Forschungs- und Innovationsprojekt
Optimech – Optimierung der Unkrautregulierung im Anbau von Arnzei- und Gewürzpflanzen

rot-blaues Gerät im Feldeinsatz in Reihenkultur mit Person zur Steuerung

Fingerhacke

Optimech - Optimierung der Unkrautregulierung im Anbau von Arnzei- und Gewürzpflanzen mit besonderem Augenmerk auf indirekte und direkte Verfahren

Im Arbeitspaket 1 des Verbundprojektes Optimech steht die Optimierung der mechanischen Unkrautregulierung in konkurrenzschwachen, unkrautsensiblen und sich langsam entwickelnden Kulturen aus dem Bereich der Heil- und Gewürzpflanzen mit unterschiedlichen, bereits im Markt eingeführten Geräten im Vordergrund. In umfangreichen Untersuchungen werden praxisnahe Tests unter Versuchsbedingungen durchgeführt. Dabei werden standort- und artspezifisch geeignete Einstellvariationen und Einsatzzeitpunkte einer Auswahl von Maschinen und Geräten ermittelt und geprüft. Die untersuchten Faktoren sind wesentliche Voraussetzung für hohe Wirkungsgrade in der mechanischen Unkrautregulierung am Beispiel von gepflanzter Pfefferminze, Melisse und Arnika, sowie gesäter Petersilie und Engelwurz.

In weiteren Arbeitspaketen, die von den Projektpartnern an der Universität Bonn (Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz – Nachwachsende Rohstoffe/Agrarökologie und Organischer Landbau) sowie der Firma Pharmaplant Arznei- und Gewürzpflanzen Forschungs- und Saatzucht GmbH in Artern bearbeitet werden, liegt der Fokus zum einen auf Unkrautregulierungsstrategien für gesäte Melisse, zum anderen auf der Analyse und Bewertung integrierter Unkrautregulierungskonzepte für gesäte Kamille.

Ziele

Einsatz der Fingerhacke in Arnica montana 4 Wochen nach der Pflanzung
Ziel des Projektes ist es, wichtige Kennzahlen zur standort- und kulturspezifischen Wirksamkeit von derzeit verfügbaren Geräten zur mechanischen Unkrautregulierung in der Reihe bei Kulturen mit hoher Sensibilität gegen Unkräuter zu erarbeiten und in die Praxis zu transferieren. Im Vordergrund steht dabei die Ermittlung der optimalen Einsatzbedingungen bezüglich Unkrautstadium, Witterung und Bodenfeuchte sowie der optimalen Einstellungen verschiedener Gerätearten in Abhängigkeit von Standort, Kulturart und -stadium. Zur Umsetzung dieser Fragestellungen wurden vier Versuchsstandorte gewählt, die sich stark in ihrer Bodenbeschaffenheit, Wirtschaftsweise und Klimagegebenheit unterscheiden.

Anforderungen

Eine effiziente Unkrautkontrolle spielt eine zunehmend wichtige Rolle im Anbau von Arznei- und Gewürzpflanzen:
Auf der einen Seite stehen die hohen Qualitäts- und Reinheitsansprüche der Abnehmer von Frisch- wie Trockenware für die Vermarktung und Weiterverarbeitung von Heil- und Gewürzpflanzen. Diese kommen häufig in hochsensiblen Bereichen wie beispielsweise Phytopharmaka, Tees, Naturkosmetik oder auch Babynahrung zum Einsatz. Dort können Verunreinigungen vor allem durch toxische Unkräuter verheerende Folgen für alle Beteiligten der Wertschöpfungskette nach sich ziehen. Um solche Szenarien ausschließen zu können, bedarf es höchster Sorgfalt schon im Anbau der Rohstoffe am Feld. Ein effektives Unkrautmanagement spielt hier die zentrale Rolle.
Auf der anderen Seite steht die Wirtschaftlichkeit der Produktion. Noch immer muss in vielen Betrieben ein Großteil der anfallenden Unkrautbeseitigung gerade in den Spezialkulturen aus dem Bereich der Heil- und Gewürzpflanzen am Feld in zeitaufwändiger und somit kostenintensiver Handarbeit erledigt werden. Steigende Lohnkosten sowie die stetig rückläufige Zahl an verfügbaren Arbeitskräften und an wirksamen und verträglichen Herbizidwirkstoffen verschärfen die Situation, so dass die Intensivierung der maschinellen Unkrautregulierung in vielen Betrieben kurz- bis mittelfristig unumgänglich ist.
Während die Unkrautbeseitigung zwischen den Pflanz-/Saatreihen bereits in den meisten Betrieben gut mechanisch durchgeführt werden kann, ist das größte Problem noch immer das Unkraut, das in der Reihe nahe an der jeweiligen Kulturpflanze steht. Je nach Kultur, Bodenverhältnissen, Unkrautart und Einsatzzeitpunkt müssen hier die eingesetzten Geräte passend gewählt und fein justiert werden.

Material und Methoden

Als Modellkulturen wurden für die beiden BaySG-Versuchsstandorte am Baumannshof (Manching) und Puch (Fürstenfeldbruck) folgende Arznei- und Gewürzpflanzenarten ausgewählt:
  • Pfefferminze (Mentha x piperita)
  • Petersilie (Petroselinum crispum)
  • Arnika (Arnica montana)
  • Engelwurz (A.ngelica archangelica)
Diese Arten eignen sich aufgrund ihrer speziellen Kulturverfahren und den hohen Anforderungen an die Unkrautfreiheit der Bestände für die Maßnahmen im Feld und erlauben zudem eine Übertragung der Ergebnisse auf andere garten- oder ackerbauliche Kulturen.

Zum Einsatz kommen an beiden Standorten jeweils folgende Geräte:

  • Rollstriegel (Einböck)
  • Zinkenstriegel (Treffler)
  • Häufelwerkzeuge (K.U.L.T.)
  • Torsionshacke (K.U.L.T.)
  • Fingerhacke (K.U.L.T.)

Versuchskonzept und Durchführung

Für jede geprüfte Kulturart werden sowohl eine Einstellfläche zur Einsatzoptimierung als auch ein entsprechender Exaktversuch angelegt.
Die Durchführung der einzelnen Maschineneinsätze erfolgt an jedem möglichen und hinsichtlich Bodenbedingungen, Unkrautdruck und -größe sowie Kulturpflanzenentwicklung sinnvollen Einsatztermin in zwei Durchführungsphasen:
1. Optimierungsphase:
In jeder Kultur wird auf einer gerätespezifischen Einstellfläche (bis zu 500 m²) frühzeitig nach der Aussaat bzw. Pflanzung startend der Einsatz der Geräte mit unterschiedlichen Einstellungen getestet. Entscheidungsgrundlage für den Beginn der Testphase sind die Widerstandsfähigkeit der Kulturpflanzen und die Bodenbedingungen. Die Prüfung von Geräteeinstellungen erfolgt beginnend mit schwach eingreifender Intensität und wird mit Blick auf Unkrautwirkung sowie Kulturschädigung kontinuierlich verstärkt. Diese Optimierungsschritte werden fortgesetzt, bis für jedes Gerät zufriedenstellende Ergebnisse hinsichtlich Unkrautbekämpfung und Schädigung der Kulturpflanzen erreicht werden.
2. Vergleichsphase:
Direkt im Anschluss an die erfolgte Optimierung der Geräteeinstellungen erfolgt der Einsatz der Geräte im Exaktversuch mit 18 m langen Parzellen und vier Wiederholungen. Jedes Gerät wird dabei zu den kultur- und gerätespezifischen in der Optimierungsphase ermittelten Zeitpunkten, mit den dort ermittelten Einstellungen verwendet und mit einer handgejäteten Kontrolle verglichen.
Sowohl die Geräteoptimierungsphase, als auch der Einsatz der Geräte im Exaktversuch werden durch umfangreiche Bonituren und Datenerhebungen begleitet. Neben den gerätespezifischen Einstellungen wie beispielsweise Arbeitstiefe, Abstand zur Reihe oder auch Fahrgeschwindigkeit werden sowohl vor als auch nach jedem Einsatz im Exaktversuch ebenso wie in den Einstellflächen Daten bezüglich Unkraut (z. B. Arten, Anzahl, Höhe, Wachstumsstadium) und Kultur (z. B. Anzahl, Höhe, Wachstumsstadium, Schädigungsgrad) erfasst. Daneben werden auch Bodenbeschaffenheit und -feuchte sowie Klimadaten mit aufgenommen.
In allen Gerätevarianten wird nach Ermittlung der Unkrautwirkung der einzelnen Geräteeinsätze ebenfalls praxisüblich per Hand gejätet oder gehackt. Um die Effekte der Maßnahmen auf den Ertrag zu prüfen, werden die Versuche mindestens bis zum ersten Erntetermin durchgeführt. Bei mehrjährigen Kulturen werden die Versuche im 2. Kulturjahr fortgesetzt..

Stand des Projekts

Pfefferminze

In der im August 2019 am Baumannshof gepflanzten Minze der Sorte ‘Fränkische Dunkle‘ (aus Stecklingen) wurden bereits 14 Tage nach Pflanzung die ersten Geräteeinsätze durchgeführt. Besonders gute Ergebnisse mit Wirkungsgraden von 86-98 % bei minimaler Kulturschädigung konnten hier vor allem im Herbst 2019 bei optimalen Witterungsbedingungen mit dem Trefflerstriegel erzielt werden. Daneben überzeugte auch der Einsatz der Fingerhacke mit Wirkungsgraden von 92 – 97 % bei vernachlässigbarer Kulturschädigung. Der effektive Einsatz der Geräte in der nach der Winterpause im Frühjahr 2020 bereits flächig verwachsenen Minze gestaltete sich hingegen ebenso wie weitere Geräteeinsätze im Laufe des Sommers 2020 äußerst schwierig, so dass die Fläche fast ausschließlich per Handhacke unkrautfrei gehalten werden musste. Im Herbst 2020 wurde eine ca. 15 cm dicke Bodendecke durch Formung von Dämmen über den Pflanzreihen aufgebracht. So konnte die Unkrautentwicklung vor allem bezüglich Vogelmiere und Einjähriger Rispe bis zum Frühjahr 2021 weitestgehend unterbunden werden.
Eine weitere Versuchsfläche wurde im Sommer 2020 mit Minze der Sorte ‘Multimentha‘ bepflanzt. Aufgrund der deutlich längeren Etablierungsphase der gewählten Sorte konnte lediglich ein erster Einsatz mit der Fingerhacke im Herbst 2020 durchgeführt werden. Danach sorgten ungünstige Wetter- und somit Bodenverhältnisse dafür, dass bis Ende Juni 2021 noch keine weiteren Geräteeinsätze gefahren werden konnten und die Fläche mittels Handhacke unkrautfrei gehalten werden musste. In der Folge waren Einsätze vor allem mit der Fingerhacke sinnvoll möglich, wobei sich erneut zeigte, dass in den Minzehorsten keimende Unkräuter wie Vogelmiere oder Einjährige Rispe nur schwer mechanisch bekämpfbar sind. Daher werden im Herbst 2021 auch in dieser Fläche kleine Dämme über den Reihen angeschüttet, um die Verunkrautung über den Winter im Griff zu halten.

Engelwurz

In beiden Ansaatjahren Herbst 2019 und 2020 war aufgrund der langen Auflaufzeit und der langsamen Pflanzenentwicklung ein Einsatz der ausgewählten Geräte vor der Winterpause im Exaktversuch am Baumannshof noch nicht möglich. Erste Tests, die Flächen über der 2 cm tief gesäten Engelwurz blindzustriegeln, zeigten in beiden Jahren vielversprechende Erfolge. Im zeitigen Frühjahr 2020 wurden Geräteeinsätze durch regelmäßige Regenfälle und somit nicht maschinengeeignete Bodenverhältnisse bis zum Bestandsschluss verhindert. Eine weitere Aussaat von Engelwurz erfolgte im September 2021. Es ist vorgesehen, kurz nach Auflauf der Angelica mit der eigens angeschafften Duo-Hacke (K.U.L.T.) das Unkraut bis sehr nah an die Reihe zu hacken und abhängig von der weiteren Entwicklung der Kultur mit den zu prüfenden Hackgeräten erste Einsätze noch vor dem Winter zu fahren.
Im Frühjahr 2021 wurde für weitergehende Erfahrungen zum Blindstriegeln ein Tastversuch mit den drei Arten Petersilie, Kerbel und Schwarzkümmel am Standort Baumannshof ausgesät. Zwei Wochen nach der Aussaat wurden alle 3 Arten gestriegelt, eine weitere Woche später konnte in Schwarzkümmel und Petersilie ein weiteres Mal gestriegelt werden. Eine ausführliche Erfolgskontrolle bezüglich der Unkrautregulierung konnte im erforderlichen Zeitraum nicht erfolgen, da aufgrund der für die Jahreszeit unverhältnismäßig kalten Nachttemperaturen die Unkrautkeimung ausblieb. Kulturschädigungen waren hingegen auch während der weiteren Pflanzenentwicklung nicht festzustellen.

Arnika

Die mechanische Unkrautregulierung in der 2020 am Baumannshof gepflanzten Arnika brachte unerwartete wie erwartete Herausforderungen mit sich: Arnika kann hinsichtlich ihrer Kultivierung an sich schon zu den eher anspruchsvollen und empfindlichen Kulturen gezählt werden. Durch sehr inhomogene Jungpflanzenbestände entwickelte sich der Bestand am Feld zudem sehr uneinheitlich, was die Ermittlung optimaler Geräteeinstellungen erschwerte. Dennoch konnten vor allem mit dem Einsatz der Fingerhacke sehr gute Ergebnisse mit Wirkungsgraden zwischen 69 % und 83 % erzielt werden. Ein Einsatz des Rollstriegels beispielsweise war in beiden Kulturjahren aufgrund der nicht vertretbar hohen Kulturschädigung nicht möglich.
In der neuen, Anfang Juni 2021 aufgepflanzten Versuchsfläche wurden Anfang Juli bereits erste Maschineneinsätze mit der Fingerhacke und dem Striegel durchgeführt. Bei beiden Maschineneinsätzen konnten hier optimale Einsatzzeitpunkte genutzt werden, so dass der Wirkungsgrad der Unkrautregulierung jeweils bei nahezu 100 % und geringer Kulturschädigung lag.

Petersilie

Die Geräteeinsätze in der Petersilie konnten in 2020 in Puch auf Grund von Witterung und Geräteverfügbarkeit noch nicht in vollem Umfang stattfinden. Dennoch wurden gerade kurz nach Auflauf der Petersilie entgegen aller Experteneinschätzungen schon sehr gute erste Erfahrungen mit dem Trefflerstriegel gemacht. Im weiteren Verlauf der Saison konnten mit diesem Gerät Wirkungsgrade bis 78 % erzielt werden. Auch der Einsatz des Rollstriegels erfolgte schon verhältnismäßig zeitig und bei intensiven Einstellungen. Die Petersilie wurde dabei nicht relevant geschädigt, während Unkräuter aus dem Bestand zufriedenstellend entfernt werden konnten.
Extremen Witterungsverhältnisse mit ausgiebigen, lang anhaltenden und regelmäßigen Niederschlägen verhinderten bis zum Frühsommer 2021 Maschineneinsätze in der Neuanlage vom April 2021. Die Fläche wurde daher regelmäßig mittels Handjäte/-hacke unkrautfrei gehalten. Die Wettersituation ließ im Laufe des Sommers weiterhin nur vereinzelte Einsätze mit Striegel und Rollstriegel zu, bis die Versuchsanlage Ende August schließlich aufgegeben werden musste.
Die Versuche in den unterschiedlichen Kulturen werden bis Winterende (Minze) bzw. bis zum Frühsommer 2022 (Arnica, Angelica) weitergeführt. Anschließend werden die zahlreichen erhobenen Daten ausgewertet und das geplante Beratungstool für den Einsatz in der Praxis erarbeitet.
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Projektinformation
Projektleitung und -bearbeitung: Dr. Heidi Heuberger, Andrea Baron
Projektlaufzeit: 01.07.2019 – 30.06.2022
Finanzierung:
Das Forschungsvorhaben wird auf Grund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) und durch kofinanzierende Unternehmen, landwirtschaftliche Betriebe und Organisationen gefördert.
Zuständiger Projektträger des BMEL ist die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR).
Förderkennzeichen: 22015618

Andreas Kienast, Berater