Forschungs- und Innovationsprojekt
Punktgenaue Neutralisierung von Herbiziden – Phenomen B

In diesem Projekt soll die Toleranz von Vorauflauf-Herbiziden bei Arznei-, Gewürz- und Rohstoffpflanzen flächendeckend verbessert werden. Gerade sehr langsam wachsende oder konkurrenzschwache Arten können im Sämlingsstadium dadurch einerseits einen Wachstumsvorsprung gegenüber konkurrierendem Unkraut erlangen, sowie andererseits als vitaler, wüchsiger Sämling den in der Folge unvermeidbaren, mechanischen Maßnahmen zur Unkrautkontrolle wesentlich besser standhalten.

Ziele und Anforderungen

Samen von Rainfarn in drei Aufbereitungsvarianten: links pure, mittig mit Pilliermasse versehene sowie rechts zusätzlich mit Aktivkohle ummanteltes Saatgut.Zoombild vorhanden

Saatgut von Tanacetum vulgare (Rainfarn)

Eine effiziente Unkrautkontrolle spielt eine wichtige Rolle im Anbau von Arznei-, Gewürz- und Rohstoffpflanzen. Lange Keimzeiten sowie winzige Sämlinge verbunden mit äußerst langsamem Pflanzenwachstum erschweren bei vielen Arten die üblichen mechanischen Maßnahmen zur Unkrautregulierung gerade in einer Phase, in der Unkraut schnell einen Wachstumsvorsprung gewinnen und somit die weitere Kultur schwer beeinträchtigen kann. Dies hat zur Folge, dass zahlreiche Arten – wenn überhaupt – nicht als kostengünstige Direktsaat, sondern in Form von vorgezogenen Jungpflanzen aufs Feld gepflanzt werden müssen. Zudem sind auch die mechanischen Maßnahmen zur Unkrautkontrolle selbst personal- bzw. arbeits- und daher kostenintensiv.
Der somit vor allem in der ersten Anbauphase ökonomisch bedeutsame Einsatz von Herbiziden im Bereich der Heil- und Gewürzpflanzen gestaltet sich jedoch schwierig: Zum einen steht den Anbauern grundsätzlich nur eine stark begrenzte Auswahl an zugelassenen Mitteln zur Verfügung. Zum anderen sind viele Arten aus dieser Pflanzengruppe wie beispielsweise Kamille oder Ampfer explizit Zielorganismen von gängigen Herbiziden. Bei Verwendung dieser Herbizide ist demnach mit schweren Schädigungen an den keimenden Pflanzen zu rechnen.

Grafische Darstellung zweier Samen im Boden – links pures Saatkorn, rechts mit Aktivkohle umschlossenes Saatkorn.

Während der Keimling ohne Aktivkohle die komplette Strecke bis zur Oberfläche durch kontaminierten Boden zurücklegt, wird diese Strecke beim pillierten Saatgut durch die Adsorptionszone und die damit verbundene abgeschwächte Herbizidkonzentration rund um das Saatkorn deutlich verkürzt.
Verträglichkeit von Vorauflauf-Herbiziden durch die Pillierung des Saatgutes mit Aktivkohle verbessern
Die Aktivkohle adsorbiert die kurz nach der Aussaat ausgebrachten Vorauflauf- Herbizide im direkten Umfeld des Samenkorns so, dass der Kulturpflanzenkeimling nicht oder nur mit einer sehr geringen Konzentrationen an Herbiziden in Kontakt kommt. Dadurch ist eine verringerte Schädigung des Keimlings sowie in der Folge ein robusterer Sämling zu erwarten, der sowohl gegenüber aufkeimendem Unkraut konkurrenzfähiger, als auch gegenüber mechanischen Maßnahmen zur Unkrautkontrolle widerstandsfähiger ist.
Entwicklung von Handlungsempfehlungen
Während der Projektlaufzeit sollen Handlungsempfehlungen bezüglich Direktsaat mit Aktivkohle pilliertem Saatgut in Kombination mit Vorauflauf-Herbiziden und anschließender mechanischer Unkrautregulierung entwickelt werden. Damit sollen die Effizienz des Anbaus von Rohstoffpflanzen und die Produktqualität von Arzneipflanzen erhöht werden, um damit die Wettbewerbsfähigkeit des heimischen Anbaus zu verbessern.
Vielzahl an Einflussfaktoren
Die Herausforderung der Aufgabenstellung liegt darin, die Kombination aus Aktivkohle, Herbizid und Pflanzenart zu ermitteln, die unter Einfluss unterschiedlichster Faktoren auf das Gesamtanbausystem zum optimalen Ergebnis führt.

Die wichtigsten System beeinflussenden Faktoren:

  • Pflanzenart und deren charakteristischen Eigenschaften
  • Herbizid (Wirkweise, Verlagerungseigenschaften, Konzentration)
  • Aktivkohle (Basismaterial, Verarbeitungsform, Porenverteilung)
  • Bodenart und -struktur
  • Saattiefe
  • Bodenfeuchte , Niederschlagsmengen und -verteilung
  • Pillierungsform (Menge/Art der Pilliermasse, Zuschlagsstoffe)

Methoden und Material

Versuchsreihen im Freiland und im Gewächshaus
Zunächst werden nachwachsende Rohstoffe wie beispielsweise Holz oder Kokosnussschalen hinsichtlich ihrer Eignung als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Aktivkohle zur Saatgutummantelung bewertet. Die dabei als geeignet eingestuften Aktivkohlen werden dann hinsichtlich ihrer Adsorptionskapazität und -eigenschaften anhand der Porengrößenverteilung, Aktivierungsbedingungen und spezifischen Oberflächen charakterisiert.
Anhand von in Laborversuchen ermittelten Adsorptionskapazitäten wird in der Folge die bestehende Pillierung hinsichtlich Materialmischung, Stärke des Aktivkohlemantels oder auch Beimischung von Zuschlagstoffen optimiert.
Zum Einsatz kommen 18 repräsentative Arten von Heil-, Gewürz- und Rohstoffpflanzen in drei Pillierungsvarianten: pures Saatgut, mit reiner Pilliermasse ummanteltes Saatgut sowie zusätzlich mit Aktivkohle umhülltes Saatgut. Diese werden zunächst in Modellversuchen im Gewächshaus je nach Art in zwei bis vier verschiedenen Bodenarten ausgesät und mit einem der sieben Vorauflauf-Herbizide behandelt.
Zwei Saatreihen mit jungen Kamillepflanzen in einer Versuchsparzelle am Feld. Zoombild vorhanden

Screening einiger der zu untersuchenden Arten

Während der Freilandsaison werden schließlich aufgeteilt auf drei Standorte (jede Art auf zwei Standorten vertreten) Feldversuche mit den 18 Arten und sieben Herbiziden angelegt, um die Verträglichkeit der Herbizide bei den verschiedenen Sämlingen unter unterschiedlichen Standort- und Keimbedingungen zu untersuchen. Daraus werden schließlich Handlungsempfehlungen zum Umgang mit Aktivkohle pilliertem Saatgut im Zusammenspiel mit ausgesuchten Herbiziden in Kombination mit anschließender mechanischer Unkrautbekämpfung abgeleitet.

Ergebnis und Stand des Projekts

Das Projekt „Phenomen B“ befindet sich im ersten Versuchsjahr. Nachdem erste Screenings im Freiland 2017 bereits die grobe Richtung der Versuche angezeigt haben, werden derzeit die Modellversuche im Gewächshaus abgewickelt, bevor ab März 2018 die Freilandversuche aufgeteilt auf drei Standorte angelegt werden. Aussagekräftige Ergebnisse liegen zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht vor.
Projektinformation
Projektleitung und -bearbeitung: Dr. Heidi Heuberger, Andrea Baron
Projektlaufzeit: 15.05.2017 - 14.05.2020
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: 22029815
Logo Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft Logo der Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Projekt- und Kooperationspartner in diesem Projekt sind:

  • verschiedene Abteilungen und Arbeitsgruppen der LfL
  • ESKUSA GmbH (ehem. Aeskulap GmbH), Steinach
  • Jacobi Carbons Service Europe GmbH, Frankfurt/Main
  • Phytochem Referenzsubstanzen GbRmbH, Ichenhausen