Pflanzenbau Nachhaltigkeitsbewertung von Insektiziden im Getreide- und Kartoffelanbau Seite 368

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1 Agrar forschung schweiz S e p t e m b e r H e f t 9 Agroscope BLW HAFL AGRIDEA ETH Zürich Pflanzenbau Nachhaltigkeitsbewertung von Insektiziden im Getreide- und Kartoffelanbau Seite 368 Pflanzenbau Marktkontrollen Qualität von Pflanzenschutzmitteln in der Schweiz Seite 394 Kurzbericht Serie ProfiCrops: Produkte-Differenzierung für noch mehr Konsumentenvertrauen in Schweizer Produkte Seite 402

2 Die Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften HAFL wurde baulich erweitert, hat eine neue Führung und mit der Berner Fachhochschule BFH eine neue Trägerschaft. (Foto: HAFL) Inhalt September 2013 Heft Editorial Impressum Agrarforschung Schweiz / Recherche Agronomique Suisse ist die Zeitschrift der landwirtschaftlichen Forschung von Agroscope und ihren Partnern. Die Zeitschrift erscheint auf Deutsch und Französisch. Sie richtet sich an Fachpersonen aus Forschung, Industrie, Lehre, Beratung und Politik, an kantonale und eidgenös sische Ämter und weitere Fachinteressierte. Herausgeberin Agroscope Partner b Agroscope (Forschungsanstalten Agroscope Changins-Wädenswil ACW; Agroscope Liebefeld-Posieux und Schweizerisches Nationalgestüt ALP-Haras; Agroscope Reckenholz-Tänikon ART), b Bundesamt für Landwirtschaft BLW, Bern, b Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften HAFL, Zollikofen, b Beratungszentrale AGRIDEA, Lindau und Lausanne, b Eidgenössische Technische Hochschule ETH Zürich, Departement für Umweltsystemwissenschaften, Redaktion Andrea Leuenberger-Minger, Agrarforschung Schweiz / Recherche Agro nomique Suisse, Forschungs anstalt Agroscope Liebefeld-Posieux ALP Postfach 64, 1725 Posieux, Tel Fax , info@agrarforschungschweiz.ch Judith Auer, Agrarforschung Schweiz / Recherche Agronomique Suisse, Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil ACW Postfach 1012, 1260 Nyon 1, info@agrarforschungschweiz.ch Redaktionsteam Vorsitz: Jean-Philippe Mayor (Direktor ACW), Sibylle Willi (ACW), Evelyne Fasnacht (ALP-Haras), Etel Keller-Doroszlai (ART), Karin Bovigny-Ackermann (BLW), Beat Huber-Eicher (HAFL), Esther Weiss (AGRIDEA), Brigitte Dorn (ETH Zürich). Abonnement Preise Zeitschrift: CHF 61. * (Ausland + CHF 20. Portokosten), inkl. MWSt. und Versandkosten, Online: CHF 61. * * reduzierter Tarif siehe: Adresse Nicole Boschung, Agrarforschung Schweiz / Recherche Agronomique Suisse, Forschungsanstalt Agroscope Liebefeld-Posieux ALP Postfach 64, 1725 Posieux, info@agrarforschungschweiz.ch, Fax Adressänderungen verkauf.zivil@bbl.admin.ch, Fax Internet ISSN infos ISSN (Print) ISSN (Internet) Schlüsseltitel: Agrarforschung Schweiz Abgekürzter Schlüsseltitel: Agrarforsch. Schweiz Pflanzenbau 368 Nachhaltigkeitsbewertung von Insektiziden im Getreide- und Kartoffelanbau der Schweiz Patrik Mouron et al. Pflanzenbau 376 Einfluss von Insektiziden auf Nützlinge in Getreide- und Kartoffelkulturen Stève Breitenmoser und Robert Baur Pflanzenbau 384 Beurteilung von Leguminosen als Gründüngungspflanzen: Stickstoff und Begleitflora Claude-Alain Gebhard et al. Pflanzenbau 394 Marktkontrollen Qualität von Pflanzenschutzmitteln in der Schweiz Ulrich Schaller et al. Kurzbericht Serie ProfiCrops 402 Produkte-Differenzierung für noch mehr Konsumentenvertrauen in Schweizer Produkte Anna Crole-Rees, Martina Spörri, Johannes Rösti und Christine Brugger Kurzbericht 406 Rapskultur: Wissenschafter von vier Kontinenten machen eine Standortsbestimmung in Changins 408 Porträt 409 Aktuell Didier Pellet und Alice Baux 411 Veranstaltungen Copyright Agroscope. Nachdruck von Artikeln gestattet, bei Quellenangabe und Zustellung eines Belegexemplars an die Redaktion. Erfasst in: Web of Science, CAB Abstracts, AGRIS

3 Editorial Ausbildung und Forschung für die Praxis Liebe Leserin, lieber Leser Magdalena Schindler, Direktorin der Hochschule für Agrar-, Forstund Lebensmittelwissenschaften HAFL Die Herausforderungen der schweizerischen Landwirtschaft sind mannigfaltig und nehmen ständig zu. Nur mit gut ausgebildeten Fachleuten und innovativen Forschungsansätzen können sie gemeistert und neue Chancen genutzt werden. Die Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften HAFL wird sich auch unter neuer Führung und als Departement der Berner Fachhochschule in den Dienst dieser Aufgaben stellen. Mit unseren wissenschaftsbasierten und praxisorientierten Bachelorstudien sowie dem Masterstudium, in dem Spezialistinnen und Spezialisten mit hohen methodischen Kompetenzen ausgebildet werden, versorgen wir schweizweit die ganze landwirtschaftliche Wertschöpfungskette mit qualifizierten Fachkräften. Die im Juni 2013 publizierte Arbeitsmarkstudie zum Agrofood-Sektor zeigt: Diese Kompetenzen sind auf dem Arbeitsmarkt besonders gefragt. Die Ausbildung auf Hochschulstufe kann aber nicht ohne Forschungsbezug erfolgen. Das war ursprünglich der Grund, weshalb wir unsere Forschungsaktivitäten aufgebaut haben. Inzwischen ist die Forschung Teil unseres Leistungsauftrags. Sie gehört zum «Tagesgeschäft» und ist längst zu einem eigenständigen Geschäftsfeld geworden. Mit innovativen Ansätzen werden aktuelle Praxisthemen bearbeitet und zukunftsgerichtete Lösungen entwickelt. Kleinere Projekte führen wir im Alleingang durch, bei grösseren suchen wir die Kooperation mit anderen Forschungsinstitutionen. Aufgrund der finanziellen Rahmenbedingungen ist Fachhochschulforschung nur mit Drittmitteln realisierbar. Öffentliche Mittel stehen fast nur für die Akquisition und den Kompetenzaufbau zur Verfügung. Deshalb richten wir die Forschung in jedem Fall auf Praxisbedürfnisse aus und legen grossen Wert auf den Wissenstransfer was auch unserem Auftrag als Fachhochschule entspricht. Ebenso wichtig ist es uns, die Forschung strategisch auszurichten. Derzeit erarbeiten wir die entsprechenden Positionen für unsere künftige Forschungstätigkeit. Ziel ist es, sie weiter zu stärken und ihr noch gezielter Konturen zu geben. Die grossen Herausforderungen der Branche rufen nach Lösungen. Die HAFL ist als zuverlässige Partnerin bereit ihren Beitrag zu leisten mit praxisorientierter Ausbildung, Weiterbildung und mit Forschung! Agrarforschung Schweiz 4 (9): 367,

4 P f l a n z e n b a u Nachhaltigkeitsbewertung von Insektiziden im Getreide- und Kartoffelanbau der Schweiz Patrik Mouron 1, Chiara Calabrese 1, Stève Breitenmoser 2, Simon Spycher 3 und Robert Baur 3 1 Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8356 Ettenhausen, Schweiz 2 Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 1260 Nyon 1, Schweiz 3 Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 8820 Wädenswil, Schweiz Auskünfte: Patrik Mouron, patrik.mouron@agroscope.admin.ch, Tel Wenn im konventionellen Anbau gegen Getreidehähnchen oder Kartoffelkäfer eine Behandlung notwendig wird, dann ist die Gesamtnachhaltigkeit bezüglich Nützlingsschonung, ökologischem Risiko und Wirtschaftlichkeit durch die Anwendung von Audienz (Spinosad) am besten. (Fotos: Agroscope ART, Gabriela Brändle) Einleitung Im Rahmen des ökologischen Leistungsnachweises (ÖLN) gelten heute Einschränkungen für den Einsatz von Insektiziden im Getreide- und Kartoffelanbau gemäss Anhang 6, Ziffer 6.2 der Direktzahlungsverordnung (SR-Nummer ). Wenig selektive Insektizide, welche die regulierende Wirkung von Nützlingen stören können, dürfen nur nach Einholen einer Sonderbewilligung bei der zuständigen kantonalen Pflanzenschutzfachstelle eingesetzt werden. Diese ÖLN-Auflage ist nun von zwei Seiten unter Druck. Zum einen sind es Landwirtinnen und Landwirte, welche das Einholen von Sonderbewilligung als administrative Behinderung wahrnehmen; sie bemängeln, dass Produkte, die eine Sonderbewilligung benötigen, eine bessere Wirksamkeit hätten und erst noch tiefere Preise aufweisen würden als frei einsetzbare Mittel. Zum andern sind es die Vollzugsstellen selbst, die den Aufwand für die Sonderbewilligungen gerne reduzieren würden. Das BLW möchte deshalb im Rahmen der Agrarpolitik die betreffenden ÖLN-Auflagen prüfen und wenn nötig anpassen. Um diese Überarbeitung auf eine aktuelle wissenschaftliche Basis zu stellen, hat das BLW im Jahre 2012 die hier vorgestellte Studie bei Agroscope in Auftrag gegeben. Für diese Studie wurde eine Expertengruppe gebildet, in der nebst Wissenschaftlern auch kantonale Pflanzenschutzfachleute und Landwirte beteilig waren. Methode Ablauf der Nachhaltigkeitsbewertung Für die Nachhaltigkeitsbewertung wurde nach dem Schema der «SustainOS-Methodik» vorgegangen. Diese Methodik wurde zwischen im Rahmen des 368 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

5 Nachhaltigkeitsbewertung von Insektiziden im Getreide- und Kartoffelanbau der Schweiz Pflanzenbau EU-Projektes ENDURE ( für den Vergleich von Pflanzenschutzstrategien im Obstbau entwickelt und in fünf europäischen Ländern getestet (Naef et al. 2011; Mouron et al. 2012). Abbildung 1 illustriert die Schritte der Nachhaltigkeitsbewertung, so wie sie durch die Expertengruppe unserer Studie für Getreide und Kartoffeln angepasst wurde. Kontext- und Zielparameter Die Systembeschreibung für Getreide und Kartoffeln wurde auf je eine Modellparzelle von einer Hektare und einem Jahr bezogen, wobei sich die Werte (z. B. für Erntemengen) am langjährigen Durchschnitt orientieren und nach Meinung der Expertengruppe die Praxis in der Schweiz abbilden. Es wurden die gesamten Aktivitäten von der Bodenbearbeitung bis zur Ernte definiert. Den Kontext dieser Studie bildet die Annahme, dass die Schadschwellen für Getreidehähnchen im Getreideanbau und für Kartoffelkäfer und Blattläuse im Kartoffelanbau überschritten sind. Für Pilzkrankheiten wird bei beiden Kulturen von einem mittleren Druck ausgegangen. Wichtigste Zielparameter waren die Annahme von Erntemengen und das Einhalten der guten Praxis bezüglich des Resistenzmanagements. Pflanzenschutzvarianten Unter Berücksichtigung der festgelegten Kontext- und Zielparametern definierte die Expertengruppe praxisrelevante Pflanzenschutzpläne. Für die Wahl der Insektizide wurden drei Grundvarianten bezüglich Nützlingsschonung definiert: A-Varianten: Ohne Restriktionen. Das heisst, alle im Jahre 2012 zugelassenen Insektizide dürfen ohne Sonderbewilligung eingesetzt werden. Zusammenfassung Im Rahmen des ökologischen Leistungsnachweises (ÖLN) müssen in der Schweiz im Getreide- und Kartoffelanbau Sonderbewilligungen eingeholt werden für jene zugelassenen Insektizide, die Nützlinge wenig schonen. Um die Wirkung dieser ÖLN-Auflage zu überprüfen, wurde eine Referenzvariante, welche die heutige ÖLN-Auflagen abbildet, mit anderen Insektizidvarianten verglichen. Dazu wurde eine Nachhaltigkeitsbewertung gemäss der SustainOS-Methodik durchgeführt, welche nebst der Nützlingsschonung auch ökotoxikologische Risiken und die Wirtschaftlichkeit berücksichtigt. Die Resultate zeigen, dass gegen Getreidehähnchen der einmalige Einsatz von Audienz (Spinosad) die Nachhaltigkeit gegenüber der Referenz (Nomolt [Teflubenzuron] plus Biscaya [Thiacloprid]) signifikant verbessern würde. Im Falle von Kartoffelkäfern hingegen, wo Audienz als Referenz gilt, konnte keine Alternative gefunden werden, die eine bessere Nachhaltigkeit aufweisen würde. Im Weiteren zeigt die Studie, dass Varianten mit Novodor (Bacillus thuringiensis) die Nützlinge gut schonen, jedoch ein erhöhtes Ernterisiko und höhere Kosten aufweisen. Folglich kann empfohlen werden, die ÖLN-Auflagen bezüglich Kartoffelkäfer beizubehalten und für Getreidehähnchen anzupassen. B-Varianten: Restriktiv. Es dürfen nur Insektizide eingesetzt werden, die im Jahr 2012 für den ÖLN keine Sonderbewilligung brauchten. C-Varianten: Sonderbewilligungspraxis wie im Jahr Sonderbewilligungen werden angenommen, wenn die Schadschwelle überschritten ist und gegen die Larven von Getreidehähnchen und Kartoffelkäfer die Anwendung von Häutungshemmern keine genügende Wirkung mehr hätte. In Tabelle 1 sind alle von der Expertengruppe definierten Pflanzenschutzvarianten aufgeführt. Es werden nur die Insektizide variiert. Bezüglich Fungizide, Herbizide und Wachstumsregulatoren wurden innerhalb einer Kultur für alle Varianten dieselben Annahmen verwendet. Weil in der Praxis die Insektizide oft in Tankmi- schung mit einem Fungizid ausgebracht werden können, ist die Anzahl der Fahrten oft kleiner als die Anzahl ausgebrachter Pflanzenschutzmittel. Als Referenz wurde jeweils die nach Meinung der Expertengruppe in der Praxis am häufigsten angewandte Kombination angenommen. Quantitative Analysemethoden Die Methoden und Resultate der Analyse der Nützlingsschonung (Coccinellidae, Chrysopidae, Syrphidae und Schlupfwespen) sind in einem separaten Artikel in dieser Ausgabe der Agrarforschung beschrieben (Breitenmoser und Baur 2013). Die Analyse des ökologischen Risikos für Boden- und Gewässerorganismen erfolgte mit dem am Julius-Kühn Institut entwickelten «Synops-Modell» (Gutsche und Strassemeyer 2007). Die Modellrechnung berücksichtigt Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

6 Pflanzenbau Nachhaltigkeitsbewertung von Insektiziden im Getreide- und Kartoffelanbau der Schweiz Tab. 1 Definition der Insektizidvarianten unter der Annahme, dass die Schadschwellen für Getreidehähnchen und Kartoffelkäfer sowie für Blattläuse bei Kartoffel überschritten sind Getreide Variante Insektizid (Handelsname) Wirkstoffmenge (Aktivsubstanz g/ha) Mittelkosten (Fr./ha) Ernterisiko bezüglich Insektizide (Variabilität) Fungizide/ Herbizide/ Wachstumsregulator (Anzahl) Tankmischungen (Anzahl) Fahrten insgesamt (Anzahl) A1 Biscaya* /- 5 % 2/ 1/ B1 Nomolt und Audienz* 60 und und 62 +/- 7 % 2/ 1/ B2 Audienz* /- 7 % 2/ 1/ C1 Referenz Nomolt und Biscaya* 60 und und 33 +/- 5 % 2/ 1/ Kartoffeln A1 Karate* und Biscaya* 8 und und 33 +/- 15 % 13/ 2/ A2 Biscaya* (2x) 48 (2x) 33 (2x) +/- 15 % 13/ 2/ B1 Nomolt, Audienz und Plenum* 38, 24 und , 31 und 84 +/- 15 % 13/ 2/ B2 Novodor, Audienz und Plenum* 120, 24 und , 31 und 84 +/- 15 % 13/ 2/ B3 Novodor (2x) und Plenum* 120 (2x) und (2x) und 84 +/- 20 % 13/ 2/ C1 Referenz (KK BL) Audienz und Plenum* 24 und und 84 +/- 15 % 13/ 2/ C2 KK + BL) Audienz und Biscaya* 24 und und 33 +/- 15 % 13/ 2/ *Insektizide für die eine Sonderbewilligung gemäss ÖLN-Auflage des Jahres 2012 obligatorisch ist (KK BL): Kartoffelkäfer treten nicht gleichzeitig mit Blattläusen auf (KK + BL): Kartoffelkäfer treten gleichzeitig mit Blattläusen auf Insektizide: bei Getreide: gegen Getreidehähnchen; Insektizide bei Kartoffeln: gegen Kartoffelkäfer und Blattläuse Handelsname (Wirkstoff/Kategorie) der Insektizide: Audienz (Spinosad/Spinosyn); Biscaya (Thiacloprid/Neonicotinoid); Karate (Lambda-Cyhalothrin/Pyrethroid); Nomolt (Teflubenzuron/Häutungshemmer); Novodor (Bacillus thuringiensis/ Bioinsektizid); Plenum (Pymetrozine/Pyridine-azomethrine). Für Pilzkrankheiten und Unkräuter wurde von einem mittleren Schadensdruck ausgegangen. Anzahl Fungizide/ Herbizide/ Wachstumsregulator im Getreide: 2/ 1 / 1 wobei für Fungizide (Wirkstoffe): Amistar Xtra (Azoxystrobin, Cyproconazole) und Input (Spiroxamin, Prothioconazol); Anzahl Fungizide/Herbizide in Kartoffeln: 13/2 davon bei den Fungiziden 5x Mancozeb (= 4,5 x volle Dosis); für alle Pflanzenschutzvarianten einer Kultur wurden wurde der für die Fungizide der gleiche Behandlungsplan gewählt. Preise beziehen sich auf Pflanzenschutzmittel im Feldbau, Mittelwert , ohne Rabatte (Brenner und Hochstrasser 2011). Fische, aquatische Invertebraten, Wasserpflanzen, Algen und Regenwürmer. Für die Risikoberechnung wird die Toxizität (Toxicity) von Wirkstoffen auf diese Organismengruppen, sowie die Konzentration des Wirkstoffs (Exposure) in Relation gesetzt. Daraus ergibt sich die Exposure-Toxicity-Ratio (ETR) ausgedrückt als Mass für das Risiko, wobei gilt: ETR = Exposure / Toxicity. Für die betriebswirtschaftliche Analyse wurde eine Vollkostenrechnung für jede Pflanzenschutzvariante durchgeführt. Die Vollkostenrechnung stellt den Leistungen, bestehend aus Erlös und Direktzahlungen, die gesamten Produktionskosten bestehend aus Direkt- und Strukturkosten gegenüber, um den Gewinn respektive Verlust zu ermitteln. Würde beispielsweise exakt die Gewinnschwelle erreicht, bedeutet dies, dass die totalen Produktionskosten gedeckt sind, inklusive dem angenommenen Lohnanspruch von Fr. 28. /h (Gazzarin 2011). Analog bedeutet ein berechnetes Arbeitseinkommen von mehr als Fr. 28. /h, dass ein Gewinn erwirtschaftet wurde. Die gesamten Pflanzenschutzkosten umfassen nebst den Mittelkosten auch Arbeits-, Maschinen- und Gebäudekosten (Gazzarin 2011), weshalb die Anzahl Fahrten die Kosten wesentlich beeinflusst. Nachhaltigkeitsbewertung Abbildung 1c-e zeigt den Bewertungsbaum, wie er in dieser Studie verwendet wurde. Die Attribute wurden nach dem Vorgehen der SustainOS-Methodik ausgewählt und hierarchisch angeordnet. Die Basisattribute (grau) beziehen sich auf Resultate aus den quantitativen Analysen. Einzig das Basisattribut «Ernterisiko» wurde von der Expertengruppe geschätzt. In unsere Studie wurde keine Ökobilanz durchgeführt, da sich die Varianten bezüglich Energie und den Ressourcenverbrauch kaum unterscheiden. Auf der linken Seite des Bewertungsbaumes (blau) sind die ökologischen und rechts (rot) die ökonomischen Attribute. Alle Attribute des Bewertungsbaums wurden gleich gewichtet, mit Ausnahme der Gewichtung des chronischen (67 %) und akuten (33 %) Risikos. Das chronische Risiko wurde höher gewichtet, weil in der Praxis des Getreide- und Kartoffelanbaus die für akute Effekte nötigen hohen Konzentrationen seltener auftreten, als die tendenziell tieferen Konzentrationen, welche mit potenziellen chronischen Risiken verbunden sind. Um die quantitativen Resultate der Analysen in bewertete Basis-Attribute überzuführen, wurden relativ 370 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

7 Nachhaltigkeitsbewertung von Insektiziden im Getreide- und Kartoffelanbau der Schweiz Pflanzenbau Ökologisch-ökonomische Gesamtnachhaltigkeit (e) 50% Ökologische Nachhaltigkeit 50% Ökonomische Nachhaltigkeit 50% Ökologisches Risiko 50% Nützlingsschonung (N) 33% 33% 33% Produktionskosten pro ha pro ha Einkommen Ernterisiko (V) (V) (E) (d) 50% 50% Aquatisches Risiko Terrestrisches Risiko (c) (b) 33% 67% 33% 67% Akut aquatisches Risiko (S) Chronisch aquatisches Risiko (S) Akut Chronisch terrestrisches terrestrisches Risiko (S) Risiko (S) Quantitative Analysemethoden Nützlingsschonung (N), Umweltrisiko (S), Vollkostenrechnung (V) Expertenschätzung (E) (a) Systembeschreibung für Getreide- und Kartoffelanbau Definition verschiedener Pflanzenschutzvarianten innerhalb festgelegter Kontext- und Ziel-Parametern durch Experten Abb. 1 Schema der Nachhaltigkeitsbewertung von Pflanzenschutzvarianten im Getreide und Kartoffelanbau (angepasst aus Mouron et al. 2012). zur Referenzvariante (RV) fünf Bewertungsklassen verwendet: 1 = viel schlechter als RV; 2 = schlechter als RV; 3 = ähnlich wie RV; 4 = besser als RV; 5 = viel besser als RV. Da Resultate der Nützlingsschonung und der ökologischen Risiken für jeweils fünf Bewertungsklassen vorlagen, war es naheliegend, diese den relativen Nachhaltigkeitsklassen zuzuordnen. Die Basis-Attribute der ökonomischen Nachhaltigkeit (Produktionskosten pro ha, Einkommen pro ha und Ernterisiko) wurden den Nachhaltigkeitsklassen 1 bis 5 aufgrund ihres Effektes auf den Stundenlohn zugeordnet. Als Grenzen für einen signifikanten Unterschied beim Stundenlohn hat die Expertengruppe +/ 5 % für die Bewertungsklassen 2 und 4 und +/ 20 % für die Bewertungsklassen 1 und 5 im Vergleich zur RV gesetzt. Wenn der Stundenlohn weniger als +/ 5 % von der Referenz abweicht, wurde sie der Bewertungsklasse 3 (ähnlich wie RV) zugeteilt. Da der kalkulatorische Stundenlohn der Referenzvariante bei Getreide bei Fr. 25. und bei Kartoffeln bei Fr. 39. lag, ergaben sich pro Kultur die folgenden Skalen für die Abgrenzung der Nachhaltigkeitsbewertung: Getreide: Grenzen für Klasse 4 respektive 5 (besser resp. viel besser als RV), wenn Fr. 66. resp /ha tiefere Kosten als RV; Grenzen für Klasse 2 respektive 1 (schlechter resp. viel schlechter als RV), wenn Fr. 67. respektive 266. /ha höhere Kosten als RV. Totale Produktionskosten der RV: Fr /ha Kartoffeln: Grenzen für Klasse 4 respektive 5, wenn Fr respektive 968. /ha tiefere Kosten als RV; Grenzen für Klasse 2 respektive 1, wenn Fr resp /ha höhere Kosten als Referenz. Totale Produktionskosten der RV: Fr /ha Resultate für Getreide Die Referenzvariante, bei der gegen Getreidehähnchen zuerst der Häutungshemmer Nomolt und anschliessend nach Einholen der Sonderbewilligung das Neonicotinoid Biscaya eingesetzt wird, bildet nach Meinung der Experten die Situation unter den ÖLN-Auflagen des Jahres 2012 ab. Die Analyse der Referenz zeigt, dass Nomolt wegen des begrenzten Zeitspektrums manchmal nicht Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

8 Pflanzenbau Nachhaltigkeitsbewertung von Insektiziden im Getreide- und Kartoffelanbau der Schweiz Ökologisch-ökonomische Nachhaltigkeit Ökologisch-ökonomische Nachhaltigkeit Referenzvariante Ökologische Nachhaltigkeit Ökologisch-ökonomische Nachhaltigkeit B2 (Audienz) Referenzvariante Ökologische Nachhaltigkeit Ökologisch-ökonomische Nachhaltigkeit 5 a b 3,67 B2 (Audienz) , ,92 1 B1 (Nomolt u. Audienz) 2,92 0 B1 (Nomolt u. Audienz) Nützlingsschonung c Nützlingsschonung B1 (Nomolt u. Audienz) 3,33 3,33A1 (Biscaya) A1 (Biscaya) 2, ,33 A1 (Biscaya) 3,33 A1 (Biscaya) Produktionskosten Ernterisiko Einkommen Produktionskosten B2 (Audienz) Ernterisiko 5 Einkommen d B2 (Audienz) A1 (Biscaya) B1 (Nomolt u. Audienz) Abb. 2 Resultate der Nachhaltigkeitsbewertung B1 (Nomolt A1 für Insektizide gegen B1Getreidehähnchen. (Nomolt u. Audienz) (Biscaya) u. Audienz) zuverlässig gegen Larven des Getreidehähnchens wirkt und Biscaya zwar eine sehr gute Wirkung erzielt, aber die Nützlinge stark schädigt. Die ökologisch-ökonomische Gesamtnachhaltigkeit dieser Referenz wird von zwei der drei alternativen Varianten übertroffen. Abbildung 2a zeigt, dass dies die Varianten B2 (Audienz) und A1 (Biscaya) sind, welche Bewertungen für die Gesamtnachhaltigkeit erreichen, die deutlich über 3,0 liegen. Die Gesamtnachhaltigkeit der Variante B1 (Nomolt und Audienz) ist leicht schlechter als die Referenz. Mit den Abbildungen 2b-d lassen sich die Resultate für die Gesamtnachhaltigkeit bezüglich der tieferen Attributebenen verfolgen. Interessant ist zu sehen, dass die beiden besten Varianten aus sehr unterschiedlichen Gründen bei der Gesamtnachhaltigkeit besser als die Referenz bewertet sind. Variante B2 (Audienz) hat einen starken Vorteil gegenüber der Referenz bei der ökologischen Nachhaltigkeit, wo sie eine Bewertung von 4,33 aufweist (Abb. 2b). Dies ist mit einer viel besseren Nützlingsschonung (5,0) und einem besseren ökologischen Risiko (3,67) begründet (Abb. 2c). Bezüglich wirtschaftlichen Attributen bestehen bei B2 (Audienz) jedoch Vor- und Nachteile gegenüber der Referenz. Während das Ernterisiko höher und somit die zu erwartenden Erntemengen schlechter sind (Abb. 2d), sind die Produktionskos- 372 B24(Audienz) 5 3, B1 (Nomolt u. Audienz) B2 (Audienz) Ökologisches Risiko 5 B2 (Audienz) Ökonomische Nachhaltigkeit B2 (Audienz) 5 3,67 B1 (Nomolt u. 2,92 Audienz) Ökologisches Risiko Ökonomische Nachhaltigkeit Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013 A1 (Biscaya) A1 (Biscaya) ten tiefer, da eine Durchfahrt (Fr. 77. /ha für Maschine und Arbeit) und die Kosten für Nomolt (Fr. 78. /ha) entfallen. Da sich dieser Kostenvorteil durch die tieferen Erlöse (tiefere Erntemengen) gerade aufhebt, resultiert ein Einkommen, das sich nicht signifikant von der Referenz unterscheidet. Bei Variante A1, wo gegenüber der Referenz auf Nomolt verzichtet und einmal Biscaya eingesetzt wird, wird wegen der sehr guten Wirkung von Biscaya das Ernterisiko nicht verschlechtert, das heisst, die erwartete Erntemenge ist gleich wie bei der Referenz. Somit bewirkt der Kostenvorteil (kein Nomolt und eine Fahrt weniger) ein entsprechend besseres Einkommen (Abb. 2d). Resultate für Kartoffeln Die Referenzvariante, welche die heutige Praxis im Rahmen der ÖLN-Auflage im Jahr 2012 abbildet, beinhaltet eine Behandlung mit Audienz gegen Kartoffelkäfer (keine Sonderbewilligung nötig) und eine Behandlung gegen Blattläuse mit Plenum (verlangt Sonderbewilligung) unter der Annahme, dass für beide Schädlinge die Schadschwelle überschritten ist. Die ökologisch-ökonomische Gesamtnachhaltigkeit der Referenzvariante wird

9 Nachhaltigkeitsbewertung von Insektiziden im Getreide- und Kartoffelanbau der Schweiz Pflanzenbau Ökologisch-ökonomische Nachhaltigkeit Referenzvariante Ökologisch-ökonomische Nachhaltigkeit Ökonomische Nachhaltigkeit Ökologische Nachhaltigkeit a A2 (Biscaya (2x)) 2,50 B2 (Novodor, Audienz u. Plenum) ,00 2,75 B3 (Novodor (2x) u. Plenum) b A2 (Biscaya (2x)) 2,50 B2 (Novodor, Audienz u. Plenum) 5 4 3, ,75 B3 (Novodor (2x) u. Plenum) A1 (Karate u. Biscaya) 2,50 2,58 2,63 B1 (Nomolt, Audienz u. Plenum) C2 (Audienz u. Biscaya) A1 (Karate u. Biscaya) 2,50 2,58 B1 (Nomolt, Audienz u. Plenum) 2,63 C2 (Audienz u. Biscaya) c Nützlingsschonung A2 (Biscaya (2x)) B2 (Novodor, Audienz u. Plenum) Ökologisches Risiko B3 (Novodor (2x) u. Plenum) d Produktionskosten Ernterisiko Einkommen A2 (Biscaya (2x)) B2 (Novodor, Audienz u. Plenum) B3 (Novodor (2x) u. Plenum) A1 (Karate u. Biscaya) C2 (Audienz u. Biscaya) A1 (Karate u. Biscaya) C2 (Audienz u. Biscaya) B1 (Nomolt, Audienz u. Plenum) B1 (Nomolt, Audienz u. Plenum) Abb. 3 Resultate der Nachhaltigkeitsbewertung für Insektizide gegen Kartoffelkäfer und Blattläuse. von keiner der sechs alternativen Varianten übertroffen. Unter den alternativen Varianten erreicht die Variante B2, bei der im Unterschied zur Referenz vor dem Einsatz von Audienz noch zusätzlich das Bioinsektizid Novodor (Bacillus thuringiensis) einsetzt wird, die beste Gesamtnachhaltigkeit von 3,0, was gleich gut ist wie die Referenz (Abb. 3a). Ein Blick auf die Abbildungen 3b-c zeigt, dass die Variante B2 sich bei allen Unterattributen ebenfalls nicht signifikant von der Referenz unterscheidet, indem sie überall die Bewertung 3,0 aufweist. Dies mag vielleicht bezüglich der Produktionskosten erstaunen, weil B2 im Vergleich zur Referenz zusätzlich eine Behandlung mit Novodor beinhaltet. Deshalb weisen alle Varianten insgesamt 14 Fahrten auf. Tatsächlich verursacht dies Mehrkosten von Fr /ha, was einer Einbusse von weniger als 5 % beim Stundenlohn entspricht. Zusätzliche Kosten für Maschine und Arbeit entfallen, da für die Referenz und alle alternativen Varianten je 14 Fahrten pro Hektar und Jahr definiert wurden. Da diese Fahrten vor allem durch Fungizide bedingt sind (Tab. 1) können zusätzliche Insektizide in der Praxis als Tankmischung zusammen mit Fungiziden ausgebracht werden. Die Variante B3 (zweimal Novodor und Plenum), welche im Unterschied zur Referenz gegen Kartoffelkäfer statt einmal Audienz zwei Mal Novodor einsetzt, erreicht die Bewertung 2,75 für die Gesamtnachhaltigkeit (Abb. 3a), obwohl sie mit zweifacher Applikation von Novodor bezüglich ökologischem Risiko Vorteile gegenüber der Referenz aufweist (3,33) und bezüglich Nützlingsschonung gleich abschneidet wie die Referenz (Abb. 3c). Dabei stehen diesen ökologischen Vorteilen jedoch Mehrkosten von Fr /ha gegenüber. Weil jedoch keine Vorteile bezüglich Ernterisikos vorhanden sind, fällt auch das Einkommen tiefer aus als bei der Referenz. Insgesamt überwiegen die ökonomischen Nachteile gegenüber den ökologischen Vorteilen bei der Variante B3 gegenüber der Referenz (Abb. 3b). Die übrigen vier Alternativen (C2, B1, A1, A2) weisen alle das gleiche Profil auf. Sie alle weichen bezüglich Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

10 Pflanzenbau Nachhaltigkeitsbewertung von Insektiziden im Getreide- und Kartoffelanbau der Schweiz Wirtschaftlichkeit nicht signifikant von der Referenz ab, während sie klare Nachteile bezüglich ökologischer Nachhaltigkeit aufweisen (Abb. 3b, 3c). Gegen Blattläuse in Kartoffeln wurde in den untersuchten Varianten das Insektizid Plenum (Pymetrozine) eingesetzt. Als Alternative kann auch Teppeki (Flonicamid) eingesetzt werden. Sowohl Plenum wie Teppeki könne als neutral gegenüber Nebenwirkungen auf Nützlinge eingestuft werden (siehe entsprechenden Beitrag in dieser Nummer, Breitenmoser und Baur, 2013). Diskussion Diese Studie zeigte, dass wenn die Schadschwelle überschritten ist, sowohl gegen Getreidehähnchen wie auch gegen Kartoffelkäfer der Einsatz von Audienz die Nützlinge besser schont als Biscaya, womit Audienz das Ziel der ÖLN-Auflage besser erfüllt. Auch wenn nebst der Nützlingsschonung weitere ökologische und auch wirtschaftliche Attribute einbezogen werden, zeigt Audienz eine bessere Gesamtnachhaltigkeit als Biscaya. Da beim Anbau von Kartoffeln bereits heute im Rahmen des ÖLN für Audienz keine Sonderbewilligungen verlangt werden, würde neu die behandelte Getreidefläche zur Anwendungsfläche hinzukommen. Würde dadurch die Gefahr von Resistenzen gegen Audienz zunehmen? Die Expertengruppe unserer Studie ist der Meinung, so lange im Getreide der Flächenanteil von «Extenso» (keine Insektizide und Fungizide erlaubt) bei etwa 50 % und höher bleibe und die Häufigkeit von Insektizidbehandlungen im Getreidebau im Mittel tief bleibe, dürfe das Resistenzrisiko gering bleiben. Zusätzlich sollte nicht vergessen werden, dass bei geringem Druck von Getreidehähnchen eine Behandlung mit Nomolt genügen würde. Bei Kartoffeln, wo die Toleranz für Schäden sehr tief ist, würde man sich in der Praxis kaum alleine auf Nomolt oder Novodor verlassen. Bienentoxizität wurde in unserer Studie nicht explizit als Nachhaltigkeitsattribut bewertet, weil nach Meinung der Expertinnen und Experten Bienen weder in Getreide noch in Kartoffeln in grösserer Anzahl vorkommen. Ein Restrisiko bleibt, falls in der Region das Blütenangebot allgemein klein wäre und gleichzeitig durch Blattlausbefall in Getreide oder Kartoffeln die Bienen wegen des Honigtaus angezogen würden. Während der Studien hat sich gezeigt, dass die Datenlage bezüglich der Wirkung von Insektiziden auf Nützlinge relativ schlecht auf aktuelle Felddaten abgestützt ist. Im Weiteren kann nicht ausgeschlossen werden, dass selbst Fungizide, vor allem im Falle von wiederholten Anwendungen im gleichen Feld und Jahr wie dies bei Kartoffeln üblich ist, sich negativ auf Nützlinge auswirken können. Auch hier sind praktisch keine Felddaten verfügbar. Da ab dem Jahr 2014 in allen EU-Ländern der Integrierte Pflanzenschutz flächendeckend eingeführt wird, werden Felddaten zur Nützlingsschonung generell auf mehr Interesse stossen sowohl bei den Anwendern wie auch bei den Pflanzenschutzmittelherstellern. Schlussfolgerungen Unter der Annahme, dass die Schadschwellen für Getreidehähnchen und Kartoffelkäfer überschritten sind, hat die Nachhaltigkeitsbewertung dieser Studie verschiedene praxisrelevante Pflanzenschutzvarianten untersucht. Es zeigte sich, dass es im Wesentlichen auf einen Vergleich der beiden Insektizide Audienz (Spinosad/ Spinosyn) und Biscaya (Thiacloprid/ Neonicotinoid) hinausläuft. Folgende Empfehlungen für die ÖLN-Auflagen können auf Grund dieser Studie gemacht werden: Gegen Getreidehähnchen könnte von den untersuchten Insektiziden neu Audienz (Spinosad) auch ohne Sonderbewilligung im Rahmen der Direktzahlungsverordnung für den ÖLN freigegeben werden. Hingegen sollte für Biscaya weiterhin eine Sonderbewilligung vorgeschrieben werden, weil dieses Insektizid die Nützlinge viel weniger gut schont. Dem starken Vorteil von Audienz bezüglich Nützlingsschonung stehen im Vergleich zu Biscaya leichte wirtschaftliche Nachteile gegenüber. Über alle untersuchten Attribute gesehen, weist jedoch Audienz die beste Nachhaltigkeit auf. Die Freigabe von Audienz in Getreide würde auch den Vollzug bei hohem Schädlingsdruck vereinfachen, da ein wirksames Mittel ohne Sonderbewilligung zur Verfügung stehen würde. Bezüglich der Bekämpfung von Kartoffelkäfern bestätigte sich, dass Audienz weiterhin ohne Sonderbewilligung eingesetzt werden kann und damit auch in dieser Kultur eine viel bessere Schonung der Nützlinge erreicht wird, als wenn Biscaya eingesetzt würde. Gegen Blattläuse in Kartoffeln könnten neu die beiden Insektizide Plenum und Teppeki ohne ÖLN-Auflage freigegeben werden, weil ihr Einsatz im gesamten System die Nützlinge nicht zusätzlich schädigt und die ökologischen Risiken nicht zusätzlich erhöht. n Dank Wir bedanken uns beim Bundesamt für Landwirtschaft BLW für den Auftrag und Finanzierung des Projektes «Nachhaltigkeitsbewertung von Sonderbewilligungen für Insektizide gegen Kartoffelkäfer und Getreidehähnchen». Unser Dank geht auch an alle Mitglieder der Expertengruppe. Weiterführende Informationen Im Internet sind detailliertere Beschreibungen und Resultate zu den Behandlungsplänen, zur Analyse der Nützlingsschonung, des ökologischen Risikos (Synops) und zur Vollkostenberechnung, sowie die Namen der Mitglieder der Expertengruppe abrufbar: Erweiterte Suche/ Suchbegriff: Mouron; Bereich: Publikationen 374 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

11 Nachhaltigkeitsbewertung von Insektiziden im Getreide- und Kartoffelanbau der Schweiz Pflanzenbau Valutazione della sostenibilità di insetticidi Sustainability assessment of insecticides in Riassunto nella coltivazione di cereali e patate in Svizzera Nel quadro della prova che le esigenze ecologiche sono rispettate (PER), in Svizzera, per la coltivazione di patate e di cereali, Summary Swiss grain and potato production As part of the Proof of Ecological Performance (PEP), Switzerland requires special permits to be obtained for the use in cereals and potato production of authorised occorrono autorizzazioni speciali per quegli insecticides which have a potential to impact insetticidi che non rispettano gli organismi beneficial arthropods. In order to test the utili. Per verificare l'efficacia di questa impact of this PEP requirement, a reference condizione PER, è stata confrontata una variant illustrating the current PEP require- variante di riferimento, che rappresenta le ments was compared with other insecticide attuali condizioni PER, con altre varianti di variants. For this purpose, a sustainability insetticidi. A tale scopo è stata effettuata assessment taking account of ecotoxicologi- una valutazione della sostenibilità secondo il cal risks and economic viability in addition metodo SustainOS che, oltre alla salvaguar- preservation of beneficials was performed dia degli organismi utili, presta attenzione according to the «SustainOS» methodology. anche ai rischi ecotossicologici e agli aspetti The results show that the one-off use of economici. I risultati mostrano che, contro la Audienz (spinosad) against cereal-leaf criocera del frumento, l'impiego unico di beetle would significantly improve sustain- Audienz (Spinosad) migliorerebbe in modo ability vis-à-vis the reference (Nomolt significativo la sostenibilità rispetto alla [teflubenzuron] plus Biscaya [thiacloprid]). variante di riferimento (Nomolt [Tefluben- In the case of Colorado beetle, however, zuron] più Biscaya [Thiacloprid]). Nel caso where Audienz is considered the reference, della dorifora della patata, invece, in cui è no alternative which would exhibit better preso come riferimento Audienz, non è sustainability could be found. Furthermore, stata trovata alcuna alternativa che the study shows that variants with Novo- potrebbe presentare una migliore sostenibi- dor (Bacillus thuringiensis) are friendly to lità. Inoltre lo studio mostra che le varianti beneficials, but pose an increased risk to con Novodor (Bacillus thuringiensis) pur yield and incur higher costs. Consequently, it conservando bene gli organismi utili, can be recommended that the PEP require- presentano un notevole rischio correlato al ments with respect to Colorado beetle be raccolto e costi elevati. Di conseguenza si retained and adapted for cereal-leaf beetle. raccomanda il mantenimento delle condizioni PER riguardanti la dorifora della patata Key words: sustainable agriculture, plant e l'adeguamento di quelle per la criocera del protection strategies, wheat, potato, full frumento. cost calculation, ecological risk assessment (Synops). Literatur Breitenmoser S. & Baur R., Einfluss von Pflanzenschutzstrategien auf Nützlinge im Ackerbau. Agrarforschung Schweiz 4 (9), Brenner H., Hochstrasser M., Pflanzenschutzmittel im Feldbau. Datenblätter Ackerbau, Agridea, Lindau. Gazzarin C., Maschinenkosten ART-Bericht 747, Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, Ettenhausen. Gutsche V. & Strassemeyer J., SYNOPS ein Modell zur Bewertung des Umwelt-Risikopotentials von chemischen Pflanzenschutzmitteln. Nachrichtenbl. Deut. Pflanzenschutzd. 59 (9), Mouron P., Aubert U., Heijne B., Naef A., Strassemeyer J., Hayer F., Gaillard G., Mack G., Hernandez J., Avilla J., Solé J., Sauphanor B., Alaphilippe A., Patocchi A., Samietz J., Höhn H., Bravin E., Lavigne C., Bohanec M. & Bigler F., A Multi-attribute Decision Method for Assessing the Overall Sustainability of Crop Protection Strategies: A Case Study Based on Apple Production in Europe. In: Marta-Costa A.A., Silva E. (Eds.), Methods and Procedures for Building Sustainable Farming Systems, Springer, pp Mouron P., Heijne B., Naef A., Strassemeyer J., Hayer F., Avilla J., Alaphilippe A., Höhn H., Hernandez J., Gaillard G., Mack G., SoléJ., Sauphanor B., Samietz J., Patocchi A., Bravin E., Lavigne C., Bohanec M., Aubert U. & Bigler F., Sustainability assessment of crop protection systems: SustainOS methodology and its application for apple orchards. Agricultural Systems 113, Naef A., Mouron P. & Höhn H., Nachhaltigkeitsbewertung von Pflanzenschutzstrategien im Apfelanbau. Agrarforschung Schweiz 2 (7 8), Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

12 P f l a n z e n b a u Einfluss von Insektiziden auf Nützlinge in Getreide- und Kartoffelkulturen Stève Breitenmoser 1 und Robert Baur 2 1 Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 1260 Nyon 1, Schweiz 2 Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 8820 Wädenswil, Schweiz Auskünfte: Stève Breitenmoser, steve.breitenmoser@agroscope.admin.ch, Tel A A B B C C D D Abb. 1 Gruppen wichtiger Nützlinge im Getreide und in den Kartoffeln. A) Larve und Adulttier von Coccinella septempunctata (Linnaeus 1758). B) Larve und Adulttier von Episyrphus balteatus (De Geer 1776). C) Larve und Adulttier von Chrysoperla carnea (Stephens 1836). D) Adulttiere und durch Aphidius rhopalosiphi de Stefani-Perez 1902 parasitierte Läuse. (Fotos: Mario Waldburger, Agroscope; ausser die Larve von Episyrphus [Unité d'entomologie fonctionnelle et évolutive de Gembloux Agro-Bio Tech (Université de Liège Belgique)] und Aphidius INRA, Bernard Chaubet. Einleitung Material und Methoden Der integrierte Pflanzenschutz setzt sich zum Ziel, die Nebenwirkungen der Pflanzenschutzmittel auf die Nützlingsfauna zu minimieren. Es sollen vorzugsweise Insektizide zum Einsatz kommen, welche die Nützlingsfauna schonen, die für die Regulierung der Schädlinge wichtig sind. In der Direktzahlungsverordnung (DZV) sind im Rahmen des ökologischen Leistungsnachweises (ÖLN) jene Insektizide aufgeführt, die im Ackerbau zugelassen sind. Die Verordnung führt jene Insektizide auf, die nach Überschreiten der Schadschwelle, frei eingesetzt werden können, beziehungsweise jene, welche eine kantonale Sonderbewilligung benötigen. Die aktuellen Kenntnisse zum Einfluss der Wirkstoffe auf die Nützlinge sind jedoch oft ungenügend oder unvollständig. Es wurde daher im Rahmen einer Aktualisierung der im Getreide und in den Kartoffeln zugelassenen Insektizide eine Neubewertung ihres Einflusses auf die Nützlingsfauna durchgeführt. Diese Bewertung soll auch zu einer fundierteren Erteilung kantonaler Sonderbewilligungen beitragen. Die Bewertung stützt sich einerseits auf den Einfluss einer Behandlung mit einer Aktivsubstanz auf jede Nützlingsgruppe ab, andererseits wird der Einfluss von Pflanzenschutz-Szenarien (Mouron et al. 2013) mit mehreren Insektizid- und Fungizidbehandlungen auf jede Nützlingsgruppe begutachtet. Diese Szenarien beinhalten Behandlungen gegen die Getreidehähnchen (Oulema spp.) und die Pilzkrankheiten im Wintergetreide sowie die Behandlungen gegen den Kartoffelkäfer (Leptinotarsa decemlineata [Say 1824]), die Blattläuse (verschiedene Arten) und die Pilzkrankheiten in den Speisekartoffeln. Der Einfluss der Pflanzenschutz-Szenarien auf die Gesamtheit der Nützlingsgruppen wird in einer umfassenden Beurteilung dargestellt. Auswahl der Gruppen von Nützlingen Die taxonomischen Gruppen von Nützlingen, die im Getreide und in den Kartoffeln bedeutsam sind, wurden auf Grund ihrer Rolle bei der Regulierung der wichtigsten Schädlinge (Getreidehähnchen, Kartoffelkäfer) 376 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

13 Einfluss von Insektiziden auf Nützlinge in Getreide- und Kartoffelkulturen Pflanzenbau sowie bei der Regulierung der sekundären Schädlinge Im Rahmen der geltenden Richtlinien des ökologi- (Läuse auf Ähren oder Blättern) ausgewählt. Zum Zeitpunkt des Pflanzenschutzmitteleinsatzes sind die vorherrschenden Gruppen von Nützlingen die Marienkäfer, die Florfliegen, die Schwebefliegen und die Schlupfwespen (Hymenopteren), (Borgemeister 1991; Radtke und Rieckmann 1991; Obst und Volker 1993) (Abb. 1; Tab. 1). Die Laufkäfer und die Spinnen, welche als nicht spezifische Räuber vorwiegend auf dem Boden aktiv sind, blieben als weniger wichtig unberücksichtigt. Der Einfluss Zusammenfassung schen Leistungsnachweis (ÖLN) sind im schweizerischen Ackerbau nur bestimmte, nützlingsschonende Insektizide frei zugelassen. In den letzten Jahren sind neue Pflanzenschutzmittel auf den Markt gekommen. Eine neue Bewertung der Toxizität der Insektizide wird sowohl von den Behörden wie von der Praxis gewünscht. Auf Grund von Literaturangaben konnten jene Aktivsubstanzen ermittelt werden, welche für der insektenpathogenen Pilze wurde nicht berücksich- vier vorgängig ausgewählte und relevante tigt, da dieser schwierig zu erfassen ist und wenig Litera- Gruppen von Nützlingen schonend oder eben turangaben verfügbar sind. Gemäss der Direktzahlungs- nicht schonend sind (Coccinellidae, Chrysopidae, verordnung gelten Bienen nicht als Nützlinge. Nach Syrphidae und Schlupfwespen). Weiter wurde die Definition muss ein Nützling in Bezug auf einen Schäd- Toxizität von Insektiziden und Fungiziden ling eine regulierende Funktion erfüllen. Die Toxizität gegenüber diesen vier Gruppen von Nützlingen der Pflanzenschutzmittel gegenüber Bienen wird gemäss anhand verschiedener bereits etablierter Pflan- Pflanzenschutzmittelverordnung (PSMV) innerhalb des zenschutz-szenarien bewertet (Mouron et al. Zulassungsverfahrens beurteilt. 2013). Diese Szenarien betreffen die Bekämpfung der Getreidehähnchen im Winterweizen, sowie Herkunft der Daten jene des Kartoffelkäfers und der Blattläuse in den Die Informationen bezüglich der negativen Neben- Speisekartoffeln. Die Resultate haben gezeigt, effekte einer Anwendung von Aktivsubstanzen auf eine welche Szenarien und insbesondere welche Nützlingsgruppe stammen aus folgenden Quellen: Aktivsubstanzen einen negativen Einfluss auf Interne Berichte der Forschungsgruppe Ökotoxikologie diese Nützlingsgruppen haben. von ACW (2008), Datenbank der IOBC/OILB (2005), die Überdies zeigen die Resultate, dass einige ACW-Pflanzenschutzverzeichnisse für den Obst- und Fungizide oder ihre wiederholte Anwendung Wein-bau (Wirth et al. 2011a, Wirth et al. 2011b); Bio- ebenfalls einen negativen Effekt auf die Nütz- best (2012) sowie die Datenbank der in Frankreich bewil- linge haben können. Alle diese Angaben stützen ligten Pflanzenschutzmittel (E-phy 2005). Die Informati- sich auf Versuche im Labor oder auf solche unter onen sind nicht immer ausreichend und manchmal sogar kontrollierten, geschützten Bedingungen ab. Es widersprüchlich. Die verfügbaren Daten für jede Aktiv- wäre jedoch wünschenswert, dass diese Resultate substanz und Nützlingsgruppe sind nicht immer gleichwertig; in solchen Fällen haben wir den Mittelwert aus in Feldversuchen verifiziert würden. Tab. 1 Beschreibung des Einflusses betreffend Schädlinge der verschiedenen anwesenden Nützlingsgruppen im Getreide und Kartoffeln. Nützlingsgruppen (NG) Vorgehen der Nützlingsgruppen Relevanz 1) Marienkäfer (Coccinellidae) Beispiele: Coccinella septempunctata (Linnaeus 1758). Adalia bipunctata (Linnaeus 1758). Larven und Adulte sind unspezifische Räuber, fressen Blattläuse, Eier von Getreidehähnchen (GH) und Kartoffelkäfer (KK), in Getreide auch Thripse. Eine Generation pro Jahr, relativ mobil relevant Florfliege (Chrysopidae) Beispiel: Chrysoperla carnea (Stephens 1836) Larven sind unspezifische Räuber, fressen Blattläuse, evtl. auch Eier von GH und KK, und Thripse. Zwei Generationen, relativ mobil relevant Schwebfliege (Syrphidae) Beispiel: Episyrphus balteatus (De Geer 1776). Larven sind unspezifische Räuber, fressen Blattläuse, drei Gen., relativ mobil relevant Parasitoide (Hymenoptera) Beispiele: Aphidius rhopalosiphi (de Stefani-Perez 1902). Aphidius colemani (Viereck 1912). Relativ spezifisch, wichtig sind v.a. Blattlausparasitoide (z.b. Aphididae), mehrere Generationen, wenig mobil (klein) relevant Laufkäfer (Carabidae), Spinnen (Araneae), Kurzflügler (Staphilinidae) Beispiele : Poecilus cupreus (Linnaeus 1758). Pardosa spp. Aleochara bilineata (Gyllenhaal 1810). Larven und Adulte sind unspezifische Räuber, leben v.a. am Boden, d.h. eher nicht dort, wo Blattläuse und GH, resp. KK sind. Alle drei Gruppen sind weniger relevant. 1) Relevanz der Nützlingsgruppen hinsichtlich der Schädlinge und der betreffenden Kulturen. Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

14 Pflanzenbau Einfluss von Insektiziden auf Nützlinge in Getreide- und Kartoffelkulturen Tab. 2 Szenarien für den Winterweizen Strategie Getreidehähnchen Szenario Handelsname Wirkstoff (g ws/ha) Bemerkungen A1 Biscaya Thiacloprid (48-72) ohne Einschränkung B1 Nomolt Teflubenzuron (60) sehr restriktiv B2 Nomolt+Audienz Teflubenzuron (60) + Spinosad (48) sehr restriktiv C1 Nomolt+Biscaya Teflubenzuron (60) + Thiacloprid (48-72) mit kantonaler Sonderbewilligung der beobachteten Mortalität in den verschiedenen Studien berücksichtigt. Für einige Aktivsubstanzen gibt es überhaupt keine verfügbaren Informationen. Pflanzenschutz-Szenarien Die verschiedenen in unserer Bewertung verwendeten Pflanzenschutz-Szenarien sind bei Mouron et al. (2013) beschrieben. Sie umfassen alle Pflanzenschutzmitteleinsätze (Herbizide, Fungizide und Insektizide), welche üblicherweise in Wintergetreide und Speisekartoffeln während einer Saison durchgeführt werden. Die Insektizide richten sich gegen die Getreidehähnchen im Weizen, den Kartoffelkäfer und die Blattläuse in den Kartoffeln. Die eher seltenen Anwendungen, wie beispielsweise jene gegen die Ährenläuse oder die Gelbe Getreidehalmfliege (Chlorops pumilionis [Bjerkander 1778]) im Weizen, wurden nicht berücksichtigt. Im Weizen wurden vier Szenarien für den Einsatz von Insektiziden definiert (A1, B1, B2 und C1; Tab. 2). In all diesen Varianten wurde ein und dasselbe Fungizidszenario befolgt, nämlich eine Behandlung mit Azoxystrobin+Cyproconazole (Amistar Xtra) und eine Behandlung mit Spiroxamin+Prothioconazole (Input). In den Kartoffeln wurden sieben Einsatzszenarien für Insektizide definiert (A1, A2, B1, B2, B3, C1 et C2; Tab. 3). In all diesen Varianten wurde ein und dasselbe Fungizidszenario befolgt; es umfasst die Anwendung der folgenden Aktivsubstanzen: Mancozeb (kumulierte Dosis = 4,5 x die Anwendungsdosis), Metalaxyl-M, Fluazinam, Benthiavalicarb, Mandipropamid, Cymoxanil, Zoxamid, Dimetomorph, Cyazofamid, Difenoconazol und Chlorothalonil (für alle andern Aktivsubstanzen entspricht die angewendete Menge der maximalen Anwendungsdosis). Bewertungsmethode Die verschiedenen Quellenangaben teilen allgemein die Aktivsubstanzen in drei oder vier Toxizitätsklassen ein. Zur Vereinfachung und für eine robuste Aussage wurden drei Klassen beibehalten: N = unschädlich oder wenig toxisch (0 50 % Mortalität); M = mittelere Toxizität (50 75 % Mortalität); T = toxisch (>75% Mortalität). Die Bewertung bezog sich vorerst auf den Einfluss einer einzigen Anwendung einer Aktivsubtanz auf jede Nützlingsgruppe. Danach wurde der Einfluss auf die Gesamt- Tab. 3 Szenarien für die Speisekartoffeln Szenario Strategie Kartoffelkäfer Strategie Blattläuse Handelsname Wirkstoff I (g ws/ha) Handelsname Wirkstoff II (g ws/ha) Bemerkungen A1 Karate Lambda-cyhalotrin (7,5) Biscaya Thiacloprid (72) ohne Einschränkung A2 Biscaya Thiacloprid (48) Biscaya Thiacloprid (72) ohne Einschränkung B1 B2 Nomolt+Audienz Novodor+Audienz Teflubenzuron+Spinosad (37,5 + 24) Bacillus thuringiensis+spinosad ( ) Plenum oder Teppeki Plenum oder Teppeki B3 Novodor (2x) Bacillus thuringiensis (90-150) Plenum oder Teppeki C1 Audienz Spinosad (24) Plenum oder Teppeki Pymetrozin (150) oder Flonicamid (80) Pymetrozin (150) oder Flonicamid (80) Pymetrozin (150) oder Flonicamid (80) Pymetrozin (150) oder Flonicamid (80) sehr restriktiv sehr restriktiv sehr restriktiv mit kantonaler Sonderbewilligung. Kartoffelkäfer treffen NICHT mit Blattläusenzusammen. C2 Audienz Spinosad (24) Biscaya Thiacloprid (72) mit kantonaler Sonder bewilligung. Kartoffelkäfer treffen mit Blattläusen zusammen. 378 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

15 Einfluss von Insektiziden auf Nützlinge in Getreide- und Kartoffelkulturen Pflanzenbau Tab. 4 Beurteilung des Einflusses der Toxizität der Wirkstoffe auf die vier relevanten Nützlingsgruppen (NG) End note Einfluss auf die einzelnen NG Verbale Umschreibung des Einflusses auf NG und ihre Regulation der Schädlinge 1 +/- alle N Keine NG ist signifikant beeinträchtigt. 2 Mehrheitlich N, einzelnes M (ev. einzelnes T) Einzelne NG mittel bis stark beeinträchtigt, aber regulierende Funktion bleibt klar erhalten 3 Mindestens eine relevante NG mit N NG mehrheitlich beeinträchtigt, aber mindestens eine NG eindeutig nicht beeinträchtigt. Regulierung weitgehend erhalten. 4 Kombination von M und T (oder alle M) Klare Hinweise, dass Regulierung nicht mehr gegeben, resp. stark beeinträchtigt ist. 5 Alle T Alle NG werden durch die PS-Strategie stark geschädigt. Regulation der NG kann nicht erwartet werden. N = harmlos bis wenig toxisch 0-50 % Mortalität; M = mittel toxisch % Mortalität; T = toxisch >75 % Mortalität Einfluss einer einzigen Aktivsubstanz In Tabelle 6 sind die Resultate zum Einfluss einer einzigen Aktivsubstanz auf die Gesamtheit der vier Gruppen von Nützlingen zusammengestellt. Die Insektizide auf der Basis von Bacillus thuringiensis, Flonicamid und Pymetrozin beeinträchtigen keine der wichtigen Nützlingsgruppen im Getreide oder in den Kartoffeln; sie sind somit gegenüber der Nützlingsfauna als günstig zu beurteilen. Die Aktivsubstanzen Azadirachtin, Diflubenzuron, Novaluron, Pirimicarb, Spinosad und Teflubenzuron ermöglichen mindestens einer Gruppe wichtiger Nützlinge eine gegenüber den Schädlingen regulierende Funktion in diesen beiden Kulturen zu übernehmen. Acetamiprid und Chlorantraniliprol stellen gegenüber den Nützlingsgruppen eine Kombination mittlerer bis starker Toxizität dar (Note 4). Die übrigen beurteilten Substanzen sind alle toxisch (Alpha-cypermethrin, Bifenthrin, Chlorpyrifos-ethyl, Chlorpyrifos-methyl, Cypermethrin, Deltamethrin, Lambda-cyhalothrin, Thiacloprid, Thiamethoxam und Zeta-cypermethrin). Einfluss eines Pflanzenschutz-Szenarios Die Ergebnisse der Beurteilungen des Einflusses eines Pflanzenschutz-Szenarios auf die Gesamtheit der Nützlingsgruppen sind für das Wintergetreide in Tabelle 7 und für die Speisekartoffeln in Tabelle 8 zusammengestellt. Wintergetreide Beim Wintergetreide ergeben sich für alle beurteilten Szenarien Noten von 3 bis 5 in Bezug auf die Nützlinge. Bei den Fungiziden zeigt sich, dass Spiroxamin für die Marienkäfer und die parasitierenden Nützlinge eine mittlere Toxizität aufweist. Die Varianten A1 und C1 mit dem Insektizid Thiacloprid erhalten die Endnote 5, da diese Substanz für drei der betrachteten Nützlingsgruppen toxisch ist. Die Varianten B1 und C1 mit Teflubenzuron ergeben uneinheitliche Resultate, da diese Substanz für die Marienkäfer toxisch und für die Florfliegen mitheit der vier Nützlingsgruppen beurteilt. Um eine regulierende Funktion auf die Schädlinge der beiden Kulturen sicher feststellen zu können, muss mindestens eine wichtige Nützlingsgruppe durch die Aktivsubstanz verschont bleiben. In dieser Studie nimmt man an, dass das Regulierungspotenzial der vier Nützlingsgruppen analog ist. Bei der Bewertung werden Endnoten von 1 bis 5 vergeben. Bei Noten über 3 ist die Regulierungsfunktion der hauptsächlichen Nützlinge nicht mehr gesichert (Tab. 4). In einem zweiten Schritt wurde der kombinierte Einfluss mehrerer Aktivsubstanzen auf jede Nützlingsgruppe in multiplikativer Weise beurteilt. Dies bedeutet, dass ein Überlebensniveau von 25 % erreicht wird, wenn von zwei Behandlungen jede eine Mortalität von 50 % für eine Nützlingsgruppe verursacht, was der Klassifizierung T entspricht (Berechnung: (1 0,5) x (1 0,5) = 0,25). Ebenso erhält man eine Überlebensrate von 18,7 %, wenn eine Behandlung mit 75 % Mortalität und eine mit 25 % Mortalität kumuliert werden (Berechnung: (1 0,75) x (1 0,25) = 0,187). Diese Methodik ist auch für drei oder mehr Behandlungen gültig. Tabelle 5 führt die verschiedenen Kategorien auf, welche durch die Kombination der drei Klassen N, M und T erhalten wurden. Diese Methode erlaubt den Einfluss eines Pflanzenschutz-Szenarios auf die Gesamtheit der vier wichtigen Nützlingsgruppen zu beurteilen, wobei mehrere insektizide und fungizide Wirkstoffe zum Einsatz kommen. Wie bei der Einzelbeurteilung der Aktivsubstanzen erhält auch das Szenario eine Endnote von 1 bis 5, wobei die Note 3 den Grenzwert darstellt (Tab. 4). Tab. 5 Kombination der Effekte mehrerer Mortalitätsklassen, wenn mehrere Behandlungen (Wirkstoffe) gegen eine Nützlingsgruppe (NG) benutzt wurden T und T = T T und M = T T und N = T M und M = T M und N = M N und N = N oder M (detailliert beurteilen) N = harmlos bis wenig toxisch 0-50% Mortalität; M = mittel toxisch 50-75% Mortalität; T = toxisch >75% Mortalität. Resultate Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

16 Pflanzenbau Einfluss von Insektiziden auf Nützlinge in Getreide- und Kartoffelkulturen Tab. 6 Kategorisierung der Auswirkungen von Insektiziden auf die Nützlingsgruppe (NG): Coccinellidae, Chrysopidae, Syrphidae, Hymenoptera-Parasitoide in Getreide und Kartoffeln. In jeder Endnoten-Kategorie sind die verschiedenen Wirkstoffe sind in alphabetischer Reihenfolge klassiert Endnote Wirkstoff Einfluss auf die einzelnen NG Einfluss auf die regulatorische Funktion 1 Bacillus thuringiensis, Flonicamid, Pymetrozin +/- alle N 2 Rapsöl, Paraffinöl Mehrheitlich N, einzelnes M (evt. einzelnes T) regulatorische Funktion gesichert 3 Azadirachtin, Diflubenzuron, Novaluron, Pirimicarb, Spinosad, Teflubenzuron Mindestens 1 relevante NG mit N 4 Acetamiprid, Chlorantraniliprol Kombination von M und T (1 NG mit M) 5 Alpha-cypermethrin, Bifenthrin, Chlorpyrifosethyl, Chlorpyrifos-methyl, Cypermethrin, Deltamethrin, Lambda-cyhalothrin, Thiacloprid, Thiamethoxam, Zeta-cypermethrin alle T (alle NG = T) regulatorische Funktion nicht mehr gesichert N = harmlos bis wenig toxisch 0-50 % Mortalität; M = mittel toxisch % Mortalität; T = toxisch >75 % Mortalität. teltoxisch ist. Die Variante B2 mit dem Insektizid-Wirkstoff Spinosad ergibt das beste Resultat (Note 3), da diese Aktivsubstanz in Bezug auf zwei der vertretenen Nützlingsgruppen neutral ist. Dies ist das einzige Szenario, welches eine regulierende Funktion für mindestens eine Nützlingsgruppe zulässt trotz der Verwendung eines Fungizides mit dem Wirkstoff Spiroxamin, welcher die Endnote etwas verschlechtert. Würde man auf diesen fungiziden Wirkstoff verzichten oder andere nichttoxische auswählen, erhielte die Variante B2 die Note 2. Diese Option würde die Endnote der andern Varianten nicht ändern. Speisekartoffeln In den Speisekartoffeln werden den beurteilten Szenarien Noten von 4 bis 5 zugewiesen. Die Resultate lassen erkennen, dass die Kumulierung der Fungizide sich als mitteltoxisch für die vier beurteilten Nützlingsgruppen erweisen. Dies ist einzig und allein auf die wiederholte Verwendung von Mancozeb zurückzuführen, welches die Nützlingspopulationen beeinträchtigt. Mit fünf Applikationen (davon einige mit reduzierter Dosis) ergibt sich eine kumulierte Dosis dieses Fungizids, welche dem 4,5-fachen der einfachen Dosis von 10 kg Aktivsubstanz pro Hektare entspricht. Die Resultate von Mills Tab. 7 Beurteilung der Toxizität bezüglich Nützlingsgruppe pro Szenario für Winterweizen. Fungizide: eine Behandlung mit Amistar Xtra (Azoxystrobin + Cyproconazole) und dann eine Behandlung mit Input (Spiroxamin + Prothioconazole) Szenario Schwebfliege (Syrphidae) Marienkäfer (Coccinellidae) Florfliege (Chrysopidae) Parasitoide (Hymenoptera) Endnote Biscaya (Thiacloprid)? T T T A1 Fungizide (Amistar Xtra+Input)?+? N+M N+N N+M Synthese? T T T 5 Nomolt (Teflubenzuron) N T M N B1 Audienz (Spinosad)? N N T Fungizide (Amistar Xtra+Input)?+? N+M N+N N+M Synthese? T M T 4 Audienz (Spinosad)? N N T B2 Fungizide (Amistar Xtra+Input)?+? N+M N+N N+M Synthese? M N T 3 Nomolt (Teflubenzuron) N T M N C1 Biscaya (Thiacloprid)? T T T Fungizide (Amistar Xtra+Input)?+? N+M N+N N+M Synthese? T T T 5 N = harmlos bis wenig toxisch 0 50 % Mortalität; M = mittel toxisch % Mortalität; T = toxisch >75 % Mortalität.? = Keine Daten verfügbar. 380 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

17 Einfluss von Insektiziden auf Nützlinge in Getreide- und Kartoffelkulturen Pflanzenbau Tab. 8 Beurteilung der Toxizität bezüglich Nützlingsgruppe pro Szenario für Speisekartoffeln. Fungizide: Mancozeb (kumulative Dosis = 4,5 die Verwendungsdosis), Metalaxyl-M, Fluazinam, Benthiavalicarb, Mandipropamid, Cymoxanil, Zoxamid, Dimetomorph, Cyazofamid, Difenoconazole und Chlorothalonil (Für den letzten Wirkstoff entspricht die eingesetzte Menge der Verwendungsdosis) Szenario Schwebfliege (Syrphidae) Marienkäfer (Coccinellidae) Florfliege (Chrysopidae) Parasitoide (Hymenoptera) Endnote Karate (Lambda-cyhalothrin)? T T T A1 Biscaya (Thiacloprid)? T T T Fungizide M M M M Synthese? T T T 5 Biscaya 2x (Thiacloprid)? T T T A2 Fungizide M M M M Synthese? T T T 5 Nomolt (Teflubenzuron) N T M N Audienz (Spinosad)? N N T B1 Plenum (Pymetrozin) oder Teppeki (Flonicamid)? oder N N oder N N oder N N oder N Fungizide M M M M Synthese? T T T 5 Novodor (Bacillus thuringiensis) N N-M N N Audienz (Spinosad)? N N T B2 Plenum (Pymetrozin) oder Teppeki (Flonicamid)? oder N N oder N N oder N N oder N Fungizide M M M M Synthese? M M T 4 Novodor 2x (Bacillus thuringiensis) N N-M N N B3 Plenum (Pymetrozin) oder Teppeki (Flonicamid)? oder N N oder N N oder N N oder N Fungizide M M M M Synthese? ou M M M M 4 Audienz (Spinosad)? N N T C1 Plenum (Pymetrozin) oder Teppeki (Flonicamid)? oder N N oder N N oder N N oder N Fungizide M M M M Synthese? M M T 4 Audienz (Spinosad)? N N T C2 Biscaya (Thiacloprid)? T T T Fungizide M M M M Synthese? T T T 5 N = harmlos bis wenig toxisch 0 50 % Mortalität; M = mittel toxisch % Mortalität; T = toxisch >75 % Mortalität;? = keine Daten verfügbar (2006) zeigen, dass bei wiederholter Anwendung dieses Fungizids (6,3 bis 7,7 kg Aktivsubstanz pro Hektare) die Populationen der parasitierenden Nützlinge wie Aphidius rhopalosiphi de Stefani-Perez 1902 und von Chrysoperla carnea (Stephens 1836) leicht verschlechtert werden. Die wiederholte Anwendung von Mancozeb wird daher gegenüber den vier Nützlingsgruppen als mitteltoxisch betrachtet, während eine einzige Anwendung dieses Wirkstoffes als neutral bis leicht toxisch eingestuft wird. Die Szenarien A1, A2 und C2 mit dem insektiziden Wirkstoff Thiacloprid erhalten die Note 5, da diese Substanz für drei Nützlingsgruppen toxisch ist. Das Szenario B1 mit Teflubenzuron ergibt uneinheitliche Resultate, da diese Substanz für die Marienkäfer toxisch und für die Florfliegen mitteltoxisch ist. Der Einsatz von Flonicamid oder Pymetrozin gegen Blattläuse hat keinerlei Einfluss auf das Schlussresultat des Szenarios, da diese beiden Aktivsubstanzen neutral oder wenig toxisch gegenüber den vier Nützlingsgruppen sind (und dies obwohl für Pymetrozin keine Daten in Bezug auf die Schwebefligen Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

18 Pflanzenbau Einfluss von Insektiziden auf Nützlinge in Getreide- und Kartoffelkulturen vorliegen). Bei der Verwendung von Mancozeb erhält keine Variante eine Endnote unter 4. Somit können die Varianten B2, B3 und C1 mit der Endnote 4 als die am wenigsten schädlich bezeichnet werden. Wenn die Verwendung dieses Fungizides eingeschränkt oder gänzlich darauf verzichtet würde, oder wenn andere für die vier Nützlingsgruppen nicht-toxische Fungizide gewählt würden, erhielte die Variante B3 die beste Note 1 2 (anstatt 4). Dies würde allerdings nur bei einem schwachen Auftreten des Kartoffelkäfers gelten, da Bacillus thuringiensis nur gegen die jungen Larven im Stadium L1 und L2 wirksam ist. In gleicher Weise würden die Varianten C1 und B2 die Note 2 beziehungsweise 2 3 (anstatt 4 ) erhalten. Spinosad erlaubt eine effiziente Bekämpfung des Kartoffelkäfers, da dieser Wirkstoff gegen alle Stadien des Schädlings wirksam ist. Die Szenarien ohne Mancozeb würden jedoch die Endnote 5 für die Varianten A1, A2 und C2 nicht ändern. Diskussion Die Studie ermöglichte es, diejenigen Aktivsubstanzen und Szenarien zu identifizieren und zu klassifizieren, welche negative Einflüsse auf die regulierende Wirkung der in Getreide und in Kartoffeln vertretenen Nützlingsgruppen haben. Die Anwendungseinschränkungen für den Pflanzenschutzmitteleinsatz im ÖLN betreffen im Ackerbau nur Insektizide. Die vorliegende Arbeit hat gezeigt, dass auch gewisse Fungizide negative Einflüsse auf die Nützlinge haben können. Die Verwendung von Spiroxamin im Getreide und die wiederholte Anwendung von Mancozeb in den Kartoffeln können einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf die Nützlinge haben. Obwohl die in dieser Studie verwendete Methodik ein reproduzierbares, koherentes Analyseschema erlaubt, so hat sich trotzdem gezeigt sich, dass die verwendeten Informationsquellen für einige Substanzen unvollständig, mangelhaft und in einigen Fällen gar widersprüchlich sind. Diese Daten beruhen hauptsächlich auf Studien, die im Labor oder unter kontrollierten Bedingungen («semi-field tests») durchgeführt wurden. In einem umfassenden Kontext würde der alleinige Einfluss der Wirkstoffe oder jener von Szenarien, welche alle externen Parameter und das ganze Agroökösystem (Klimate, Regionen, Interaktionen zwischen Populationen von Schädlingen und Nützlingen usw.) miteinbeziehen, eine realistischere Sicht der Situation im Feld (field tests) erlauben. Oft fehlen solche Feldstudien, doch wären diese wünschenswert, um die Bewertungen zu verfeinern und zu validieren. Ob die Nicht-Berücksichtigung der auf dem Boden lebenden Räuber, wie Laufkäfer und Spinnentieren, kohärent ist mit dem Ziel, die relevanten Nützlinge zu berücksichtigen, müsste überprüft werden. Biondi et al. (2012) erwähnen in ihrer Zusammenfassung ähnliche Resultate bezüglich Spinosad unter Labor- oder Feldbedingungen wie wir sie erhalten haben. So haben die Rückstände von Spinosad wohl keinen signifikanten Einfluss auf Chrysoperla carnea, die weiblichen Tiere von Coccinella septempunctata Linnaeus 1758 und die Larven und Adulten von Adalia bipunctata (Linnaeus 1758). Sie haben jedoch eine ausgeprägte Toxizität gegenüber 22 parasitierenden Hautflüglern wie Aphidius colemani Viereck 1912 und Trichogramma spp. Schlussfolgerungen Die Bewertung der Toxizität der Insektizide gegenüber den wichtigsten Nützlingsgruppen im Wintergetreide und in den Speisekartoffeln hat es erlaubt, Wirkstoffe oder Pflanzenschutzregime zu definieren, welche einen negativen Einfluss auf die natürliche Schädlingsregulierung in diesen Kulturen haben. Diese Resultate können als Entscheidungshilfen dienen. Bei der Bekämpfung der Getreidehähnchen im Wintergetreide sollte Spinosad oder Teflubenzuron der Vorzug gegeben werden, um die Nützlinge zu schonen. Im Falle einer Teflubenzum-Anwendung sollte auf Spiroxamin verzichtet werden, um die Nützlinge zu schonen. Bei der Bekämpfung des Kartoffelkäfers sollten zur Schonung der Nützlinge vorzugsweise Bacillus thuringiensis und/oder Spinosad zum Einsatz kommen. Gegen die Blattläuse sollten Pymetrozin oder Flonicamid die Wirkstoffe erster Wahl sein. Gemäss unseren Szenarien sollte die Anwendungen von Mancozeb begrenzt werden. Die gegenwärtigen Kenntnisse zur Toxizität der Insektizide und insbesondere der Fungizide stützen sich vorwiegend auf Daten aus Laborversuchen und aus Versuchen unter kontrollierten Bedingungen (semi-field tests). Die Schlussfolgerungen aus den Analysen der Szenarien sollten unter realen Bedingungen in Feldversuchen (field tests) validiert werden. n Dank Wir danken Bernard Chaubet von INRA und Encyclop'aphid ( encyclopedie-pucerons) INRA- UMR IGEPP ( welche uns das Foto von Aphidius rhopalosiphi zur Verfügung gestellt haben, sowie François Verheggen (Unité d'entomologie fonctionnelle et évolutive de Gembloux Agro- Bio Tech (Université de Liège Belgique) für die Bereitstellung der Bilder der Larve von Episyrphus balteatus und schließlich danken wir Mario Waldburger von Agroscope für die restlichen sechs Fotos. 382 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

19 Einfluss von Insektiziden auf Nützlinge in Getreide- und Kartoffelkulturen Pflanzenbau Influenza degli insetticidi sugli ausiliari presenti nelle Influence of insecticides on beneficial arthropods in Riassunto colture di cereali e di patate Nelle prestazioni ecologiche richieste (PER) solamente alcuni insetticidi, rispettosi nei confronti degli ausiliari (insetti utili) sono liberamente omologati per la campicoltura svizzera. Con l arrivo di nuovi Summary cereals and potatoes The Swiss program on ecological production restricts the range of insecticides approved for pest control to those with relatively little impact on beneficial arthropods. With the arrival of new crop protection products prodotti fitosanitari negli ultimi anni sia le autorità, over the last few years, a re-evaluation of the toxicity sia la pratica auspica una nuova valutazione della of insecticides has been requested by both the official tossicità degli insetticidi. Una valutazione basata authorities and farmers. The present study used data sulle indicazioni della letteratura ha permesso di from the scientific literature to rank several insecticides evidenziare quali sostanze attive rispettano o non based on their side effects on selected groups of rispettano quattro gruppi d ausiliari pertinenti beneficial insects: Coccinellidae, Chrysopidae, Syrphidae precedentemente selezionati (Coccinellidae, and parasitic wasps. In a second step, different plant Chrysopidae, Syrphidae e imenotteri parassitoidi). In protection scenarios, including the use of insecticides un secondo tempo si è valutata la tossicità nei and fungicides, were evaluated for their impact on confronti dei quattro gruppi d ausiliari sulla base di beneficial insects. The scenarios focused on the control diversi scenari fitosanitari prestabiliti (Mouron et al. of the cereal leaf beetle in wheat as well as the control 2013), comprendenti insetticidi e fungicidi. Questi of Colorado beetle and aphids in potato. The results scenari concernono la lotta contro le criocere del showed that certain scenarios and especially certain frumento autunnale e la lotta contro la dorifora e gli active substances will likely have adverse effects on the afidi del fogliame della patata di consumo. I risultati beneficial fauna. Furthermore, some fungicides may hanno mostrato quali scenari e, soprattutto, quali also have a negative impact on beneficials if applied sostanze attive hanno un effetto negativo su questa repeatedly. All available data on non-target effects was fauna utile. Inoltre, essi mostrano anche che alcuni obtained in laboratory or semi-field experiments. fungicidi o la loro ripetuta applicazione possono Validation under the field conditions would be very aver un impatto negativo sugli ausiliari. Tutti questi valuable. dati si basano principalmente su prove in laboratorio e in condizioni controllate in coltivazione protetta. Key words: sustainable agriculture, plant protection Meriterebbero tuttavia, di essere verificate in pieno strategies, insecticide, toxicity evaluation, beneficial s campo. arthropods, side effects, potato, wheat. Literatur Biondi A., Mommaerts V., Smagghe G., Viñuela E., Zappala L. & Desneux N., The non-target impact of spinosyns on beneficial arthropods. Pest Manag Sci 68, Biobest 2012, Biological systems for sustainable crop management. Zugang: [ ]. Borgemeister C., Primär- und Hyperparasitoiden von Getreideblattläusen: Interaktionen und Beeinflussung durch Insektizide. Agrarökologie Band 3, Verlag P. Haupt, Bern, Stuttgart und Wien, 191 p. E-phy, Catalogue des produits phytopharmaceutiques et de leurs usages des matières fertilisantes et des supports de culture homologués en France. Ministère français de l'agriculture et de la pêche. Zugang: Groupe Ecotoxicologie de Agroscope Changins-Wädenswil, Interne Berichte zu den Nebenwirkungen der Produkte / Aktivsubstanzen auf Nicht - Ziel - Arthropoden (Nützlinge). IOBC/OILB, IOBCwrps Working Group "Pesticides and Beneficial Organisms & IOBCwrps Commission «IP Guidelines and Endorsement», Zugang: [ ]. Mills M., Mancozeb: A profile of effects on beneficial and nontarget arthropods. Pesticides and Beneficial Organisms IOBC/wprs Bulletin 29 (10), Mouron P., Calabrese C., Breitenmoser S., Spycher S. & Baur R., Nachhaltigkeitsbewertung von Pflanzenschutzvarianten im Getreideund Kartoffelbau. Agraforschung Schweiz 4 (9), Obst A. & Volker H. P., Krankheiten und Schädlinge des Getreides. Ed. Th. Mann, Gelsenkirchen-Buer, Radtke W. & Rieckmann W., Krankheiten und Schädlinge der Kartoffel. Ed. Th. Mann, Gelsenkirchen-Buer, Verordnung über die Direktzahlungen an die Landwirtschaft vom 7. Dezember 1998 (Stand 1. Januar 2013) RS Zugang: admin.ch/opc/fr/classified-compilation/ /index.html [ ]. Verordnung über die Inverkehrsetzung von Pflanzenschutzmitteln vom 12. Mai 2011 (Stand 1. Februar 2013) RS Zugang: admin.ch/opc/fr/classified-compilation/ /index.html [ ]. Wirth J., Linder Ch., Höhn H., Dubuis P.-H. & Gölles M., 2011a. Pflanzenschutzmittelverzeichnis für den Obstbau Revue suisse de Viticulture, Arboriculture, Horticulture 43 (1). Wirth J., Linder Ch., Höhn H., Dubuis P.-H. & Naef A., 2011b. Pflanzenschutzmittelverzeichnis für den Rebbau Revue suisse de Viticulture, Arboriculture, Horticulture 43 (1). Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

20 P f l a n z e n b a u Beurteilung von Leguminosen als Gründüngungspflanzen: Stickstoff und Begleitflora Claude-Alain Gebhard 1, Lucie Büchi 2, Frank Liebisch 3, Sokrat Sinaj 2, Hans Ramseier 1 und Raphaël Charles 2 1 Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften HAFL, 3052 Zollikofen, Schweiz 2 Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 1260 Nyon, Schweiz 3 Eidgenössische Technische Hochschule ETH Zürich, 8092 Zürich, Schweiz Auskünfte: Raphaël Charles, raphael.charles@agroscope.admin.ch, Tel Die Leguminosen bieten eine interessante Ergänzung in den Gemischen mit anderen Arten, die als Deckkulturen dienen, was einem breiten Fächer von agro-ökologischen Dienstleistungen zu Gute kommt. Einleitung Die vorliegende Studie bewertet das agronomische Potenzial von Leguminosen als Bodenbedecker bei Reinsaat und in Mischsaat. Es geht insbesondere darum, ihr Wachstum zu beschreiben sowie die Luftstickstoff- Fixierungsleistung zu quantifizieren, wenn sie als Zwischenkultur unter den Bedingungen des Schweizerischen Mittellandes angebaut werden. Im Laufe des 20. Jahrhunderts hat sich der Anteil der Leguminosen in den Fruchtfolgen ständig verringert, dies als Folge der Ent- deckung des industriellen Haber-Bosch-Verfahrens zur Fixierung von Luftstickstoff und der daraus sich ergebenden Möglichkeit mineralische Stickstoff-Dünger herzustellen. Es ist jedoch seit der Antike bekannt, dass Leguminosen für die Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit und für die Entwicklung effizienter Kultivierungssysteme vorteilhaft sind. Werden Leguminosen als Hauptkulturen in der Fruchtfolge weggelassen (Charles et al. 2008), können Leguminosen in Zwischenkulturen einen Gewinn bringen analog der Verwendung von Leguminosen in Kunstwiesen (Mosimann et al. 2012). 384 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

21 Beurteilung von Leguminosen als Gründüngungspflanzen: Stickstoff und Begleitflora Pflanzenbau In der Schweiz ist der Einsatz von Gründüngungen in langen Zwischenperioden gemäss der Direktzahlungsverordnung obligatorisch. Ziele dabei sind die Reduktion von Nitratverlusten, Bodenerosion zu verhindern und die Bodenfruchtbarkeit zu erhalten. Diese agromnomische Massnahme ist wirkungsvoll und kann durch zahlreiche andere für das Agro-Ökosystem nützliche Dienstleistungen ergänzt werden (Justes et al. 2012). In der Praxis sind Zwischenkulturen jedoch manchmal enttäuschend, da sie eher eine Antwort auf die Pflicht darstellen und kaum einer agronomischen Zielsetzung entsprechen. Späte Saaten sind vor allem bei Reinbeständen von Phazelia (Phacelia tanacetifolia) und Senf (Sinapis arvensis) zu beobachten. Die langfristige Erhaltung der organischen Substanz des Bodens durch Gründüngungen hat sich in einem Langzeitversuch als unbefriedigend herausgestellt. Dies wirft Fragen auf zu einer besseren Realisierung ihres Ab- und Umbaus im Boden, was mit dem Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis ihrer Biomasse im Zusammenhang steht (Maltas et al. 2012a). Derselbe Versuch hat einen begrenzten Stickstoffwert von Senf als Gründünger ergeben, was das Interesse an einer fundierteren Artenwahl und einer präziseren Bewirtschaftung unterstreicht (Maltas et al. 2012b). Leguminosen können in der Zwischenkultur den Stickstoffkreislauf wirkungsvoll verbessern. Die Angaben für die Düngungsrichtlinien (Sinaj et al. 2009) führen eine Reduktion von 20 bis 30 kg N/ha für Kulturen auf, welche auf eine Gründüngung mit Leguminosen folgen. Zudem ist festzuhalten, dass die Effizienz der Stickstoff-Fixierung bei den kultivierten Leguminosenarten stark variiert (Unkovich et al. 2008) und bei den meisten Leguminosenarten dazu wenig Kenntnisse vorliegen. Es ist daher angezeigt, diese spezifischen Unterschiede besser zu quantifizieren und sie im Kontext der Zwischenkulturen zu bewerten. Die Düngungsrichtlinien sehen auch eine Gabe von 30 kg N/ha vor, um eine gute Entwicklung der Gründüngungen zu gewährleisten (Sinjai et al. 2009). Diese Düngung kann für einige Situationen mit einer begrenzten Verfügbarkeit von Stickstoff berechtigt sein. Im übrigen kann sie aber durch Reinsaaten oder Leguminosen in Mischsaaten ersetzt werden, was sich günstig auf die Produktion von Biomasse auswirkt. Ein rasches Wachstum und eine reichliche Biomasseerzeugung durch die Zwischenkulturen sind unabdingbar für eine gute Bodenbedeckung, insbesondere wenn es darum geht, die Begleitflora ohne Herbizide in der Zwischenkultur in Schach zu halten (Melander et al. 2013). Die Stärkung der Rolle, welche die Leguminosen in einer Zwischenkultur spielen, um die Effizienz des Stickstoffkreislaufes und die Bekämpfung der Begleitflora zu verbessern, erfordert ein besseres Verständnis des Verhal- Zusammenfassung In der vorliegenden Studie wurden 27 Leguminosen als Bodenbedeckungspflanzen in Rein- und Mischkultur beurteilt. Ziel war es, deren Nutzen in Agro-Ökosystemen zu ermitteln. Die Resultate zeigen grosse Unterschiede im Verhalten der verschiedenen geprüften Arten. Die gebildete oberirdische Biomasse für die Zeitspanne von August bis zum ersten Frost lag zwischen 0,4 und 5,9 Tonnen Trockensubstanz pro Hektare. Es sind 377 bis 850 Gradtage nötig, um eine Bodenbedeckung von 50 % zu erreichen. Der durch die Leguminosen akkumulierte Stickstoff stammt vorwiegend aus der symbiotischen Stickstoff-Fixierung und beläuft sich von wenigen Kilogrammen bis zu 150 kg N/ha in drei Wachstumsmonaten. Die Konkurrenzkraft der Leguminosen gegenüber der Begleitflora ist eng mit der Menge der erzeugten Biomasse korreliert (R 2 = 0,93). Sie ist verwandt mit der Fähigkeit der geprüften Leguminosen Bestandesgemeinschaften in Mischung mit Phazelia und Hafer zu bilden. Fünf Arten (Saat-Platterbse, Ackerbohne, Erbse, Zottelwicke, Futterwicke) sind besonders dominant und machen 80 % der Biomasse in Mischung mit Phazelia aus, beziehungsweise etwa 70 % in Mischung mit Hafer. Diese fünf Arten sind jene, welche am meisten Biomasse erzeugen, den Boden am schnellsten bedecken und am meisten Luftstickstoff fixieren. Zahlreiche weitere Leguminosen (Schabzigerklee, Linse, weisse Lupine, Soja, Alexandrinerklee, Perserklee, Inkarnatklee, Ungarische Wicke) sind weniger konkurrenzfähig und eignen sich so gut zur Ergänzung von Pflanzengemeinschaften. tens der Arten als Bodenbedecker im Sommer. Es wurden Versuche angelegt, um das Wachstumsverhalten und die Stickstoff-Fixierungskapazität der Leguminosen besser zu kennen. Zudem soll ihre Konkurrenzfähigkeit gegenüber der unerwünschten Begleitflora und ihr Potentzial für den Aufbau von Pflanzengesellschaften besser verstanden werden. Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

22 Pflanzenbau Beurteilung von Leguminosen als Gründüngungspflanzen: Stickstoff und Begleitflora Tab. 1 Physikalisch - chemische Eigenschaften der Böden an den drei Versuchsstandorten Versuchsanlage Material und Methoden Versuchsanlage Ton % Der Artenvergleich beinhaltet 27 Leguminosen, zwei Nicht-Leguminosen und ein nicht gesätes Verfahren. Drei Feldversuche wurden 2010 und 2011 auf dem Versuchsgut Changins (Nyon 420 M.ü.M.) und 2011 auf dem Gutsbetrieb der landwirtschaftlichen Schule Rütti (Zollikofen, 544 M.ü.M.) angelegt. In Changins sind die Böden von einer mittleren Textur, mit einem ph im alkalischen Bereich und einer guten Versorgung mit organischer Substanz (Tab. 1). Im Jahr 2010 sind die Niederschläge vorwiegend gegen Ende des Vegetationszyklus gefallen, was zu einem kumulierten Wasserdefizit von 70 l/m² geführt hat (Tab. 2). Im Jahre 2011 gab es an beiden Versuchsstandorten regelmässige Niederschläge. Die Pflanzenarten wurden anhand von randomisierten Blockversuchen mit drei Wiederholungen beurteilt. Um die Leguminosen auch in Mischbeständen zu studieren, wurde quer zu den Reinsaaten ein Streifen Phazelia Phacelia tanacetifolia (halbe Dosis, 5 kg/ha) und ein Streifen Hafer Avena sativa (halbe Dosis, 66 kg/ha) angesät. Diese beiden Arten dienen auch als Referenz für Nicht-Leguminosen. Die Saat der Kleinparzellen (10 m²) wurde nach der Ernte des Wintergetreides und einer Bodenbearbeitung mit Pflug (Stroh abgeführt) mit einer Sämaschine des Typs Plotman Wintersteiger anfangs August (Tab. 2) vorgenommen. Es wurden keine Inokulationen vorgenommen. Sand % ph MO % N min kg N/ha Changins, ,9 3,4 52 Changins, ,4 2,0 78 Zollikofen, ,7 4,0 124 Beobachtungen und Messungen Während des Pflanzenwachstums wurde der Grad der Bodenbedeckung durch die Pflanzen in regelmässigen Intervallen nach der Saat erhoben. Mit diesen Daten wurde die Wachstumsdynamik der Pflanzen modelliert. Dabei wurden die Gleichungen von Gompertz (Bodner et al. 2010), welche auf der Basis der Gradtage seit der Saat (Basis 0 C; Tab. 2) berechnet worden waren, angepasst. Die Analysen wurden mit dem Softwarpacket R drc «Analysis of dose-response curves» (Ritz und Streibig 2005) durchgeführt. Die letzten Beobachtungen wurden beim Auftreten der ersten Herbstfröste gemacht (Tab. 2): Pflanzenhöhe, Anteil Begleitflora, Anteil jeder Leguminose in der Mischung mit Hafer und Phazelia, Ertrag der gebildteten Pflanzenmasse, mineralisierter Stickstoff (N min ) des Bodens unter nacktem Boden (0 90 cm). Auf Grund der Feldbeobachtungen wurden Proben von 22 Pflanzenarten zurückbehalten, um den aus der Luft stammenden Anteil Stickstoff (Nda) nach der Methode des natürlich vorkommenden 15 N (Unkovich et al. 2008) zu bestimmen (Tab. 3). Diese Methode erlaubt es, die Fähigkeit jeder Leguminosenart zur Stickstofffixierung zu charakterisieren. Die Methode beruht auf dem natürlichen Vorkommen im Boden von 15 N, dessen Gehalt im Boden höher liegt als in der Luft. Dementsprechend ist der Gehalt in der Biomasse einer nicht Stickstoff fixierenden Pflanze, die ihren Stickstoff aus dem Boden aufnimmt, höher als jener in einer Pflanze, die Luftstickstoff fixiert. Die Methode vergleicht somit die Konzentration von 15 N in einer nicht Luftstickstoff fixierenden Referenzpflanze mit jener in einer Leguminose. Die Methode erlaubt zwei Situationen der Stickstoffaufnahme bei der Leguminose zu unterscheiden: die Situation im Feld und die ausschliessliche Luftstickstofffixierung. Zu diesem Zweck wurde 2011 in Zollikofen ein Versuch unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt, bei welchem 22 Pflanzenarten in Töpfen unter Glashausbedingungen kultiviert wurden. Das Substrat war mit symbiotischen Bakterien angereichert, die durch Auswaschen von Boden aus dem Feldversuch gewonnen worden waren. Tab. 2 Zeitpunkte der Saaten und Ernten sowie meteorologische Daten Versuchsanlage Saaten Ernten Temperatursumme nach der Saat Grad-Tage (Basis 0 C) Niederschläge mm Potentzielle Evapotranspiration mm Date Date 15 Tage 30 Tage 60 Tage Changins, Changins, Zollikofen, Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

23 Beurteilung von Leguminosen als Gründüngungspflanzen: Stickstoff und Begleitflora Pflanzenbau Tab. 3 Wichtige Merkmale der geprüften Leguminosen: oberirdische Biomasse am Ende des Vegetationszyklus, Bestandeshöhe, erforderliche Zeit bis der Boden zu 50 % bedeckt ist (t50), Gesamtstickstoff in der oberirdischen Biomasse (N tot ), Stickstoff aus der Luft als Mengenangabe (Nda) und als Anteil am Gesamtstickstoff (pnda), Bedeckungsgrad des Bodens durch die Begleitflora zum Zeitpunkt der Ernte, Anteil der Leguminosen in den Mischungen mit Hafer und Phazelia Arten Biomasse t TS/ha Höhe cm t50 Grad-Tage N tot kg/ha Nda kg/ha pnda % Begleitflora % Mischung Hafer % Mischung Phacelia % 1 Cicer arietinum Kichererbse 1, Glycine max Soja 2, Lathyrus sativus Saat-Platterbse 3, Lens culinaris Linse 3, Lens culinaris cv.canada Linse cv. Canada 2, Lotus corniculatus Gewöhnlicher Hornklee 0, Lupinus albus Weisse Lupine 4, Lupinus angustifolius Schmalblättrige Lupine 2, Medicago lupulina Hopfen - Schneckenklee 1, Medicago sativa Luzerne, Alfalfa 1, Melilotus albus Weisser Steinklee 1, Onobrychis viciifolia Futter - Esparsette Pisum sativum cv.arvica Pisum sativum cv.hardy Trifolium alexandrinum Futtererbse cv. Arvica 4, Eiweisserbse cv. Hardy 5, Alexandrinerklee 3, Trifolium hybridum Schweden - Klee 1, Trifolium incarnatum Inkarnat - Klee 3, Trifolium pratense Wiesenklee, Rotklee 1, Trifolium repens Weissklee 1, Trifolium resupinatum Persischer Klee 2, Trifolium subterraneum Erdklee 1, Trigonella caerulea Schabziger - Klee 1, Trigonella foenum-graecum Griechischer Bockshorn - Klee 2, Vicia faba Ackerbohne 5, Vicia pannonica Ungarische Wicke 2, Vicia sativa Futterwicke. Saatwicke 4, Vicia villosa Zottelwicke 3, Avena sativa Saat - Hafer 4, Phacelia tanacetifolia Phacelia 4, Nackter Boden Nackter Boden 100 n p-value < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 ppds 5 % 0, ppds 1 % 0, Changins , Changins , Zollikofen , Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

24 Pflanzenbau Beurteilung von Leguminosen als Gründüngungspflanzen: Stickstoff und Begleitflora % Bodenbedeckung y = y max e ek(ti tmax) Avena sativa Lens culinaris Lotus corniculatus Medicago sativa Phacelia tanacetifolia Pisum sativum cv. Arvika Trifolium alexandrinum Trifolium resupinatum Trigonella foenum graecum Vicia faba Vicia sativa Vicia villosa Anzahl Grad Tage seit der Saat Abb. 1 Dynamik des Bodenbedeckungsgrades in Abhängigkeit von der Zeit seit der Saat für eine Auswahl von Arten in Changins im Jahre Die Analysen des Isotopes 15 N wurden mit dem Massenspektrometer des Labors «Isolab» an der ETHZ durchgeführt. Die Messungen wurden an der oberirdischen Biomasse vorgenommen, welche am Ende des Wachstumszyklus im Feld geerntet worden war, sowie auch an der Biomasse jener Pflanzenarten, die unter kontrollierten Bedingungen kultiviert worden waren. Futtererbse und die Saat-Platterbse neigen zur Lagerung und die lagernde Biomasse bei relativ feuchten Bedingungen (2011) zu Fäulnis. Die schwach entwickelten Arten haben unter Stickstoffmangel gelitten, da die symbiotischen Bakterien gefehlt haben (Soja, Kichererbse, Schabzigerklee), und sie wurden sogar teilweise durch Nagetiere zerstört (bei Soja durch Hasen). Varianzanalysen Multifaktorielle Varianzanalysen wurden für jede Variable vorgenommen und die entsprechenden ppds wurden berechnet (Gomez und Gomez 1984). Alle numerischen Analysen wurden mit dem Softwarepaket R (R Development Core Team 2011) vorgenommen. Resultate Oberirdische Biomasse Während der dreimonatigen Vegetationsdauer ist die Entwicklung des Biomasseertrages von einer Art zur anderen sehr unterschiedlich; sie reicht von 0,5 t TS/ha bis 5,9 t TS/ha (Tab. 3). In den meisten Fällen ist die Biomasseproduktion in beiden Versuchsjahren und an allen Versuchsstandorten relativ stabil geblieben. Die mehrjährigen Arten weisen im allgemeinen ein geringeres Wachstum auf als die einjährigen Arten. Zehn Leguminosen erreichen einen Ertrag von über 3,0 t TS/ha (Tab. 3). Einige davon zeigen vor allem ein Wachstum in die Höhe (Weisse Lupine, Erbse und Ackerbohne) während andere ein niedrigeres aber dichteres Blattwerk ausbilden (Saat- Platterbse, Linse, Perser- und Inkarnatklee, Wicken). Die Wachstumsdynamik Einige Arten weisen ein schnelleres Wachstum auf als Phazelia und Hafer (Zeit bis 50% des Bodens bedeckt sind): Saat-Platterbse, Linse, Futtererbse, Perserklee, Saatwicke und Zottelwicke (Tab. 3). Die Unterschiede in der Wachstumsdynamik während der Etablierungsphase waren besonders ausgeprägt im Jahre 2010 in Changins, wo trockene Verhältnisse herrschten. Damit wurde besonders deutlich, welche Arten sich vorteilhafterweise für eine Ansaat im Sommer eignen: Linse, Futtererbse, Perserklee, Wicken und auch Alexandrinerklee (Abb. 1). Aufnahme und Fixierung von Stickstoff Der durch die Leguminosen akkumulierte Stickstoff (N tot ) stammt hauptsächlich von der symbiotischen Fixierung (Nda) (Tab. 3, Abb. 2). Die symbiotische Fixierung beläuft sich in drei Vegetationsmonaten auf wenige Kilos bis 150 kg N/ha und ist von Art zu Art sehr unterschiedlich. Die Aufnahme von Stickstoff aus dem Boden (Nds) ergibt sich einerseits aus der Menge an verfügbarem Stickstoff in der Bodenlösung und andererseits aus der Absorptionsfähigkeit der Pflanze. Die Aufnahme aus dem Boden erreicht ein Maximum von 50 kg N/ha bei der Futterwi- 388 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

25 Beurteilung von Leguminosen als Gründüngungspflanzen: Stickstoff und Begleitflora Pflanzenbau Stickstoff akkumuliert [kg/ha] N Total: N Luft: N Boden: y = 30,3x ; R² = 0,75 y = 22,2x ; R² = 0,58 y = 8,1x ; R² = 0, Biomasse [t TS/ha] Abb. 2 Absorbierter Stickstoff in Funktion der Leguminosenbiomasse: Menge an Gesamtstickstoff (rote Rechtecke), Stickstoffmenge, die aus der Luft stammt (blaue Kreise) und Stickstoffmenge, die aus dem Boden absorbiert wurde (gelbe Dreiecke). Nummern und Arten gemäss Tabelle 3. Mittelwerte der drei Versuche. cke und der Erbse. Dieselbe Menge an Nds wird von Phazelia und Hafer akkumuliert, für welche Nds = N tot ist (Abb.2), aber auch für Soja bei welcher Nda vernachlässigbar blieb, da die symbiotische Aktivität fehlte. Im Gegensatz dazu nimmt die Ackerbohne nur 27 kg N/ha aus dem Boden auf, ist aber sehr produktiv (5,9 t TS/ha) und weist ein N tot von 163 kg N/ha auf. Zwischen dem Wert N tot und der Menge an Biomasse besteht eine gute Beziehung (R 2 = 0,75) (Abb. 2). Diese Beziehung beruht vor allem auf Nda (R 2 = 0,58), und weniger auf Nds (R 2 = 0,10). Pro Einheit Biomasse wird eine Stickstoffmenge von 30 kg N/ t TS akkumuliert, wovon 22 kg aus der Luft und 8 kg aus dem Boden stammen (Abb. 2). Die Ackerbohne und die Zottelwicke weisen die höchsten Stickstoffakkumulationsvermögen auf mit einem N tot - Wert von 163 kg N/ha wovon der Anteil aus der Luft (pnda) 85% beträgt (Tab. 3). Die Futterwicke erreicht eine ähnliche Leistung mit einem N tot - Wert von 171 kg N/ha und einem pnda - Wert von 75%. Mehrere Kleearten weisen eine ansehnliche symbiotische Leistung auf mit einem pnda - Wert von 70% und einem mittleren N tot - Wert von 30 bis 70 kg N/ha. An den Versuchsstandorten wurden analoge Leistungen erreicht mit einigen kleinen Unterschieden. Die Trockenheit in Changins von 2010 hat sich negativ auf die Bodenbedeckung (Abb. 1 und Tab. 3), die Biomasseproduktion sowie die Stickstoffakkumulation ausgewirkt, ohne jedoch den Nda - Prozentsatz zu schmälern. Im Jahre 2011 wiesen die Leguminosen in Changins ein besonders gutes Niveau der Stickstoffakkumulation auf (Tab. 3). Der pnda - Wert war tendenziell etwas tiefer in Zollikofen (9 kg N/ha). Dies kann in Bezug gesetzt werden zur hohen Bodenfruchtbarkeit an diesem Standort mit einem Nmin von 124 kg N/ha (Tab. 1) im Verfahren unbedeckter Boden am Ende der Vegetationsdauer des Jahres In Changins lagen die Nmin - Werte bei 80 kg N/ha im 2011 und bei 52 kg N/ha im Jahre Einfluss auf die Begleitflora Im Jahr 2010 setzte sich die Begleitflora in Changins vorwiegend zusammen aus Zurückgekrümmtem Fuchsschwanz (Amaranthus retroflexus) und Weissem Gänsefuss (Chenopodium album). Dazu gesellen sich sekundäre Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

26 Pflanzenbau Beurteilung von Leguminosen als Gründüngungspflanzen: Stickstoff und Begleitflora A B y = 90,8e 0,982x + 5,9 R² = 0, y = 0,11x 29,8 R² = 0, % unerwünschte Begleitflora % unerwünschte Begleitflora Biomasse [t TS/ha] Zeitdauer (Grad Tage) bis zum Erreichen einer Bedeckung von 35% Abb. 3 Anteil der Begleitflora an der Biomasse in Abhängigkeit von der Biomasse (A) der Leguminosen und der Zeit (B), die abzuwarten ist, bis der Boden zu 35 % durch die Leguminose bedeckt wird. Nummern und Arten gemäss Tabelle 3. Arten wie der Floh-Knöterich (Polygonum persicaria = Persicaria maculosa), die rote Taubnessel (Lamium purpureum var. purpureum), das Hirtentäschel (Capsella bursapastoris) und die Rauhe Gänsedistel (Sonchus asper). Im Jahre 2011 trat Raps (Brassica napus) zudem in beiden Versuchsflächen sehr deutlich auf. Der Biomasseertrag der Begleitflora belief sich in den nicht angesäten Parzellen mit nacktem Boden auf 0,98 t TS/ha (Mittelwert aus drei Versuchen). Der Anteil der Begleitflora verhält sich umgekehrt zur Biomasse der Leguminosen (R 2 = 0,93) (Abb. 3A). Um gegenüber der Begleitflora (< 15%) eine ausreichende Konkurrenz zu gewährleisten, braucht es eine Vegetationsdecke mit mehr als 3,5 t TS/ha. Die Anzahl Tage, die nötig sind, um 35% des Bodens zu bedecken, ist der beste Indikator für die Beziehung zwischen der Wachstumsdynamik der Leguminosen und dem Vorhandensein der Begleitflora (R 2 = 0,6) (Abb. 3B). Leistung in Mischungen In den Mischungen der Leguminosen mit Phazelia und Hafer werden die unterschiedlichen Fähigkeiten der Leguminosen zur Bildung von Pflanzengesellschaften sichtbar (Abb. 4A; Tab. 3). Fünf Arten (Saat-Platterbse, Ackerbohne, Zottelwicke, Futterwicke, Erbse) sind besonders dominant und machen mehr als 80 % der Biomasse in Mischung mit Phazelia und ungefähr 70 % in Mischung mit Hafer aus. Die Futtererbse cv. Arvica ist ausgesprochen konkurrenzstark, macht sie doch mehr als 90 % der Biomasse in den beiden Mischungen aus. Eine Gruppe von Arten erweist sich als komplementär in dem sie 40 bis 50 % der Mischungen ausmachen (Griechischer Bockshornklee, Soja, Weisse Lupine, Alexandrinerklee, Ungarische Wicke, Perserklee, Inkarnatklee, Linse). Hafer ist gegenüber den Leguminosen ein wenig konkurrenzkräftiger als Phazelia (Abb. 4A). Im Jahre 2010 hat Phazelia von der Vergesellschaftung mit einer Leguminose mehr für ihr Wachstum der Biomasse profitiert als der Hafer (in Changins gemessen, Daten nicht dargestellt). Der Anteil der Leguminosen in den Pflanzengesellschaften korreliert gut mit der Konkurrenzfähigkeit gegenüber der Begleitflora (R 2 = 0,89) (Abb. 4B). Diskussion Zwischen den 27 studierten Leguminosenarten wurden relativ grosse Unterschiede im Wachstumsverhalten festgestellt, was erlaubt, verschiedene Verwendungen die- 390 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

27 Beurteilung von Leguminosen als Gründüngungspflanzen: Stickstoff und Begleitflora Pflanzenbau A B y = 66,0e -0,03x -1,3 R² = 0,89 % Biomasse in der Mischung mit Phacelia % unerwünschte Begleitflora % Biomasse in der Mischung mit Hafer % mittlerer Biomasseanteil in den Mischungen Abb. 4 Kapazität der Leguminosen zur Vergesellschaftung. A. Anteil der Leguminose in Mischung mit Hafer und Phazelia (% der Biomasse +/- Standardfehler). B. Anteil der Begleitflora im reinen Leguminosenbestand in Abhängigkeit vom Anteil der Leguminose in den Mischungen mit Phazelia und Hafer. Nummern und Arten gemäss Tabelle 3. ser Arten als Bodenbedecker vorzusehen. Die symbiotische Luftstickstofffixierung ist die von den Leguminosen hauptsächlich erwartete Funktion. Überdies lohnt es sich aber auch, ihre Funktion als Gründüngung in Reinkultur oder in Mischung sowie ihren Effekt auf die Unkraut- Begleitflora näher zu betrachten. Stickstoff Zu Beginn ihres Wachstums stellt Stickstoff aus dem Boden die erste N-Nahrungsquelle bei den Leguminosen dar. Die Resultate zeigen, dass gewisse Leguminosen fähig sind, aus dem Boden gleich viel Stickstoff aufzunehmen wie Nicht-Luftstickstoff fixierende Pflanzen. Dies liegt an ihrem beträchtlichen Wachstumspotenzial (Erbse, Futterwicke) oder beim Fehlen der Symbiose an einer hohen Aufnahmekapazität aus dem Boden (Soja). Keine Leguminose hat jedoch mehr als die 50 kg N/ha aufgenommen, welche durch Phazelia und Hafer aufgenommen worden waren. Die symbiotische N-Fixierung hat in der oberirdischen Biomasse zu einer beträchtlichen Stickstoffakkumulation geführt, ähnlich jener, die in einem fruchtbaren Boden am Ende derselben Periode feststellbar waren (Nmin von 120 kg N/ha in Zollikofen). Diese Stickstoffmengen aus der Luft sind umso bedeut- samer als gewisse Leguminosen (Ackerbohne) eine bescheidene Fähigkeit aufweisen, Stickstoff aus dem Boden aufzunehmen. Innerhalb von drei Monaten hat die Ackerbohne eine Stickstoffmenge fixiert, welche sich mit jener in einer andern Studie vergleichen lässt, in welcher die Ackerbohne als Hauptkultur (sechs Monate Vegetationsdauer) angebaut worden war (Lopez-Bellido et al. 2006). Die relative Ähnlichkeit der Luftstickstofffixierung an beiden Versuchsstandorten, trotz unterschiedlicher Witterungs- (2010 und 2011) und Bodenbedingungen (Changins und Zollikofen), unterstreicht die entscheidende Bedeutung, welche der Pflanzenart zukommt. Die Effizienz der gesamten Verwendung der Stickstoffquellen hängt einerseits von der N-Absorption der Leguminose aus dem Boden ab, andererseits aber auch von der Menge an fixiertem Luftstickstoff, von welchem die in der Fruchtfolge nachfolgenden Kulturen profitieren. Gegenwärtig wird in den Düngungsrichtlinien ein Maximum von 30 kg N/ha als abzugsberechtigt von der Düngung nach einer überwinternden Legminose (Sinaj et al. 2009) angesehen, ohne jedoch die nachfolgenden Effekte dieses Elementes oder anderer mineralischer Elemente zu berücksichtigen. Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

28 Pflanzenbau Beurteilung von Leguminosen als Gründüngungspflanzen: Stickstoff und Begleitflora Der erwartete Effekt durch die Bodenbedeckung ist wichtig um die Rolle und die Auswahl der Leguminose zu präzisieren, sei es für die Verhinderung der Nitratauswaschung, sowie für den ins System fliessenden Beitrag an Stickstoff und organischer Substanz. Diese Thematik ist in vertiefter Weise durch eine wissenschaftliche Expertise behandelt worden, welche auch eine breite Literaturstudie beinhaltete (Justes et al. 2012). Die Leguminosen können wirkungsvoll verwendet werden, um Nitratverluste zu verringern, auch wenn ihre Effizienz zweimal schwächer ist als jene der Nicht-Leguminosen. Überdies haben sie einen positiven Effekt auf den Fruchtwechsel im Vergleich zu andern Gründüngungen, deren Wirkung oft schlecht genutzt wird (Maltas et al. 2012b). Schliesslich beeinflusst das C/N Verhältnis die Mineralisation der Rückstände einer Gründüngung, insbesondere jener der Leguminosen. Eignung für Pflanzenmischungen und Konkurrenzfähigkeit Pflanzengesellschaften zählen zu den innovativen Lösungen um die Mehrfachfunktionen der Leguminosen zu optimieren. Leguminosen erfüllen wertvolle Funktionen als Gründüngungen oder als Mischungspartner in Gräser-Leguminosen-Mischungen (Mosimann et al. 2012). Die Tests mit Pflanzengesellschaften haben verschiedene Verhaltensmuster der Leguminosen aufgezeigt. Es gibt sehr konkurrenzstarke Leguminosenarten, die prädestiniert sind in einem Gemisch dominant zu sein (Futtererbse). Es gibt solche die eher einen ausgewogenen Mischungspartner abgeben (Alexandrinerklee) oder schwach konkurrenzfähige Arten, die eine untergeordnete Rolle als Mischungspartner spielen (zweijährige Arten). Im weiteren hat diese Studie gezeigt, dass Phazelia als Partner in Mischungen besser angepasst ist als Hafer. Phazelia dürfte etwas weniger konkurrenzstark sein, den verfügbaren Stickstoff besser nutzen oder noch eine Wechselwirkung mit der Pflanzengesellschaft aufweisen. Die Analogie, welche zwischen der Eignung zur Mischung und der Konkurrenzfähigkeit gegenüber der Unkraut-Begleitflora aufgezeigt wurde, erlaubt eine kreuzweise Verwendung der Resultate. Die erzeugte Biomasse ergibt somit eine Information, welche für beide Funktionen relativ koherent ist. Die Geschwindigkeit der Bodenbedeckung oder die Höhe der Pflanzen sind wichtige Charakteristika, welche die grosse Variabilität der Leguminosen belegen. Sie erlauben eine gezielte Verwendung jeder Art anzupeilen. Allerdings bleibt der Einsatz der Leguminosen gegen die Unkraut- Begleitflora umstritten, da während des Wachstums einerseits ein Konkurrenzeffekt auftritt (Stickstoff, Licht, Wasser), andererseits gibt es einen Effekt des Residualstickstoffs, der für die Begleitflora günstig ist (Charles et al. 2012). Schlussfolgerungen Die untersuchten Leguminosen haben sehr unterschiedliche Verhalten gezeigt in Bezug auf die Biomasseproduktion, die Bodenbedeckung, die Konkurrenzierung der Begleitflora sowie die symbiotische Luftstickstoff- Fixierung. Es konnten verschiedene Gruppen erkannt werden: eine Gruppe besteht aus sehr konkurrenzfähigen Arten, eine weitere umfasst Leguminosen, die zu ausgeglichenen Pflanzenbeständen beitragen, eine dritte Gruppe enthält Leguminosenarten, welche wenig geeignet sind die Funktion zur Bildung einer Vegetationsdecke zu übernehmen. Wie die Leguminosen in Mischungen einzusetzen sind und wie das Zusammenspiel der Arten in den Pflanzengesellschaften optimal genutzt werden kann muss noch erarbeitet werden. n 392 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

29 Beurteilung von Leguminosen als Gründüngungspflanzen: Stickstoff und Begleitflora Pflanzenbau Screening di leguminose per coperture vegetali: Screening of legumes as cover crops: nitrogen and Riassunto azoto e avventizie Questo studio ha valutato 27 leguminose come coperture vegetali in purezza e in associazione con lo scopo di precisarne i servizi agro-ecosistemici. I risultati mostrano delle importanti variazioni del Summary weeds This study evaluated 27 legumes as cover crops, sowed in pure or mixed stands, with the aim to outline their agrosystemic services. The results show important behavior variations among the comportamento tra le diverse specie testate. La different legumes. The amount of aerial biomass quantità di biomassa aerea formatasi dal mese di built from August until the first frost achieve agosto fino al primo gelo si situa tra 0,4 e 5,9 t SS/ between 0.4 and 5.9 t DM/ha. From 377 to 850 ha. Sono necessari da 377 a 850 gradi giorno per degrees-days are necessary to reach 50 % of soil raggiungere il 50 % di copertura del suolo. L azoto cover. The nitrogen accumulated by the legumes is accumulato dalle leguminose proviene principal- mainly due to symbiotic nitrogen fixation and vary mente dalla fissazione simbiotica e varia di from a few kg to 150 kg N/ha. The ability of qualche kilo a 150 kg N/ha in tre mesi di vegeta- legumes to compete with weeds is closely corre- zione. La capacità delle leguminose di contrastare lated with the amount of biomass produced (R 2 = le avventizie è strettamente correlata alla quantità 0.93). It is analogous to the aptitude of association di biomassa prodotta (R 2 =0,93). Ella risulta simile tested on legumes in mixtures with oat and alla facoltà d associazione delle leguminose phacelia. Five species (grass pea, faba bean, hairy testate nelle miscele composte da facelia e avena. vetch, common vetch and pea) are found to be very Cinque specie (cicerchia coltivata, fava, piselli, dominant and reach more than 80 % of biomass in veccia villosa e coltivata) sono particolarmente mixture with phacelia and about 70 % with oat. dominanti e compongono più dell 80 % della These species are also those producing the highest biomassa miscelata con facelia e ca. il 70 % con biomass, covering soil most rapidly, and fixing high avena. Sono queste specie che producono più quantity of nitrogen. Many other legumes (fenu- biomassa, che coprono il suolo più rapidamente e greek, lentil, white lupin, soybean, berseem clover, che fissano più azoto proveniente dall aria. persian clover, crimson clover, hungarian vetch) Numerose altre leguminose (fieno greco, lentic- show less competitive performance and offer a chie, lupino bianco, soia, trifoglio alessandrino, good complement for species associations. trifoglio persiano, trifoglio incarnato, veccia d Ungheria) sono meno concorrenziali e offrono di Key words: legumes, cover crops, biological conseguenza una buona complementarietà per nitrogen fixation, weed control, intercropping. delle associazioni di specie. Literatur Bodner G., Himmelbauer M., Loiskandl W. & Kaul H., Improved evaluation of cover crop species by growth and root factors. Agronomy for Sustainable Development 30 (2), Charles R., Bovet V., Bouttet D., Poivet K., Casta P. & Bengochea A., Quelles cultures de protéagineux pour la Suisse? Revue suisse d'agriculture 40 (1), Charles R., Montfort F. & Sarthou J. P., Effets biotiques des cultures intermédiaires sur les adventices, la microflore et la faune. In: Justes et al., Réduire les fuites de nitrate au moyen de cultures intermédiaires: conséquences sur les bilans d eau et d azote, autres services écosystémiques. Rapport d'étude, INRA (France). Gomez K. A. & Gomez A. A., Statistical procedures for agricultural research. Second Edition. John Wiley & Sons, Inc. Justes E., Beaudoin N., Bertuzzi P., Charles R., Constantin J., Dürr C., Hermon C., Joannon A., Le Bas C., Mary B., Mignolet C., Montfort F., Ruiz L., Sarthou J.P., Souchère V., Tournebize J., Savini I. & Réchauchère O., Réduire les fuites de nitrate au moyen de cultures intermédiaires: conséquences sur les bilans d'eau et d'azote, autres services, écosystémiques. Rapport d'étude, INRA (France). López-Bellido L., López-Bellido R. J., Redondo R. & Benítez J., Faba bean nitrogen fixation in a wheat-based rotation under rainfed Mediterranean conditions: effect of tillage system. Field Crops Research 98, Maltas A., Oberholzer H., Charles R., Bovet V. & Sinaj S., 2012a. Langfristige Wirkung von organischen Düngern auf die Bodeneigenschaften. Agrarforschung Schweiz 3, Maltas A., Charles R., Bovet V. & Sinaj S., 2012b. Ertrag und Stickstoffdüngung im Pflanzenbau: Langfristige Wirkung organischer Dünger. Agrarforschung Schweiz 3, Melander B., Munier-Jolain N., Charles R., Wirth J., Schwarz J., van der Weide R., Bonin L., Jensen P. K. & Kudsk P., European perspectives on the adoption of nonchemical weed management in reduced-tillage systems for arable crops. Weed Technology 27, Mosimann E., Frick R., Suter D., Rosenberg E., Standardmischungen für den Futterbau Revision Agrarforschung Schweiz 3, R Development Core Team, R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. ISBN Zugang: Ritz C. & Streibig J. C., Bioassay Analysis using R. Journal of Statistical Software 12 (5). Sinaj S., Richner W., Flisch R. & Charles R., Grundlagen für die Düngung im Acker- und Futterbau (GRUDAF). Agrarforschung 16 (2), Unkovich M., Measuring plant-associated nitrogen fixation in agricultural systems. Australian Centre for International Agricultural Research, Canberra ACT. Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

30 P f l a n z e n b a u Marktkontrollen Qualität von Pflanzenschutzmitteln in der Schweiz Ulrich Schaller, Bruno Patrian, Astrid Bächli, Ursula Streit und Marianne Balmer Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 8820 Wädenswil, Schweiz Auskünfte: Ulrich Schaller, ulrich.schaller@agroscope.admin.ch, Tel Abb. 1 Bei den Marktkontrollen von Pflanzenschutzmitteln arbeiten Kantone, BLW und Agroscope eng zusammen. Die Laboruntersuchungen führt die Gruppe Pflanzenschutzchemie bei Agroscope in Wädenswil durch. (Foto: Keystone / Gaëtan Bally) Einleitung Bevor Pflanzenschutzmittel (PSM) in der Schweiz in den Verkauf gelangen, werden sie eingehend geprüft. Dabei werden einerseits die mit der Anwendung von Pflanzenschutzmitteln einhergehenden möglichen Risiken für Mensch und Umwelt evaluiert, anderseits wird die Eignung der Produkte für den landwirtschaftlichen Einsatz geprüft. Dabei sind neben der biologischen Wirksamkeit auch bestimmte physikalisch-chemische Eigenschaften der Produkte sowie die Identität und Qualität der Wirkstoffe von grosser Bedeutung. Diese so genannten wertbestimmenden Eigenschaften werden nach der Zulassung bei Marktkontrollen überprüft. Während für die Zulassung von Pflanzenschutzmittel-Produkten die Zulassungsstelle beim Bundesamt für Landwirtschaft (BLW) zuständig ist, obliegt die Kontrolle der sich im Handel befindlichen Produkte den 394 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

31 Marktkontrollen Qualität von Pflanzenschutzmitteln in der Schweiz Pflanzenbau Kantonen. Die jährlichen Kontrollkampagnen werden durch die «Koordinationsplattform Vollzug Chemikalienrecht» (KPVC) koordiniert und erfolgen in enger Zusammenarbeit zwischen den kantonalen Vollzugsorganen (kantonale Laboratorien, Chemikalienfachstellen), der Zulassungsstelle für Pflanzenschutzmittel des BLW und der Forschungsanstalt Agroscope (Abb.1). Für die Probenahme und die Beurteilung der Verpackung sind die Kantone zuständig, während die Untersuchungen im Marktkontroll-Labor der Gruppe Pflanzenschutzchemie bei Agroscope in Wädenswil durchgeführt werden. Die gesetzliche Basis bilden das Chemikaliengesetz (ChemG), die Pflanzenschutzmittelverordnung (PSMV) und die Chemikalienverordnung (ChemV). Marktkontrolle von Pflanzenschutzmitteln Ziel der Pflanzenschutzmittel-Kampagnen ist es, die Qualität von Pflanzenschutzmitteln, die sich auf dem Schweizer Markt befinden, im Hinblick auf verschiedenste Aspekte zu überprüfen. Wichtig ist dabei, dass der Inverkehrbringer das Produkt so auf dem Markt anbietet, wie es zugelassen wurde, und dass es die Qualitätsanforderungen dauerhaft erfüllt. So wird gewährleistet, dass die eingesetzten Pflanzenschutzmittel-Produkte für den Anwender gut handhabbar, für die Kultur verträglich sind und die beabsichtige Wirkung erzielen. Einerseits wird bei Marktkontrollen untersucht, ob die Identität des Wirkstoffes stimmt und dessen Gehalt und Qualität den Anforderungen entspricht. Anderseits werden je nach Pflanzenschutzmittel bestimmte Eigenschaften des Produktes untersucht. Dabei handelt es sich um Parameter, die für den Einsatz in der Praxis und für den Schutz des Anwenders von Bedeutung sind. Es soll sichergestellt werden, dass der Tank nicht überschäumt, die Düsen nicht verstopfen und der Wirkstoff homogen in der Spritzbrühe verteilt ist. Die Eignung der Formulierung wird mittels international standardisierten physikalisch-chemischen Tests überprüft (FAO/WHO-Manual 2010). Zusätzlich werden die Vollständigkeit der Angaben auf der Etikette und die Dichtigkeit und Zweckmässigkeit des Gebindes geprüft. Nachfolgend zeigen wir anhand einiger Beispiele aus den Marktkontrollen der letzten fünf Jahre (Tab. 1), welche Parameter untersucht wurden und geben einen Überblick über die Ergebnisse (Tab. 2). Berichte aus früheren Kampagnen und grundlegende Aspekte zur Marktkontrolle wurden bereits früher publiziert (Patrian et al. 2005; Patrian et al. 2007; Berichte Pflanzenschutzmittel der KPVC). Zusammenfassung 2008 Die Marktkontrolle von Pflanzenschutzmitteln, die in der Schweiz verkauft werden, wird in enger Zusammenarbeit zwischen den kantonalen Laboratorien, der Zulassungsstelle für Pflanzenschutzmittel und der Forschungsanstalt Agroscope durchgeführt. In den Jahren 2008 bis 2012 wurden in fünf Kampagnen 106 Pflanzenschutzmittel bezüglich Gehalt und Qualität des Wirkstoffs sowie ihrer wichtigsten physikalisch- chemischen Eigenschaften im Labor untersucht. Dabei wurden verschiedene Mängel aufgedeckt. In einem Fall enthielt ein Produkt nicht den deklarierten Wirkstoff. Hingegen haben die Kontrollen keine zu hohen Gehalte an toxikologisch relevanten Verunreinigungen gezeigt. Bei den physikalisch-chemischen Eigenschaften ergaben sich in rund 10 % der Fälle Abweichungen von den Anforderungen. In einem Fall wurde ein weisses Pulver anstelle des Granulates verkauft. Unvollständige oder falsche Angaben auf der Etikette oder in der Gebrauchsanweisung wurden bei über 40 % der Produkte beanstandet. Insgesamt tragen die Marktkontrollen dazu bei, sicher zu stellen, dass für die Landwirtschaft qualitativ hochwertige und sichere Pflanzenschutzmittel zur Verfügung stehen. Tab. 1 Übersicht über die Marktkontrollen der letzten fünf Jahre. Angegeben sind die Wirkstoffe und die relevanten Verunreinigungen, welche geprüft wurden Pflanzenschutzmittel (PSM) mit den Wirkstoffen Mecoprop-P (MCPP) und 2,4-D (2,4-Dichlorophenoxyessigsäure). Untersucht wurden insbesondere das Enantiomeren-Verhältnis bei MCPP und die relevanten Verunreinigungen 4-Chlor-2-methylphenol von MCPP und 2,4-Dichlorphenol von 2,4-D. PSM mit dem Wirkstoff Chlorothalonil unter Berücksichtigung der relevanten Verunreinigungen Hexachlorbenzol und Decachlorbiphenyl PSM mit den Wirkstoffen Cypermethrin, alpha-cypermethrin, zeta-cypermethrin und Deltamethrin PSM mit dem Wirkstoff Folpet unter Berücksichtigung der relevanten Verunreinigungen Tetrachlorkohlenstoff und Perchlormethylmercaptan PSM mit den Wirkstoffen Dimethoat, Chlorpyrifos und Metamitron unter Berücksichtigung der relevanten Verunreinigungen Isodimethoat und Omethoat von Dimethoat und Sulfotep von Chlorpyrifos Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

32 Pflanzenbau Marktkontrollen Qualität von Pflanzenschutzmitteln in der Schweiz Tab. 2 Übersicht über die Ergebnisse der Marktkontrollen. Angegeben wird die Anzahl Proben, die Auffälligkeiten und Abweichungen zeigten. Dies hatte zur Folge, dass eine Beanstandung ausgesprochen werden musste oder der Hersteller zu einer Stellungnahme beziehungsweise zur Ergreifung von Korrekturmassnahmen aufgefordert wurde Kampagne (Jahr) Anzahl Proben Anzahl Proben, die nicht den Anforderungen entsprachen Wirkstoff-Gehalt relevante Verun reinigung physikalischchemische Tests Etikette, Gebrauchsanweisung Gebinde (Dichtigkeit) Total (7,5 %) 0 10 (11 %) 44 (42 %) 2 (2 %) Resultate der Kampagnen Richtiger Wirkstoff? Wichtige Qualitätskriterien sind die Identität und der Gehalt des Wirkstoffs im Pflanzenschutzmittel. Es kommt vor, dass nicht der deklarierte Wirkstoff enthalten ist, wie ein Beispiel aus der Marktkontrolle 2010 zeigt: In der Schweiz ist neben dem insektiziden Wirkstoff Cypermethrin, der aus einer Mischung von vier Enantiomerenpaaren besteht, auch der Wirkstoff alpha-cypermethrin zugelassen. Dieser enthält nur ein Enantiomerenpaar, das jedoch die höchste biologische Aktivität aufweist. Die Herstellung von alpha-cypermethrin ist aufwändig und teurer. Dieser Wirkstoff hat aber in der Praxis den Vorteil, dass mit einer geringeren Aufwandmenge dieselbe Wirkung erzielt werden kann. Gleichzeitig sind Rückstände und unerwünschte Nebenwirkungen geringer. Eines der in der Kampagne untersuchten Pflanzenschutzmittel sollte laut Etikette und Zulassung den Wirkstoff alpha-cypermethrin enthalten. Tatsächlich konnten wir aber mittels chemisch-analytischer Trennverfahren eindeutig zeigen, dass bei der Herstel- 19,00 18,00 17,00 αr (1R)-cis αs (1S)-cis GC DB-1 cypermethrin αr (1R)-trans αs (1S)-trans αs (1R)-cis αr (1S)-cis αs (1R)-trans αr (1S)-trans 26,0 24,0 22,0 GC DB-1 alpha-cypermethrin αs (1R)-cis αr (1S)-cis 20,0 16,00 18,0 min min 27,00 28,00 29,00 30,00 27,00 28,00 29,00 Abb. 2 Pflanzenschutzmittelkampagne Gaschromatogramme von Cypermethrin (links) es sind alle vier Enantiomerenpaare sichtbar und von alpha-cypermethrin (rechts) es ist hauptsächlich ein Enantiomerenpaar sichtbar. Ein Produkt enthielt fälschlicherweise Cypermethrin, obwohl es gemäss Zulassung nur alpha-cypermethrin enthalten durfte. 396 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

33 Marktkontrollen Qualität von Pflanzenschutzmitteln in der Schweiz Pflanzenbau Abb. 3 Pflanzenschutzmittelkampagne 2011: Vier verschiedene Muster eines Folpet-haltigen Pflanzenschutzmittels. Handelt es sich hier um das gleiche Produkt? lung der Wirkstoff Cypermethrin eingesetzt wurde (Abb. 2). Solche Befunde sind selten, in diesem Fall lag aber eindeutig eine Täuschung des Endverbrauchers vor. Dieser wollte ein höherwertiges Pflanzenschutzmittel einsetzen, erhielt aber ein Produkt ohne den Mehrwert. Beim Wirkstoff-Gehalt wurden in den vergangenen fünf Jahren nur bei sieben Proben leicht zu tiefe Konzentrationen gemessen. Toxikologisch relevante Verunreinigungen Verunreinigungen dürfen in einem Pflanzenschutzmittel-Wirkstoff in geringen Mengen enthalten sein, so beispielsweise Nebenprodukte aus der Synthese. Sind diese deutlich toxischer als der Wirkstoff selbst, werden bei der Zulassung in der EU Höchstgehalte spezifiziert, die nicht überschritten werden dürfen. Damit soll gewährleistet werden, dass keine zusätzlichen Risiken für Anwender, Konsumentinnen und Konsumenten und Umwelt entstehen. In den verschiedenen Marktkontrollen haben wir je nach Pflanzenschutzmittel-Wirkstoff die toxikologisch relevanten Verunreinigungen untersucht (Tab. 1). Erfreulicher- weise stellten wir in den letzten fünf Jahren keinerlei erhöhte Werte fest. Den Herstellern der Wirkstoffe dürfen wir in dieser Beziehung ein gutes Zeugnis ausstellen. Gute Herstellung? Pflanzenschutzmittel-Produkte enthalten neben den Wirkstoffen verschiedene Hilfs- oder Beistoffe, die z.b. als Frostschutz, Lösungsmittel oder als Schaumhemmer dienen. Je nach Eigenschaft eines Wirkstoffs und des vorgesehenen Einsatzes, setzt sich ein Produkt unterschiedlich zusammen. Deshalb wurden für Pflanzenschutzmittel verschiedene, international gültige Formulierungstypen definiert. Diese unterscheiden sich optisch und in ihren chemisch-physikalischen Eigenschaften stark, sie können etwa in fester Form als Granulat oder Pulver vorliegen oder als flüssige Emulsion oder Suspension. Eine leicht zu überprüfende Eigenschaft eines jeden Produkts ist das Aussehen. In Abbildung 3 sind vier Muster eines Pflanzenschutzmittels abgebildet, welche sich offensichtlich in Farbe und Körnung deutlich unterscheiden. Da das Produkt gemäss Zulassung ein wasserlösli- Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

34 Pflanzenbau Marktkontrollen Qualität von Pflanzenschutzmitteln in der Schweiz Abb. 4 Pflanzenschutzmittelkampagne Benetzbarkeits-Test eines Folpet-haltigen Pflanzenschutzmittels: Sogar nach mehr als zehn Minuten ist das Produkt noch nicht vollständig benetzt. ches Granulat ist, in der Praxis aber als Pulver verkauft wurde, musste es wegen der gravierenden Abweichung beanstandet werden. Je nach Formulierungstyp sind weitere physikalischchemische Eigenschaften von Bedeutung, die im Labor mit geeigneten Tests geprüft werden. Benetzbarkeit Für Pulver- und Granulat-förmige Formulierungen ist die Benetzbarkeit eine wichtige Eigenschaft. Dabei wird gemessen, wie schnell sich das Produkt nach dessen Zugabe zu einer wässrigen Lösung benetzt, d.h. nicht mehr auf der Oberfläche schwimmt (Abb. 4). Während sich das hellbraune und dunkelbraune Granulat (Abb. 3) in zehn beziehungsweise einer Sekunde benetzte, benötigten die beiden weissen, pulverartigen Produkte eine Benetzungszeit von 30 beziehungsweise 60 Minuten. Die Anforderung an die Proben im Test liegt gemäss FAO/WHO Manual 2010 bei maximal 60 Sekunden. Dieses Pulver wird sich kaum vollständig und homogen in der Spritzbrühe lösen. Es besteht die Gefahr, dass es viel zu lange obenauf schwimmt, sich ein Teil des Pulvers an der Innenseite des Tanks ablagert und deshalb die ausgebrachte Menge deutlich zu gering ist. Nass-Siebtest Der Test gibt Aufschluss darüber, ob sich ein Pflanzenschutzmittel im Wasser gut auflöst. Dazu wird gemessen, welcher Anteil auf einem Sieb mit einer Maschengrösse von 75 µm zurückbleibt. In den Kampagnen zeigten einige Wasser-dispergierbare Granulate beim Nass-Siebtest Rückstände, die um oder über den erlaubten 2 % lagen (Abb. 5). In der Praxis tendieren Formulierungen mit hohen Rückständen dazu, die Spritzdüse schon nach kurzem Einsatz zu verstopfen. Da der Wirkstoff in der Spritzlösung nicht vollständig gelöst ist, wird allenfalls auch zu wenig Wirkstoff auf die Kultur ausgebracht. Suspensionsstabilität Die gleichmässige Verteilung des Wirkstoffs in der Spritzbrühe ist bei Suspensionskonzentraten oft schwierig zu erreichen. Mit dem Suspensionsstabilitätstest wird deshalb überprüft, ob die Partikel fein verteilt sind und über längere Zeit in der Lösung schweben, ohne sich auf dem Boden abzusetzen. Abbildung 6 zeigt auf der rechten Seite ein Folpethaltiges Wasser-dispergierbares Granulat, welches im Test eine Suspensionsstabilität von nur 46 % aufweist, 398 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

35 Marktkontrollen Qualität von Pflanzenschutzmitteln in der Schweiz Pflanzenbau Abb. 5 Pflanzenschutzmittelkampagne Rückstände eines Folpet-haltigen Produktes nach Nasssieb-Test. anstatt der erforderlichen 60 %. Deshalb sind einige Folpet-haltige Produkte nur mit der Auflage zugelassen, dass die Spritzbrühe im Tank regelmässig gerührt wird. Damit wird gewährleistet, dass der Wirkstoff trotz der geringen Stabilität gleichmässig auf die Kultur verteilt wird. chungen bei den Informationen reichen von kleinen, formalen Punkten wie fehlende Batch-Nummer oder falscher Formulierungstyp bis zu sicherheitsrelevanten Aspekten wie z.b. zu hohe Aufwandkonzentration, zu kurze Wartefrist, falscher Behandlungszeitpunkt oder nicht bewilligte Anwendungen. Gebinde Von den mehr als einhundert geprüften Gebinden waren zwei nicht vollständig dicht, so dass das flüssige Pflanzenschutzmittel unkontrolliert austreten konnte. Da dies eine potenzielle Gefahr für den Anwender und die Umwelt darstellt, muss in solchen Fällen die Qualität des Gebindes überprüft und allenfalls eine bessere Verpackung eingesetzt werden. Korrekte Information? Bei durchschnittlich 42 % der geprüften Pflanzenschutzmittel wiesen Etikette oder Gebrauchsanweisung Fehler auf. Dies ist ein hoher Anteil, allerdings scheint sich ein abnehmender Trend abzuzeichnen (Tab. 2). Die Abwei- Was geschieht nach der Kontrolle? Wie die Resultate der Marktkontrollen zeigen, werden immer wieder Mängel in der Qualität oder in der Zusammensetzung von Pflanzenschutzmitteln aufgedeckt. Bei kleinen Mängeln, wie etwa einer fehlenden Zulassungsnummer auf der Etikette, muss der Inverkehrbringer diese innerhalb einer Frist beheben. Bei Mängeln, welche ein Sicherheitsrisiko mit sich bringen, wie z.b. eine fehlende Grundwasserschutz-Auflage, oder wenn das Produkt nicht dem zugelassenen Pflanzenschutzmittel entspricht, kann dies zu einer Suspendierung der Zulassung oder zum Bewilligungsentzug führen. So wurde das Folpet-haltige Mittel, welches mehrere Mängel aufwies (Abb. 3 und 4), suspendiert. Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

36 Pflanzenbau Marktkontrollen Qualität von Pflanzenschutzmitteln in der Schweiz Abb. 6 Pflanzenschutzmittelkampagne Suspensionsstabilitäts-Test von zwei Folpet-haltigen Pflanzenschutzmitteln: Das linke Muster zeigt eine gute, das rechte eine ungenügende Suspensionsstabilität, da sich der grösste Teil des Produkts absetzt, anstatt in Suspension zu bleiben. Schlussfolgerungen und Ausblick Schweizer Marktkontrolle international vernetzt Sowohl die Techniken zur Formulierung von Pflanzenschutzmitteln wie auch die Anforderungen bezüglich deren Sicherheit für Mensch und Umwelt entwickeln sich laufend. Deshalb ist es wichtig, dass die Behörden, welche die Marktkontrollen durchführen, diese Entwicklungen aktiv mitverfolgen und mitgestalten. Die Fachleute der Pflanzenschutzchemie bei Agroscope können hier ihre Forschungserfahrung einbringen und erweitern. So pflegen sie etwa einen regelmässigen Austausch mit den Behörden mehrerer Nachbarländer und arbeiten aktiv bei den deutschsprachigen Arbeitskreisen für Pflanzenschutzmittel-Formulierungen (DAPF) und für Pflanzenschutzmittel-Analytik (DAPA) mit. Diese Treffen ermöglichen einen Austausch zwischen Behörden und Industrie. Sie haben das Ziel, ein einheitliches Vorgehen zu gewährleisten und Ringversuch-geprüfte Analysenmethoden sowie physikalisch-chemische Tests zu erarbeiten und zu publizieren. Diese sind eine Grundvoraussetzung für faire und griffige Marktkontrollen von Pflanzenschutzmitteln. Koordinierte Kampagnen Die grosse Mehrheit der Pflanzenschutzmittel in der Schweiz ist von hoher Qualität. Trotzdem werden bei Marktkontrollen Produkte gefunden, die nicht den gesetzlichen Vorschriften entsprechen, die Anforderungen der landwirtschaftlichen Praxis nicht erfüllen oder ein unnötiges Risiko für Mensch und Umwelt mit sich bringen. Oft können diese Mängel durch den Inverkehrbringer mit kleinem Aufwand behoben werden. Die Marktkontrollen tragen so auf effiziente Weise zur Verbesserung der Qualität von Pflanzenschutzmitteln auf dem Schweizer Markt bei. Breit abgestützte Kampagnen, bei welchen Kantone, das BLW und Agroscope zusammenarbeiten, sind deshalb auch in Zukunft wichtig. n 400 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

37 Marktkontrollen Qualität von Pflanzenschutzmitteln in der Schweiz Pflanzenbau Controlli di mercato la qualità dei Market control quality of plant Riassunto prodotti fitosanitari in Svizzera Il controllo di mercato dei prodotti fitosanitari commerciati in Svizzera è eseguito in stretta collaborazione tra i laboratori cantonali, il servizio di Summary protection products in Switzerland In Switzerland, the market control of plant protection products is organized in a close collaboration of the cantonal laboratories, the registration authority omologazione dell Ufficio federale and Agroscope. From 2008 to 2012, dell agricoltura (UFAG) e alla stazione five campaigns with a total of di ricerca Agroscope. Dal 2008 al plant protection products were si è valutato in laboratorio, nell ambito performed. The quality of the active di cinque campagne, 106 prodotti ingredient and the most important fitosanitari sul loro contenuto e sulla physico-chemical properties of the qualità della sostanza attiva, come samples were analyzed in the labora- pure sulle proprietà fisico-chimiche più tory. One product did not contain the importanti. In questo contesto si sono declared active ingredient. However, evidenziate diverse carenze. In un caso the concentrations of the relevant un prodotto conteneva una sostanza impurities with toxicological concerns attiva non dichiarata. Tuttavia, non were in all cases below the specified furono riscontrati livelli troppo elevati level. With respect to the physico- relativi a impurità tossicologiche. Per chemical properties, about 10 % of the quel che riguarda le proprietà fisico- products did not meet all the require- chimiche in ca. il 10 % dei casi si è ments. In one case, a white powder riscontrato degli scostamenti dai was sold instead of water-soluble requisiti. In un caso al posto di granu- granules. Incorrect or insufficient lato era stata messa in commercio una information on the label was found polvere biancastra. In oltre il 40 % dei with more than 40 % of the products prodotti fu contestata l informazione tested. This had to be addressed and incompleta o non veritiera riportata corrected by the responsible compa- sull etichetta o nelle istruzioni d uso. nies. The market control is important Complessivamente i controlli di to maintain the safety and good mercato contribuiscono ad assicurare quality of plant protection products in all agricoltura dei prodotti fitosanitari Switzerland. di qualità e sicuri. Key words: pesticide formulation quality, market control, FAO-specification. Literatur Berichte Pflanzenschutzmittel der KPVC (Koordinationsplattform Vollzug Chemikalienrecht). Zugang: [ ]. Deutschsprachige Arbeitskreise für Pflanzenschutzmittel-Formulierungen (DAPF) und für Pflanzenschutzmittel-Analytik (DAPA). Zugang: [ ]. FAO/WHO-Manual, Manual on Development and Use of FAO and WHO Specifications for Pesticides. First Edition, Second Revision, prepared by the FAO/WHO Joint Meeting on Pesticide Specifications (JMPS), Rome, Zugang: theme/pests/jmps/manual/en/ [ ]. Patrian B., Poiger T. & Müller M. D., Qualitätsbeurteilung von Pflanzenschutzmitteln. Agrarforschung 12 (1), Patrian B., Bächli A. & Müller M. D., Qualität von Isoproturon-Herbiziden auf dem Schweizer Markt. Agrarforschung 14 (7), Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

38 K u r z b e r i c h t Serie ProfiCrops Produkte-Differenzierung für noch mehr Konsumentenvertrauen in Schweizer Produkte Anna Crole-Rees 1, Martina Spörri 1, Johannes Rösti 2 und Christine Brugger 1 1 Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 8820 Wädenswil 2 Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 1260 Nyon Auskünfte: Anna Crole-Rees, anna.crole-rees@agroscope.admin.ch, Tel Eine erfolgreiche Differenzierung erlaubt einen Mehrverkauf und/ oder einen höheren Preis. Die Produkte-Differenzierung erlaubt es, die Präferenzen der verschiedenen Konsumentengruppen besser zu verstehen und unterscheiden zu können. Dies führt dazu, dass mehr und/oder auch zu einem höheren Preis verkauft werden kann. Die Arbeiten im ProfiCrops-Modul Konsumenten haben sich daher mit der Strategie der Produktedifferenzierung befasst und sich zwei Ziele gesetzt: die Mittel für eine bessere Differenzierung der Schweizerprodukte verfügbar machen und eine Verbindung zwischen den Produktediffenrenzierungen und den Präferenzen der Konsumenten in der Schweiz herstellen. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass eine Marktöffnung zu einer vermehrten Konkurrenz zwischen schweizerischen und ausländischen landwirtschaftlichen Produkten führt. Es ist daher sehr wichtig, dass das Vertrauen der Konsumentinnen und Konsumenten in die schweizerischen Produkte gestärkt wird. Dies ist auch eines der Ziele, das für das Forschungsprogramm ProfiCrops von Agroscope formuliert wurde: «Die pflanzliche Produktion hat eine Zukunft, sofern die Konsumentinnen und Konsumenten die schweizerischen Produkte vorziehen», (Agroscope 2008). Falls es entscheidend ist, die Konkurrenzfähigkeit der pflanzlichen Produktion zu festigen, muss eher die Strategie der Produktedifferenzierung gewählt werden als jene einer reinen Unterscheidung durch den Preis. Dieser Beitrag zeigt vorerst, dass die Produktedifferenzierung eine klare Definition des Begriffes Qualität sowie eine objektive Messung der Qualität erfordert. Das Vorgehen bei der Produktedifferenzierung sowie die Präferenzen der Konsumenten werden nachfolgend beschrieben. Es werden schliesslich Empfehlungen für die Forschung sowie für die in der Pflanzenproduktion tätigen Akteure vorgeschlagen. Der Begriff Qualität Die Qualität ist ein grundlegendes Element, um bei den Konsumentinnen und Konsumenten Vertrauen in die pflanzlichen Produkte schweizerischer Herkunft zu schaffen. Die Frage stellt sich, was man unter Qualität versteht und wie dieses Versprechen gegenüber den Käuferinnen und Käufern charakterisiert und gemessen werden kann. Die grundlegenden Elemente, welche die Qualität bestimmen, betreffen die inhärenten Eigenschaften des Produktes, den Ort und die Art der Produktion sowie seine Verfügbarkeit (Abb. 1). Während der letzten Jahrzehnte hat die Zahl der Produkteeigenschaften stark zugenommen. Die Kriterien umfassen nicht mehr nur Elemente der Produktion und der Lagerung, sondern es werden zunehmend auch sensorische Eigenschaften, die geographische Herkunft und die Produktionsweise insbesondere Aspekte der Umwelt und Gesellschaft berücksichtigt. Es gibt vielfache Gründe für diese Zunahme der Anzahl der berücksichtigten Merkmale. Neue wissenschaftliche Erkenntnisse haben es erlaubt, die verschiedenen Qualitätsprofile besser zu charakterisieren. Gleichzeitig haben sich die Essgewohnheiten entwickelt, was auf steigende Einkommen, Änderungen des Lebensstils und der Prioritäten bei den Ausgaben, ein grösseres allgemeines sowie produktebezogenes Informationsangebot etc. zurückzuführen ist. Die Struktur der Märkte hat sich ebenfalls stark entwickelt und konzentriert, wobei mehr oder weniger lange Vermarktungsketten vorliegen. 402 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

39 Produkte-Differenzierung für noch mehr Konsumentenvertrauen in Schweizer Produkte Kurzbericht Das Forschungsprogramm ProfiCrops ( von Agroscope setzt sich zum Ziel, einen Beitrag zur Konkurrenzfähigkeit der Produktion von Lebensmitteln pflanzlicher Herkunft in der Schweiz zu leisten, und dies in einem zunehmend liberalisierten Umfeld. Zugleich soll das Vertrauen der Konsumentinnen und Konsumenten in die schweizerischen Produkte gestärkt werden. Die zu Beginn des Programmes aufgestellten Hypothesen gehen davon aus, dass die Produktion verbessert werden muss, dass die Innovation und die Schaffung von Mehrwert erhöht werden sollen, dass zugleich das Vertrauen der Konsumenten zusätzlich gestärkt und die Rahmenbedingungen angepasst werden sollen. Diese vier Aspekte haben zu einem interdisziplinären Forschungsprojekt in Modulbauweise geführt: Effizienz, Innovation, Konsumenten und Rahmenbedingungen sowie integrierte und verbundene Projekte: Feuerbrand, ProfiVar, ProfiGemüse CH, Zusammenarbeit bei den Fruchtfolgen, ProfiViti, WIN4 und FUI. Die Serie von Artikeln «ProfiCrops», welche dieses Jahr in der «Agrarforschung Schweiz» erscheint, erlaubt es, eine Auswahl von Resultaten und Lösungen zu verbreiten. Diese tragen zur Erhaltung der Konkurrenz fähigkeit der schweizerischen Produktion von Lebensmitteln pflanzlicher Herkunft bei. Diese Resultate und Lösungen sind beispielhaft. Ein zusammenfassender Bericht wird Anfang 2014 verfügbar sein. Der Artikel «Produkte-Differenzierung für noch mehr Konsumentenvertrauen in Schweizer Produkte», welcher dem Modul Konsumenten * entstammt, beleuchtet die Herausforderungen der Forschung bei der Entwicklung von Produkten, welche das Vertrauen der Konsumentinnen und Konsumenten gewinnen sollen. Ebenso wird darauf hingewiesen, dass alle beteiligten Akteure mobilisiert werden müssen, um zum Erfolg zu gelangen. * Der Agroscope-Informationstag in Changins zum Thema Qualität vom 8. Februar 2013 (Jeangros und Levy 2013) hat gezeigt, dass all die verschiedenen Akteure in der Wertschöpfungskette Bedürfnisse und Präferenzen haben in Bezug auf die Qualität beim Kauf landwirtschaftlicher Produkte vom Produzenten bis zum Konsumenten via die Verarbeitungsindustrie und den Detailhandel. Die Kriterien, welche von den verschiedenen Akteuren berücksichtigt und priorisiert werden, können jedoch unterschiedlich ausfallen. Ebenso wichtig: Bei einer Gruppe von Akteuren sind die Bedürfnisse und die Präferenzen in Bezug auf die verschiedenen Produkte nicht einheitlich. Bei der Verarbeitung haben die Fabrikanten von Pommes frites nicht dieselben Bedürfnisse wie die Chipsproduzenten in Bezug auf den Stärkegehalt und die Kartoffelform. Ebenso können die Kartoffelproduzenten in Bezug auf die Sorten und deren Potenzial unterschiedliche Präferenzen haben. Weiter können sie unterschiedliche Anforderungen und Bedürfnisse haben, was den Produktionsort, den Bodentyp, die Fruchtfolge und weitere Faktoren betrifft. Vorgehensweise durch Differenzierung Das Vorgehen der Produktedifferenzierung ist ein analytisches Instrument, welches erlaubt, die verschiedenen Qualitätsmerkmale aufzuwerten. Die Produktedifferenzierung ist auch eine Marktpositionierungsstrategie, welche die Konkurrenz verringert und erlaubt, besser Produkt Sensorik Aroma Geschmack Aussehen Textur Gesundheitszustand Sicherheit Kaliber Eignung zur Verarbeitung Prozess Produktionsweise Rückverfolgbarkeit Herkunft Schweiz oder Ausland Lokal-regional, Berggebiet Authentizität, handwerklich, Familien-Landwirtschaftbetrieb Umwelt, Nachhaltigkeit Nahrungsmittel-Meilen Ökobilanz Fairtrade, Soziale Aspekte Wohlbefinden der Nutztiere Verfügbarkeit Lagerhaltung Transport Saisonalität Abb. 1 Liste der Eigenschaften, welche unter dem Begriff Qualität aufgeführt werden können. (Quelle: Angepasst nach Spörri 2012 und Réviron 2010) Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

40 Kurzbericht Produkte-Differenzierung für noch mehr Konsumentenvertrauen in Schweizer Produkte Produktion Margen Organisation Arbeit Qualität Rotation Transformation Handel Preis Qualität Lagerung Verfügbarkeit Beziehungen zu den Lieferanten Konsum Qualität Verwendung Verfügbarkeit Preis Abb. 2 Die Position der Qualität bei den Akteuren der Wertschöpfungskette. (Quelle: Crole-Rees, Spörri, Rösti und Brugger 2013) auf die unterschiedlichen Konsumentenpräferenzen einzutreten. Dies geschieht durch das Anbieten von Produkten, welche sich von jenen der Konkurrenz abheben mit der Möglichkeit mehr oder zu einem höheren Preis zu verkaufen. Schliesslich umfasst die Produktedifferenzierung alle Schritte, durch welche ein Unternehmen oder ein Produktionssektor ein Produkt oder eine Dienstleistung erzeugt, welches sich von den konkurrierenden Unternehmen oder Produktionsregionen abhebt. Lancaster (1975) unterscheidet zwei Typen der Differenzierung: Objektiv. Sie verleiht dem Produkt einen wirklichen Unterschied in den Eigenschaften, welche gemeinhin messbar sind. Beispiele: Selektion eines Sojatyps, deren Samenstielbasis farblos ist, was eine Verarbeitung zu Tofu ermöglicht; Forschung, die zu Empfehlungen führt, wie grüne Flecken auf den Kartoffeln vermieden werden können; Arbeiten zur Lagerhaltung, welche die Ausdehnung der Vermarktungsdauer ermöglichen; die Einführung des Labels Swiss Garantie, welches die Herkunft des Produktes garantiert usw. Subjektiv. Sie verändert die Art und Weise, wie die Konsumenten ein Produkt wahrnehmen. Diese Differenzierung basiert auf Werbung, welche das Ansehen eines Produktes bei den Konsumentinnen und Konsumenten verändert. Da jedoch Konsumentinnen und Konsumenten nicht alle dieselben Präferenzen haben, muss die objektive Differenzierung noch weiter aufgeschlüsselt werden: Vertikal: falls Konsumentinnen und Konsumenten einhellig ein Gut einem andern vorziehen (Gut A gegenüber Gut B) spricht man bei den beiden Produkten von einer vertikalen Differenzierung. Horizontal: falls Konsumentinnen und Konsumenten in Bezug auf zwei Produkte nicht dieselben Präferenzen haben spricht man bei diesen beiden Produkten von einer horizontalen Differenzierung. Die beiden Produkte können auf dem Markt nebeneinander existieren. Dies ist besonders bei Äpfeln der Fall (Spörri 2012). Es geht also darum, spezielle Qualitäten unterschiedlichen Gruppen von Konsumenten anzubieten. Der HOLL-Raps (Baux et al. 2013) eignet sich besonders für industrielle Verarbeitungsbetriebe. Die Strategie der objektiven Differenzierung erlaubt ein Hervorheben der Produkteigenschaften und, ermöglicht im Erfolgsfall einen Mehrverkauf und/oder einen höheren Preis. Diese Strategie ist nicht kostenlos. Sie bringt eine grössere Segmentierung des Marktes mit sich und damit zusätzliche Kosten für die Produktion, die Vermarktung und die Kommunikation (Réviron 2010). Die Möglichkeiten für Produktedifferenzierungsstrategien vergrössern sich mit der Zunahme der Anzahl Eigenschaften. Die Produktedifferenzierungsstrategie erfordert jedoch immer mehr Massnahmen in Bezug auf die Qualitätsversprechen und die Kenntnisse zu den Bedürfnissen und Präferenzen der verschiedenen Käufergruppen. Es ist beispielsweise komplex, die Konsumenten über Umweltaspekte zu informieren, da hier die Parameter und deren Interpretationen zahlreich sind (Koch 2011). Die Herausforderung ist auch in Zusammenhang mit der Tatsache zu sehen, dass die Bedürfnisse und Präferenzen der verschiedenen Käufergruppen nicht immer ausdrücklich geäussert werden. Die Präferenzen der Konsumenten in der Schweiz Konsumentinnen und Konsumenten sind die Endkunden in der Wertschöpfungskette. Die Konsumentenschaft ist nicht einheitlich. Die Attribute in Abbildung 1 werden durch die verschiedenen Konsumentengruppen unterschiedlich hierarchisch eingeordnet, je nach ihrem Einkommensniveau, ihrem Geschlecht, der Zusammensetzung ihres Haushaltes, sowie dem Ort und Zeitpunkt des Kaufes. So nimmt beispielweise der Konsum festfleischiger Kartoffelsorten mit dem Alter zu (OFAG 2012). Réviron (2010) ermittel vier Gruppen von Konsumenten in der Schweiz: die «Preisjäger», die «Schweiz- Treuen», die «Schweiz-Zugewandten» und die «Feinschmecker». Die drei letzten Gruppen machen mehr als 70 % der Konsumentenschaft aus. Sie sind bereit einen höheren Preis für Schweizer Produkte zu bezahlen, da sich diese Produkte nach ihrer Ansicht in Bezug auf die 404 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

41 Produkte-Differenzierung für noch mehr Konsumentenvertrauen in Schweizer Produkte Kurzbericht Produktionsweise und in Bezug auf inhärente Merkmale (Geschmack, Aroma, Frische) von den importierten Produkten abheben. Möglichkeiten der Differenzierung Es ist sehr wichtig, das Vertrauen der Konsumentinnen und Konsumenten gegenüber den Schweizer Produkten zu stärken, damit die Position der schweizerischen pflanzlichen Erzeugnisse erhalten werden kann. Die im Rahmen des Programmes ProfiCrops ergriffenen Initiativen haben gezeigt dass es zum Erreichen dieses Zieles folgende Möglichkeiten gibt: Vorgehen mittels Produktedifferenzierung, welches im Erfolgsfall erlaubt, mehr zu verkaufen und/oder dies bei einem erhöhten Preis zu tun. Diese Strategie besteht darin, dass dem jeweiligen Kunden das bevorzugte Produkt angeboten wird. Die Differenzierung erfordert eine klare Definition der Qualität und die objektive Messung der Qualitätseigenschaften. Die Zahl der Qualitätsattribute, welche am Zunehmen ist, ändert sich aufgrund vieler Faktoren. Sie kann sich mit der Käufergruppe ändern, deren Mitglieder unterschiedliche Präferenzen zeigen. Eine Differenzierungsstrategie löst Kosten aus. Sie muss daher anstreben, die interessierten Konsumentinnen und Konsumenten zur Bezahlung eines Mehrwertes für ihre Präferenzen zu motivieren. Eine Mehrheit von Konsumenten in der Schweiz ist bereit, für die Herkunft aus der Schweiz mehr zu bezahlen (Vertikale Differenzierung). Alle Akteure in der Wertschöpfungskette müssen daher Anstrengungen in der Kommunikation machen, damit die Akteure einerseits ihre Bedürfnisse und Präferenzen ausdrücken können, andererseits damit die besonderen Qualitätsmerkmale der in der Schweiz produzierten und verarbeiteten Produkte eine angemessene Wertschätzung erfahren. Dies erfordert eine verstärkte Koordination der im Netzwerk Beteiligten. Die Forschung muss weiterhin Anstrengungen zur objektiven Differenzierung machen, wobei die verschiedenen Gruppen von Konsumenten und Produkten (frisch oder verarbeitet konsumiert) zu berücksichtigen sind, ebenso wie die agronomischen Anforderungen und weitere Faktoren (Spörri 2012). Die Entwicklung und Bewertung von Werkzeugen muss weitergehen, welche eine gezielte Ausrichtung auf die Qualität erlauben, wie etwa das House of Quality (Bertschinger et al. 2009; Brugger & Sijtsema 2012; Brugger 2012). Mit anderen Worten, man muss weiterhin die»richtigen» Konsumenten mit «ihren» Produkt beliefern. Die Forschung muss auch Auswirkungen auf die Akteure in der Wertschöpfungskette haben. Erfolgsbeispiele sind: der HOLL-Raps (siehe den Artikel ProfiVar, Baux et al. 2013) und die Empfehlungen für eine Weizenproduktion mit hohem Glutengehalt. n Literatur Agroscope, ProfiCrops: Neue Wege für einen zukunftsfähigen Pflanzenbau in der Schweiz unter liberalisierten Marktbedingungen. Programmbeschrieb. Baux A., Sergy P. & Pellet D., Der HOLL-Raps in der Schweiz: vom Testanbau zur grossflächigen Produktion. Agrarforschung Schweiz 4 (7 8), Bertschinger L., Corelli-Grappadelli L., Derkx M. P. M., Hall S., Kockerols K., Sijtsema S. J., Steiner S., Van Der Lans I. A., Van Schaik A. C. R. &Zimmermann K. L., A search for a systematic method to bridge between pre-harvest, postharvest, and consumer research aimed at increasing fruit consumption: The «Vasco da Gama» process. Journal of Horticultural Science & Biotechnology ISAFRUIT Special Issue 2 6. Brugger C., Sijtsema S. J., Exploration of consumer and sensory research in the House of Quality: Sweet and sour taste preferences for fruit. Scripta Horticulturae 16, Brugger C., Sensorik Chancen und potentieller Einsatz in der Qualitätsdifferenzierung. Vortrag, Kernobstseminar Swisscofel, 05. Juni 2013, Kartause Ittingen. Crole-Rees A., Spörri M., Rösti J. & Brugger Ch., Différencier les pommes de terre pour mieux répondre à la demande des consommateurs suisses? Présentation faite lors de la journée «La qualité dans les grandes cultures: un défi pour la recherche». Journée d information, 8 février Agroscope ACW Changins. Zugang: ch/praxis/00211/07029/index.html?lang=fr [ ]. Jeangros B. et Levy L., La qualité dans les grandes cultures: un défi pour la recherche. Journée d information, 8 février Agroscope ACW Changins. Zugang: index.html?lang=fr [ ]. Koch P. & Gaillard G., Förderung des nachhaltigen Konsums von Lebensmitteln Welchen Beitrag können Ökobilanzen leisten? Ökobilanzen und Umweltproduktinformationen. Sicht der Forschung (2). Présentation lors de l atelier de travail, Module 3 Consommateurs, ProfiCrops, Berne, Lancaster K.J Socially Optimal Product Differentiation. The American Economic Review 65 (4), OFAG, Bulletin du marché des pommes de terre. Aperçu rétrospectif de l année Avril Spörri Eggenberger M., ProfiCrops: Ziele der Produktdifferenzierung im Schweizerischen Pflanzenbau: Review. Agroscope Wädenswil Réviron S., Création de valeur auprès des consommateurs par la différentiation des produits des filières agricoles. Présentation lors de l atelier de travail, Module 3 Consommateurs, ProfiCrops, Berne, Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

42 K u r z b e r i c h t Rapskultur: Wissenschafter von vier Kontinenten machen eine Standortsbestimmung in Changins Didier Pellet und Alice Baux Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 1260 Nyon 1 Auskünfte: Didier Pellet, didier.pellet@agroscope.admin.ch, Tel Frühlingsatmosphäre für das traditionelle Gruppenbild. Agroscope Changins-Wädenswil ACW hat vom 28. April bis am 1. Mai 2013 in Changins ein technisches Treffen für GCIRC, die internationale Konsultativgruppe für Rapsforschung, organisiert. Dieses Treffen bot den Spezialisten aus fünfzehn Ländern die Möglichkeit zu einer Standortbestimmung und zum Austausch der neusten Entwicklungen bei der Rapskultur. Geht die Hegemonie des Biodiesels in Europa dem Ende zu? Der Weltmarkt für Raps wird stark von der Produktion von Biodiesel beeinflusst, welcher 10% der gesamten Rapsproduktion absorbiert, was etwa jährlich 16,5 Millionen Tonnen entspricht. Die Europäische Union der 27 verwendet allein für dieses Ziel nahezu zehn Millionen Tonnen Körner, von denen die Hälfte importiert wird (hauptsächlich aus der Ukraine und aus Australien). Im Oktober 2012 hat jedoch eine Revision der energiebezogenen Ziele, vervollständigt durch Massnahmen zur Begrenzung der Produktion von Treibhausgasen sowie weiterer Massnahmen im Bereich Landwirtschaft und Umwelt wie ein Donnerschlag aus heiterem Himmel eingeschlagen. Die Experten sagen voraus, dass die EU-27, die gegenwärtig drei Viertel ihrer Rapsproduktion der Biodieselproduktion zuführt, kurzfristig vom Nettoimporteur von Raps zum Exporteur werden wird, um eine wachsende Nachfrage aus China, aus dem Nahen und Mittleren Osten sowie aus Nordafrika zu decken. Im Rahmen der EU-27 ist eine Erhöhung des Rapsölkonsums als Nahrungsmittel wenig wahrscheinlich, obwohl Raps in der EU-27 nur 19% des Speiseöles ausmacht. Dieser Wert liegt tiefer als jener in der Schweiz (25%) und weit unter jenem in Kanada (54 %). Eine kanadische Marktspezialistin ist zur Schlussfolgerung gelangt, dass die Energiepolitik der EU die weitere Verbesserung der Qualität des Rapsöles als Speiseöl verzögert hat. Die Entwicklung des HOLL-Rapses (Rapsöl fürs Fritieren) illustriert dieses Phänomen. Die Bedeutung dieses neuen Marktsegmentes bleibt in Europa begrenzt (0,5% der Anbauflächen in Frankreich, Deutschland, Österreich, sowie nördliche Länder). In der Schweiz macht HOLL-Raps jedoch 30 % eines internen Marktes aus, der nahezu gänzlich im Lebensmittelbereich liegt. 406 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

43 Rapskultur: Wissenschafter von vier Kontinenten machen eine Standortsbestimmung in Changins Kurzbericht Züchtung: Vorherrschaft der Hybriden Die Zunahme der Rapsanbauflächen in Europa in den letzten Jahren ist im Gleichschritt mit dem Aufkommen von Hybriden abgelaufen. Die Hybriden sind produktiver, stabiler und mit guten agronomischen Qualitäten ausgestattet wie etwa der Kältetoleranz. Mit einem Hybrid- Anteil von 90 % des gesäten Rapses positioniert sich die Schweiz diesbezüglich unter den führenden Nationen in Europa, was einmal mehr belegt, dass unsere Landwirtschaft bereit ist, Innvoationen anzunehmen. Aus Deutschland wurde von vielversprechenden Selektionsarbeiten im Bereich des Wurzelsystemes berichtet. Ein verbessertes Wurzelwerk verleiht der Pflanze eine grössere Toleranz gegenüber Wasserstress und eine bessere Aufnahme von Nährstoffen, was zu einer verbesserten Ertragsstabilität führen könnte und dies selbst bei reduzierter Düngung. In Australien ist auch die Toleranz gegenüber Trockenheitsstress sowie jene gegen hohe Temperaturen von Interesse, und dies kombiniert mit einer Herbizidtoleranz, da diese Sorten 90 % der Flächen belegen. Resistenz gegen Kohlhernie Die Kohlhernie verursacht eine Deformation der Pfahlwurzel, was der Degeneration der Pflanze vorausgeht. Mit Kohlhernie verseuchte Parzellen können für die Rapskultur unbrauchbar werden. Dieses Problem ist weit verbreitet und wird noch verstärkt durch saure Böden oder eine Fruchtfolge mit zuvielen Kreuzblütlern. In Kombination mit der Kalkung ist die Verwendung toleranter Sorten ein wirksames Bekämpfungsmittel. Kanadische und Deutsche Züchtungsprogramme werden neue Sorten mit breiter Resistenz gegen die diversen Pathotypen des Pilzes (Plasmodiophora brassicae) verfügbar machen, was erlauben wird, die Sorte Mendel abzulösen, welche die einzige in der Schweiz angebaute Sorte mit Kohlhernieresistenz darstellt. In der Schweiz ist das Kohlhernieproblem glücklicherweise wenig verbreitet. Resistenz gegen Phoma Im Jahre 2003 hat Australien einen plötzlichen Verlust der Phomaresistenz bei einer bis anhin sehr resistenten Sorte erlebt. Diese ökonomische Katastrophe hat die Forscher veranlasst ihre Strategie neu auszurichten. Parallel zur Forschung in Richtung resistenter Sorten erlaubt ein Monitoring von Phomastämmen die Avirulenzgene zu verfolgen, welche dem Pilz erlauben, die sortenbedingten Resistenzen zu umgehen. Damit können die Sorten, deren Resistenzen bedroht sind, rechtzeitig vom Markt genommen werden, damit neue Katastrophen vermieden werden. Anbautechniken Im Rahmen der neuen Agrarpolitik sucht Frankreich nach Lösungen, um den Einsatz von Hilfsstoffen in den Kulturen zu begrenzen. Die Saat von Raps in Vergesellschaftung mit einer Leguminose könnte den Einsatz von Stickstoffdüngern und Pestiziden verringern, ohne Einbussen beim Ertrag. Obwohl der Rapsanbau sich gegenwärtig auf Expansionskurs in Argentinien befindet, bleibt Raps mit ha eine Nischenkultur im Vergleich zur ha grossen Anbaufläche von Ölkulturen in diesem Land. Es handelt sich vorwiegend um Sommerrapssorten, da für die Winterrapssorten die Vernalisationsbedürfnisse nicht immer erfüllt sind. Da der Raps vor dem Weizen geerntet wird, kann eine Saat einer frühreifen Mais- oder Sojasorte erfolgen, was für den Raps eine interessante Rolle in der Fruchtfolge ergibt. Die weiter steigende Nachfrage nach Biodiesel und die Stabilität seiner Qualität erlauben die Sicherstellung von Absatzmärkten für Raps in Argentinien. Der Kampf gegen den Rapsglanzkäfer (Meligethes aeneus) bleibt ein wichtiger Problemkomplex in Europa. Die Entscheidungshilfe Pro-plant Expert schlägt Alarm wenn die Schwelle für eine Behandlung erreicht ist. Damit wird die Zahl der präventiven Behandlungen verringert, das Auftreten von Resistenzen verzögert und die Lebensdauer der Insektizide verlängert. Zusammensetzung und Verwendung von Raps Die Verwendung des Rapspresskuchens in der Schweinefütterung wird in verschiedenen Forschungsprojekten untersucht, insbesondere in Deutschland und Dänemark. Die Gehalte an Glukosinolaten und Fasern sind die Hauptfaktoren welche dessen Verwendung einschränken. Die Sorten mit gelben Körnern enthalten weniger Fasern (Lignin), was ihre Qualität als Futtermittel verbessert. Die Techniken der Ölextraktion können die Qualität des Presskuchens auch stark beeinflussen. Jüngste Studien haben auch die Bedeutung der Alpha-Linolensäure bestätigt. Diese essentielle Fettsäure, welche mit erhöhtem Gehalt im Rapsöl vorliegt, ist ein Vorläufer für andere mehrfach ungesättigte langkettige Fettsäuren. Sie dürfte eine Schutzfunktion gegen kardiovaskuläre Erkrankungen und Entzündungen spielen. Die beiden Konferenztage wurden abgerundet durch einen Tag mit Feldbesuchen. Während dieses letzten Tages konnten die Teilnehmenden die Forschungsarbeiten von Agroscope zum Thema Raps besuchen und einschätzen. Es konnte die Entwicklung der HOLL-Rapssorten in der Schweiz sowie die Demonstrationsplatform von Fenaco besichtigt werden. Die nächste technische Konferenz von GCIRC wird im Jahre 2017 voraussichtlich in Schweden stattfinden. n Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

44 P o r t r ä t Anette van Dorland: Abenteurerin mit Forschungsdrang Vom Bachelor-Studium bis zur heutigen Stelle als Dozentin für Ernährungsphysiologie und Wiederkäuerernährung an der Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften HAFL ist Anette van Dorland immer ihren Interessen gefolgt. Gepaart mit der nötigen Hartnäckigkeit und einer Prise Glück hat sie stets das erreicht, was sie beruflich angestrebt hat. Aufgewachsen in einem landwirtschaftlich geprägten Dorf in den Niederlanden hat sich ihr Interesse für die Landwirtschaft, insbesondere für Kühe, bereits früh gezeigt. Richtig sichtbar wurde es aber erst bei der Berufswahl: Sie prüfte mögliche Ausbildungswege und begleitete dafür während einiger Tage einen Tierarzt. Dabei stellte sie zwei Dinge fest: «Kühe faszinieren mich wirklich sehr. Der blutige Teil der tierärztlichen Arbeit ist aber nicht so mein Ding.» Von Interessen leiten lassen Also entschied sie sich für ein Bachelor-Studium in tropischer und subtropischer Landwirtschaft. «Kühe sollten in meinem Studium eine zentrale Rolle spielen. Wenn man jung ist, will man aber auch etwas Abenteuer. Deshalb wählte ich Landwirtschaft mit internationaler Ausrichtung», erklärt sie ihre Wahl. Während den drei Jahren am International Agriculture College in Larenstein, mit Aufenthalten in Sambia und Albanien, erwachte auch die Forscherin in ihr. Schnell war klar, dass sie die Forschung zum Beruf machen wollte und begann deshalb anschliessend ein Masterstudium in Wageningen. Sie merkte aber bald, dass dies nur eine Zwischenstufe für sie sein würde. Denn ohne Doktortitel würde sie nicht das erreichen, was sie anstrebte. Nach ihrem Abschluss fand sie auf Anhieb keine spannende Stelle als Doktorandin. Deshalb liess sie sich erneut von ihren Interessen leiten und folgte zudem ihrer Abenteuerlust: Während drei Jahren war sie Teil eines interdisziplinären Teams (International Livestock Research Institute, ILRI), das in Äthiopien eine Feldstudie im Bereich Nutztiercharakterisierung durchführte in einem Gebiet so gross wie Deutschland. Aus der dritten in die erste Welt Den angestrebten Doktortitel verlor Anette van Dorland nie aus den Augen. Durch einen Freund wurde sie auf eine freie Stelle als Doktorandin im Bereich Tierernährung an der ETH Zürich aufmerksam. So kam es, dass sie nicht in die Niederlande zurückkehrte, sondern von einem der ärmsten direkt in eines der reichsten Länder der Welt umzog. «Die Schweiz gefiel mir sehr, auch wenn ich während der Zeit meiner Doktorarbeit wenig vom Land sah», blickt sie zurück. Mit dem Doktortitel in der Tasche, wechselte sie an die Vetsuisse Fakultät der Universität Bern. Während den sechs Jahren in Posieux und ihrer Forschung zum Leberstoffwechsel der Milchkuh lernte sie durch ein gemeinsames Forschungsprojekt auch die HAFL kennen. «Ich merkte gleich, dass die in Zollikofen ebenfalls an spannenden Dingen forschten. Diesen Eindruck behielt ich in meinem Hinterkopf.» Seit August 2012 arbeitet sie an der HAFL, wo sie ihr Wissen an junge, interessierte Studierende weitergibt und forscht. Eine gelungene Mischung, wie sie betont. Mittlerweile hat sie auch ihr Fachgebiet erweitert: Sie beschäftigt sich nun ebenfalls mit Pferdeernährung und konnte damit ein weiteres Mal ihr Interesse ins Berufsleben integrieren. Matthias Zobrist, Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften HAFL, 3052 Zollikofen 408 Agrarforschung Schweiz 4 (9): 408, 2013

45 A k t u e l l Aktuelles Mikrobiologische Forschung im Umbruch Internationale Umweltmikrobiologinnen und -biologen haben sich vom 9. bis 13. Juni 2013 an der 12. Konferenz für «Bacterial Genetics and Ecology» (BAGECO 12) in Ljubliana, Slovenien getroffen. Jedes zweite Jahr bietet die Konferenz eine Plattform zum Austausch neuer Erkenntnisse und Trends. Im Fokus dieser Tagung standen Gentransfer und Evolution, mikrobielle Interaktionen, Mikroorganismen und Pflanzen, mikrobielle Diversität und Ökosystem-Dienstleistungen sowie mikrobielle Reaktionen auf anthropogene Stressfaktoren. An der Konferenz wurde deutlich, dass sich die mikrobiologische Forschung im Umbruch befindet und in allen Bereichen die modernste genetische Diagnostik eingesetzt wird. So wurden Genome von bislang unbekannten Bakterien entschlüsselt oder mit einer einzigen Analyse tausende Arten in einer Umweltprobe beschrieben. Es wurde eindrücklich gezeigt, welches immense Potenzial diese Informationen für Mikrobiologie, Bodenforschung, Biotechnologie, und Landwirtschaft hat. Laure Weisskopf und Franco Widmer, Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Die neue Futtermitteldatenbank Raufutterwerte aus der Dürrfutter-Enquête gezielt von einer bestimmten Region und Höhenstufe in der Schweiz abrufen dies und noch viel mehr bietet die neue Futtermitteldatenbank von Agroscope. Daneben können wie bisher Mittelwerte von Nährstoffen und Nährwerten zu über 600 Einzel- und Raufuttermitteln von Wiederkäuern, Schweinen, Pferden und Geflügel abgefragt werden. Monika Boltshauser, Forschungsanstalt Agroscope Liebefeld-Posieux ALP-Haras Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

46 Aktuell Neue Publikationen ART-Bericht 762 Beschäftigungsmaterialien für Mastschweine Deutlich war aber auch, dass die Attraktivität fast um Mastschweine ausreichend zu beschäftigen. Beschäftigungsmaterialien für Mastschweine Was ist für Schweine attraktiv? Februar 2013 aller getesteten Materialien im Laufe der Zeit ART-Bericht 762 abnahm. Optimal wäre es somit, den Schweinen Autorinnen und Autoren Bettina Zwicker 1, Roland Weber 2, Beat Wechsler 1 1 Bundesamt für Veterinärwesen BVET, Zentrum für tiergerechte Haltung: Wiederkäuer und Schweine, CH-8356 Ettenhausen 2 Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, Zentrum für tiergerechte Haltung: Wiederkäuer und Schweine, CH-8356 Ettenhausen Auskünfte: Roland Weber, roland.weber@art.admin.ch, Tel Impressum Herausgeber: Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Tänikon, CH-8356 Ettenhausen, Redaktion: Etel Keller, ART Die ART-Berichte/Rapports ART erscheinen in rund 20 Nummern pro Jahr. Jahresabonnement Fr Bestellung von Abonnements und Einzelnummern: ART, Bibliothek, 8356 Ettenhausen T +41 (0) F +41 (0) doku@art.admin.ch Downloads: ISSN Schweine müssen sich jederzeit mit Stroh, Raufutter oder anderem gleichwertigem Material beschäftigen können. (Fotos: ART) Für die tiergerechte Haltung von Mastschweinen ist es wichtig, den Tieren geeignete Beschäftigungsmaterialien anzubieten. Ihre Verhaltensbedürfnisse sollen befriedigt und wirtschaftlicher Schaden durch Schwanzbeissen vermieden werden. Mit der Revision der Schweizer Tierschutzverordnung gilt ab August 2013, dass sich Schweine jederzeit mit Stroh, Raufutter oder anderem gleichwertigem Material beschäftigen können müssen. Für die Umsetzung dieser Vorgabe stellen sich für Tierhalter und Tierhalterinnen verschiedene Fragen. Welche Materialien sind für Schweine attraktiv? Sind Mastschweine mit einem Nagebalken genügend beschäftigt? Wie viele Strohraufen braucht es für eine bestimmte Gruppengrösse? In mehreren Untersuchungen, die in den letzten Jahren an ART durchgeführt wurden, konnten Antworten auf diese Fragen erarbeitet werden. Es stellte sich heraus, dass eine Vielfalt von Materialien geeignet ist, um Mastschweine ausreichend zu beschäftigen. Deutlich war aber auch, dass die Attraktivität fast aller getesteten Materialien im Laufe der Zeit abnahm. Optimal wäre es somit, den Schweinen abwechslungsweise verschiedene Materialien anzubieten. Im Vergleich mit einem Strohpresswürfel löste der Nagebalken mehr Erkundungsverhalten aus. Wenn einer Gruppe von Mastschweinen mehrere Raufen zur Verfügung standen, erhöhte sich der Anteil der Tiere, die sich mit dem Stroh beschäftigten. Die Ergebnisse zeigten auf, wie das Angebot an Raufen bezogen auf die Gruppengrösse optimiert werden kann. Für die tiergerechte Haltung von Mastschweinen ist es wichtig, den Tieren geeignete Beschäftigungsmaterialien anzubieten. Ihre Verhaltensbedürfnisse sollen befriedigt und wirtschaftlicher Schaden durch Schwanzbeissen vermieden werden. Mit der Revision der Schweizer Tierschutzverordnung gilt ab August 2013, dass sich Schweine jederzeit mit Stroh, Raufutter oder anderem gleichwertigem Material beschäftigen können müssen. Für die Umsetzung dieser Vorgabe stellen sich für Tierhalter und Tierhalterinnen verschiedene Fragen. Welche Materialien sind für Schweine attraktiv? Sind Mastschweine mit einem Nagebalken genügend beschäftigt? Wie viele Strohraufen braucht es für eine bestimmte Gruppengrösse? In mehreren Untersuchungen, die in den letzten Jahren an ART durchgeführt wurden, konnten Antworten auf diese Fragen erarbeitet werden. Es stellte sich heraus, dass eine Vielfalt von Materialien geeignet ist, abwechslungsweise verschiedene Materialien anzubieten. Im Vergleich mit einem Strohpresswürfel löste der Nagebalken mehr Erkundungsverhalten aus. Wenn einer Gruppe von Mastschweinen mehrere Raufen zur Verfügung standen, erhöhte sich der Anteil der Tiere, die sich mit dem Stroh beschäftigten. Die Ergebnisse zeigten auf, wie das Angebot an Raufen bezogen auf die Gruppengrösse optimiert werden kann. Bettina Zwicker und Beat Wechsler Bundesamt für Veterinärwesen BVET, Zentrum für tiergerechte Haltung: Wiederkäuer und Schweine, Ettenhausen Roland Weber Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, Zentrum für tiergerechte Haltung: Wiederkäuer und Schweine, Ettenhausen, Auskünfte: Roland Weber Medienmitteilungen «World Food LCA Database»: Internationales Projekt stellt zuverlässige Daten zum ökologischen Fussabdruck von Lebensmitteln bereit Wie lässt sich der ökologische Fussabdruck von Lebensmitteln besser bestimmen und kommunizieren? Agroscope und Quantis haben dazu eine neue Datenbank ins Leben gerufen. Diese liefert zuverlässige aktuelle Daten zur Ökobilanzierung von Esswaren und Getränken Agroscope entdeckt verloren geglaubte Sorten Agroscope führt in Changins die nationale Kulturpflanzensammlung, in welcher das Saatgut tausender alter und moderner Sorten, Linien und Populationen für die Biodiversität von morgen konserviert wird. Diese Genbank dient ausserdem als Ressourcen-Speicher für die Zucht zukünftiger Sorten. Dank ihr wurden alte Schweizer Hafer-, Roggen-, Gersten- und Leinsorten wiedergefunden, die hierzulande bereits verschwunden waren, aber noch in ausländischen Sammlungen lagerten. 410 Agrarforschung Schweiz 4 (9): , 2013

47 Aktuell Internetlinks Veranstaltungen Nachhaltige Anwendung von Pflanzenschutzmitteln September Equus helveticus Schweizerisches Nationalgestüt SNG Avenches Pflanzenschutz-Risikoindikatoren beziehen sich derzeit in erster Linie auf Risiken für den Naturhaushalt. Auf der Basis computergestützter Modelle, wie zum Beispiel SYN- OPS (Synoptische Bewertung von Pflanzenschutzmitteln) lassen sich relative Veränderungen von Risiken für aquatische und terrestrische Ökosysteme berechnen, die durch die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln entstehen. Vorschau Oktober 2013 / Heft 10 Landwirtschaftliche Erzeugnisse mit geschützter Ursprungsbezeichnung (GUB/AOP) wie Tête-de-Moine-Käse erzielen auf dem Markt als traditionell hergestellte Produkte einen Mehrwert. Forschende von Agroscope haben auf der Basis von Markerbakterien eine Methode entwickelt, um die Herkunft des Tête de Moine AOP nachzuweisen. (Foto: Olivier Bloch, ALP-Haras) Kulturen für den Herkunftsnachweis von Tête de Moine AOP im Einsatz, John Haldemann et al., ALP-Haras Erdmandelgras (Cyperus esculentus L.): die aktuelle Situation in der Schweiz Christian Bohren und Judith Wirth, ACW Weissklee und Wiesenrispengras erneut geprüft, Daniel Suter et al., ART und ACW Oktober AlpFUTUR wissenschaftliche Schlusstagung AlpFUTUR Verbund (Agroscope, WSL) Schüpfheim LU Ökobilanzplattform Agroscope Agroscope, 8046 Zürich November Weiterbildungskurs für Baufachleute Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Ettenhausen Januar Infotag HAFL Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften Zollikofen Informationen: Agroscope an der Agrovina Martigny Empfindlichkeit der Kartoffel gegenüber Stängelfäule verursacht durch Dickeya spp., Jérémie Rouffiange et al., Institut Supérieur Industriel agronomique Huy-Gembloux, Université de Haute Alsace und ACW Serie Proficrops: Wissenstransfer im Schweizer Gemüsebau, Robert Baur et al., ACW Serie Proficrops: Forschen für einen nachhaltigen Schweizer Obstbau trotz Feuerbrand, Esther Bravin, ACW Rasche Entwicklung neuer Diagnostikwerkzeuge für die Landwirtschaft, Christophe Debonneville et al., ACW Informationen: Informationen: Agrarforschung Schweiz 4 (9): ,

48 Festival du cheval Pferdefestival AVENCHES Vom 13. bis 15. September steht Avenches wieder im Zeichen des Pferdes dank dem bereits unverzichtbaren Pferdefestival Equus Helveticus. Mit dem National FM, dem Schweizer Sport- und Zuchtfinal der Freiberger, der Schweizer Meisterschaft der CH-Sportpferde, sowie mit Trab- und Galopprennen werden rund tausend Pferde und 20-mal mehr Besucher und Besucherinnen in Avenches erwartet. Mittwoch, 02. Oktober Ökobilanzplattform Landwirtschaft Ökodesign in der Land- und Ernährungswirtschaft Forschungsanstalt Agroscope Agroscope Themen Konzept des Ökodesigns in Landwirtschaft und Industrie Datenbanken und Ökobilanzen als Grundlage für Ökodesign Anwendungsbeispiele in Landwirtschaft und Lebensmittelindustrie Umweltpolitik: Entwicklung eines Systems zur Produktumweltinformation Infomarkt Posterausstellung rund um das Thema Ökodesign Detailprogramm und Anmeldung > Veranstaltungen > 7. Ökobilanzplattform Tagungsort Forschungsanstalt Agroscope, Vortragssaal Reckenholzstrasse 191, 8046 Zürich Anmeldeschluss ist der 13. September 2013