ENVISAGE: Erfassung und Management invasiver Neophyten auf landwirtschaftlichen Nutzflächen zur Sicherung der landwirtschaftlichen Produktionsbedingungen

Haase, Matthias; Birger, Antje; Birger, Jens; Hoppe, Irene; Ritter, Sascha; Schneider, Katrin; Sölter, Ulrike; Thürkow, Florian; Verschwele, Arndt (eds.) (2022). ENVISAGE: Erfassung und Management invasiver Neophyten auf landwirtschaftlichen Nutzflächen zur Sicherung der landwirtschaftlichen Produktionsbedingungen Berichte aus dem Julius Kühn-Institut: Vol. 220. Braunschweig, Deutschland: Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen 10.5073/20220405-075606

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Das Projekt Envisage hatte zum Ziel, für einige wichtige invasive Neophyten in Deutschland verbesserte Grundlagen für eine effektive Kontrolle zu erarbeiten. Für neun ausgewählte Arten sollten integrierte Bekämpfungsstrategien entwickelt bzw. optimiert werden. Auf der Basis bereits vorhandener Erfahrungen und der neuen Projektergebnisse wurden artspezifisch Handlungsempfehlungen beschrieben, die über ein Webportal (neophyten-in-der-landwirtschaft.de) der Öffentlichkeit zur Verfügung stehen. Grundsätzlich konnte in den Untersuchungen nachgewiesen werden, dass, unabhängig von der Zielart, eine frühzeitige Bekämpfung entscheidend für den Aufwand in Bezug auf die Kontrolle der Arten ist. Für eine nachhaltige Bekämpfung sind im Regelfall kombinierte Kontrollmaßnahmen über einen längerfristigen Zeitraum erforderlich. Um frühzeitig und umfassend Neophyten in der Fläche zu erkennen, wurden für die neun Pflanzenarten im Projekt Methoden und Algorithmen zur Erfassung mittels Fernerkundung entwickelt und erprobt. Für alle im Fokus des Projektes stehenden Neophyten wurden erstmals optimale Aufnahmezeitfenster für die Detektierbarkeit aus Fernerkundungsdaten ausgewiesen und konnten mit phänologischen Phasen korreliert werden. Dadurch lassen sich die Aufnahmezeitfenster an die klimatischen Bedingungen unterschiedlicher Großlandschaften anpassen. Es konnten grundlegende Erkenntnisse zu den notwendigen spektralen und geometrischen Mindestanforderungen gewonnen werden, die notwendig sind, um die im Fokus stehenden Neophyten zu klassifizieren. UAV-gestützte Aufnahmesysteme sind kostengünstig und erlauben eine hohe räumliche und zeitliche Flexibilität. Riesen-Bärenklau (Heracleum mantegazzianum) H. mantegazzianum ist in Deutschland weit verbreitet. Er hat sich in den letzten Jahrzehnten stark ausgebreitet und wird lokal vielerorts kontrolliert. Die spektralen Eigenschaften der Blüten erlauben eine automatisierte Trennung aus räumlich und spektral hochauflösenden Datensätzen. Aufbauend auf der breiten vorhandenen Datenbasis zur Bekämpfung der Art wurden im Freilandversuch zwei Wirkstoffe zur chemischen Bekämpfung getestet und die Möglichkeiten einer Abdeckung von Vorkommen mittels Drahtgitter sowie Bändchengewebe überprüft. Diese Versuchsansätze können spezifische Lösungen zum Management der Art darstellen. Staudenknöterich-Arten (Fallopia spec.) Die Fallopia spec. sind in Deutschland weit verbreitet und breiten sich lokal vielfach in starkem Ausmaß weiter aus. Die spektralen Eigenschaften der Blätter und das konzentrische Wachstum erlauben eine automatisierte Trennung aus räumlich und spektral hochauflösenden Datensätzen. Im Freilandversuch zeigten sowohl chemische als auch mechanische Bekämpfungsmaßnahmen im Versuchszeitraum keine ausreichende Wirkung und bedürfen einer längerfristigen Untersuchung. Bei etablierten Beständen sollte ein besonderer Fokus auf kombinierte Verfahren gelegt werden. Orientalisches Zackenschötchen (Bunias orientalis) B. orientalis ist besonders in der deutschen Mittelgebirgsregion bereits weit verbreitet und breitet sich dort derzeit stark lokal und regional weiter aus. Die spektralen Eigenschaften der Blüten erlauben eine automatisierte Trennung aus räumlich hochauflösenden Datensätzen. Hochauflösende Satellitendatensätze lassen eine Detektion ebenfalls zu. Im Freilandversuch zeigte sich die hohe Widerstandskraft von B. orientalis. Freilandversuche zeigten aber auch, dass die Ansaat einer konkurrenzstarken Kultur als erfolgversprechende Bekämpfungsstrategie gesehen werden kann. Auch das manuelle Ausstechen kleinerer Bestände zweimal im Jahr sowie die Anwendung MCPAhaltiger Herbizide sind für die Zurückdrängung der Art geeignet. Hinsichtlich effektiver Verfahren der integrierten Bekämpfung bzw. mit kombinierten Verfahren besteht weiterhin Forschungsbedarf. Schmalblättrige Ölweide (Elaeagnus angustifolia) E. angustifolia ist in Deutschland nur in den Bergbau- und Metropolregionen häufig. Sie breitet sich nur kleinflächig aus, z. B. in Bergbaufolgelandschaften. Die spektralen Eigenschaften der Blätter erlauben eine automatisierte Trennung aus räumlich hochauflösenden Datensätzen. Im Freilandversuch konnte die Art sowohl mit mechanischen als auch mit chemischen Verfahren erfolgreich bekämpft werden. Eschen-Ahorn (Acer negundo) A. negundo ist in ganz Ostdeutschland sehr häufig, darüber hinaus auch in westdeutschen Flusstälern und Metropolregionen. Die spektralen Eigenschaften der Blätter erlauben eine visuelle Klassifikation aus räumlich hochauflösenden RGB-Datensätzen. Im Freilandversuch zeigten mechanische wie chemische Versuchsansätze z. T. keine ausreichende Wirkung. Sowohl verschiedene Techniken des Ringelns (z.B. Ringeln mit der Ringelsäge und Teilringeln) als auch das Fällen bzw. Köpfen des Bestandes resultierten in einem Wiederaustrieb der Pflanzen. Auch chemische Bekämpfungsversuche in Form einer Stumpfbehandlung oder als Spritzapplikation im überjährigen Bestand führten als alleinige Bekämpfungsmaßnahmen zu keinem ausreichenden Rückgang des Bestands. Hier sind mehrjährige Maßnahmen bzw. Kombinationen von verschiedenen Bekämpfungsansätzen für ein nachhaltiges Zurückdrängen der Art erforderlich. Drüsenblättrige Kugeldistel (Echinops sphaerocephalus) E. sphaerocephalus ist besonders in wärmebegünstigten Regionen der deutschen Mittelgebirgsregion verbreitet. Die spektralen Eigenschaften der Blüten erlauben eine visuelle Klassifikation aus räumlich hochauflösenden Datensätzen. Herbizide zeigten gute Wirkungsgrade bei Jungpflanzen im 1. Jahr. Auch das händische Ausstechen der Wurzeln ist effektiv, aber nur bei kleinen Beständen vom Arbeitseinsatz her vertretbar. Für die Bekämpfung großflächiger Bestände, insbesondere auf Sonderstandorten (z. B. artenreiche Mager- und Halbtrockenrasen), besteht weiterer Forschungsbedarf. Weißer Stechapfel (Datura stramonium) D. stramonium ist besonders im norddeutschen Tiefland weit verbreitet, in der deutschen Mittelgebirgsregion nur regional häufig. Die spektralen Eigenschaften der Blüten erlauben eine visuelle Klassifikation aus räumlich hochauflösenden Datensätzen. Als einjähriges Unkraut, welches in Sommerungen (vor allem Mais, Zuckerrüben, Kartoffeln) vorkommt, ist es meist gut mit chemischen und integrierten Verfahren (z. B. geänderte Fruchtfolge mit Winterungen) zu bekämpfen. Samtpappel (Abutilon theophrasti) A. theophrasti ist in Deutschland nur in einigen Regionen häufig. Für diese Art konnten keine pflanzenspezifischen und fernerkundungswirksamen Parameter gefunden werden, die eine sichere Klassifikation erlauben. Es ergibt sich weiterer Forschungsbedarf, insbesondere für die Detektionsmöglichkeiten, die sich durch den Einsatz hochwertiger UAV-gestützter RGBKamerasysteme eröffnen. Als einjähriges Unkraut, welches in Sommerungen (vor allem Mais und Zuckerrübe) vorkommt, ist A. theophrasti meist gut mit chemischen und integrierten Verfahren (z. B. geänderte Fruchtfolge mit Winterungen) zu bekämpfen. Erdmandel (Cyperus esculentus) C. esculentus ist in Deutschland noch sehr selten. Die spektralen Eigenschaften der Blätter lassen eine automatisierte Klassifikation aus Fernerkundungsdatensätzen erwarten. Hier besteht weiterer Forschungsbedarf. Integrierte Bekämpfungsmaßnahmen, wie Unterdrückung durch einen Konkurrenzpflanzenbestand, hatten einen geringen Erfolg. Auch die thermische Bekämpfung der oberirdischen Biomasse hatte eine ungenügende Wirkung. Mit chemischen Verfahren konnten gute Bekämpfungserfolge erzielt werden. Bei C. esculentus sollte der besondere Fokus auf der Prävention liegen.

Item Type:	Book (Edited Volume)
Division/Institute:	School of Engineering and Computer Science > Institute for Data Applications and Security (IDAS) > IDAS / Management Science, Innovation, Sustainability and Entrepreneurship (MISE) School of Engineering and Computer Science
Name:	Haase, Matthias; Birger, Antje; Birger, Jens; Hoppe, Irene; Ritter, Sascha; Schneider, Katrin; Sölter, Ulrike; Thürkow, Florian and Verschwele, Arndt
Series:	Berichte aus dem Julius Kühn-Institut
Publisher:	Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen
Projects:	[UNSPECIFIED] Landwirtschaftliche Rentenbank
Language:	German
Submitter:	Florian Thürkow
Date Deposited:	27 Feb 2023 11:58
Last Modified:	27 Feb 2023 11:58
Publisher DOI:	10.5073/20220405-075606
ARBOR DOI:	10.24451/arbor.18880
URI:	https://arbor.bfh.ch/id/eprint/18880