VP3: Veränderung der Bestandesarchitektur und Unkrautunterdrückung durch Gleichstandsaat in NocsPS-Anbausystemen

Kurz erklärt

Was?

Wir untersuchen, welche Auswirkungen das Aussaatmuster (definiert durch Reihenabstand und Saatdichte) auf die Pflanzenarchitektur hat und wie das Unkrautwachstum beeinflusst wird. Das heißt, wir wollen wissen, bei welchen Reihenabständen der Ertrag am höchsten ist, und gleichzeitig das Unkrautaufkommen sowohl auf natürliche Weise als auch mechanisch kontrolliert werden kann.

Warum?

In der konventionellen Landwirtschaft wird das Wachstum von Unkraut mit chemisch-synthetischen Pflanzenschutzmitteln minimiert. Da in NOcsPS-Landwirtschaftssystemen keine solchen Wirkstoffe eingesetzt werden, muss das Unkrautaufkommen mit alternativen Strategien bekämpft werden. Das Ziel ist, ein umweltfreundlicher Kulturpflanzenanbau mit gesunden Pflanzen, stabilen Erträgen und geringem Unkrautbesatz.

Wie?

Um das herauszufinden, führen wir Freilandversuche mit Silagemais und Sojabohne auf der Versuchsstation Agrarwissenschaften Hohenheim durch und vergleichen die Auswirkungen verschiedener Reihenabstände auf den Pflanzenertrag, das Unkrautaufkommen und die natürliche Unterdrückungsfähigkeit des Bestandes von Unkraut. Wichtige Faktoren wie Pflanzenarchitektur, Biomasse und Lichtbedingungen werden bewertet. Diese Daten werden später in ein 3D Pflanzenmodell integriert, das die Simulation von weiteren Reihenabständen, Sorten und Saatdichten ermöglicht.

Pflanzenbau (340a)

Fruwirthstr. 23
70599 Stuttgart

Dauer:
01.05.2020 – 31.08.2023

 

 

Teilprojektteam

Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger
Teilprojekt Leiterin

Prof. Dr. Simone Graeff-Hönninger

Dr. Sebastian Munz
Postdoc

Dr. Sebastian Munz

Doktorandin

Dina Otto, M.Sc.

Stand der Wissenschaft sowie Problemstellung

Im Rahmen der Entwicklung alternativer Strategien zur Vermeidung des Einsatzes von Pflanzenschutzmitteln wird die Gleichstandsaat als eine relevante Steuerungsgröße diskutiert (Wegener et al., 2017).Neben positiven Auswirkungen auf Bodenerosion und Bodenwasserhaushalt fördert eine gleichmäßige Verteilung der Pflanzen einen früheren Bestandesschluss und führt zu einer stärkeren Unkrautunterdrückung (Griepentrog, 1999). Die Sorten bilden ihrerseits in Reaktion auf die Pflanzgeometrie unterschiedliche Phänotypen aus (Plastizität) (Sultan, 2000). Die plastische Reaktion von Pflanzen wird in frühen Wachstumsstadien v.a. durch die Lichtqualität, im speziellen dem Red:Far-Red-Verhältnis (RFR) bestimmt (Zhu et al., 2013).

Ziel und Gegenstand des Forschungsvorhabens

Ziel des Teilprojekts ist, zu untersuchen, ob eine veränderte Bestandesarchitektur bei Mais und Soja bedingt durch eine Gleichstandsaat zur Reduzierung des Unkrautaufkommens in NOcsPS-Anbausystemen beitragen kann.

Im Detail sollen folgende Hypothesen geprüft werden:

  • Gleichstandsaat führt durch Änderung der PAR (photosynthetisch aktive Strahlung) und des RFR zu einer Erhöhung der Anzahl der Verzweigungen bei Soja und der Anzahl an Kolben pro Pflanze bei Mais.
  • Die veränderte Pflanzenarchitektur führt durch Reduktion der in Bodennähe verfügbaren PAR zu einer stärkeren Unkrautunterdrückung.
  • Die komplexen Zusammenhänge (Licht, Konkurrenz, Pflanzenmorphologie und -physiologie) im Bestand sowie Veränderungen im Bestandesmanagement (Sorte, Aussaatmuster) können über eine 3D-Simulation mit FSPM abgebildet werden und tragen durch die Identifizierung der optimalen Pflanzgeometrie und Sorteneigenschaften (Ideotyp) zur Gestaltung eines tragfähigen Anbausystems ohne chemischen Pflanzenschutz bei.

Beschreibung Arbeitsprogramm und erwartete Ergebnisse

Neben den Systemversuchen wird ein dreijähriger Exaktversuch auf der Versuchsstation Agrarwissenschaften mit weiteren Gleichstandsaatvarianten bei unterschiedlichen Mais und Sojasorten angelegt, mit dem Ziel die Auswirkung auf die Bestandesarchitektur, das Lichtregime (PAR, PFR) und die damit verbundenen Rückkopplungen zum Unkrautaufkommen zu untersuchen.

Basierend auf den durchgeführten Messungen zur Pflanzenarchitektur, Biomasse, Ertragsbildung und des Lichtregimes (PAR, RFR) erlauben die Projektergebnisse am Ende der Laufzeit eine Bewertung der Gleichstandsaat im Hinblick auf das Unkrautaufkommen in NOcsPS Mais- und Soja-Anbausystemen. Darauf aufbauend werden Simulation weiterer Variationen in Saatdichte, Reihenabstand, Sortenwahl etc. durchgeführt mit dem Ziel der Konzeption von NOcsPS und der Übertragung auf weitere Kulturarten (z.B. Weizen).