Saatgutbehandlung im Ökologischen Landbau Marga Jahn Fürstenhof 4. März 21 4.3.21 Institut Institut für Strategien für Strategien und Folgenabschätzung und Folgenabschätzung im Pflanzenschutz, im Pflanzenschutz, Kleinmachnow Kleinmachnow Handlungsrahmen für die Saatguterzeugung im ökologischen Landbau VERORDNUNG (EWG) Nr. 292/91 (Öko-Basisverordnung, Aufhebung mit der Verordnung (EG) Nr. 834/27 des Rates vom 28. Juni 27) - Ausnahmeregelung bis zum 1. Januar 24, dass im Ökolandbau Saatgut aus nichtökologischem Anbau verwendet werden darf VERORDNUNG (EG) Nr. 1452/23 - Ende der Ausnahmeregelung, Einrichtung einer Datenbank für ökologisch erzeugtes Saatgut und Pflanzkartoffeln (in o.g. neuer Verordnung verankert), Regelungen für Ausnahmegenehmigungen Saatgutverordnung vom 11. Mai 1999 - vorgeschriebene Mindestanforderungen auch für Saatgutgesundheit Beispiele: Getreide: 5 mit Weizensteinbrand oder Flugbrand befallene Pflanzen je 15 m 2 Fläche bei zertifiziertem Saatgut Gemüse: 1 v. H. Pflanzen mit Blattflecken (Septoria apiicola) bei Sellerie
Problematik Zunahme des Auftretens samenbürtiger Krankheiten vor allem bei eigenem Nachbau In den letzten Jahren starke Zunahme insbesondere von Weizensteinbrand wichtigste samenbürtige Krankheit im Ökologischen Landbau Wirtschaftliche Schäden durch Steinbrand: Ernteausfälle bis über 5 % möglich, Unbrauchbarkeit des Ernteguts als Saatund Futtergetreide auf Grund der vorhandenen Steinbrandsporen, Vermarktbarkeit belasteter Partien reduziert oder unmöglich. Der typische Fischgeruch (Ursache ist das leicht giftige Trimethylamin) tritt ab ca. 1 Sporen pro Korn deutlich wahrnehmbar auf. Samenbürtige Schaderreger - Getreide Deckspelze 5 2 4 3 3 Samenschale Fruchtwand Aleuronschicht 1 6 3 3 Embryo Haarschopf Mehlkörper 1 Tilletia tritici Weizensteinbrand 2 Septoria nodorum Blatt- und Spelzenbräune 3 Fusarium spp. Fusariosen Microdochium nivale Schneeschimmel 4 Urocystis occulta Roggenstängelbrand 5 Drechslera graminea Streifenkrankheit Drechslera teres Netzfleckenkrankheit 6 Ustilago nuda Gerstenflugbrand
Aus: Heitefuss...: Pflanzenkrankheiten und Schädlinge im Ackerbau, DLG-Verlag, 1993 Brandbutten Steinbrandähren Foto: F. Waldow Gerstenflugbrand Samenbürtige Schaderreger - Gemüse Alternaria an Möhre Infizierte Möhrensämlinge Phoma an Kohl Alternaria dauci Phoma lingam Alternaria radicina
Septoria-Blattfleckenkrankheit an Petersilie und Sellerie Colletotrichum lindemuthianum an Buschbohne Brennflecken an Hülsen
Vorbeugende Maßnahmen zur Erzeugung und Erhaltung gesunden Saatgutes acker- und pflanzenbauliche Bedingungen (z.b. optimale Saatzeit für ein schnelles Auflaufen) Verwendung von Z-Saatgut bzw. Standardsaatgut Saatgutaufbereitung Reinigung aller Erntemaschinen, Transportbehälter und Lagerräume Saatgutuntersuchung Anwendung von Befallstoleranzgrenzen (Schwellenwerten) zur Vermeidung von Behandlungen Saatgutuntersuchung Ziel: Anwendung von Befallstoleranzgrenzen (Schwellenwerten) zur Vermeidung von Behandlungen Empfohlene Bekämpfungsschwellen für Getreidekrankheiten (Auswahl) Pathogen Richtwert für die Saatgutbehandlung (infizierte Körner) Dänemark Schweiz Fusarium spp. einschl. M. nivale 15 % 1 % Septoria nodorum 5 % 2 % Schottland 1 % Tilletia caries Sporen vorhanden Drechslera teres Drechslera graminea 5 % 1 Spore/ Korn Ustilago nuda,2 % Deutschland (inoffiziell) Z-Saatgut: 2 Sporen/Korn, Ziel: Vermeidung von nichtvermarktbarem Erntegut = ca. 1 Sporen/Korn bei ungünstigen Bedingungen Basis-Saatgut: < 1 Spore/Korn, Ziel: Vermarktungsfähiges Z-Saatgut
Verfahren der Saatgutbehandlung im Ökologischen Landbau Pflanzenschutzmittel auf naturstofflicher bzw. biologischer Basis (wenige Zulassungen in Deutschland) Pflanzenstärkungsmittel Nichtchemische Verfahren Physikalische Verfahren Thermische Verfahren, u. a. Heißwasserbehandlung Biologische Verfahren Behandlung mit mikrobiellen Nutzorganismen Pflanzenschutz- und Pflanzenstärkungsmittel Cedomon / Cerall (Pseudomonas chlororaphis) BioAgri Schweden Serenade (Bacillus subtilis) Stähler Schweiz Milsana (Staudenknöterich in 1 % Ethanol / 3 % Isopropanol) Dr. Schaette AG Bad Waldsee LEBERMOOSER (Lebermoos in 7 % Ethanol) Niem-Handel Gernsheim GARLIC GARD (Knoblauch) Respondek Idstein Tillecur (Senfmehl) Dr. Schaette AG Bad Waldsee Kendal (Oligosaccharide, Pflanzenextrakte, Glutathion, Kalium) Gerlach Hannover ChitoPlant (Krabbenschalenprodukt) Chi-Pro Bremen BioZell, FungEnd (Thymianölprodukte) Zeller Neckargemünd, Blumenstein Allendorf Pflanzenextrakte (gemahlene Pflanzenteile, Schacht Braunschweig GRÜNKRAFT (Homöopathikum, Pflanzenextrakte in 45 % Ethanol, potenziert) Mayrhofer Wallersdorf BIOKAL (Pflanzen- und Humusextrakte, ätherische Öle) Kecskes Wendelstein
Physikalische Verfahren Mechanische Verfahren: Reduzierung des Befalls mit Weizensteinbrand durch Bürstmaschine der Fa. Westrup nach vorheriger Reinigung größer als 98 % (Die Maschine steht in Hohenkammer/Bayern) Untersuchte physikalische Verfahren Thermotherapie: Heißwasserbehandlung [%] 1 nicht gekeimte Samen Erregerbefall 8 6 4 Optimalbereich 2 4 41 42 43 44 45 46 47 48 49 5 51 52 53 54 55 56 57 58 59 6-2 Temperatur [ C] Selbsthergestellte Heißwasserbehandlungsanlage Dottenfelderhof 25 (links: Feuerung, Mitte: Temperatursteuerung, rechts: Tauchbecken) D i e klassische physikalische Methode für die Saatgutbehandlung gegen Pathogene Nachteile: notwendige Trocknung nach der Behandlung, folglich energieaufwändig; kein kommerziell verfügbares Gerät Parameter: Temperatur Behandlungszeit
Heißwasserbehandlung: Beispiel Gemüse Kultur Heißwasserbehandlung Wirkungsgrad [%] Möhre Alternaria dauci Alternaria radicina 5 C 3 min 94-1 64-1 Kohl Phoma lingam Alternaria brassicicola 5 C 3 min 84-1 98-1 Sellerie Septoria apiicola Phoma apiicola 53 C 1 min 68-84 83-87 Petersilie Septoria petroselini Alternaria radicina Feldsalat 5 C 3 min 68-91 91-94 Phoma valerianella 5 C 3 min 74-98 Untersuchte physikalische Verfahren Thermotherapie: Feuchtheißluftbehandlung Probenahme am Hof Labortest Maschinelle Verarbeitung SeedGard AB Datenverarbeitung (Datenbank, mathematische Modelle, "Know-How") Vor der Behandlung Bestimmung von Feuchtigkeitsgehalt und Hitzetoleranz des Saatgutes, so dass für jede Partie die bestmöglichen Behandlungsparameter ausgewählt werden können Zertifizierung Lieferung ThermoSeed Nutzung einer spezifischen, computergestützten Regelungstechnik zur exakten Steuerung und Kontrolle von Temperatur, relativer Luftfeuchtigkeit und Behandlungszeit Parameter: Temperatur Luftfeuchtigkeit Behandlungszeit www.thermoseed.com
ThermoSeed : Wirkungsspektrum Kultur Pathogen Wirkung Weizen Tilletia tritici (Steinbrand) + Stagonospora nodorum (Blatt- und Spelzenbräune) + Ustilago tritici (Flugbrand) - Fusarium spp. + Fusarium nivale (Schneeschimmel) + Fusarium culmorum + Gerste Drechslera graminea (Streifenkrankheit) + Drechslera teres (Netzfleckenkrankheit) + Bipolaris sorokiniana + Fusarium spp. + Ustilago nuda (Flugbrand) - Ustilago hordei (Hartbrand) + Hafer Drechslera avenae (Blattflecken) + Ustilago avenae (Flugbrand) + Reis Magnaporthe grisea + Cochliobolus miyabeanus + Gibberella fujikuroi + + = Wirkung äquivalent zu chemischer Beizung Untersuchte physikalische Verfahren Prinzip der e-ventus Technologie Elektronenbehandlung e-ventus Technologie Beschleunigung von Elektronen Vereinzelung des Schüttgutes Einwirkung der Elektronen Auftreffen auf die gesamte Oberfläche Eindringen der Elektronen in die Samenschale Embryo wird nicht erreicht Parameter: Dosis [kgy] Letale Dosen für samenbürtige Pathogene: 2 8 kgy für wichtige Pilze, >1 kgy für Bakterien Beschleunigungsspannung [kv] Abhängig von der Dicke der Samenschale www.fep.fraunhofer.de
Ringversuche der Bundesländer: Wirkung der Elektronenbehandlung gegen Tilletia tritici an Winterweizen Versuchsjahr 23/24, Sorte `Aron Befall der Kontrolle Chemische Beizung 15 kv / 12 kgy Wirkungsgrad [%] 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Birkenmoor (SH) Langreder (NI) Nuhnen (BB) Bernburg-Strenzfeld (ST) Emmelshausen (RP) Puch (BY) Straßmoos (BY) Renningen (BW) Ringversuche der Bundesländer: Einfluss der Elektronenbehandlung auf den Ertrag von Tilletia tritici-infiziertem Winterweizen Sorte `Aron 12 Kontrolle chemische Beizung 15 kv / 12 kgy Ertrag [dt/ha] 1 8 6 4 2 Standorte: Birkenmoor Puch Straßmoos Renningen Emmelshausen Erntejahr: 23 24 24 24 24
Bundesprogramm Ökologischer Landbau 22/23 Projekt 2OE85 Strategien zur Regulierung des Steinbrandes (Tilletia caries) und des Zwergsteinbrandes (Tilletia controversa) unter besonderer Berücksichtigung der Resistenz Projekt 2OE86 Strategien zur Regulierung von Steinbrand (Tilletia caries, Tilletia controversa) an Weizen unter besonderer Berücksichtigung von Befallstoleranzgrenzen und direkten Bekämpfungsmaßnahmen Möglichst umfassender Schutz vor Steinbrandbefall an Weizen durch geeignete Maßnahmen und deren Kombination: Auswahl resistenter Sorten Anwendung von Befallstoleranzgrenzen Einsatz alternativer Saatgutbehandlungsverfahren Ludwig Enorm Toni Idol Bussard Tiger Elvis Excellenz Cubus Compliment Batis Kontrast Toronto Mewa Pegassos Ökostar Aron Altos Atar Arminius Cardos Korund Jakobi Tataros Tarso Tommi SW 51136 Magnifik Tambor Stava 1 2 3 4 5 6 7 8 9 % Befall Dr. Koch, Dr. Wächter, BBA/BI Darmstadt Darzau-Hof Dahlem Sortenresistenz: Befall an 3 Weizensorten (2 Standorte, 24) Resistente Sorten z.b. `Stava, `Tambor, `Tommi, `Korund : d.h. nicht verfügbar (`Stava, `Tambor ) oder kaum nutzbar (nur Futterweizen: `Tommi, `Korund ) Wenige tolerante Sorten, z.b. `Aron Interessante Sorten in der Öko- Wertprüfung Resistenz wirkt nicht gegen Zwergsteinbrand (Ausnahme `Stava )
Einfluss von Sorte, Infektionsstärke und Behandlung auf den Steinbrandbefall Standort Dahnsdorf, Versuchsjahre 22/23 und 23/24 Feldbefall an drei unterschiedlich anfälligen Winterweizensorten am Standort Dahnsdorf nach unterschiedlichem Ausgangsinokulum (Sporen/Karyopse) Sorte Natura -star Aron 1172 143 35 9 Batis 948 17 21 5 Inokulum (Sporen / Karyopse) 1 Anzahl befallene Ähren / m² 2 Befall [%] 23 24 23 24 23 24 1435 911 15,8 18, 5,8 5,5 148 11 2,1 1,5,7,2 43 14,3,4,1,1 5 9,3,9,1,1 1143 86 26 5 158 89 3 7,2 13,9 1,5,3,4 6,,2,1,3 39,3 1,4,2 1,1 1 Ziel: 1, 1 und 2 Sporen / Karyopse 2 Mittel aus vier Wiederholungen nach Heißwasserbehandlung der Variante 2 Sporen / Karyopse,1 5,,5,1,1 1,4,2,1,3 9,1,3,3,1
Ableitung eines Gefährdungspotenzials für die hoch anfällige Sorte `Batis (Ergebnisse der Feldversuche, Standort Dahnsdorf) Sorte / Jahr Behandlung Inokulum IST (Anzahl Sporen / Korn) Anzahl befallene Ähren 1) geerntete Sporenmenge (g) 1) mögliche Sporenbelastung (Sporen / Korn) von 5 kg Getreide 2) `Batis Kontrolle 21 2,53 26 23 17 1 2,6 12 948 94 21,2 1.55 Heißwasser 5 3,6 3 21 6 1,35 67 99 3,76 38 Tillecur 23 1,17 9 12 1,15 7 792, `Batis Kontrolle 3 1,52 26 24 89 12 2,28 113 1.58 221 39,15 1.945 Heißwasser 7 6,93 46 18 4,79 39 141 2,19 9 Tillecur 23 1,18 9 44 1,14 7 714 1,1 5 1) auf der Boniturfläche, Mittelwert aus 4 Wiederholungen 2) nach Abzug von 9% Verlust der Sporen durch die Ernte Schwellenwert für Tilletia tritici: Folgende Schwellenwerte können formuliert werden: 1 Spore/Karyopse bei Verwendungszweck Saatgutvermehrung, bereits bei 5 Sporen / Karyopse nichttolerierbarer Befall möglich Auch bei einem geringen Befall von 1-1 Sporen/Korn müssen anfällige Sorten an allen Standorten behandelt werden. An gefährdeten Standorten sollten bevorzugt nur tolerante oder mittel anfällige Sorten angebaut werden. Mittel anfällige Sorten sind ab 2 Sporen/Korn zu behandeln, an wenig gefährdeten Standorten ab ca. 1 Sporen/Korn. Empfehlung (Werner Vogt-Kaute): Über 1 Sporen/Korn - keine Verwendung als Saatgut.
Projekt im Bundesprogramm Ökologischer Landbau 3OE127 (FIBL, BBA, IBDF, Naturland): Entwicklung und Darstellung von Strategieoptionen zur Behandlung von Saatgut im ökologischen Landbau Tilletia tritici / Weizen Konzentration auf anwenderfreundliche Applikation des bekanntermaßen gut wirksamen Mittels Tillecur hinsichtlich Reduktion der Flüssigkeitsmenge auf 2-3 l (Wirkung 9-98%) trockene Applikation (Wirkung 7-96%) Außerdem wurden getestet Kanne Fermentgetreide und Essigsäure mit sehr guter Wirksamkeit (94-1%) 55. DPG-Tagung Göttingen
Vergleich verschiedener Saatgutbehandlungen gegen Tilletia tritici Zusammenstellung von Werner Vogt-Kaute, 26 Feldversuche Weizensteinbrand, Dottenfelder Hof und Wiebrechtshausen, 22-26 Mittel/Verfahren Wirkungsgrad Tillecur 4-5 l mit 1% Essig 95, 1 % (1 x 62 %) Tillecur trocken 9,3 96,4 % (1 x 22 %) Elektronenbehandlung 98,8 99,3 % Essigsäure 1 2 %, 4 l 98,1 1 % Kanne Fermentgetreide 4 l 51, 95,2 % (1 x 25 %) Steamlab 1 % Fazit für den Weizensteinbrand Auch eine geringe Sporenkontamination kann ein erhebliches Gefährdungspotenzial beinhalten. Die Toleranzgrenze ist abhängig vom Verwendungszweck. Für die Saatguterzeugung ist bei anfälligen Sorten bereits bei einer sehr geringen Belastung von 1-1 Sporen / Korn an allen Standorten eine Behandlung durchzuführen. An gefährdeten Standorten sollten bevorzugt tolerante oder mittel anfällige Sorten angebaut werden. Mit dem Anbau weniger anfälliger Sorten, der Kenntnis der Sporenkontamination sowie, wenn notwendig, der Anwendung von physikalischen Methoden oder Tillecur ist eine Steinbrandregulierung im ökologischen Landbau gut möglich.
Ustilago nuda / Gerste Keine ausreichende Wirkung mit allen bisher geprüften nicht formulierten Mikroorganismen, Mikroorganismen- Präparaten und Pflanzenextrakten Elektronenbehandlung Heißluftbehandlung Häufig gute, aber noch nicht ausreichende Wirkung mit Ethanol Einzige Bekämpfungsmöglichkeit durch Heiß- oder Warmwasserbehandlung 55. DPG-Tagung Göttingen Drechslera graminea / Sommergerste Befall an behandelter Sommergerste im Gewächshaus und im Feld Sorte Alexis, 26 25 Befall (%) Darzau Wiebrechtshsn. Gewächshaus 2 15 1 5 unbehandelt Ethanol Milsana Cedomon Cedom.+ Milchp. Warmwasser 1 Warmwasser 2 : signifikanter Unterschied zur Kontrolle (Tuckey-Test, α =,5)
M. nivale, Fusarium spp. / Winterweizen Auflaufverhalten von behandeltem Winterweizen im Gewächshaus und im Feld Sorte Capo (Befall der Kontrolle 66 %, Saatgutbefall 9 % M. nivale / 1,5 % Fusarium spp.), 25 Feldaufgang (rel. %) 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Dottenf.hof Wiebrechtshsn. Gewächshaus uk = 69% Aufgang 37 Pflanzen / 2 lfd. m 7% Aufgang Tillecur Milsana Ethanol Kendal Serenade Cerall Heißwasser Warmwasser : signifikanter Unterschied zur Kontrolle (Tuckey-Test, α =,5) Übersichtstabelle über die bei dem jeweiligen Schaderreger am besten wirksamen Behandlungen in Feldversuchen 24-26 Gelistete Pflanzenstärkungsmittel Mikrobielle Präparate Sonstige Lebermooser Milsana Tillecur Kendal Cedomon / Cerall Serenade Physikalische Methoden 1 T. tritici n.u. n.u. n.u. n.u. n.u. n.u. 2 U. nuda n.u. n.u. n.u. n.u. n.u. n.u. 3 U. avenae n.u. n.u. n.u. 4 U. hordei n.u. n.u. n.u. n.u. n.u. 5 D. graminea n.u. 6 D. teres n.u. n.u. n.u. 7 M. nivale WR) n.u. M. nivale (WW) n.u. 8 Fusarium spp. n.u. 9 S. nodorum 1-6: grün gekennzeichnet: Behandlungen mit Wirkungen zwischen 8-1%, : Ausnahmen 6-1% 7-9: grün gekennzeichnet: Behandlungen, die eine deutliche Verbesserung von Feldaufgang und Überwinterung bewirkten n.u.: nicht untersucht Warm -wasser Heißwasser Elektronen Ethanol
Zusammenfassung und Ausblick Positive Ergebnisse für Getreide und Gemüse sind vorhanden Als wirksam erwiesen sich die physikalischen Verfahren sowie LEBERMOOSER, Ethanol, Milsana, Serenade und Cedomon/Cerall Alkoholische Extraktionsmittel allein können schon gute Effekte haben, beeinträchtigen aber oft die Keimfähigkeit Schwierig zu bekämpfen sind der Flugbrand der Gerste, Ascochyta pisi, Anthraknose an Lupine Wissenstransfer: Erstellung von Leitfäden (bei der FiBl erhältlich) und Ableitung von Schwellenwerten bis Frühjahr 27