Kupfereinsatz und Kupferminimierung im Ökologischen Landbau

Transkript

1 Titel zweizeilig eingeben (Schriftgröße, Arial fett, mindestens 18pt) Hier Text eingeben Schriftgröße Arial, mindestens 14pt, möglichst 16 pt oder mehr, Zeilenabstand: mindestens 1,1 Zeilen Kupfereinsatz und Kupferminimierung im Ökologischen Landbau PD Dr. habil. Stefan Kühne Institut für Strategien und Folgenabschätzung im Pflanzenschutz Erstes erfolgreiches Fungizid 1885 Bordeauxbrühe, Bordelaiser Brühe Pierre-Marie Alexis Millardet ( ) Botanikprofessor an der Universität Bordeaux Entdecker und Entwickler der Bordeauxbrühe Kalkmilch (Kalziumhydroxidlösung) in Kupfersulfatlösung Einsatz gegen Falschen Mehltau der Rebe (Plasmopara viticola) später auch Einsatz in Hopfen, Obst, Kartoffeln

2 Weinbau Hohe Bedeutung von Kupferpräparaten gegen Falschen Mehltau damals Ausbringung der Kupfervitriollösung mit Zerstäubern, 1886 Spritzung der Weinstöcke, 1952 und heute Tunnelspritzgeräte können die Abdrift durch besondere Injektionsdüsen um 99 % vermindern

3 Anwendung kupferhaltiger Wirkstoffe in Deutschland Kupferhydroxid (Cuprozin) Kupferoxichlorid (Funguran) Kupferoktanoat (Cueva) Kupferoktanoat-Kristalle auf Weinblatt, 4000-fach vergrößert (Foto: W. Neudorff GmbH KG) Die entscheidende Wirkungskomponente sind die Cu 2 + Ionen, die in die Pilzspore eindringen. Dort bewirken die Kupferionen eine Blockierung der Enzym-Reaktionen, was zum Absterben der Pilzsporen führt. Hopfenbau Kupferanwendungen seit 1927 gegen Falschen Mehltau Primärinfektion Sekundärinfektion

4 Entwicklung des Einsatzes kupferhaltiger Pflanzenschutzmittel im Hopfen in Deutschland Jahr Anzahl Spritzungen mit Kupfer Produkt kg/ha Kupfer kg/ha Produkte für Hopfen in Deutschland ca. in Tonnen (9.000 ha) plus 5 x andere 85 38, ( ha) ,7 630 ( ha) ,2 (aus Schlagkarteien) 7,5 3,4 160 ( ha) Quelle: Engelhard B. (2008): Kupferfachgespräch. Berichte aus dem JKI Hopfenbau konventionell Zahl der Spritzungen und Ausbringungsmenge Reinkupfer konnten mittels Prognose-Modell reduziert werden Zulassung synthetischer Pflanzenschutzmittel wird voll genutzt wichtig im Hinblick auf notwendigen Wirkstoffwechsel und erfolgreiches Resistenzmanagement Öko- Hopfenbau Kombination von kupfer- und schwefelhaltigen Produkten und Gesteinsmehl ermöglicht Einhaltung der max. Aufwandmenge von 4,0 kg/ha Öko-Hopfenbaubetriebe müssen ohne kupferhaltige Pflanzenschutzmittel aufgrund fehlender, gleichwertiger Alternativen ihren Betrieb einstellen Quelle: Engelhard B. (2008): Kupferfachgespräch. Berichte aus dem JKI

5 Konventioneller Weinbau wirksame, chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel als Kupferersatz stehen zur Verfügung, aber wichtig im Hinblick auf notwendigen Wirkstoffwechsel und erfolgreiches Resistenzmanagement Ökologischer Weinbau In den nächsten Jahren kann mit einer Verdopplung der Ökoweinbaufläche in Deutschland auf ca ha gerechnet werden. schwacher Peronospora-Befall: - Kupferreduzierung ausreichend - Kupferersatz (z.b. Algenextrakt, Tonerde) zufrieden stellend starker Peronospora-Befall: - Grenze der Kupferreduzierung erreicht - kupferfreie Strategien keine ausreichende Wirkungssicherheit! Pflanzenschutz ohne Kupfer bedeutet hier: Ertrags- und Qualitätsausfälle von % BÖL-Verbundprojekt Optimierung des ökologischen Rebschutzes unter besonderer Berücksichtigung der Rebenperonospora, (Quelle: Berkelmann-Löhnertz B., Heibertshausen D., Baus-Reichel O., Hofmann U. & Randolf Kauer (2008): Kupferfachgespräch. Berichte aus dem JKI)

6 Ökologischer Obstbau Einsatz und Notwendigkeit von Kupferpräparaten Kernobst Schorf Krebs Kragenfäule Feuerbrand Steinobst Schrotschuss Monilia Kräuselkr. Narrentaschenkr. Beerenobst Rutensterben Rankenkr. Weißflecken Säulenrost Cu/ha + Jahr < 3 kg Quelle: Kienzle J., Augustin D., Haug P. (2008): Kupferfachgespräch. Berichte aus dem JKI Ökologischer Kartoffelanbau Kraut- und Knollenfäule der Kartoffel (Phytophthora infestans) Mittel auf Kupferbasis stellen eine effektive Regulierungsmöglichkeit dar.

7 Ökologischer Kartoffelanbau Kraut- und Knollenfäule der Kartoffel (Phytophthora infestans) Anwendungsstrategien mit Kupfer Öko-Simphyt: Prognosesystem zur gezielten Bekämpfung der Kraut- und Knollenfäule im ökologischen Kartoffelanbau Infektionsdruck Behandlungsabstand Infektionsdruck Spritzmenge variabel sehr niedrig 12 Tage sehr niedrig 250 g/ha niedrig 10 Tage niedrig 375 g/ha mittel 8 Tage mittel 500 g/ha hoch 6 Tage hoch 625 g/ha sehr hoch 4 Tage sehr hoch 750 g/ha Quelle: Zellner M.; Keil S., Benker M., Kleinhenz B., Bangemann L. (2008): BÖL-Abschlussbericht Vorbeugende Maßnahmen Ackerhygiene (Durchwuchskartoffeln) Fruchtfolge keine benachbarten Flächen, großräumige Fruchtfolgen nicht immer umsetzbar Sortenwahl frühe Sorten, um Vorsprung zum Krautfäule- und Käferbefall zu bekommen, gut umsetzbar Vorkeimen Vorsprung zum Krautfäule- und Käferbefall, sehr arbeitsintensiv und spezielle Technik nötig

8 Was würde der Verzicht von Kupferpräparaten heute für den Ökologischen Landbau bedeuten?! Keine Ausweitung sondern sofortiger Rückgang des Ökolandbaus in Deutschland Weinbau Ertrags- und Qualitätsausfälle von % Hopfenbau Ökobetriebe müssten Ihre Produktion einstellen Obstbau - Ertrags- und Qualitätsausfälle von % Kartoffelbau in Jahren mit hohem Befallsdruck Ertragsund Qualitätsausfälle bis zu 80 % Abschätzung der als Pflanzenschutzmittel im Jahr 2008 eingesetzten Kupfermenge in Deutschland für verschiedene Anwendungsbereiche Ökologischer Landbau Wein Hopfen Kartoffel Kernobst spez. Aufwandmenge [kg/ ha] 2, Anbaufläche in 2008 ha Eintragsmenge t 8,7 0,3 16,4 8,7 Summe Ökologischer Landbau t 34,1 konventioneller Landbau spez. Aufwandmenge [kg/ ha] 1,3 7 1,2 Anbaufläche in 2008 ha Eintragsmenge t 122,1 130,2 37,2 Summe konventioneller Landbau t 289,5 Gesamtmenge t 323,6 Quelle: Kühne S., Strassemeyer J., Roßberg D. (2009): J. f. Kulturpflanzen, 4,

9 Bedeutung in verschiedenen Kulturen im Ökologischen Landbau notwendige Mindestmengen Weinbau Obstbau Hopfenanbau Kartoffelanbau 2,5 kg/ha und Jahr < 3 kg/ha und Jahr 3,5 kg/ha und Jahr 2 kg/ha und Jahr Forschungsprojekte zur Kupferproblematik Bundesprogramm Ökologischer Landbau seit dessen Bestehen ,6 Mio für Kupferersatz/minimierung Projektstatus Weinbau Obstbau Gemüsebau Hopfen Kartoffel abgeschlossen laufend Summe EU-Projekte Quelle: Ostbomke H. (2009): BLE, Referat Geschäftsstelle Bundesprogramm ökologischer Landbau Development of a systems approach for the management of late blight in EU organic potato production (Blight-Mop), Nr QLK5-CT ; BBW Nr Projektdauer: Kupferfreie Krankheitsregulierung im Apfel- und Rebbau Replacement of Copper Fungicides in Organic Production of Grapevine and Apple in Europe (REPCO). EU-Projekt-Nr. SSPE-CT Projektdauer: 2003 bis 2007

10 Zusammenfassung 1. Kupferpräparate gehören seit mehr als 100 Jahren zu den wichtigsten Fungiziden vor allem in Dauerkulturen (Wein, Hopfen und Obst); 2. Im konventionellen Landbau können synthetische Fungizide Kupfer ersetzen, spielen jedoch im Anti-Resistenzmanagement eine wichtige Rolle; 3. Im Ökologischen Landbau gibt es oftmals keine Alternativen zu Kupfer und ein Verzicht würde zu einem sofortigen Rückgang des Ökolandbaus in Deutschland führen; 4. Entwicklung von Prognosemodellen, resistenter Sorten, Spritztechnik und neuer Kupferformulierungen haben die Aufwandmengen in den letzten Jahren kontinuierlich gesenkt; 5. Der Eintrag über Pflanzenschutzmittel beträgt 324 t/jahr im Vergleich zum Eintrag über Wirtschaftsdünger von ca t/jahr oder Klärschlamm mit ca. 450 t/jahr. Fachgespräche zu Kupfer 53/ / /2008 Startseite > Veröffentlichungen > Berichte 2009 Themenheft Kupfer

11 Fachgespräch zu Kupfer Ergebnisse der Risikobewertung von Kupfer nicht vertretbare Auswirkungen von Kupfer auf: Vögel insb. Langzeit-Risiko Säuger insb. Langzeit-Risiko Aquatische Organismen: bei hohen Aufwandmengen Regenwürmer Langzeit-Risiko Kupfer wirkt hoch toxisch auf die Reproduktion von Vögeln und Säugern Kupfer wirkt hoch toxisch auf Regenwürmer und bewirkt eine Veränderung der Zusammensetzung der Biozönosen im Boden Dr. Wiebke Schwarzbach Wirkung von kupferhaltigen Pflanzenschutzmitteln auf Regenwürmer Kula, C. (1999): Auswirkungen von Kupfer auf die terrestrische Flora und Fauna. Berichte aus der BBA, 53, artspezifische Unterschiede bezüglich der Kupfer - Aufnahme: Lumbricus rubellus - interne Steuer- u. Regulationsmechanismen ermöglichen Kupferaufnahme ohne Schädigung Lumbricus terrestris - kupferempfindlich, keine Regulationsfähigkeit gegeben Wirkung auf Regenwürmer in Laborversuchen Allgemein: lösliche Kupfersalze toxischer als in org. gebundener Form, bei niedrigem ph und niedriger Temperatur stärkere Effekte Akute Wirkung (E. fetidae, artificial soil): LC50 > 350 mg/kg Akute Wirkung (E. fetidae, artificial soil): LC50 > 350 mg/kg Streuabbau (einheimische Arten): ab 150 mg/kg Effekt Wirkung auf Regenwürmer im Freiland Niklas und Kennel, 1978, 1980, 1981 In mehreren Obstbaugebieten Auswirkungen von Kupfer auf Regenwürmer, insbesondere Lumbricus terrestris, erhöhter Falllaubanteil gefunden Schwab, 1987 Auf 16 Rebflächen wirkten sich Kupfergehalte von über 100 mg/kg auf Größe und / oder artliche Zusammensetzung von Regenwurmpopulationen aus

12 Strategiepapier der ökologischen Anbauverbände zur Kupferminimierung und Ersatz Maßnahmen zur Erreichung kurzfristiger Ziele: Reduzierung Kupferaufwandmenge Entwicklung eines Kommunikationskonzeptes zur Verbreitung der Strategie sowie von neuen Erkenntnissen, Verfahren und Präparaten Sammeln von Daten und Erfahrungen aus verschiedenen Kulturen und Regionen Betrachtung der Anreichung von Kupfer in Kulturböden und die Auswirkungen auf das Bodenleben Enge Kooperationen zwischen Forschung und Praxis

13 Maßnahmen zur Erreichung mittelfristiger Ziele: Entwicklung von Alternativen zu Kupfer Tests von Wirkstoffen gegen die wichtigsten Krankheiten in den einzelnen Kulturen Anschließende Analyse der Substanzen und ökotoxikologische Überprüfung Bildung eines Gremiums zur Weiterentwicklung der Wirkstoffe für die spezifischen Kulturen Untersuchung von praxisreifen Wirkstoffen auf Wirkungsspektrum und potential auf verschiedene Kulturen im Freiland Internationale und nationale Diskussion über die Akzeptanz von Kupfer im Ökolandbau Bedingung: Wirkstoff muss als PSM zugelassen sein sowie in den EG-Rechtsvorschriften für den Ökolandbau gelistet sein

14 Feldstudie zur Erfassung der Kupfergehalte von Böden und zu den Auswirkungen auf Regenwürmer Institut für ökologische Chemie, Pflanzenanalytik und Vorratsschutz Institut für Strategien und Folgenabschätzung im Pflanzenschutz Institut für Pflanzenschutz in Obst- und Weinbau Feldstudie zu Kupfergehalten im Weinbau und zu den Auswirkungen auf Regenwürmer - Zielstellung - Höhe der Gesamtgehalte und bioverfügbaren Kupfergehalte in Weinbergsböden Erfassung empfindlicher Indikatorarten (Regenwürmer) Festlegung von Schwellenwerten für Indikatorarten und für welches Schutzziel Untersuchungen zum Einfluss von Bewirtschaftung auf bioverfügbare Kupfergehalte Untersuchungen zu Anpassungseffekten von Indikatorarten an Kupfergehalte im Boden Ableitung methodischer Vorgaben für Nachzulassungsmonitoring Beitrag zur Nutzen Risikoabwägung im Zulassungsverfahren

15 Repräsentative Erfassung der Belastungsverteilung der Höhe der Gesamtgehalte anhand von Felderhebungen - Deutsche Weinbaugebiete - Obstbau Weinbau Hopfenbau Hallertau Tettnang Repräsentative Erfassung der Belastungsverteilung der Höhe der Gesamtgehalte anhand von Felderhebungen - Pfalz Bereich Südliche Weinstr., Geilweilerhof Wiese Ökologischer Landbau 41 mg Cu/kg Boden Referenzfläche Spontanvegetation, Weinfl. vor über 20 J., mg Cu/kg Boden Konventioneller Landbau mg Cu/kg Boden mg Cu/kg Boden

16 Kupfer - Wohin geht die Reise Projektförderungen 2009 Bekanntmachung im Rahmen des Bundesprogramm Ökologischer Landbau Kupferersatz/Kupferminimierung 27 Projektskizzen mit Antragsvolumen von 11 Millionen 2009 Nationale Aktionsplan zur nachhaltigen Anwendung von PSM 2011 EU-Förderprogramm Kupferersatz/Kupferminimierung Pflanzengesundheit im Ökologischen Landbau Stefan Kühne, Ulrich Burth, Peggy Marx Biologischer Pflanzenschutz im Freiland Pflanzengesundheit im Ökologischen Landbau erschienen Juni Seiten, 256 Farbfotos, Gebunden Ulmer, Eugen, GmbH & Co. ISBN: Herbsttagung des Landesarbeitskreis Pflanzenschutz Sachsen-Anhalt am 03./ , Naumburg