Ackerkratzdisteln erfolgreich im Öko-Landbau regulieren

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1 Initiative Grundwasserschutz durch Öko-Landbau Schweinfurt, den 27. November 2014 Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden Fakultät Landbau/Landespflege FG Ökologischer Landbau Ackerkratzdisteln erfolgreich im Öko-Landbau regulieren von Prof. Dr. Knut Schmidtke

2 Biologie der Ackerkratzdistel Familie der Korbblütengewächse perennierend vegetative und generative Vermehrung Bildquellen agf.gov.bc.ca Bendle 2014

3 Biologie der Ackerkratzdistel generativ Keimpflanze vegetativ vermehrt im Rosettenstadium Bildquellen agf.gov.bc.ca Bendle 2014

4 Biologie der Ackerkratzdistel männliche Blüte runder Blütenkopf weibliche Blüte flaschenförmiger Blütenkopf

5 Biologie der Ackerkratzdistel Maximale Wuchshöhe 100 bis 150 cm (200 cm) auf nährstoffreichen lehmig-tonigen Böden Maximale Wuchshöhe 40 bis 100 cm auf leichten Böden

6 Biologie der Ackerkratzdistel Achäne ist 1 mm breit u. 2,5 mm lang TKG: 1,15 g Bildung von 5000 bis Samen je Pflanze nur wenige Achänen sind fest mit dem Pappus verbunden, so dass der Großteil der Samen nahe der Mutterpflanze abgeworfen werden Flugweite der Achänen ca. 10 m (90 %), 1000 m (0,2 %) Bildquellen Haynes 2014, Bendle 2014

7 Überdauerung der Samen im Boden Keimung der Samen im Mai/Juni (optimal bei 25 bis 30 C) Abb. 1: Überdauerungsfähigkeit der in unterschiedlichen Bodentiefen vergrabenen Achänen der Ackerkratzdistel (nach Moore 1975)

8 Samenprädatation Tab 1: Beispiele für die Prädatation von Unkrautsamen auf Ackerflächen (seeds consumed per seeds exposed per exposure period, aus: Westerman et al. 2003) Fruchtart Periode Innerhalb von Hafer, Kleegras Prädationsrate Quelle Juli/August 21 Tage 20 bis 90 % Andersson 1998 Mais September 14 Tagen 49 bis 84 % Menalled et al Getreide Juni bis August 14 Tage 24 bis 90 % Tooley et al. 1999

9 Strategien der Regulation der Samenbildung der Ackerkratzdistel im Ackerbau Vor der Distelblüte zur Vermeidung der Samenbildung 1. Ziehen der Distel von Hand 2. Köpfen der Distel von Hand 3. Maschinelles Köpfen der Distel 4. Gilt auch für Rand- oder Blühstreifen

10 Keimpflanze Ausbreitung in Tiefe und Breite Abb. 2: Entwicklung und Ausbreitung der Ackerkratzdistel im Acker Bildquelle FIBL et al. 2013

11 Unterirdisch wachsende Teile der Ackerkratzdistel sind spross- und wurzelbürtig 1. Lange, verdickte horizontal und vertikal verlaufende Wurzeln 2. Kurze, feine Wurzeln 3. Vertikal verlaufende Sprosse Bildquelle Dow AgroSciences 2014

12 Wurzeln der Ackerkratzdistel Wurzeln der Ackerkratzdistel enthalten hohe Mengen Kohlehydrate und sind deshalb gut gerüstete Regenerations- und Überwinterungsorgane Bildquelle: Purdue University

13 Abb. 3: Entwicklung der Ackerkratzdistel (aus: Wehsarg, 1954, Ackerunkräuter, Akademie-Verlag Berlin) Ausbreitung der Wurzeln je Jahr um 2 bis 12 m in 20 bis 30 cm Tiefe

14 Tab. 2: Mittlere maximale Durchwurzelungstiefe der Ackerkratzdistel in verschiedenen Böden (nach Donald 1994) Boden Sand/Kies Kalksteinverwitterung Anmooriger Boden Tonboden Durchwurzelungstiefe 100 cm 180 cm 380 cm 450 cm

15 Tab. 3: Sprossmerkmale einer Distelkolonie unterschiedlichen Alters auf Lehmboden untersucht Anfang Juli (Nadaeu 1988) Parameter einjährig zweijährig zehnjährig Anzahl Sprosse je m² Sprossmasse g TM/m²

16 Abb. 4: Mittleres Wurzellänge im Boden von Distelkolonien unterschiedlichen Alters (Nadaeu 1988)

17 Abb. 5: Mittleres Wurzeltrockengewicht im Boden von Distelkolonien unterschiedlichen Alters (Nadaeu 1988)

18 Abb. 6: Mittlere Anzahl Wurzelknospen je Meter Wurzellänge von Distelkolonien unterschiedlichen Alters (Nadaeu 1988)

19 Wurzeln der Ackerkratzdistel Wurzeln der Ackerkratzdistel enthalten hohe Mengen Kohlehydrate und sind deshalb Regenerations- und Überwinterungsorgane Bildquelle: Purdue University

20 25 Gehalt an Kohlehydraten [%] Monat Abb. 7: Gehalt der unterirdischen Organe der Ackerkratzdistel an Inulin und Zucker im Jahresverlauf (Özer, 1969)

21 Gehalt an Kohlehydraten [%] Wuchshöhe [cm] Monat Abb. 8: Gehalt der unterirdischen Organe der Ackerkratzdistel an Inulin und Zucker und Sprosslänge im Jahresverlauf (Özer, 1969) 0

22 Gehalt an Kohlehydraten [%] Einsatz eines Flügelschargrubbers oder Grubbers mit Gänsefußscharen oder Schälpfluges/Stoppelhobels Wuchshöhe [cm] Monat Abb. 9: Gehalt der unterirdischen Organe der Ackerkratzdistel an Inulin und Zucker und Sprosslänge im Jahresverlauf (Özer, 1969) 0

23 Abb. 10: Flügelschargrubber

24 Abb. 11: Stoppelhobel

25 Abb. 12: Schälfurche mit Stoppelhobel am Standort Köllitsch im April 2009, Arbeitstiefe ~ 7 cm

26 Abb. 13: Grubber mit Gänsefußscharen

27 Bild: Baumert 2011 Abb. 14: Nicht flächig arbeitende Bodenbearbeitung mit dem Grubber

28 Abb. 15: Kiewer Methode zur mechanischen Regulation der Ackerkratzdistel bei der Stoppelbearbeitung aus: Redelberger 1998, Bioland, KÖN, FIBL 2014 Schwächung der Ackerkratzdistel optimal im Stadium 6 bis 8 Blätter, entsprechend 5 bis 10 cm Wuchshöhe Achtung: 1) bei nur einmaliger Bearbeitung (stets feuchter Boden führt ggf. zur Vermehrung der Ackerkratzdistel) 2) Häufige Stoppelbearbeitung ohne nachfolgenden Zwischenfruchtbau erhöht die Nitrataustragsgefahr deutlich

29 Gehalt an Kohlehydraten [%] Einsatz eines Flügelschargrubbers oder Grubbers mit Gänsefußscharen oder Schälpfluges/Stoppelhobels Wuchshöhe [cm] Monat Abb. 9: Gehalt der unterirdischen Organe der Ackerkratzdistel an Inulin und Zucker und Sprosslänge im Jahresverlauf (Özer, 1969) 0

30 Konkurrenz durch den Kulturpflanzenbestand

31 Ackergänsedistel (Sonchus arvensis L.) Bildquelle: Weed manual, Schering (bildet Wurzelsprosse)

32 Tab. 4: Relative Vermehrungsrate [g Wurzel je g gepflanzte Wurzel] der vegetativen Reproduktionsorgane der Acker-Gänsedistel (Sonchus arvensis) als Funktion der Größe der gepflanzten Wurzelfragmente, ihrer Tiefenablage und der Höhe der N-Düngung ohne Konkurrenz durch einen anderen Pflanzenbestand (Hakansson & Wallgreen, 1972) N-Düngung kg/ha Tiefenablage in cm ohne Konkurrenz durch Gerste Länge der Wurzelfragmente 4,5 cm 18,0 cm

33 Tab. 4: Relative Vermehrungsrate [g Wurzel je g gepflanzte Wurzel] der vegetativen Reproduktionsorgane der Acker-Gänsedistel (Sonchus arvensis) als Funktion der Größe der gepflanzten Wurzelfragmente, ihrer Tiefenablage und der Höhe der N-Düngung ohne Konkurrenz durch einen anderen Pflanzenbestand (Hakansson & Wallgreen, 1972) N-Düngung kg/ha Tiefenablage in cm ohne Konkurrenz durch Gerste Länge der Wurzelfragmente 4,5 cm 18,0 cm

34 Tab. 4: Relative Vermehrungsrate [g Wurzel je g gepflanzte Wurzel] der vegetativen Reproduktionsorgane der Acker-Gänsedistel (Sonchus arvensis) als Funktion der Größe der gepflanzten Wurzelfragmente, ihrer Tiefenablage und der Höhe der N-Düngung ohne Konkurrenz durch einen anderen Pflanzenbestand (Hakansson & Wallgreen, 1972) N-Düngung kg/ha Tiefenablage in cm ohne Konkurrenz durch Gerste Länge der Wurzelfragmente 4,5 cm 18,0 cm

35 Tab. 4: Relative Vermehrungsrate [g Wurzel je g gepflanzte Wurzel] der vegetativen Reproduktionsorgane der Acker-Gänsedistel (Sonchus arvensis) als Funktion der Größe der gepflanzten Wurzelfragmente, ihrer Tiefenablage und der Höhe der N-Düngung ohne Konkurrenz durch einen anderen Pflanzenbestand (Hakansson & Wallgreen, 1972) N-Düngung kg/ha Tiefenablage in cm ohne Konkurrenz durch Gerste Länge der Wurzelfragmente 4,5 cm 18,0 cm Länge der Wurzelfragmente 4,5 cm 18,0 cm ,2 4, mit Konkurrenz durch Gerste

36 Tab. 4: Relative Vermehrungsrate [g Wurzel je g gepflanzte Wurzel] der vegetativen Reproduktionsorgane der Acker-Gänsedistel (Sonchus arvensis) als Funktion der Größe der gepflanzten Wurzelfragmente, ihrer Tiefenablage und der Höhe der N-Düngung ohne Konkurrenz durch einen anderen Pflanzenbestand (Hakansson & Wallgreen, 1972) N-Düngung kg/ha Tiefenablage in cm ohne Konkurrenz durch Gerste Länge der Wurzelfragmente 4,5 cm 18,0 cm Länge der Wurzelfragmente 4,5 cm 18,0 cm ,2 4, ,5 2, mit Konkurrenz durch Gerste

37 Tab. 4: Relative Vermehrungsrate [g Wurzel je g gepflanzte Wurzel] der vegetativen Reproduktionsorgane der Acker-Gänsedistel (Sonchus arvensis) als Funktion der Größe der gepflanzten Wurzelfragmente, ihrer Tiefenablage und der Höhe der N-Düngung ohne Konkurrenz durch einen anderen Pflanzenbestand (Hakansson & Wallgreen, 1972) N-Düngung kg/ha Tiefenablage in cm ohne Konkurrenz durch Gerste Länge der Wurzelfragmente 4,5 cm 18,0 cm mit Konkurrenz durch Gerste Länge der Wurzelfragmente 4,5 cm 18,0 cm ,2 4, ,5 2, ,1 0,

38 Abb. 16: Bodenbearbeitung und Zwischenfruchtanbau zur Regulation des Wachstums der Ackerkratzdistel (Bioland, KÖN, FIBL 2014)

39 Bodenbearbeitungsversuch Kleinhohenheim Institut für Pflanzenbau der Universität Hohenheim Lehm, Parabraunede aus Löss, seit Varianten der Grundbodenbearbeitung 2 Varianten der Stoppelbearbeitung: ohne/mit Stoppelhobel: 7 cm Gruber et al. 2010, Zikeli et al. 2013

40 Bodenbearbeitungsversuch Kleinhohenheim Institut für Pflanzenbau der Universität Hohenheim Gruber et al. 2010, Zikeli et al Fruchtfolge 2000: Dinkel 2001: Kartoffel 2002: Triticale 2003: Rotkleegras 2004: Rotkleegras 2005: Winterweizen 2006: Hafer 2007: Ackerbohne 2008: Dinkel 2009: Mais 2010: Triticale 2011: Rotkleegras 2012: Rotkleegras Grundbodenbearbeitung: Pflug tief (25 cm) Pflug flach (15 cm) Zweischichtenpflug Grubber Stoppelbearbeitung: ohne versus mit Stoppelhobel

41 nach 2 bis 8 Jahren + S mit Stoppelbearbeitung Abb. 17: Einfluss der Grundboden- und Stoppelbearbeitung auf den Anzahl Triebe der Ackerkratzdistel: Bonitur auf der Stoppel, P < 0,05 (nach Pekrun & Claupein 2004, Gruber et al. 2010)

42

43 nach 7 Jahren Abb. 18: Einfluss der Grundboden- und Stoppelbearbeitung auf den Sprossertrag der Ackerkratzdistel in Hafer im Juni, P < 0,05 (Gruber et al. 2010)

44 Abb. 14: Einfluss der Grundbodenbearbeitung auf den Vorrat an Unkrautsamen im Boden, P < 0,05 (Zikeli et al. 2013) nach 6 Jahren

45 Strategien der Regulation der Ackerkratzdistel 1. Fruchtfolge a) Regulär alle 6 Jahre Anbau von überjährigen Futterleguminosen b) Nicht mehr als 2 Jahre konkurrenzschwache Kulturen nacheinander anbauen c) Konkurrenzstarke Zwischenfrüchte anbauen

46 Fruchtfolgegestaltung zur indirekten Regulation der Ackerkratzdistel? Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen Erbse Mais 4. Wintertriticale

47 Strategien der Regulation der Ackerkratzdistel 1. Fruchtfolge a) Regulär alle 6 Jahre Anbau von überjährigen Futterleguminosen b) Nicht mehr als 2 Jahre konkurrenzschwache Kulturen nacheinander anbauen c) Konkurrenzstarke Zwischenfrüchte anbauen 2. Bodenbearbeitung a) Wendende Grundbodenbearbeitung (nicht flacher als 15 cm) b) Flächig-scheidende Bodenbearbeitung im April c) Regelmäßige Stoppelbearbeitung: mehrmals flächig-scheidend

48 Fruchtfolgegestaltung zur indirekten Regulation der Ackerkratzdistel? Luzerne(-gras) 1. Winterroggen Winterweizen Erbse Mais 4. Wintertriticale

49 Strategien der Regulation der Ackerkratzdistel 1. Fruchtfolge a) Regulär alle 6 Jahre Anbau von überjährigen Futterleguminosen b) Nicht mehr als 2 Jahre konkurrenzschwache Kulturen nacheinander anbauen c) Konkurrenzstarke Zwischenfrüchte anbauen 2. Bodenbearbeitung a) Wendende Grundbodenbearbeitung (nicht flacher als 15 cm) b) Flächig-scheidende Bodenbearbeitung im April c) Regelmäßige Stoppelbearbeitung flächig-scheidend 3. Ergänzende Maßnahmen a) Gezielt düngen zur Stärkung der Konkurrenzkraft der Früchte b) Hacken im Reichenzwischenraum

50 Initiative Grundwasserschutz durch Öko-Landbau Schweinfurt, den 27. November 2014 Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden Fakultät Landbau/Landespflege FG Ökologischer Landbau Ackerkratzdisteln erfolgreich im Öko-Landbau regulieren von Prof. Dr. Knut Schmidtke Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!