Conservation agriculture in organic farming: Impacts on weeds and plant-parasitic nematodes during the transition

Der Bodenschutz ist eine der wichtigsten Anforderungen an die Landwirtschaft im 21. Jahrhundert. Daher sind nicht-wendende Bodenbearbeitungssysteme, basierend auf dem Anbau von Untersaaten und Zwischenfrüchten, verstärkt in den Fokus der europäischen Agrarwirtschaft geraten. Allerdings können diese neuartigen Systeme das Spektrum und die Abundanz gewisser Krankheiten, Schädlinge und Unkräuter grundlegend verändern. Ein Beispiel ist die Zunahme von Unkräutern und ihren Samenbanken während der Übergangsphase von gepflügten zu pfluglosen Anbausystemen, die vor allem die ökologische Landwirtschaft vor große Probleme stellt. Hier können Untersaaten, etabliert zum Beispiel in Winterweizen oder Mais, und Zwischenfrüchte nachhaltig zur Unkrautreduktion beitragen. Die somit erhöhte Pflanzenproduktion kann allerdings pflanzenparasitäre Nematoden mit breiten Wirtsspektren fördern und einen Populationsanstieg über die Zeit bedeuten. Die vorliegende Arbeit beschreibt die Auswirkungen von pfluglosem Anbau in den ersten 2-4 Jahren nach der Umstellung von einem gepflügten System. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf Unkräutern und pflanzenparasitären Nematoden in zwei langfristig ökologisch bewirtschafteten Feldern. In diesem Zeitraum wird eine Winterweizen-Kartoffel Fruchtsequenz nach zweijährigem Kleegras ausgewertet. In Kapitel 5 wird die Auswirkung der Umstellung auf pfluglose Anbausysteme auf pflanzenparasitäre Nematoden in vier europäischen Agrarumwelten unter ökologischem oder konventionellem Management evaluiert. Experimentelle Faktoren waren gepflügte (30 cm) versus gegrubberte (5-15) Anbausysteme. Die Grubbervariante sah zusätzlich eine Totmulchauflage (Transfermulch) zu Kartoffeln vor. Auf die Hälfte der Parzellen der jeweiligen Anbausysteme wurden 5 t (ha Jahr)-1 eines Grüngutkompostes appliziert. Zusätzlich wurden in beiden Bodenbearbeitungssystemen entweder Untersaaten im Winterweizen oder Zwischenfrüchte nach Weizen etabliert. Zur Bestimmung der Unkrautsamenbank wurde der Boden in 0-15 und 15-30 cm Tiefe beprobt und die auflaufenden Unkräuter über 9 Monate in einem Kalthaus bestimmt. Die Unkrautbiomassen und -deckungsgrade wurden mehrmals in der Fruchtsequenz bestimmt. Pflanzenparasitäre Nematoden wurden aus Bodenproben vor Weizen, nach Weizen, nach Untersaaten/ Zwischenfrüchten und nach Kartoffeln extrahiert, bestimmt und gezählt. In pfluglosen Systemen basierend auf Zwischenfrüchten konnte kein statistisch signifikanter Anstieg der Unkrautsamenbank im Oberboden festgestellt werden. Bedingt durch den Durchwuchs der Vorfrucht war der Unkrautbefall im Winterweizen in pfluglosen Systemen allerdings sehr viel höher als nach der Bearbeitung mit dem Pflug. Dieses führte zu einem verstärkten Auftreten von mit Winterweizen assoziierten Unkräutern, z.B. Galium aparine, Lamium spp. und Myosotis arvensis, in der Samenbank nach Kartoffeln. Dagegen führte die Mulchauflage zu Kartoffeln in pfluglosen Systemen zu einer geringeren Samenbank von Chenopodium album im Vergleich zur gepflügten Variante. Das erhöhte Unkrautvorkommen in pfluglosen Systemen förderte möglicherweise den Befall mit pflanzenparasitären Nematoden mit breiten Wirtsspektren, z. B. Pratylenchus spp., verglichen mit den gepflügten Systemen. Die Auswirkungen der Untersaaten und Zwischenfrüchte auf pflanzenparasitäre Nematoden waren konsistent in allen untersuchten Agrarumwelten. Leguminosen und Weizen-Mais Fruchtsequenzen führten zu erhöhten Dichten von Pratylenchus, während dieser Erreger durch die Zwischenfrüchte Ölrettich und Rauhafer reduziert werden konnte. Der Bedarf nach angepassten Unkrautkontrollstrategien für den ökologischen Anbau in pfluglosen Systemen geht aus dieser Arbeit eindeutig hervor. Der Anbau von produktiven und konkurrenzstarken Zwischenfrüchten/ Untersaaten steht dabei im Vordergrund. Zusammenfassend kann dem Humusmanagement, das organische Dünger, Gründüngungen, Lebend- und Totmulche sowie mehrjährige Graslandwirtschaft einschließt, eine Schlüsselrolle zur erfolgreichen Umstellung auf pfluglose Bearbeitungssysteme in der ökologischen Landwirtschaft zugeordnet werden. Dieses muss allerdings den lokalen Boden- und Klimabedingungen angepasst werden, da diese das jeweilige Anbausystem bestimmen.