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Agroscope

Pilzgifte im Weizen: Innovative Anbausysteme reduzieren Fusarium-Mykotoxine

Pilzgifte im Weizen gefährden die Gesundheit von Mensch und Tier. Agroscope untersuchte drei Anbausysteme im pfluglosen Anbau, um mit alternativen Pflanzenschutzstrategien die Qualität und den Ertrag der Weizenernte zu verbessern.

Die Ährenfusariose ist eine verheerende Pilzkrankheit bei Weizen, die zu Ernteausfällen und Belastung der Körner mit Pilzgiften (Mykotoxinen) wie Deoxynivalenol (DON) und Zearalenon (ZEN) führt. Pilzgifte im Weizen gefährden die Gesundheit von Mensch und Tier. In der Schweiz wird die Ährenfusariose hauptsächlich durch die Pilzart Fusarium graminearum verursacht. 

Fruchtfolge, Pflug und Pflanzenschutzmittel gegen Pilzbefall

Eine geeignete Fruchtfolge mit Kulturpflanzen, die für den Pilz nicht als Wirtspflanzen dienen, sowie das saubere Unterpflügen von gemulchten Ernterückständen sind wirksame Anbaupraktiken, um das Risiko eines Fusarienbefalls zu verringern. Eine reduzierte Bodenbearbeitung verbessert hingegen die Bodenqualität und wird in mehreren Kantonen mit Direktzahlungen unterstützt. Neben der geeigneten Fruchtfolge und Bodenbearbeitung stehen weitere Massnahmen wie der Anbau wenig anfälliger Sorten und der Einsatz synthetischer Pflanzenschutzmittel zur Reduktion des Pilzbefalls zur Verfügung. Die Wirksamkeit der Fungizide ist jedoch aufgrund des kurzen Anwendungszeitfensters und der Entwicklung resistenter Pilzstämme oft unzureichend. Zudem besteht ein immer stärkeres Bestreben, auf chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel zu verzichten. Daher muss nach neuen Strategien gesucht werden, um den Befall mit Fusarien und die Belastung der Ernteprodukte mit Mykotoxinen zu vermeiden.

Prüfung von drei Anbausystemen zur Reduktion von Fusarien-Mykotoxinen

Im Rahmen einer Mais-Weizen-Fruchtfolge mit pfluglosem Anbau untersuchte Agroscope drei innovative Strategien zur Bekämpfung der Ährenfusariose und zur Reduktion von Mykotoxinen in Weizen.

“Cut-and-carry”-Biofumigation: Als Biofumigation bezeichnet man die Desinfektion des Bodens durch Stoffe, die beim Abbau von Glucosinolaten entstehen, nachdem Senfpflanzen als Zwischenfrucht in den Boden eingearbeitet wurden. Die «Cut-and-carry»-Gründüngung ist eine Düngungsstrategie, bei der Stickstoff-fixierende Nutzpflanzen, zum Beispiel Leguminosen oder Gras-Klee-Mischungen, gehäckselt und zur Düngung für die eigentliche Kultur auf einem anderen Feld verwendet werden. Neben der Düngung des Bodens könnten so auch Krankheiten eingedämmt werden, bei denen die Infektion über den Boden oder über infizierte Ernterückstände stattfindet. Durch die «Cut-and-carry»-Biofumigation mit Senf könnte der in den Ernterückständen überwinternde Fusarium-Pilz gehemmt und so die Entwicklung der Ährenfusariose in der nachfolgenden Getreidekultur verringert werden.

Mais-Untersaaten: Untersaaten fixieren Nährstoffe, verbessern das Gefüge, bauen Humus auf, schützen vor Erosion, unterdrücken Unkräuter und erhöhen die unter- und oberirdische Biodiversität auf dem Acker. Weiterhin kann der Gesamtertrag der Fruchtfolge erhöht werden. In Testparzellen wurden fünf Mais-Untersaaten-Versuche mit Rotklee, Sudangras, Phacelia, Weissem Senf und Braunem Senf als Untersaat im Vergleich zu Mais als alleiniger Kultur (keine Untersaat) angelegt.

Zwischenfrüchte: Agroscope testete fünf Verfahren: Herbizid ohne Zwischenfrucht, Pflügen ohne Zwischenfrucht sowie jeweils Weisser Senf, Brauner Senf oder Winterfuttererbsen als Zwischenfrüchte.

Wichtigste Ergebnisse

“Cut-and-carry”-Biofumigation: Im Vergleich zur Kontrollbehandlung mit infizierten Ernterückständen reduzierte das Anbauverfahren mit Mulch-Schichten von Weissem Senf, Braunem Senf und Alexandriner-Klee den DON- und ZEN-Gehalt in den Weizenkörnern um 37–58 % bzw. um 65–87 %. Der Ertrag erhöhte sich um bis zu 15 %.

Mais-Untersaaten: Im Vergleich zur Kontrolle ohne Untersaaten reduzierten die Untersaaten-Systeme Mais-Weisser Senf und Mais-Brauner Senf den DON-Gehalt im nachfolgend angebauten Winterweizen um 58 bzw. um 32 %. Analog reduzierten die Systeme Mais-Phacelia und Mais-Weisser Senf den ZEN-Gehalt um 34 bzw. um 47 %. Die starke Reduktion der Mykotoxine wurde allerdings nur bei moderatem Krankheitsdruck (Jahr 2017) aber nicht bei hohem Krankheitsdruck (Jahr 2019) beobachtet. Die Untersaaten hatten keinen negativen Einfluss auf den Maisertrag.

Zwischenfrüchte: Durch den Anbau einer Zwischenfrucht zwischen den Kulturen einer Silomais-Sommerweizen-Fruchtfolge – Weisser Senf, Brauner Senf oder Winterfuttererbsen – wurde der DON-Gehalt in Weizen um bis zu 74 % reduziert. Zudem erhöhten alle Zwischenfrüchte den Körnerertrag von Sommerweizen um 13–25 %.

Fazit

  • Die untersuchten innovativen Anbausysteme als alternative Pflanzenschutzstrategie im pfluglosen Anbau sind vorteilhaft für Getreideproduzenten/innen und Konsumenten/innen, da sie das Risiko von Fusarium-Mykotoxinen in Weizen senken und zudem die Erträge und Qualität der Ernte verbessern.
  • Der Anbau von Weissem Senf und Braunem Senf für die “Cut-and-carry”-Biofumigation, als Mais-Untersaat und als Zwischenfrucht zur Reduktion von Mykotoxinen in Weizen ist vielversprechend, wobei insbesondere die Biofumigation konsistente Ergebnisse lieferte.
  • Durch den Einsatz von Alexandriner-Klee für die “Cut-and-carry”-Biofumigation oder als Gründüngung werden nicht nur Mykotoxine reduziert, sondern gleichzeitig die Bodenfruchtbarkeit verbessert.
  • Zusätzliche Produktionskosten der innovativen Anbausysteme müssten durch agrarpolitische Massnahmen ausgeglichen werden, um mögliche Konflikte zwischen Zielen der Lebensmittelsicherheit und der Wirtschaftlichkeit der Landwirtschaftsbetriebe zu vermeiden.
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