Lenkung teilschlagspezifischer Unkrautkontrollverfahren unter Berücksichtigung der Populationsdynamik von Unkräutern mit computergestützten Modellen

Abstract

In dieser Arbeit wurden Untersuchungen zur teilschlagspezifischen Unkrautkontrolle, welche den Zeitraum von 1997-2003 umfassten, in einer Felderfolge sowie einer Maismonokultur durchgeführt. Teilschlagspezifische Unkrautkontrolle führte zu hohen Herbizideinsparungen. Die Bekämpfungserfolge stimmten überwiegend mit denen einheitlicher Flächenbehandlungen überein. Die Unkrautpopulationsdynamik wurde in allen Feldern analysiert. In allen Jahren war die Unkrautverteilung sehr heterogen und Bereiche mit hoher Unkrautdichte blieben in Dichte und Lage stabil. Während die durchschnittliche Unkrautdichte in der Felderfolge sich nahezu nicht veränderte, kam es in der Maismonokultur zu einem Anstieg der Verunkrautung. <br /> Eine neue dGPS-gesteuerte Mehrkammerspritze ist entwickelt worden und wurde für die teilschlagspezifische Unkrautkontrolle auf einem landwirtschaftlichen Betrieb in der Nähe von Nideggen in Braugerste getestet. Mit der Mehrkammerspritze konnte während der Überfahrt ein Wirkstoffwechsel realisiert werden. Zusätzlich wurden dabei im Feldversuch zwei unterschiedliche Schadschwellen auf ihre Eignung für die teilschlagspezifische Unkrautkontrolle in Braugerste überprüft. Die GIS-basierte Analyse der Unkrautverteilungskarten, der Boden- sowie der Ertragskarte zeigte, dass die Konkurrenz der Unkräuter keinen signifikanten Einfluss auf den Kornertrag hatte. Durch Unkrautkonkurrenz kam es jedoch zu einer Verringerung des Vollgerstenanteils (Kornfraktion > 2,5 mm) sowie des Rohpoteingehaltes bis unter 9% in Feldbereichen mit mehr als 5 Pfl./m² von Cirsi-um arvense sowie mehr als 15 Pfl./m² von Avena fatua. <br /> In einem weiteren Feldversuch wurde der Einfluss reduzierter Herbiziddosen sowie die Konkurrenzeffekte von Sommerwei-zen und Sommergerste auf die Pflanzendichte und die Samenproduktion ausgewählter Unkrautarten untersucht. Des Weiteren wurde die Unkrautsamenprädation nach der Ernte in bearbeiteten und unbearbeiteten Parzellen analysiert. Mit reduzierten Aufwandmengen konnten gegen Galium aparine ebenso hohe Bekämpfungserfolge erzielt werden wie mit der vollen Aufwandmenge. Die Konkurrenz des Sommergetreides führte bei Eschscholzia cali-fornica zu einer Verringerung in der Pflanzendichte und der Samenproduktion. Die Pflanzendichte sowie die Samenproduktion von Galium aparine stieg jedoch an. Die Samen-prädationsrate in den Parzellen ohne Bodenbearbeitung variierte zwischen den Versuchsjahren. Es wurden Daten aus allen Versuchen genommen, um die räumliche und zeitliche Dynamik von Unkrautpopulationen mit einem populationsdynamischen Modell zu simulieren. Das Ziel bestand darin, die Verteilung der Unkrautart Chenopodium album, wel-che für diese Untersuchung selektiert wurde, beginnend mit den Daten des ersten Versuchsjahres, auf zwei Versuchsfeldern zu simulieren. Die simulierten Daten eines neuen populationsdynamischen Modells, welches am Lehrstuhl für Allgemeinen Pflanzenbau der Uni Bonn entwickelt wurde, konnten anhand von erhobenen Vergleichsdaten durch Berechnung des Korrelationskoeffizienten nach Pearson validiert werden. Das Modell trägt zu einer Verbesserung des Wissensstandes über die räumliche und zeitliche Dynamik von Unkräutern bei, was in Entscheidungsalgorithmen zur teilschlagspezifischen Unkrautkontrolle berücksichtigt werden kann.

<strong>Directing site-specific weed control methods with respect to weed population dynamics using computer based models</strong><br /> In this dissertation, site-specific weed control was studied in a crop rotation and in continuous maize from 1997 until 2003. Site-specific weed control resulted in high herbicide savings. The efficacy of site-specific weed control in most cases was similar to weed control methods with uniform herbicide applications. Spatial and temporal dynamics of weed populations were evaluated in all fields. Weed seedling distributions were heterogeneous in all years and most of the high density patches remained stable in density and location. In the crop rotation, the averaged weed density was very stable over all years of the study. However, in continuous maize weed density increased. <br /> A new dGPS controlled multiple patch sprayer was devel-oped and tested for site-specific weed control in malt barley on a farm near Nideggen. The sprayer allowed varying the herbicide mixture on the go. Additionally, two different weed thresholds were tested for site-specific weed control in malt barley. The GIS-based analysis of weed distribution maps, soil map and grain yield map revealed that weed competition had no significant effect on the average grain yield. However, competition of Cirsium arvense and Avena fatua reduced the fraction of larger grains (>2.5 mm calibration) and the protein con-tent in the grain at locations where more than 5 plants/m² of Cirsium arvense and more than 15 plants/m² of Avena fatua occurred.<br /> Another field experiment was established to study the influence of reduced herbicide doses and the competition effects of spring wheat and spring barley on density and seed production of selected weed species and to quantify weed seed predation after harvest in tilled and untilled plots.The efficacy of reduced herbicide doses against Galium aparine was similar to herbicide applications with the full herbicide doses. Competition of spring grain reduced density and seed production of Eschscholzia californica. However, density and seed production of Galium aparine increased in spring grain. Weed seed predation in untilled plots varied between the years of study. <br /> Data of all experiments were taken to predict the spatial and temporal dynamics of weed populations using a weed population dynamic model. The objective was to simulate the distribution of Chenopodium album within two experimental fields, starting with weed infestation in the first year of the study. The results of a new model, which was developed at the Institute of Agronomy and Crop Science, could be validated using Pearsons coefficient of correlation. <br /> The model im-proves our understanding of spatial and temporal dynamics of weed populations and thus can be included in decision algorithms for patch spraying.