Beitrag der teilflächenspezifischen Unkrautbekämpfung

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1 Nachrichtenbl. Deut. Pflanzenschutzd., 58 (12), S , 2006, ISSN Eugen Ulmer KG, Stuttgart Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft, Institut für Unkrautforschung, Braunschweig Reduktionsprogramm chemischer Pflanzenschutz Beitrag der teilflächenspezifischen Unkrautbekämpfung Site specific weed control in the context of the pesticide reduction programme Henning Nordmeyer Zusammenfassung Teilflächenunkrautbekämpfung stellt eine Minderungsstrategie im Rahmen der chemischen Unkrautbekämpfung dar. Das Verfahren erfüllt die Forderungen und Ziele des Reduktionsprogramms chemischer Pflanzenschutz. In einzelnen Versuchsjahren konnten bis zu 85 %der Ackerfläche mit Herbiziden unbehandelt bleiben. Über einen Versuchszeitraum von 7 Jahren (1999 bis 2005) konnte im Durchschnitt eine Reduzierung des Herbizideinsatzes von 50 % erreicht werden. Ertragsunterschiede zwischen behandelten und unbehandelten Teilflächen konnten nicht festgestellt werden. Stichwörter: Reduktionsprogramm chemischer Pflanzenschutz, Teilflächenunkrautbekämpfung, Herbizide Abstract Site specific weed control represents a minimising strategy in the context of chemical weed control. This practice accomplishes the demands and objectives of the German Pesticide Reduction Programme for chemical plant protection. Up to 85 % of arable fields remained untreated with herbicides in specific years. In average, over a period of 7 years (1999 to 2005) a herbicide reduction of 50 %could be achieved. There were no yield differences between treated and untreated areas. Key words :Pesticide reduction programme, site specific weed control, herbicides Einleitung Unkräuter sind Pflanzen, die bei der Landbewirtschaftung durch Ertragsverluste, Ernteerschwernisse und Qualitätsminderungen der Ernteprodukte erheblichen Schaden verursachen können. Weltweit ist die Unkrautkonkurrenz als wichtigste ertragslimitierende Einflussgröße zu betrachten. Von daher ist eine Bekämpfung von Unkräutern in allen Landbauformen eine bedeutende Maßnahme des Pflanzenbaus. Neben der Unkrautbekämpfung werden die Notwendigkeit und der Nutzen von Unkräutern in der Agrarlandschaft diskutiert (MARSHALL et al., 2003). Ackerunkräuter sind von Bedeutung für den Erhalt der Artendiversität, für den Erhalt und die Förderung der Fauna sowie zum Schutz abiotischer Ressourcen. Bereits Anfang der achtziger Jahre wurde in Deutschland der Artenrückgang in der Agrarlandschaft als eines der schwerwiegendsten Umweltprobleme der Landwirtschaft angesehen (KORNECK und SUKOPP, 1988). Verschiedene Maßnahmen, wie z. B. Feldflorareservate, Ackerrandstreifenprogramme, Flächenstilllegungen, Extensivierungen und ökologischer Landbau wurden seitdem eingeführt und hatten unter anderem den Schutz der Agroflora und -fauna zum Ziel (HILBIG, 1985; S CHUMACHER, 1980; VAN E LSEN, 1994). In der Regel korreliert eine vielfältige Vegetation positiv mit weiteren wichtigen ökologischen Parametern (z. B. Bodenfruchtbarkeit, faunistische Vielfalt) der Nutzökosysteme (GEROWITT et al., 2003). Die Unkrautbekämpfung mit Herbiziden ist zu einem wesentlichen Bestandteil des modernen Anbaus von Kulturpflanzen geworden. Der Landwirt trifft seine Bekämpfungsentscheidung und die Herbizidwahl im Allgemeinen einheitlich auf der Grundlage der Leitverunkrautung für den gesamten Schlag. Bei dieser Vorgehensweise bleibt das zum Teil stark variierende Unkrautvorkommen auf Ackerflächen unberücksichtigt. Es ist daher davon auszugehen, dass das notwendige Maß der Herbizidanwendung auf vielen Schlägen zumindest auf Teilflächen überschritten ist. In Getreide und Raps werden in Deutschland auf 80 bis 95 % der Flächen Herbizide angewendet, während bei Zuckerrüben und Mais als konkurrenzschwache Kulturen dieser Anteil bei nahezu 100 % liegt. In Deutschland wurden im Jahre 2004 (BVL, 2004) Tonnen herbizide Pflanzenschutzmittelwirkstoffe abgesetzt. Damit ist im Mittel der letzten 10 Jahre der Wirkstoffabsatz bei Herbiziden nahezu unverändert geblieben. Es ist daher erklärter politischer Wille, den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln durch Anwendung, Verfahren und Technik sowie der Durchführung der guten fachlichen Praxis im Pflanzenschutz auf das notwendige Maß zu reduzieren. Reduktionsprogramm chemischer Pflanzenschutz Um die Anwendung chemischer Pflanzenschutzmittel zu reduzieren und auf das notwendige Maß zu begrenzen, wurde in Deutschland ein Reduktionsprogramm zum chemischen Pflanzenschutz entwickelt (BMVEL, 2004). Damit folgt Deutschland anderen europäischenstaaten (z. B. Dänemark, Schweden, Norwegen) den Pflanzenschutzmitteleinsatz durch spezielle Programme zu reduzieren (KUDSK und STREIBIG, 2003). Das Ziel des Reduktionsprogramms chemischer Pflanzenschutz ist u. a. die Begrenzung der Anwendung chemischer Pflanzenschutzmittel auf das notwendige Maß und damit die Vermeidung unnötiger Anwendungen. Das notwendige Maß bei der Anwendung von chemischen Pflanzenschutzmitteln beschreibt die Intensität der Anwendung von Pflanzenschutzmitteln, die notwendig ist, um den Anbau der Kulturpflanzen, besonders vor dem Hintergrund

2 318 HENNING NORDMEYER, Reduktionsprogramm chemischer Pflanzenschutz Beitrag der teilflächenspezifischen Unkrautbekämpfung der Wirtschaftlichkeit, zu sichern. Das Maß für die Intensität der Pflanzenschutzmittelanwendung ist der Behandlungsindex, der auf betrieblicher und regionaler Ebene zu ermitteln ist. Der Behandlungsindex stellt die Anzahl von Pflanzenschutzmittel-Anwendungen auf einer Fläche unter Berücksichtigung von reduzierten Aufwandmengen und Teilflächenbehandlungen dar, wobei bei Tankmischungen jedes Mittel gesondert zählt. Im Rahmen des Reduktionsprogramms chemischer Pflanzenschutz sollen u. a. Forschung, Entwicklung und Umsetzung neuer Technologien (z. B. Erkennungsverfahren, GPS) gestärkt werden, um zu einer sicheren, gezielten und reduzierten Anwendung von Pflanzenschutzmitteln zu gelangen (BMVEL, 2004). Es wird die Einführung neuer praktikabler innovativer Lösungen angestrebt. Precision Farming in der Unkrautbekämpfung Precision Farming ist die Bewirtschaftung von landwirtschaftlichen Flächen unter Berücksichtigung kleinräumiger Heterogenitäten (z. B. Unkrautverteilung). Precision Farming bietet die Möglichkeit, den Anwendungsumfang von Herbiziden zu reduzieren, ohne gleichzeitig die Bekämpfungsleistung zu mindern. Bisher werden Herbizide auf der Grundlage der Leitverunkrautung eines Schlages ausgewählt und ganzflächig angewendet. Dabei werden jedoch auch Teilflächen mit Herbiziden behandelt, auf denen aufgrund des Unkrautvorkommens eine Anwendung nicht notwendig wäre, da die Unkräuter im Allgemeinen auf Ackerflächen ungleichmäßig verteilt sind (CHRISTENSEN et al., 1999) und über mehrere Jahre ortsstabile Verteilungsmuster zeigen können (NORDMEYER et al., 2003; GERHARDS et al., 1997). Mit entsprechender Informations- und Gerätesteuerungstechnik (GPS, GIS, Bord- und Spritzcomputer,Applikationssoftware, Bildanalyse, Sensoren) ist es möglich, die Unkrautverteilung zu lokalisieren und die Bekämpfung gezielt anzupassen. Feldversuche unter Praxisbedingungen belegen, dass Teilflächenunkrautbekämpfung ein großes Potenzial bietet, um Herbizide einzusparen. Die Vorteilhaftigkeit des Verfahrens ergibt sich dadurch, dass Teilflächen mit verminderten Herbizidaufwandmengen oder nach dem Schadensschwellenkonzept gar nicht behandelt werden. Unter ökologischen Gesichtspunkten ist die teilflächenspezifische Unkrautbekämpfung apriori positiv zu bewerten, obwohl hierzu bisher kaum anwendungsbezogene Untersuchungen vorliegen (SCHLOTER et al., 2003). Eine ökonomische Bewertung von Precision Farming in der Unkrautbekämpfung ist wegen der noch fehlenden praxisreifen Technologien schwierig. LETTNER et al. (2001) kommen zu dem Schluss, dass unter bestimmten RandbedingungenökonomischeVorteile zu erzielen sind. Auch OEBEL und G ERHARDS (2005) leiten aus ihren Praxisversuchen die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ab. Dagegen stuft TOEWS (2005)anhand von Modellrechnungen das ökonomische Potenzial einer Teilflächenunkrautbekämpfung unter den gegebenen Rahmenbedingungen generell als sehr gering ein. Als Nachteil des Verfahrens ist anzusehen, dass Unkrautvorkommen und -dichte vor der Bekämpfungsmaßnahme bekannt sein müssen, so dass die Unkrautbekämpfung nur im Nachauflauf möglich ist und damit das Zeitfenster für eine Unkrauterfassung und Bekämpfung klein ist. Ferner sind die Unkräuter dann schon so weit entwickelt, dass möglicherweise höhere Aufwandmengen im Rahmen der zugelassenen Aufwandmenge für einen guten Bekämpfungserfolg notwendig werden. Schwer bekämpfbare Arten können im Einzelfall möglicherweise nicht mehr ausreichend bekämpft werden, bzw. es müssen Herbizide gewählt werden, die höhere Kosten verursachen. Ferner ist festzustellen, dass durch die Anwendung des Schadensschwellenkonzeptes auf Teilflächen Unkrautpflanzen zur Samenreife kommen, damit den Samenvorrat im Boden erhöhen und so die Folgeverunkrautung auf unbehandelten Teilflächen negativ beeinflussen können. Untersuchungen von NORDMEYER (2005) zeigen,dassaufunbehandelten Teilflächen mit einem Anstieg des Samenvorrates im Boden gerechnet werden muss. Dennoch sind langfristige negative Auswirkungen einer teilflächenspezifischen Unkrautbekämpfung auf die Verunkrautung der Folgejahre und dadurch bedingte erhöhte Bekämpfungskosten bisher nicht bekannt. Insgesamt werden die Auswirkungen von Folgeverunkrautungen als gering eingeschätzt, da in jedem Jahr aufgrund von Schwellenwerten über eine erforderliche Bekämpfungsmaßnahme neu entschieden wird. Es kann jedoch grundsätzlich nicht davon ausgegangen werden, dass Teilflächenunkrautbekämpfung dauerhaft auf einem Schlag möglich ist. Unkrautverteilung Unkräuter sind auf Ackerflächen als Begleitpflanzen der Kulturpflanzen ständig präsent. Dabei hat sich die Zusammensetzung der Ackerunkrautflora unter dem Zusammenwirken klimatischer, geologisch-edaphischer, hydrologischer und agrotechnischer Faktoren entwickelt. Die einzelnen Unkrautarten haben unterschiedliche Standortansprüche und werden durch variierende Umweltfaktoren in ihrem Wachstum und ihrer Entwicklung beeinflusst. Die Unkrautpopulationen kommen daher mit veränderlichen Artenzusammensetzungen und Pflanzendichten aggregiert auf Ackerflächen vor (CARDINA et al., 1997; D ICKE et al., 2003). Die Ursachen für das räumlich differen- Abb. 1. Unkrautverteilung und -dichte auf einem Winterweizenschlag. MOKOT: monokotyle Arten; DIKOT:dikotyle Arten.

3 HENNING NORDMEYER, Reduktionsprogramm chemischer Pflanzenschutz Beitrag der teilflächenspezifischen Unkrautbekämpfung 319 zierte Auftreten von Unkräutern sind sehr vielfältig, wobei die Vielfalt potenzieller Einflussgrößen die Komplexität des Agrarökosystems widerspiegelt. Der Boden scheint dabei eine Schlüsselrolle innerhalb dieses komplizierten Beziehungsgefüges einzunehmen; er dient als Wurzelraum und modifiziert wesentliche Standortfaktoren. Abbildung 1 zeigt beispielhaft die Unkrautverteilung für Artengruppen (monokotyle Arten =MOKOT und dikotyle Arten = DIKOT) auf einem Winterweizenschlag. Es handelt sich dabei um Unkrautverteilungsmuster, wie sie häufig anzutreffen sind. Es sind Befallsschwerpunkte unterschiedlicher Ausprägung zu erkennen. Einige Teilflächen sind nahezu unkrautfrei. Befallsschwerpunkte sind grundsätzlich sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Gesamtdichten zu beobachten. Voraussetzung für eine Teilflächenunkrautbekämpfung nach dem Schadensschwellenkonzept ist, dass relevante Teilflächen vorhanden sind, deren Unkrautdichten unterhalb eines festgesetzten Schwellenwertes liegen. Unkrauterfassung Um teilflächenspezifische Maßnahmen durchführen zu können, sind ortsgenaue Informationen über vorkommende Unkrautarten und -dichten erforderlich. Diese Daten können z. B. bei einer manuellen Unkrautkartierung durch Feldbegehung mittels GPS erfasst und lokalisiert werden. Dieses Verfahren ist aber sehr zeitaufwändig und kostenintensiv und somit für die landwirtschaftliche Praxis nicht geeignet. Es werden daher automatische Erkennungsverfahren benötigt. Dazu eignen sich Systeme mit optoelektronischen Sensoren (z. B. BILLER, 1997) oder Systeme mit digitaler Bildanalyse (z. B. G ERHARDS und C HRISTENSEN, 2003; O EBEL und G ERHARDS, 2006) in Kombination mit geeignetenapplikationsverfahren. Optoelektronische Systeme Die Reflexionen bestimmter Wellenlängen bzw.reflexionsspektren von Boden und Pflanzen können mit optoelektronischen Systemen gemessen werden (VRINDTS,2000). Pflanzen, Boden und abgestorbene Pflanzenreste reflektieren Tageslicht unterschiedlich. Zum Teil zeigen auch einzelne Pflanzenarten unterschiedliche Reflexionsspektren, die jedoch durch verschiedene Einflüsse (z. B. Nährstoffangebot, Pflanzenkrankheiten, Umwelt) stark variieren, sodass eine Identifizierung einzelner Arten problematisch ist. Es existieren optoelektronische Systeme, die unter bestimmten Bedingungen in der Praxis zur Unkrauterfassung eingesetzt werden können. Das System Detectspray wurde von FELTON et al. (1991) für kulturpflanzenfreie Flächen entwickelt. Durch Erkennung der grünen Pflanzenteile konnten durchschnittlich 90 %der üblicherweise ausgebrachten Herbizide eingespart werden. BILLER et al. (1997) konnten im Vergleich zu einer praxisüblichen Ganzflächenspritzung bis zu 70 %Herbizide einsparen. Weiterhin kann Detectspray im Vorauflaufverfahren von Mulch- und Direktsaaten, im Obst- und Weinanbau, zwischen den Reihen weitreihig gesäter Feldfrüchte, in Baumschulen oder auf Brachland eingesetzt werden. Das System Detectspray wird von B ILLER und S CHICKE (2000) weiterentwickelt, um Unkräuter und Nutzpflanzen voneinander unterscheidenzukönnen. DasAdvanced Optoelectronic System (AOS) arbeitet mit einem Multi- Sensor-System (5 Fotodioden mit jeweils vorgeschalteten Bandpassfiltern) zur Online-Pflanzenunterscheidung und zielgerichteter Herbizidapplikation. Ziel ist es, online die Reflexion von Nutzpflanzen und Unkräutern bei verschiedenen Wellenlängen zu erfassen (spektraler Fingerabdruck). Ähnliche Systeme, wie z. B. Weedseeker (PATCHEN CALIFOR- NIA Inc., 1999) wurden in den Niederlanden und den USA entwickelt und ursprünglich für die Unkrauterkennung in Wein- und Obstanbaugebieten eingesetzt (HANKS und B ECK,1998). W ARTENBERG und D AMMER (2002) setzteneinen Sensor in kulturpflanzenfreien Fahrgassen bei Kulturen mit geringen Saatreihenabständen ein. Der Mikroprozessor des Sensors summiert die Impulse, die von grünen Pflanzen verursacht wurden. Daraus wurde die Unkrautanzahl und der zu erwartende Ertragsverlust nach PALLUTT undroder (1992) berechnet. UnterBerücksichtigung der Behandlungskosten wurde über den zu erwartenden Ertragsverlust der Bekämpfungsschwellenwert berechnet. Bei Erreichen dieses Schwellenwertes wurden dann im gleichen Arbeitsgang 100 %der praxisüblichen Aufwandmenge appliziert. Bei Unterschreitung der Schadensschwelle wurde auf 50 %der Herbizidmenge reduziert (DAMMER et al., 2003). Bildanalytische Systeme Die Möglichkeit zur Unterscheidung von Unkraut- und Kulturpflanzen bietet bisher nur die digitale Bildanalyse. Dabei werden zumeist CCD- oder Videokameras eingesetzt, wobei die Verarbeitung der Aufnahmen durch eine Bildanalyse-Software erfolgt (OEBEL et al., 2004). Verschiedene morphologische Parameter ermöglichen die Identifizierung der Pflanzen mit Hilfe von statistischen Verfahren, wissensbasierten Systemen oder mit künstlichen neuronalen Netzwerken (RATH,1998). PHILIPP und RATH (2002) arbeiteten an einem Verfahren zur Differenzierung von Kulturpflanze und monokotylen bzw. dikotylen Unkrautarten. Mit den Verfahren ist es gelungen, die Pflanzenregionen korrekt als Kulturpflanzen, sowie als monokotyle und dikotyle Unkräuter zu klassifizieren. OEBEL undgerhards (2006)haben ein feldtaugliches Bildanalysesystem zur Erkennung von Unkräutern entwickelt und testeten es unter Praxisbedingungen. Verwendet wurde ein Bispektralkamerasystem. Mit Hilfe eines Algorithmus können verschiedene Formparameter der Pflanzen extrahiert und mit einer Wissensbasis zur Klassifizierung verglichen werden. C HAPRON et al. (2001) entwickelten ebenfalls eine Methode zur Unterscheidung von Unkraut- und Kulturpflanzen. Die Pflanzenartdifferenzierung erfolgte durch verschiedene Formparameter und durch die Pflanzenhöhe. S Ø GAARD undhei- SEL (2002) untersuchten die Konturanalyse zur Klassifizierung von verschiedenen Unkrautarten. Dabei wurden mit einer Digitalkamera manuell Fotos erstellt. Für die Wissensbasis wird die Kontur einer Pflanze manuell an den Blatträndern mit Punkten kodiert. Die Koordinaten der Punkte werden dabei für jede Art statistisch analysiert. Im ersten Schritt des Algorithmus wird das Bild nach grünen Objekten durchsucht. Der zweite Schritt beinhaltet die Formanalyse, die sich auf den Vergleich mit der Wissensbasis stützt. Zusammenfassend ist festzustellen, dass verschiedene automatische Unkrauterkennungsverfahren in der Entwicklung sind, aber bisher für eine breite Anwendung in der Landwirtschaft noch nicht verfügbar sind. Teilflächenunkrautbekämpfung in der landwirtschaftlichen Praxis Teilflächenunkrautbekämpfung ist bisher kein Standardverfahren in der landwirtschaftlichen Praxis. Für eine breite Anwendung fehlen bisher geeignete Unkrauterkennungssysteme und Applikationsverfahren. Teilflächenunkrautbekämpfung wurde in Deutschland in der Vergangenheit auf einzelnen Versuchsflächen und einigen wenigen Praxisbetrieben unter wissenschaftlicher Anleitung durchgeführt. Dabei erfolgte die Unkrauterfassung (Unkrautdichte und -deckungsgrad) häufig durch manuelle Bonitur mittels Zählrahmen und GPS. Auf der Grundlage der Kartierung wurden dann Herbizidapplikationskarten erstellt und die Herbizide situationsbezogen angewendet. Abbildung 2 zeigt bei-

4 320 HENNING NORDMEYER, Reduktionsprogramm chemischer Pflanzenschutz Beitrag der teilflächenspezifischen Unkrautbekämpfung MOKOT DIKOT GALAP Abb. 2. Applikationskarten für die Unkrautbekämpfung. spielhaft eine Applikationskarte für die Bekämpfung monokotyler und dikotyler Unkräuter. Bei der Herbizidausbringung wird die Applikationskarte vom Bordcomputer des Schleppers eingelesen, die Lagekoordinaten mit der aktuellen GPS-Messung verglichen und die Herbizidapplikation entsprechend der Unkrautverteilung durchgeführt (NORDMEYER,2003). Die im Rahmen der wissenschaftlichen Arbeiten durchgeführten Rasterkartierungen (z. B oder m) eignen sich nicht für die Unkrautbekämpfung in der landwirtschaftlichen Praxis. Das Verfahren ist zu zeit- und kostenintensiv. Für die landwirtschaftliche Praxis sind einfache und robuste automatische Erkennungsverfahren mit hoher Erkennungssicherheit notwendig. Ferner sind Applikationssysteme erforderlich, die eine räumliche differenzierte Applikation von Herbiziden ermöglichen. Verfahren, die zur Zeit auf landwirtschaftlichen Betrieben unter Praxisbedingungen geprüft werden (GERHARDS undoebel, 2006), lassen für die nahe Zukunft den Praxiseinsatz erwarten. Herbizideinsparung Es gibt verschiedene Ansätze zur Durchführung der teilflächenspezifischen Unkrautbekämpfung, die sich hinsichtlich der zu realisierenden Einsparung von Herbiziden unterscheiden. So staffelten O EBEL und G ERHARDS (2005) die Aufwandmenge von 0bis 100 %inabhängigkeit von der Unkrautdichte. Ein weiteres Verfahren beinhaltet eine Ganzflächenapplikation mit 50 % der praxisüblichen Aufwandmenge und die Anwendung der vollen praxisüblichen Aufwandmenge bei Überschreitung von Schwellenwerten auf Teilflächen (z. B. DAMMER et al., 2003). Tab. 1. Einsparung von Herbiziden durch Teilflächenunkrautbekämpfung in Europa (Christensen, 2005) Kultur Versuche Herbizideinsparung (%) Mittelwert Minimum Maximum Triticale Zuckerrüben Erbsen Sommergerste Sonnenblumen Mais Winterweizen Wintergerste Insgesamt N ORDMEYER et al. (2003) führten die Herbizidapplikation nach dem On/Off-Verfahren durch, wobei die praxisübliche Aufwandmenge appliziert wird, wenn die artspezifische Unkrautdichte einen Schwellenwert überschreitet. Ansonsten blieb die Fläche unbehandelt. Die gewählten Schwellenwerte lagen bei 30 Pflanzen pro m 2 für monokotyle Arten (MOKOT), 40 Pflanzen pro m 2 für dikotyle Arten (DIKOT) und bei 0,2 Pflanzen pro m 2 für Galium aparine (GALAP). Die verschiedenen Konzepte der Teilflächenunkrautbekämpfung führen erwartungsgemäß zu unterschiedlichen Herbizideinsparungen (NORDMEYER, 2006). Langjährige Untersuchungen zur Teilflächenunkrautbekämpfung belegen, dass im Allgemeinen deutliche Herbizideinsparungen im Anwendungsjahr zu erwarten sind (WILLIAMS et al., 2000; OEBEL undgerhards, 2005). Eine Zusammenfassung europäischer Ergebnisse (CHRISTENSEN, 2005) zeigt Herbizideinsparungen bei verschiedenen Kulturen von 0 bis 98 %. Im Mittel aller 59 Versuche konnte der Herbizideinsatz um 39 % vermindert werden (Tab. 1). Andere Versuche zeigen (KTBL, 2001), dass bei verschiedenen teilschlagspezifischen Konzepten Herbizideinsparungen von bis zu 90 %möglich sind. Versuche der Biologischen Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft (1999 bis 2005) zur Teilflächenunkrautbekämpfung auf einem Praxisbetrieb im Landkreis Helmstedt (Domäne St. Ludgeri Marktfruchtbetrieb mit Saatgutvermehrung) belegen ebenfalls eine deutliche Herbizideinsparung (NORDMEYER, 2006). In den Versuchsjahren von 1999 bis 2005 konnten auf Grundlage der Applikationskarten im Durchschnitt bei MOKOT 50 %, bei DIKOT 53 %und bei GALAP 49 %der Ackerfläche unbehandelt bleiben und entsprechend Herbizide eingespart werden. Ertragsauswirkungen In Abhängigkeit von Unkrautdichte und Unkrautverteilung sind räumlich differenzierbare Mindererträge bei Kulturpflanzen zu erwarten. Diese unkrautbedingten Mindererträge können nach P ALLUTT und R ODER (1992) füreinzelneunkrautartenberechnet werden.abbildung 3 zeigt zu erwartende räumlich differenzierte Mindererträge für MOKOT,DIKOT und GALAP auf der Grundlage der ermittelten Unkrautverteilung (Abb. 1). Die maximalen unkrautbedingten Ertragsverluste liegen danach bei 800 kg/ha. Ein Vergleich von Ertragsmessungen in Winterweizen auf unbehandelten (Unkrautdichte unterhalb Schwellenwert) und mit

5 HENNING NORDMEYER, Reduktionsprogramm chemischer Pflanzenschutz Beitrag der teilflächenspezifischen Unkrautbekämpfung 321 Abb. 3. Erwartete unkrautbedingte Ertragsverluste bei Unterlassung einer Unkrautbekämpfung; Schlag SF (berechnet nach PALLUTT und RO - DER, 1992). Herbiziden behandelten Teilflächen (Unkrautdichte oberhalb Schwellenwert) zeigt für verschiedene Schläge keine Ertragsunterschiede. Im Mittel lag der Ertrag auf unbehandelten Teilflächen sogar geringfügig höher. Es kann allgemein angenommen werden, dass durch die tolerierte Verunkrautung Nützlinge auf unbehandelten Flächen gefördert und Schädlinge von den Kulturpflanzen abgelenkt werden. Aufgrund der vorliegenden Ergebnisse ist zu erwarten, dass Teilflächenunkrautbekämpfung auf der Grundlage geeigneter Schwellenwerte keine negativen Auswirkungen auf den Ertrag hat. Ausblick Precision Farming in der Unkrautbekämpfung steht erst am Anfang seiner Entwicklung. Durch die Weiterentwicklung der Systeme ist zu erwarten, dass in Zukunft feldtaugliche, universelle Erkennungssysteme zur Verfügung stehen. Am Ende der Entwicklungskette steht die automatische Unkrauterkennung mittels Sensoren oder Bildanalyse und die punktgenaue Herbizidapplikation mit Direkteinspeisungssystemen im Online-Verfahren. Langfristig ist zu erwarten, dass sich die Teilflächenunkrautbekämpfung als Standardverfahren in der Unkrautbekämpfung im Einzelbetrieb und im überbetrieblichen Einsatz etablieren wird. Teilflächenunkrautbekämpfung kann einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung von Herbizidanwendungen leisten und damit die Ziele des Reduktionsprogramms chemischer Pflanzenschutz erfüllen. Durch Teilflächenunkrautbekämpfung kann die Applikation von Herbiziden situationsbezogen angepasst und somit auf das notwendige Maß jeder beliebigen Teilflächen begrenzt werden. Damit können ebenso Anforderungen hinsichtlich des Verbraucherschutzes, des Qualitätsmanagements in der Landwirtschaft, der ökologischen Verträglichkeit und der Transparenz der landwirtschaftlichen Produktion erfüllt werden. Das Verfahren begegnet den politischen, ökologischen und ökonomischen Anforderungen an eine nachhaltige Landbewirtschaftung. Danksagung Für die Versuchsbetreuung und die umfangreichen Unkrautkartierungen sei Frau I. H ESS und Herrn J. B EHRENS herzlich gedankt. Literatur BILLER,R.H.,A. HOLLSTEIN,C.SOMMER,1997: Precision application of herbicides by use of optoelectronic sensors.precision Agriculture, BIOS Scientific Publishers Ltd., Abb. 4. Winterweizenerträge bei Teilflächenunkrautbekämpfung auf behandelten und unbehandelten Teilflächen. Ertrag [dt/ha] Schlag 1 Schlag 2 Schlag 3 Schlag 4 unbehandelt behandelt

6 322 HENNING NORDMEYER, Reduktionsprogramm chemischer Pflanzenschutz Beitrag der teilflächenspezifischen Unkrautbekämpfung B ILLER, R.H., R. S CHICKE, 2000: Multi-frequency optical identification of different weeds and crops for herbicide reduction in precision agriculture. Proc. 5 th Intern. Conference on Precision Agriculture, BMVEL, 2004: Reduktionsprogramm chemischer Pflanzenschutz. Bundesministerium für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft (Hrsg.). BVL, 2004: Absatz an Pflanzenschutzmitteln in der Bundesrepublik Deutschland. Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (Hrsg.). C ARDINA,J., G. A. J OHNSON,D.H.SPARROW,1997: Thenatureand consequence of weed spatialdistribution. Weed Science 45, CHAPRON, M., L. ASSEMAT, P. BOISSARD, P. HUET, 2001: Weed and corn recognition using 2D and 3D data fusion, Proceedings of the third European conference on precision agriculture, Ed. 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