Strategien gegen Herbizidresistenz Bei Ackerfuchsschwanz nehmen die Probleme zu Dr. Anton Mittnacht, Regierungspräsidium Stuttgart, Referat pflanzliche und tierische Produktion Die Leistung von häufig gebräulichen Herbiziden zur Ackerfuchsschwanzbekämpfung ist nicht immer befriedigend. Wegen des Verdachts auf Herbizidresistenz ist der Pflanzenschutzdienst den Minderwirkungen nachgegangen und hat die Ursachen mit speziellen Testverfahren untersuchen lassen. Nachfolgend wird über die Ergebnisse und Konsequenzen berichtet, die sich daraus für die Praxis ergeben. Zur Klärung des Sachverhaltes wurden 2007 und 2008 von den Pflanzenproduktionsberatern kurz vor der Getreideernte Samenproben von noch vorhandenem Ackerfuchsschwanz entnommen. Schwerpunktmäßig wurden stark verseuchte Getreidefelder beprobt, auf denen trotz sachgemäßer Herbizidanwendung schlechte Wirkung festzustellen und eine nicht mehr tolerierbare Restverungrasung mit unempfindlichen Biotypen vorhanden war. Die Proben wurden vom Fachgebiet Herbologie der Universität Hohenheim in standardisierten Gewächshausversuchen in einem sog. Biotest kultiviert. Auf der Grundlage von Dosis-Wirkungsbeziehungen wurde die Empfindlichkeit (= Sensitivität) der Verdachtsproben gegenüber Mitteln aus verschiedenen Wirkstoffgruppen mit der jeweils maximal zugelassenen Aufwandmenge geprüft. Im Vergleich zu einer sensitiven Population wurde die Wirkung bonitiert und daraus der Resistenzgrad berechnet. Die Untersuchungsbefunde zeigen eindeutig, dass bei den getesteten Ackerfuchsschwanz-Biotypen die Resistenz unterschiedlich stark ausgeprägt ist. Die Ergebnisse von insgesamt 39 Verdachtsproben (2007 und 2008) sind in der Grafik und deren regionalen Herkünfte in der Karte dargestellt. Resistenzprobleme sind vor allem in den Hauptverbreitungsgebieten von Ackerfuchsschwanz, z.b. in Hohenlohe und Main- Tauber, auf der Ostalb, Ulmer und Münsinger Alb, im Zollernalbkreis, Raum Rottweil- Donaueschingen und begrenzt auch in anderen Regionen von Bedeutung. Auffallend ist der hohe Anteil an resistenten Biotypen bei Ralon Super (Fenoxaprop), gefolgt von Lexus (Flupyrsulfuron) und Axial (Pinoxaden). Bei den anderen unter gleichen Bedingungen geprüften Herbiziden aus der Wirkstoffgruppe der ALS-Hemmer (Atlantis) und ACCase-Hemmer (Fusilade, Select) sowie von Isoproturon (Harnstoffderivat) wurden keine, allenfalls nur geringe bis mittlere und nur vereinzelt höhere Resistenzen festgestellt. Nach bisherigen Erkenntnissen sind die Wirkungsverluste ausschließlich auf metabolische Resistenz zurückzuführen. Bemerkenswert ist, dass von der Resistenz zwar einzelne Wirkstoffe in unterschiedlichem Ausmaß, gleichzeitig aber mehrere Wirkstoffklassen betroffen sind. Die Ergebnisse bestätigen also, dass sich die Empfindlichkeit vorhandener Ackerfuchsschwanzpopulationen gegenüber den wichtigsten Gräserherbiziden schlagspezifisch und regional verändert hat. Die auf Praxisschlägen zu beobachtenden Minderwirkungen sind aber nicht in jedem Fall nur auf Herbizidresistenz zurückzuführen, sondern können zusätzlich auch von ungünstigen Anwendungsbedingungen beeinflußt werden. Hilfreich wären Schnellmethoden gewissermaßen als Früherkennungssystem, mit denen sich bereits bei aufgelaufenen Pflanzen metabolische Resistenz nachweisen läßt.
Ursachen der Herbizidresistenz Resistenz ist eine natürlich vorhandene vererbbare Eigenschaft einzelner Biotypen einer Unkrautart, Herbizidbehandlungen zu überleben, die unter normalen Bedingungen diese Population wirksam bekämpfen würden. Resistente Ackerfuchsschwanzpopulationen entwickeln sich dann, wenn sich bestimmte Biotypen - abhängig von der natürlichen genetischen Vielfalt - auf ihre Umweltbedingungen gut anpassen können. Dies wird durch Herbizidbehandlungen und produktionstechnische Maßnahmen begünstigt. Der Selektionsdruck auf weniger empfindliche Pflanzen wird umso größer, je mehr die Intensität des Herbizideinsatzes mit ständig gleichen Wirkstoffen ansteigt. Entscheidenden Beitrag leisten einseitige Anbausysteme, insbesondere ackerbauliche Faktoren, wie enge Wintergetreidefruchtfolgen, reduzierte Bodenbearbeitung und extreme Frühsaat, welche die Verungrasung fördern und Resistenzdynamik beschleunigen. Bei Fuchsschwanz mit hoher Vermehrungsrate und guter Anpassungsfähigkeit an die Entwicklung von Wintergetreide verläuft dies besonders rasch. Folglich breiten sich die Widerstandsfähigeren im Bestand verstärkt aus und die Wirkungsgrade bestimmter Herbizide fallen immer mehr ab. Dies sind meist erste Anzeichen; betroffen sind drei wichtige Wirkstoffgruppen. Wiederholte Behandlungen mit denselben Wirkstoffen oder unterschiedlichen Wirkstoffe mit gleicher Wirkungsweise, vor allem der jahrelange Einsatz von Mitteln mit den Wirkstoffen Isoproturon und Chlortoluron (Harnstoffderivate) haben diesen Prozess eingeleitet. Nachlassende Wirkung bei Isoproturon-haltigen Mitteln gegenüber Ackerfuchsschwanz sind mittlerweile in allen Ackerbaugebieten bekannt. Am stärksten betroffen sind die Wirkstoffe aus der Gruppe der ACCase-Hemmer, zu der Ralon Super, Topik (FOP) und Axial (DEN) oder die in Raps, Rüben und Kartoffeln zugelassenen Gräserherbizide (FOP, DIM) gehören. Neuerdings wird auch bei verschiedenen Sulfonylharnstoffen (ALS-Hemmer) wie Lexus, Monitor immer häufiger Herbizidresistenz nachgewiesen. Im Gegensatz dazu sind Bodenherbizide mit Wirkstoffen wie Flufenacet, Flurtamone, Pendimethalin, Prosulfocarb, Flumioxazin unproblematisch. Resistenzmechanismus Bei der Resistenzbildung wird zwischen metabolischer Resistenz und Target-site- Resistenz unterschieden. Die zunehmenden Wirkungsverluste sind zu 95 % durch sog. metabolische Resistenz bedingt. Solche Biotypen besitzen denselben Entgiftungsmechanismus wie die Kulturpflanzen und sind somit fähig, den herbiziden Wirkstoff rasch abzubauen ( metabolisieren ). Dieser Resistenztyp tritt nicht schlagartig auf, sondern ist ein zunächst schleichender Prozeß, der mehr und mehr fortschreitet ( shifting ). Die selektierten, weniger empfindlichen Ackerfuchsschwanz-pflanzen überleben, kommen ungestört zur Samenreife, bilden wieder unempfindliche Biotypen und entwickeln sich im Laufe der Zeit zu resistenten Populationen. Der zweite Resistenzmechanismus ist die sog. Target-site-Resistenz ( Wirkort-Resistenz ), die bislang in Deutschland an Ackerfuchsschwanz bei ACCase-Hemmern inzwischen mehrfach und bei ALS-Hemmern bisher nur vereinzelt gefunden wurde. Bei solchen Pflanzen ist das Zielenzym am Wirkort genetisch bedingt so verändert, dass die Wirkstoffe selbst mit hohen Aufwandmengen nicht mehr aktiv werden. Auffällig ist das plötzlich nesterweise Auftreten von Pflanzen, die Nachkommen einer bereits total resistenten Pflanze sind.
Resistenzvorsorge - Resistenzmanagement Derzeitige und künftige Trends im Ackerbau lassen befürchten, dass die metabolische Resistenz nicht nur auf den bekannten Problemstandorten weiter fortschreitet, sondern auch andernorts unter risikoreichen Produktionsbedingungen zunimmt. Die Situation verschärft sich noch weiter, weil momentan keine Neuentwicklungen mit andersartigen Wirkmechanismen ( Resistenzbrecher ) in Sicht sind. Das Risiko wird vor allem dann groß, wenn unter extremen Bedingungen, wie z. B. Weizenmonokultur, Frühsaat, Pflugverzicht und Direktsaat der Fuchsschwanzbesatz explodiert. Um die noch vorhandenen wirksamen Präparate vor weiteren Verschleiß zu schützen, müssen die Landwirte frühzeitig reagieren, bevor das Kind im Brunnen liegt. Resistenzvorsorge und Minderung der Resistenzgefahr sind gefragt. Dafür gibt es zwei Lösungsansätze: erstens ein Herbizidmanagement mit konsequentem Wirkstoffwechsel, und zweitens Minimierung aller produktionstechnischen Risikofaktoren. Beide müssen im Sinne eines integrierten Unkrautmangementes miteinander kombiniert werden. Dabei ist es unerheblich, ob Resistenzen bei Ackerfuchsschwanz bereits nachgewiesen wurden oder nicht. Die Situation kann sich schlagartig ändern. Daher sind die Zusammenhänge zwischen massivem Fuchsschwanzbesatz und hohem Selektionsdruck mit ausgefeilter Resistenz-Vermeidungs-Strategie aufzulösen. Herbizidmanagement Erste und wichtigste Vorsorgemaßnahme ist, den Selektionsdruck durch Wirkstoffwechsel nachhaltig abzubauen. Es genügt aber nicht, nur einfach die Präparate oder Wirkstoffe auszuwechseln. Wichtig ist, regelmäßig einen Wirkstoff-Ort-Wechsel vorzunehmen und bevorzugt solche Herbizide aus Gruppen mit geringem Resistenzrisiko fruchtfolgeübergreifend in die Herbizidstrategie planmäßig einzubauen. Die Herbizide sind entsprechend ihrer Wirkungsweise in HRAC-Gruppen (= Herbizide Resistance Action Commitee) eingeteilt und mit einem Buchstaben-Code versehen. Die Einstufung von gängigen Gräserherbiziden für Getreide, Raps, Rüben, und Mais entnehmen Sie der Tabelle 1 bzw. den jeweiligen Herbizidtabellen im Merkblatt Pflanzenschutznahmen im Ackerbau. Mittel bzw. Wirkstoffe mit gleichem HRAC- Code (gleiche Buchstaben) haben denselben Wirkungsmechanismus. Hohes Resistenzpotenzial gegenüber Ungräsern haben Mittel aus den HRAC-Gruppen A, B und C, während Produkte der Gruppen F bis N weniger riskant sind. Anhand dieser Kennzeichnung können Praktiker relativ einfach, eine Zuordnung in riskante bzw. unkritische Wirkstoffe vornehmen, geeignete Präparate auswählen und die Resistenzstrategie kulturübergreifend planen. Die dauernde Verwendung von resistenzfördernden Herbiziden ist unbedingt zu unterlassen: Wirkstoffe wechseln - nicht nur Herbizide, sondern Wirkstoffgruppen Mittel mit riskanten Wirkstoffen nur alle zwei Jahre einsetzen Wenig riskante Wirkstoffe über Fruchtfolgen (Blattfrüchte) hinweg einbauen Wechsel von Wirkstoffen mit unterschiedlichen Wirkmechanismen (verschiedene Klassen!) sowohl bei Tankmischungen, Spritzfolgen und Nachbehandlungen in der Kultur als auch in der gesamten Fruchtfolge praktizieren. Aufwandmengen (Mittel und Wasser!) auf Flächen mit hohem Fuchsschwanzbesatz nicht reduzieren. Maximale Wirkungsgrade durch optimale Anwendungsbedingungen anstreben. Häufige Ursachen unzureichender Wirkung sind ungünstige Boden- und Witterungsverhältnisse, falsche Einsatztermine, mangelhafte Spritz- und Düsen technik und andere grobe Anwendungsfehler.
Herbizideinsatz in Wintergetreide-Marktfrucht-Folgen In praxisüblichen Fruchtfolgen mit hohem Anteil von Wintergetreide ist die Besatzdichte und der Selektionsdruck auf Ackerfuchsschwanz auf möglichst niedrigem Niveau zu halten. Ziel muss sein, mit leistungsstarken Herbiziden bzw. Kombinationen unter optimalen Einsatzbedingungen größten Bekämpfungserfolg zu erzielen. Die Resistenzdynamik muss in jeder Folgekultur durch einen ausgeklügelten Wechsel von blatt- und bodenwirksamen Mitteln mit unterschiedlichen Wirkmechanismen gebremst werden. In Tabelle 2 sind Beispiele zum Wirkstoff-Management und Wechsel der Wirkstoffklassen innerhalb einer Fruchtfolge dargestellt. In Wintergerste beginnen die Abwehrmaßnahmen bereits im Herbst, denn die Ungraskonkurrenz ist so früh wie möglich auszuschalten. Wichtige Bausteine sind Bodenherbizide wie z. B. Herold, Malibu, Cadou und Pendimethalin-haltige Mittel (z.b. Stomp) oder Bacara, die bis spätestens zum Spitzen des Getreides eingesetzt werden. Bei starker Verungrasung und gleichzeitig Bodentrockenheit oder verspäteter Anwendung ist die Wirkung meist unsicher, sodass kombinierte Maßnahmen mit Boden- und Blattherbiziden in Mischungen oder Spritzfolgen mehr Erfolg versprechen. Dafür kommen Axial 50 oder Ralon Super (Gruppe A) bevorzugt im Herbst in Frage. Im Frühjahr sind mit Axial 50 oder Ralon Super Powerplus bei Soloanwendung bessere Bekämpfungserfolge zu erzielen. Auf nicht drainierten Flächen bieten Tankmischungen von IPU-Mitteln (Gruppe C) beispielsweise mit Stomp oder Activus oder IPU-haltigen Fertigmischungen kostengünstige Lösungen. Entsprechend ist auch bei CTU-haltigen Mitteln z.b. Lentipur und Toluron (Gruppe C) zu verfahren. Falls im Frühjahr nachbehandelt werden muß, sind die Mittel ggf. auf die bereits im Herbst vorgelegte HRAC-Gruppe abzustimmen. Für Winterweizen stehen zwar mehr Mittel zur Verfügung, um aber dem Verschleiß von Wirkstoffen vorzubeugen, sollte auf FOP-Präparate (A) verzichtet werden. In bis Anfang Oktober gesätem Weizen kommen daher Sulfonylharn-stoffhaltige Mittel (B) wie Atlantis WG, Ciral oder Lexus als Mischpartner mit den genannten bodenwirksamen Herbiziden in Frage. Sichere Wirkung ist zu erwarten, wenn günstige Anwendungsbedingungen herrschen. Atlantis WG und Alister verfügen über eine relative Vorzüglichkeit. Nach Herbstvorlage darf mit diesen Mitteln im Frühjahr nicht mehr, allenfalls mit Mitteln der Gruppe A ausnahmsweise bei noch ausreichender Sensitivität nachbehandelt werden. Bei spätgesätem Weizen beispielsweise nach Rüben oder Mais wird im Frühjahr so früh wie möglich behandelt. Bevorzugt werden Attribut, Atlantis oder Caliban Duo, auf Flächen mit mittlerem Ackerfuchsschwanzbesatz auch Absolute M, Broadway oder CalibanTop (Gruppe B) empfohlen. Es ist darauf zu achten, dass Sulfonylharnstoff-haltige Mittel möglichst nur einmal in drei Jahren eingesetzt werden, um das Ptenzial dieser Wirkstoffgruppe lange wirksam zu halten. In Blattfrüchten wie Raps oder Rüben werden im frühen Nachauflauf oder Vorauflauf vorwiegend Mittel mit geringem Resistenzrisiko verwendet. Vor allem in Raps bestehen mit Colzor Trio bzw. Butisan Top günstige Voraussetzungen, Teilwirkungen gegen Ackerfuchsschwanz zu erzielen. Falls in der Vorfrucht bereits Herbizide aus der FOP-Gruppe (A) eingesetzt wurden, ist bei Gräserherbiziden wie Agil, Fusilade Max, Panarex und Targa Super (FOP) Vorsicht geboten. Auf bekannten Problemflächen sollten dann besser die Mittel der sog. DIM-Gruppe Focus Ultra und Select mit etwas geringerem Resistenzrisiko genutzt werden. Auf Standorten mit hochgradiger Resistenz ist in Winterraps nur der Einsatz von Kerb Flo im Spätherbst sinnvoll.
Grundsätzlich können im Rahmen des Resistenzmanagementes weitere alternative Verfahren und Mittel kulturübergreifend genutzt werden. Dazu gehört beispielsweise auch, dass zwischen den Kulturen mit mechanischen Maßnahmen durch gezieltes Stoppelmanagement, sorgfältige Saatbeetbereitung und ggf. Vorsaatbehandlungen mit Glyphosat-haltigen Herbiziden die erste Welle von herbstkeimenden Fuchsschwanzpflanzen erfolgreich ausgeschaltet wird. Integriertes Unkrautmanagement Das reine Herbizidmanagement Wirkstoffwechsel hat Grenzen. Daher muß die Strategie gegen offenkundige oder auch heimliche Ackerfuchsschwanzresistenz bei den Ursachen ansetzen. Dies bedeutet, alle acker- und pflanzenbaulichen Maßnahmen sind zu ergreifen, die den Fuchsschwanzbesatzes verringern. Umgekehrt sind solche Einflußgrößen möglichst auszuschalten, die den Ackerfuchsschwanz massiv vermehren und das Resistenzrisiko fördern. Großer Handlungsbedarf besteht auf Extremstandorten, die unter Umständen zur radikalen Änderungen des Anbausystems zwingen. Bedeutsame produktionstechnische Faktoren können Sie anhand der Tabelle 3 abschätzen. Risiken lassen sich folgendermaßen minimieren: Fruchtfolge gestalten Wintergetreideintensive Fruchtfolgen auflockern mit einem Wechsel aus Winterung, Sommerung und Blattfrüchten Extreme Frühsaat vermeiden Je früher die Wintergetreidesaat erfolgt, desto mehr Ungräser laufen auf. Bodenbearbeitung anpassen Pflugverzicht und Direktsaat führen zu einen rasanten Anstieg der Ungräser, daher Stoppeln bearbeiten und Flächen nicht generell pfluglos bearbeiten. Samenpotenzial im Boden verringern Leistungsstarke Mittel einsetzen, Herbizideinsatz optimieren, Mittel- und Wassermenge mittelspezifisch einsetzen. Konkurrenzstarke Sorten anbauen Sorten mit rascher Jugendentwicklung und dichtem Bestandsaufbau Ausblick Produktionsverfahren, die für die Ausbreitung der Ungräser förderlich sind, erhöhen das Resistenzrisiko und schmälern den wirtschaftlichen Erfolg des Getreidebaues. Derzeitige Anbausysteme machen das Resistenzmanagement unverzichtbar. Das Prinzip Wirkstoffwechsel ist konsequent zu nutzen; produktionstechnischen Risikofaktoren sind auszuschalten und altbekannte Grundsätze, wie aufgelockerte Fruchtfolgen, Bodenbearbeitung und Saattermin zu optimieren. Dies gilt auch für Standorte, auf denen bisher keine Probleme festzustellen waren. Neue Wirkstoffe ( Resistenzbrecher ) sind nicht zu erwarten. Mit den zur Verfügung stehenden Herbiziden muß daher sehr behutsam umgegangen werden. Ziel muß sein, Wirkstoffe langfristig zu erhalten und Resistenzentwicklungen zu verhindern.
Tabelle 1: Einteilung von Gräserherbiziden nach Wirkmechanismen* und Resistenzrisiko Wirkmechanismus ACCase- Hemmer ALS - Hemmer Photosynthese- Hemmer PPO- Hemmer HPPD- Hemmer ESPS- Hemmer Zellwachstumshemmer Lipidsynthesehemmer Resistenzrisiko sehr hoch mittel mittel - hoch sehr gering sehr gering sehr gering gering gering HRAC-Gruppe A B C E F G K N Getreide Axial 50 EC Ralon Super Topik 100 Sumimax Bacara Roundup u. a. Glyphosat- Mittel Boxer Raps Rüben Kartoffeln Agil S Focus Ultra Fusilade Max Panarex Select Targa Super Absolute M Atlantis WG, Alister, Attribut, Caliban Broadway Ciral, Lexus, Lexus Class Monitor -- Debut / Safari Cato / Escep Mais Focus Ultra Cato, Titus MaisTer flüssig Motivell, Milagro OD Task Arelon Azur Fenikan Herbaflex Isofox Lentipur Toluron -- Goltix SC Sencor WG Artist Terbuthylazinhaltige Mittel z.b. Artett, Click Calaris Gardo Gold -- -- Bandur Callisto Clio Mikado * Einstufung nach HRAC - Herbicide Resistence Action Committee und dem Hauptwirkstoff der Präparate Roundup u. a. Glyphosat- Mittel Roundup u. a. Glyphosat- Mittel Cadou SC Herold SC Stomp SC Activus Malibu Picona Orbit Brasan Butisan / Fuego Butisan Top Colzor Trio Devrinol Kerb Nimbus Dual Gold Spectrum Stomp SC Activus Terano -- Boxer Tramat
Tabelle 2: Wirkstoff-Management bei der Ackerfuchsschwanz-Bekämpfung auf resistenzgefährdeten Standorten Mais Raps Rüben Weizen Gerste Verschiedene Verschiedene Verschiedene Nachauflauf - Herbst: Nachauflauf - Herbst: Sulfonylharnstoffe und Bodenherbizide Gräserherbizide bevorzugt Focus Ultra Select Kerb Flo Gräserherbizide bevorzugt Focus Ultra Select + Atlantis WG + FHS + verschiedene Sulfonylharnstoffe z.b. Lexus, Ciral Alister + Axial 50 EC + Ralon Super + IPU-Mittel + IPU-Mittel Nachauflauf - Frühjahr Nachauflauf - Frühjahr Atlantis WG + FHS Axial 50 EC Attribut + Netzmittel Broadway + Netzmittel Caliban Duo / Top Ralon SuperPowerplus Topik + Öl
Tabelle 3: Beurteilung von möglichen Resistenzrisiken bei Ackerfuchsschwanz Acker- und pflanzenbauliche Faktoren Gefahr der Ausbreitung von Resistenz gering hoch Anteil Winterung in Fruchtfolgen < 60 % > 60 % Bodenbearbeitung mit Pflug ohne Pflug Saattermin normal - spät sehr früh Konkurrenzkraft der Kultur stark schwach N-Versorgung niedrig hoch Bodenart leicht schwer Ackerfuchsschwanzbesatz gering - mittel hoch - sehr hoch Herbizideinsatz Versch. Wirkstoffgruppen kein Wirkstoffwechsel Wirkungsgrade der Herbizide > 95 % < 92 % Herbizidresistenz der Ungräser keine Anzeichen Anzeichen vorhanden
Untersuchung der Herbizidresistenz bei Ackerfuchsschwanz Biotest 2007 und 2008; insgesamt 39 Verdachtsproben aus Baden-Württemberg 100 % 80 % 60 % 40 % 20 % Anteil Resistenzgrad: Resistent Wirkung < 50 % Mittelresistent Wirkung 50 90 % Sensitiv Wirkung > 90 % Ralon Super Fusilade Max Select 240 Axial 50 EC Lexus Atlantis OD IPU-Mittel Quelle: A. Mittnacht, RP Stuttgart
Abbildung: Verdachtsproben (gelb) und nachgewiesene (rot) Herbizidresistenzen bei Ackerfuchsschwanz (A. myosuroides) in den Jahren 2007 und 2008 Quelle: R. Gerhards, Universität Hohenheim