Ertragspotential nutzen aber wie? Optimierungsprozesse im Pflanzenbau praktisch umsetzen

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1 Ertragspotential nutzen aber wie? Optimierungsprozesse im Pflanzenbau praktisch umsetzen Prof. Dr. Olaf Christen Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften Martin-Luther-Universität Halle/Wittenberg Seminar der Fa. Amazone am 28. Januar 2009

2 Ertragsentwicklung von Weizen (dt/ha) in Deutschland von dt/ha ,1 dt / Jahr ( ) ,1 dt / Jahr ( )

3 Weltmarkt Klima Politik und Gesellschaft Technischer Fortschritt

4 drei Überraschungen Ölpreis (US $ / Barrrel) am CO 2 -Gehalt (PPM) der Atmosphäre in 2007 Weizen / t ( )

5 Züchtung 90 Fruchtfolge dt/ha Pflanzenschutz Bodenbearbeitung Grunddüngung Klima N-Düngung Bodenfruchtbarkeit

6 Züchtung 90 Fruchtfolge dt/ha Pflanzenschutz Bodenbearbeitung Grunddüngung Klima N-Düngung Bodenfruchtbarkeit

7 Ursachen des verminderten Ertragsanstieges - Züchtung - Ertragsanstieg in der Getreidezüchtung ist ungebremst Wertprüfungen zeigen höhere Erträge als Ernteermittlung Zuchtfortschritt wird nicht umgesetzt Voraussetzung für die Zukunft ist öffentliches und privates Engagement

8 Züchtung 90 Fruchtfolge dt/ha Pflanzenschutz Bodenbearbeitung Grunddüngung Klima N-Düngung Bodenfruchtbarkeit

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11 Veränderung der Weizenerträge in Europa bis ca (Harrison und Butterfield 1999, verändert)

12 Weitere Einflüsse Veränderung der Weizenerträge in Europa Intensität (Preise, Kosten), Pflanzenbau, Pflanzenzüchtung Zeitraum (15,4 dt/ha Weizenertrag ) Datengrundlage (Modelle, Modelle, Modelle) ab ca (Harrison und Butterfield 1999, verändert)

13 Das Klima der Zukunft? Giessen 9,4 C Hamburg 8,8 C Uppssala 5,5 C Marseille 14,5 C Lyon 11,1 C

14 Ursachen des verminderten Ertragsanstieges - Klimaveränderung - Die Witterung der letzten Jahre war teilw. sehr ungewöhnlich Ein gewisser Beitrag zu dem verminderten Ertragsanstieg ist wahrscheinlich (2003) Langfristig (> 30 Jahre) ist Mitteldeutschland vermutlich stark betroffen

15 Züchtung 90 Fruchtfolge dt/ha Pflanzenschutz Bodenbearbeitung Grunddüngung Klima N-Düngung Bodenfruchtbarkeit

16 Winderosion

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18 Wassererosion

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20 Versalzung

21 Konsequenzen des Verlustes von organischer Bodensubstanz Beitrag zur Treibhausgasbilanz (Kohlenstofffreisetzung) lokale Veränderungen Bodenstruktur Strukturstabilität Konsequenzen für Erosion Verdichtung

22 Verlust der Strukturstabilität

23 Stroh = Abfall?

24 Ursachen des verminderten Ertragsanstieges - Bodenfruchtbarkeit - Schadverdichtungen kein flächendeckendes Problem Humusgehalte sind derzeit (!) im Gleichgewicht Mittelfristig muss Kohlenstoffbilanz beachtet werden (Stroh, BTL usw.)

25 Züchtung 90 Fruchtfolge dt/ha Pflanzenschutz Bodenbearbeitung Grunddüngung Klima N-Düngung Bodenfruchtbarkeit

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28 Ursachen des verminderten Ertragsanstieges - N-Düngung - Stickstoffdüngung ist in den letzten Jahren nahezu konstant Stickstoff für Ertragssteigerung ergibt sich überwiegend durch kleine Steigerung der Effizienz Effizienz muss weiter verbessert werden (intelligente Lösungen) Mittelfristig wird die WRRL einen großen Einfluss auf das Niveau der N-Düngung haben

29 Züchtung 90 Fruchtfolge dt/ha Pflanzenschutz Bodenbearbeitung Grunddüngung Klima N-Düngung Bodenfruchtbarkeit

30 Verkauf von Pflanzenschutzmitteln (t/jahr) in Deutschland Datenlage ist schwierig es fehlen neue NEPTUN-Daten Aktivsubstanz (t) BRD West Ost In Sachsen-Anhalt zeigen eigene Erhebungen mehr Überfahrten (Herbst, Ährengabe) Gesamtmenge eher konstant wg. geringer Wirkstoffmengen (IVA 2007)

31 Ursachen des verminderten Ertragsanstieges - Pflanzenschutz - Einsatz von PSM auf konstantem Niveau (Datenbasis unzureichend) Kaum Hinweise für Erklärung des verminderten Ertragsanstieges Extremer politischer Einfluss

32 Züchtung 90 Fruchtfolge dt/ha Pflanzenschutz Bodenbearbeitung Grunddüngung Klima N-Düngung Bodenfruchtbarkeit

33 Entwicklung der Mulchsaatflächen (% Ackerfläche) in Sachsen ( ) % Ackerfläche (Schmidt et al. o. Jahr)

34 Ertrag (% zu SF 25) von Raps, Weizen und Roggen bei unterschiedlicher Bodenbearbeitung Prozent Raps Weizen Roggen SF 25 SF 15 Gr. 25 Gr. 15 Kr.Gr 10 Direkts.

35 Risiken von Mulchsaatverfahren Zunahme von schwer bekämpfbaren Unkräutern (70 %) Schnecken und Mäuse (65 %) Getreidedurchwuchs (40 %) Strohmanagement (30 %) Krankheiten (28 %) Bestandesetablierung (9 %)

36 Gebiete mit Resistenz gegen Ackerfuchsschwanz und Windhalm Resistenz gegen Ackerfuchsschwanz Resistenz gegen Windhalm

37 Risiken von Mulchsaatverfahren Zunahme von schwer bekämpfbaren Unkräutern (70 %) Schnecken und Mäuse (65 %) Getreidedurchwuchs (40 %) Strohmanagement (30 %) Krankheiten (28 %) Bestandesetablierung (9 %)

38 Schnecken (Deroceras spp.)

39 Schneckenbekämpfung Wechsel Sommerung - Winterung Ausfallgetreide bekämpfen grüne Brücken unterbrechen? Walzen Stroh klein häckseln Schneckenkorn Kontrolle

40 Mäusebekämpfung Förderung der Feinde (Greifvögel) Grubbereinsatz Strohverteilung Vielgestaltige Fruchtfolge Bekämpfung von Ausfallgetreide

41 Risiken von Mulchsaatverfahren Zunahme von schwer bekämpfbaren Unkräutern (70 %) Schnecken und Mäuse (65 %) Getreidedurchwuchs (40 %) Strohmanagement (30 %) Krankheiten (28 %) Bestandesetablierung (9 %)

42 März April

43 Züchtung 90 Fruchtfolge dt/ha Pflanzenschutz Bodenbearbeitung Grunddüngung Klima N-Düngung Bodenfruchtbarkeit

44 Aktuelle Fruchtfolgefragen I Rhizoctonia Rübenfäule Schaden in Zuckerrüben aber Übertragung in Mais (Rhizoctonia solani) Rübenzystenälchen Schaden an Zuckerrüben aber Übertragung durch Raps (Heterodera schachtii)

45 Aktuelle Fruchtfolgefragen II Fusarium an Mais (Fusarium moniliforme)

46 Anteil der verschiedenen Getreidearten (%) an der gesamten Getreideanbaufläche in der Bundesrepublik ( ) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% Triticale Hafer Roggen Gerste Weizen 20% 10% 0%

47 Anbaufläche (ha) ausgewählter Ackerkulturen ( ) Weizen Gerste Roggen Hafer Triticale Mais ZR Raps

48 Ertrag (dt/ha) und relative Ertragsdifferenz von Winterweizen in Abhängigkeit von der Vorfrucht (Fruchtfolgeversuch, Mittel der Versuchsjahre 1988 bis 1999) Vorfrüchte Ertrag [dt/ha] rel. Ertragsunterschied (Raps=100) Raps 83,0 100 Erbsen 82,8 100 Weizen 75,0 90

49 Ertrag (dt/ha) von Winterweizen nach verschiedenen Vorfruchtkombinationen (Bockberg-Versuch, ) ,5 Ertrag [dt/ha] % 85,9-20 % 75,5 70 Raps 1x Weizen 2x Weizen

50 Weizenertrag (dt/ha) in Abhängigkeit von der Monokulturdauer Ertrag [dt/ha] Monokulturdauer (Jahr)

51 Einfluss der Vorfrucht auf die Ertragsstabilität (Ökovalenz) und Ertrag von Winterweizen Vorfrucht Ökovalenz Ertrag (dt/ha) Raps Erbsen Weizen (Hohenschulen , Christen 2000)

52 Ursachen des verminderten Ertragsanstieges - Fruchtfolge - Systeme waren, sind und bleiben mit Schwerpunkt Getreide Vorgaben durch gute fachliche Praxis und CC Aktuell eher geringer Beitrag zur Erklärung des verminderten Ertragsanstieges, aber die Grenze ist erreicht.

53 Züchtung 90 Fruchtfolge dt/ha Pflanzenschutz Bodenbearbeitung Grunddüngung Klima N-Düngung Bodenfruchtbarkeit

54 Mineraldüngeraufwand in Deutschland (kg / LN) N P K kg / ha LN

55 Mineraldüngeraufwand in Deutschland (Relativwerte) % 80% 60% 40% kg / ha LN N P K 20% 0%

56 Züchtung 90 Fruchtfolge dt/ha Pflanzenschutz Bodenbearbeitung Grunddüngung Klima N-Düngung Bodenfruchtbarkeit

57 Züchtung 90 Fruchtfolge dt/ha Pflanzenschutz Bodenbearbeitung Grunddüngung Klima N-Düngung Bodenfruchtbarkeit

58 Fruchtfolge dt/ha Bodenbearbeitung

59 Ertrag von Winterweizen (dt/ha) in Abhängigkeit von Vorfrucht und Bodenbearbeitung Pflug Direktsaat Ertrag [dt/ha] Weizen Gerste Hafer Rübsen Erbsen (Olofsson 1993, Mittel aus 43 Versuchen)

60 dt/ha Fruchtfolge N-Düngung

61 Weizenertrag (dt/ha) in Abhängigkeit von Vorfrucht und mineralischer N-Düngung

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63 dt/ha Bodenbearbeitung Grunddüngung

64 P DL -Gehalt nach 36jähriger differenzierter Bodenbearbeitung (2001) (Hofmann, Herbst und Christen 2005)

65 K DL -Gehalt nach 36jähriger differenzierter Bodenbearbeitung (2001) (Hofmann, Herbst und Christen 2005)

66 dt/ha Bodenbearbeitung Grunddüngung Klima

67 Einfluss der K-Düngung auf die nutzbare Feldkapazität in Halle [Vol.-%] K-Düngung Bodentiefe [cm] Stufe kg/ha K0 0 23,7 21,4 20,9 23,9 66,0 K ,9 * 23,4 * 22,4 * 24,4 74,7 * * sign. t α 0,05 (Rutt, Hofmann und Christen 2005)

68 Ursachen des verminderten Ertragsanstieges - Grunddüngung, Bodenbearbeitung, Klima - Grunddüngung stark vermindert Bodengehalte nehmen ab reduzierte Bodenbearbeitung nimmt stark zu Klimaextreme (Trockenheit) wird wahrscheinlicher Standorte mit wenig K, red. Bodenbearbeitung und Trockenheit sind gefährdet

69 dt/ha Fruchtfolge Klima N-Düngung

70 Weizen nach Weizen bei Trockenstress Weizen nach Raps Weizen nach Weizen kleines Wurzelsystem anfällig bei Trockenheit

71 dt/ha Züchtung Fruchtfolge Pflanzenschutz Bodenbearbeitung Grunddüngung Klima N-Düngung Bodenfruchtbarkeit dt/ha Kosten Arbeitswirtschaft Umweltmaßnahmen

72 Fazit I Der verminderte Ertragsanstieg der letzten Jahre hat viele Ursachen Gering: Züchtung, Pflanzenschutz, N- Düngung Mäßig: Fruchtfolge, Bodenbearbeitung, Bodenfruchtbarkeit, Klima Hoch: Grunddüngung

73 Fazit II Anpassungen im Hinblick auf den Ertrag (!) als Zielstellung sind zu überlegen bei Grunddüngung Bodenbearbeitung Wechselwirkungen aus Bodenbearbeitung und Fruchtfolge Effizienzsteigerungen durch intelligente Lösungen in der Düngung / Pflanzenschutz

74 Ich laufe dahin, wo der Puck sein wird und nicht dahin wo der Puck war Wayne Gretzky

75 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit