2. GHL Symposium Dürnast 06.05.15 Lehrstuhl für Renaturierungsökologie Unterdrückung einer invasiven Leguminose durch ein heimisches Gras – Einfluss von Rhizobien, Stickstoff und relativem Konkurrenzzeitpunkt Marion Lang, Hans Martin Hanslin, Thomas Wagner & Johannes Kollmann 1 Hintergrund Der Besenginster Cytisus scoparius breitet sich entlang der Südküste von Norwegen aus Invasion von Straßenrändern, Heiden und Dünen Mögliche Gründe: • Landschaftsmanagement • Einschleppung neuer, invasiver Genotypen LAND- Ecological effects of expanding nitrogen-fixing species in vulnerable ecosystems 2 Versuchsfragen Kann ein heimisches Gras das Wachstum von C. scoparius hemmen? • Welchen Einfluss haben Nodulation, Düngung und relativer Konkurrenzzeitpunkt? • Gibt es Unterschiede zwischen verschiedenen Provinienzen (Samenherkünften) von C. scoparius? 3 Zielart – Invasive Leguminose Cytisus scoparius (L.) Link [Besenginster] • Leguminoser Strauch (Fabaceae) • Stickstofffixierung in Symbiose mit Rhizobien (Wurzelknöllchen) • Trockene, sandige Böden • Heimisch in Mitteleuropa N2 NH4+ • Invasiv in USA, Kanada, Australien, Neuseeland etc. Zucker (Global invasive species database – ISSG 2006) 4 Zielart – Heimisches Gras Festuca rubra subsp. commutata Gaudin [Horst-Rotschwingel] • Mehrjähriges Gras (Poaceae) • Horste, keine Ausläufer • In weiten Teilen Europas verbreitet 5 Hypothesen (1) Konkurrenz von F. rubra reduziert das Wachstum von C. scoparius – verstärkt durch den relativen Zeitpunkt der Konkurrenz. (2) Inokulation und N-Düngung fördern die Konkurrenzkraft von C. scoparius. Es gibt einen Interaktionseffekt zwischen Inokulation und N-Düngung: Inokulation wirkt positiv auf C. scoparius bei niedriger jedoch nicht bei hoher N-Düngung. (3) Die Effekte unterscheiden sich zwischen Samenherkünften von C. scoparius. 6 Versuchsdesign Erklärende Variablen : – Inokulation von Rhizobien (+/-) – N-Düngung (niedrig/hoch) Florymonid (34,8% N) 0.6 mg N/Topf*Woche 6 mg N/Topf*Woche – Konkurrenz von Festuca rubra (pre, sim, late, no) C. scoparius F. rubra – Provinienz (Stavanger, Risobank, Lomesand) (Lomesand) 7 Versuchsdesign Randomisierter Versuchsaufbau mit 6 Wiederholungen auf 4 Tischen -L -H +L +H Kontrollen Töpfe mit F. rubra ohne C. scoparius Töpfe mit Substrat 8 Versuchsdesign Antwortvariablen: – Länge der Haupt- und Nebentriebe – Oberirdische Biomasse: Haupt- und Nebentriebe (2 Erntetermine) – Unterirdische Biomasse 9 Ergebnisse – Nodulation Anzahl Wurzelknöllchen an C. scoparius Different letters show significant differences (p<0.05) for Kruskal-Wallis-Test and pairwise comparison with Wilcoxon signed rank test with Bonferroni correction. 10 Ergebnisse – Stickstoff Nitrat (NO3-) und Ammonium (NH4+) im Substrat 11 Ergebnisse – relativer Konkurrenzzeitpunkt Trockenmasse von Cytisus scoparius mit früher, gleichzeitiger, später oder keiner Konkurrenz durch Festuca rubra (1) Konkurrenz von F. rubra reduziert das Wachstum von C. scoparius – verstärkt durch den relativen Zeitpunkt der Konkurrenz. 12 Ergebnisse – relativer Konkurrenzzeitpunkt Frühe Konkurrenz von F. rubra Nebentrieb Keine Konkurrenz von F. rubra Haupttrieb Nebentriebe Haupttrieb (1) Konkurrenz von F. rubra reduziert das Wachstum von C. scoparius – verstärkt durch den relativen Zeitpunkt der Konkurrenz. 13 Ausblick • • • Holger Paetsch und Ingrid Kapps Sibylle Zavalla und Marie-Eve Ringler Team Gewächshauslaborzentrum Dürnast • Andrea Posa *AB MORGEN* (Studentin Exp. Renaturierungsökologie) Versuch läuft noch bis Ende Juni 2015 14 Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft Naturschutzleistungen des Ökologischen Landbaus Wiederansiedlung seltener und gefährdeter Ackerwildpflanzen Lang, M., Kollmann, J., Prestele, J., Wiesinger, K., Albrecht, H. Hintergrund Artenvielfalt Heute: 323 Segetalarten in Deutschland 22% gefährdet 4% vom Aussterben bedroht 3% ausgestorben/verschollen Korneck et al. 1996, Hofmeister & Garve 2006, Marshall et al. 2003 Institut für Ökologischen Landbau, Wiederansiedlung seltener und gefährdeter Ackerwildpflanzen – Lang, M. 16 Einfluss von Deckfrucht und Fruchtfolge auf die Wiederansiedlung Bodenkultur und Ressourcenschutz Hintergrund Ökologischer Landbau bietet günstige Bedingungen kein mineralischer Stickstoffdünger, keine Herbizide ABER: Samenbanken seltener Arten sind vielerorts verschwunden Ausbreitungsmechanismen fehlen Wiederansiedlung ist notwendig! Institut für Ökologischen Landbau, 17 Bodenkultur und Ressourcenschutz Einfluss von Deckfrucht und Fruchtfolge auf die Wiederansiedlung Ackerwildpflanzen Wiederansiedlung und gefährdeter – Lang, M. 9. Naturschutzberater-Tagung in seltener Witzenhausen – Marion Lang & Dr. Klaus Wiesinger Versuchsfragen Unter welchen Bedingungen können seltene Ackerwildpflanzen erfolgreich wiederangesiedelt werden? Institut für Ökologischen Landbau, Wiederansiedlung und gefährdeter Ackerwildpflanzen – Lang, M. 18 9. Naturschutzberater-Tagung in seltener Witzenhausen – Marion Lang & Dr. Klaus Einfluss von Deckfrucht und Fruchtfolge auf die Wiederansiedlung Bodenkultur undWiesinger Ressourcenschutz Zielarten Echter Frauenspiegel Acker-Rittersporn Acker-Steinsame Legousia speculum-veneris Consolida regalis Lithospermum arvense Rote Liste Bayern 3 Rote Liste Dtl. 3 Rote Liste Bayern 3 Rote Liste Dtl. 3 Rote Liste Bayern 3 Institut für Ökologischen Landbau, Wiederansiedlung und gefährdeter – Lang, M. 9. Naturschutzberater-Tagung inseltener Witzenhausen – Marion Lang & Dr. Klaus 19 Einfluss von Deckfrucht und Fruchtfolge auf die Wiederansiedlung Ackerwildpflanzen Bodenkultur undWiesinger Ressourcenschutz Versuchsdesign Etablierungserfolg der Ackerwildpflanzen Individuendichte im Feld Samenbankproben Samendichte in Bodenproben 1. Jahr nach Aussaat - Miriam Ostermaier 2. Jahr nach Aussaat - Cindy Truffel 3. Jahr nach Aussaat - Marion Lang, Harald Albrecht, Angela Rieblinger, Manuela Schneller Institut für Ökologischen Landbau, 9. Naturschutzberater-Tagung in seltener Witzenhausen – Marion Lang & Dr. Klaus Wiesinger Wiederansiedlung und gefährdeter – Lang, M. 20 Einfluss von Deckfrucht und Fruchtfolge auf die Wiederansiedlung Ackerwildpflanzen Bodenkultur und Ressourcenschutz Parzellenversuch am Seidlhof in Gräfelfing (Münchner Schotterebene) 16 Varianten (verschiedene Fruchtfolgen, Bodenbearbeitung) Einmalige Aussaat der Ackerwildpflanzen im Herbst 2011, Mischsaat mit 850 Samen/m² Seidlhof, 22.05.14 Institut für Ökologischen Landbau, Bodenkultur und Ressourcenschutz On-Farm-Versuche auf 4 Praxisbetrieben (Münchner Schotterebene) 4 Biobetriebe mit unterschiedlichen Bewirtschaftungsintensitäten: Fürstenfeldbruck, Mintraching, Riem, Zorneding Einmalige Aussaat der Ackerwildpflanzen im Herbst 2011, Mischsaat mit 850 Samen/m² Institut für Ökologischen Landbau, Praxisbetrieb Mintraching, 25.06.14 Bodenkultur und Ressourcenschutz Ergebnisse ● Etablierungserfolg in Gräfelfing stark von Fruchtfolge abhängig Pos.: Geringe Kulturartkonkurrenz im Ansaatjahr Neg.: Kleegras Samenbank von Acker-Rittersporn nach 3 Jahren ● Unterschiede zwischen den Arten Bester Etablierungserfolg L. speculumveneris ● Unterschiedliche Etablierung auf Praxisbetrieben Pos.: Lichte Wintergetreidebestände Neg.: Striegel ohne=ohne Deckfrucht, Rn=Roggen in normaler Saatstärke, Dr=Dinkel in reduzierter Saatstärke, Dn=Dinkel in normaler Saatstärke, KG=Klee-Gras-Mischung Unterschiedliche Buchstaben bezeichnen signifikante Unterschiede (p<0.05) nach Kruskal-WallisTest und anschließendem paarweisen Rangsummentest nach Wilcoxon mit Bonferroni-Korrektur. Institut für Ökologischen Landbau, Wiederansiedlung und gefährdeter – Lang, M. 23 Einfluss von Deckfrucht und Fruchtfolge auf die Wiederansiedlung Ackerwildpflanzen 9. Naturschutzberater-Tagung in seltener Witzenhausen – Marion Lang & Dr. Klaus Bodenkultur undWiesinger Ressourcenschutz Fazit und Ausblick Ackerwildkrautschutz durch Ansaat auf extensiv genutzten Äckern Verschiedene Ansprüche der Arten müssen bei der Ausbringung und Bewirtschaftung berücksichtigt werden! Biodiversität Versuch läuft vrstl. noch bis Ende des Jahres (Keimlingszählungen) Studentin: Michaela Schneller (Exp. Renaturierungsökologie) Institut für Ökologischen Landbau, 9. Naturschutzberater-Tagung in seltener Witzenhausen – Marion Lang & Dr. Klaus Wiesinger Wiederansiedlung und gefährdeter – Lang, M. 24 Einfluss von Deckfrucht und Fruchtfolge auf die Wiederansiedlung Ackerwildpflanzen Bodenkultur und Ressourcenschutz Vermehrung von gefährdeten Ackerwildpflanzen Harald Albrecht et al. Bei Keimversuchen mit seltenen Ackerpflanzen fallen am Lehrstuhl RÖK gelegentlich Keimpflanzen an. Um deren Samen zur Wiederausbringung und für Feldversuche zu nutzen, werden die Pflanzen zwischenvermehrt. Zeit: Beerntung reifer Samen von Mai bis Juli / August Ort: Gewächshaus 2, drittletzter Tisch Arten: Kornblume, Venuskamm, Frauenspiegel, Acker-Rittersporn, Acker-Hahnenfuß, Österr. Hundskamille, Acker-Röte, Finkensame, Acker-Lichtnelke, Eiblättriges Tännelkraut, Kletten-Haftdolde u.a. Verbindung mit Wiederausbringung (Lang et al.) Bestäubung bei gefährdeten Ackerwildpflanzen Harald Albrecht, Ralph Machunze & Christina Fischer Welche Bedeutung haben seltene Ackerwildpflanzen für die Biodiversität der Agrarlandschaft? Untersuchung von 12 Arten mit jeweils 12 Individuen Arten: Kornblume, Venuskamm, Frauenspiegel, Sandmohn, Acker-Rittersporn, Acker-Wachtelweizen, Ackerhahnenfuß, Österr. Hundskamille, Acker-Röte, KnollenPlatterbse u.a. Ort: s. Luftbild Zeit: NEU ab Freitag bis August Samenbankveränderungen nach Umstellung auf Ökolandbau Harald Albrecht Das FAM-Versuchsgut Scheyern wurde vor 21 Jahren auf Ökolandbau umgestellt. Wie haben sich in dieser Zeit Samenbank und Feldbestand der Ackerwildpflanzen verändert? Untersuchung von je 1,5 kg Boden an 110 Rasterpunkten Regelmäßige Bestimmung und Beerntung aller aus Saatschalen auflaufenden Individuen und Arten Ort: Gewächshaus 2, drittletzter Tisch Zeit: Nov 2014 bis Herbst 2015 Kontakt: Marion Lang, Lehrstuhl für Renaturierungsökologie, TUM Emil-Ramann-Str. 6, 85354 Freising Tel.: 08161/712570 E-Mail: [email protected] Homepage: www.ackerwildkrautschutz.de Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Dank: Marco Zehner, Stefanie Zehner, Georg Salzeder, Adalbert Bund, Hans Krimmer, Eberhard Heiles, Ulrich Dörfel, Partnerbetriebe und Gewächshausezentrum Dürnast Förderung: Seidlhof-Stiftung Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags im Rahmen des Bundesprogrammes Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft (BÖLN) Institut für Ökologischen Landbau, FKZ der Teilprojekte: 06OE254, 06OE355, 06OE356 Bodenkultur und Ressourcenschutz Quellen Global invasive species database – ISSG (2006) Cytisus scoparius: URL: http://www.issg.org/database/species/ecology.asp?si=441 (09.02.2015) Hofmeister, H. & Garve, E. (2006) Lebensraum Acker. Reprint der 2. Auflage, Remagen, Deutschland. Korneck, D., Schnittler, M. & Vollmer, I. (1996) Rote Liste der Farn- und Blütenpflanzen (Pteridophyta et Spermatophyta) Deutschlands. In: Schriftenreihe für Vegetationskunde 28, Landwirtschaftsverlag, Münster, Deutschland, S. 21-187. Marshall, E.J., Brown, V.K., Boatman, N.D., Lutman, P.J., Squire, G.R., Ward, L.K. (2003): The role of weeds in supporting biological diversity within crop fields. Weed Res. 43: 77-89. Bildquellen: http://www.joechner-gemuenda.de/resources/_wsb_294x194_RG000089.jpg – – – http://www.destination360.com/maps/norway-map.gif http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/60/XN_Cytisus_scoparius_00.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1f/Cytisus_scoparius_-_K%C3%B6hler%E2%80%93s_Medizinal-Pflanzen-200.jpg http://euromed.luomus.fi/euromed_map.php?taxon=538314&size=medium http://euromed.luomus.fi/euromed_map.php?taxon=445242&size=medium http://lh6.ggpht.com/_vULWN1oSjXw/SYWtuz1Js1I/AAAAAAAAns4/NXlD1YPK4pY/s800/flo-bat15-1272.jpg 29
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