dem sollte der Injektionskranz zusätzlich per Hand mit Injektionspatronen beladen werden können, wodurch außerdem die gezielte Ver-sorgung einzelner Reben oder rasches Eingrei-fen bei plötzlichem Pathogenbefall oder auch bei chlorotischen Erkrankungen ermöglicht würde.
Durch verlustfreie Direktapplikation ließe sich, neben dem bereits beschriebenen ökologischen Nutzen, außerdem der Gesamtaufwand/ha an verwendeten Spritzmitteln senken. Weiterhin wäre es sogar denkbar, dass mit diesem in sich geschlossenen System wieder Pflanzenschutz-mittel zur Anwendung kommen könnten, die aufgrund umweltrelevanter Gründe bereits nicht mehr in Deutschland zugelassen sind.
Außerdem würde das Befahren der einzelnen Rebzeilen zum Zwecke des Pflanzenschutzes entfallen.
Um dieses System auch ökonomisch nutzen zu können muss jedoch zunächst die langjährige Stabilität eines einmalig installierten Zugangs zum Xylem der Rebe gewährleistet werden.
3 Herausforderung
Reben im belaubten Zustand transpirieren. Das bedeutet, dass die Pflanzen Wasserdampf über die Blätter abgeben. Der in den Blättern resul-tierende Wasserverlust erzeugt einen Sog, der aus den Wurzeln über das Xylem Wasser nach oben zieht /6/. Dieser Sog ist die treibende Kraft des Transpirationsstroms, der die Wasser- und Nährsalzversorgung der oberirdischen Sprossteile gewährleistet. Bei der Montage der Injektionskanülen der jeweiligen Stammappli-kationssysteme in das Xylemgewebe der Reben drang Luft in die Wasserleitbahnen ein. Hier-durch konnten in den betroffenen Gefäßen Lufträume entstehen, die den Wassertransport-faden des Transpirationssogs unterbrachen; die betroffenen Leitbahnen waren dann emboli-siert. Aufgrund des Wasserverlustes in diesen Gefäßen wuchsen benachbarte Parenchymzel-len in die Gefäße ein und bildeten sogenannte
Thyllen, welche die Gefäße vollständig und ir-reversibel verstopften. Dieser Verschluss ver-hinderte nun die weitere Aufnahme von Appli-kationslösung aus den an die Triebe bzw.
Stämme der Topf- bzw. Freilandreben montier-ten Applikationssystemen. Dadurch waren die Aufnahmezeiträume der Stammapplikationen je nach schwere des Emboliereignisses auf weni-ge Taweni-ge bis maximal vier Wochen begrenzt. Es musste also ein Weg gefunden werden, um die bei der Montage der Applikationssysteme resul-tierende Embolie zu verhindern.
4 Lösung
Um die standzeitbegrenzende Embolie zu un-terbinden wurde für die folgenden Experimente die Physiologie der frühjährlichen Wiederbefül-lung der Xylemgefäße genutzt: Im Winter wer-den die Gefäße von Vitis zum Schutz vor Win-terfrostschäden entleert /7/. Die Gefäßleitun-gen sind in diesem Zustand mit Luft gefüllt.
Durch den positiven Wurzeldruck im Frühjahr werden die im Winter embolisierten Gefäße dann wieder befüllt /8/9/. Diese Sachverhalte ausnutzend wurden die Direktapplikationssys-teme nun bereits an das winterentleerte Xylem von Reben montiert und einige Tage vor der frühjährlichen Wiederbefüllung in Betrieb ge-nommen.
In der Kühlkammer überwinterte Topfreben wurden bei Temperaturen unter 4 °C mit den Injektionskanülen bestückt. Die so behandelten Reben wurden daraufhin einzeln in eine tempe-rierte Gewächshauskammer transportiert und dort sofort an ein zuvor vorbereitetes, mit 0,4 bar druckunterstütztes Applikationssystem an-geschlossen. Mit dieser Versuchsanordnung traten die bis dahin längsten Aufnahmezeit-räume von sechs bis sieben Wochen auf! Wie aus den mikroskopischen Untersuchungen nach Beendigung des Experiments hervorging hatten sich in den Gefäßen der nach dieser Methode montierten Topfreben keine Thyllen gebildet;
die Embolie, welche bisher immer bei der
Mon-tage der Applikationssysteme resultierte, wurde mit Hilfe dieser neuen Methode zum ersten mal vollständig unterbunden, wodurch eine gravie-rende Verlängerung der Laufzeiten resultierte!
Dennoch waren die Laufzeiten der Applikati-onssysteme weiterhin auf einen Zeitraum von einigen Wochen begrenzt. Aufgrund der in die-sen Fällen unterbundenen Embolie lag die Vermutung nahe, dass die Standzeiten nun doch noch durch andere Faktoren begrenzt wa-ren. Diese erneute Begrenzung resultierte wahrscheinlich aufgrund eines Wundcallus, der in allen Topfreben nachgewiesen wurde. Aller-dings wird Callusbildung an Reben im Allge-meinen nur unter Gewächshausbedingungen bei optimaler Temperatur und Luftfeuchte, je-doch so gut wie nie im Freiland beobachtet /10/11/.
Hieraus resultierte die Notwendigkeit ein weite-res druckunterstütztes (1,0 bar) Applikations-system an Freilandertragsreben zu testen. Die Montage der Anschlüsse erfolgte an einem tro-ckenen Tag im Winter. Im Frühjahr, wenige Tage vor dem Bluten der Reben wurde das System an das zu diesem Zeitpunkt noch win-terentleerte Rebenxylem angeschlossen und in Betrieb genommen. Die bald darauf einsetzen-de Blutung einsetzen-der Reben föreinsetzen-derte zusätzlich die Aufnahme der Applikationslösung in die nun wiederbefüllten Gefäße. Tatsächlich wurden hiermit Laufzeiten von mehreren Monaten (eine gesamte Vegetationsperiode) erzielt!
Weiterhin war es möglich, den Großteil der ein-gesetzen Einzelsysteme im darauffolgenden Frühjahr erneut in Betrieb zu nehmen; und wenngleich die Aufnahmemengen deutlich un-ter denen im Vorjahr lagen wurde bis in den Sommer des zweiten Versuchsjahres Aufnahme von Applikationslösung detektiert. Wahrschein-lich resultiert die Abnahme der aufgenomme-nen Applikationsmenge sowie die letztendliche Begrenzung der Laufzeiten im zweiten Ver-suchsjahr aufgrund bereits im Winter durch Frost entstandenen Schädigungen des
Reben-xylems an den Applikationsstellen. Es war zu diesem Zeitpunkt nicht möglich, den Prototy-pen des Freilandapplikationssystems im Herbst zu entleeren: Weder existierten Ablassventile, noch ließen sich die fest verklebten Zuleitungs-schläuche lösen. Somit befand sich den ganzen Winter hindurch Wasser in den Zuleitungen zum Xylem. Obwohl also der künstliche Xylem-zugang insgesamt nur zeitlich begrenzt funkti-onsfähig war, ermöglichte das mit 1,0 bar druckunterstützte Stammapplikationssystem erstmals einen Aufnahmezeitraum von einer gesamten Vegetationsperiode und darüber hin-aus den erneuten Betrieb dieses Systems im Folgejahr!
5 Anwendungsmöglichkeiten
Das Prinzip der langjährigen Stammapplikation soll natürlich vornehmlich dem Einsatz von Fungiziden, ohne die ein praxisorientierter Weinbau nicht denkbar wäre, dienen. Hier stellt auch die Züchtung pilzresistenter Rebsorten keine alleinige Alternative zum chemischen Pflanzenschutz dar, da alle züchterischen Be-mühungen zu Sortenspezifität führen, die der Sortenvielfalt im Weinbau abträglich ist und zum Aussterben alter Rebsorten beiträgt. Dar-über hinaus sind auch resistente Rebsorten zumindest zeitweise, beispielsweise während extremen Befallsdruck, auf chemischen Pflan-zenschutz angewiesen.
Aber gerade auch der Einsatz von Insektiziden, deren Applikation mittels Hubschrauber, auf-grund ihrer enormen Toxizität nicht durchführ-bar ist, und deren Einsatz per Spritz- und Sprühgerät aufgrund Verflüchtigung und Abtrift immer eine Bedrohung für Mensch und Tier darstellt, könnte mittels Stammapplikation un-gefährlicher gestaltet werden.
Daneben wäre es sogar möglich, Nematoden mit geeigneten Mitteln von den Rebwurzeln fern zu halten, ohne den Boden zu kontaminie-ren. Eine entsprechende Wirkung erzielten be-reits Viglierichio et al. /12/ bei der einmaligen
Umweltschonender Rebschutz durch Stammapplikation
Druckinjektion der Nematozide Sulfocarb und Oxamyl in die Wasserleitbahnen sechs Monate alter, im Gewächshaus kultivierter Topfreben.
Ebenso könnten Nährstoffe bei Mangelkrank-heiten eingebracht werden. Über einmalige In-jektionen von Eisenchelaten, Mangan und Zink in chlorotischen Bäumen berichteten Smith /13/, Neely /14/, Harrel et al. /15/, Kielbaso und Ottman /16/ und Dutcher et al. /17/.
Letztendlich wäre mit Hilfe des weitvernetzten Stammapplikationssystems auch die von Herr-mann /18/ geforderte „chemische Rodung“
aufgegebener Rebflächen mittels Herbiziden in einfachster Weise möglich.
Literaturverzeichnis
/1/ W. Hillebrand, D. Lorenz und F. Louis: Reb-schutz, 11. Auflage, Fachverlag Fraund, Mainz, 1998.
/2/ H. D. Mohr, B. Holz: Applikationstechnische Versuche im Weinbau zur Bekämpfung des Ro-ten Brenners, und zur Verteilung von Pflanzen-schutzmitteln, Mitteilungen aus der BBA für Land- und Forstwirtschaft, Blackwell Wissen-schafts-Verlag GmbH, Berlin, Wien, 1995.
/3/ K. Klenner: Pflanzenschutzmitteleinträge in Flüsse und Seen in Deutschland, Abschlussbe-richt des Umwelt Bundes Amt zum UFOPLAN-Vorhaben 295 24 034, 2000.
/4/ A. Düker und R. Kubiak: Ohne Umweg in die Rebe, Das Deutsche Weinmagazin, 6, 18-21, 1998.
/5/ A. Düker: Physiologische Untersuchungen zur Realisierung der langfristigen Stammappli-kation von Pflanzenschutzmitteln in das Reben-xylem, Dissertation, Schriftenreihe zur Ökolo-gie, Band 2, Universität Kaiserslautern, 2001.
/6/ U. Lüttge, M. Kluge und G. Bauer: Botanik, Ein grundlegendes Lehrbuch, VCH Verlagsge-sellschaft mbH, Weinheim, 1989.
/7/ M. H. Zimmermann: Xylem structure and the ascent of sap, Springer-Verlag, Berlin, Hei-delberg, New York, Tokio, 1983.
/8/ P. F. Scholander: The rise of sap in lianas, In: The physiology of forest trees, ed.
K.V.Thirnann, 3-17, 1958.
/9/ J. N. Sperry, N. M. Holbrook, M. H.
Zimmermann und M. T. Tyree: Spring filling of xylem Vessels in wild grapevine, Plant Physiol-ogy 83, 414-417, 1987.
/10/ O. Sartorius, Nekrosen: Wundkernholz und Rebschnitt, Weinberg und Keller, 10, 11, 493-522, 1963.
/11/ W. Schenk: Wunden und Wundheilung bei der Rebe, Deutsches Weinbau-Jahrbuch, 36, 29-35, 1985.
/12/ D. R. Viglierchio, A. R. Maggenti, R. V.
Schmitt und G. A. Paxmann: Nematicidal injec-tion: targetet control of plant-parasitic nema-todes of trees and vines, Journal of Nematol-ogy, 9, 4, 307-311, 1977.
/13/ E. M. Smith: Treatments to control chloro-sis of pin oak - interim report, Research Sum-mary, Ohio Agricultural Research and Devel-opement Center, 71, 41-42, 1973.
/14/ D. Neely: Iron deficiency chlorosis of shade trees, Journal of Arboriculture, 2, 7, 128-130, 1976.
/15/ M. O. Harrel, P. A. Pierce, D. P. Mooter und B. L. Webster: A comparison of treatments for chlorosis of pin oak and silver maple, Jour-nal of Arboriculture, 10, 9, 246-249, 1984.
/16/ J. J. Kielbaso und K. Ottmann: Manganese deficiency - contributory to maple decline, Journal of Arboriculture, 2, 2, 27-32, 1976.
/17/ J. D. Dutcher, R. E. Worley und R. H. Lit-trell: Trunk injection for pekan tree health, Re-search Bulletin, College of Agriculture Experi-ment Stations, University of Georgia, No. 296, 1983.
/18/ J. V. Herrmann: Herbizide gegen die Reb-laus, Das Deutsche Weinmagazin, 4, 20-24, 2002.
Messsystem zur Bewertung des Un-krautvorkommens
Autoren:
Dr.-Ing. Hartmut Böttger, Dr.-Ing. Hans-Rainer Langner, ATB Potsdam;
Prof. Dr. Ruckelshausen, FH Osnabrück Projekttitel:
Messsystem zur Bewertung des Unkraut-vorkommens
Projektnr.:
BMBF-FKZ: 0339992 Teilprojekt 02 Projektleiter:
Dr.-Ing. Hans-Rainer Langner hlangner@atb-potsdam.de
Institut für Agrartechnik Bornim e. V. (ATB) Abteilung Technik im Pflanzenbau
Max-Eyth-Allee 100 14469 Potsdam Projektpartner:
Institut für Agrartechnik Bornim e.V.;
FH Osnabrück; Müller-Elektronik GmbH;
Symacon Bildverarbeitung GmbH
Tab. 1: Herbizideinsparung bei teilflächenspezifischer Applikation im Ergebnis dreijähriger Praxiseinsätze
Frucht / Jahr Fläche Fläche insges.
MW Einsp.
193
24.4
von Boden, Grundwasser und Oberflächen-gewässern.
Um das Einsparungspotenzial betriebswirt-schaftlich möglichst vollständig nutzbar zu machen, ist die Echtzeiterfassung des Un-krautbestandes während der Applikationsfahrt erforderlich. Nach dem entwickelten Verfahren wird die Verunkrautung zwischen den Reihen bzw. in den Regelspuren sensortechnisch erfasst, der Messwert nach dem Schadens-schwellenprinzip (Abb. 1) in Echtzeit bewertet und in eine Spritzanweisung umgesetzt.
Die Hauptaufgabe des Teilprojekts bestand in der Entwicklung und Erprobung unterschiedli-cher Sensorvarianten, wobei sowohl kosten-günstige als auch technisch anspruchsvolle 1 Einleitung
Die Forderungen nach umweltschonend produ-zierten Nahrungsmitteln und sinkende Erlöse in der Landwirtschaft verlangen die Entwicklung von Verfahren, die den Verbrauch von Herbi-ziden reduzieren und Kosten sparen. Am ATB durchgeführte Untersuchungen haben ergeben, dass mit teilflächenspezifischer Herbizidappli-kation durchschnittlich 24,4% der betriebs-üblichen Spritzmittel eingespart werden können (siehe Tab. 1) [1]. Damit sind Kostenreduzie-rungen von 8 bis 15 Euro pro Hektar möglich
[2;3]. 1
Im gleichen Verhältnis wird die Umwelt-belastung verringert. Die Reduzierung der
Her-bizidmenge führt zu einer geringeren Belastung Abb. 1: Ertragsverlust in Abhängigkeit von der Un-krauthäufigkeit