Sandra Krengel

Agrarrelevante Extremwetterlagen und Möglichkeiten von Risikomanagementsystemen: Studie im Auftrag des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)

Das Verbundforschungsvorhaben untersuchte regional differenzierte Anderungen agrarrelevanter Extremwetterlagen in Deutschland und deren Auswirkungen auf die Landwirtschaft einschlieslich Sonderkulturen und Forstwirtschaft. Auswertungen der Stationsdaten von 1961 bis 2013 des Deutschen Wetterdienstes sowie Daten aus 21 Klimamodelllaufen bis zum Jahr 2100 zeigten unter anderem einen Anstieg extremer Hitzetage, die auch in Zukunft haufiger werden sollen. Ferner wurde in den letzten 20 Jahren eine Zunahme der Tage ohne Niederschlag im Marz und April sowie eine Zunahme extrem trockener Tage im Sommer beobachtet, wobei letztere zukunftig weiter zunehmen sollen. Zunehmende Hitze und Trockenheit beeintrachtigen vor allem die Ertragsbildung bei einigen Ackerkulturen, wie z.B. beim Weizen. Im Wald ist die Verjungungsfahigkeit vor allem unter Fichte und Kiefer gefahrdet. Bei einigen Extremwetterlagen, die insbesondere im Acker- und Sonderkulturanbau hohe Schaden verursachen, wie z. B. Hagel, Starkniederschlage und Spatfroste, besteht wegen fehlender Beobachtungsdaten bzw. nicht eindeutiger Wechselwirkungen weiterer Forschungsbedarf. Nach den Ergebnissen besteht angesichts vielfaltiger Anpassungsoptionen in der Land- und Forstwirtschaft keine unmittelbare Notwendigkeit, Risikomanagementsysteme staatlich verstarkt zu unterstutzen.

Klimaanpassung in Land- und Forstwirtschaft: Ergebnisse eines Workshops der Ressortforschungsinstitute FLI, JKI und Thünen-Institut

Das Working Paper stellt die Ergebnisse einer Umfrage und eines Workshops zusammen, die von Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen der Ressortforschungsinstitute Thunen-Institut, Julius Kuhn-Institut (JKI) und Friedrich-Loeffler-Institut (FLI) im Herbst 2016 zusammengetragen und diskutiert worden sind. Ziel des Workshops und der Umfrage war, den Stand des Wissens zu Klimaanpassungsthemen in der Ressortforschung des BMEL und die zukunftigen Herausforderungen einer Anpassung an den Klimawandel in der deutschen Land- und Forstwirtschaft zu analysieren. Die deutsche Land- und Forstwirtschaft ist von primaren Klimafolgen wie stetig steigenden Durchschnittstemperaturen, veranderten Niederschlagsmustern und immer haufiger auftretenden, regional und saisonal sehr unterschiedlich ausgepragten Extremwetterereignissen betroffen. Zudem fuhren sekundare Klimafolgen wie ein erhohter Schaderreger- und Infektionsdruck, Probleme bei der Bekampfung von Schadnagern in Land- und Forstwirtschaft, eine Verschiebung der Vegetationsphasen oder eine Anderung der Produktqualitat zu hoheren Anbau- und Produktionsrisiken. Viele ertragswirksame Faktoren wie z. B. steigende Ozon-Konzentrationen und deren Interaktion mit Schadlingsbefall und Extremwetterereignissen sind noch weitgehend ungeklart. Der CO2-Dungeeffekt, hohere Temperaturen und die Verlangerung der Vegetationsperiode bieten aber auch Chancen fur die deutsche Landwirtschaft, vor allem fur den Pflanzenbau. Im Vergleich zu anderen Regionen der Welt werden die Produktionsbedingungen in Mitteleuropa voraussichtlich auch kunftig stabil und gunstig fur den Pflanzenbau bleiben. Damit verbunden sind Moglichkeiten, stabil hohe und ggf. hohere pflanzenbauliche Ertrage zu erzielen und die Wettbewerbsfahigkeit der deutschen Landwirtschaft an den Weltagrarmarkten zu verbessern. Zum Teil kann durch eine Anpassung der Produktionssysteme von Kulturpflanzen und in der Tierhaltung mit relativ einfachen Masnahmen auf Klimaanderungen reagiert werden. Es werden jedoch weitere Masnahmen und vor allem auch Strategien fur den Umgang mit Klimafolgen und Extremwetterereignissen benotigt. Insgesamt wird eine regionalspezifische Ausrichtung der Produktionssysteme immer wichtiger. Im Forst ist es von essentieller Bedeutung, die am besten an die zukunftigen Klimabedingungen einzelner Standorte angepassten Baumarten und Herkunfte zu identifizieren und in die Bestande zu integrieren. Parallel dazu sollte die Identifizierung der genetischen Grundlagen einzelner Resistenz- und Toleranzmerkmale gegenuber abiotischen und biotischen Schadfaktoren verstarkt erforscht und die Ergebnisse fur die gezielte Zuchtung resistenter Baume genutzt werden.Fur den Ackerbau werden angepasste und tolerante Sorten sowie Ertragsmodelle benotigt, die sowohl Schaden durch Extremwetterereignisse als auch durch Schaderreger vorbeugen, aber auch positive Faktoren und Interaktionen nutzen konnen. Die Modelle werden auch als Grundlage der Bewertung von Risikomanagementsystemen benotigt. Zudem besteht Bedarf an der Entwicklung von (digitalen) Entscheidungshilfen fur den bestmoglichen und effektivsten Dungezeitpunkt, eine gezielte Bewasserung oder auch die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln. Anpassungsmasnahmen sollten anhand ihrer Kosten und Nutzen aus okonomischer, okologischer und gesellschaftlicher Sicht bewertet werden. Um Handlungsempfehlungen zum Anbau einzelner Kulturen an verschiedenen Standorten erarbeiten zu konnen, ist neben der wissenschaftlichen Analyse der Risiken ebenso die weitere Erforschung der Chancen, die sich durch die erwarteten Klimaanderungen ergeben konnten, erforderlich. [...]

Auswirkung mehrjähriger pflugloser Bodenbearbeitung auf denAuflauf von Durchwuchsgetreide in Winterraps

Recent studies on endophytic Kosakonia radicincitans DSM 16656T demonstrated a wide plant growth-promoting activity. The application of this Gram-negative bacterium as a biofertilizer is limited due to the lack of adequate formulation that protects the cells during drying and storage and supports plant colonization. Here we set out to elucidate the compatible solutes accumulation influence of K. radicincitans triggered by osmotic stress on its capacity as an endophyte in radish plants. We found that physiological modifications by osmotic stress treatments and accumulation of compatible solutes during cultivation, improve the capability of K. radicincitans formulated in dry beads to colonize and to promote radish growth. Thus, pre-conditioning of cells with NaCl 4% and by adding compatible solutes such as hydroxyectoine during cultivation induced a positive effect on relative gene expression response, enhancing significantly the ability to colonize plant tissue up to 10 fold. Additionally, when this osmolyte was added, either dry matter of tuber or leaves increased by 3 % and 13.59 %, respectively in comparison to beads without the bacterium. These first results indicate that a systematic approach to cultivation and formulation may increase the endophytic capacity of this bacterium.

Der Inlandsabsatz von Pflanzenschutzmitteln im Hinblick auf verschiedene Maßzahlen zur Bewertung der Intensität

Recent studies on endophytic Kosakonia radicincitans DSM 16656T demonstrated a wide plant growth-promoting activity. The application of this Gram-negative bacterium as a biofertilizer is limited due to the lack of adequate formulation that protects the cells during drying and storage and supports plant colonization. Here we set out to elucidate the compatible solutes accumulation influence of K. radicincitans triggered by osmotic stress on its capacity as an endophyte in radish plants. We found that physiological modifications by osmotic stress treatments and accumulation of compatible solutes during cultivation, improve the capability of K. radicincitans formulated in dry beads to colonize and to promote radish growth. Thus, pre-conditioning of cells with NaCl 4% and by adding compatible solutes such as hydroxyectoine during cultivation induced a positive effect on relative gene expression response, enhancing significantly the ability to colonize plant tissue up to 10 fold. Additionally, when this osmolyte was added, either dry matter of tuber or leaves increased by 3 % and 13.59 %, respectively in comparison to beads without the bacterium. These first results indicate that a systematic approach to cultivation and formulation may increase the endophytic capacity of this bacterium.

Extremwettermanagement im Ackerbau – Status quo und Bedarf von Betrieben in Brandenburg

Recent studies on endophytic Kosakonia radicincitans DSM 16656T demonstrated a wide plant growth-promoting activity. The application of this Gram-negative bacterium as a biofertilizer is limited due to the lack of adequate formulation that protects the cells during drying and storage and supports plant colonization. Here we set out to elucidate the compatible solutes accumulation influence of K. radicincitans triggered by osmotic stress on its capacity as an endophyte in radish plants. We found that physiological modifications by osmotic stress treatments and accumulation of compatible solutes during cultivation, improve the capability of K. radicincitans formulated in dry beads to colonize and to promote radish growth. Thus, pre-conditioning of cells with NaCl 4% and by adding compatible solutes such as hydroxyectoine during cultivation induced a positive effect on relative gene expression response, enhancing significantly the ability to colonize plant tissue up to 10 fold. Additionally, when this osmolyte was added, either dry matter of tuber or leaves increased by 3 % and 13.59 %, respectively in comparison to beads without the bacterium. These first results indicate that a systematic approach to cultivation and formulation may increase the endophytic capacity of this bacterium.

Beitrag des chemischen Pflanzenschutzes zur Minimierung des CO2- Fußabdrucks der Nutzpflanzenproduktion

Die Daten der Vergleichsbetriebe stellen den Status quo im Pflanzenschutz in Deutschland dar. Der Behandlungsindex in Mohre und Frischkohl betrug im Durchschnitt der Jahre (2007-2014) bei 6,2 bzw. 9,2. Mohren wurden vorrangig mit Herbiziden und Frischkohl mit Insektiziden behandelt. Unter dem Aspekt des Pflanzenschutzes und zur Reduktion der Behandlungsintensitat mit Insektiziden kann Abbildung 1: Behandlungsindex der Herbizide (Herbizid-BI) in Abhangigkeit der Vorfrucht in den Vergleichsbetrieben fur Mohre, 2007-2014, in Deutschland, ungleiche Buchstaben symbolisieren signifikante Unterschiede (p<0,05), nBlattfrucht=58, nGemuse=28, nHalmfruchte=115 208 72. ALVA-Tagung, Seminarhotel Wesenufer, 2017 der Fruhkohlanbau empfohlen werden. Im Kohl- und Mohrenanbau konnen Halmvorfruchte Schadlingsbefall vorbeugen. Die Mittelaufwandmengen wurden vorrangig bei Herbizidanwendungen reduziert In beiden Kulturen wurden Abweichungen vom notwendigen Mas verzeichnet. Die Pflanzenschutzberatung sowie die regelmasige Durchfuhrung von Bonituren konnen Pflanzenschutzmittelanwendungen dem notwendigen Mas naher bringen und die Umsetzung des IPS in der Praxis verbessern. Fur die Ausschopfung nichtchemischer Masnahmen sind Praxisdemonstrationen und der intensive Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis notig, genauso wie Forschungsforderung zur Entwicklung neuer und Optimierung bestehender integrierter Verfahren und neuer Wirkstoffe. Vorbildhaft wird der IPS von den Demonstrationsbetrieben u. a. in den Kulturen Mohre und Weiskohl, seit 2014 umgesetzt. Die Betriebe werden individuell und intensiv betraten, um Pflanzenschutzmittelanwendungen auf das notwendige Mas zu beschranken. Hierfur werden Bonituren unter Nutzung von Schadschwellen, Warndiensthinweisen und Monitoringverfahren durchgefuhrt.

Was finden wir in der Literatur zum Klimawandel über den Einfluss von Extremwetterereignissen auf Schaderreger an den Sonderkulturen Apfel, Spargel, Wein und Hopfen?

Die Daten der Vergleichsbetriebe stellen den Status quo im Pflanzenschutz in Deutschland dar. Der Behandlungsindex in Mohre und Frischkohl betrug im Durchschnitt der Jahre (2007-2014) bei 6,2 bzw. 9,2. Mohren wurden vorrangig mit Herbiziden und Frischkohl mit Insektiziden behandelt. Unter dem Aspekt des Pflanzenschutzes und zur Reduktion der Behandlungsintensitat mit Insektiziden kann Abbildung 1: Behandlungsindex der Herbizide (Herbizid-BI) in Abhangigkeit der Vorfrucht in den Vergleichsbetrieben fur Mohre, 2007-2014, in Deutschland, ungleiche Buchstaben symbolisieren signifikante Unterschiede (p<0,05), nBlattfrucht=58, nGemuse=28, nHalmfruchte=115 208 72. ALVA-Tagung, Seminarhotel Wesenufer, 2017 der Fruhkohlanbau empfohlen werden. Im Kohl- und Mohrenanbau konnen Halmvorfruchte Schadlingsbefall vorbeugen. Die Mittelaufwandmengen wurden vorrangig bei Herbizidanwendungen reduziert In beiden Kulturen wurden Abweichungen vom notwendigen Mas verzeichnet. Die Pflanzenschutzberatung sowie die regelmasige Durchfuhrung von Bonituren konnen Pflanzenschutzmittelanwendungen dem notwendigen Mas naher bringen und die Umsetzung des IPS in der Praxis verbessern. Fur die Ausschopfung nichtchemischer Masnahmen sind Praxisdemonstrationen und der intensive Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis notig, genauso wie Forschungsforderung zur Entwicklung neuer und Optimierung bestehender integrierter Verfahren und neuer Wirkstoffe. Vorbildhaft wird der IPS von den Demonstrationsbetrieben u. a. in den Kulturen Mohre und Weiskohl, seit 2014 umgesetzt. Die Betriebe werden individuell und intensiv betraten, um Pflanzenschutzmittelanwendungen auf das notwendige Mas zu beschranken. Hierfur werden Bonituren unter Nutzung von Schadschwellen, Warndiensthinweisen und Monitoringverfahren durchgefuhrt.

Ertragsentwicklung von Winterroggen unter dem Einfluss von Fruchtfolge, Düngung und Pflanzenschutz in einem Dauerfeldversuch

Die Daten der Vergleichsbetriebe stellen den Status quo im Pflanzenschutz in Deutschland dar. Der Behandlungsindex in Mohre und Frischkohl betrug im Durchschnitt der Jahre (2007-2014) bei 6,2 bzw. 9,2. Mohren wurden vorrangig mit Herbiziden und Frischkohl mit Insektiziden behandelt. Unter dem Aspekt des Pflanzenschutzes und zur Reduktion der Behandlungsintensitat mit Insektiziden kann Abbildung 1: Behandlungsindex der Herbizide (Herbizid-BI) in Abhangigkeit der Vorfrucht in den Vergleichsbetrieben fur Mohre, 2007-2014, in Deutschland, ungleiche Buchstaben symbolisieren signifikante Unterschiede (p<0,05), nBlattfrucht=58, nGemuse=28, nHalmfruchte=115 208 72. ALVA-Tagung, Seminarhotel Wesenufer, 2017 der Fruhkohlanbau empfohlen werden. Im Kohl- und Mohrenanbau konnen Halmvorfruchte Schadlingsbefall vorbeugen. Die Mittelaufwandmengen wurden vorrangig bei Herbizidanwendungen reduziert In beiden Kulturen wurden Abweichungen vom notwendigen Mas verzeichnet. Die Pflanzenschutzberatung sowie die regelmasige Durchfuhrung von Bonituren konnen Pflanzenschutzmittelanwendungen dem notwendigen Mas naher bringen und die Umsetzung des IPS in der Praxis verbessern. Fur die Ausschopfung nichtchemischer Masnahmen sind Praxisdemonstrationen und der intensive Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis notig, genauso wie Forschungsforderung zur Entwicklung neuer und Optimierung bestehender integrierter Verfahren und neuer Wirkstoffe. Vorbildhaft wird der IPS von den Demonstrationsbetrieben u. a. in den Kulturen Mohre und Weiskohl, seit 2014 umgesetzt. Die Betriebe werden individuell und intensiv betraten, um Pflanzenschutzmittelanwendungen auf das notwendige Mas zu beschranken. Hierfur werden Bonituren unter Nutzung von Schadschwellen, Warndiensthinweisen und Monitoringverfahren durchgefuhrt.