Copyright: Rothamsted Research
Ein Langzeitexperiment von Rothamsted Research zeigt, dass Klima, Pflanzenhöhe, Düngemittel und Herbizidresistenz Schuld sind am grössten Unkrautproblem, das die Menschen je hatte.
Rothamsted Research ist ein weltweit führendes, gemeinnütziges Forschungszentrum, das sich auf strategische Agrarwissenschaft zum Nutzen von Landwirten und der Gesellschaft weltweit konzentriert.
Nutzpflanzen sind heute anfälliger für Unkräuter als vor der Einführung von Herbiziden. Eine neue Studie zeigt, dass dies eine noch nie dagewesene Bedrohung für unsere Ernährungssicherheit darstellen.
Anhand von Daten aus dem weltweit am längsten laufenden Versuch, dem Rothamsted Broadbalk Weizenversuch (seit 1843) in Hertfordshire, fanden die Forscher heraus, dass auf Parzellen, auf denen noch nie Herbizide eingesetzt wurden, die Ertragsverluste durch Unkräuter seit den 1960er Jahren kontinuierlich zugenommen haben. In den ersten zehn Jahren des Datensatzes ging weniger als ein Drittel der Ernte durch Unkräuter verloren, doch zwischen 2005 und 2014 stieg dieser Anteil auf mehr als die Hälfte.
Das Team von Rothamsted Research, das die Studie durchgeführt hat, führt dies darauf zurück, dass Unkräuter in einem sich erwärmenden Klima besser gedeihen als Nutzpflanzen, gepaart mit einer Verschiebung hin zu kürzeren Nutzpflanzensorten, die von den höheren Unkräutern beschattet werden.
Und genau wie unsere Nutzpflanzen haben auch viele Unkrautarten in diesem Zeitraum vom erhöhten Einsatz von Stickstoffdünger profitiert.
Darüber hinaus hat mehr als ein halbes Jahrhundert konsequenter chemischer Spritzungen zum Aufkommen von herbizidresistenten Unkräutern geführt, was unsere Fähigkeit bedroht, die seit den 1960er Jahren erzielten Produktivitätsgewinne bei den Nutzpflanzen zu halten.
Herbizide haben Unkrautproblem vergrössert
Der Hauptautor, Jonathan Storkey, sagte: „Die Verringerung der Ertragsverluste durch Unkräuter wird aufgrund der Entwicklung von Herbizidresistenzen immer schwieriger, und wir können uns nicht mehr allein auf Herbizide verlassen, um der zunehmenden Bedrohung durch Unkräuter zu begegnen. Wenn wir die durch Unkräuter verlorenen Erträge in den ersten zehn Jahren des Datensatzes vergleichen, ‚raubten‘ Unkräuter im Durchschnitt 32 Prozent des Ertrags, verglichen mit 54 Prozent in den letzten zehn Jahren der Daten.
Unsere Ergebnisse zeigen, dass Unkräuter heute eine grössere inhärente Bedrohung für die Pflanzenproduktion darstellen als vor dem Aufkommen von Herbiziden und dass integrierte, nachhaltige Lösungen für das Unkrautmanagement dringend erforderlich sind, um das hohe Ertragspotenzial moderner Pflanzensorten zu halten.“
Moderne Sorten und Stickstoff
Neben den immer grösser werdenden Verlusten durch Unkräuter zeigte die Analyse der Daten, dass Unkräuter auch die Weizenerträge auf Parzellen mit höheren Stickstoffdüngergaben proportional stärker reduzierten. Auf vergleichbaren Parzellen, auf denen Unkräuter mit Chemikalien bekämpft wurden, wurden höhere Weizenerträge erzielt, wenn mehr Stickstoffdünger zugeführt wurde – was bedeutet, dass Herbizide auf den ertragreichsten Weizenfeldern am vorteilhaftesten sind.
Moderne Sorten mit hohem Düngemitteleinsatz sind daher anfälliger für höhere Ertragsverluste, wenn Herbizidresistenzen zu einem grösseren Problem werden.
Erfahrungen seit 1843 …
Die Broadbalk-Winterweizenversuche wurden 1843 angelegt, um verschiedene Mengen und Kombinationen von anorganischen Düngemitteln im Vergleich zu Hofdünger auf die Weizenerträge zu vergleichen.
Seit Mitte der 1960er Jahre wurden in einigen Parzellen Herbizide eingesetzt, in anderen nicht. Das Team untersuchte Daten ab 1969 – etwa zu Beginn der so genannten „Grünen Revolution“, als ertragreichere Weizensorten und ein erhöhter Einsatz von Stickstoffdünger weltweit zur Norm wurden. Wie ihre Daten jedoch deutlich zeigen, wurden diese globalen Ertragssteigerungen nur durch einen gleichzeitigen Anstieg des Einsatzes von Pestiziden möglich gemacht.
In den Parzellen wurden insgesamt 41 Unkrautarten festgestellt, wobei die Haupt-„Rache“ der Landwirte, das Schwarze Rispengras, allgegenwärtig war – und besonders häufig auf Parzellen mit hohen Düngergaben auftrat.
Neben der zunehmenden Herbizidresistenz hat auch die Einführung kürzerer Pflanzensorten – die mehr Nährstoffe in das Korn und nicht in den Stängel bringen – zu erhöhten Ertragseinbussen geführt, da die zierlichen Pflanzen oft von viel grösseren Unkräutern verdrängt werden.
Infolgedessen, so Jonathan Storkey, „ist es wahrscheinlich, dass Pflanzenzüchter in Zukunft sowohl Eigenschaften berücksichtigen müssen, die Ertragsverluste durch Unkraut reduzieren, als auch solche, die das Ertragspotenzial optimieren“.
Klimawandel begünstigt Unkräuter
Der letzte Faktor, der für die Zunahme des Unkrautdrucks verantwortlich ist, ist der Klimawandel. Zwischen 1969 und 2014 sind die durchschnittlichen Lufttemperaturen, die am meteorologischen Standort in der Nähe des Broadbalk-Experiments gemessen wurden, kontinuierlich gestiegen. Über die Hauptwachstumszeit für Unkräuter in Grossbritannien gerechnet, sind die Durchschnittstemperaturen stetig gestiegen und liegen jetzt etwa 2°C höher als 1969. Da das Wachstum der Unkräuter stärker auf wärmere Temperaturen reagiert als das der Pflanzen, hat dies den Unkräutern einen Wettbewerbsvorteil verschafft.
Jonathan Storkey sagte: „Management und Klimawandel haben in den letzten 45 Jahren zusammen die Bedrohung durch Unkräuter erhöht. Wenn wir uns nicht mehr auf Herbizide verlassen können, könnte man argumentieren, dass die Situation in Bezug auf den Unkrautdruck heute schlimmer ist als vor ihrer weit verbreiteten Einführung in den 1960er Jahren. Unsere Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, Unkrautbekämpfungsstrategien zu diversifizieren, indem Herbizide durch nicht-chemische Optionen ergänzt werden, einschliesslich der Erhöhung der Pflanzenkonkurrenz und der Unterbrechung der Lebenszyklen von Unkräutern durch Brachen oder vielfältigere Anbaufolgen.“
INCREASING WEED THREAT NOW GREATER THAN ANY POINT IN HUMAN HISTORY. Rothamsted Research, 23.3.21
Agricultural intensification and climate change have increased the threat from weeds. Global Change Biology, 23.3.21. https://doi.org/10.1111/gcb.15585
Quelle: Johann G. Zaller, Twitter
21.5.21 HOME
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