Fishkis, Olga; Koch, Heinz-Josef; Lemhus, Jörn; Pöllinger, Franz; Strassemeyer, Jörn and Weller, Jessica (2023) Standortspezifische Risikobewertung von Verfahren mechanischer und chemischer Unkrautbekämpfung in Reihenkulturen als Baustein eines nachhaltigen Pflanzenschutzes (Verbundvorhaben). [Site specific risk evaluation of mechanical and chemical weed control in row crops promoting sustainable crop protection.] 1. Verein der Zuckerindustrie e.V., D-Göttingen, 2. Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, D-Braunschweig .
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Summary
Die F2F-Strategie der EU zielt auf eine Reduktion des Pestizideinsatzes ab. In der Unkrautkontrolle sollen dazu mechanische Maßnahmen chemische ersetzen. Eine mehrdimensionale Bewertung mechanischer Verfahren auf ökologische, ökonomische und verfahrenstechnische Parameter
liegt jedoch bislang nicht vor. Ziel des Projekts war es daher, Kenngrößen mechanischer und chemischer Unkrautbekämpfung in Zuckerrüben als Modellfrucht zu erfassen und zu bewerten. Zu diesem Zweck wurden 3 methodische Ansätze verwendet: (i) Feldversuche wurden in 3 Jahren auf 5-7 Feldern bei Göttingen durchgeführt, um die Auswirkungen des Hackens zur Unkrautkontrolle auf Regenwürmer, Insekten und Spinnen, Wassererosion sowie Unkrautwirkungsgrad und Zuckerrübenertrag zu erfassen; (ii) Das ökotoxikologische Risiko von 5 Unkrautbekämpfungs-verfahren wurde mit SYNOPS-GIS modelliert; (iii) Ressourcenverbrauch, Treibhausgas(THG)-Emissionen und Wirtschaftlichkeit wurden für 11 Unkrautbekämpfungsverfahren mittels Literatur und Webanwendungen berechnet.
Die Gesamtbetrachtung der mehrdimensionalen Risiken verschiedener konventioneller und neuer Verfahren zeigt, dass derzeit keine Methode als uneingeschränkt umweltfreundlich bezeichnet werden kann. Die toxikologische Risikobewertung mit SYNOPS-GIS zeigt, dass die Flächenspritzung von praxisüblichen Herbiziden in den meisten Boden-Klima-Räumen (BKR) und Jahren mit einem niedrigen toxikologischen Risiko verbunden. Die Flächenspritzung mit einem Herbizid wie Conviso One ist zwar vorteilhaft für Energieverbrauch, Klimawirkung und Toxizität
für Bodenorganismen, weist aber die höchste akute Toxizität auf. Herkömmliche mechanische Verfahren sind toxikologisch zwar unbedenklich, im Vergleich zum ganzflächigen Herbizideinsatz aber mit 100-150 % höheren THG-Emissionen verbunden. Insgesamt hat ein Kleinroboter kombiniert
mit Punktspritzung Vorteile. Diese Technik weist einen geringeren Ressourcen- und Energieverbrauch als die konventionelle Flächenspritzung sowie ca. 30 % geringere THG-Emissionen auf und hat ein um 87 % niedrigeres toxikologisches Risiko. Bodenerosion, Abundanz von Regenwürmern, Insekten und Spinnen sowie Zuckerrübenertrag
unterschieden sich nicht zwischen den Unkrautbekämpfungs-verfahren.
Summary translation
The EU's F2F-strategy aims to reduce pesticide use. In weed control, chemical measures are to be replaced by mechanical ones. However, a comprehensive evaluation of mechanical methods with respect to ecological and economic parameters is not yet available. The aim of the project was therefore to measure and evaluate relevant parameters of mechanical and chemical weed control in sugar beet as a model crop. For this purpose, 3 methodological approaches were used:
(i) Field experiments were conducted over 3 years in 5-7 fields near Göttingen to assess the effects of hoeing for weed control on soil organisms (earthworms, insects and spiders), soil erosion by water, weed control efficiency, and sugar beet yield; (ii) Ecotoxicological risks of 5 mechanical-chemical and chemical weed control methods were modeled using SYNOPS-GIS; (iii) Resource use, greenhouse gas emissions (GHG), and economic parameters were calculated for
11 weed control methods using literature and open-source web applications. An overall consideration of the multidimensional risks for different conventional and new methods shows that currently no method can be described as fully environmentally friendly. Toxicological risk assessment with SYNOPS-GIS shows that broadcast spraying of conventional herbicides is associated with low toxicological risk in most soil-climate regions (BKR) and years. Broadcast
spraying with herbicides such as Conviso One, while beneficial for energy use, climatic effects, and toxicity to soil organisms, has the highest acute toxicity. Conventional mechanical methods, while toxicologically safe, are associated with 100-150% higher GHG emissions compared to
conventional herbicide application. Overall, a small-scale robot combined with spot spraying has the greatest advantages. This technique requires relatively low resource and energy consumption, produces about 30 % lower GHG emissions and has by 87 % lower toxicological risk than
conventional herbicide spraying. The extent of soil erosion, abundance of earthworms, insects and spiders, and sugar beet yield did not differ between weed control methods.
| EPrint Type: | Report |
|---|---|
| Keywords: | BÖL, BOEL, BÖLN, BOELN, FKZ 15NA144, FKZ 15NA197, Integrierter Pflanzenschutz, integrated plant protection , Ackerbau, crop production, Pflanzenschutz, Pflanzengesundheit, crop protection, plant health, Pflanzenschutz, Pflanzengesundheit, crop protection, plant health, Unkraut/Beikraut, weed, Zuckerrübe, sugar beet |
| Agrovoc keywords: | Language Value URI German - Deutsch UNSPECIFIED UNSPECIFIED |
| Subjects: | Crop husbandry > Crop health, quality, protection |
| Research affiliation: | Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOEL Germany > Federal Agency for Agriculture and Food - BLE Germany > Federal Research Centre for Cultivated Plants - JKI Germany > Other organizations |
| Related Links: | https://www.bundesprogramm.de/ |
| Deposited By: | Geschäftsstelle Bundesprogramm Ökologischer Landbau, Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) |
| ID Code: | 45434 |
| Deposited On: | 09 Feb 2023 07:54 |
| Last Modified: | 13 Jun 2023 13:00 |
| Document Language: | German/Deutsch |
| Status: | Unpublished |
| Refereed: | Submitted for peer-review but not yet accepted |
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