Ackerbau, Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung

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3.2Fruchtfolgen

An die Stelle überwiegend perennierender natürlicher Pflanzengesellschaften mit hoher Diversität werden im Ackerbau überwiegend Reinbestände annueller bzw. überjähriger Nutzpflanzen gestellt. Deswegen muss mit Fruchtfolgen das ursprüngliche räumliche Nebeneinander verschiedener Pflanzenarten in ein geordnetes zeitliches Nacheinader überführt werden. Dabei sind biologische Grenzen der Anbaukonzentration der verschiedenen Fruchtarten zu beachten sowie Vorfruchtansprüche und Vorfruchtwirkungen zu berücksichtigen.

Das jährlich erneute Wiederbestellen erfordert das Bearbeiten des Bodens, wodurch die Bodenbedeckung zeitweise unterbrochen wird. Dieser ist somit temporär den atmosphärischen Einflüssen ungeschützt ausgesetzt, was bei hohen Temperaturen und Trockenheit in den Sommermonaten zu unproduktivem Wasserverlust führt. Zusätzlich kann es auch zur Bodenschädigung durch Wind- und Wassererosion kommen. Der Anbau von Reinbeständen hat die einseitige Inanspruchnahme von Nährstoffen aus dem Bodenvorrat zur Folge. Im Gegenzug folgt aber auch einseitiger Rückfall von Pflanzenresten, die aufgrund ihrer stofflichen Beschaffenheit wiederum das Bodenleben gerichtet beeinflussen. In enger Beziehung zur bodenbiologischen Aktivität steht das phytosanitäre Regulationsvermögen gegenüber bodenbürtigen Schaderregern. Dies ist eine essentielle Bodenfunktion, denn der Anbau von Reinbeständen begünstigt die Vermehrung von wirtsspezifischen Schädlingen und Krankheitserregern im Boden. Schließlich sind auch die mit den Kulturpflanzen vergesellschafteten spezifischen Unkrautpopulationen ein Ergebnis der ackerbaulichen Bodennutzung. Um die Auswirkungen dieser Negativeffekte der ackerbaulichen Tätigkeit in Grenzen zu halten, sind Fruchtfolgen erforderlich. Ihr Grundprinzip besteht darin, dass das ursprüngliche räumliche Nebeneinander diverser Spezies in natürlichen Ökosystemen in ein sinnvolles und geordnetes zeitliches Nacheinander verschiedener Nutzpflanzenarten auf dem Acker überführt wird.

Fruchtfolge

Die Fruchtfolge ist der geordnete, sinnvolle zeitliche Wechsel der Pflanzenbestände auf dem Ackerland. Damit stellt sie die grundlegende Ordnungsfunktion für alle ackerbaulichen Maßnahmen dar. Sie soll die effektive Nutzung des Bodens während der gesamten Vegetationszeit und somit hohe Biomasseproduktion gewährleisten, die bestmögliche Nutzung von Vorfrucht- und Fruchtfolgewirkungen unterstützen, zur Gesunderhaltung der Pflanzenbestände beitragen sowie die Vermehrung von bodenbürtigen Schaderregern verhindern. Sie hat zum Ziel, die Bodenfruchtbarkeit nachhaltig zu reproduzieren.

Fruchtfolgen sollen verschiedene, sich gegenseitig bedingende und ergänzende Aufgaben erfüllen. Die zeitliche Aufeinanderfolge verschiedener Nutzpflanzen muss so gestaltet sein, dass die unvermeidlichen Teilbrachen möglichst kurz gehalten werden, um die verfügbare Vegetationszeit so gut wie möglich auszunutzen. Dafür sind optimale Saat- und Erntetermine für Haupt-, Zweit- und Zwischenfrüchte maßgebend. Große Bedeutung hat auch das Abwenden fruchtfolgeabhängiger Wachstums- und Ertragsbeeinträchtigungen, indem fruchtartspezifische Anbaupausen eingehalten werden. Schließlich gilt es, die als natürliche Gratisfaktoren eintretenden Vorfrucht- und Fruchtfolgewirkungen effektiv auszunutzen (Abb. I-7).


Abb. I-7 Aufgaben der Fruchtfolge ­(geändert nach Müller 1986)

Da die Fruchtfolge mit dem zeitlichen Wechsel der Fruchtarten auch das räumliche Nebeneinander verschiedener Feldfrüchte in den Gemarkungen der landwirtschaftlichen Betriebe regelt, hat sie darüber hinaus auch landschaftsökologische Funktionen und prägt das Landschaftsbild im Verlauf der Jahre. Durch das Anlegen von Hecken, Feldrainen, Wegen und anderen trassenförmigen Elementen steht die Flurgestaltung dazu in enger Beziehung. Somit sind die Fruchtfolgen nicht nur das Rückgrat des Ackerbaus sondern auch die Grundlage für die gesamte Betriebsorganisation. Auf sie gründet sich die jährliche Anbauplanung. Sie sind aber auch der Rahmen für die Maßnahmen der Bodenbearbeitung, die Saat- und Erntetermine sowie für Düngung und Pflanzenschutz.

3.2.1Fruchtfolgesystematik

Um Fruchtfolgen für die unterschiedlichsten Standortbedingungen und sozio-ökonomischen Verhältnisse planen und realisieren zu können, bedarf es allgemeingültiger Regeln. Diese haben sich im Laufe der Zeit herausgebildet und sind heute allgemein gebräuchlich. Ein Ausgangspunkt dafür sind die Fruchtfolgegrundrisse von Brinkmann. In Anlehnung an den mit der Besömmerung der Brache in der verbesserten Dreifelderwirtschaft erreichten Entwicklungsstand (siehe I-3.1, Abb. I-6) teilte er die Fruchtarten in Blattfrüchte (BF) und Halmfrüchte (HF) ein und entwickelte aus deren unterschiedlicher Kombination Grundrisse für mögliche Fruchtfolgen (Tab. I-16).


Tab. I-16. Ausgewählte Fruchtfolgegrundrisse von Brinkmann (1942) und mögliche Fruchtfolgen (geändert n. Baeumer 1997)
BezeichnungBlattfrucht-Halmfrucht-VerhältnisGrundrisseMögliche Fruchtfolgen bzw. Fruchtfolgeglieder
Dreifelderwirtschaft33 : 67BF1)-HF2)-HFW.Raps-W.Weizen-W.Gerste
Vierfelderwirtschaft25 : 75BF-HF-HF-HFZ.Rüben-W.Weizen/SZF3)-S.Gerste-W.Triticale
Rheinische Fruchtfolge40 : 60BF-HF-HF-BF-HFKartoffeln-W.Roggen-W.Gerste/SZF-Mais-S.Gerste/SZF
Fruchtwechselwirtschaft50 : 50BF-HF-BF-HFZ.Rüben-S.Gerste-A.Bohnen-W.Weizen/SZF
Doppelfruchtwechselwirtschaft50 : 50BF-BF-HF-HFK.Erbsen-W.Raps-W.Weizen-W.Gerste/SZF
Überfruchtwechselwirtschaft67 : 33BF-BF-HF-BF-BF-HFKartoffeln-Feldgemüse-W.Weizen-K.Erbsen-W.Raps-W.Gerste
1) BF = Blattfrucht; 2) HF = Halmfrucht; 3) SZF = Sommerzwischenfrucht

Blattfrüchte sind in der Fruchtfolge alle Nichtgetreidearten einschließlich des Grün- und Silomaises sowie des Ackergrases. Sie werden als tragende Fruchtarten bezeichnet. Halmfrüchte sind demgegenüber die Getreidearten einschließlich Körnermais sowie alle Getreide-Hülsenfrucht-Gemenge mit weniger als 30% Hülsenfrüchten. Sie werden auch als abtragende Fruchtarten bezeichnet. Die zeitliche Abfolge vom ersten (tragenden) Blattfruchtfeld bis zum letzten (abtragenden) Halmfruchtfeld wird als Fruchtfolgeglied bezeichnet. Dreifelderglieder bestehen demzufolge aus einer Blattfrucht und zwei Halmfrüchten, Fruchtwechselglieder aus jeweils einem Blatt- und Halmfruchtfeld. Die Rheinische Fruchtfolge setzt sich demzufolge aus zwei Fruchtfolgegliedern zusammen. Wenngleich die scharfe Trennung in tragende (im Sinne von aufbauend, garefördernd, fruchtbarkeitsmehrend) und abtragende Fruchtarten (im gegenteiligen Sinne) im Ergebnis der Intensivierung des Ackerbaus durch Bodenbearbeitung, Düngung und Pflanzenschutz an Bedeutung verloren hat, basiert die Fruchtfolgesystematik auch heute auf diesen grundlegenden Kategorien. So beginnen Fruchtfolgen stets mit einem tragenden Blattfruchtfeld. Das Fruchtfolgefeld beschreibt hierbei nicht eine Fläche der Ackernutzung, sondern die kleinste Gliederungseinheit der Fruchtfolge, welche alle im Verlauf eines Jahres angebauten Haupt-, Zweit- und Zwischenfrüchte umfasst (z. B. Wintergerste/Sommerzwischenfrucht oder Winterzwischenfrucht/Silomais). Die Anzahl der Fruchtfolgefelder bestimmt die Umlaufdauer der Fruchtfolge und wird zu deren Kennzeichnung verwendet, z. B. vierfeldrige Fruchtfolge. Fruchtarten zweier aufeinanderfolgender Fruchtfolgefelder bilden ein Fruchtfolgepaar. Ein beliebiger Abschnitt eines Anbauablaufes wird als Folge bezeichnet. Sie kann durch Zusätze näher beschrieben werden, z. B. Getreidefolge.

Steht eine Fruchtart die gesamte oder den überwiegenden Teil der Vegetationszeit im Feld, so ist es eine Hauptfrucht (siehe auch Kap. II-4.5). Demgegenüber sind Zwischenfrüchte solche Arten, die zum Schließen von Anbaulücken oder Teilbrachen zwischen zwei Hauptfrüchten zum Anbau kommen. Sie sollen die bessere Ausnutzung der verfügbaren Vegetationszeit ermöglichen, dienen aber auch dem Bodenschutz durch Bedeckung der Bodenoberfläche, der Nährstoffanreicherung und -konservierung sowie der Strukturverbesserung. In Abhängigkeit von ihrer Aussaat- und Nutzungszeit wird zwischen Winter- und Sommerzwischenfrüchten unterschieden. Winterzwischenfrüchte werden im Spätsommer bestellt. Es sind wintereinjährige Fruchtarten, die im kommenden Frühjahr ab Ende April bis Ende Mai als Futter geerntet werden (z. B. Futterroggen). Ihnen folgt dann eine Zweitfrucht. Dies sind Hauptfrüchte, welche nach Winterzwischenfrüchten zum Anbau gelangen (z. B. Grün- oder Silomais). Sommerzwischenfrüchte werden im Frühjahr als Untersaat in wachsende Getreidebestände (Deckfrucht) oder als Stoppelsaat nach der Körnerfruchternte bestellt und im allgemeinen im gleichen Jahr geerntet, abgeweidet oder als Gründüngung in den Boden eingebracht. Zum Zwecke des Erosionsschutzes können sommereinjährige Pflanzenarten (z. B. Weißer Senf Sinapis alba, Phacelia od. Büschelschön Phacelia tanacetifolia) genutzt werden, die über Winter abfrieren und eine Mulchschicht auf dem Boden bilden.

Im zeitlichen Ablauf der Fruchtfolge ist die einer Fruchtart auf derselben Fläche vorangestellte Hauptfrucht die Vorfrucht. Die der Vorfrucht folgende Hauptfrucht wird als Nachfrucht bezeichnet. Die Bedingungen, welche verschiedene Pflanzenarten an ihre Vorfrüchte stellen, sind durchaus unterschiedlich. Dies resultiert beispielsweise aus bestimmten Saatterminen bei wintereinjährigen Kulturen. Daher bezeichnet der Vorfruchtanspruch die Anforderungen einer Fruchtart an ihre Vorfrucht. Dieser schließt agrotechnische Termine, den Bodenzustand, den Wasserbedarf und phytosanitäre Faktoren ein. Zwischen vorherigen und nachfolgenden Hauptfrüchten entstehen im Fruchtfolgeablauf ertrags- und qualitätswirksame Effekte, die sich über den Boden manifestieren. Diese Erscheinung wird als Vorfruchtwirkung bezeichnet und umfasst den gesamten Einfluss des Anbaus einer bestimmten Fruchtart auf die Nachfrucht und die Bodenfruchtbarkeit (siehe I-3.2.3). Diese Wirkungen treten im positiven Sinne als Gratiseffekte der Natur auf und können in optimal eingerichteten Fruchtfolgen die Ertrags- und Qualitätsbildung maßgeblich fördern. Der Einfluss einer gesamten Rotation auf die Erträge der angebauten Fruchtarten und auf die Bodenfruchtbarkeit ist die Fruchtfolgewirkung. Sie resultiert aus der Wirkung des zugrunde liegenden Ackerflächenverhältnisses und den Wirkungen der spezifischen Aufeinanderfolge der Fruchtarten.

 

Wird ein und dieselbe Fruchtart im folgenden Jahr auf der gleichen Fläche wiederum angebaut, so spricht man von einmaliger Selbstfolge. Drei- bis fünfmaliger Nacheinanderbau der gleichen Hauptfrucht ist eine mehrjährige Selbstfolge und mehr als fünfjähriger, meist langjähriger Nacheinanderbau gleicher Fruchtarten wird Monokultur genannt. Dies sollte im Ackerbau allerdings ausgeschlossen werden, weil es zu erheblichen Wachstums-, Ertrags- und Qualitätseinbußen führen kann sowie in der Regel höhere Produktionskosten verursacht (siehe I-3.2.2). Grund dafür sind meist die einseitige Beanspruchung des Bodens, die Massenvermehrung von Schaderregern und Unkräutern sowie eine insgesamt verschlechterte ökologische Situation. Es gibt aber auch Fruchtarten, die ohne größere Probleme in Selbstfolge angebaut werden können (z. B. Mais). Diese Erscheinung wird als Verträglichkeit bezeichnet. Damit werden die Eigenschaften von Fruchtarten umschrieben, auf den ein- oder mehrmaligen Nacheinanderbau bzw. in bestimmten Folgen nicht negativ bzw. ohne wesentliche Ertragseinbußen zu reagieren. Fruchtarten, die in diesem Sinne nach sich selbst angebaut werden können, sind selbstverträglich. Fruchtarten, bei deren Aufeinanderfolge oder Selbstfolge ungünstige Wirkungen auf den Ertrag, die Qualität oder den Boden auftreten, sind miteinander oder mit sich selbst unverträglich. In der überwiegenden Mehrheit sind die ackerbaulich genutzten Fruchtarten mit sich selbst unverträglich. Deswegen müssen artspezifische Anbaupausen eingeräumt werden. Das sind die notwendigen Mindestzeitspannen in Jahren, welche als Anbauabstand bis zum Wiederanbau derselben Art eingehalten werden sollten. So begrenzt beispielsweise eine Anbaupause von drei Jahren den Anteil dieser Fruchtart an der Fruchtfolge auf 25%. Dieser Anteil wird als Konzentrationsgrad bezeichnet. Wenn der Anbau von Nutzpflanzen auf bestimmten Flächen zeitweise oder vollständig ausgesetzt wird, entsteht eine Brache. Je nach Zeitdauer, Agrotechnik oder der Ansaat von Pflanzenbeständen zur Begrünung spricht man von Teilbrache, Schwarzbrache oder Grünbrache. Letztgenannte hat als Möglichkeit zur Stickstoffanreicherung des Bodens beispielsweise im Ökologischen Landbau Bedeutung. Dazu werden dann Futterleguminosen angesät, der Aufwuchs mehrmals gemulcht und schließlich als Gründüngung eingearbeitet.

Ausgangspunkt für die Einrichtung von Fruchtfolgen im landwirtschaftlichen Betrieb (synonym auch Rotationen genannt) ist das Ackerflächenverhältnis. Es gibt die Anteile der einzelnen Fruchtarten an der Ackerfläche des Betriebes, von Betriebsteilen oder von Rotationsbereichen in Prozent an. Werden in einem Betrieb mehrere Fruchtfolgen eingerichtet, bedarf es entsprechend vieler Rotationsbereiche. Darunter versteht man jeweils die gesamte Ackerfläche einer Fruchtfolge bzw. Rotation. Grundlage für deren Festlegung sind die natürlichen Standortbedingungen als Voraussetzung für die Anbaueignung bestimmter Fruchtarten, denn die Bewirtschaftungsbedingungen auf dieser Fläche sollen weitgehend einheitlich sein. Rotationsbereiche können auch ortsbezogen eingerichtet werden. Sie umfassen stets eine bestimmte Zahl von Geländeschlägen. Das sind Flurstücke, welche von begrenzenden Flurelementen umgeben sind. Flurelemente sind trassenförmige Geländemerkmale wie Straßen, Wege, Schienen, Gräben, Vorfluter, Flurgehölze, Hecken, Waldränder, Grenzen zum Dauergrünland etc..

Zum Umsetzen einer Fruchtfolge werden in den Rotationsbereichen so viele Flächenäquivalente benötigt, wie die Fruchtfolge Felder umfasst. Das können Geländeschläge sein. In der Regel werden dazu aber Schlageinheiten gebildet. Eine Schlageinheit setzt sich aus mehreren Geländeschlägen zusammen, die möglichst benachbart liegen und etwa die gleiche Bodenbonität sowie technologische Eignung aufweisen sollen. Die Schlageinheiten tragen im Fruchtfolgeablauf nacheinander die Fruchtarten der einzelnen Fruchtfolgefelder. Dazu sollen sie etwa gleich groß sein. Dies sind dann die jeweiligen Ackerflächen für ein Fruchtfolgefeld. Beispielsweise ist für eine fünffeldrige Fruchtfolge ein Rotationsbereich mit fünf Geländeschlägen bzw. Schlageinheiten erforderlich (Abb. I-8).


Abb. I-8 Beispiel für einen Rotations­bereich mit fünf Schlageinheiten (schematisch)

(Müller 1986)

Ist es in einzelnen Jahren erforderlich, Geländeschläge zu unterteilen und mit verschiedenen Fruchtarten zu bebauen, werden Anbauschläge gebildet. Dies kann zum Anbau von Spezialkulturen mit geringem Anbauumfang oder auch zur besseren Ausnutzung des Ertragspotenzials auf heterogenen Standorten erforderlich sein.

Einen Sonderfall für die Fruchtfolgegestaltung stellt die Einordnung von mehrjährig genutzten Fruchtarten – meist Futterpflanzen – in die Fruchtfolgen dar. Dazu kann ein Springschlag eingerichtet werden. In diesem Fall ist das Fruchtfolgefeld mit der mehrjährigen Kultur (z. B. dreijährig genutzte Luzerne) während deren Nutzungszeit aus der Rotation auszugliedern. Vor- und Nachfrucht des Springschlages müssen dafür miteinander verträglich sein (Tab. I-17).


Tab. I-17. Beispiel für einen Springschlag mit Luzerne in dreijähriger Nutzung
Fruchtfolge-FelderJahre
12345678910
ALuLuLuKWWSMSGKWWSM
BKWWSMSGKWWSMSGKWW
CWWSMSGLuLuLuKWWSMSG
DSMSGKWWSMSGLuLuLuK
ESGKWWSMSGKWWSMSGLu
K – Kartoffeln, Lu – Luzerne, SG – Sommergerste, SM – Silomais, WW – Winterweizen

Aus Gründen der Marktanpassung und um beispielsweise witterungsbedingte Ausfälle wie Auswinterung ausgleichen zu können, müssen die Fruchtfolgen flexibel gehalten und können nicht als starres Reglement verstanden werden. Gleichwohl stellen sie aber die Planungsbasis für die gesamte Betriebsorganisation von der Saat bis zur Ernte inklusive der notwendigen Dokumentation aller agrotechnischen Maßnahmen im Rahmen von Qualitätssicherungssystemen dar und sind somit im modernen Ackerbau unverzichtbar.

3.2.2Anbaukonzentration

Der Anbau von Nutzpflanzenreinbeständen hat unvermeidlich zur Folge, dass sich Schädlinge und Krankheitserreger, deren bevorzugte Wirtspflanze oder Nahrungsgrundlage diese eine Feldfrucht ist, massenhaft vermehren. Gleichfalls kann es zum verstärkten Auftreten von Unkräutern kommen, welche an den Entwicklungsrhythmus der Nutzpflanzen angepasst sind. Werden im darauffolgenden Jahr gleichartige Fruchtarten auf demselben Schlag angebaut, nimmt der Befallsdruck durch diese Schaderreger weiter zu. Dies hat letztlich Ertrags- und Qualitätseinbußen zur Folge und mindert somit auch das ökonomische Ergebnis der Pflanzenproduktion. Um derartigen Gefahren vorzubeugen, ist es erforderlich, den Konzentrationsgrad der verschiedenen Fruchtarten zu begrenzen und fruchtartspezifische Anbaupausen einzuhalten.

Zum Ermitteln der Auswirkungen verschieden hoher Anbaukonzentration wurden vielfältige Feldversuche durchgeführt. Deren Ergebnisse bieten eine sichere Grundlage zum Beurteilen der Reaktionen verschiedener Nutzpflanzen. Wenn solche Experimente stationär angelegt sind und langjährig (mehr als 20 Jahre) fortgesetzt werden, nennt man sie Dauerfeldversuche. Derartige Versuche sind von großem wissenschaftlichem Wert, weil sich die ermittelten Befunde auf sehr viele Einzelergebnisse stützen, womit eine hohe Sicherheit der jeweiligen Aussagen erreicht wird. Einer der bedeutendsten Dauerfeldversuche der Welt ist der „Ewige Roggenbau“ in Halle (Saale). Er wurde im Jahre 1878 von Julius Kühn (1825 –1910) als Düngungsversuch angelegt, um zu prüfen, ob mit Mineraldüngung die Ertragsfähigkeit des Bodens ebenso aufrecht erhalten werden kann wie mit Stallmistdüngung. Dazu sind verschiedene Düngungsstufen eingerichtet worden, auf denen Winterroggen in Monokultur als Prüffrucht steht. Nach der Ernte 1961 hat man den Versuch in drei Abteilungen gegliedert. In der ersten wurde die Roggenmonokultur unverändert fortgesetzt, in der zweiten ist ein Kartoffel-Winterroggen-Fruchtwechsel und in der dritten eine Silomais-Monokultur eingeführt worden. Die daraus vorliegenden Ergebnisse zeigen deutlich, welche Ertragsminderungen der fortgesetzte Anbau einer Art zur Folge hat (Tab. I-18).


Tab. I-18. Erträge von Winterroggen im Versuch „Ewiger Roggenbau“ (Halle/Saale) in Monokultur und Fruchtwechsel; Mittel 1991–2009 (Eissner und Schmidt 2009)
Düngungs-variantenDünger (kg ha-1)Erträge (dt ha-1)Differenz(%)
StallmistNPKMonokulturFruchtwechsel
Ungedüngt000020,330,650,7
–PK00247523,630,730,1
Stallmist1200060206041,356,837,5
NPK060247547,458,824,1
NPK+Stallmist1200060+6024+2075+6053,263,218,8

Im Mittel von 19 Versuchsjahren lagen die Roggenerträge in der Monokultur um 19 bis 51% unter denen im Fruchtwechselanbau mit Kartoffeln. Die größte Differenz liegt dabei in der dauernd ungedüngten Variante vor. Hier wird der durch Nährstoffmangel hervorgerufene physiologische Stress der Pflanzen durch die Monokultur noch verstärkt, so dass der alternierende Anbau im jährlichen Wechsel mit Kartoffeln zu einem Ertragsanstieg um die Hälfte führt. Aber selbst bei guter Nährstoffversorgung aus organischer und mineralischer Düngung liegt der Roggenertrag im Fruchtwechsel noch fast ein Fünftel höher als im Daueranbau.

Ursache für derartige Effekte sind meist fruchtfolgeabhängige bodenbürtige Schaderreger, die als wirtsspezifische Organismen in Abhängigkeit von der Anbaukonzentration ortsgebunden wirksam werden können. In Tabelle I-19 sind wirtschaftlich bedeutsame Arten von Schaderregern zusammengestellt.


Bei Getreide haben die Halmbasiserkrankungen große Bedeutung. Der Pilz Gaeumannomyces graminis verursacht die Schwarzbeinigkeit, wovon insbesondere Winterweizen, Wintergerste und Winterroggen betroffen sind. Die jungen Getreidewurzeln werden infiziert und vermorschen mit typischer Schwarzfärbung, so dass in schweren Fällen die Ähren aufgrund von mangelnder Wasser- und Nährstoffversorgung taub bleiben (Weißährigkeit). Der Pilz überdauert auf infizierten Wurzel- und Stoppelresten allerdings nicht länger als ein Jahr. Bei guter biologischer Aktivität und Zufuhr leicht abbaubarer organischer Substanz (z. B. Stoppelfrucht-Gründüngung) wird der Saprophyt zurückgedrängt, wenn nicht Wirtspflanzen sein Überdauern begünstigen.

 

Die Halmbruchkrankheit wird von Pseudocercosporella herpotrichoides verursacht. Dieser Pilz befällt außer Hafer alle Getreidearten. Dabei kommt es an der Halmbasis zu medaillonartigen Nekrosen, wodurch die Standfestigkeit des Halmes beeinträchtigt wird und Lagern des Getreides verursacht werden kann (Medaillon- oder Augenfleckenkrankheit). Rasche Rotte der Ernterückstände und vor allem Bodenruhe unter mehrjährigem Futterbau tragen dazu bei, dass der Befallsdruck gemindert wird. Mit zunehmender Konzentration anfälliger Getreidearten in der Fruchtfolge nimmt der Befall mit Halmbasiserkrankungen jedoch zu und der Getreideertrag sinkt. Ergebnisse aus Fruchtfolge-Feldversuchen zeigen die zu erwartenden Ertragsminderungen (Tab. I-20).


Tab. I-20. Erträge von Winterweizen bei verschiedenen Konzentrationsgraden in der Fruchtfolge; Mittelwerte 1988–2000 (Christen 2001)
FruchtfolgenKonzentrationsgrad(%)Ertrag(dt ha–1)
Weizenmonokultur10076,4
Raps–Weizen5082,4
Raps–Weizen–Weizen6785,6 / 76,7
Raps–Weizen–Erbsen–Weizen5084,7 / 84,8
Raps–Weizen–Erbsen–Raps–Weizen4083,8 / 85,6

Die Schadwirkung der Halmbasiserkrankungen steigt bei den anfälligen Getreidearten in der Reihenfolge Sommergerste < Winterroggen < Wintergerste < Sommerweizen < Wintertriticale < Winterweizen. Hafer gilt bezüglich dieser Schaderreger als Gesundungsfrucht.

Im Rapsanbau kann der Bodenpilz Plasmodiophora brassicae zur Kohlhernie führen, wenn er sich aufgrund hoher Anbaukonzentration von Kruziferen verbreiten kann und übergehalten wird. Er infiziert die Wurzeln der Rapspflanzen und führt zu Wucherungen und Verwachsungen, wodurch die Wurzelfunktionen eingeschränkt werden. Dies kann zu erheblichen Ertragsminderungen führen, wie Ergebnisse eines entsprechenden Fruchtfolgeversuches belegen (Tab. I-21).


Tab. I-21. Einfluss steigender Konzentrationsgrade von Winterraps auf die Erträge; ­Mittelwerte 1988–2000 (Christen 2001)
FruchtfolgenKonzentrationsgrad(%)Ertrag(dt ha–1)
Raps–Weizen–Erbsen–Weizen–Gerste2038,0
Raps–Weizen–Erbsen–Weizen2536,7
Raps–Weizen–Weizen3335,0
Raps–Weizen5034,4
Raps-Monokultur10032,6

Zystenbildende Nematoden überdauern im Boden jahrelang als Eier oder Larven im Leib des abgestorbenen Nematodenweibchens, der Zyste. Durch Wurzelexsudate der Wirtspflanzen werden sie zum Schlupf angeregt und dringen in die Wirtswurzel ein, wo sie parasitieren und zur Störung der Wurzelfunktionen führen. Das Getreidezystenälchen Heterodera avenae befällt im Frühjahr junge Getreidepflanzen. Hafer bietet ihm die günstigsten Vermehrungsbedingungen und wird auch am stärksten geschädigt (deswegen auch „Hafernematode“). Sommerweizen, Sommergerste, Mais und teilweise auch Winterweizen dienen ebenfalls als Wirtspflanzen, werden aber weniger geschädigt.

Die Kartoffelzystenälchen Globodera rostochiensis und G. pallida befallen neben Kartoffeln auch andere Nachtschattengewächse (Solanaceae). Die Ertragsminderungen können bei starkem Befall (> 1000 Eier und Larven je 100 cm3 Boden) bei frühen und mittelfrühen Sorten bis zu 80% und bei späten Sorten bis zu 30% erreichen. Heute stehen nematodenresistente Kartoffel­sorten zur Verfügung, die als Feindpflanzen wirken. Bei ihrem Anbau wird die Nematodenpopulation stärker als durch natürliche Mortalität vermindert. Trotzdem muss in kartoffelbauenden Betrieben die Entwicklung dieser Schaderreger überwacht werden, um der Bodenverseuchung vorzubeugen bzw. mit entsprechenden Maßnahmen zu begegnen. Das gleiche trifft für den Rübenanbau zu. Hier verursacht das Rübenzystenälchen Heterodera schachtii wirtschaftliche Schäden. Neben den Beta-Rüben und Gänsefußgewächsen (z. B. Weißer Gänsefuß) parasitiert dieser Nematode auch Brassica- und andere Kruziferen-Arten (Raps, Markstammkohl, Unkräuter wie Hirtentäschel, Ackersenf, Hederich). Darüber hinaus ist er in der Lage, in einer Vegetationsperiode zwei bis drei Generationen auszubilden, so dass sich rasch große Populationsdichten aufbauen können. Inzwischen sind auch hier resistente Sorten verfügbar. Eine weitere Möglichkeit zur Einschränkung der Verseuchungsdichte besteht darin, nematodenresistente Zwischenfrüchte (Weißer Senf, Ölrettich) nach Getreidevorfrüchten vor dem Rübenanbau einzuordnen und somit die Population bereits im Vorfeld zu reduzieren.

Insgesamt gesehen reagieren die verschiedenen Fruchtarten auf die Anreicherung mit schädlichen Bodenorganismen in Abhängigkeit von der Bodenbonität mit unterschiedlich hohen Ertragsverlusten. Die potenziellen Mindererträge nehmen in der Reihefolge Mais < Sommergerste < Wintergerste < Winterroggen < Weizen < Hafer < Kartoffeln < Zuckerrüben < Ackerbohnen < Körnererbsen < Lein zu. Um diese Risiken vorausschauend einzudämmen, soll die Anbaukonzentration bestimmte Grenzen nicht übersteigen. Das wird erreicht, indem durch Anbaupausen artspezifische Mindestzeiträume bis zum Wiederanbau derselben Fruchtart eingehalten werden (Tab. I-22).


Tab. I-22. Maximale Anbaukonzentration (%) und erforderliche Anbaupausen für ­verschiedene Fruchtarten zum Verhindern von Fruchtfolgeschäden (n. Baeumer 1992 und Kundler 1989)
FruchtartenKonzentrationsgrad (%) StandortbedingungenAnbaupausen (Jahre)
günstigungünstig
Weizen33252–3
Wintergerste40331–2
Winterroggen50331–2
Sommergerste50331–2
Hafer25253
Raps33252–3
Körnererbsen20174–5
Ackerbohnen25203–4
Kartoffeln33253–4
Beta-Rüben33252–3
Körnermais50331–2
Silomais40252–3

Diesen Richtwerten liegen Ergebnisse aus langjährigen Fruchtfolge-Feldversuchen, aber auch umfangreiche Erfahrungen aus der ackerbaulichen Praxis zugrunde. Je günstiger die Standortverhältnisse sind, um so eher können höhere Konzentrationsgrade bei einzelnen Fruchtarten erwogen werden. So wird auf den besseren Ackerbaustandorten beispielsweise häufiger die einmalige Selbstfolge von Winterweizen praktiziert. Dies hat jedoch primär ökonomische Gründe und bedarf speziell darauf abgestimmter agrotechnischer Maßnahmen, welche die Sortenwahl, Unkrautkontrolle sowie Krankheits- und Schädlingsbekämpfung betreffen.