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Innovative Maßnahmen zur Förderung der funktionellen Biodiversität im ökologischen Kernobstanbau

Herz, Annette and Matray, Silvia (2019) Innovative Maßnahmen zur Förderung der funktionellen Biodiversität im ökologischen Kernobstanbau. [Innovative design and management to boost functional biodiversity of organic orchards.] Julius Kühn-Institut, Institut für biologischen Pflanzenschutz, D-Darmstadt .

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395kB

Summary

Der Apfelanbau ist europaweit gesehen eine landschaftsdominierende Dauerkultur, deren Bewirtschaftsform einen bedeutenden Effekt auf die biologische Vielfalt in der Agrarlandschaft hat.
Neben der Bestäubung der Kulturpflanze sind weitere Elemente der so genannten Funktionellen (Agro-)Biodiversität (FAB) elementar wichtig für die Schädlingsregulierung im Kernobstanbau. So sind wirbellose Nützlinge als natürliche Gegenspieler von Schädlingen unverzichtbare Bausteine für den Pflanzenschutz im ökologischen Kernobstbau. Viele Obstbauern versuchen trotz teilweise unzureichender Informationen und den wirtschaftlichen und technischen Herausforderungen die funktionelle Biodiversität in ihren Anlagen zu erhöhen. Das internationale Forschungsprojekt „EcoOrchard“, eine Kooperation von Forschungsinstitutionen aus Dänemark, Schweden, Lettland, Polen, Deutschland, Belgien, Frankreich, Schweiz und Italien, versucht durch eine im Dialog mit der Praxis gewonnene Zusammenstellung bekannter Methoden und der exemplarischen Prüfung bestimmter Maßnahmen zur einer Schließung der Informationslücken beizutragen bzw. die Erfolgschancen für die erfolgreiche Implementierung zu erhöhen.
In einer länderübergreifenden Umfrage wurden Wissen und Erfahrung von Praktikern bezüglich der Umsetzung von FAB-Maßnahmen erfragt. Es wurden insgesamt 24 verschiedenen FAB-Techniken erfasst, die zu drei verschiedenen Strategien gehören: 1) dynamische Methoden, die von Jahr zu Jahr wechseln können (z.B. Mähfrequenz), 2) langfristig angelegte ökologische Infrastrukturen (z.B. Hecken, Blühstreifen, Nistkästen für Vögel, Insekten), 3) Re-Design der Kulturführung (Sortenwahl, Anbaudiversifizierung). Ökologische Infrastrukturen (z.B. Blühstreifen, Bienenhotels, Nistkästen für Vögel) wurden am häufigsten umgesetzt. Es wurden deutliche Unterschiede im Katalog ausgewählter Methoden sowie in deren Umsetzungsgrad zwischen den Ländern beobachtet. Im Durchschnitt kombinierten Landwirte seit 13 Jahren mehr als vier Techniken und erwarteten mehrere Ökosystemleistungen, die über die Schädlingsbekämpfung hinausgehen (wirtschaftliche, ökologische, agronomische Verbesserungen). Außerdem haben die Praktiker auf einen großen Informationsbedarf hinsichtlich FAB, Nützlingen oder auch geeigneten Blühpflanzen hingewiesen. Der Aufbau eines webbasierten Informationsportals (EBIO-Network = European Biodiversity Orchards Network) diente dazu, Erfahrungswissen aus der Praxis und Ergebnisse aus der Forschung zu verschiedenen Methoden der Biodiversitätsförderung im ökologischen Kernobstanbau zu bündeln und der Praxis bzw. Interessensgruppen zur Verfügung zu stellen. Die Website ist unter der Adresse https://ebionetwork.julius-kuehn.de erreichbar und wird fortlaufend auch nach Projektende aktualisiert. Auch konkrete Resultate des EcoOrchard-Projektes wurden öffentlichkeitswirksam aufgearbeitet und in diesem Wissensportal zur Verfügung gestellt, ebenso wie eine umfangreiche Literatursammlung zur Thematik der funktionellen Biodiversität im Obstbau. Eine Literaturstudie über Forschungsergebnisse zur Schaffung von Blütenressourcen für Nützlinge in Apfelplantagen ergab, dass meistens mit Gründüngung oder Blütenstreifen experimentiert wurde. Andere Methoden wie z.B. Mischkulturen oder Agroforstwirtschaft sind dagegen selten. Auch sind nur wenige Studien vorhanden, in denen Effekte dieser Maßnahmen auf Fruchtschäden oder Ertrag gemessen wurden.
Ein weiterer Schwerpunkt des Projektes zielte auf die Ausarbeitung von leicht durchzuführenden, aber aussagekräftigen Methoden für den Praktiker, die es erlauben, die im eigenen Betrieb vorhandene funktionelle Biodiversität zu erfassen und zu bewerten. Es wurde ein Methodenkatalog erstellt, in Kooperation mit Obstbauern angewendet und nach entsprechendem Feedback aus der Praxis optimiert. Der Methodenkatalog sowie erläuternde Videos sind auf der EBIO-Network - Website erhältlich (auch in mehreren Sprachen verfügbar).
Als spezifische Maßnahme erfolgte die Anlage mehrjähriger Blühstreifen aus Regio-Saatgut mit bis zu 30 verschiedenen Wildkräutern in konzertiert durchgeführten Feldversuchen in sieben beteiligten Ländern (Schweden, Dänemark, Polen, Deutschland, Belgien, Schweiz, Südtirol). Verschiedene Blühstreifenmischungen wurden eingesetzt, passende Mulch-/Schnittregime ausgetestet und potentielle Effekte auf Schädlings- bzw. Nützlingspopulationen und Fruchtschaden erhoben und bewertet. Es gelang Blühstreifen mit mehrjährigen, gebietseigenen Kräutern in den Fahrgassen in bestehenden Obstanlagen anzulegen und damit die floristische Diversität über Jahre hinweg anzureichern. Es zeigte sich aber auch, dass die Entfaltung der Blütenpflanzen eher ein zögerlicher Prozess ist. Im ersten Jahr war noch kein Blühaspekt zu erwarten, was bei fehlender Information über die Biologie der Wildkräuter enttäuschend und demotivierend für den Praktiker sein könnte. Die verwendete Saatgutmischung sollte nicht nur regional angepasst, sondern auch „maßgeschneidert“ für die angebaute Kultur sein, um die dort wichtigen Nützlinge anzusprechen, nicht aber die Hauptschädlinge. Wir zeigten im Laborversuch, dass z.B. der Apfelwickler im Gegensatz zu parasitoiden Hymenopteren offensichtlich wenig von Blühpflanzen profitiert. Die Gesamtanalyse aller EcoOrchard-Freilandversuche zeigte einen positiven Effekt der Blühstreifen auf das Vorkommen von Nützlingen und sowie auf eine Verringerung des Fruchtschadens. Dieses Ergebnis stützt sich vor allem auf signifikante Unterschiede in den Nützlingszahlen bei der visuellen Bonitur von Blattlausbefallenen Pflanzenorganen und den Fruchtschadenserhebungen nach dem Fruchtfall und kurz vor der Ernte. Bei dem Versuch in Deutschland ergaben sich keine Unterschiede bezüglich des Blattlausbefalls, wahrscheinlich da deren Populationsentwicklung durch die Insektizdapplikation unterbrochen wurde. Obwohl die Schädlingsregulierung und die Schadensverringerung möglicherweise nicht ausreichen, um diese Strategie als eigenständige Methode zur biologischen Kontrolle zu verwenden, können Blütenstreifen dazu beitragen, die Widerstandsfähigkeit des ApfelÖkosystems gegen Schädlinge aufzubauen. Erfahrungen aus den Freilandversuchen des EcoOrchard-Projektes und die daraus abgeleiteten Empfehlungen für die Anlage von Blühstreifen in Obstanlagen wurden in einem Ratgeber zusammengefasst, der in mehreren Sprachen über EBIO-Network verfügbar ist.
Projektergebnisse und daraus resultierende Empfehlungen wurden zusammen mit der Praxis diskutiert, damit praxisnahe Lösungen erarbeitet werden können. Es ist uns gelungen, die Techniken für ein FAB-Monitoring an die Bedürfnisse der Praktiker anzupassen unter aktiver Beteiligung der Interessengruppen. Die Projektergebnisse und Ergebnisse wurden auf Konferenzen, Workshops, Feldbesuchen und Ausstellungen mit Akteuren präsentiert und diskutiert, um die Verbreitung zu erweitern. Ergebnisse und Materialien des EcoOrchard-Projekts wie mehrsprachige Versionen des Handbuchs für FAB-Bewertung und FAB-Management sind auf der EBIO-Network-Website, der Datenbank „organic eprints“ oder der Projekt-Homepage verfügbar. Ein Projekt-Merkblatt nach BÖLN-Vorgaben wurde erstellt. Mehrere wissenschaftliche Manuskripte sind in Bearbeitung.

Summary translation

Orchards are perennial and landscape dominating cultures and their management significantly affect biodiversity in the agricultural landscape. Especially in organic fruit production it is essential to design and manage orchards in a way which favours predators and parasitoids over pests and this can be achieved for instance by increasing plant biodiversity and habitats in such a way that beneficials are favoured. The value of the so-called Functional Agrobiodiversity (FAB) for reducing pesticide use in fruit production is generally acknowledged, and many organic fruit growers try to increase it in spite of a shortage of information on FAB, economical and technical challenges and lack of detailed advice.
In the aim to reduce this gap, the European research project EcoOrchard addressed the following objectives: i) identifying and compiling well experienced but also still “unknown” techniques for FAB enhancement implemented by fruit growers in Europe; (ii) elaborating suitable methods for monitoring elements of FAB on-farm and in scientific trials; (iii) conducting collaborative scientific trials to evaluate the effect of installing FAB-boosting flower strips in the interrows on abundance of natural enemies, on infestation by aphids and codling moth and on fruit damage; (iv) learning from each other in a constructive dialogue between science, fruit growing practice and public.
Knowledge and experience on FAB management from practitioners were collected by interviews and led to a description of 24 different FAB techniques belonging to three different strategies: short-term dynamic practices, long-lasting ecological infrastructures, extent redesign techniques. Ecological infrastructures (e.g. flower strips, bee houses, nest boxes for birds) were the most implemented.
Significant differences in the catalogue of selected methods as well as in the degree of implementation between countries were observed. On average farmers combined more than four techniques since 13 years, and expected multiple ecosystem services beyond pest regulation (economic, environmental, agronomic and working conditions), reflecting also a need for more information about FAB. The European Biodiversity Orchard-Network (EBIO-Network, accessible at http://ebionetwork.julius-kuehn.de/) includes more than 200 priority papers, reports and presentations on FAB, supplemented by material provided by partners as well as the main products and results of EcoOrchard. This information portal will be continued also after the end of the project.
A review of existing FAB research on creating floral resources for beneficials in apple orchards showed relatively few studies, of which cover crops and flower strips were most studied, while agroforestry methods were at the outset and only few studies before EcoOrchard included fruit damage and yield.
Methods for practice oriented monitoring of FAB in orchards were selected based on performance criteria (time, materials and skill needed, information provided), and demonstrated in workshops/on farm and a by a practical handbook on FAB assessment (available in six languages via (EBIONetwork).
For establishing flower strips in the interrows, a complex seed mixture of up to 30 perennial herb species and 8 grass species and a simple mixture with half the number of species were investigated in botanical trials in seven countries (Sweden, Denmark, Belgium, Germany, Poland, Switzerland, Italy).
Lab trials at JKI Darmstadt showed that suitable plants offering nectar and pollen favoured the fitness of a braconid parasitoid of the codling moth, but not of the codling moth itself. Furthermore entomological field trials in organic orchards were established with the aim to study the effect of interrow flower strips on densities of pests and natural enemies and fruit damage. Following shared field protocols and guidelines, data were collected and analyzed in a pan-European context. In general, flower strips significantly increased plant diversity in orchards, and increased the presence of natural enemies in the apple trees. This led to a higher control of key apple pests and a reduction in fruit damage. In the German field trials however, an effect of aphid densities and those of their antagonists was masked by insecticidal treatments against aphids. Although pest suppression and damage reduction may not be sufficient to use this conservation biological control strategy as a stand-alone method, flower strips can contribute to a build-up of the resilience of the apple agroecosystem against pests.
We succeeded to adapt monitoring methods and practices for FAB orchard management to endusers needs and constraints, with the active participation of stakeholders and to disseminate project results within a strong, collaborative stakeholder network created in the project. The project results and deliverables were presented and discussed with stakeholders on conferences, workshops, field visits and exhibitions to widen the dissemination. Results and materials of the EcoOrchard project such as multilingual versions of the handbook in FAB assessment and FAB management are accessible via the EBIO-Network website, organic e-prints or the project homepage. Several scientific manuscripts are in progress.

EPrint Type:Report
Keywords:Nützlingsförderung, Habitatmanagment, Blühstreifen, Kernobst, Apfelwickler, Apfelblattlaus, BOELN, BÖLN, BOEL, BÖL, FKZ 14OE005, CoreOrganicPlus, EcoOrchard
Subjects: Knowledge management > Education, extension and communication > Technology transfer
Environmental aspects > Biodiversity and ecosystem services
Crop husbandry > Production systems > Fruit and berries
Crop husbandry > Crop health, quality, protection
Research affiliation: Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Plants > Pflanzenbau
Germany > Federal Research Centre for Cultivated Plants - JKI > Institute for Biological Control
European Union > CORE Organic Plus > ECOORCHARD
Related Links:https://www.bundesprogramm.de, http://orgprints.org/cgi/search/advanced?addtitle%2Ftitle=&keywords=14OE005&projects=BOEL&_order=bypublication&_action_search=Suchen, https://projects.au.dk/coreorganicplus/research-projects/ecoorchard/
Deposited By: Herz, Dr. Annette
ID Code:35423
Deposited On:15 May 2019 06:44
Last Modified:15 May 2019 06:44
Document Language:German/Deutsch
Status:Unpublished
Refereed:Not peer-reviewed
Additional Publishing Information:Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft.
Projektleitung: Dr. Annette Herz, Julius Kühn-Institut, Institut für biologischen Pflanzenschutz

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