5.3. Mechanische, agrartechnische und biologische Unkrautbekämpfung
Direkte Unkrautbekämpfung
Die direkte Bekämpfung muss mit langfristigen Präventivmaßnahmen verbunden werden, um die Unkrautpopulation auf einem kontrollierbaren Niveau zu halten.
Thermische Unkrautkontrolle
Die thermische Unkrautkontrolle umfasst die Anwendung von Feuer, Abflammen, Heißwasser, Dampf und Einfrieren. Diese Techniken bekämpfen das Unkraut, ohne den Boden aufzubrechen, und bringen die vergrabenen Samen nicht an die Bodenoberfläche. Mehrere Faktoren (z. B. Temperatur, Einwirkungszeit, Energiezufuhr) können die Wirksamkeit der thermischen Bekämpfung beeinflussen. Viele dieser Methoden töten jedoch nur die Triebe der Zielpflanzen ab, sodass wiederholte Behandlungen erforderlich sein können, um eine Regeneration zu vermeiden. Auf der Grundlage der Wirkungsweise lassen sich die thermischen Bekämpfungsmethoden in drei Gruppen einteilen: (i) direkte Erhitzungsmethoden (Abflammen/Verbrennen, Solarisation, Infrarot-Unkrautvernichter, Heißwasser, Dämpfen, Heißluft), (ii) indirekte Erhitzungsmethoden (Elektroschock, Mikrowellen, Laserstrahlung, ultraviolettes Licht) und (iii) Einfrieren als entgegengesetzter Pflanzenstressfaktor.
- Abflammen/Verbrennen. Pflanzenprozesse können durch hohe Temperaturen geschädigt werden, indem Proteine koagulieren und denaturieren, die Membrandurchlässigkeit erhöht und Enzyme inaktiviert werden. Der thermische Totpunkt für die meisten Pflanzengewebe liegt nach längerer Exposition bei 45 – 55 °C. Die Wirksamkeit des Verfahrens wird hauptsächlich durch die Pflanzengröße zum Zeitpunkt der Behandlung und weniger durch die Dichte der Unkrautpflanzen beeinflusst. Die tolerantesten Arten können unabhängig von der Anzahl der Anwendungen nicht durch Abflammen bekämpft werden. Das Abflammen ist eine erfolgreiche Art der Unkrautbekämpfung, wird aber wegen der hohen Kosten und der höheren Wirksamkeit anderer Methoden in Kulturen nur selten eingesetzt. Das Abflammen wirkt sich nur auf die Samen aus, die sich in der Mulchschicht und auf der unmittelbaren Bodenoberfläche unterhalb der Mulchschicht befinden. Um den Boden zu schonen und die organische Substanz zu erhalten, sollte das Verbrennen nur auf gehäuftem Stroh oder auf gesammeltem Unkrautmaterial auf dem Feld durchgeführt werden, das sogenannte Spotbrennen.
Der am häufigsten verwendete Brennstoff in den Brennern ist Flüssiggas (LPG), in der Regel Propan, aber auch erneuerbare Alternativen wie Wasserstoff wurden geprüft. Das Flammjäten (Abbildung 5.14) kann billiger sein als das Jäten von Hand, aber die Maschinenkosten sind hoch. Man kommt zu dem Schluss, dass die Behandlung einer Fläche von 6 bis 20 Hektar die Kosten auf ein vernünftiges Niveau senkt, aber auch die Behandlung kleinerer Flächen könnte je nach Kultur rentabel sein.
- Dämpfen. Die Anwendung von Dampf zur Unkrautkontrolle (Abbildung 5.15) führt zu einem geringfügig niedrigeren Wasserverbrauch und bietet eine bessere Durchdringung des Pflanzendaches im Vergleich zu Heißwasseranwendung. Die Wirksamkeit dieser Methode hängt von der Temperatur des Dampfes, der Unkrautart, der Dauer der Anwendung und der Pflanzengröße ab. Mehrjährige Unkrautarten haben die Fähigkeit, sich zu regenerieren, sodass eine wiederholte Behandlung erforderlich ist. Die Samenhülle einjähriger Unkrautarten kann einen gewissen Schutz gegenüber dem Dampf bieten. Die mobile Bodenbedampfung wird kommerziell zur Unkrautbekämpfung auf dem Feld und in Gewächshäusern eingesetzt, um sowohl Pathogene als auch Unkraut zu bekämpfen und den Boden zu sterilisieren. Das Interesse an Dampfsterilisationsmethoden wurde durch die Sorge um die Verwendung des hochgiftigen Methylbromids neu geweckt. Unter Metallwannen, die 3 bis 8 Minuten lang auf frisch angelegte Beete gedrückt werden, wird Dampf unter Druck angewendet. Der Dampf erhöht die Bodentemperatur auf 70 bis 100 °C und tötet die meisten Unkrautsamen bis zu einer Tiefe von mindestens 10 cm ab, wobei Unkrautsamen unterhalb der behandelten Schicht nicht betroffen sind. Wenn keine weitere Anbaubehandlung folgt, kann die Unkrautbekämpfung zwei Saisons lang wirksam bleiben.
- Solarisation.Die Solarisation ist ein vorbeugendes Verfahren, das die Wärme der Sonne zur Unkrautkontrolle nutzt. Zu diesem Zweck wird eine schwarze oder durchsichtige Kunststoffabdeckung über die Bodenoberfläche gelegt, um die Sonnenstrahlung einzufangen (Abbildung 5.16). Die erhöhte Bodentemperatur tötet Pflanzen, Samen, Pflanzenpathogene und verschiedene Entwicklungsstadien von Schädlingen ab, sodass eine hohe Bodentemperatur als Bodendesinfektionstechnik deklariert wird. Für eine wirksame Solarisationsmethode sind ein warmer, feuchter Boden und eine intensive Strahlung erforderlich, die den ganzen Tag über anhält. Die Feuchtigkeit des Bodens ist für einen wirksamen Prozess erforderlich. Daher ist eine Bewässerung des Bodens vor der Solarisation notwendig. Es wurde auch festgestellt, dass der Erfolg der Bodensolarisierung nicht von der im Boden gemessenen Spitzentemperatur abhängt, sondern vielmehr von der Zeitspanne, in der die Temperatur Tag für Tag über einem bestimmten Schwellenwert (45 °C) liegt. Damit die Unkrautbekämpfungswirkung der Solarisation erhalten bleibt, darf der Boden anschließend nicht bearbeitet werden, da sonst Unkrautsamen, die sich in tieferen Bodenschichten befinden (die von der Erwärmung weniger betroffen sind), an die Bodenoberfläche gebracht werden und keimen können.
- Infrarotstrahlung.Der bei dieser Methode verwendete Brenner nutzt Infrarotstrahlung (IR), um das Unkraut abzutöten. Der Brenner erhitzt Keramik- und Metallflächen, die die Wärme (in Form von IR) auf die Unkrautpflanzen abstrahlen. Eine Keramikscheibe, die mit Gas aus einer kleinen Butangasflasche erhitzt wird, erzeugt IR, wenn sie glüht. Dann wird der sogenannte „heiße Speer“ (ein hervorstehender Metalldorn) in die Mitte der zu vernichtenden Pflanze gedrückt und dort einige Sekunden lang gehalten (bei den meisten Unkräutern reichen etwa 1,5 Sekunden, bei hartnäckigeren Pflanzen ist jedoch mehr Zeit erforderlich). Durch die starke Hitze wird die Feuchtigkeit in den Zellen der Pflanzen zum Kochen gebracht, sodass sie platzen. Unmittelbar nach der Behandlung welken die Blätter und verfärben sich dunkelgrün. Außerdem schädigt die Methode die Proteine in den Zellen, sodass die Pflanze bei fehlender Photosynthese absterben wird. Infrarot-Unkrautbekämpfungsgeräte haben den Nachteil, dass sie eine gewisse Zeit zum Aufheizen benötigen, dass die IR-Paneele empfindlich auf mechanische Beschädigungen reagieren und dass sie teurer sind als Unkrautabflammgeräte. Im Gegensatz zu Abflammgeräten können sie jedoch in Situationen eingesetzt werden, in denen eine offene Flamme extrem gefährlich wäre.
- Direkte Hitze.Vor der Anwendung von direkter Hitze zur Zerstörung von Unkrautsamen im Ackerboden wird der Boden bearbeitet und in Dämme gesetzt. Der bearbeitete Erdwall wird angehoben, durch eine mit einem Dieselbrenner auf 68 bis 70 °C erhitzte Kammer geführt und dann wieder auf den Boden gelegt, sodass ein Streifen unkrautfreier Erde entsteht. Die Behandlungstiefe reicht von 10 cm für flach wurzelnde Pflanzen bis zu 25 cm für Kartoffeln. Das Trockenhitzesystem ermöglicht im Vergleich zum Dämpfen eine schnellere Abdeckung eines Feldes.
- elektrische Unkrautbekämpfung.Es gibt zwei Arten von Systemen, die für die elektrische Behandlung verwendet werden. Bei der „Spark-Discharge“-Methode (Funken-Entladungs-Methode) werden Hochspannungsimpulse von kurzer Dauer (z. B. 25 - 60 kV, 1 - 3 μs) zur Unkrautbekämpfung, zum Ausdünnen der Pflanzen und zur Beschleunigung der Reifung eingesetzt. Bei der Methode des „kontinuierlichen Kontakts“ wird ein Metallapplikator verwendet, der an eine Hochspannungsquelle (z. B. 15 kV, 54 kW, 30 Ampere) angeschlossen ist. Der elektrische Strom fließt in einem geschlossenen Stromkreis durch die Pflanzen bis in die Wurzeln, durch kommunizierende Wurzeln in Nachbarpflanzen und von dort zurück in einen Stromabnehmer an der Bodenoberfläche. In einem solchen Stromkreis bildet die Pflanze einen Widerstand. Die elektrische Spannung schädigt das Chlorophyll der berührten Pflanzen und tötet die Pflanzenzellen ab. Diese Methode wird zur flächendeckenden Unkrautbekämpfung, zum Ausdünnen von Reihenkulturen und zum Beschneiden und Austrocknen von Wurzelfrüchten eingesetzt.
- Einfrieren (kryogene Unkrautbekämpfung).Für die Gefrierbehandlungen werden zwei verschiedene Medien eingesetzt: flüssiger Stickstoff und Kohlendioxidschnee (Trockeneis). Das kryogene System appliziert flüssigen Stickstoff über ein modifiziertes Sprühgerät auf die Zielunkräuter und zerkleinert diese dann mit einer mechanischen Walze mit Auflast. Flüssiger Stickstoff ist wirksamer als Kohlendioxid, aber keines von beiden ist so wirksam wie das Abflammen. Das Einfrieren ist nur dann von Vorteil, wenn beim Abflammen eine offensichtliche Brandgefahr besteht.
Es gibt noch weitere thermische Unkrautbekämpfungsmethoden wie Infrarotstrahlung, Mikrowellenstrahlung, elektrostatische Felder, Bestrahlung, Laser oder ultraviolettes Licht, die in diesem Kapitel jedoch nicht näher erläutert werden.
Mechanische Unkrautkontrolle
Landwirtschaft betreibenden Personen steht eine breite Palette mechanischer Unkrautbekämpfungsgeräte zur Verfügung, von einfachen Handgeräten bis hin zu traktorbetriebenen Geräten. Dazu gehören Kultivierungsgeräte (z. B. Hacken, Eggen, Zinken und Freischneider), Schneidgeräte (z. B. Mäher und Strimmer) und Geräte, die beides vereinen (z. B. Distelstecher). Grundsätzlich ist das vollständige Eingraben der Unkrautkeimlinge in 1 cm Tiefe und das Abschneiden an oder nahe der Bodenoberfläche die wirksamste mechanische Methode der Unkrautbekämpfung. Der Pflanzenbestand und die Unkrautpopulation bestimmen im Wesentlichen den Typ des Geräts und den Zeitpunkt bzw. die Häufigkeit seiner Anwendung, die eine wirksame Unkrautbekämpfung ermöglicht. So eignen sich beispielsweise starre Eggen besser für Ackerkulturen, während andere, wie z. B. Zwischenreihenstriegel, für den Gartenbau effektiver sind. Zu den Nachteilen der mechanischen Unkrautbekämpfung gehören niedrige Arbeitsgeschwindigkeiten, Verzögerungen aufgrund von Nässe und das Risiko, dass die Unkrautbekämpfung fehlschlägt, wenn die Unkräuter größer werden. Die Unkrautbekämpfung ist in früheren Unkrautstadien nicht unbedingt effektiver, da verspätet keimende Unkräuter die Behandlung überleben können. Die mit der mechanischen Unkrautbekämpfung verbundenen zusätzlichen Bodenbearbeitungen könnten die Bodenstruktur beeinträchtigen und möglicherweise die Bodenerosion fördern. Eine verstärkte Mineralisierung von Stickstoff im Boden durch die Bearbeitung kann für die Landwirte ein Problem oder einen Vorteil darstellen.
- Handwerkzeuge. Die manuelle Entfernung von Unkraut ist oft die wirksamste Methode, um zu verhindern, dass sich Unkraut ausbreitet und zu einem ernsten Problem wird. Handgeräte sind aufgrund ihrer Fähigkeit zur vegetativen Vermehrung eher für einjähriges als für mehrjähriges Unkraut geeignet. Manuell betriebene Unkrautbekämpfungsgeräte werden wie folgt unterschieden:
- kleine Werkzeuge: Hierbei handelt es sich um traditionelle, handgeführte Hacken, die von den Landwirten eingesetzt werden. Diese Geräte sind zwar für die Beseitigung von Unkraut zwischen den Pflanzen geeignet und sehr effektiv, können aber nur in der Hocke eingesetzt werden und haben eine sehr geringe Arbeitsleistung. Handhacken, Schieberhacken und andere traditionelle Methoden des Handjätens werden weltweit immer noch in Gartenbaukulturen eingesetzt. Das Handjäten wird häufig nach dem mechanischen Jäten zwischen den Reihen eingesetzt, um das in der Reihe verbliebene Unkraut zu beseitigen. Die Anwendung während der Tageshitze bei hellem Sonnenlicht ist am besten, da das Unkraut unter diesen Bedingungen schnell abstirbt. Bei regnerischem Wetter und nassen, lehmigen Böden kann sich das Unkraut erholen oder überleben.
- Spaten oder Hackspaten. Diese Geräte haben gerade, gebogene oder gezackte Klingen. Das Unkraut wird durch Graben, Schneiden und Entwurzeln entfernt. Sie werden in gebückter Haltung betrieben. Die Arbeit ist normalerweise langsam und anstrengend.
- Werkzeuge mit langem Stiel. Bei Langstielgeräten ist ein Bodenbearbeitungswerkzeug am Ende eines 1,5 bis 2 m langen Stiels befestigt. Diese Geräte werden im Schiebe-, Schiebe-Zieh- oder Zugmodus und in stehender Position betrieben. Sie sind für die Arbeit unter krümeligen Bodenfeuchtigkeitsbedingungen ausgelegt und ermöglichen eine hohe Arbeitsleistung in den frühen Phasen des Pflanzenwachstums, wenn das Unkraut noch klein ist.
- Eggen. Das Eggen ist eine traditionelle Form der mechanischen Unkrautbekämpfung (Abbildung 5.17), um einjährige Unkräuter zu bekämpfen, ist aber unwirksam gegen mehrjährige und tief wurzelnde Unkräuter. Um der Kultur einen frühen Vorteil zu verschaffen, indem die ersten aufkommenden Unkräuter durch Federzinken-, Ketten- oder Schleppeggen abgetötet werden, kann nach der Aussaat, aber vor dem Auflaufen der Kultur, blind oder vor dem Auflaufen geeggt werden. Frühes Striegeln ist bei trockenem Wetter und ausreichender Bodenfeuchtigkeit erfolgreich. Der Nachteil des Blindeggens ist die geringe Wirksamkeit, wenn nur wenige Unkräuter aufgetaucht sind, und manchmal der langsame Aufgang der Pflanzen. Striegeln kann auch nach Pflanzenaufgang angewendet werden, allerdings kann es dabei zu Schädigungen der Pflanzen kommen. Eine Erhöhung der Arbeitstiefe von 10 auf 30 mm verdoppelt die Anzahl der gerodeten Pflanzen und wird durch höhere Bodenfeuchtigkeit und schnellere Arbeitsgeschwindigkeiten weiter verbessert. Die Sortierwirkung der Zinken nimmt mit breiteren Zinken und langsamerer Fahrgeschwindigkeit zu, während die Wurfwirkung mit der Fahrgeschwindigkeit, der Arbeitstiefe und der Zinkenbreite zunimmt.
- Ketteneggen mit runden und/oder schiffchenförmigen Gliedern vergraben das Unkraut, ziehen es aber nicht hoch. Sie sind besonders wirksam auf leichten Böden und vor dem Auflaufen der Pflanzen oder bei kurzen Kulturen. Zinkenstriegel mit starren oder gefederten Zinken kultivieren oberflächlich die gesamte Bodenoberfläche und verursachen weniger Ernteschäden. Sie sind auf leichteren Böden effektiver und auf schweren Böden weniger erfolgreich.
- Striegel mit flexiblen Zinken (Flexi-Zinken) können selektiv im späten Bestockungsstadium von Getreide eingesetzt werden, wenn das dichte Pflanzenlaub die Zinken in die Zwischenreihen drückt. Sie sind am wirksamsten, wenn sich das Unkraut im Weißfäden- (Unkraut, das gekeimt, aber noch nicht aufgetaucht ist) oder Keimblattstadium befindet. Die Vorteile der Flexi-Zinken liegen in der hohen Arbeitsgeschwindigkeit, dem Aufbrechen von Bodenkrusten und dem Anheben von Abschnitten über der Kultur ohne Verletzung.
- Torsionsjäter mit Zinkenpaaren auf beiden Seiten der Pflanzenreihe ermöglichen eine präzisere Arbeit zwischen den Reihen. Die Pflanzen müssen sehr gut durchwurzelt sein und einen ausreichenden Reihenabstand haben. Das optimale Kulturstadium für den Einsatz von Torsionsjätgeräten ist im Blattstadium 2+ und bei sehr guter Durchwurzelung.
- Rotierende Unkrautstecher sind Unkrautbekämpfungsgeräte mit Drehzinken, bei denen zwei vom Boden angetriebene „Stern-“ oder „Spinnenzinken“-Rotoren jede Reihe bearbeiten, ermöglichen auch die Unkrautbekämpfung zwischen den Reihen. Der Winkel der Rotoren kann so eingestellt werden, dass der Boden von der Reihe weg oder zur Reihe hin bewegt wird; im letzteren Fall wird der Boden aufgewirbelt, um kleine Unkräuter in der Reihe zu vergraben.
- Traktorhacken. Traktorhacken durchschneiden den Boden in einer Tiefe von 2 bis 4 cm mit einer festen, vibrierenden oder rotierenden „A“- oder „L“-Form. Eine größere Arbeitstiefe verbessert die Unkrautbekämpfung kaum, aber eine höhere Fahrgeschwindigkeit erhöht die Bodenbedeckung der Unkräuter und verringert deren Überleben. Die Bodenstruktur ist wichtig: In groben Böden kann das Unkraut in den von der Hacke angehobenen Erdklumpen weiter wachsen. Das Austrocknen der Bodenoberfläche ist ein entscheidender Faktor, um die Regeneration von Unkraut zu verhindern, und feuchte Bedingungen nach der Hacke können den Bekämpfungsgrad verringern. Die Hacke ist besonders wirksam gegen reifes Unkraut. Hacken bekämpfen Unkräuter innerhalb der Zwischenreihen. Da die Schare alles unterschneiden, müssen die Hacken sehr sorgfältig zwischen den Pflanzenreihen geführt werden. Ein gutes Saatbett und eine präzise Aussaat sind Voraussetzungen für eine erfolgreiche Hackenarbeit. Um zu vermeiden, dass eine große Anzahl von Pflanzen entfernt und von Erde bedeckt wird, können verschiedene Arten von Schutzvorrichtungen angebracht werden. Diese können die Form von Scheiben, Platten oder Schutzhauben haben.
Die Motorhacke wird von einer Zapfwelle angetrieben und ist mit rotierenden L-förmigen Messern auf einer horizontalen Achse ausgestattet (Abbildung 5.18). Die Breite des Rotors kann auf verschiedene Reihenbreiten eingestellt werden, sodass eine intensivere Bodenbearbeitung möglich ist und auch größeres Unkraut bekämpft werden kann. Die Bodenfräse erfüllt zwei grundlegende Funktionen: (i) Beseitigung kleinerer Unkräuter und (ii) Auflockerung verkrusteter oder verdichteter Böden, um das Auflaufen der Pflanzen zu erleichtern. Eine weitere Entwicklung ist die bodengetriebene Unkrautfräse oder der Rollkultivator, bei dem in der Regel zwei bodengetriebene „Stern-“ oder „Spinnenzinken“-Rotoren jede Reihe abdecken. Die Bodenfräse stört die Ernterückstände nur geringfügig und verbessert so die Infiltration und verhindert Erosion. Ihr Einsatz ist im Allgemeinen auf großflächig gesäte Kulturen wie Mais und Sojabohnen beschränkt, da diese Kulturen relativ tief gepflanzt werden und ein Wurzelsystem haben, das sich schnell genug entwickelt, um die jungen Setzlinge zu verankern.
- Unkrautbürste. Die Unkrautbürste (Abbildung 5.19) ist in erster Linie für die Unkrautbekämpfung zwischen den Reihen von Gemüsekulturen gedacht, kann aber auch in Getreide eingesetzt werden. Es wurden zwei Haupttypen von Unkrautbürsten entwickelt: (i) mit Scheibenbürsten, die in der vertikalen Ebene auf einer horizontalen Achse arbeiten, und (ii) mit Rundbürsten, die in der horizontalen Ebene auf einer vertikalen Achse arbeiten. Im Allgemeinen bestehen die Bürsten aus Glasfaser und sind flexibel. Diese Unkrautbekämpfungsgeräte arbeiten sehr oberflächlich und entwurzeln hauptsächlich Unkraut, aber sie können auch Unkraut vergraben oder brechen. Zum Schutz des Ernteguts kann ein Schutzschild oder ein Schutzzelt verwendet werden. Bei der Verwendung von Bürsten mit horizontaler Achse sollte die Rotationsgeschwindigkeit nur geringfügig höher sein als die Geschwindigkeit des Traktors, da sonst zu viel Staub aufgewirbelt wird. Bei Unkrautbürsten mit horizontaler Achse ist die Arbeitstiefe der wichtigste Faktor für eine gute Unkrautbekämpfung. Traktorgeschwindigkeit, Bürstengeschwindigkeit und Bodenbeschaffenheit bestimmen die Arbeitstiefe. Eine höhere Drehzahl verbessert die Wirkung nicht, allerdings nutzen sich die Borsten schneller ab. Sie hat den Vorteil, dass sie bei feuchteren Bodenverhältnissen eingesetzt werden kann als eine Schlepphacke. Wenn der Boden zu hart ist, entfernt die Unkrautbürste nur den Teil des Unkrauts, der sich oberhalb des Bodens befindet, und das Unkraut wächst leicht wieder nach. Bei der Anwendung auf feuchtem Boden lässt die Wirkung nach, weil die Erde an den Borsten kleben bleibt. Bei einigen Modellen von Vertikalachsenbürsten können Winkel, Drehzahl und Drehrichtung der Bürsten eingestellt werden. Vertikalachsenbürsten können so eingestellt werden, dass sie Erde in Richtung der Pflanzenreihe werfen oder Erde und Unkraut aus der Reihe entfernen.
- Rasenmäher, Mähmaschinen und Freischneider bzw. Trimmer. Diese Methoden werden häufig bei Rasenflächen angewandt, können aber auch in Wein- und Obstanlagen, Weiden und Futterpflanzenkulturen eingesetzt werden, wenn sie in geeigneter Weise angewendet werden. Wenn das Unkraut viel höher ist als die Pflanze, kann es möglich sein, das Unkraut zu „kappen“ und zumindest die weitere Aussaat zu verhindern. Mithilfe von Schnitt- und Mähtechniken können wir jedoch die Größe der Unkräuter und ihre Samenproduktion kontrollieren und die Konkurrenz zwischen Unkräutern und Nutzpflanzen minimieren. Hand- und Radtrimmer bieten die Möglichkeit, Sämlinge und größere Unkräuter vor dem Auflaufen insgesamt oder nach dem Auflaufen zwischen den Pflanzenreihen abzuschneiden, ohne die Bodenoberfläche zu stören. Diese Techniken sind jedoch selten effizient genug, um eine vollständige Unkrautbekämpfung zu erreichen. Das Schneiden und Mähen von Unkräutern reduziert deren Blattfläche, verlangsamt ihr Wachstum und verringert oder verhindert die Samenproduktion. Wiederholtes Mähen verringert die Konkurrenzfähigkeit der Unkräuter, erschöpft die Kohlenhydratreserven in den Wurzeln und verhindert die Samenbildung. Einige Unkräuter, die gemäht werden, wenn sie noch jung sind, werden leicht vom Vieh verzehrt. Mähen kann ein-, zwei- und mehrjährige Unkräuter abtöten oder unterdrücken und dazu beitragen, ihre Ausbreitung einzuschränken. Ein einmaliges Mähen reicht nicht aus, um die meisten Unkräuter zufriedenstellend zu bekämpfen; ein drei- oder viermaliges Mähen pro Jahr über mehrere Jahre hinweg kann jedoch bestimmte Unkräuter stark reduzieren und gelegentlich sogar beseitigen. Regelmäßiges Mähen trägt dazu bei, dass sich Unkräuter nicht etablieren, ausbreiten und mit erwünschten Futterpflanzen konkurrieren.
| Gerät | Positive Wirkung bei der Unkrautbekämpfung | Negativer Effekt der Unkrautbekämpfung |
|---|---|---|
| Pflug | Unterbricht das Unkrautwachstum und die Samenproduktion. Vergräbt die in diesem Jahr produzierten Samen und vergräbt mehrjährige Unkräuter und ihre unterirdischen Wurzel-/Stammsysteme. | Unkrautsamen aus der Samenbank werden an die Bodenoberfläche gebracht. |
| Grubber/ Scheibenegge | Unterbricht das Unkrautwachstum und die Samenproduktion. Vergräbt die in diesem Jahr produzierten Samen und vergräbt/zerteilt mehrjährige Unkräuter und ihre unterirdischen Wurzel-/Stammsysteme. | Kann die Entwicklung von Trieben aus unterirdischen Wurzel-/Stammsystemen von mehrjährigen Unkräutern anregen. |
| Egge | Zerstört/tötet kleine Unkrautpflanzen. Zerstückelt Wurzel-/Stängelteile von mehrjährigen Unkräutern in der Nähe der Bodenoberfläche. | Stimuliert die Keimung von Unkrautsamen. Kann lebensfähige Wurzel-/Stängelteile von mehrjährigen Unkräutern verbreiten. |
| Walze | Verbessert die Keimbedingungen für die Kulturpflanzen. | Verbessert die Keimbedingungen für die Unkrautsamen. |
| Unkrautstriegel | Bedeckt kleine Unkrautpflanzen mit Erde und/oder entwurzelt sie. | Stimuliert die Keimung von Unkrautsamen. Kann die Ernte mehr oder weniger schädigen. |
| Zwischenreihen- grubber | Bedeckt kleine Unkrautpflanzen mit Erde, entwurzelt sie oder schneidet sie ab. | Kann die Kulturpflanzen schädigen. |
| Unkrautbürste | Deckt kleine Unkrautpflanzen mit Erde zu oder entwurzelt sie. | Kann die Kulturpflanzen schädigen. |
| Mäher | Abschneiden von Unkraut in wachsenden Kulturen. | Wenn sie erst nach der Stängelstreckung eingesetzt werden, wird die Nutzpflanze geschädigt. |
Mulchen
Mulch ist eine Schicht aus unterschiedlichem Material, die auf die Bodenoberfläche aufgebracht wird. Er bildet eine physische Barriere auf der Bodenoberfläche und blockiert fast das gesamte Licht, das die Oberfläche erreicht. Er hält die Bodenoberfläche schattig und kühl, verringert die täglichen Schwankungen der Bodentemperatur, sodass Unkräuter, die unter dem Mulch auftauchen, nicht genügend Licht zum Überleben haben. Wenn beispielsweise eine Deckfrucht durch extreme Temperaturen, Mähen oder Walzen abgetötet wird, bleiben ihre Reste als Mulch auf der Bodenoberfläche zurück. Dessen Wirksamkeit hängt von der Art des Unkrauts ab. So wird beispielsweise die Keimung von kleinsamigen, breitblättrigen Unkräutern durch eine 2 bis 3 Zentimeter dicke Schicht aus Deckfruchtrückständen wirksam verhindert. Breitblättrige Sämlinge mit größeren Samen, Grassämlinge und mehrjährige Unkräuter, die aus eingegrabenen Rhizomen und Knollen austreiben, können dagegen durchbrechen, aber ihr Wachstum kann durch Rückstände einer Deckfrucht mit hoher Biomasse verzögert werden. Die Mulchwirkung kann durch die Freisetzung von allelopathischen Substanzen aus den verrottenden Rückständen verstärkt werden. Außerdem bietet Mulch Lebensraum für Laufkäfer und andere Räuber von Unkrautsamen sowie für Mikroorganismen, die Unkrautkeimlinge befallen und abtöten können. Je nach Art des Bodenbedeckungsmaterials gibt es verschiedene Arten von Mulch: organische (Laub, Grasschnitt, Torfmoos, Holzschnitzel, Rindenschnitzel, Strohmulch, Kiefernstroh, biologisch abbaubarer Mulch, Pappe/Zeitungspapier) und synthetische (Gummi, Kunststoff, Polypropylen und Polyethylen, Teppich, farbiger Mulch). Mulch kann auch wie folgt unterteilt werden:
- Mulchschichte. Unkrautbekämpfung im ökologischen Landbau eingesetzt, sind aber für geringwertigere, großflächige Feldkulturen im Allgemeinen nicht geeignet. Kunststoffmulche haben eine doppelte Wirkung: Sie filtern selektiv die photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) heraus und lassen Infrarotlicht zur Erwärmung des Bodens durch (thermische Unkrautbekämpfung). Hinsichtlich der Farbe des Mulchs wurde festgestellt, dass weiße und grüne Abdeckungen wenig Wirkung auf das Unkraut haben, während braune, schwarze, blaue und weiße auf schwarzen (zweifarbigen) Folien das Aufkommen von Unkraut verhindern. Letztere hat den Vorteil, dass der höhere Lichtreflexionsgrad für die Pflanzen von Vorteil ist. Kunststoff- und andere haltbare Mulchfolien haben den Nachteil, dass sie sich auf dem Feld nicht abbauen. Mulche aus Papier (Abbildung 5.20), nicht gewebten Naturfasern und abbaubaren Kunststoffen haben den Vorteil, dass sie sich auf natürliche Weise zersetzen und nach Gebrauch in den Boden eingearbeitet werden können. Durch die richtige Verlegung des Papiers können Schäden durch Regen oder Wind vermieden werden. Zusätzliche Umweltvorteile können sich ergeben, wenn der Papiermulch aus recycelten Materialien wie Kartonagen hergestellt wird. Im Jänner 2018 wurde die Europäische Norm EN 17033: „Kunststoffe - Biologisch abbaubare Mulchfolien für den Einsatz in Landwirtschaft und Gartenbau - Anforderungen und Prüfverfahren“ veröffentlicht. Die Norm wurde vom Europäischen Komitee für Normung, Technisches Komitee CEN/TC 249 Kunststoffe, erarbeitet und gilt für alle Länder der Europäischen Union sowie Mazedonien, Norwegen, Schweden, Schweiz, Serbien, Türkei und das Vereinigte Königreich. Diese Norm regelt die Anforderungen an biologisch abbaubare Kunststoff-Mulchfolien (BDM): ihre Zusammensetzung, ihre biologische Abbaubarkeit im Boden, ihre Auswirkungen auf die Bodenumwelt (Ökotoxizität), ihre mechanischen und optischen Eigenschaften sowie die Prüfverfahren für jede der aufgeführten Kategorien. Sie gilt nicht für Mulchfolien, die nach dem Gebrauch von den Äckern entfernt werden.
- Lebende Mulche (Bodendecker). Lebender Mulch besteht aus einem dichten Bestand niedrig wachsender Arten (Abbildung 5.21), die vor oder nach der Ernte angebaut werden (z. B. Untersaat von Getreide mit Klee und Gras). Er verlangsamt die Entwicklung von Unkräutern und bietet weitere Vorteile (Stickstofffixierung, Schutz des Bodens vor Wasser- und Winderosion, Zunahme von Fraßfeinden von Pflanzenschädlingen). Lebende Mulche kontrollieren Unkraut auf zwei Arten: Wenn sie vor der Etablierung von Unkräutern ausgesät werden, unterdrücken sie Unkräuter durch Konkurrenz. In manchen Situationen können die allelopathischen Eigenschaften von lebenden Mulchen zur Unkrautbekämpfung genutzt werden. Es wurde argumentiert, dass einjährige Unkräuter bei richtiger Bewirtschaftung eine natürliche Bodenbedeckung darstellen würden. Lebende Mulche werden manchmal auch als Deckfrüchte bezeichnet, wachsen aber zumindest einen Teil der Zeit gleichzeitig mit der Kulturpflanze. Deckfrüchte werden in der Regel vor der Etablierung der Kultur abgetötet. Oft ist der Hauptzweck eines lebenden Mulchs die Verbesserung der Bodenstruktur, die Verbesserung der Nährstoffversorgung oder die Vermeidung von Schädlingsbefall; die Unkrautunterdrückung kann nur ein zusätzlicher Nutzen sein. Ein Nachteil von lebendem Mulch ist, dass er mit der Hauptkultur um Nährstoffe und Wasser konkurriert, was zu Ertragseinbußen führen kann. Obwohl Leguminosen als Deckfrucht eine hohe Biomasseproduktion und einen hohen Umsatz aufweisen, ist es unwahrscheinlich, dass sie die organische Substanz des Bodens erhöhen. Das liegt daran, dass Leguminosen, die als lebende Mulchpflanzen verwendet werden, einen höheren N-Gehalt und ein niedriges Verhältnis von C zu N aufweisen. Wenn sich die Leguminosenrückstände zersetzen, steht den Bodenmikroben also ausreichend N zur Verfügung, um den Abbau organischer Stoffe im Boden zu fördern. Daher wird der Einsatz von Leguminosen vor allem dann empfohlen, wenn bereits genügend organisches Material im Boden vorhanden ist.
- Partikelmulche. Partikelmulche bestehen aus einer Masse von auf dem Boden verteiltem, losem Material wie Stroh, Rinde und kompostierten kommunalen Grünabfällen (Abbildung 5.22). Der Partikelmulch kann aus Kompost, Dung, Stroh, Sägespänen, Steinen, Kies oder jedem anderen Material bestehen, das den Boden bedeckt. Unkrautsamen im Mulch selbst können ein Problem darstellen, wenn der Kompostierungsprozess nicht vollständig wirksam war oder eine Verunreinigung durch vom Wind verwehte Samen vorliegt. In Strohmulch sind durchwachsene Getreidesämlinge ein besonderes Problem, da nach der Ernte Getreidekörner und sogar ganze Ähren im Stroh verbleiben. Es besteht die Gefahr, dass Herbizid- oder Wachstumsregulatorenrückstände, die auf dem Stroh von konventionell angebautem Getreide verbleiben, die Ernte schädigen. Bei Partikelmulchen wie Stroh, die aus leichten Materialien bestehen, besteht die Möglichkeit, dass sie vom Wind verweht werden.
Biologische Unkrautkontrolle
Bei biologischen Unkrautregulierungsmethoden werden lebende Organismen wie Insekten, Nematoden, Bakterien oder Pilze eingesetzt, um Unkrautpopulationen zu reduzieren. Die klassische (oder inokulative) Bekämpfung beschreibt die Einführung wirtsspezifischer, exotischer natürlicher Gegenspieler zur Kontrolle gebietsfremder Unkräuter. Bei der inundativen (oder augmentativen) Bekämpfung werden (in der Regel) massenhaft einheimische natürliche Gegenspieler gegen (in der Regel) einheimische Unkräuter produziert und freigesetzt. Die grundlegenden Kriterien für ökologische Produkte sind Wirtsspezifität und Langzeitwirkung. Da auf dem Feld jedoch in der Regel Unkrautpopulationen aus gemischten Arten vorkommen, wird ihre praktische Anwendbarkeit (auch) dadurch erschwert. Im weiteren Sinne wird auch die Allelopathie (sekundäre, hemmende Stoffwechselprodukte, die von bestimmten Pflanzen produziert werden) dazu gezählt. Anfällige Unkräuter sterben zwar nicht ab, erleiden aber eine erhebliche biologische Beeinträchtigung, sodass sie keine konkurrenzfähigen Partner für gesunde Kulturpflanzen sind. Vorbeugende kulturelle Praktiken sowie physikalische Bekämpfungsmaßnahmen wie Anbau, Abflammen und Mulchen gehören normalerweise zur Unkrautbekämpfungsstrategie eines Biobetriebs, wobei biologische Produkte oder Wirkstoffe höchstens eine untergeordnete Rolle spielen. Biologische Prozesse können jedoch zur Wirksamkeit von Praktiken wie Deckfruchtanbau, Mulchen, Fruchtfolge und Diversifizierung des Betriebs beitragen, um den Unkrautdruck zu verringern. Zu den biologischen Prozessen, die sich auf Unkräuter auswirken können, gehören: (i) Herbivorie - direkter Verzehr von Unkrautsämlingen, Blättern oder Wurzeln ausgewachsener Unkräuter, (ii) durch Bakterien, Pilze und andere Mikroorganismen verursachte Krankheiten, (iii) Wechselwirkungen zwischen Pflanze, Boden und Mikroorganismen, die die Vitalität und Wettbewerbsfähigkeit von Unkräutern gegenüber der Kulturpflanze verändern, (iv) Allelopathie - Unterdrückung des Unkrautwachstums durch Substanzen, die von anderen Pflanzen freigesetzt werden, (v) Verzehr von Unkrautsamen und (vi) Verfall von Unkrautsamen.
Es ist wichtig, biologische Bekämpfungsmittel eingehend auf ihre Wirtsspezifität zu testen. Vieles davon befindet sich noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase. Einige biologische Prozesse sind jedoch hinreichend gut bekannt und dokumentiert, um als wirksame Methoden zur Verbesserung des Erfolgs des gesamten Unkrautbekämpfungsprogramms eingesetzt zu werden. Darüber hinaus setzen viele diversifizierte Betriebe Vieh und Geflügel als Unkrautkonsumenten ein, oft mit erheblichem Nutzen.
- Allelopathie. Es handelt sich um den Effekt, wenn Pflanzen natürliche Substanzen freisetzen, die die Keimung und das frühe Wachstum von Unkrautsamen unterdrücken oder behindern (Abbildung 5.23). Der Ursprung dieser Substanzen kann sein: (i) Ausscheidung (Exudate) durch lebende Pflanzenwurzeln, (ii) Auswaschung aus Blättern und (iii) Freisetzung während der mikrobiellen Zersetzung von Pflanzenresten. Diese Allelochemikalien, von denen einige so stark sind, dass man sie als Herbizide der Natur bezeichnen könnte, wirken vor allem auf keimende Samen, Sämlinge und Jungpflanzen, indem sie ihr Wachstum bremsen, sichtbare Schäden an Wurzeln oder Trieben verursachen oder sie sogar ganz abtöten. Viele Deckfrüchte und einige Gemüsesorten üben nachweislich eine erhebliche allelopathische Wirkung auf Unkräuter aus, insbesondere auf junge einjährige Unkräuter. Deckfrüchte aus der Familie der Brassicaceen, darunter Raps, Senf und Radieschen, enthalten eine Reihe von Verbindungen, die als Senfölglykoside bezeichnet werden. Diese zerfallen bei der Zersetzung der Rückstände in starke flüchtige Allelochemikalien, sogenannte Isothiocyanate, die sowohl das Pflanzenwachstum als auch die mikrobielle Aktivität beeinträchtigen können. Gut dokumentierte Beispiele sind Roggen, andere Getreidesorten, Sorghum, Sorghum-Sudangras-Hybride, Futterrettich und andere Kohlarten sowie Süßkartoffeln. Hier ein Beispiel dafür, dass eine allelopathische Beziehung recht spezifisch sein kann. So hemmen die Wurzelexsudate der Sonnenblume das Wachstum von Senf und anderen breitblättrigen Unkräutern, haben aber kaum Auswirkungen auf Gräser. In Feldversuchen mit Direktsaat sind Roggenrückstände stark allelopathisch gegen Amaranthus sp. und Chenopodium album, aber nicht gegen Ambrosie. Es gibt einige Fälle, in denen die Allelopathie weniger effektiv ist. Transplantate und große Samen reagieren weniger auf die allelopathische Unterdrückung, da sie tief eingepflanzt werden und die von einer Mulchdecke produzierten allelochemischen Stoffe oberhalb der Bodenoberfläche konzentriert sind. In dem Maße, wie die spezifischen allelopathischen Beziehungen besser verstanden werden, können Fruchtfolgen und Anbausysteme so gestaltet werden, dass die Pflanzen einen Vorteil gegenüber den wichtigsten Unkräutern auf einem bestimmten Feld haben. Im Gegensatz zur direkten Konkurrenz kann die Unterdrückung von Unkräutern durch allelopathische Wirkstoffe noch einige Wochen nach Beendigung einer Deckfrucht anhalten. Das Unterpflügen des obersten Aufwuchses als Gründüngung bewirkt einen intensiven, aber relativ kurzen Ausbruch der allelopathischen Aktivität in der gesamten Bodentiefe. Wenn die Rückstände als Mulch auf der Oberfläche verbleiben, entsteht eine flache (weniger als 2,5 cm), aber beständigere allelopathische Zone, die je nach Wetterbedingungen drei bis zehn Wochen andauern kann.
- Boden-Mikrobiota. Die Fähigkeit der Mikrobiota des Bodens, das Wachstum und die Konkurrenzfähigkeit von Unkräutern gegenüber Nutzpflanzen zu beeinflussen, ist Gegenstand zahlreicher faszinierender Forschungsarbeiten. Die Beziehungen zwischen Pflanzen und Bodenmikroben sind äußerst komplex, und die Forschungsergebnisse sind noch nicht konsistent genug, um die Empfehlung von Verfahren zur Einführung, Förderung oder Begrenzung bestimmter Bodenmikroben als Unkrautbekämpfungsmaßnahmen zu rechtfertigen.
