Kantonsschule Ausserschwyz. Invasive Neophyten. Prüfung alternativer Eindämmungsmethoden. Olivia Kölbli, S4E. Betreuende Lehrperson: Roman Küng

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1 Kantonsschule Ausserschwyz Invasive Neophyten Prüfung alternativer Eindämmungsmethoden Olivia Kölbli, S4E Betreuende Lehrperson: Roman Küng

2 Inhaltsverzeichnis 1. Abstract Vorwort Einleitung Zielsetzung Ausgangslage Problematik Gesetzliche Grundlagen Bekannte Lösungsansätze Material und Methoden Bestimmung und Bezug eines geeigneten Neophyten Die Kanadische Goldrute Bestimmung und Bezug eines geeigneten Konkurrenten Versuch Versuch Versuch Resultate Versuch Versuch Versuch Diskussion Interpretation der Ergebnisse Vergleich mit anderen Arbeiten Schlussfolgerung Analyse Quellenverzeichnis Literaturverzeichnis Abbildungsverzeichnis Eigenständigkeitserklärung Anhang... Laborergebnisse des lbu... 2

3 1. Abstract Invasive Neophyten sind ein Problem, das seit einigen Jahren immer mehr ins Bewusstsein der Öffentlichkeit rückt. Unter Neophyten versteht man Pflanzen, die vor 1492 noch nicht in unserer einheimischen Flora vorgekommen sind und erst nach der Entdeckung Amerikas, meist aus Übersee, nach Europa eingeführt worden sind. Invasive Neophyten sind also gebietsfremde Pflanzen, die sich rasant ausbreiten und somit die einheimische Pflanzen- und Tierwelt gefährden. Da sie jedoch schwer einzudämmen sind, dient diese Arbeit dazu, alternative Eindämmungsmethoden für invasive Neophyten zu prüfen. Zu diesem Zweck werden drei Versuchsreihen durchgeführt. Für diese wird die Kanadische Goldrute verwendet, da sie in der Region verbreitet ist und ein Problem für die einheimische Flora und Fauna darstellt. Für die Suche nach alternativen Eindämmungsmethoden wird eine Konkurrenzpflanze des Neophyten verwendet, die unter ähnlichen Bedingungen wächst und einheimisch ist. Es wird davon ausgegangen, dass diese Pflanze das Wachstum der Kanadischen Goldrute negativ zu beeinflussen vermag. Der einheimische Wiesenknöterich erfüllt die geforderten Bedingungen. Im ersten Versuch werden Kanadische Goldruten (invasiver Neophyt) mit einheimischen Wiesenknöterichen in unterschiedlichen Variationen (in Form von Rhizomen oder ganzen Pflanzen) in mehreren Töpfen eingetopft, um herauszufinden, ob der Wiesenknöterich die Kanadische Goldrute im Wachstum einzuschränken vermag. Der zweite Versuch wird ausschliesslich mit Rhizomen der Kanadischen Goldrute durchgeführt. Er dient dazu festzustellen, welche Faktoren grundsätzlich für das Wachstum dieses invasiven Neophyten entscheidend sind. Unter dem letzten Versuch werden die beim zweiten Versuch verwendeten Erd-Typen im Labor untersucht, um die Ergebnisse aus Versuch 2 zu untermauern und genaue Ergebnisse vorweisen zu können. Aus den Ergebnissen der Versuche ist zu entnehmen, dass der Wiesenknöterich kaum Einfluss auf das Wachstum der Kanadischen Goldrute hat. Jedoch konnte festgestellt werden, dass das Rhizomenwachstum der Kanadischen Goldrute stark von der zur Aufzucht verwendeten Erde abhängt, obwohl sich bereits bestehende Bestände auch in ungeeigneteren Böden ausbreiten und wachsen können. Stark lehmiger Boden vermindert die Wachstumschancen von Rhizomen der Kanadischen Goldrute merklich. Die im Boden vorkommenden Nährstoffe spielen jedoch eine eher unbedeutende Rolle im Wachstum dieses Neophyten, da die Kanadische Goldrute einerseits mit vielen, aber auch mit wenigen Nährstoffen gut auskommt. 3

4 2. Vorwort Durch mein Interesse an der Natur kam ich zum Schluss, eine Arbeit im Fachbereich Biologie zu verfassen. Da in den örtlichen Medien invasive Neophyten zurzeit sehr präsent sind, entschied ich mich, über dieses Thema zu forschen und zu schreiben. Invasive Neophyten stellen ein aktuelles Problem dar. Alternative Methoden zur Eindämmung wurden meines Wissens bisher nicht erforscht. Dabei konzentrierte ich mich vor allem auf eine invasive Art, mit der ich auch die Feldarbeit durchführte. Ich habe die Motivation, einen Beitrag zur Problemlösung zu leisten und der Gesellschaft die Problematik von invasiven Neophyten grundsätzlich etwas näher zu bringen. Ich danke Herrn Roman Küng, Lehrperson Fachschaft Biologie an der KSA, für seine kompetente und strukturierte Unterstützung und die Begleitung meiner Arbeit. Im weiteren richte ich meinen Dank an folgende Personen und Institutionen: Erwin Jörg, Biologe aus Sursee, für seine Unterstützung bei der Themensuche. Bernhard Hirzel, Botanischer Garten Zürich, für seine Hilfe beim Bezug der Kanadischen Goldrute und für die Tipps zu deren Aufzucht. Philip Baruffa, Amt für Umweltschutz Schwyz, für das persönliche Gespräch und die Genehmigung zur Aufzucht der Kanadischen Goldrute. Den Fachschaftskräften Biologie an der KSA Pfäffikon, für das Giessen der Pflanzen im Versuch 1. Christian Haupt, Firma Hauert, für die Bodenschnellanalyse und die fachkompetente Beratung. Dem LBU, Labor für Boden- und Umweltanalytik, für die detaillierte Bodenanalyse im Labor. 3. Einleitung 3.1. Zielsetzung Ziel ist es, Methoden zu finden, mit denen ohne umweltschädigende Nebeneffekte invasiven Neophyten entgegengewirkt werden kann. Dabei soll stellvertretend ein invasiver Neophyt ausgewählt werden, der sich auch vegetativ über Rhizome vermehrt. Die Verbreitung über Samen wird dabei ausser Acht gelassen. In einem ersten Schritt wird also ein geeigneter Neophyt eruiert. In einem nächsten Schritt soll eine Konkurrenzpflanze ermittelt werden, welche unter ähnlichen Bedingungen wächst und in der Lage ist, das Wachstum des Neophyten negativ zu beeinflussen. Im Weiteren soll mit Hilfe von Bodenanalysen ermittelt werden, welchen Einfluss bestimmte Nährstoffe auf das Wachstum des Neophyten haben. Diese Ergebnisse könnten als Grundlage zur Entwicklung weiterer Bekämpfungsmassnahmen dienen. 4

5 3.2. Ausgangslage Invasive Neophyten sind ein Problem, das seit einigen Jahren immer mehr in die Öffentlichkeit rückt. Erwin Jörg 1, Biologe Sursee definiert auf seiner Webseite Neophyten wie folgt: Neophyten ist die Bezeichnung für Pflanzen, die erst seit der Entdeckung Amerikas (1492) bei uns vorkommen. Wörtlich übersetzt bedeutet Neophyten «neue Pflanzen». Diese gebietsfremden Pflanzen sind zum grössten Teil völlig harmlos (z.b. die Rosskastanie oder das Kleine Springkraut). Einige der neuen Pflanzen verhalten sich jedoch invasiv: Sie verwildern, breiten sich stark aus und verdrängen dabei die einheimische Flora. Bestimmte Pflanzen sind sogar gefährlich für unsere Gesundheit, andere können Bachufer destabilisieren oder Bauten schädigen. Alle diese Problempflanzen bezeichnet man als invasive Neophyten. Zurzeit gelten in der Schweiz 41 Arten als nachweislich schädliche invasive Neophyten (Schwarze Liste) und 17 Arten als potenziell schädliche invasive Neophyten (Watch-Liste). Beim Aufkommen von Neophyten wird zwischen der natürlichen Ausbreitung und der durch den Menschen ermöglichten Ausbreitung unterschieden. Laut Wolfgang Nentwig 2 ist der entscheidende Unterschied zwischen der natürlichen und einer durch den Menschen ermöglichten Fernausbreitung meist die Verbreitung in einen anderen Kontinent. Als Beispiel nennt er ein Ackerkraut: Es ist eben ein prinzipieller Unterschied, ob sich ein Ackerkraut aus dem Mittelmeerraum langsam nach Mitteleuropa ausbreitet oder ob es mit Getreidelieferungen aus Kanada über ganz Europa verbreitet wird. Vor allem an Transportwegen wie Autobahnen oder Eisenbahnen sind Neophyten sehr stark verbreitet, da Pflanzenteile oder Samen mithilfe unserer Verkehrsmittel an andere Orte gelangen. Auch an Flussläufen und Bächen breiten sie sich nach wie vor weiter aus. Ausserdem sind heute noch viele Neophyten käuflich erwerbbar. Biologische Invasionen weisen verschiedene Phasen auf. Der Phase einer ersten Einführung oder Verwilderung folgt die der Einbürgerung oder Etablierung, sobald sich die Art ohne direkte menschliche Mithilfe vermehren und halten kann. Die eingebürgerte Population kann dann exponentiell zunehmen, bis die Grenze der möglichen Grösse und Ausbreitung erreicht ist (Sättigung). Die Zeit zwischen der Etablierung bis zur Phase der rasanten Ausbreitung kann je nach Art wenige Jahre oder weit über hundert Jahre dauern. Es bestehen vier strategische Massnahmenkonzepte, um einer Invasion entgegenzuwirken: Prävention, Tilgung, Eindämmung und Unterdrückung. Präventive Massnahmen sind beispielsweise die Einfuhr und Auspflanzung einer Art zu verhindern. Generell ist die Tilgung nur in der Frühphase der Ausbreitung oder bei isolierten Populationen realistisch. Danach lässt sich eine weitere Ausbreitung nur noch eindämmen. 1 Jörg, Erwin [2014] 2 Nentwig, Wolfgang [2011] 5

6 Abbildung 1 Erklärung zur Abbildung 1: Vier Phasen biologischer Invasionen: 1. Einführung; 2. Einbürgerung; 3. Ausbreitung; 4. Sättigung; und vier Bekämpfungsansätze: a. Prävention; b. Tilgung; c. Eindämmung; d. Unterdrückung. Als letzte Möglichkeit bleibt die Unterdrückung, die darauf abzielt, negative Auswirkungen zu verringern, ohne unbedingt die Verbreitung zu reduzieren. Bei weit verbreiteten und umfangreichen Populationen ist dies wohl die einzige realistische Massnahme. Eindämmungs- und Unterdrückungsmassnahmen müssen kontinuierlich weitergeführt "werden und benötigen entsprechende personelle und finanzielle Ressourcen. Umso wichtiger ist es also, Massnahmen frühzeitig zu treffen. 3 3 Eidgenössische Fachkommission für biologische Sicherheit [2014] 6

7 Abbildung 2: Kanadische Goldruten neben dem Spital Lachen, Abbildung 3: Kanadische Goldruten am SBB-Bahngleis in Pfäffikon,

8 Abbildung 4: Kanadische Goldruten am Seeufer in Schmerikon, Abbildung 5: Verbreitung von Neophyten in der Schweiz (Stand ) 8

9 Abbildung 6: Verbreitung der Kanadischen Goldrute (Solidago Canadensis) in der Schweiz (Stand ) ein Quadrat entspricht 25x25m 9

10 Dass das Problembewusstsein zur Thematik der invasiven Neophyten in der Bevölkerung noch viel stärker gefördert werden muss, zeigt dieses Foto aus einem Privatgarten in Wädenswil exemplarisch. Die Kanadische Goldrute hat hier einen Platz als dekorative Zierstaude. Abbildung 7: Privatgarten in Wädenswil, Die Bevölkerung und die Politik sind sich der Problematik von invasiven Neophyten noch immer nicht genügend bewusst, was die Abstimmungen über das Umweltschutzgesetz im vergangenen Jahr zeigen. Das Umweltschutzgesetz wurde im Jahr 2014 bereits zum dritten mal vom Kantonsrat Schwyz zurückgewiesen. Es gibt jedoch auch Gemeinden, die die Notwendigkeit im Handeln gegen invasive Neophyten erkannt haben und aktiv geworden sind. So beauftragte beispielsweise die Gemeinde Feusisberg 2014 das Büro für ökologische Optimierungen GmbH in Tuggen mit der Erfassung und Bekämpfung dieser Pflanzen entlang der Sihl in Schindellegi. Auch die Gemeinde Altendorf war nicht untätig. Sie hat sich auf Anfrage des Amtes für Umweltschutz bereit erklärt, in einem Pilotprojekt im Kampf gegen invasive Neophyten mitzuwirken. Das Projekt wird auf kommunaler Ebene in den Jahren 2016 bis 2018 umgesetzt und vom Amt für Umweltschutz aktiv begleitet. Auch Privatunternehmen übernehmen Verantwortung. Das Garten-Center Meier in Tann zum Beispiel sieht es in seiner Verantwortung, seine Kundschaft in der Thematik invasiver Neophyten zu sensibilisieren. Die Firma verzichtet auf den Verkauf von Neophyten, die zwar (noch) nicht verboten sind, aber eine potenzielle Gefahr für unsere einheimische Flora und Fauna darstellen. In vielen Geschäften stehen Neophyten nach wie vor zum Verkauf, da sie beliebte Zierpflanzen sind. 10

11 Problematik Dass Neophyten die einheimische Biodiversität beeinträchtigen, beschreibt Wolfgang Nentwig 4 wie folgt: Die Anwesenheit einer neuen, nicht einheimischen Art in einem Lebensraum ist keine Bereicherung der Artenvielfalt, weil die neue Art sich oft negativ auf einheimische Arten auswirkt und somit zur Verarmung führt. Eine einheimische Art kann in bestimmten Lebensäusserungen eingeschränkt werden, ihre Ressourcennutzung vermindert sich, ihre Individuen-Zahl nimmt ab, und schliesslich kann sie lokal verschwinden. Wenn dieser Prozess über längere Zeit anhält und sich über eine grössere Region erstreckt, kann eine einheimische Art schliesslich aussterben. [ ] Invasive Arten können Strukturen und Funktionen eines Ökosystems völlig verändern. Und das nationale Daten- und Informationszentrum der Schweizer Flora 5 führt auf seiner Webseite aus: Invasive Neophyten tragen weltweit zum Rückgang der biologischen Vielfalt bei und sind nach IUCN (Internationale Union zur Bewahrung der Natur und natürlicher Ressourcen) weltweit der zweitwichtigste Grund des Artenrückgangs, gleich nach der Zerstörung von Biotopen durch den Menschen. Am Beispiel der Kanadischen Goldrute erläutert das Bioversum Kranichstein 6, dass wegen fehlenden Parasiten bzw. Fressfeinden Pflanzen im neophytischen Gebiet unter Umständen besser wachsen als im ursprünglichen Areal. Dabei kann die Pflanze die Kraft, die sie bei der Feindabwehr spart, in die Entwicklung von Eigenschaften stecken, die sie erfolgreich gegen Konkurrenzdruck macht. Nicht nur unsere Flora und Fauna leidet unter Neophyten. Einige beeinträchtigen auch unsere Gesundheit. Glücklicherweise führen nur wenige nicht-einheimische Arten zu schweren Verletzungen. Der Riesen-Bärenklau verursacht schlecht heilende Verbrennungen, andere Pflanzen verfügen über Stachlen und Dornen. Bedeutend grössere Auswirkungen jedoch haben Allergien, die von einigen Pflanzenarten, allen voran von der nordamerikanischen Ambrosie, verursacht werden., erläutert Wolfgang Nentwig 7. Aus wirtschaftlicher Sicht leidet die Landwirtschaft stark unter Neophyten. Viele landwirtschaftliche Gebiete grenzen an befallene Bahngleise, Ufer oder Strassen. Somit entstehen für die Betriebe zusätzlicher Arbeitsaufwand bzw. Kosten in der Bekämpfung. 8 4 Nentwig, Wolfgang [2011] 5 Info Flora [ ] 6 Bioversum Kranichstein [Stand 2015] 7 Nentwig, Wolfgang [2011] 8 Vgl. BAFU [Stand ] 11

12 Gesetzliche Grundlagen Der Bund hat zum Umgang mit invasiven Organismen verschiedene gesetzliche Grundlagen geschaffen: Umweltschutzgesetz (USG), SR Art. 29a: Grundsätze der Verantwortlichkeit beim Umgang mit Organismen Natur- und Heimatschutzgesetz (NHG), SR 451 Art 23: Bewilligungspflicht für das Ansiedeln von standortfremden Tieren und Pflanzen in der Natur Freisetzungsverordnung (FrSV), SR Art. 4: Selbstkontrolle für das Inverkehrbringen von Organismen für den Umgang in der Umwelt Art. 5: Informationspflicht über mögliche negative Auswirkungen, sowie über Massnahmen, damit diese nicht auftreten Art. 6: Allgemeine Sorgfaltspflicht beim Umgang mit Organismen in der Umwelt Art. 15: Schutz von Menschen, Tieren, Umwelt und biologischer Vielfalt vor gebietsfremden Organismen Art. 16: Schutz besonders empfindlicher oder schützenswerter Lebensräume vor gebietsfremden Organismen Art. 49: Überwachung der Sorgfaltspflicht durch die Kantone Art. 52: Bekämpfung Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung (ChemRRV), SR Anhang 2.5: Verbote und Einschränkungen bei der Verwendung von Pflanzenschutzmitteln (inklusive Herbizide) Pflanzenschutzverordnung (PSV), SR Kapitel 5: Überwachungs- und Bekämpfungsmassnahmen Anhang 6: Besonders gefährliche Unkräuter 9 Das Bundesamt für Umwelt BAFU entwickelt aktuell eine Strategie zur Bekämpfung invasiver gebietsfremder Arten. Darin werden Grundsätze, Ziele und Massnahmen für die Prävention und Bekämpfung invasiver gebietsfremder Arten definiert. Es soll sichergestellt werden, dass die Einbringungs- und Ausbreitungswege sowie das Schadenspotenzial von nicht einheimischen Arten, die in die Schweiz gelangen, identifiziert werden. Treten dennoch invasive gebietsfremde Arten auf, werden sie eingedämmt oder beseitigt. Das Management einer invasiven gebietsfremden Art ist eine Verbundaufgabe zwischen Bund und Kantonen. Der Bund unterstützt den Vollzug durch die Kantone. Ausserdem unterstützt er die Forschung: So müssen beispielsweise neue Kriterien und Methoden entwickelt werden, um den Vollzug (z.b. im Bereich der Früherkennung, des Monitorings, der Bekämpfung und der Erfolgskontrolle) verwirklichen zu können. (...). Im Auftrag des BAFU betreibt Info Flora das nationale Daten- und Informationszentrum zur Schweizer Flora. Dieses erfasst auch invasive Neophyten. Die Listen der invasiven Neophyten der Schweiz sind ein wichtiges Werkzeug für die verschiedenen öffentlichen und privaten Akteure. Sie liefern Entscheidungshilfen und ermöglichen es, Prioritäten bei der Vorbeugung und Bekämpfung invasiver Neophyten zu setzen. Die «Schwarze Liste» bezeichnet diejenigen invasiven Neophyten der Schweiz, die in den Bereichen Biodiversität, Gesundheit oder Ökonomie Schäden verursachen. Die Ausbreitung dieser Arten muss verhindert werden. Die «Watch List» zeigt invasive Neophyten der Schweiz, die das Potenzial haben, Schäden zu verursachen. Ihre Ausbreitung muss daher überwacht werden. 10 Nachfolgend die Liste: 9 Eidgenössische Fachkommission für biologische Sicherheit [2014] 10 BAFU [Stand ] 12

13 Latein Deutsch Ausbreitungs- Potenzial Gesundheit Ökologie Ökonomie BL / WL 2014 Freisetzungsverordnung (FrSV) Abutilon theophrasti Medik. Chinesische Samtpappel xxx o x xxx BL - Ailanthus altissima (Mill.) Swingle Götterbaum xxx x xx xx BL - Aufrechte Ambrosie, Ambrosia artemisiifolia L. aufrechtes Traubenkraut xxx xxx (x) xxx BL FrSV Amorpha fruticosa L. Bastardindigo xxx o xxx xx BL - Artemisia verlotiorum Lamotte Verlotscher Beifuss xxx x(?) xx xx BL - Asclepias syriaca L. Syrische Seidenpflanze xxx o xxx xxx BL - Buddleja, Buddleja davidii Franch. Schmetterlingsstrauch xxx o xxx x BL - Bunias orientalis L. Östliches Zackenschötchen xxx x xx xxx BL - Cabomba caroliniana Gray Karolina-Haarnixe xxx o xxx xxx BL - Crassula helmsii (Kirk) Cockayne Nadelkraut xxx o xxx xxx BL FrSV Cyperus esculentus L. Essbares Zyperngras xxx o o xxx BL - Echinocystis lobata (Michx.) Torr. & A. Gray Stachelgurke, Igelgurke xxx o xxx xx BL - Elodea canadensis Michx. Kanadische Wasserpest xx o xxx xxx BL - Elodea nuttallii (Planch.) H.St.John Nuttalls Wasserpest xxx o xxx xxx BL FrSV xxx Erigeron annuus (L.) Desf. s.l. Einjähriges Berufkraut (?) o xxx xx BL - Heracleum mantegazzianum Sommier & Levier Riesen-Bärenklau xx xxx xxx xx BL FrSV Hydrocotyle ranunculoides L.f. Grosser Wassernabel xxx o xxx xxx BL FrSV Impatiens glandulifera Royle Drüsiges Springkraut xxx o xxx xx BL FrSV Lonicera henryi Hemsl. Henrys Geissblatt xxx o xxx xx BL - Lonicera japonica Thunb. Japanisches Geissblatt xxx o xxx xxx BL - Ludwigia grandiflora (Michx.) Greuter & Burdet Grossblütiges Heusenkraut xxx o xxx xxx BL FrSV Ludwigia peploides (Kunth) P.H.Raven Flutendes Heusenkraut xxx o xxx xxx BL FrSV Lupinus polyphyllus Lindl. Vielblättrige Lupine xxx o xxx xx BL - Myriophyllum aquaticum (Velloso) Verdc. Brasilianisches Tausendblatt xxx (?) o xxx xxx BL - Polygonum polystachyum Meisn. Vielähriger Knöterich xxx o xxx xxx BL FrSV Prunus laurocerasus L. Kirschlorbeer xxx xx xxx xx BL - Prunus serotina L. Herbst-Kirsche xxx xx xx xx BL - Pueraria lobata (Willd.) Ohwi Kudzu, Kopoubohne xxx o xxx xxx BL - Japanischer Reynoutria japonica Houtt. Staudenknöterich xxx o xxx xxx BL FrSV Reynoutria sachalinensis (F. Schmidt) Nakai Sachalin-Staudenknöterich FrSV Reynoutria x bohemica Bastard-Knöterich xxx o xxx xxx BL FrSV Rhus typhina L. Essigbaum xxx xx xxx xx BL FrSV Robinia pseudoacacia L. Falsche Akazie, Robinie xxx x xxx xx BL - Rubus armeniacus Focke Armenische Brombeere xxx o xxx xxx BL - Senecio inaequidens DC. Schmalblättriges Greiskraut xxx xxx xx xx BL FrSV Sicyos angulatus L. Haargurke xxx o xxx xx BL - Karolina-Nachtschatten, Solanum carolinense L. Pferdenessel xxx xxx x xxx BL - Solidago canadensis L. Kanadische Goldrute xxx x xxx xx BL FrSV Solidago gigantea Aiton Spätblühende Goldrute xxx x xxx xx BL FrSV 13

14 Solidago nemoralis Aiton Hain-Goldrute x x xxx xx BL FrSV Toxicodendron radicans (L.) Kuntze Trachycarpus fortunei (Hook.) H. Wendl. Acacia dealbata Link Aster novi-belgii aggr. (A. lanceolatus, A. novi-belgii, A. x salignus, A. tradescantii, A. x versicolor) Bassia scoparia (L.) Voss Giftefeu, eichenblättriger Giftsumach Hanfpalme Silberakazie, Falsche Mimose Neubelgische Aster, Lanzettblättrige Aster Besen-Radmelde, Besenkraut xxx (?) xxx o (?) xx BL - xxx o xxx xx BL - xx xx xxx x WL - xxx o xx x WL - xx (?) x x xx WL - Cornus sericea L. Seidiger Hornstrauch xx o xxx x WL - Galega officinalis L. Geissraute x xx x x WL - Topinambur, Knollen- Helianthus tuberosus L. Sonnenblume xxx o xx xx WL - Impatiens balfourii Hook.f. Balfours Springkraut xx 0 xx x WL - Lysichiton americanus Hulten & H.St.John Amerikanischer stinktierkohl xx o xx x WL - xx Opuntia humifusa (Raf.) Raf. Opuntie (x) o xx x WL - Parthenocissus inserta (A. Kern.) Fritsch Gewöhnliche Jungfernrebe xxx x x xx WL - Paulownia tomentosa (Thunb.) Steud. Phytolacca americana L. Sagittaria latifolia Willd. Sedum spurium M. Bieb. Sedum stoloniferum S. G. Gmel Symphoricarpos albus (L.) S.F.Blake Paulownie, Blauglockenbaum Amerikanische Kermesbeere Breitblättriges Pfeilkraut Kaukasus-Fetthenne, Kaukasus-Fettkraut Ausläuferbildendes Fettkraut Schneebeere xxx o xx xx WL - xxx xx xx xx WL - xxx (?) xx (?) xx (?) xxx (?) Abbildung 8: Blacklist (BL) und Watch-List (WL), Stand August 2014 o xx xx WL - o xx x WL - o xx xx WL - x xx x WL - Erklärung zur Tabelle: xxx sehr häufig xx häufig x eher selten 14

15 3.3. Bekannte Lösungsansätze Um ein Aufkommen der Goldrute zu verhindern, ist es wichtig, brachliegende Flächen (Acker, Wegränder, Bachufer etc.) einzusäen, um der Pflanze keine Wachstumsmöglichkeiten zu geben. Einen bereits vorhandenen Bestand zu bekämpfen ist wegen der hohen Regenerationsfähigkeit der Arten sehr schwierig. Erfolgschancen sind nur gegeben, wenn die Massnahmen über mehrere Jahre hinweg vollzogen werden. Bei der Bekämpfung der Goldrute ist zum einen die Samenbildung bzw. Samenausbreitung zu verhindern. 11 Dazu müssen die Stängel vor der Samenreife, zweimal im Jahr, geschnitten werden (Ende Mai und Mitte August) 12. Zum anderen müssen die Rhizome der vorhandenen Pflanzen soweit geschwächt werden, dass der Bestand zurückgedrängt werden kann. 13 Andere, weniger umweltfreundliche Methoden: Ausstechen Zudecken von Beständen mit UV-undurchlässiger Folie (mind. 3 Monate) Fräsen Diese Methoden schädigen allerdings auch die Begleitvegetation Material und Methoden 4.1. Bestimmung und Bezug eines geeigneten Neophyten Auf der Suche nach einem geeigneten Neophyten stellte sich die Frage, woher dieser bezogen werden kann. Dazu gab Bernhard Hirzel vom Botanischen Garten Zürich die Auskunft, dass invasive Neophyten unter die Freisetzungsverordnung fallen und somit eine Bewilligung für ihre Aufzucht notwendig ist. Gemäss Vorschriften im "Umgang mit gebietsfremden Organismen" dürfen wir keine Invasiven Neophyten mehr abgeben, weder Pflanzen noch Samen. An diese Vorschrift müssen sich auch alle anderen Leute und Firmen halten. 15 Nach Kontaktaufnahme mit dem Amt für Umweltschutz Schwyz erklärte sich deren Vertreter Philip Baruffa bereit, für eine Besprechung an die KSA zu kommen. Aus diesem Gespräch ergab sich, dass nicht alle Pflanzen der Schwarzen Liste unter die Freisetzungsverordnung fallen. D.h. mit einigen von ihnen ist trotz ihrer Invasivität der Umgang nicht eingeschränkt. Das erlaubt eine freiere Auswahl bezüglich des zu verwendenden invasiven Neophyten. Das Amt für Umweltschutz erhofft sich Erkenntnisse, wie der Verbreitung dieser Pflanze entgegengewirkt werden kann. Aus Sicht des Amtes sind folgende invasiven Arten besonders interessant: Drüsiges Springkraut Goldrute Japanischer Stauden-Knöterich 11 Verwaltung Land Steiermark [Stand ] 12 Vgl. Jardin Suisse [2013] 13 Verwaltung Land Steiermark [Stand ] 14 Vgl. Verwaltung Land Steiermark [Stand ] 15 Hirzel, Bernhard [2014] 15

16 Der Japanische Stauden-Knöterich kam jedoch nicht infrage, da sein Wachstum zu langsam ist, was den Zeitrahmen der Maturaarbeit sprengen würde. Die Goldrute kam als Versuchsobjekt am ehesten in Frage, da dieser Neophyt im Kanton Schwyz bereits sehr stark verbreitet ist. Auf Absprache bestätigte P. Baruffa die Befugnis zur Verwendung von invasiven Pflanzenteilen für die Maturaarbeit, was den Bezug der Pflanzenteile vom Botanischen Garten Zürich über B. Hirzel ermöglichte. Aus der Literaturrecherche ergab sich nun die Kanadische Goldrute (lat. Solidago Canadensis) als versuchsgeeigneter Neophyt Denn sie kann sich auch vegetativ, also mit Rhizomen vermehren. Im Unterschied zur Art Solidago Gigantea, welche auch geeignet wäre, konnte der Botanische Garten Zürich genügend Pflanzenteile der Kanadischen Goldrute (lat. Solidago Canadensis) zur Verfügung stellen. Da der Botanische Garten Zürich keine Samen, sondern nur Pflanzenteile der dieser Pflanze abgeben konnte, beschränkt sich das Projekt auf die Fortpflanzung der Kanadischen Goldrute über Rhizome. Am Donnerstag, dem 10. April 2014 konnten ca. 50 Pflanzenteile als Rohware beim Botanischen Garten Zürich abgeholt werden. Diese wurden danach vorübergehend eingetopft Die Kanadische Goldrute Die Kanadische Goldrute (lat.: Solidago Canadensis) gehört zur Familie der Asterngewächse oder Korbblüter (Asteraceae). Sie ist eine mehrjährige krautige Pflanze, die zusammenhängende Pflanzenbestände bildet und eine Höhe von etwa 1.50m erreicht. Ihr ursprünglicher Lebensraum sind die Prärien Nordamerikas. Sie wurde hauptsächlich als Zierpflanze und Bienenweide in Europa eingeführt. Ab 1645 wurde sie in England und ab 1758 in Deutschland nachgewiesen. 16 Die nordamerikanischen Goldruten sind äusserst konkurrenzfähig und bilden dichte Bestände, die über sehr lange Zeit stabil bleiben, so dass an den Standorten, an denen sie wachsen, die Biodiversität langfristig stark beeinträchtigt bleibt. In Europa werden sie immer noch kommerziell genutzt und können über das Internet oder in Gartencentern gekauft werden. In der Schweiz ist der Abbildung 9 Abbildung 9: Solidago Canadensis (Kanadische Goldrtue) Umgang mit den nordamerikanischen Goldruten gemäss Freisetzungsverordnung verboten, d.h. sie dürfen auch nicht mehr verkauft werden. Da diese sinnvolle Massnahme erst seit 2008 gilt, sind nordamerikanische Goldruten in der Schweiz weiterhin weit verbreitet Vgl. Info Flora [ ]: Neophyten. Solidago Canadensis 17 Eidgenössische Fachkommission für biologische Sicherheit [2014] 16

17 Die Pflanze kann sich auf zwei Arten fortpflanzen: geschlechtlich und vegetativ. Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung werden die Blüten von Bienen und Hummeln bestäubt. Die Verbreitung der Früchte (Schirmchenflieger) erfolgt über den Wind. Die Kanadische Goldrute pflanzt sich auch vegetativ fort. Sie kann aus dem Wurzelstock, dem Rhizom, austreiben und somit Klone bilden. [ ] Aus Naturschutzsicht stellt sie ein Problem als invasiver Neophyt dar, wenn sie in schutzwürdige Landschaftsgebiete wie Magerrasen oder Streuobstwiesen einwandert. 18 Ausserdem kann die Kanadische Goldrute Buntbrachen besiedeln, wo sie dichte Bestände bildet. Das verursacht Aufwand und zusätzliche Kosten für die Bauern in der Bekämpfung. Das Hartnäckige an dieser Art ist, dass auch kleine Stücke der unterirdischen Ausläufer wieder austreiben können, weshalb Pflanzen inklusive Wurzeln und Ausläufern fachgerecht entsorgt werden müssen Bestimmung und Bezug eines geeigneten Konkurrenten Aus der Fragestellung lassen sich Eigenschaften folgern, die die Konkurrenzpflanze erfüllen muss: Die Pflanze vermehrt sich über Rhizome. Sie ist einheimisch, d.h. sie war bereits vor 1492 in der Schweiz etabliert. Sie verhält sich nicht invasiv. Es ist ein starkes oder ähnliches Wurzelwachstum wie beim Neophyten gegeben. Die Pflanze hat ähnliche Ansprüche bezüglich benötigter Nährstoffe und Standort. Naheliegend schien die echte Goldrute zu sein, da sie einheimisch ist und zur selben Pflanzenfamilie gehört. Abklärungen, ob die anderen Eigenschaften auch bei der einheimischen echten Goldrute gegeben sind haben ergeben, dass diese als Konkurrenzpflanze wohl ungeeignet ist, weil sie zu anderen Bedingungen wächst. Abbildung 10: Polygonum bistorta (Wiesenknöterich) Ausserdem wurden Mädesüss (Philipendula ulmaria) und Immergrün (vinar minor) in Betracht gezogen. Das Mädesüss schied jedoch aus, da es in feuchteren Gebieten als die Solidago Canadensis vorkommt. Und das Immergrün konnte nicht verwendet werden, da es zu langsam wächst. Im Garten-Center Tann-Rüti empfahl ein Gärtner den Wiesenknöterich (lat.: Polygonum bistorta). Dieser erfüllt alle geforderten Eigenschaften. Somit war die Suche nach einem geeigneten Konkurrenten abgeschlossen. Die nötige Anzahl Pflanzen konnte direkt im Garten-Center Tann-Rüti erworben werden. 18 Bioversum Kranichstein [Stand 2015] 19 Vgl. Info Flora [ ]: Neophyten. Solidago Canadensis 17

18 4.4. Versuch 1 Für den Versuch 1 werden Kanadische Goldruten und Wiesenknöteriche verwendet. Da die Pflanzen nur als Rohware bezogen werden können, müssen diese vor Versuchsbeginn präpariert werden. Für die Versuchsvarianten, bei denen die Rhizome benötigt werden, werden diese abgetrennt. Für die Varianten, die ganze Pflanzen voraussetzen, werden die bezogenen Exemplare unbearbeitet eingetopft. Für die gesamte Versuchsreihe 1 wird die Erde genutzt, in der der Neophyt aufgezogen wurde. Es handelt sich dabei um die Erde aus dem Botanischen Garten Zürich. Sechs rechteckige Kunststofftöpfe mit Untersetzern aus dem Coop Bau und Hobby werden mit Löchern im Boden versehen, um das Abfliessen von Wasser zu ermöglichen. Diese Löcher werden von Hand mithilfe einer Gartenschere gemacht. Unter einer Chemiekapelle finden sechs rechteckige Blumentöpfe Platz. Alle Kapellen sind mit Tageslichtlampen ausgestattet. Die Pflanzen werden regelmässig gegossen. Während den Ferien übernehmen diese Arbeit die wissenschaftlichen Mitarbeiter der Kantonsschule in Pfäffikon. Folgende drei Versuchsanordnungen werden durchgeführt: Variante 1: Kulturen mit Rhizomen In einem Topf werden Rhizome des Neophyten in Reinkultur gezogen. In einem zweiten Topf Rhizomen der Konkurrenzpflanze, ebenfalls in Reinkultur. Im dritten Topf sind die Rhizome beider Pflanzen in Mischkultur vertreten. Variante 2: Kulturen mit Rhizomen und gewachsenen Pflanzen Die gewachsenen Pflanzen des Neophyten werden in einem Topf mit Rhizomen der Konkurrenzpflanze versetzt. Im zweiten Topf befindet sich die Reinkultur des gewachsenen Neophyten als Referenz. Variante 3: Kulturen mit gewachsenen Pflanzen In einem Topf befinden sich gewachsene Pflanzen des Neophyten und des Konkurrenten. Hier braucht es noch einen Topf des Knöterichs in Reinkultur als Referenztopf. Auf den Abbildungen 11 bis 13 sind Kanadische Goldruten mit deutlich erkennbaren Rhizomen zu sehen. Solche Rhizome wurden für die Versuche 1 und 2 verwendet. 18

19 Abbildung 12: Rhizome der Kanadischen Goldrute (Rötliche Färbung) an einem Wurzelstock Abbildung 11: Kanadische Goldrute mit Wurzelstock, ohne Blüten Abbildung 13: Wurzelstock einer Kanadischen Goldrute 19

20 4.5. Versuch 2 In einem mit Erde gefüllten Glas wird ein Rhizom so am Rand des Glases platziert, dass sein Wachstum beobachtet werden kann. Der Versuch wird mit verschiedenen Erd-Typen wiederholt, um die optimalen Wachstumsbedingungen für die Kanadische Goldurte zu finden. Abbildung 14: Gläser mit verschidenen Erd-Typen und Rhizomen der Kanadischen Goldrute Die Materialbeschaffung für die Versuche mit der Aufzucht in den Gläsern erfolgte in der Natur. Neben dem Spital Lachen (am Spreitenbach) und am Bahngleis in Pfäffikon neben dem Coop Bau und Hobby können grosse Kulturen der Kanadischen Goldrute vorgefunden werden. Die Pflanzen werden vor Ort mit Gartenschaufeln ausgegraben, dann werden die für den Versuch benötigten Rhizome mit einer Gartenschere abgetrennt. Das Tragen von Gartenhandschuhen ist dabei von Vorteil, da die Kultur in Nachbarschaft zu Brennnesseln wächst. Für den Versuch werden drei unterschiedliche Erd-Typen von verschiedenen Orten verwendet. Glas 1 wird mit Erde des Botanischen Gartens gefüllt. In Glas 2 findet sich Erde, die neben dem Spital Lachen in einer Population der Kanadischen Goldrute zu finden ist. Glas 3 wird mit Gartenerde von Coop versehen. Abbildung 15: Rhizom der Kanadischen Goldrute 20

21 Zusätzlich zum Versuch 2 werden zwei kleinere Nebenversuche geführt. Zum einen werden Wurzelabschnitte mit Rhizomen der Kanadischen Goldrute auf befeuchteter Watte wachsen gelassen, um das Wachstum der Rhizome nachzuweisen. Die Watte wird regelmässig nachbefeuchtet, um ein Austrocknen zu verhindern. Abbildung 16: Wurzelabschnitte mit Rhizomen der Kanadischen Goldrute auf befeuchteter Watte Ausserdem werden abgeschnittene Pflanzenköpfe der Kanadischen Goldrute in eine Vase mit Wasser gestellt, um die einfache und rasche Wurzelbildung der nachzuweisen. Diese neuen Pflanzen stehen als Reserve für weitere Versuche zur Verfügung. Für alle Nebenversuche werden Pflanzen aus derselben Kultur wie für den obigen Versuch, die neben dem Spital Lachen zu finden ist, verwendet. Abbildung 17: Stängel der Kanadischen Goldrute in einer Vase mit Wasser 4.6. Versuch 3 (Bodenanalyse) Durch die vorherigen Versuche, welche vor und während den Herbstferien 2014 durchgeführt wurden, hat sich herausgestellt, dass die Art der verwendeten Erde eine grosse Rolle im Wachstum der Kanadischen Goldrute spielt. Dadurch bietet sich eine genauere Untersuchung der verwendeten Erde an. Um diese Erde auf ihre Zusammensetzung zu prüfen braucht es Institutionen, welche Bodenanalysen durchführen. Das Garten-Center Tann-Rüti bietet solche Analysen an bestimmten Tagen sogar kostenlos an. Die Analyse hat zum Ziel, gewisse Merkmale der Bodenbeschaffenheit und Faktoren herauszufinden, welche das Wachstum der Kanadischen Goldrute nicht fördern oder bestenfalls sogar eindämmen. Die gewonnen Erkenntnisse könnten für weitere Versuche zum Hemmen des Wachstums der Kanadischen Goldrute eingesetzt werden (z.b. in Form eines Düngers oder Ähnlichem). 21

22 Zu untersuchende Faktoren sind: Porosität20 Art und Anteil von Mineralien Anteil organischer Materialien Die Materialbeschaffung der zu testenden Erde erfolgt an denselben Orten wie für Versuch 2. Die Resultate kommen aus einer Bodenschnellanalyse im Gartencenter Tann- Rüti und durch Laborergebnisse des lbu (Labor für Boden- und Umweltanalytik). Am werden im Gartencenter Tann-Rüti durch den Experten Christian Haupt der Firma Hauert Bodenschnellanalysen zu den drei im Versuch 2 verwendeten Erd-Typen durchgeführt. Dabei wird je ein Teil der zu testenden Erde mit destilliertem Wasser vermengt, wobei das Verhältnis bei 2 Teilen Wasser zu 1 Teil Erde liegt. Die Verwendung von destilliertem Wasser ist entscheidend, da es keinen Salzgehalt vorweist und somit die Gesamtwerte der Nährstoffe nicht beeinflusst werden. Dann werden mit zwei verschiedenen Messgeräten der PH-Wert und der gesamte Nährstoffgehalt der vorliegenden Erde gemessen. Mit dieser Methode werden nur die gesamte Menge an Nährstoffen erfasst. Daher müssen die Erd-Proben noch an das Labor gesendet werden. Das Labor für Boden- und Umweltanalytik (lbu) hat die Möglichkeiten, die Anteile einzelner Nährstoffe in der Erde zu messen. Eine Analyse kostet CHF 44 und es dauert ca. 10 bis 14 Tage bis zum Erhalt der Ergebnisse. Für jede Probe wird ein Formular ausgefüllt und gemeinsam mit der jeweiligen Bodenprobe von 500g auf dem Postweg eingereicht. Abbildung 18: Messgeräte Für die Bodenschnellanalyse: PH-Wert und gesamter Nährstoffgehalt (v.l.) Abbildung 19: Christian Haupt der Firma Hauert AG mit seiner Assistentin bei der Bodenschnellanalyse im Gartencenter Tann-Rüti 20 Verhältnis von Hohlraumvolumen zu Gesamtvolumen eines Stoffes oder Stoffgemisches 22

23 5. Resultate 5.1. Versuch 1 Am wurde alles eingetopft. Dazu wurde in allen Töpfen die Erde aus dem Botanischen Garten Zürich verwendet, mit der die Kanadischen Goldruten bezogen wurden. Am zeigten sich sichtbare Ergebnisse: Die als ganze Pflanzen eingetopften Kanadischen Goldruten und Wiesenknöteriche waren angewachsen und grösser geworden. Es war kein Unterschied festzustellen im Wachstum zwischen den beiden konkurrenzierenden Pflanzen. Beide waren etwa gleich stark gewachsen. Sprösslinge aus den Rhizomen des Wiesenknöterichs waren einige zu erkennen. Von den Rhizomen der Kanadischen Goldrute waren jedoch keine Anzeichen von Sprösslingen zu erkennen. Die nachfolgende Abbildung zeigt folgende Pflanzenkombinationen in den Töpfen: 1. 8 Rhizome des Wiesenknöterichs 2. 8 Rhizome der S.C ganze Pflanzen der S.C. 4. je 8 Rhizome gemischt 5. 8 ganze Pflanzen des Wiesenknöterichs 6. 4 ganze Pflanzen der S.C. gemischt mit 8 Rhizomen des Wiesenknöterichs 7. je 4 ganze Pflanzen gemischt 8. die restlichen 7 ganzen Pflanzen der S.C. als Reserve Abbildung 20: Versuch 1, Zwischenergebnis am

24 Am zeigte sich noch deutlicher, dass keine der beiden Pflanzen seinen Konkurrenten merklich im Wachstum zu stören vermochte. Auf dem Foto ist zu erkennen, dass der Wiesenknöterich mit seinen grossflächigeren Blättern zwar zunächst mehr Fläche bedeckt und seinen Konkurrenten etwas beschattet. Die Kanadische Goldrute jedoch wächst in die Höhe und kann durch diese breiteren Blätter kaum gestört werden. Abbildung 21: Versuch 1, Zwischenergebnis am Am zeigte sich in keinem der Gefässe ein überirdisches Wachstum der eingesetzten Goldruten-Rhizome. Zur Kontrolle wurden die betroffenen zwei Töpfe umgegraben. Dabei stellte sich heraus, dass sich alle Rhizome der Kanadischen Goldrute dunkel verfärbt hatten. Sie zeigten keine Wachstumsanzeichen, waren weich im Griff und rochen faulig. Abbildung 22: verfaulte Rhizome der Kanadischen Goldrute 24

25 Die 8 Rhizome der Kanadischen Goldrute zeigten bei Variante 1 gar kein Wachstum und verschimmelten noch unter der Erde. Bei 7 von 8 gepflanzten Rhizomen des Wiesenknöterichs war ein Wachstum unter der Erde und an der Oberfläche zu vermerken. Im Topf 3, in dem je 8 Rhizome gemischt gepflanzt wurden, spross die Hälfte der Rhizome des Wiesenknöterichs aus der Erde, der Rest der Rhizome verfaulte unterirdisch. Kanadische Goldrute 25

26 Bei Variante 2 wuchsen die 4 ganzen Pflanzen der Kanadischen Goldrute stetig weiter. Ein Rhizom des Wiesenknöterichs wuchs, beeinflusste das Wachstum der Goldrute aber nicht merkbar. Die restlichen 7 Rhizome des Wiesenknöterichs verfaulten unterirdisch. Die 8 ganzen Pflanzen der Kanadischen Goldrute in Topf 5 wuchsen stetig weiter. Sie bildeten jedoch keine neuen Ausläufer. 26

27 Alle Pflanzen in Topf 6 wuchsen kontinuierlich weiter, die jeweilige konkurrenzierende Pflanze schien weder die Goldrute noch den Wiesenknöterich im Wachstum zu beeinflussen. Die einzige Einschränkung war wohl der Kampf um Nährstoffe, da einige Pflanzen verwelkte Blätter vorwiesen. Die ganzen Pflanzen des Wiesenknöterichs zeigten ein stetiges wachstun. Alle Pflanzen des Topfes 7 wiesen am Ende des Versuches verwelkte bzw. trockene Blätter auf. Die Kanadischen Goldruten, die als ganze Pflanzen eingetopft wurden, zeigten in allen Töpfen ein vergleichbares Wachstum. Auch die ganzen Pflanzen des Wiesenknöterichs wuchsen in allen verschiedenen Kombinationen in etwa gleich. Bei den Rhizomen des Wiesenknöterichs hingegen spielte es in seinem Wachstum eine Rolle, in welchem Topf bzw. mit welcher Ausführung der Kanadischen Goldrute er eingetopft war. So wuchsen 7 von 8 Rhizome des Wiesenknöterichs, die in einem Topf mit 8 Rhizomen der Kanadischen Goldrute versetzt waren. Wo jedoch 8 Rhizome des Wiesenknöterichs mit 4 ganzen Pflanzen der Kanadischen Goldrute in einem Topf waren, wuchs gerade mal 1 von 8 Rhizomen. Anders sieht das Ergebnis wieder bei den Rhizomen der Kanadischen Goldrute aus: bei ihnen spielte die Kombination mit anderen Pflanzen im jeweiligen Topf keine Rolle. Kein einziges Rhizom dieser Pflanze zeigte in dieser Versuchreihe Anzeichen von Wachstum. 27

28 5.2. Versuch 2 Im Glas, in dem die Rhizome in die Gartenerde von Coop gesetzt wurden, wuchsen 3 von 4 Rhizomen und Sprossen aus der Erde. Das Vierte verfaulte unter der Erde. In der Erde des Botanischen Gartens Zürich wies 1 von 4 Rhizomen ein leichtes, jedoch sehr langsames Wachstum auf, welches mit der Zeit nachliess. 3 von 4 Rhizomen fingen nicht einmal an zu spriessen und verfaulten noch in der Erde. Die Versuchsvariante, in der die Rhizome in Abbildung 23: Glas mit Gartenerde von Coop, der Erde beim Spital Lachen wuchsen, Wachsendes Rhizom funktionierte am besten. 4 von 4 Rhizomen begannen zu wachsen und sprossen aus der Erde. Nebenversuch 1: Die Rhizomen beinhaltenden Wurzelabschnitte der Kanadischen Goldrute sprossen ohne Probleme auf der befeuchteten Watte. Sie bildeten junge Blätter. Abbildung 25 Abbildung 24 Nebenversuch 2: Geschnittene Stängel der Kanadischen Goldrute, welche in ein mit Wasser gefülltes Glas gestellt wurden, bildeten frische Wurzeln. Abbildung 27 Abbildung 26 28

29 5.3. Versuch 3 Drei verschiedene Erd-Typen wurden von der Firma Hauert AG im Rahmen einer Bodenschnellanalyse untersucht. Die Fühlprobe von Glas 1 mit Erde des Botanischen Gartens Zürich ergab, dass diese sehr lehmig und sandig, insgesamt also schwer ist. Die Messungen haben ergeben, dass der gesamte Nährstoffgehalt 21 bei 0,14 ms 22 /cm liegt. Der PH-Wert 23 liegt bei 8.27, was bedeutet, dass der Boden alkalisch ist. Die Erdprobe von Glas 2, die dem Boden neben dem Spital Lachen entnommen wurde, erwies sich bei der Fühlprobe als sandig. Sie wurde als sandiger eingestuft, als die Erde des Botanischen Gartens Zürich. Ausserdem ist sie mager, luftig und wurde als leicht beschrieben. Der gesamte Nährstoffgehalt wurde bei 0.07 ms/cm gemessen. Auch diese Erde ist alkalisch, ihr PH-Wert liegt bei Aufgrund der Ergebnisse schätzten die Experten, dass diese Erde das wohl beste Wachstum der Kanadischen Goldrute bewirkt. Die Analyse der Erde aus Glas 3, der Gartenerde von Coop, ergab zwar, dass sie schön luftig und weich ist. Die Messungsergebnissen jedoch zeigten sehr hohe Werte. Der gesamte Nährstoffgehalt dieser Erde liegt bei 1.85 ms/cm und der PH-Wert bei Die Erde ist also stark überdüngt und sauer. Die Experten stuften diese Erde deshalb als eher schlecht für das Wachstum der Kanadischen Goldrute ein, da Überdüngung zu Wurzelverbrennungen führen kann. Ergebnisse des Labors für Boden- und Umweltanalytik Das Labor für Boden- und Umweltanalytik befasste sich zusätzlich mit den Bodenproben und führte eine spezifischere Analyse der Bodenproben durch. Die Interpretation ihrer Analysen beinhalten auch eine Fühlprobe. So wurde die Erde des Botanischen Gartens Zürich aus Glas 1, schwach humos beschrieben. Ausserdem ist stark lehmiger Sand in der Probe enthalten. Auch die PH- Werte ergaben, dass der Boden schwach alkalisch ist. Der genaue PH-Wert dieser Probe liegt bei 7.3 ms/cm. Die Probe von Glas 2 erwies sich als schwach humos und sandigen Lehm enthaltend. Der PH-Wert dieser Probe liegt bei 7.3 ms/cm, womit auch diese Erde schwach alkalisch ist. Die letzte Probe von Glas 3 ergab ebenfalls, dass diese Erde schwach humos ist. Jedoch wurde sie als sandig eingestuft. Auch beim PH-Wert unterscheidet sich diese Erde von den anderen beiden Proben. Er liegt nämlich bei 5.7 ms/cm, womit die Erde sauer ist. Die Analyse-Ergebnisse sind in der untenstehenden Grafik Bodenkenngrössen bildlich dargestellt. 21 Salzgehalt 22 Millisiemens, Messeinheit 23 Konzentration des Wasserstoffs bedeutet. Der ph- Wert kann von 0 (äußerst sauer) bis 14 (sehr alkalisch) reichen. Dabei gilt: - ph- Wert < 7 = sauer - ph- Wert = 7 = neutral (z.b. reines Wasser) - ph- Wert > 7 = alkalisch (basisch) 29

30 % Bodenkenngrössen Botanischer Garten Zürich Spital Lachen Gaertenerde Coop 0 Humus Ton Schluff PH- Wert Abbildung 28 Mithilfe weiterer Messgeräte konnte das Labor nicht nur den gesamten Gehalt an Nährstoffen in der Erde messen, sondern auch die einzelnen Nährstoffe und deren vorkommende Menge, also die verfügbaren Nährstoffe. So weist die Erde aus Glas 1 einen Nitratgehalt von 3.3 mg/kg auf. Der Phosphorgehalt liegt bei 22.5 mg/kg und der Kaliumgehalt bei 14.3 mg/kg. Die Menge des vorkommenden Calciums wurde bei mg/kg gemessen und Magnesium kommt mit 5.8 mg/kg in der getesteten Erde vor. Auch diese Ergebnisse finden sich in untenstehender Abbildung grafisch wieder. mg/kg Botanischer Garten Zürich Nitrat Phosphor Kalium Calcium Magnesium Abbildung 29 30

31 Dieselben Messungen wurden auch mit Glas 2 durchgefürt. Sie ergaben einen Verfügbaren Nährstoffgehalt von 17.8 mg/kg Nitrat, 14.2 mg/kg Phosphor und 14.9 mg/kg Kalium. Ausserdem wurde ein Calciumgehalt von mg/kg und ein Magnesiumgehalt von13.7 mg/kg nachgewiesen. mg/kg Spital Lachen Nitrat Phosphor Kalium Calcium Magnesium Abbildung 30 Die Erde des Glases 3 wies sehr hohe Mengen an verfügbaren Nährstoffen auf. Ihre Werte zeigen deutlich mehr Gehalt an den jeweiligen Nährstoffen als die vorigen Proben der Erde des Botanischen und der Erde neben dem Spital Lachen. So befinden sich drei der fünf gemessenen Werte im vierstelligen Bereich. Der Nitratgehalt der Erde liegt bei 1'718.7 mg/kg. Auch der Kaliumgehalt von 1'603.4 und allen voran der Calciumgehalt von 3'743.0 befinden sich in diesem Bereich. Die Werte von Phosphor und Magnesium sind zwar in dieser Erde tiefer, nämlich bei mg/kg Phosphor und bei mg/kg Magnesium, jedoch im Vergleich mit den anderen Erdproben auch sehr hoch. mg/kg Gartenerde Coop Nitrat Phosphor Kalium Calcium Magnesium Abbildung 31 31

32 Dass sich die Menge an verfügbaren Nährstoffen in der Gartenerde von Coop (Glas3) stark von den anderen beiden Erd-Typen abhebt, macht folgende Darstellung deutlich. mg/kg Botanischer Garten Zürich Spital Lachen Gaertenerde Coop Abbildung Diskussion 6.1. Interpretation der Ergebnisse Versuch 1 hätte auch mit anderen Pflanzen der Kanadischen Goldrute nicht funktioniert, da der lehmige Boden das Wachstum der Pflanze hemmt. Das haben die Ergebnisse aus den Laboranalysen von Versuch 3 bestätigt. Zwar sterben die bereits ausgewachsenen Pflanzen in dieser Erde nicht ab, die Rhizome der Kanadischen Goldrute jedoch dringen nicht durch die lehmige Erdschicht hindruch und sterben schliesslich ab. Die ganzen Pflanzen scheinen durch die nicht optimale Zusammensetzung der Erde kaum beeinflusst worden zu sein. Jedoch beeinträchtigten sie auch die jeweiligen Konkurrenzpflanzen nicht oder kaum merklich. Aufgrund der Resultate von Versuch 1 wurde Versuch 2 durchgeführt. Dieser sollte helfen herauszufinden, welche Faktoren bei Versuch 1 wohl zum Ergebnis der verfaulten Rhizome geführt haben. Da die Rhizome in zwei von drei Erd-Typen gut wuchsen, liegt die Folgerung nahe, dass der Versuch 1 positiver ausgefallen wäre, wenn andere Erde verwendet worden wäre. 32

33 Die Erde, die für das Wachstum der Kanadischen Goldrute die beste Mischung von Nährstoffen hat, ist die Erde von Versuch 2 aus Glas 2, die neben dem Spital Lachen zu finden ist. Dieser Boden bietet die optimalen Bedingungen für das Wachstum der Kanadischen Goldrute und auch vieler anderer Pflanzen. Die Erde des Botanischen Gartens ist weniger wachstumsförderlich. Die Mengen an Nährstoffen würden zwar genügen, doch die Erde ist zu lehmig, um der Pflanze ein gesundes Wachstum zu ermöglichen. Anhand der obigen Resultate von Versuch 3 kann festgestellt werden, dass die Kanadische Goldrute ein schwacher Zehrer und somit schwer einzudämmen ist. Die Pflanze kommt mit kleinen Mengen an Nährstoffen gut aus, aber auch grössere Mengen schaden ihr nicht unbedingt. Sie ist sehr anpassungsfähig, was die Beschaffenheit des Bodens betrifft. Lediglich wenn es um neues Wachstum von Rhizomen geht, kann der Boden einen negativen Einfluss haben. Wenn die Kanadischen Goldrute sich an einem Ort bereits etabliert hat, machen ihr Verschlechterungen des Bodens kaum etwas aus. Zu grosse Mengen an Nährstoffen, beziehungsweise Überdüngung, können ihr zwar schaden, aber ebenso geht es den meisten anderen Pflanzen, die in ähnlichen Gebieten wachsen. Somit kann das Wachstum der Kanadischen Goldrute nicht mit Zufuhr oder Abnahme von Nährstoffen vermindert werden, da mit solchen Eingriffen auch Bestände einheimischer Pflanzen beschädigt würden Vergleich mit anderen Arbeiten Trotz intensiver Recherche fanden sich keine Hinweise auf wissenschaftliche Studien, die sich mit dem Thema von möglichen Konkurrenzpflanzen von invasiven Neophyten beschäftigen Schlussfolgerung Die Kanadische Goldrute ist sehr widerstandsfähig. Ihr Wachstum kann nicht auf natürliche Weise mithilfe einer Konkurrenzpflanze eingeschränkt werden. Auch eine Bekämpfung durch Zufuhr von Nährstoffen erzielt nicht das gewünschte Resultat, ohne Begleitvegetationen zu schädigen. Folglich muss auf die herkömmlichen Bekämpfungsmethoden zurückgegriffen werden. Diese müssen jedoch intensiver, grossflächiger und langfristiger betrieben weden, als es heute oft getan wird, wenn die Bestände der Kanadischen Goldrute nachhaltig eingedämmt werden sollen. 33

34 6.4. Analyse der gesamten Arbeit Bei den Versuchen konnte das gewünschte Ergebnis, nämlich eine alternative Bekämpfungsmethode der Kanadischen Goldrute als Vertreterin der invasiven Neophyten, nicht erzielt werden. Es konnte keine geeignete Konkurrenzpflanze gefunden werden, welche das Wachstum des Neophyten einzudämmen vermochte. Auch mit den durchgeführten Bodenanalysen wurden keine Nährstoffe bzw. Mengen von Nährstoffen ermittelt, die das Wachstum der Kanadischen Goldrute stören würden, ohne auch der Begleitvegetation zu schaden. Alle Hypothesen wurden somit zu 100% widerlegt. Die Kanadische Goldrute verhält sich im Rhizomen-Wachstum weniger aggressiv als erwartet. Folglich spielen zusätzliche Kriterien auch eine Rolle für die bereits grossflächige Verbreitung dieses Neophyten in der Schweiz. Dennoch sollten Pflanzenteile dieses und anderer Neophyten angemessen entsorgt werden, um eine Weiterverbreitung an noch unbesiedelten Orten zu verhindern. Es ist von grosser Wichtigkeit, aktive, grossflächige Bekämpfung über mehrere Jahre hinweg zu betreiben, um die Ausbreitung von invasiven Organismen wirksam einzudämmen. Dabei wären auch neue, optimierte Umweltschutzgesetzte von grossem Nutzen. Strengere gesetzliche Regelungen zum Umgang mit problematischen Pflanzen können für Klarheit in der Zuständigkeit führen, damit sich niemand seiner Verantwortung entziehen kann. Wichtig ist die Sensibilisierung der gesamten Bevölkerung. Nur wenn alle die Wichtigkeit und die Dringlichkeit erkannt haben, gelingt der Kampf gegen die nachhaltige Eroberung unserer Wiesen und Wälder durch invasive Neophyten. 34