Kupferminimierungs- und Vermeidungsstrategien für den ... · 2 Krautfäule (Phytophthora...

Fachgespräch „Kupfer als Pflanzenschutzmittel“

Berlin, 21. November 2014

Kupferminimierungs- und Vermeidungsstrategien für den ökologischen Kartoffelbau

Jan Nechwatal & Sebastian Grabendorfer

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Krautfäule (Phytophthora infestans)

„Die EU-Kommission hat Kupfer in den Anhang I der Richtlinie 91/414/EWG

aufgenommen. Die Aufnahme erfolgte jedoch mit Fristsetzung bis November 2016

unter der Auflage, dass die Mitgliedsländer Maßnahmen zur Reduzierung der

Anwendung ergreifen.“ (http://kupfer.jki.bund.de/)

Alternativen zu Kupfer ?

Forschungsprojekt

„Kupferminimierungs- und Vermeidungsstrategien für den ökologischen Kartoffelbau“ Teilprojekte

A. Maßnahmen zur Reduktion des Primärbefalls (LfL) Wirkung von Alternativmitteln gegen Blattbefall Wirkung von Knollenbeizungen auf den Befall

B. Ackerbauliche Strategien (TUM) Effekte der Methode der Biofumigation auf die Nachfrucht Kartoffel Effekte von Zwischenfrüchten auf die Nachfrucht Kartoffel (Screening)

Förderung

Juli 2011 – Februar 2015

Institut für Pflanzenschutz

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(Latente) Infektion der Pflanzknolle Hohe Bodenfeuchte

Sporulation auf Knollen, Infektion von Nachbarknollen/ -pflanzen

Infektion des Triebes

Wachstum entlang des Triebes

Primäre Infektion

Infektionswege der Krautfäule (P. infestans)

Epidemie


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Reduktion des Primärbefalls Reduktion des Kupfereinsatzes Ansatzpunkte für das Projekt:

- während der Vegetationsperiode

(Krautbehandlung: weniger Sporen vom Kraut auf Tochterknollen)

- während der Lagerung

(Beizung: schlechtere Etablierung des Erregers im Lager)

- beim Pflanzen

(Beizung: Schutz der auswachsenden Stängel und der Nachbarpflanzen)

Forschungsprojekt – Teilprojekt A


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Alternativmittel zur Blattbehandlung - Labor

Produkttyp Aktive Bestandteile (Produktname, wenn verfügbar)

Kontrolle Wasser

Kupferhydroxid (Cuprozin flüssig)

Mikroorganismen Aureobasidium pullulans (BoniProtect, kommerziell)

Aureobasidium pullulans (BoniProtect forte, kommerziell)

Pythium oligandrum (Polyversum, kommerziell)

Bacillus subtilis (Serenade, kommerziell)

Pflanzenextrakte Knoblauchextrakt

kommerzielles Knoblauch-Produkt (EnviRepel AF, kommerziell)

kommerzielles Knoblauch-Produkt (AMN BioVit Konzentrat, kommerziell)

Knöterich-Produkt (Regalia, kommerziell)

kommerzielles Zitrus-Produkt (ViCare, kommerziell)

Süßholzextrakt (Testpräparat)

Koniferen-Rindenextrakt (Vie-Up, kommerziell)

Testmittel I (Testpräparat)

Schachtelhalm-Präparat (Testpräparat)

Zitrus-Präparat (Testpräparat)

chem. def. Substanzen aktiviertes Wasser + Zeolith/ Clioptilolith (Desanol, kommerziell)

Dolomit-Ton-Suspension (Testpräparat)

Dolomit-Ton-Suspension + 10% Calciumhydroxid (Testpräparat)

Dolomit-Ton-Suspension + 20% Calciumhydroxid (Testpräparat)

Na-Phosphonat (Testpräparat)

kommerzielles Chitosan (Chitoplant, kommerziell) Silikat (Testpräparat)

Neemöl + NaHCO3 (kommerziell)

Kupferdünger 5.5 % (Sergomil, kommerziell)

Ca Mg (OH)2 (Testpräparat)


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Befallsstärke (1-10)

• Knöterich-Produkt (Regalia, Sakalia) • Schachtelhalm-Präparat (Testpräparat) • kommerzielles Chitosan (Chitoplant) • Zitrus-Präparat (Testpräparat) • Süßholzextrakt (Testpräparat) • Kupferdünger 5.5 % (Sergomil)


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Süßholz

Kontrolle



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Chitosan

Kontrolle



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Cu-

Blattdünger

Kontrolle



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Alternativmittel zur Blattbehandlung - Klimakammer


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Alternativmittel zur Blattbehandlung - Klimakammer

Zahl befallener Blätter


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Alternativmittel zur Blattbehandlung - Feldversuche

[Kleinparzellenversuch Freising, Agria, gelegt 5. Mai 2014, 6 Behandlungen zwischen Ende Juni und Anfang August]


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Alternativmittel zur Blattbehandlung - Feldversuche

[Parzellenversuch Olching, Ditta, gelegt 31. März 2014, 6 Behandlungen zwischen Mitte Juni und Anfang August]


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Zwei Versuchsreihen im Labor mit künstlich infizierten Knollen

1. Lagerversuch:

Infektion (Aufsprühen von Sporen) Knollenbehandlung

Lagerung (2-3 Monate, 15°C)

= entspricht Herbstbeizung

% Knollenschädigung (Braunfäule)

2. Wachstumsversuch (in Töpfen):

Infektion (Aufsprühen von Sporen) Knollenbehandlung

Pflanzung, Wachstum (2-3 Monate)

= entspricht Frühjahrsbeizung

Zahl der gesunden Pflanzen

Knollenbeizung


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Knollenbeizung - Lagerversuch

Kontrolle 15°C 57% infizierte Knollen

Senf/ Meerrettich 15°C 27% infizierte Knollen


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Knollenbeizung - Lagerversuch

Mittlerer Knollenbefall relativ zur Kontrolle, 6 Versuche mit 10-30 Knollen


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Knollenbeizung - Wachstumsversuch


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Knollenbeizung - Wachstumsversuch

Mittlere Zahl gesunder Pflanzen relativ zur Kontrolle, 6 Versuche mit 10 Knollen


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Feldversuche 2012

Knollenbeizung - Feldversuch

% Blattbefall, geschätzt

% Blattbefall, geschätzt


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• Kupfer ist das derzeit einzige wirksame Mittel gegen Krautfäule, aber eine Kupferreduktion wird angestrebt

• die Reduktion des Primärbefalls könnte zu einer Kupferreduktion führen

• Chitosan, Süßholz, Zitrus, Schachtelhalm und ein Cu-Dünger waren die aussichtsreichsten Kandidaten für eine Blattbehandlung

• Weiterentwicklung und weitere Testung der Blattbehandlungs-Mittel erforderlich (Formulierung, Witterungsstabilität)

• Alternierende oder Mischungsvarianten mit Kupfer

• Knollenbeizungen mit alternativen Mitteln können gegen knollenbürtige Phytophthora wirken – fast alle Mittel waren im Labortest wirksam

• Chitosan, ein Hefe-Präparat und Schachtelhalm (sowie Phosphonat) schnitten bei der Knollenbeizung am besten ab

Zusammenfassung – Teilprojekt A

Forschungsprojekt

„Kupferminimierungs- und Vermeidungsstrategien für den ökologischen Kartoffelbau“ Teilprojekte

A. Maßnahmen zur Reduktion des Primärbefalls (LfL) Wirkung von Alternativmitteln gegen Blattbefall Wirkung von Knollenbeizungen auf den Befall

B. Ackerbauliche Strategien (TUM) Effekte der Methode der Biofumigation auf die Nachfrucht Kartoffel Effekte von Zwischenfrüchten auf die Nachfrucht Kartoffel (Screening)

Förderung

Juli 2011 – Februar 2015

Sebastian Grabendorfer | Kupferminimierungs- und Vermeidungsstrategien für den ökologischen Kartoffelanbau 21.11.2014 24

Hypothese:

Acker- und pflanzenbauliche Maßnahmen

besitzen positive phytosanitäre Wirkungen auf

die Nachfrucht Kartoffel hinsichtlich dem Befall

mit Phytophthora infestans.

vorbeugender / indirekter Pflanzenschutz

Konkrete Forschungsfragen:

Effekte von Zwischenfrüchten und der Methode der Biofumigation?

Effekte der Legetiefe und des Zeitpunkts der Bodenbearbeitung?

[Foto: Grabendorfer]

Hypothese und Forschungsfragen


Gezielte Nutzung phytosanitärer Wirkungen von Zwischenfrüchten

Brassicaceen als Zwischenfrucht: hohe Glucosinolatgehalte

Zerkleinern und Einarbeiten: Bildung von Isothiocyanaten (ITC)

Exkurs: Biofumigation

[Fotos: Grabendorfer]


Feldversuch Biofumigation (2012 - 2014):

Zwischenfrucht: Ölrettich, Sommerwicke, Winterrübse, Kontrolle

Umbruch: Herbst, Frühjahr

Legetiefe: -5 cm, 0 cm

Feldversuch Screening (2013 - 2014):

Zwischenfrucht: Ölrettich, Sommerwicke, Winterrübse,

Sareptasenf, Gelbsenf, Kresse, Erbse, Ackerbohne, Blaue Lupine,

Perserklee, Tagetes, Sandhafer, Iberischer Drachenkopf,

Spitzwegerich, Ramtill, Kontrolle

Versuchsstandorte auf ökologischen Kartoffelbaubetrieben:

2012: Roggenstein

2013: Geltendorf und Olching

2014: Petzenhofen und Mintraching

Material und Methoden: Feldversuche


Ergebnisse Screening: Zwischenfrüchte & Krautfäule

Relative AUDPC (area under the disease progress curve), 15 Boniturtermine, Screening Geltendorf 2013

Mittelwerte, Fehlerindikator: Standardfehler, Signifikanzangaben: Zwischenfruchteffekte im Vergleich zur

Kontrolle, lineares Modell, *: p < 0,05, **: p < 0,01, ***: p < 0,001, n.s.: nicht signifikant

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Ergebnisse Screening: Zwischenfrüchte & Knollenerträge

Knollenerträge Frischmasse, Ernte 30.09.2013, Screening Geltendorf 2013

Mittelwerte, Fehlerindikator: Standardfehler, Signifikanzangaben: Zwischenfruchteffekte im Vergleich

zur Kontrolle, lineares Modell, *: p < 0,05, **: p < 0,01, ***: p < 0,001, n.s.: nicht signifikant

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Bio

fum

igationseffekte


Krautfäule

bisher keine Zwischenfruchteffekte und keine Biofumigationseffekte

bisher kein Effekt der Legetiefe

verschiedene Wechselwirkungen (Stickstoffversorgung, Blattmasse)

bisher keine direkten phytosanitären Wirkungen gegen P. infestans

Knollenerträge

keine spezifischen Biofumigationseffekte

unspezifische positive Zwischenfruchteffekte

Wechselwirkungen mit weiteren Effekten (z.B. Stickstoffversorgung)

positive Zwischenfruchteffekte auf Knollenerträge möglich

indirekter Beitrag zu einer umfassenden Kupferminimierungsstrategie

Diskussion und Zusammenfassung

Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Verbraucherschutz aufgrund eines

Beschlusses des deutschen Bundestages im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer

Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft. (FKZ 09OE045 & 09OE114)

Vielen Dank!

Vielen Dank an …

… Hans Hofbauer, Ute Jaedtke, Adele Varga, Steffen Wagner und Bernhard Weber

für ihre Unterstützung bei den Labor-, Gewächshaus- und Freilandversuchen.

… Stefan Kimmelmann, Jan-Dirk Otten, Dieter Hirschel, Florian Schmid und allen Mitarbeitern

der Versuchsstationen Roggenstein und Viehhausen für die hervorragende Betreuung der Feldversuche.

… die ökologisch wirtschaftenden Kartoffelbaubetriebe für die Ermöglichung der Feldversuche.

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