Temperatur beeinflusst Herbizidstrategien

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Pflanze
BAUERNBLATT | 13. Februar 2016 ■
Ergebnisse der Uni Kiel zur Bekämpfung von Ackerfuchsschwanz
Temperatur beeinflusst Herbizidstrategien
Im Ackerbau breiten sich zunehmend resistente Ungräser- und Unkräuterpopulationen aus. Das Institut für Phytopathologie beschäftigt sich daher intensiv mit dieser
Thematik. Fraglich ist, wie man mit
der Resistenzentwicklung im Allgemeinen umgehen sollte. Bei einer potenziellen Resistenzgefahr
stehen vor allem Schadpflanzen
unter besonderer Beobachtung,
die häufig mit denselben Wirkstoffklassen bekämpft werden.
Insgesamt stehen vor allem Wirkstoffe einer Wirkstoffklasse unter Beobachtung, die in mehreren
Feldkulturen nacheinander oder
mehrmals innerhalb einer Vegeta- Der Bekämpfungserfolg von Gemeinem Windhalm, Ackerfuchsschwanz und
tion appliziert werden.
den Kamillearten ist von der Witterung abhängig. Vordergründig sind dies hierzulande Wirkstoffe aus den Klassen der ACCase- und ALS-Hemmer.
Gänzlich sollten auch nicht die synthetischen Auxine und Zellwachstumshemmer bei der Betrachtung
von ALS-resistenten Kamillepopulationen unterschätzt werden.
Resistenzen können sich auch
in Form von metabolischen Resistenzen durch verringerte Aufwand- und Wirkstoffmengen potenzieren. Grundsätzlich sind nur
wenige Möglichkeiten gegeben,
Herbizide aus biologischer beziehungsweise phytomedizinischer
Sicht zu reduzieren, um die Resistenzsituation nicht weiter zu verschärfen. Das Institut für Phytopathologie der Universität Kiel hat im
vergangenen Jahr Versuche mit interessanten Ergebnissen für die Praxis zur Thematik der Bekämpfung
von unterschiedlichen Ackerfuchsschwanz-Biotypen unter verschiedenen Temperaturen durchgeführt.
Klimakammerversuch zur Bekämpfung von verschiedenen resistenten Ackerfuchsschwanz-Biotypen:
In einem Klimakammerversuch
wurden unter verschiedenen Temperaturbedingungen und dem
Aspekt einer möglichst effekti-
ven Bekämpfung drei verschiedene resistente Ackerfuchsschwanzpopulationen untersucht (sensitiv, FOP-resistent und DIM/FOP-resistent), zuzüglich eines sensitiven
Biotyps der Tauben Trespe als weiteres schwer zu bekämpfendes Ungras sowie Weizen als Referenz für
Ausfallgetreide (insgesamt Pflanzen, so wie sie alle auch hier in
Schleswig-Holstein im Ackerbau
aufzufinden sein können). Die Fragestellungen zielten auf folgende
Schwerpunkte ab:
●●Hat die Temperatur einen Einfluss auf die Wirkung von graminiziden Wirkstoffen?
●●Lassen sich resistente Ackerfuchsschwanzpopulationen mit
DIM- und FOP-Wirkstoffen noch
ausreichend bekämpfen?
●●Hat der Bekämpfungszeitpunkt
(Wuchsstadium) einen Einfluss
auf den Bekämpfungserfolg?
Die Resistenzklasse und Mutationen der jeweils verwendeten Biotypen waren vor Versuchsbeginn bekannt. Die Wirkung der Herbizide
wurde bei Temperaturen von 5 °C,
10 °C, 15 °C und 20 °C analysiert.
Die Luftfeuchtigkeit wurde in allen
Klimaräumen konstant bei 65 bis
70 % relativer Luftfeuchte (rLF) gehalten. Als Herbizide wurden drei
Graminizide mit den Wirkstoffen
Clethodim, Cycloxydim und Propaquizafop mit entsprechend empfohlenen Additiven aus der Wirk-
Tabelle 1: Applizierte Graminizide im Versuch mit Wirkstoff,
Wirkstoffgehalten und Aufwandmengen
Herbizid/
Graminizid
unbehandelte
Kontrolle
Select 240 EC
+ Para Sommer
Focus Ultra
+ Dash E.C.
Agil S
Wirkstoffe
Wirkstoff
ohne Additive menge (g l-1)
halbe Auf
wandmenge
(l/ha)
volle Auf
wandmenge
(l/ha)
H2O
-
-
-
Clethodim
241,9
0,5 + 0,5
1,0 + 1,0
Cycloxydim
100
1,25 + 1,25
2,5 + 2,5
Propaquizafop
100
0,5
1,0
stoffklasse der ACCase-Hemmer
gewählt (Tabelle 1).
Die formulierten Herbizidpräparate mit den Wirkstoffen Clethodim und Cycloxydim aus der Gruppe der DIM (Cyclohexanedione) sowie Propaquizafop aus der Gruppe
der FOP (Aryloxyphenoxypropionate) wurden in halber und voller
(maximal zugelassener) Aufwandmenge in Winterraps in Deutschland (Tabelle 1) mit einer Laborapplikationseinrichtung appliziert.
Zusätzlich wurden im Versuchsdesign zwei verschiedene Applikationstermine der Wuchsstadien
der Pflanzen (BBCH12-13 sowie im
bestockten Zustand) gewählt. Der
Versuch wurde jeweils in vierfacher Wiederholung angelegt und
die nach 57 Tagen oberirdisch verbliebene Pflanzenmasse geerntet,
getrocknet, gewogen und ausgewertet.
Zu bedenken ist dabei, dass die
ACCase-Hemmer nach dem internationalen HRAC (Herbicide Resistance Action Committee) in die Resistenzklasse A (= hoch resistenzgefährdet) eingestuft sind. Eine häufige und unpräzise Ausbringung
dieser Wirkstoffklasse kann somit
unter Umständen die Resistenzentwicklung bei gefährdeten Ungräsern elementar verändern. Eine
mögliche weitere Reduzierung der
Wirkstoffmenge, bedingt durch
eventuelle Einsparungsstrategien,
könnte potenziell eine metabolische Resistenz fördern oder gar beschleunigen. Folglich muss zwingend sichergestellt sein, dass Applikationen mit größtmöglichen Wirkungssicherheiten gewährleistet
werden.
Wechselwirkungen
festgestellt
Insgesamt stellte sich heraus,
dass eine Wirksamkeit aller getesteten herbiziden Wirkstoffe durch
Wechselwirkungen mit signifikan-
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■ BAUERNBLATT | 13. Februar 2016
Abbildung 1: Gemittelte Pflanzenschädigung (%) der getesteten Spezies (Ackerfuchsschwanz sensitiv, FOP-resistent, DIM/FOP-resistent, Taube Trespe, Weizen) in den vier
Temperaturregimen über beide Wuchsstadien (BBCH 12 bis 13 & bestockt)
Links: halbe Aufwandmenge, rechts: maximale Aufwandmenge. Der rote Balken markiert in der Abbildung den
ereich von 12,5 °C
B
ten Einflüssen auf die TM-Erträge
(überlebende Pflanzenmasse nach
Herbizidapplikation) gegeben war.
Weiter stellte sich heraus, dass die
Genauigkeit des Versuches durch
eine fünffache Wechselbeziehung
zwischen den wichtigsten Einflussgrößen Herbizid, Temperatur, Dosis, Wuchsstadium und Pflanzenart im oberen Signifikanzniveau
(0,0046) charakterisiert war. Aus
diesem Ergebnis lässt sich bereits
Wichtiges schlussfolgern: Wenn in
der Praxis Graminizide nicht immer optimale Wirkungen erzielen,
muss sehr genau hinterfragt wer-
den, welche Applikationsbedingungen vorherrschten. In Tabelle 2 sind abgestuft die jeweiligen
wichtigsten Wechselwirkungen
mit der entsprechenden Irrtumswahrscheinlichkeit
(„P-value“)
dargestellt. Je kleiner die Zahl der
Irrtumswahrscheinlichkeit, desto
höher ist die Sicherheit, dass die
Wechselwirkungen der Einflussgrößen zutreffen.
Bei der Auswertung der gemittelten Wirkungsgrade und dem
Einfluss auf die Bekämpfungselastizitäten konnte festgestellt werden, dass bei Applikation im frü-
Tabelle 2: Wechselwirkungen der Einflussgrößen (Herbizid,
Temperatur, Dosis, Wuchsstadium und Pflanzenart) mit der
Angabe der Irrtumswahrscheinlichkeit zwischen verschiedenen Einflussgrößenstellungen (p-value)
Einflussgröße
Herbizid:Temperatur:Wuchsstadium:Pflanzenart
Herbizid:Dosis:Wuchsstadium:Pflanzenart
Temperatur:Dosis:Wuchsstadium:Pflanzenart
Herbizid:Temperatur:Dosis:Wuchsstadium:Pflanzenart
Irrtumswahrscheinlichkeit (P-value)
0,8711
< 0,001
< 0,001
0,0046
Das optimale Bekämpfungsstadium (zwei/drei-Blätter) dieser Ackerfuchsschwanzpflanzen ist bereits überschritten.
hen Wuchsstadium BBCH 12 bis
13 keine wesentlichen Unterschiede zwischen den halben und vollen Aufwandmengen vorlagen.
Gleichzeitig muss dies aber auch
als die gleichmäßige Absicherung
der Bekämpfungssicherheit unter verschiedenen Temperaturen
im Versuch verstanden werden.
Vergleicht man nun die Elastizitäten bei Applikation im bestockten
Stadium, so ergibt sich ein diffe-
renziertes Bild bezüglich der Wirkungssicherheit (Abbildung 1).
Unter den kühleren Temperaturbedingungen (5 °C und 10 °C) ergaben sich deutliche unsicherere
Wirkungsgrade.
Das Mittel aller Schädigungen
lag im Temperaturbereich von 5 °C
bei zirka 80 % und wies eine große Varianz auf. Ein wenig sicherer
gegenüber dem 5-°C-Temperaturbereich und mit einer gemittelten Schädigung von 93 % wurde
die Wirksamkeit im 10-°C-Temperaturregime bei der halben Aufwandmenge dokumentiert. Je höher die Temperatur des jeweiligen
Temperaturbereiches wurde, desto
sicherer zeigte sich auch eine Pflanzenschädigung. Vergleicht man in
Abbildung 2 und 3 die aufgezeigten Aufnahmen der Fotodokumentation der bestockten Pflanzenspezies, so ist zu erkennen, dass über
alle Temperaturbereiche bei voller
Aufwandmenge deutlich stärkere Schädigungen der Pflanzen diagnostiziert werden konnten. Aus
den Ergebnissen lässt sich weiter
ableiten, dass bei einer Temperatur
unter 12 °C eine reduzierte Wirkstoffmenge nicht ausreicht; diese
allerdings von der aufgezeigten
Für schnelle Leser
Ergebnisse des Klimakammerversuches
●●Hypothese: Hat die Temperatur einen Einfluss auf die Wirkung von graminiziden Wirkstoffen? Eindeutig! Wie aus den
Ergebnissen hervorgeht, führen
Temperaturen um 10 bis 12 °C zu
einer deutlich höheren Herbizidleistung. FOP-Wirkstoffe wie das
hier verwendete Propaquizafop
zeigen unter kühlen Bedingungen Minderwirkungen im Vergleich zu den beiden eingesetzten DIM-Wirkstoffen Clethodim
und Cycloxydim.
●●Hypothese: Lassen sich resistente Ackerfuchsschwanz-Populationen grundsätzlich noch
mit DIM- und FOP-Wirkstoffen ausreichend bekämpfen?
Es muss zwischen den Resistenzen unterschieden werden.
Wirkortspezifisch resistenter
oder metabolisch FOP-resistenter Ackerfuchsschwanz lässt sich
natürlich noch mit DIM-Wirkstoffen ausreichend bekämpfen. Aber auch hier muss weiter differenziert werden. Häufig sind Kreuzresistenzen von
FOP- und DEN-Wirkstoffen zu
finden; hier wirken dann nur
noch DIM-Wirkstoffe. Resistenter Ackerfuchsschwanz mit
einer Target-Site-Mutation an
Position 1781 (dann eigentlich
auch gegen DIM-Wirkstoffe resistent) weist allerdings keine
Resistenz gegen Clethodim auf.
●●Hypothese: Hat der Bekämpfungszeitpunkt einen Einfluss
auf den Bekämpfungserfolg?
Es konnten deutlich höhere Bekämpfungserfolge bei Pflanzen
im frühen Entwicklungsstadium (Applikation in BBCH 12 bis
13) unter konditionierten Bedingungen diagnostiziert werden.
Bestockte Pflanzen aller getesteten Spezies lassen sich effektiv nur bei Temperaturen über
15 °C bekämpfen.
Aus den Versuchsergebnissen
geht hervor, dass möglichst früh
und in kleinen Wuchsstadien behandelte Schadpflanzen in Kombination mit höheren Temperaturen deutlich sicherere Wirkungserfolge erzielen als bei
Schadpflanzenspezies mit mehr
als drei Laubblättern.
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fünffachen Wechselwirkung wie- sicherter ist als unter kühleren Bederum abhängen mag.
dingungen. Ebengleiches gilt für
die Bekämpfung der Tauben Trespe
und eine Applikation mit reduzierHerbizide wirken bei
ter Aufwandmenge. Eine eindeuWärme stärker
tige Wirkungssicherheit kann hier
In den folgenden Abbildungen erst bei zirka 15 °C diagnostiziert
werden die unterschiedlichen Wir- werden, wie in den Abbildungen
kungen der applizierten Herbizi- 2 und 3 (Brost = Taube Trespe) zu
de mit den jeweiligen Aufwand- erkennen ist. Eine sichere Bekämpmengenstaffelungen in BBCH 12 fung der Tauben Trespe sollte darbis 13 in den Temperaturbereichen überhinaus gewährleistet sein, da
10 °C (Abbildung 2) und 15 °C (Ab- in der Bundesrepublik bereits ersbildung 3) dargestellt. Es ist deut- te Populationen mit einer Resistenz
lich zu erkennen, dass die herbizi- gefunden wurden.
den Wirkstoffe aufgrund von ForFerner ist zur Einschätzung der
mulierung und Wirkmechanismus Auswertungen anzumerken, dass
wirken, eine Schädigung bezie- die Temperaturen in den Klimaräuhungsweise Wuchsdepression im men konstant gehalten wurden.
warmen Klimabereich deutlich ge- Eine direkte Vergleichbarkeit zur
Praxis auf dem Feld erscheint daher schwierig. Die Tendenzen der
Daten sind dennoch eindeutig und
abgesichert und können der Praxis
hilfreich sein.
Abbildung 2: Wirkungsunterschiede der einzelnen Graminizide 57 Tage nach der Applikation in BBCH 12 bis 13 von halber und voller Aufwandmenge unter konstanten Klimabedingungen im Temperaturregime (10 °C)
Abbildung 3: Wirkungsunterschiede der einzelnen Graminizide 57 Tage nach der Applikation in BBCH 12 bis 13 von halber und voller Aufwandmenge unter konstanten Klimabedingungen im Temperaturregime (15 °C)
Folgende Kennzeichnung der Spezies-Biotypen ist aufgeführt: Alomy
( Alopecurus myosuroides, Ackerfuchsschwanz) sensitiv / FOP-res. / DIM/FOPres., Brost (Bromus sterilis, Taube Trespe) und Triae (Triticum aestivum,
W
eizen)
Folgende Kennzeichnung der Spezies-Biotypen ist aufgeführt: Alomy
( Alopecurus myosuroides, Ackerfuchsschwanz) sensitiv / FOP-res. / DIM/FOPres., Brost (Bromus sterilis, Taube Trespe) und Triae (Triticum aestivum,
W
eizen)
Mutationen erzeugen
Resistenzen
Weiter konnten unterschiedliche Pflanzenschädigungen zwischen den Herbiziden diagnostiziert werden, die passend auf die
verwendeten Biotypen mit entsprechenden Mutationen zurückgeführt werden können. Die Mutation 1781 stellt dabei die wichtigste
und am häufigsten zu diagnostizierende Mutation bei ACCase-Resistenzen bei Ackerfuchsschwanz
dar. Wie bereits in anderer Fachliteratur beschrieben ist, zeigt sich
eine differenzierte Wirkungssicherheit bei dem Vorliegen einer Mutation im ACCase-Gen an
Position 1781 (DIM/FOP-resistenter Biotyp). Auch hier in Schleswig-Holstein sind bereits zahlreiche Ackerfuchsschwanzpopulationen mit derartigen Mutationen
dokumentiert worden. Der Wirkstoff Clethodim bietet in solchen
Fällen deutlich höhere Wirkungssicherheiten bei einer Mutation der
Position 1781 als die anderen beiden applizierten Wirkstoffe. Ähnliche Ergebnisse sind bereits aus
den Forschungsarbeiten von Wagner und Belz (2014) sowie Kaundun
et al. (2013) bekannt.
■ BAUERNBLATT | 13. Februar 2016
Die Wirkung von Herbizidmaßnahmen ist zu bonitieren! Hier zu erkennen:
Einige Ackerfuchsschwanzpflanzen (oben im Bild) haben eine Graminizidmaßnahme überlebt.
Fotos: Wanja Konstantin Rüstner
Über alle Temperaturbereiche
hinweg konnte des Weiteren festgestellt werden, dass sich die Wirkungsgeschwindigkeit zwischen
den vollen (100 %) und halben
(50 %) Aufwandmengen – sofern
sich eine Wirkung einstellte – um
zirka acht Tage voneinander unterschied.
Nach Erkenntnissen des Instituts
für Phytopathologie und aus einem weiteren Herbizidforschungsprojekt, welches auf Freiflächen an
überregional elf Standorten über
Schleswig-Holstein hinweg begleitet wird, kann abgeleitet werden,
dass deutlich mehr Ackerschläge
von einer Resistenzsituation betroffen sind, als vielleicht in der
Praxis wirklich wahrgenommen
wird. Es herrschen jedoch deutlich
mehr ACCase-resistente Populationen als ALS-resistente Populationen bei Ackerfuchsschwanz vor.
Die Gefahr darf nicht unterschätzt werden, wie sich die Resistenzsituation bereits in Schleswig-Holstein ausgeweitet hat. Auf
Problemstandorten mit hohen Unkrautdichten oder bereits einer gegebenen Resistenzgefahr sollten
möglichst optimale Applikationsbedingungen (zum Beispiel hohe
Luftfeuchtigkeit oder geringe Tages- und Nachttemperaturschwankungen) bei den Herbizidmaßnahmen gegeben sein. Sollten weiter
Probleme bei der Bekämpfbarkeit
nach einer Applikation von Herbiziden festgestellt werden, müssen alle potenziellen Fehlerquellen überprüft werden.
Die letzte Lösung würde eine
molekulare Resistenzanalyse in
einem speziellen Fachlabor bieten, um die genauen Ursachen einer Minderwirkung der Herbizide
zu diagnostizieren und für die Zu-
kunft wirkliche Gewissheit über die
Situation am Standort zu haben.
Allerdings muss dennoch bedacht
werden, dass die Analyse einer Population eines Jahres auf einem
Ackerschlag meist nicht dezidiert
über eventuelle weitere Populationen in anderen Bodenschichten
oder Fruchtfolgen Aufschluss gibt.
FAZIT
Bei den in der Praxis teilweise
applizierten reduzierten Aufwandmengen und der Kombination der beschriebenen Wirkungsunsicherheiten (beeinflusst durch die verschiedenen
Einflussfaktoren) dürften diese
nicht mehr allzu lange ausreichen, um Ackerfuchsschwanz
in Schleswig-Holstein zu kontrollieren. Es entsteht so ein
erheblicher und zusätzlicher
Selektionsdruck auf die entsprechenden Spezies. Sollte bereits eine etwaige anfängliche
metabolische Resistenz vorliegen, wird durch eine weitere
Reduzierung der Wirkstoffe
der Selektionsdruck maßgeblich mitbestimmt, was unter
allen Umständen verhindert
werden sollte. Ein gutes Resistenzmanagement in der Praxis
ist daher oberstes Gebot.
Wanja Konstantin Rüstner
Nils Conrad
Dr. Holger Klink
Prof. Dr. Joseph-Alexander
Verreet
Institut für Phytopathologie –
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