Bromus-Arten in Winterweizen: Verbreitung, Bedeutung und Populationsdynamik

Abstract

The increase of reduced tillage in agriculture and winter cereal dominated crop rotations has lead to a rise of annual and perennial grass weeds in the last decades. One of these are Bromus species that occur worldwide in cereal growing areas. In Germany they also attract more and more interest because of their increasing distribution. Therefore an inves-tigation was conducted to assess the current situation of Bromus species in Germany, competition, population biology and control. Additionally, control strategies were designed on the basis of analyses of population-dynamical parameters. A survey carried out in Germany, showed that Bromus sterilis and B. secalinus were found to be the dominant species. The problems that were predominantly mentioned were yield loss and difficulties at harvest which mostly appear in winter wheat. Their occurrence is closely connected with reduced tillage, early seeding and winter cereal dominated crop rotations whereas Bromus densities can be reduced effectively with a mouldboard plough or the increase of spring crops in crop rotation. In dicot. crops the chemical control was regarded as very good, whereas in cereals between good to sufficient. All of the survey participants expected a further distribution of Bromus species on arable land. Field trials were conducted on three locations over a period of three years to investigate the competition of B. sterilis, B. secalinus, B. tectorum and B. japonicus in winter wheat. Weed density and seeding date of winter wheat were considered for the species competition studies. The trials showed that distinct yield losses could be recorded in winter wheat depending on the different Bromus species. Thresholds where calculated based on the relationship between weed density and yield loss. The thresholds for the Bromus species in winter wheat were below the values given in literature for other grass weeds in winter cereals. This highlights the strong competitiveness of the species. Additionally the results showed that with late seeding the weed density decreases distinctively and thereby the yield loss can be reduced by half. Greenhouse trials on the efficiency of the three in Germany registered herbicides for the control of Bromus species showed, that a sufficient control of B. sterilis and B. secalinus could not always be achieved with the recommended dose. The simulation of the population dynamics showed clearly that with reduced tillage and direct seeding in a winter wheat monoculture without control measures a very fast increase of densities within two growing seasons up to a density-dependent level where high yield losses can be expected. In contrast mouldboard ploughing can control the species to 100 % as a depth of seeds of 10 cm already reduces emergence by half and seeds in the trials showed to have longevity in soil of no longer that 12 months. Moreover, it was demonstrated that the soil cultivation has a higher influence on the development of the weed population than the different seeding dates of winter wheat. The simulation under the influ-ence of herbicide application suggested, that it is possible to practice a winter cereal dominated crop rotation without yield losses. From the results of the investigations it can be concluded that Bromus as a problem in win-ter cereal dominated crop rotation in our latitudes will increase. In fact the control with available herbicides is not always sufficient, but for economical reasons integrated control strategies can not always be considered although quite a good control is given. Therefore one can presume that in future the control of Bromus in winter cereals still will be based on the use of herbicides and that these weed species will be as common in win-ter cereals as it became Alopecurus myosuroides and Apera spica-venti.

Der stetig zunehmende Anteil an reduzierter Bodenbearbeitung in der Landwirtschaft sowie wintergetreidebetonte Fruchtfolgen haben in den letzten Jahrzehnten weltweit zu einer Zunahme der Verunkrautung mit annuellen und perennierenden monokotylen Unkräutern geführt. Zu diesen annuellen Gräsern zählen auch Bromus-Arten (Trespen), von denen verschiedene weltweit im Getreide vorkommen. Auch in Deutschland finden sie zunehmend Beachtung, da auch hier ihre Verbreitung zugenommen hat. Zur Einschätzung der Bedeutung von Bromus-Arten in Deutschland wurden deshalb in der vorliegenden Arbeit Untersuchungen zur aktuellen Situation in Deutschland, zur Populationsbiologie, zur Bewertung der Konkurrenzkraft und zur Bekämpfung durchgeführt. Basierend auf den erhobenen populationsdynamischen Parametern wurden Simulationen der Populationsentwicklung unter verschiedenen Voraussetzungen durchgeführt, von denen Bekämpfungsstrategien abgeleitet wurden. Eine Umfrage unter Experten aus den Bereichen Beratung, Praxis und Wissenschaft ergab, dass B. sterilis und B. secalinus die dominierenden Bromus-Arten in Deutschland sind. Sie treten hauptsächlich in Wintergetreide, insbesondere in Winterweizen auf, wo sie zu hohen Ertragsverlusten und zur Ernteerschwernis führen. Es zeigte sich, dass das Vorkommen von Bromus eng mit nichtwendender Bodenbearbeitung, frühem Saattermin und einem hohen Anteil von Wintergetreide in der Fruchtfolge verbunden ist, wohingegen wendende Bodenbearbeitung und der Anbau von Sommerungen den Befall mit Bromus-Arten stark reduziert. Die chemische Bekämpfung wurde in dikotylen Kulturen als sehr gut, in Getreide als gut bis befriedigend eingestuft. Die Mehrheit der Befragten rechnete mit einer weiteren Ausbreitung der Arten im Ackerbau. Die Schadwirkung von Bromus wurde in Feldversuchen an drei Standorten und über drei Jahre durch Besatz-Verlust-Relationen in Winterweizen geprüft. Untersucht wurde die Schadwirkung von B. sterilis, B. secalinus, B. japonicus und B. tectorum, als auch die Abhängigkeit der Ertragsverluste vom Saattermin des Winterweizens. Die Besatz-Verlust-Relationen zeigten, dass in Abhängigkeit der Bromus-Art und Dichte erhebliche Ertrags-verluste in Winterweizen auftreten können. Anhand der artspezifischen Besatz-Verlust-Relationen wurden die wirtschaftlichen Schadensschwellen für die Bromus-Arten berech-net. Diese lagen für die untersuchten Bromus-Arten unter den in der Literatur angegebe-nen Schadensschwellen für andere monokotyle Unkräuter in Wintergetreide. Die Versuche zeigten weiterhin, dass die Bromus-Dichte durch einen späten Saattermin des Winterweizens deutlich reduziert, und damit der Ertragsverlust bis zu 50 % verringert werden kann. In Gewächshausversuchen wurde die Wirkung der mittlerweile zur Bekämpfung von Bromus-Arten in Wintergetreide in Deutschland zugelassenen Herbizide untersucht. In nicht allen Fällen konnte eine erfolgreiche Bekämpfung von B. sterilis und B. secalinus mit der empfohlenen Aufwandmenge erzielt werden. Die Simulationen der Populationsentwicklung zeigte deutlich, dass die Populationsdichten bei reduzierter Bodenbearbeitung und Direktsaat in einer Winterweizenmonokultur ohne Bekämpfungsmaßnahmen innerhalb kürzester Zeit auf ein maximales, dichteabhängiges Niveau ansteigen, bei dem es zu hohen Ertragsverlusten kommt. Demgegenüber können mit einer Pflugbearbeitung Bromus-Arten gut bekämpft werden. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass der Einfluss der Bodenbearbeitung auf die Populationsentwicklung deutlich größer ist, als der später Saattermine. Die Simulation der Populationsentwicklung bei reduzierter Bodenbearbeitung und Herbizideinsatz zeigte, dass trotz einer Bromus-fördernden Fruchtfolge ein Anbau wirtschaftlich rentabel praktiziert werden kann. Durch Berücksichtigung integrierter Bekämpfungsstrategien lässt sich ein Anstieg der Populationen verhindern und im Idealfall eine 100%-igen Bekämpfung erzielen. Die Ergebnisse der Untersuchungen lassen den Schluss zu, dass sich Bromus in Wintergetreide betonten Fruchtfolgen auch in unseren Breiten zu einem zunehmenden Problem entwickeln wird. Zwar ist mit den derzeit zur Verfügung stehenden Herbiziden nicht immer ein befriedigender Bekämpfungserfolg zu erzielen, aus ökonomischen und arbeitswirt-schaftlichen Gründen kommen jedoch integrierte Verfahren in der Praxis kaum zum Einsatz, obwohl mit ihnen Bromus gut bekämpft werden kann. Es ist deshalb anzunehmen, dass die Bekämpfung von Bromus in Wintergetreide auch künftig chemisch erfolgt und in Befallsgebieten, ähnlich wie bei den beiden anderen wichtigen Ungräsern Alopecurus myosuroides und Apera spica-venti, zur Routine im Wintergetreideanbau wird.