Auswirkung einer Biofumigtion durch Senf uf Ackerbohne und Irene Jcob 1, Georg Slzeder 2, Alois Aigner 2 & Peer Urbtzk 1 Byerische Lndesnstlt für Lndwirtschft 1 Institut für Ökologischen Lndbu, Bodenkultur und Ressourcenschutz 2 Institut für Pflnzenbu und Pflnzenzüchtung Zusmmenfssung Erbsen und Ackerbohnen gelten ls nfällig gegen verschiedene bodenbürtige Schderreger. Ds Verfhren der Biofumigtion stellt eine Möglichkeit dr, den Schderregerdruck im Boden zu begrenzen. Es wurde in Feldversuchen unter ökologischen und konventionellen Bedingungen geprüft, ob sowohl die Erträge ls uch die gronomischen Eigenschften dieser Körnerleguminosen positiv uf eine zur Biofumigtion ngebute Zwischenfrucht regieren. In einem von drei Versuchsjhren konnte ein Mehrertrg nch Sreptsenf im Vergleich zur Kontrollvrinte bei Ackerbohnen und Erbsen im konventionell bewirtschfteten Versuch nchgewiesen werden. Bei den n brchten die beiden hlbblttlosen Sorten Alvest und Respect höhere Erträge nch Senf, wohingegen Protect (weißblühender Bltttyp) nicht uf die vorlufende Zwischenfrucht regierte. Im ökologisch geführten Versuch wurde bei den Ackerbohnen ein höherer Ertrg nch Sreptsenf im Vergleich zu Phceli ls Zwischenfrucht erzielt. Allerdings könnten für die hier vorliegenden Untersuchungen die Kosten für ds Zwischenfruchtverfhren nicht durch den Mehrertrg der Körnerleguminosen gedeckt werden. Abstrct A vriety of soilborne pests re known to cuse severe dmge to field pes nd field bens. It is ssumed tht biofumigtion reduces the occurrence of certin fungi nd nemtodes in the soil. Therefore, the question rises whether ctch crop grown for biofumigtion hs positive effect on the yield nd gronomic trits of these grin legumes. Field trils were performed under orgnic nd conventionl frming conditions. In one out of three yers under the conditions of conventionl frming, both pes nd bens showed significntly higher yield fter Indin mustrd compred to the control. For field pes, this effect ws observed for the semi-lefless cultivrs Alvest nd Respect, wheres white flowering, lefy Protect showed no rection to the ctch crop. Furthermore, field bens grown fter Indin mustrd yielded better compred to those grown fter Phceli under the conditions of orgnic frming. However, in this investigtion, the dvntge in yield is not finncilly worth the cost of cultivting the ctch drop. Einleitung und Zielsetzung Die Anbuflächen von Körnerleguminosen sind derzeit in Deutschlnd und in Byern stgnierend bzw. rückläufig (StMELF 2012, Böhm 2009). Vor dem Hintergrund einer
zukünftig besseren Versorgung mit heimischen Eiweißfuttermitteln gilt es, einen leistungsfähigen Anbu von Körnerleguminosen zu ermöglichen. Erbsen (Pisum stivum L.) und Ackerbohnen (Vici fb L.) sind für ihre Anfälligkeit v.. gegen bodenbürtige Fußkrnkheiten und Wurzelfäulen beknnt. Hierin liegt uch ein Grund für die mngelnde Ertrgssicherheit und somit für die sinkenden Anbuflächen dieser Kulturen. Die Biofumigtion beschreibt einen Prozess, bei dem durch den Anbu glucosinolt-hltiger Pflnzen, deren Zerkleinerung und Einrbeitung in den Boden Isothiocynte gebildet werden. Eine Wirkung dieser Stoffe bzw. Pflnzen uf verschiedene Krnkheitserre-ger wurde bereits nchgewiesen, ndere Schderreger hingegen blieben unbeeinflusst (Hllmnn et l. 2009, Lrkin und Griffin 2006, Srwr et l. 1998). Ziel der Untersuchungen wr es zu prüfen, ob sich eine zur Biofumigtion ngebute Zwischenfrucht positiv uf den Krnkheitsbefll und somit uf den Ertrg von Ackerbohnen und Erbsen uswirkt. Mteril und Methoden Die Versuchsnlge erfolgte in den Jhren 2010 bis 2012 uf ökologisch (Hohenkmmer) und konventionell (Frnkendorf, Freising) bewirtschfteten Schlägen, die bereits ls beknnt für ein Auftreten von Fußkrnkheiten gelten oder uf denen im Vorjhr Erbsen und Ackerbohnen ngebut wurden. Die Stndorteigenschften sind in Tbelle 1 zusmmengefsst. Tb. 1: Eigenschften der Versuchsstndorte Stndort Hohenkmmer Frnkendorf Freising Bodentyp Brunerde Brunerde Brunerde-Podsol Bodenrt sl sl L Bodenzhl 63 80 70 Ackerzhl 55 78 63 ph 6,6 6,8 6,5 Lngjährige Jhresmittel Tempertur [ C] 8,9 8,5 8,6 Niederschlg [mm] 750-800 800-900 750-800 Im jeweiligen vorngegngenen Jhr wurde nch der Ernte der Vorfrucht und einer Pflugfurche die Zwischenfrucht zwischen Ende Juli und Mitte August mit einer Ststärke von 200 Körnern m -2 gesät. In den konventionell geführten Versuchen erfolgte eine Düngung zum Senf mit 50 kg h -1 N (KAS). Nch dem Blühbeginn des Sreptsenfes wurde zwischen Ende September und Mitte Oktober der Umbruch vorgenommen. Hierbei wurden die Zwischenfruchtbestände gemulcht, die Rückstände wurden nschließend eingefräst und eingepflügt. Die Ausst der Huptfrüchte und Ackerbohne wurde im Zeitrum von Mitte März bis Anfng April durchgeführt (Tbelle 2). Die Pflnzenbestände wurden ortsüblich optiml geführt. Die Versuche wurden ls zweifktorielle Spltnlge mit drei bzw. vier Wiederholungen ngelegt. Die gronomischen
Eigenschften wurden mittels Bonituren nch den Richtlinien des Bundessortenmtes (2000) erfsst. Die sttistische Verrechnung erfolgte in SAS 9.2 mit dem Student-Newmn-Keuls- Test. Für die Berechnung der Kosten für den Zwischenfruchtnbu wurde der Deckungsbeitrgsrechner der LfL verwendet (Quelle zu Kosten für ökologisches Stgut: LfL, Institut für Agrrökonomie). Tb. 2: Dten der Zwischenfruchtverfhren Huptfrucht Ackerbohne Ackerbohne, Ackerbohne, Ackerbohne, Jhr 2010 2010 2011 2012 2012 Bewirtschftung ökologisch konventionell konventionell ökologisch konventionell Vorvorfrucht Winterweizen Ackerbohne Hfer Winterroggen Hfer Vorfrucht Ausst Zwischenfrucht Umbruch Zwischenfrucht Vegettionszeit Zwischenfrucht [d] Grünmsse [dt/h] * = geschätzt Winterroggen Wintergerste Wintergerste Ackerbohne, Sommergerste 31.07.2009 01.08.2009 11.08.2010 03.08.2011 03.08.2011 28.09.2009 02.10.2009 15.10.2010 18.10.2011 18.10.2011 58 61 64 75 75 300* 350* 300* Senf: 286 (TM = 49,22, 17,17 % TS) Phceli: 406 (TM = 39,97, 9,85 % TS) 370* Fräs-, Pflugtiefe 10/27 cm 10/30 cm 10-12/30 cm 15/27 cm 15/27 cm Ausst Huptfrucht 07.04.2010 06.04.2010 08.04.2011 23.03.2012 27.03.2012 Ergebnisse und Diskussion In den Versuchsjhren 2010 und 2011 wurden keine Effekte einer Zwischenfrucht uf den Kornertrg von Ackerbohnen und Erbsen beobchtet (Abbildung 1). In 2012 wurde im konventionell geführten Versuch sowohl für n ls uch für Ackerbohnen ein sttistisch bgesicherter Mehrertrg nch der Vorfrucht Sreptsenf im Vergleich zur Vrinte ohne Zwischenfrucht festgestellt. Bei den n wr dieser Effekt für die beiden hlbblttlosen Typen Alvest und Respect nchweisbr, wohingegen die weißblühende Vollblttsorte Protect keinen signifiknt höheren Ertrg zeigte. Im ökologisch geführten Ackerbohnenversuch wurde zudem ein Ertrgszuwchs nch Sreptsenf im Vergleich zur Zwischenfruchtvrinte Phceli erzielt. Bei den n wr dieser Effekt tendenziell ebenflls zu beobchten.
Ertrg [dt/h] 86 % TS Die Ergebnisse für den Rohprotein- und Stickstoffertrg verhlten sich gleich zu den Kornerträgen (nicht drgestellt). 70 60 50 40 30 n A B A B A A Ackerbohnen b b 20 10 0 2010 2011 2012 Alvest Respect Protect 2010 2011 2012 2012 konventionell ökologisch 2012, konventionell ökologisch konventionell ökologisch konventionell ohne Sommerzwischenfrucht Sreptsenf Terrfit Sreptsenf Energy Phceli Abb. 1: Kornertrg von n und Ackerbohnen in Abhängigkeit von Zwischenfrucht und Jhr. Verschiedene Buchstben = signifiknte Unterschiede, Student-Newmn- Keuls-Test, p < 0,05. Nch Abzug der Kosten für den Zwischenfruchtnbu zeigt sich jedoch, dss der Mehrertrg der Huptfrüchte die Kosten für ds in diesen Versuchen verwendete Zwischenfruchtverfhren nicht deckt (Abbildung 2). Als Kosten für den Anbu wurden für Senf (ökologisch) 219,40 /h bzw. 295,30 /h (konventionell) und für Phceli (ökologisch) 237,50 /h berechnet.
n, konventionell Ackerbohnen Kornertrg ohne Zwischenfrucht Sreptsenf Phceli Kostenbereinigter Ertrg Sreptsenf Phceli Abb. 2: Kornertrg von n und Ackerbohnen in Abhängigkeit von der vorlufenden Zwischenfrucht sowie kostenbereinigter Ertrg, Versuchsjhr 2012 In keinem der Versuche wurde bei den sonstigen gronomischen Eigenschften der Huptfrüchte optisch im Feld und durch die Bonituren ein Einfluss der vorlufenden Zwischenfrucht festgestellt (Tbelle 3). Auch im Krnkheitsbefll zeigte sich keine Auswirkung von Sreptsenf im Vergleich zu den Vrinten ohne Zwischenfrucht bzw. zu Phceli. Bereits Seed et l. (2012) konnten keinen Effekt verschiedener glucosinolthltiger Pflnzen uf den Befll mit Wurzelkrnkheiten bei Erbsen feststellen. Ein mngelnder Einfluss der Biofumigtion uf ds Auftreten von Pilzkrnkheiten wurde bereits mehrfch in Feldversuchen bei verschiedenen Huptfrüchten beobchtet (Grbendorfer 2013, Hrtz et l. 2005). Tb. 3: Ausgewählte gronomische Eigenschften, Versuchsjhr 2012 Bewirtschftung sweise ökologisc h Alvest Respect Protect Sorte Phceli Lisette Sreptsenf Terrfit Zwischenfruchtvrinte Keimdichte 1 [Pfl. m - ²] n Mängel nch Aufgng ökologisch konventionell Bewirtschftung Fuß- Botrytis krnk- heiten cinere Keimdichte 1 [Pfl. m - ²] Ackerbohnen Mängel nch Aufgng Ascochyt (Brennflecken) 78,8 1,1 2,9 42,6 1,4 4,5 83,2 1,1 2,6 44,0 1,3 4,8 konventi onell ohne SZF 64,4 1,0 1,8 45,4 1,0 2,3 Sreptsenf Terrfit 64,0 1,0 1,7 46,1 1,0 2,1 1 Student-Newmn-Keuls-Test, p < 0,05 In der Litertur werden usreichende Bodentemperturen und -feuchten ls Bedingung für eine gute Wirkungssicherheit der Biofumigtion ngesehen (Hllmnn et l. 2009). Der im Versuchsjhr 2012 festgestellte Mehrertrg nch Sreptsenf knn llerdings nicht uf die Witterung nch dem Umbruch der Zwischenfrucht zurückgeführt werden. Der betreffende Zeitrum im Herbst des Vorjhres ist im Vergleich zu den nderen beiden Versuchsjhren mit
den geringsten Niederschlägen und Bodentemperturen ls m ungünstigsten für eine Biofumigtionswirkung einzustufen (Zeitrum 30 Tge nch dem Umbruch der Zwischenfrucht, Dten nicht drgestellt, Quelle: Agrrmeteorologie Byern). Aber uch bei guten Bedingungen wird die Biofumigtionswirkung oft ls unzureichend oder fehlend bewertet (Hllmnn 2010). Motisi et l. (2010) verweisen uf die Vielzhl n Fktoren und deren komplexe Wechselwirkungen, die die Biofumigtion beeinflussen und die für unterschiedliche Wirkungsgrde verntwortlich sein könnten. So trgen beispielsweise ds Mngement der Zwischenfrucht sowie der Prozess der Zerkleinerung und Einrbeitung mßgeblich zum Gelingen des Verfhrens bei. In dieser Untersuchung wurden die Bedingungen über lle drei Versuchsjhre zumindest vergleichbr gestltet (Tbelle 2). D keine Ermittlung des Glucosinoltgehltes der Senfbestände erfolgte und dieser einem strken Einfluss der Umwelt unterliegt, knn ein Einfluss dieses Prmeters uf die unterschiedlichen Wirkungen nicht usgeschlossen werden. Schlussfolgerung Der fehlende Einfluss der glucosinolthltigen Zwischenfrucht uf ds Krnkheitsgeschehen zusmmen mit den im Herbst 2011 vergleichsweise für eine Biofumigtion ungünstigen Witterungsbedingungen lssen druf schließen, dss der Mehrertrg der Körnerleguminosen nch Sreptsenf im Versuchsjhr 2012 eher uf einen llgemeinen Zwischenfruchteffekt ls uf einer ntiphytopthogenen Wirkung beruht. Auch wenn sich der positive Effekt der Zwischenfrucht nicht direkt in einem Mehrertrg der folgenden Huptfrucht zeigt bzw. dieser in der hier vorliegenden Untersuchung nicht ls kostendeckend bewertet werden knn, sollten positive, längerfristige Aspekte des Zwischenfruchtnbus wie z. B. die Auflockerung der Fruchtfolge, die Mehrung der orgnischen Substnz sowie die Verhinderung der Auswschung von Nährstoffen im Winter nicht ußer Acht gelssen werden. Literturverzeichnis Böhm H (2009): Körnerleguminosen Stnd des Wissens sowie zukünftiger Forschungsbedrf us Sicht des Ökologischen Lndbus. Journl für Kulturpflnzen 61(9), 324-331. Bundessortenmt (2000): Richtlinien für die Durchführung von lndwirtschftlichen Wertprüfungen und Sortenversuchen. Lndbuch, Hnnover. Grbendorfer S (2013): Biofumigtion im ökologischen Krtoffelnbu. Mitt. Ges. Pflnzenbuwiss. 25, 84-85. Hllmnn J (2010): Abschließende Bewertung. Fchgespräch Biofumigtion ls Pflnzenschutzverfhren: Chncen und Grenzen. Berichte us dem Julius-Kühn-Institut, Heft 155, 97-102. Hllmnn J, Buck H, Ru F, Dub M, Schütze W, Grosch R, Schlthölter M (2009): Chncen und Grenzen der Biofumigtion für die Bekämpfung pflnzenprsitärer Nemtoden. In: Myer J et l. (Hrsg.): Werte Wege Wirkungen: Biolndbu im Spnnungsfeld zwischen Ernährungssicherung, Mrkt und Klimwndel. Beiträge zur 10. Wissenschftstgung Ökologischer Lndbu, ETH Zürich, Bnd 1, 366-369.
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