Die Allelopathie und ihr Nutzen in der biologischen Landwirtschaft

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1 Die Allelopathie und ihr Nutzen in der biologischen Landwirtschaft Nicolas Delabays Christian Bohren Station fédérale de recherches agronomiques Agroscope RAC Changins

2 Ein Referat in 4 Teilen: Definition der Allelopathie Es gibt sie wirklich eine Demonstration (Artemisia annua) Suche nach allelopathischen Arten zur Begrünung von Spezialkulturen Praktisches Beispiel im Feld (Hordeum murinum) Dachtrespe (Bromus tectorum ) zwischen den Reihen im Rebberg

3 Eine Definition der Allelopathie: Das Zusammenleben der Pflanzen wird durch chemische Stoffe meist sekundäre Metaboliten beeinflusst. Zusammenleben Konkurrenz Allelopathie

4 Ein Beispiel der Demonstration von Allelopathie auf dem Feld: Einjähriger Beifuss (Artemisia annua) Der einjährige Beifuss bildet und lagert in seinen Blättern (und Stengeln) ein sehr starkes Pflanzengift: Das Artemisinin

5 Im Boden eingearbeitet, verhindern die Blätter des einjährigen Beifuss die Keimung von Unkräutern und Kulturpflanzen (Delabays et al., 1998) Blätter eingearbeitet Kontrolle Ist das jetzt wirklich Allelopathie?

6 Gehalt an Artemisinin in Blättern des einjährigen Beifuss (gemäss Literaturangaben) Herkunft Typ Gehalt an Artemisinin (%) Referenz Deutschland Wildform 0.02 Singh et al., 1988 USA (Connecticut) Wildform 0.06 Charles et al., 1990 Argentinien Wildform 0.10 Acton et al., 1985 Indiien kultiviert 0.11 Sharma et al., 1991 China Wildform 0.14 Charles et al., 1990 USA (Dakota) Wildform 0.21 Charles et al., 1990 Spanien Wildform 0.24 Delabays et al., 1993 Vietnam Wildform 0.46 Wallart et al., 1999 Niederlande tetraploid 0.52 Wallart et al., 1999 China Wildform 0.60 Liu et al., 1979 China Wildform 0.79 Anonymous, 1980 Vietnam Wildform 0.86 Woendenbag et al., 1994 China Wildform 1.00 Delabays et al., 1993 Schweiz hybrid 1.38 Delabays et al., 2002

7 Feldversuch: Mais 2002 Blätter von zwei Beifuss - Biotypen in den Boden eingearbeitet: reich an Artemisinin (1.17 %) und arm an Artemisinin (0.05 %) Beobachtungen: Auflaufen der Unkräuter Biomasse der Unkräuter Beurteilen der Kultur (Auflaufen, Entwicklung) Nachweis von Artemisinin im Boden

8 Blätter mit wenig Artemisinin Blätter mit viel Artemisinin Y = X; r 2 = 0.59 ns Biomasse (g/m2) Y = X; r 2 = 0.94 * Biomasse der Unkräuter : Es wurden ansteigende Mengen Trockenmasse von einjährigem Beifuss arm an Artemisinin ( ) und reich an Artemisinin ( ) in den Boden eingearbeitet Quantités de feuilles sèches incorporées au sol (g/m 2 )

9 Number of plants/m2 10 Y = X; r 2 = 0.11 NS Y = 9.4-0,012 X; r 2 = 0.98 ** 2 A Plant heigth (cm) Y = X; r 2 = 0.81* Y = X; r 2 = 0.90 ** B Quantities incorporated in soil (g/m2) Auflaufrate (A) und Pflanzenhöhe (B) von Mais 28 Tage nach der Saat: In steigenden Mengen in den Boden eingearbeitetes Pflanzenmaterial von Einjährigem Beifuss arm an Artemisinin ( ) und reich an Artemisinin ( )

10 Suche nach geeigneten Pflanzenarten für eine brauchbare Grünbedeckung des Bodens in Spezialkulturen Vicia cracca Vogelwicke Allelopathie? Bromus tectorum Dachtrespe

11 Entwicklung von Biotests im Labor Gewächshausversuche Einige Arten zeigen tatsächlich starke phytotoxische Wirkung: Dachtrespe (Bromus tectorum) Mäusegerste (Hordeum murinum) gemeines Habichtskraut (Hieracium pilosella)

12 Bio-Schnelltests sind nötig (meist kostspielig) zur Bestimmung derjenigen Moleküle, die phytotoxische Effekte hervorrufen

13 Feldversuch (1998) : Begrünung zwischen den Reihen in einem Rebberg: (randomisierte Blöcke, 4 Wiederholungen) Verfahren: Spontanbewuchs Standardmischung (Lenta) Erdklee Trifolium subterraneum Weissklee Trifolium repens Kleiner Wiesenknopf Sanguisorba minor Kleiner Storchschnabel Geranium pusillum Straussgras Agrostis tenuis Mäusegerste* Hordeum murinum Dachtrespe* Bromus tectorum * In Labor und Gewächshaus stark phytotoxisch Beobachtungen und Messungen: Vegetation (Bodenbedeckung) Erträge Eigenschaften des Weinmostes Qualität des Weins

14 Verlauf der Vegetation im Zwischenreihenbereich mit Mäusegerste Sol nu Mulch sec Flore spontanée Orge Taux de couverture du sol (%) 0 sept 01 mars 02 juil. 02 sept. 02 mars 03 juil 03 sept. 03 mars 04 juil. 04 sept. 04 mars 05 Dates offener Boden; trockener Mulch; Spontanbewuchs; Mäusegerste

15 November (2003) Juli (2003) September (2004) Mäusegerste (Hordeum murinum) als Bodenbedeckung im Zwischenreihenbereich eines Rebberges April (2003)

16 Mögliche Verwendung der Allelopathie in der Landwirtschaft, speziell im BIO - Landbau: allelopathische Zwischenkulturen als Reinigungs - Kultur Züchtung von allelopathischen Kulturpflanzen Begrünung des Bodens in Spezial- (Dauer-) Kulturen mit allelopathischen Pflanzen Dachtrespe (Bromus tectorum) in Fully, VS