Kartoffeln
Mit dem Ziel, die Biodiversität in landwirtschaftlichen Produktionssystemen zu fördern, wurde auf den FINKA-Projektflächen über einen Zeitraum von fünf Jahren auf den Einsatz chemisch-synthetischer Insektizide und Herbizide verzichtet. Fungizide, Wachstumsregler und eine Düngung nach konventionellen Vorgaben waren auf der herbizid- und insektizidfreien Fläche weiterhin möglich. In den Anbaujahren 2022 bis 2024 wurden unter anderem Kartoffeln auf den FINKA-Flächen angebaut. Insgesamt konnten für die Kultur Kartoffeln Datensätze von sechs FINKA-Betriebspaaren erhoben und ausgewertet werden.
Kulturführung
Kartoffeln gehören zu den arbeits- und pflegeintensivsten Kulturen im Ackerbau. Neben der Beikrautkontrolle spielt das Management der im Kartoffelanbau üblichen Krankheiten (wie der Krautfäule) und Schädlinge (wie dem Kartoffelkäfer) eine entscheidende Rolle. Eine vielfältige Fruchtfolge mit entsprechenden Anbaupausen sowie die Wahl früher Sorten zählen zu den wichtigen vorbeugenden Maßnahmen für eine gesunde Entwicklung der Kultur.
Der Einsatz von Fungiziden verlief auf den herbizid- und insektizidfreien FINKA-Flächen synchron zu den Anwendungen auf der konventionell bewirtschafteten Vergleichsfläche, während auf den Ökoflächen kupferhaltige Mittel mit Zulassung im Ökologischen Landbau angewendet wurden.
Zur Regulierung des Kartoffelkäfers wurde auf den konventionellen Vergleichsflächen betriebsüblich mit Insektiziden vorgegangen. Auf den herbizid- und insektizidfreien FINKA-Flächen kamen – wie auch auf den Ökoflächen – alternative Regulierungspräparate zum Einsatz, die im Ökolandbau zugelassen sind. Für die Erreichung zufriedenstellender Wirkungsgrade war dabei die genaue Beobachtung des Befalls der Kartoffelpflanzen von großer Bedeutung.
Mechanische Beikrautregulierung
Auf den herbizidfreien FINKA-Kartoffel-Flächen wurde das Beikraut mechanisch mit dem Striegel, der Hacke sowie Häufelgeräten reguliert. Diese im Öko-Kartoffelanbau bewährten Maßnahmen erzielten auch auf den herbizidfreien FINKA-Flächen in der Regel gute Ergebnisse. Teilweise konnte dafür im Projekt auf vorhandene Technik der konventionell wirtschaftenden Betriebe zurückgegriffen werden.
Besonders in den ersten Wochen nach dem Legen war die Beobachtung und Bearbeitung der FINKA-Flächen von großer Bedeutung. Dabei wurde blind gestriegelt, also vor dem Auflaufen der Kartoffeln, bis wenige Tage vor dem Durchstoßen. Zu den Arbeitsgängen der mechanischen Beikrautregulierung in Kartoffeln gehören zudem das mehrmalige Häufeln – zur Dammformung und gleichzeitigen Beikrautunterdrückung im Zwischenreihenbereich – sowie das Hacken zwischen den Reihen. Auf herbizidfreien FINKA-Flächen wurden das Beikraut je nach Standort zwei- bis viermal mechanisch reguliert.
Im Video: Das Hacken in Kartoffeln führt in der Regel zu einer vollständigen Entfernung von Beikräutern zwischen den Reihen ©Vellenga
Kosten Beikrautregulierung
Die begrenzte Stichprobengröße (n=6) erlaubt eine Darstellung betriebsindividueller Erfahrungen, jedoch keine abgesicherten Aussagen über die Auswirkungen des Verzichts auf Herbizide und Insektizide im Kartoffelanbau. Die Kosten für die mechanische Beikrautregulierung reichten auf herbizidfreien FINKA-Flächen von 105 €/ha bis 171 €/ha – in Abhängigkeit von der Anzahl an Überfahrten, der eingesetzten Technik und den Bodenverhältnissen. Dies stand Kosten von 132 €/ha bis 280 €/ha für die Beikrautkontrolle mit Herbiziden in der konventionell bewirtschafteten Vergleichsvariante gegenüber.
Weiterführende Informationen zur vorbeugenden und mechanischen Beikrautregulierung im Kartoffelanbau:
- www.dlg.org/mediacenter/dlg-merkblaetter/dlg-merkblatt-475-mechanische-beikrautregulierung-praxis-konzepte-fuer-hackfruechte
- www.lfl.bayern.de/ips/blattfruechte/027446/index.php
- www.oekolandbau.de/bio-in-der-praxis/oekologische-landwirtschaft/oekologischer-pflanzenbau/bio-anbausteckbriefe/hackfruechte/kartoffel/
Erträge
Die Kartoffelerträge auf den FINKA-Flächen variierten erwartungsgemäß stark in Abhängigkeit von Standort, Niederschlagsverteilung und Beikrautdruck. In vier von sechs Fällen waren Ertragsverluste bei herbizid- und insektizidfreier Bewirtschaftung gegenüber der konventionell bewirtschafteten Vergleichsvariante zu verzeichnen. Insgesamt war der Kartoffelanbau mit hohen Produktionskosten verbunden – insbesondere durch Pflanzgut, Pflege und Erntekosten. Gleichzeitig war ein hohes Erlöspotenzial zu verzeichnen, insbesondere im Speise- oder Biobereich.
Ackerbegleitflora
Wie bei allen anderen Hackfrüchten setzt sich die Flora in Kartoffelfeldern zu großen Teilen aus sogenannten Wärmekeimern zusammen. Diese Pflanzen benötigen zur Keimung – ganz im Gegensatz zu Kältekeimern – vergleichsweise hohe Temperaturen. Dazu zählen z. B. die Franzosenkräuter, Melde und Weißer Gänsefuß, Windenpflanzen wie Acker-Windenknöterich und Süßgräser wie die Hühnerhirse. Als Kultur, in dem ein gutes Hackmanagement und eine Bewässerung erfolgt, ist folgerichtig das Auflaufen von seltenen / gefährdeten Arten der Beikrautflora sehr eingeschränkt. Die Erhebungen der Vegetationsaufnahmen zur Beikrautflora erfolgten stets in den Monaten Juni/Juli, so dass die im herbizidfreien Kartoffelanbau oftmals anzutreffende Spätverunkrautung hier nicht abgebildet ist.
Deckung Beikräuter
Der Verzicht auf Herbizide im Kartoffelanbau geht mit einem signifikant geringeren Deckungsgrad der Beikrautflora einher (Abb. 1). Im konventionellen Ackerbau, wo zum Aufnahmezeitpunkt bei der Hälfte der Untersuchungsflächen Deckungswerte von mindestens 10 % notiert wurden, waren die mittleren Deckungswerte fast doppelt so hoch (8 %) wie auf der FINKA-Maßnahmenfläche ohne Herbizide (4 %). Eine mögliche Erklärung dafür liegt einerseits darin, dass ein mechanisches Beikrautmanagement im herbizidfreien Anbau in der Regel zuverlässiger funktioniert, andererseits auch zunehmend mehr Herbizidresistenzen bei Beikräutern im Kartoffelbau aufkommen.
Artenzahl Beikräuter
Als Hackfruchtkultur unterscheiden sich Kartoffeln bezüglich der Artenzahl zwar nicht groß bezüglich ihrer Deckungswerte, jedoch in ihrer Artenzusammensetzung. Waren im konventionellen Ackerbau im Mittel sechs verschiedene Beikräuter auf 100 m² im Feldinneren zu finden, so waren auf den herbizidfreien FINKA-Flächen mit acht Arten leicht mehr; im Ökolandbau mit im Durchschnitt elf Arten fast doppelt so viele vorhanden (Abb. 2).
Der regelmäßig in Kartoffeln auftretende Weiße Gänsefuß (Chenopodium album) erreichte in Einzelfällen (im ökologischen Landbau) höhere Deckungswerte (> 5 %). Die einzige Art, die mehrfach mit höheren Deckungen auftrat, war der Winden-Knöterich (Fallopia convolvulus) im konventionellen Ackerbau. Bei dieser Art gilt eine Resistenz gegenüber bestimmter Herbizide mittlerweile als nachgewiesen. Dies trifft auch auf den Vogelknöterich (Polygonum aviculare, Foto) zu, der auf einer Fläche mit mehr als 15 % Deckung auftrat. Die beiden Franzosenkrautarten (Behaartes Franzosenkraut – Galinsoga ciliata und Kleinblütiges Franzosenkraut – Galinsoga parviflora) – einst gefürchtete Unkräuter – traten nur mit geringen Deckungenswerten auf. Die Gewöhnliche Vogelmiere (Stellaria media, Foto) dagegen kann im herbizidfreien und ökologischen Landbau stellenweise mit höheren Deckungen von über 5% auftreten. Von den Gräsern war die Gewöhnliche Hühnerhirse (Echinochloa crus-galli) zerstreut in geringen Deckungen anzutreffen; ab und an gab es stärkere Druchwüchse des herbizdresistenten Vielblütigen Weidelgrases (Lolium multiflorum). Arten der Roten Liste konnten im Kartoffelbau nicht nachgewiesen werden; als Art der Vorwarnliste kam nur Kornblume (Centaurea cyanus) mit Einzelexemplaren auf ökologisch bewirtschafteten Kartoffel-Äcker vor.
Potentielles Blütenangebot
Das potentielle Blütenangebot zeigt an, wie viele Individuen (Einzelpflanzen) theoretisch zum Blühen kommen könnten und umfasst zum Aufnahmezeitpunkt z. B. auch Keimlinge. Nicht eingerechnet sind hier “Verluste” oder “Kollateralschäden” wie z. B. durch noch folgende Herbizidanwendungen bzw. Striegeln oder die Ernte der Kultur und der anschließende Stoppelsturz bevor die Arten der Beikrautflora in die Blühphase kommen.
Bezüglich des potentiellen Blütenangebots zeigt sich im Kartoffelbau ein klarer Trend: Hier ist im konventionellen Landbau mit 19 Blütenpflanzen pro m² das geringste Blütenangebot vorhanden, während dieses in der herbizidfreien Variante um 40 % bzw. auf Öko-Feldern um knapp 90 % höher sind (Abb. 3).
HNV-Naturwert
Seit 2009 führen Bund und Länder ein gemeinsames Monitoring der Landwirtschaftsflächen mit hohem Naturwert durch. Die hieraus gewonnenen Daten unterfüttern den sogenannten HNV-Farmland-Indikator (HNV = High Nature Value). Die Differenzierung in Qualitätsstufen erlaubt es, neben rein quantitativen Ergebnissen auch Informationen über den qualitativen Zustand der HNV-Farmland-Elemente bzw. Qualitätsveränderungen innerhalb der HNV-Farmland-Kulisse zu erhalten. Es werden für alle HNV-Typen drei Qualitätsstufen unterschieden:
- HNV I – äußerst hoher Naturwert (mehr als 8 Kennarten)
- HNV II – sehr hoher Naturwert (6-7 Kennarten)
- HNV III – mäßig hoher Naturwert (4-5 Kennarten)
Die Qualitätsstufen richten sich nach der Anzahl von Vorkommen von definierten Kennarten (HNV-Taxa) z. B. den in Kartoffeln zerstreut vorkommende Gewöhnliche Reiher-Schnabel (Erodium cicutarium, Foto). Kommen weniger als vier Kennarten im Aufnahmetransekt vor, dann kann der Fläche kein bzw. nur ein geringer Naturwert zugewiesen werden.
Bedingt durch das Hacken der Kartoffelkulturen treten nur sehr selten HNV-Taxa wie die Kornblume (Centaurea cyanus), die Acker-Hundskamille (Anthemis arvensis) oder der Gewöhnliche Reiherschnabel (Erodium cicutarium) auf. Diese sind dann fast ausschließlich nur im ökologischen Landbau zu finden und in diesem Anbausystem war der einzige Kartoffelacker vorhanden der überhaupt einen Naturwert aufwies. Allen anderen untersuchten Kartoffelflächen im FINKA-Projekt konnte kein Naturwert zugeordnet werden (Tab. 1).
Insekten
Kartoffeln werden von einer ähnlichen Insektengemeinschaft wie Zuckerrüben besiedelt. Sie bilden zwar als Kultur in der Regel dichtere, geschlossenere Bestände als die Zuckerrübe, zeigen aber immer noch einen relativ hohen Offenbodenanteil. Vergleichbar sind auch hier die in der Nähe der Oberfläche lebenden Laufkäfer (Carabidae), Kurzflügelkäfer (Staphylinidae) und Spinnen (Araneae) sehr arten- und individuenreich. Die Blattlausschädlinge, die Kartoffeln befallen, befallen oftmals auch die Zuckerrübe und es kann zu Kreuzübertragungen von Pflanzenviren kommen.
Der wohl bekannteste Schädling im Kartoffelbau ist der eingeschleppte Kartoffelkäfer (Leptinotarsa decemlineata). Weniger bekannt dürfte sein, dass hunderte weiterer Insektenarten in Kartoffelfeldern leben; nicht zuletzt werden auch die Blüten von vielen Insekten besucht. Hier findet sich auch dann viele typischen Vertreter der Nützlinge wie zum Beispiel Marienkäfer (Coccinellidae), die sowohl als Larven, als auch als erwachsener Käfer an Blattläusen fressen, oder beispielweise Schwebfliegen (Syrphidae), die ihre Eier in der Nähe von Blattlauskolonien ablegen und deren Larven ebenfalls an Blattläusen fressen.
Insekten auf den FINKA-Flächen
Die Insekten auf den FINKA-Flächen wurden jährlich mit verschiedenen Fangsystemen erfasst, um zu erfassen, welche Effekte eine herbizid- und insektizidfreie Bewirtschaftung im Vergleich zum konventionellen Anbau hat. Dabei standen verschiedene Tiergruppen im Fokus und es kamen verschiedene, spezifische Fangsysteme zum Einsatz. So wurden die am Boden lebenden Tiere mit Bodenfallen (Boden-Trichter-Fallen; am Boden eingegrabenen Trichter und Fanggefäße) und die Fluginsekten mit Flugfallen (sogenannten VaneTraps; kleine Fenster-Flügelfallen, die ähnlich des Farbschalen-Konzeptes mittels farbigen Flügelscheiben eine Lockwirkung auf die Fluginsekten ausüben) erfasst. Um ein möglichst weites Spektrum an Insekten abzubilden, wurden im FINKA Projekt jeweils eine Kombination verschiedenfarbiger Flugfallen auf den Versuchsflächen aufgestellt. Als weiteres Erfassungssystem kamen Nisthilfen für Wildbienen zum Einsatz. Diese befinden sich aktuell noch in der Auswertung. Die Auswahl des Aufstellungsortes innerhalb der Felder erfolgte zufällig ausgewählt immer innerhalb des Feldes, mit ausreichend Abstand zum Rand, um Effekte des Feldrandes oder Einwirkung von Bewirtschaftungsmaßnahmen auf benachbarten Feldern zu vermeiden.
Biomasse fliegender Insekten
Zur Bewertung des Zustands von Insektenpopulationen in der Ökologie wird im Monitoring häufig die Biomasse fliegender Insekten als Indikator herangezogen. Abb. I beinhaltet alle Daten von den Jahren 2021 bis 2023, jeder Punkt ergibt sich aus dem Mittel der gewogenen Biomassen der drei verschiedenfarbigen Fallen (weiß, blau und gelb) je Fläche und Beprobung. Die ökologischen Flächen weisen im Gegensatz zu den konventionellen Flächen über die Jahre signifikant mehr Biomasse fliegender Insekten auf. Die Biomassen unterscheiden sich zwischen den konventionellen und herbizid-/insektizidfreien Flächen nicht, jedoch zeigt sich auf den FINKA-Flächen ein deutlich positiver Trend der Zunahme von Insekten (Abb. I). Auf den konventionellen Flächen wurde im Schnitt eine Biomasse von 16 g erfasst, auf den herbizid-/insektizidfreien Flächen und den ökologischen Flächen wurden im Schnitt 19 und 20 g gemessen. Dies entspricht einem Unterschied von etwa 20% geringerer Biomasse in den konventionellen Flächen. Das Gewicht der Biomasse schwankte stark zwischen den Jahren und wurde sehr durch die Kulturart beeinflusst. In 2022 waren die klimatischen Bedingungen mit vielen sonnigen Tagen und warmen Temperaturen für Insekten besonders optimal, was sich auf die generell erhöhten Biomassen im Vergleich zu den anderen Jahren spiegelt. Jedoch zeigte sich auch in diesem Jahr der positive Trend der Biomassen Zunahme auf den FINKA-Flächen. Auch unter Berücksichtigung der Unterschiede zwischen den Jahren zeigen die ausgewerteten Biomassen, dass der Verzicht auf Herbizide und Insektizide zu einer Zunahme von fliegenden Insekten beiträgt.
Artenanzahl fliegender Insekten
Die Artenzahl der Fluginsekten wurde mit derselben Fangmethodik wie die Biomasse erfasst. Abb. II beinhaltet alle Daten von den Jahren 2021 bis 2023, jeder Punkt ergibt sich aus dem Mittel der erfassten Artenzahl aus der gelben Falle je Fläche und Beprobung. Die ökologischen Flächen weisen im Gegensatz zu den konventionellen Flächen deutlich höhere Artenzahlen fliegender Insekten auf. Die Unterschiede in der Artenzahl zwischen der konventionellen und herbizid-/insektizidfreien Behandlung sind nicht signifikant, jedoch zeigt sich auf den FINKA-Flächen ein deutlich positiver Trend der Zunahme von Insekten (Abb. II), was sich über die Jahre verstärkt.
Auswirkung der Kultur auf fliegende Insekten
Erwartungsgemäß variieren die Artenzahlen und Biomassen der fliegenden Insekten mit den Kulturen. Dieser Unterschied wird in Abb. III für die Biomasse von Insekten für alle Kulturen mit Daten aus den Jahren 2021 bis 2023 dargestellt, aus den gewogenen Biomassen der drei verschiedenfarbigen Fallen (weiß, blau und gelb). Allerdings ist ein statistischer Vergleich zwischen allen Kulturen aufgrund der geringen Anzahl der untersuchten Flächen einzelner Kulturen nicht generell zulässig. Es werden lediglich die relativen Unterschiede dargestellt. Es findet sich generell eine hohe Biomasse in den Leguminosen. Hier kommt zum Aufnahmezeitpunkt der Blühaspekt dieser Kulturen zu tragen, der eine entsprechende Lockwirkung auf die vor allem bestäubenden Fluginsekten hat. Darauf folgen hohe Biomassen in Getreide und Mais. Die geringsten Biomassen finden sich bei Kartoffeln und Zuckerrüben, wobei hier nur eine sehr geringe Anzahl an Untersuchungsflächen untersucht werden konnte und daher nicht im generellen Vergleich repräsentativ ist. Deutlich ist jedoch zu erkennen, dass im Vergleich der Behandlungen für alle Kulturen die ökologische Behandlung immer die höchste Biomasse aufweist, während die konventionelle Behandlung immer die niedrigsten Biomassen zeigt. Die Biomasse der FINKA-Flächen liegt immer höher im Vergleich zur konventionellen Behandlung, allerdings niedriger im Vergleich zur ökologischen Behandlung. In den Analysen wurden die unterschiedlichen Einflüsse der Kulturen berücksichtigt.
Bodentiere mit Fokus Laufkäfer
Die bodenbewohnenden Arthropoden zeigten keine signifikanten Unterschiede in der Zusammensetzung ihrer Artgemeinschaften zwischen den verschiedenen Bewirtschaftungsformen. Bei den Insekten stellen Laufkäfer (Carabidae) die mit Abstand häufigste Gruppe dar und spielen eine wichtige Rolle als Nützlinge, da sie zur Regulation von Schädlingen beitragen. Eine ähnliche Funktion übernehmen die Kurzflügelkäfer (Staphylinidae), die aber anteilig eher nur gering vertreten waren. Die zweithäufigste Gruppe waren die mit den Insekten verwandten Spinnen (Araneae), wobei hier hauptsächlich die am Boden freilaufenden und jagenden Arten erfasst wurden.
In der weiteren Auswertung wurde aufgrund ihrer dominierenden Rolle genauer auf die Laufkäfer geschaut. Insgesamt konnten für die Biomasse und Artenzahl der Laufkäfer keine keine signifikanten Unterschiede zwischen den Bewirtschaftungsformen (konventionell, herbizid-/insektizidfrei und ökologisch) festgestellt werden. Allerdings zeigte sich tendenziell eine höhere Anzahl an Laufkäferarten in den herbizid-/insektizidfreien Bewirtschaftung im Vergleich zur konventionellen Bewirtschaftung (Abb. IV). Des Weiteren wurden auf den herbizid-/insektizidfreien Flächen mehr Arten nachgewiesen, die neben Schädlingen wie Schnecken und Raupen gerne Beikrautsamen verzehren und somit die Samenbanken erheblich reduzieren können. Der Schadkäfer Getreidelaufkäfer (Zabrus tenbroides), der das Potenzial hat als Kalamität aufzutreten, wurde nur selten gefunden. Insgesamt waren räuberische Arten und Mischköstler am häufigsten vertreten, was die Nutzwirkung dieser Gruppe unterstreicht.
Fazit
Nimmt man die Flächen der Öko-Betriebe als Entwicklungsziel mit der im Vergleich höchsten Insektenvielfalt, so nähern sich die Flächen mit insektizid- und herbizidfreier Behandlung in Bezug auf die Indikatoren Biomasse und Artenzahl der Fluginsekten über die Jahre immer mehr der ökologischen Variante an, und zwar über die unterschiedlichen Kulturen und Standorte hinweg. Dieser Effekt ist auch bei schwankenden klimatischen Bedingungen und unterschiedlich hoher Gesamtmengen an Insekten zwischen den Jahren stabil.
