfolgeplanung

29 Erdkleeuntersaat in Körnererbse Pinkowitz bei Dresden, Bilder: Schmidtke 2009 Erdkleeuntersaat in Körnererbse

30 Tab. 2: Kornertrag der Erbse [dt TM ha -1 ] in Abhängigkeit der Bodenbearbeitung und einer Untersaat (US) in den Jahren 2009 und 2010 (Stieber & Schmidtke 2011) Pflug Grubber Direktsaat ohne US mit US a 28.5 ab 24.8 b 30.9 a 27.7 a a 33.2 a 26.1 b 33.9 a 29.3 b nicht gleiche Buchstaben kennzeichnen signifikante Mittelwertdifferenzen innerhalb eines Jahres, Tukey Test α=0,05, Wechselwirkung US x Bodenbearbeitung n.s. Erdkleeuntersaat in Körnererbse

31 Sprossmasse Unkraut [dt TM ha 1 ] Pflug Grubber Direktsaat ohne US mit US Abb. 5: Sprosstrockenmasse Unkraut [dt TM ha -1 ] zur Ernte der Erbse ( / ) in Abhängigkeit der Bodenbearbeitung und der Untersaat (US) Erdklee (Stieber & Schmidtke 2011) Erdkleeuntersaat in Körnererbse

32 Tab. 3: Wichtige bodenbürtig übertragbare Schaderreger der Futterleguminosen Erreger Luzerne Weißklee Rotklee Andere Leguminosen Kleekrebs x x x Inkarnatklee, Horn- Gelb-, Schwedenklee Falscher Mehltau Stängelählchen Brennfleckenkrankheit x x x x Echter Mehltau x x Klappenschorf x x x x AB, EB AB, EB AB, EB, I, P x x Inkarnatklee, Schwedenklee Fruchtfolgekrankheiten Futterleguminosen

33 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Untersaat Erdklee in Körnerleguminose Erbse Winterweizen Untersaat Weißklee Mais 4. Wintertriticale Gezielt Fruchtfolgefelder ohne Leguminosenanbau planen! Fruchtfolgeplanung

34 Regulation Fußkrankheiten Suppression des Schaderregers durch Komposte? Fußkrankheiten der Erbse Bearbeitung: Bruns & Finckh 34»

35 Regulation Fußkrankheiten ohne Kompost mit Kompost 30 Vol.-%_ Anzahl Pflanzen / Note ,1 0,5 1,5 2,0 2,5 3,0 0 0,1 0,5 1,5 2,0 2,5 3,0 Grad der künstlichen Infektion in Note 8 Note 6 Note 5 Note 4 Note 3 Note 2 Note 1 Befall hoch gering Gefäßversuch mit sterilem Substrat Abb. 6: Einfluss der Kompostzugabe auf den Befall mit Phoma medicaginis an Erbse nach unterschiedlicher hoher künstlicher Infektion Bearbeitung: Bruns & Finckh 35»

36 Feldversuch Regulation Fußkrankheiten 5 t/ha Kompostgabe (flächig) a b a a Bonitur Laisionen hoch gering Kompost Inokulationt Inokulation+ Kompost P 0.05 Abb. 7: Einfluss der Kompostgabe und der Inokulation mit Phoma medicagini auf den Befall mit Fußkrankheiten an Wintererbse (EFB 33) Bearbeitung: Schmidt, Bruns & Finckh 36»

37 Regulation Fußkrankheiten Tab. 3: Einfluss der Kompostgabe und der Inokulation mit Phoma medicaginis auf den Trockenmasseertrag der Wintererbse (EFB 33, g TM/m²) zu Blühbeginn Kontrolle Kompost Inokulation Inokulation + Kompost a a b ab P 0.05 Feldversuch 5 t/ha Kompostgabe (flächig) 37» Bearbeitung: Schmidt, Bruns & Finckh

38 Regulation Fußkrankheiten Aggregat zur Reihenapplikation von Komposten Mischzinken Säschare Andruckwalze Furchenzieher Reihenapplikation von Komposten Bearbeitung: Hensel, Bruns & Heß 38»

39 Regulation Fußkrankheiten Bearbeitung: Hensel, Bruns & Heß 39»

40 Düngung kohlenstoffreicher organischer Düngemittel zu Leguminosen Düngevarianten: Stroh, Pferdemist, Kalkung, Grüngutkompost, Grünguthäcksel, mineralische Grunddüngung Abb. 8: Feldversuchsanlage zur Wirkung kohlenstoffreicher organischer Düngemittel auf Ertrag und symbiotische N2-Fixierleistung von Leguminosen in Dresden-Pillnitz (Bild: Guido Lux )

41 Abb. 9: Verunkrautung am in Ackerbohne ohne Düngung (Kontrolle, Bild: Standort Pillnitz, Guido Lux 2009)

42 Abb. 10: Verunkrautung am in Ackerbohne mit Grünguthäcksel- Düngung vor Saat (Bild: Standort Pillnitz, Guido Lux 2009)

43 50 Kornertrag 2009 Kornertrag Ertrag TM [dt ha -1 ] ab ab ab a 30 b ab* Kontrolle Mineralisch Kalk Grüngutkompost Pferdemist Grünguthäcksel Abb. 10: Einfluss kohlenstoffreicher organischer Düngemittel auf den Kornertrag von Ackerbohne (Lux & Schmidtke 2010)

44 120 Schnittgutertrag [dt TM ha -1 ] Kontrolle ohne Düngung Mineralisch P, K, Ca kohlensaurer Kalk Grünschnittgut Grüngutkompost Pferdemist Abb. 11: Einfluss der Düngung auf den Schnittgutertrag von Rotklee (aus: Lux & Schmidtke 2009) Düngung von Leguminosen

45 50 45 Vorfrucht Rotklee Vorfrucht Ackerbohne + 33 % a** Kornertrag Weizen [dt ha -1 ] b Mehrertrag: + 17 ab % b b + 19 % ab Kontrolle Kalk Pferdemist Mineralisch Grünguthäcksel Grüngutkompost Tukey-Test, * P < 0.05 Abb. 12: Einfluss kohlenstoffreicher organischer Düngemittel zu Rotklee und Ackerbohne auf den Ertrag der Folgefrucht Winterweizen (Lux & Schmidtke 2010)

46 Fruchtfolgeplanung zur Vermeidung von Leguminosenmüdigkeit Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Untersaat Erdklee in Körnerleguminose Erbse Winterweizen Untersaat Weißklee Mais Fruchtfolgeplanung 4. Wintertriticale Gezielt Leguminosenanbau kohlenstoffreich organisch düngen!

47 Fazit für die Fruchtfolgeplanung 9. Bitterstoffhaltige Körnerleguminosen reagieren weniger stark auf bodenbürtige Erreger, allerdings hemmen sie deren Vermehrung auch nicht grundsätzlich 10. Test zur Befallsprognose mit bodenbürtigen Erregern zur Fruchtfolgeplanung nutzen 11. Gezielt mindestens 50% Fruchtfolgefelder/ Jahre in der Fruchtfolge ohne Leguminosen vorsehen 12. Kohlenstoffreiche organische Düngemittel gezielt zu Leguminosen düngen Fazit für Fruchtfolgeplanung

48 ÖBS-Gäa-Feldrundfahrt 2012 Dürrröhrsdorf Praxisverwertbare Ergebnisse des Bodenfruchtbarkeitsprojektes Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! von Knut Schmidtke Fachgebiet Ökologischer Landbau Fakultät Landbau/Landespflege HTW Dresden Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden