Inhalt: Pflanzen- und Vorratsschutz weiterentwickeln
Pflanzen können krank werden. Das gilt im Garten wie auch auf dem Acker: Von Viren über Bakterien und Pilzen, bis hin zu Insekten und Unkräuter können diverse Organismen Nutzpflanzen schaden. Auf dem Feld führt das, neben Umweltfaktoren, zu Ertrags- und Qualitätsminderungen. Am JKI forschen wir daran, den Pflanzen- und Vorratsschutz kontinuierlich zu verbessern, nicht-chemische Schutzstrategien weiter zu entwickeln und Nebenwirkungen der Pflanzenschutzmaßnahmen auf die Umwelt zu reduzieren.
Pflanzenschutz ist notwendig. Die FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) geht davon aus, dass trotz Pflanzenschutz jährlich 40 Prozent der globalen Pflanzenproduktion durch Krankheiten und Schaderreger vernichtet werden. Ohne Pflanzenschutz wäre der Schaden deutlich höher. Zudem ist der Klimawandel – auch in unseren Breitengraden – ein treibender Faktor für die Zuwanderung und Entwicklung neuer Schadorganismen.
Forschung zum integrierten Pflanzenschutz
Pflanzenschutz ist vielfältig. Er besteht aus kulturtechnischen, biologischen, biotechnischen, physikalischen Verfahren sowie der Anwendung chemischer Pflanzenschutzmittel. Kombinationen dieser Verfahren und Anwendungen, die auch das einhergehende Risiko berücksichtigen, formen das weltweit anerkannte Leitbild des integrierten Pflanzenschutzes (IPS). Dieses ist in der EU für alle Anbauverfahren verpflichtend (s.a. „Gute fachliche Praxis“ des Pflanzenschutzgesetz). Es gilt der Grundsatz: „So viel wie nötig, so wenig wie möglich“.
Die Pflanzenschutzforschung am JKI verfolgt daher vor allem das Ziel, vorbeugende und nicht-chemische Bekämpfungsmöglichkeiten des IPS weiterzuentwickeln.
JKI-Forschung zu
Kulturtechnischen Methoden
Diese umfassen meist präventive pflanzenbauliche Maßnahmen wie das Einhalten von Fruchtfolgen oder den Anbau von Mischkulturen, den richtigen Aussaatzeitpunkt sowie angepasste Dünge- und Bodenbearbeitungsmaßnahmen. Aber auch die standortangepasste Sortenwahl ist entscheidend: Die JKI-Züchtungsforschung entwickelt Zuchtlinien für krankheitsresistente und widerstandsfähige Kulturpflanzen.
Biologischen Methoden
Hier suchen unsere Forschenden beispielweise nach Wegen, wie räuberische oder parasitoide Insekten (z.B. Marienkäfer oder Schlupfwespen) zur Bekämpfung von Schadinsekten in Anbausystemen eingesetzt und gefördert werden können. Auch virale, bakterielle, pilzliche und weitere biologische Gegenspieler von Schaderregern sowie Pflanzenextrakte werden hinsichtlich ihrer Bedeutung für die Gesunderhaltung der Pflanzen untersucht. Weitere Forschungsansätze beschäftigen sich mit der Förderung des Mikrobioms zum Schutz der Kulturpflanze vor Schaderregerbefall. Biologische Verfahren sind sehr selektiv und haben ein geringes Risiko für die menschliche Gesundheit und die Umwelt.
Biotechnische Methoden
Hierunter fällt z.B. der Einsatz von Sexuallockstoffen. Sie wirken artspezifisch und steuern das Paarungsverhalten von Insekten. Mit Hilfe solcher Lockstoffe können Schadinsekten verwirrt und dadurch ihre Vermehrung gehemmt werden. Diese Verwirrmethode wird bereits seit Jahrzehnten mit großem Erfolg gegen den Traubenwickler und den Apfelwickler eingesetzt. Lockstoffe sind zudem wertvoll in Fallen zur Überwachung oder zum Massenfang von Schadinsekten. Der Einsatz von chemischen Insektiziden im Apfel- und Weinbau wurde dadurch deutlich reduziert. Andere Duftstoffe, die am JKI untersucht werden, sogenannte Repellents, wirken abwehrend auf Insekten.
Physikalischen Methoden
Vor allem Unkraut kann mechanisch mit Hacke, Egge oder Pflug bekämpft werden. Unsere Forschenden sorgen hier u.a. dafür, dass die Maßnahmen durch Sensortechnik und GPS-Daten zunehmend digital gestützt und automatisiert werden. In Obst- und Gartenbaukulturen wird z.B. der praktikable Einsatz von Netzen zum Schutz von Kirsche und Beerenobstarten vor Schädlingen geprüft.
Chemisch-synthetischen Methoden
Diese umfassen hoch wirksame Anwendungen von anorganischen Stoffen (z.B. Kupfer oder Schwefel) sowie chemisch-synthetischen Mitteln und sind heute in der landwirtschaftlichen Praxis weit verbreitet. Wegen ihrer, bei unsachgemäßer Anwendung, nachteiligen Wirkungen auf den Naturhaushalt und möglichen Risiken für die menschliche Gesundheit, suchen wir nach Wegen, deren Einsatz zu reduzieren.
Umfassende Informationen zu Reduktionsansätzen und Risikominimierung auf https://www.nap-pflanzenschutz.de/.
Pflanzenschutz ist digital. Ein weiterer wichtiger Teil unserer Forschung entfällt auf das zielgenaue und punktuelle Ausbringen von PSM. Sensortechnik und GPS-Navigation können hier dabei helfen, nur solche Teilflächen zu behandeln, auf denen Schaderreger tatsächlich vorkommen und eine Pflanzenschutzbehandlung tatsächlich notwendig ist. Hierdurch kann die Anwendung von PSM erheblich reduziert werden.
Nationaler Aktionsplan und Risikominimierung Pflanzenschutz
Der integrierte Pflanzenschutz ist ein wichtiger Bestandteil des Nationalen Aktionsplans zur nachhaltigen Anwendung von Pflanzenschutzmitteln (NAP) der Bundesregierung. Die Federführung liegt beim Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft. Übergeordnetes Ziel des NAP ist es, Risiken zu reduzieren, die durch die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln entstehen können. Das JKI ist hier in der wissenschaftlichen Beratung und Forschung auf verschiedene Weise beteiligt: So unterstützen insbesondere unsere Pflanzenschutz-Institute die Entwicklung praktikabler Entscheidungshilfen für den integrierten Pflanzenbau, um die Anwendungen von Pflanzenschutzmitteln im Feld oder Gewächshaus so weit wie möglich zu reduzieren. Alternative Pflanzenschutzmethoden werden erprobt und optimiert.
In den von uns koordinierten Betriebsnetzen „Netz Vergleichsbetriebe Pflanzenschutz“ und „Panel Pflanzenschutzmittel-Anwendungen (PAPA)“ erheben wir Daten zur Anwendung von Pflanzenschutzmitteln in der Praxis. Der daraus abgeleitete Behandlungsindex (BI) dient als quantitatives Maß, welches die Behandlungsintensität (in Abgrenzung zur Behandlungshäufigkeit und Anwendungsmenge) der verschiedenen Kulturen beschreibt.
Außerdem
Das Notwendige Maß - Qualität von PSM-Anwendungen beschreiben
Um die Qualität der Pflanzenschutzmittelanwendungen zu beschreiben, berechnen wir zudem die Quote der Einhaltung des „Notwendigen Maßes“: Hier beurteilen Fachexperten der Landeseinrichtungen des Pflanzenschutzes rückblickend auf das Anbaujahr die Notwendigkeit von Pflanzenschutzmaßnahmen der Vergleichsbetriebe kritisch und berücksichtigen u.a. den Befallsdruck, die Einhaltung von Schwellenwerten oder den Behandlungszeitpunkt. Diese Daten liefern wichtige Orientierung in der Beratung von Praxisbetrieben im Pflanzenbau.
Das Ziel im NAP ist eine Einhaltungsquote des von 95 Prozent.
Wirkstoffeigenschaften in Relation setzen - Modell SYNOPS
Jeder Wirkstoff eines Pflanzenschutzmittels besitzt unterschiedliche Eigenschaften. Im JKI wurde das Modell SYNOPS (Synoptische Bewertung von Pflanzenschutzmitteln) entwickelt, um abzuschätzen welche Risiken von den eingesetzten Mitteln für aquatische und terrestrische Ökosysteme ausgehen. Denn auch Wirkstoffe, welche nur in geringen Konzentration angewendet werden, können aufgrund ihrer Eigenschaft wesentlich giftiger für Organismen im Wasser und Boden sein als vergleichbare Wirkstoffe, die mit einer wesentlich höheren Konzentration ausgebracht werden.
Exkurs: Pflanzenschutz im Ökolandbau
Der ökologische Landbau verzichtet auf chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel. Für die Landwirtinnen und Landwirte bedeutet das einen höheren Arbeitsaufwand. Krankheitsresistente Sorten, alternative Pflanzenschutz-Strategien und die Anwendung biologischer Pflanzenschutzmittel dienen der Ertragssicherung. Trotz all dieser Maßnahmen kann der Ökolandbau bis heute nicht auf anorganische Kupferpräparate verzichten: Ein wirtschaftlicher Hopfen- oder Weinanbau ist ohne kupferhaltige Pflanzenschutzmittel nicht möglich, da Ertragsausfälle aufgrund von Pilzerkrankungen sehr hoch sein können.
Schwerpunkt Kupferminimierung: Kupfermittel werden seit Ende des 19. Jahrhunderts vor allem im Wein- und Obstbau, aber auch bei Hopfen und Kartoffeln gegen Pilzkrankheiten eingesetzt. Zwar enthalten die modernen Mittel wesentlich weniger Kupfer als früher, aber aufgrund der unerwünschte Auswirkungen auf Nicht-Zielorganismen (z.B. Regenwürmer) und der Anreicherung im Boden, ist der Eintrag von Kupfer in die Umwelt auch weiterhin deutlich zu verringern und durch alternative Mittel und Verfahren zu ersetzen (EU-Richtlinie 2009/37/EG vom 23.4.2009).
Mehr zur 2010 verabschiedeten Kupferminimierungsstrategie finden Sie auf unserem Wissensportal Kupfer als Pflanzenschutzmittel.
Pflanzengesundheit: Pflanzen vor neuen Schaderregern schützen
Die Pflanzengesundheit befasst sich mit neuen, invasiven und Quarantäneschadorganismen, die große Schäden im Anbau und in natürlichen Lebensräumen verursachen können. In der Regel sind bei diesen eingewanderten und eingeschleppten Schadorganismen keine Bekämpfungsverfahren bekannt und es fehlen natürliche Gegenspieler. Jedes Land bemüht sich daher vorbeugend zu agieren und sorgt mit pflanzengesundheitliche Regelungen für Handel und Export dafür, dass nur gesunde Pflanzen und befallsfreie Pflanzenerzeugnisse eingeführt werden bzw. innerhalb der EU in den Handel gelangen.
Aber welche Vorschriften sind wirksam und angemessen um dieses Ziel zu erreichen? Das JKI liefert durch seine Forschung Antworten auf diese Frage. Dazu werden unter anderem Diagnose-, Nachweis-, Bekämpfungs- und Risikoanalyseverfahren erforscht, deren Ergebnisse in die Ausgestaltung entsprechender nationaler Pflanzengesundheits-Vorschriften, der EU und in internationale Standards Eingang finden.
Vorratsschutz
In Deutschland werden vor allem Getreide, aber auch Heil- und Gewürzpflanzen, Trockenobst oder Tabak für einen längeren Zeitraum in großen Lagern aufbewahrt. Sie müssen sehr trocken und sauber gelagert werden müssen. Es gibt zahlreiche spezialisierte Schädlinge, allen voran Insekten, die sich unter diesen Bedingungen gut vermehren können. Auch Vögel, Mäuse und Ratten finden ihren Weg mit der Ernte ins Vorratslager oder über Ritzen und Löcher in den Lagerhallen. So wird auch in Deutschland heute noch ein Teil der Ernte vernichtet.
Vorbeugende und nicht-chemische Maßnahmen sind im Vorratsschutz das A und O. Nur die Nutzung geeigneter Räume und Hallen für die Einlagerung nach der Ernte im landwirtschaftlichen Betrieb ermöglicht die Vermeidung von wirtschaftlich relevanten Verlusten und sichert die Effizienz der vorher eingesetzten Ressourcen.
In Deutschland ist das JKI die einzige Forschungseinrichtung, die sich mit dem Schutz unserer Vorräte und der Forschung an neuen Verfahren der Vorratslagerung wissenschaftlich auseinandersetzt.