Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpfl anzen J u l i u s - K ü h n - A r c h i v 4 4 34 4 326. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung Die Deutschen Arbeitsbesprechungen über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung bieten traditionell eine sehr breite Plattform zu allen Fragen der Herbologie und geben den aktuellen Erkenntnisstand im Bereich der Herbologie wieder. Im Mittelpunkt der Fachtagung stehen Inhalte zu Forschung und Entwicklung zu The- men im Bereich der Herbizidresistenz bei Unkräutern, Klimawandel, Populationsdynamik und Biodiversität, Modellierung, Unkrautmanagement ohne Herbizide, Entwicklungen bei Herbiziden und Herbizidmanage- ment. Ziel der Fachtagung ist es, herbologische Fragestellungen mit Experten von Hochschulen, Industrie, Pfl anzenschutzberatung und öff entlicher Verwaltung zu diskutieren. Die Tagung wird veranstaltet vom Julius Kühn-Institut (JKI), dem Institut für Geoökologie der Technischen Universität Braunschweig und dem Arbeitskreis Herbologie der Deutschen Phytomedizinischen Gesellschaft (DPG). 26th German Conference on Weed Biology and Weed Control Traditionally, the German conference on weed biology and weed control off ers a broad platform for discussion of all questions related to weed science and refl ects the current state of the art. The symposium is focused on topics such as evolution of herbicide resistance in weeds, climate change, population dynamics and biodiver- sity, modelling, weed management without herbicides, developments in herbicides and herbicide manage- ment. The aim of the symposium is to facilitate a discussion among experts coming from universities, industry, plant protection advisory services and administration. The conference is organized by the Julius Kühn-Institute (JKI), the Institute for Geoecology of the Technical University Braunschweig and the Weed Science Working Group of the German Phytomedical Society (DPG). Die 26. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und - bekämpfung wird freundlicherweise unterstützt durch: 44 3 20 14 26 . D eu ts ch e A rb ei ts be sp re ch un g üb er F ra ge n de r U nk ra ut bi ol og ie u nd -b ek äm pf un g Henning Nordmeyer, Lena Ulber Ta g u n g s b a n d 26. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und - bekämpfung 11.-13. März 2014, Braunschweig P r o c e e d i n g s 26th German Conference on Weed Biology and Weed Control March 11-13, 2014, Braunschweig, Germany Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) Das Julius Kühn-Institut ist eine Bundesoberbehörde und ein Bundesforschungsinstitut. Es um- fasst 15 Institute zuzüglich gemeinschaftlicher Einrichtungen an zukünftig sechs Standorten (Quedlinburg, Braunschweig, Kleinmachnow, Dossenheim, Siebeldingen, Dresden-Pillnitz) und eine Versuchsstation zur Kartoffelforschung in Groß Lüsewitz. Quedlinburg ist der Hauptsitz des Bundesforschungsinstituts. Hauptaufgabe des JKI ist die Beratung der Bundesregierung bzw. des BMELV in allen Fragen mit Bezug zur Kulturpflanze. Die vielfältigen Aufgaben sind in wichtigen rechtlichen Regelwerken, wie dem Pflanzenschutzgesetz, dem Gentechnikgesetz, dem Chemikaliengesetz und hierzu erlassenen Rechtsverordnungen, niedergelegt und leiten sich im Übrigen aus dem Forschungsplan des BMELV ab. Die Zuständigkeit umfasst behördliche Aufgaben und die Forschung in den Bereichen Pflan- zengenetik, Pflanzenbau, Pflanzenernährung und Bodenkunde sowie Pflanzenschutz und Pflan- zengesundheit. Damit vernetzt das JKI alle wichtigen Ressortthemen um die Kulturpflanze – ob auf dem Feld, im Gewächshaus oder im urbanen Bereich – und entwickelt ganzheitliche Konzepte für den gesamten Pflanzenbau, für die Pflanzenproduktion bis hin zur Pflanzenpflege und -verwen- dung. Forschung und hoheitliche Aufgaben sind dabei eng miteinander verbunden. Weiterführende Informationen über uns finden Sie auf der Homepage des Julius Kühn-Instituts unter http://www.jki.bund.de. Spezielle Anfragen wird Ihnen unsere Pressestelle (pressestelle@jki.bund.de) gern beantworten. Julius Kühn-Institut, Federal Research Centre for cultivated plants (JKI) The Julius Kühn-Institut is both a research institution and a higher federal authority. It is structured into 15 institutes and several research service units on the sites of Quedlinburg, Braunschweig, Kleinmachnow, Siebeldingen, Dossenheim und Dresden-Pillnitz, complemented by an experimen- tal station for potato research at Groß Lüsewitz. The head quarters are located in Quedlinburg. The Institute’s core activity is to advise the federal government and the Federal Ministry of Food, Agriculture and Consumer Protection in particular on all issues relating to cultivated plants. Its diverse tasks in this field are stipulated in important legal acts such as the Plant Protection Act, the Genetic Engineering Act and the Chemicals Act and in corresponding legal regulations, furthermo- re they arise from the new BMELV research plan. The Institute’s competence comprises both the functions of a federal authority and the research in the fields of plant genetics, agronomy, plant nutrition and soil science as well as plant protection and plant health. On this basis, the JKI networks all important departmental tasks relating to culti- vated plants – whether grown in fields and forests, in the glasshouse or in an urban environment – and develops integrated concepts for plant cultivation as a whole, ranging from plant production to plant care and plant usage. Research and sovereign functions are closely intertwined. More information is available on the website of the Julius Kühn-Institut under http://www.jki.bund.de. For more specific enquiries, please contact our public relations office (pressestelle@jki.bund.de). Gemeinschaft der Förderer und Freunde des Julius Kühn-Instituts, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen e.V. (GFF) Erwin-Baur-Str. 27, 06484 Quedlinburg, Tel.: 03946 47-200, E-Mail: GFF@jki.bund.de Internet: http://www.jki.bund.de/ Bereich “Über das JKI” Anschrift für Tauschsendungen: Please address exchanges to: Adressez échanges, s‘il vous plait: Para el canje dirigirse por favor a: Informationszentrum und Bibliothek Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen Königin-Luise-Straße 19 D-14195 Berlin, Germany E-Mail: ib@jki.bund.de Veröffentlichungen des JKI Das Julius-Kühn-Archiv setzt die seit 1906 erschienenen Mitteilungshefte, eine Reihe von Mono- graphien unterschiedlichster Themen von Forschungsarbeiten bis zu gesetzlichen Aufgaben fort. Alle bisher erschienenen Ausgaben sind OPEN ACCESS kostenfrei im Internet zu lesen. Öffentlichkeit und Fachwelt versorgen wir zusätzlich mit verschiedenen Informationsangeboten über alle Aspekte rund um die Kulturpflanzen. Hierfür stehen verschiedene Broschüren, Faltblätter, Fachzeitschriften und Monographien aber auch verschiedene Datenbanken als Informationsres- sourcen zur Verfügung. Für die Allgemeinheit sind vor allem die Faltblätter gedacht, die über Nützlinge im Garten, aber auch über spezielles wie den Asiatischen Laubholzbockkäfer informieren. Außerdem ist der regel- mäßig erscheinende Jahresbericht allgemein interessant, vor allem mit den umfassenden Artikeln zu besonderen Themen, die Sie aber auch im Internet auf den thematisch dazugehörigen Seiten finden. Seit 2009 wird vom Julius Kühn-Institut als wissenschaftliches Fachorgan das Journal für Kul- turpflanzen – Journal of Cultivated Plants (vormals Nachrichtenblatt des Deutschen Pflanzen- schutzdienstes) monatlich herausgegeben (http://www.journal-kulturpflanzen.de). Weiterführende Informationen über uns finden Sie auf der Homepage des Julius Kühn-Instituts unter http://www.jki.bund.de im Bereich Veröffentlichungen. Spezielle Anfragen wird Ihnen unsere Pressestelle (pressestelle@jki.bund.de) gern beantworten. J u l i u s - K ü h n - A r c h i v 4 4 34 4 34 4 34 4 34 4 34 4 34 4 34 4 34 4 34 4 34 4 3 Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpfl anzen Henning Nordmeyer, Lena Ulber Ta g u n g s b a n d 26. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und - bekämpfung 11.-13. März 2014, Braunschweig P r o c e e d i n g s 26th German Conference on Weed Biology and Weed Control March 11-13, 2014, Braunschweig, Germany © Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Quedlinburg, 2014. Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Überset- zung, des Nachdrucks, des Vortrages, der Entnahme von Abbildungen, der Funksendung, der Wie- dergabe auf fotomechanischem oder ählichem Wege und der Speicherung in Datenverarbeitungs- anlagen, bleiben bei auch nur auszugsweiser Verwertung vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der Fassung vom 24. Juni 1985 zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwider- handlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Printed in Germany by Arno Brynda GmbH, Berlin. Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation In der Deutschen Nationalbibliografie: detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. ISSN 1868-9892 ISBN 978-3-95547-002-9 DOI 10.5073/jka.2014.443.000 Herausgeber: Henning Nordmeyer und Lena Ulber Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland Messeweg 11-12 38104 Braunschweig Programmkomitee: Herwart Böhm (Thünen-Institut) Hans G. Drobny (DuPont de Nemours GmbH) Klaus Gehring (Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft) Bärbel Gerowitt (Universität Rostock) Henning Nordmeyer (Julius Kühn-Institut) Jan Petersen (Fachhochschule Bingen) Otto Richter (Technische Universität Braunschweig) Martin Schulte (Syngenta Agro GmbH) Lena Ulber (Julius Kühn-Institut) Peter Zwerger (Julius Kühn-Institut) Veranstalter: Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) Technische Universität Braunschweig Deutsche Phytomedizinische Gesellschaft Foto Titel: Acker-Kratzdistel (Cirsium arvense) Arno Littmann, Julius Kühn-Institut Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 1 Vorwort Zur 26. Deutschen Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung im Jahr 2014 in Braunschweig wurde wiederum eine hohe Zahl an wissenschaftlichen Beiträgen zu allen Fragen der Herbologie angemeldet. Damit wird die vom Julius Kühn- Institut (JKI), dem Institut für Geoökologie der Technischen Universität Braunschweig und dem Arbeitskreis Herbologie der Deutschen Phytomedizinischen Gesellschaft (DPG) getragene Unkrauttagung 2014 wieder ihrer Rolle als Herbologie-Plattform gerecht. Die Unkrauttagungen dienten und dienen der Vorstellung und Diskussion neuer Forschungsergebnisse sowie dem Austausch von aktuellen Erkenntnissen auf dem Gebiet der Herbologie und sind damit ein fester Bestandteil im Veranstaltungskalender für die an der Herbologie interessierten Kolleginnen und Kollegen der Hochschulen, Industrie, Beratung und öffentlichen Verwaltung. Daher haben die Veranstalter auch 2014 an dem Ziel festgehalten, die Manuskripte der Vorträge und Poster in einem Tagungsband zusammenzustellen und zu veröffentlichen. Somit gibt der Tagungsband den aktuellen Erkenntnisstand im Bereich der Herbologie wieder. Aktuelles Schwerpunktthema ist wiederum die Herbizidresistenz sowie die sich daraus entwickelnde Frage nach einem effektiven Unkrautmanagement durch Fruchtfolgegestaltung und alternative Verfahren. Das Programmkomitee hat maßgeblich an der Gestaltung des wissenschaftlichen Programms sowie der Auswahl der Beiträge mitgewirkt. Die Zuordnung und Strukturierung der vielfältigen Beiträge ist immer eine Herausforderung. An dieser Stelle möchten wir den Mitgliedern des Programmkomitees für ihre Unterstützung ganz herzlich danken. Die Manuskripte aller angenommenen Vorträge und Poster wurden nach einer Begutachtung redigiert, in einem Tagungsband zusammengefasst und veröffentlicht. Auch allen Gutachtern möchten wir für Ihre Arbeit danken. Braunschweig, im März 2014 Henning Nordmeyer, Lena Ulber und Peter Zwerger 26. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung, 11.-13. März 2014 in Braunschweig 2 Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 Wir danken herzlich für die wissenschaftliche Begutachtung der Tagungsbeiträge durch: We like to thank all reviewers for their effort: Albrecht, Harald, Technische Universität München, Deutschland Becker, Jörg, Dow AgroSciences GmbH, Deutschland Belz, Regina, Universität Hohenheim, Deutschland Bletscher, Carina, Syngenta Agro GmbH, Deutschland Böhm, Herwart, Thünen-Institut, Trenthorst, Deutschland Bohren, Christian, Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil ACW, Nyon, Schweiz Buhre, Cord, Institut für Zuckerrübenforschung, Göttingen, Deutschland Bünte, Rolf, Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Aurich, Deutschland Christen, Olaf, Universität Halle, Deutschland Dammer, Karl-Heinz, Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim, Deutschland de Mol, Friederike, Universität Rostock, Deutschland Dicke, Dominik, Regierungspräsidium Gießen, Deutschland Dietz-Pfeilstetter, Antje, Julius Kühn-Institut, Braunschweig, Deutschland Drobny, Hans Günther, Du Pont de Nemours (Deutschland) GmbH, Deutschland Eggers, Thomas, ehemals BBA, Deutschland Engelke, Thomas, Julius Kühn-Institut, Braunschweig, Deutschland Franzaring, Jürgen, Universität Hohenheim, Deutschland Gehring, Klaus, LfL Bayern, Institut für Pflanzenschutz, Freising, Deutschland Gerhards, Roland, Universität Hohenheim, Deutschland Gerowitt, Bärbel, Universität Rostock, Deutschland Glemnitz, Michael, Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung, Müncheberg, Deutschland Götz, Reinhard, Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft, Jena, Deutschland Graeff-Hönninger, Simone, Universität Hohenheim, Deutschland Gruber, Sabine, Universität Hohenheim, Deutschland Haas, Hans Ulrich, Syngenta Crop Protection AG, Deutschland Hanzlik, Kristin, BASF SE, Limburgerhof, Deutschland Hermann, Wilfried, Universität Hohenheim, Deutschland Hofmann, Bodo, Universität Halle-Wittenberg, Deutschland Keller, Martina, Forschungsanstalt Agroscope, Wädenswil, Schweiz Kuhlmann, Josef, Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Cloppenburg, Deutschland Ladewig, Erwin, Institut für Zuckerrübenforschung, Göttingen, Deutschland Landschreiber, Manja, Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein, Lübeck, Deutschland Meinlschmidt, Ewa, Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft, Dresden Menegat, Alexander, Universität Hohenheim, Deutschland Menne, Hubert, Bayer CropScience AG, Frankfurt, Deutschland Michel, Albrecht, Syngenta Crop Protection AG, Basel, Switzerland Nordmeyer, Henning, Julius Kühn-Institut, Braunschweig, Deutschland Petersen, Jan, Fachhochschule Bingen, Deutschland Pflanz, Michael, Julius Kühn-Institut, Braunschweig, Deutschland Raffel, Hans, Syngenta Agro GmbH, Maintal, Deutschland Rauber, Rolf, Georg-August-Universität Göttingen, Deutschland Sauerborn, Joachim, Universität Hohenheim, Deutschland Schönhammer, Alfons, BASF SE, Limburgerhof, Deutschland Schulte, Martin, Syngenta Agro GmbH, Maintal, Deutschland Schwarz, Jürgen, Julius Kühn-Institut, Kleinmachnow, Deutschland Söchting, Hans-Peter, Julius Kühn-Institut, Braunschweig, Deutschland Sölter, Ulrike, Julius Kühn-Institut, Braunschweig, Deutschland Steinmann, Horst-Henning, Georg-August-Universität Göttingen, Deutschland Verschwele, Arnd, Julius Kühn-Institut, Braunschweig, Deutschland Werner, Bernhard, Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Hannover, Deutschland Westerman, Paula, Universität Rostock, Deutschland Wirth, Judith, Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil ACW, Schweiz Wolber, Dirk, Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Hannover, Deutschland Zwerger, Peter, Julius Kühn-Institut, Braunschweig, Deutschland 26th German Conference on weed Biology an Weed Control, March 11-13, 2014, Braunschweig, Germany Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 3 Inhaltsverzeichnis - Table of Contents Einleitende Referate Keynote presentation Neue molekularbiologische und bioinformatische Methoden in der Unkrautforschung 17  New molecular biology and bioinformatics methods in weed research Antje Krause Unkrautregulierung durch Fruchtfolgegestaltung und alternative Managementverfahren 24  Weed control through crop rotation and alternative management practices Herwart Böhm Reduced herbicide rates: present and future 37  Reduzierter Herbizidaufwand: heute und zukünftig Per Kudsk Sektion 1: Herbizidresistenz – Methoden Section 1: Herbicide resistance - methods Framework for an expert evaluation for the evolution of weed resistance 45  Rahmen für eine Experten-Bewertung für die Entwicklung der Unkrautresistenz William Vencill, Robert Nichols, Theodore Webster and Stephen Moss Degradation and metabolism of fenoxaprop-P-ethyl in sensitive and resistant populations of Alopecurus myosuroides 52  Abbau und Metabolismus von Fenoxaprop-P-ethyl in sensitiven und resistenten Populationen von Alopecurus myosuroides Yasmin I. Kaiser and Roland Gerhards Validation of the chlorophyll fluorescence imaging method (CFI) for early detection of herbicide resistance in weeds 60  Validierung der Chlorophyll Fluoreszenz Imaging-Methode (CFI) zur Früherkennung von Herbizidresistenz in Unkräutern Alexander Menegat and Roland Gerhards On the discovery of genes involved in metabolism-based resistance to herbicides using RNA-Seq transcriptome analysis in Lolium rigidum 66  Zur Entdeckung der beteiligten Gene an der metabolischen Herbizidresistenz in Lolium rigidum durch RNA-Seq Transkriptom Analyse. Todd A. Gaines, Lothar Lorentz, Andrea Figge, Frank Maiwald, Mark-Christoph Ott, Heping Han, Roberto Busi, Qin Yu, Stephen B. Powles and Roland Beffa 26. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung, 11.-13. März 2014 in Braunschweig 4 Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 Molekulare Analyse der metabolischen Resistenz in Acker-Fuchsschwanz 73  Molecular analysis of metabolic resistance in blackgrass Michael U. Höfer, Friedrich Felsenstein, Maria Rosenhauer und Jan Petersen Is hormesis an underestimated factor in the development of herbicide resistance? 81  Ist Hormesis ein unterschätzter Faktor bei der Entwicklung von Herbizidresistenz? Regina G. Belz Efficacy study and resistance detection for pre-emergence herbicides under greenhouse conditions; a method comparison for pendimethalin 92  Wirksamkeitsprüfung und Resistenzdetektion für bodenaktive Herbizide; Ein Methodenvergleich am Beispiel Pendimethalin Alexander Menegat, Bernd Sievernich and Roland Gerhards Impact of non-target-site-resistance on herbicidal activity of imazamox on black-grass (Alopecurus myosuroides Huds.) in comparison to other ALS-graminicides 98  Einfluss der Nicht-Wirkortresistenz auf die herbizide Wirkung von Imazamox auf Ackerfuchsschwanz (Alopecurus myosuroides Huds.) im Vergleich zu anderen ALS- Graminiziden Bernd Sievernich and Alexander Menegat Resistenzausprägung von hetero- und homozygot resistenten Genotypen eines Acker-Fuchsschwanz-Biotypen mit Target-Site Resistenz (Haplotyp Leu1781) in Dosis-Wirkungsversuchen mit Clethodim und Cycloxydim 106  Degree of resistance of hetero- and homozygous resistant genotypes of a target- site resistant blackgrass biotype (haplotype Leu1781) in dose-response experiments with clethodim and cycloxydim Jean Wagner und Regina G. Belz Sektion 2: Klimawandel, Populationsdynamik und Biodiversität Section 2: Climate change, population dynamics and biodiversity Use of the crop maize to reduce yellow nutsedge (Cyperus esculentus L.) pressure in highly infested fields in Switzerland 114  Mais als mögliche Sanierungskultur für stark mit Erdmandelgras (Cyperus esculentus L.) verseuchte Flächen in der Schweiz Martina Keller, Jürgen Krauss, Reto Neuweiler and René Total Klimafolgenforschung zu Ackerunkräutern – Daten, Methoden und Anwendungen auf verschiedenen Skalen 123  Climate change impact research on arable weeds – data, methods and applications at various scale levels Laura Breitsameter, Jana Bürger, Barbara Edler, Kristian Peters, Bärbel Gerowitt und Horst-Henning Steinmann 26th German Conference on weed Biology an Weed Control, March 11-13, 2014, Braunschweig, Germany Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 5 Die biologische Wirksamkeit von Maleinsäurehydrazid auf Erdmandelgras (Cyperus esculentus L.) 133  Biological effect of maleic acid hydrazide on Yellow Nutsedge (Cyperus esculentus L.) Christian Bohren, Roger Azevedo und Judith Wirth Einfluss der Bodenbearbeitung auf die Entwicklung der Verunkrautung in einem Dauerfeldversuch 141  Influence of tillage system on the weed infestation in a long-term field trial Jürgen Schwarz und Bernhard Pallutt Zum Einfluss der Fruchtfolge auf die Abundanzen künstlich etablierter Unkrautarten in zwei Feldversuchen 149  On the effect of crop rotation on artificially established weed species in two field experiments Christoph Flucke, Friederike de Mol und Bärbel Gerowitt Seed ecology of Bromus sterilis L. 156  Samenökologie von Bromus sterilis L. Veronika Žďárková, Kateřina Hamouzová, Josef Holec, Jaromír Janků and Josef Soukup Welche Faktoren fördern das Auftreten von Chenopodium album auf norddeutschen Maisflächen? 165  Which factors support the occurrence of Chenopodium album in maize fields in Northern Germany? Christoph v. Redwitz und Bärbel Gerowitt Dynamik der Verunkrautung mit Senecio vulgaris nach einem einmaligen Sameneintrag 172  Dynamics of the weed infestation with Senecio vulgaris after a single entry from seeds Hans-Peter Söchting und Peter Zwerger New approaches to the conservation of rare arable plants in Germany 180  Neue Ansätze zum Artenschutz gefährdeter Ackerwildpflanzen in Deutschland Harald Albrecht, Julia Prestele, Sara Altenfelder, Klaus Wiesinger and Johannes Kollmann Einfluss des Klimawandels auf die Keimung von Ackerwildkräutern 190  To be or not to be - common and endangered arable weed species in the face of Global Climate Change Anna Theresa Rühl, Tobias W. Donath, R. Lutz Eckstein und Annette Otte Genotypic diversity and clonal structure of Erigeron annuus (Asteraceae) in Lithuania 200  Genetische Vielfalt und Klonstruktur von Erigeron annuus (Asteraceae) in Litauen Virginija Tunaitienė, Jolanta Patamsytė, Tatjana Čėsnienė, Violeta Kleizaitė, Donatas Naugžemys, Vytautas Rančelis and Donatas Žvingila 26. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung, 11.-13. März 2014 in Braunschweig 6 Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 Cyperus esculentus - differences in growth and tuber production between cultivated and wild forms 208  Cyperus esculentus - Unterschiede in Wachstum und Knollenbildung zwischen Kultur- und Wildformen Josef Holec, Petra Bulejčiková, Pavel Hamouz and Josef Soukup Phenological characteristics of the invasive weed Cucumis melo 214  Phänologische Eigenschaften der invasiven Unkrautart Cucumis melo Sima Sohrabi, Ali Ghanbari, Mohammad Hassan Rashed Mohassel and Javid Gherekhloo Zur Ökophysiologie des Auftretens von Cirsium arvense 218  Ecophysiological aspects of Cirsium arvense Hartmut Heilmann Rezente Veränderungen von Unkrautflora und -management als Basis für zukünftige Managementanpassungen 225  Recent changes of arable weeds flora and management as a basis for future adaptations Laura Breitsameter und Horst-Henning Steinmann Regrowth of Cirsium arvense from intact roots and root fragments at different soil depths 234  Aufwuchs von Cirsium arvense aus intakten Wurzeln und Rhizom-Fragmenten aus verschiedener Bodentiefe Mette Goul Thomsen, Lars Olav Brandsæter and Haldor Fykse Role of Oxalis corniculata L. as plant virus reservoir with special regard to Tomato Spotted Wilt Virus (TSWV-RB) strain occurrence in rock-wool cultivation in Hungary 239  Horn-Sauerklee (Oxalis corniculata L.) als Reservoir des Resistenz-überwindenden Stammes der Tomatenbronzefleckenkrankeit (TSWV-RB) in Steinwolle- basierendem Gemüsebau in Ungarn Anna Maria Hodi, Gabor Bese, Laszlo Hodi and Laszlo Palkovics Changes of weed ecological groups under different organic mulches 244  Änderungen innerhalb ökologischer Gruppen von Unkräutern unter verschiedenem organischen Mulch Darija Jodaugienė, Aušra Marcinkevičienė, Rita Pupalienė, Aušra Sinkevičienė and Kristina Bajorienė 26th German Conference on weed Biology an Weed Control, March 11-13, 2014, Braunschweig, Germany Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 7 Sektion 3: Herbizidresistenz - Management Section 3: Herbicide resistance - Management Impact of imazamox containing herbicides on the development of resistance in black-grass (Alopecurus myosuroides Huds.) 252  Einfluss von Imazamox-haltigen-Herbiziden auf die Resistenzentwicklung bei Acker-Fuchsschwanz (Alopecurus myosuroides Huds.) in einer Raps- Getreidefruchtfolge Maria Rosenhauer, Bernd Sievernich and Jan Petersen Senkung des Selektionsdrucks von Herbiziden – Möglichkeiten und Grenzen eines Managements von Acker - Fuchsschwanz mit Clethodim in Raps bei Vorkommen das Haplotyps Leu1781 261  Reduction of selection pressure of herbicides - options and limits for blackgrass management by using clethodim in oilseed rape in the presence of the Leu1781 haplotype Jean Wagner, Jens Heisrath, Jan Juister, Tjard Ommen und Albert Günnigmann The use of hormone herbicides for resistance management and control of difficult weeds in cereal crops in the UK (with special reference to Scotland) 268  Resistenzmanagement und Bekämpfung von Unkräutern in Getreide in Großbritannien durch Anwendung von Phenoxyherbiziden (unter besonderer Berücksichtigung von Schottland) Andrew Mark Ballingall Spatial and temporal development of ACCase and ALS resistant Black- grass (Alopecurus myosuroides Huds.) populations in neighboring fields in Germany 273  Räumliche und Zeitliche Ausbreitung ACCase und ALS resistenter Ackerfuchsschwanzpopulationen in benachbarten Feldern Deutschlands Johannes Herrmann, Martin Hess, Thomas Schubel, Harry Strek, Otto Richter and Roland Beffa Resistenzentwicklungen von Apera spica-venti (L.) P. Beauv. (Gemeiner Windhalm) in Niedersachsen 2013 – zunehmend auch gegen Pinoxaden 280  Development of resistance of Apera spica-venti (L.) P. Beauv. (Loose silky-bent) in Lower Saxony in 2013 - also increasingly against Pinoxaden Dirk Michael Wolber Vererbung der Herbizidresistenz gegen ALS-Inhibitoren bei Tripleurospermum perforatum 287  Inheritance of ALS herbicide resistance in Tripleurospermum perforatum Lena Ulber 26. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung, 11.-13. März 2014 in Braunschweig 8 Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 Results from two years of Matricaria inodora L. and Matricaria chamomilla L. monitoring (2012 + 2013) – greenhouse efficacy trials with Tribenuron and Florasulam and ALS target site resistance test at Pro 197 and Thr 574 293  Ergebnisse aus zwei Jahren (2012 + 2013) eines Matricaria inodora- und Matricaria chamomilla–Monitoring – Biotest mit Tribenuron und Florasulam und ALS-Target-Site-Analyse an den Stellen Pro 197 und Thr 574 Anke Tiede, Marcin Dzikowski, Jörg Becker and Arndt Wittrock Interaktionen von Vor- und Nachauflaufapplikationen auf die Kontrolle von metabolisch resistenten Ackerfuchsschwanzherkünften 297  Interaction of pre- and post-emergence herbicide treatment on efficacy of different black-grass biotypes with enhanced metabolism Jan Petersen und Florian Olf Erstnachweis einer Wirkortresistenz von Tauber Trespe (Bromus sterilis) gegenüber ACCase-Hemmern 304  First record of target-site-resistance of poverty brome (Bromus sterilis) to ACCase inhibitors Dominik Dicke, Jean Wagner, Eberhard Cramer und Manfred Kirchner Herbizideinsatz gegen schwer bekämpfbaren, herbizidresistenten Acker- Fuchsschwanz (Alopecurus myosuroides Huds.) in Winterweizen (Triticum aestivum L.) 311  Herbicide treatments for the control of resistant black grass (Alopecurus myosuroides Huds.) in winter wheat (Triticum aestivum L.) Klaus Gehring und Stefan Thyssen Herbizidresistenz von Flughaferherkünften aus Rheinland-Pfalz 320  Herbicide resistance of Wild Oat (Avena fatua) populations from Rhineland- Palatinate Bernd Augustin und Hubert J. Menne Untersuchungen zum Auflaufverhalten von Ackerfuchsschwanz (Alopecurus myosuroides Huds.) in Abhängigkeit des Aussaattermins und der Winterweizensorte in Norddeutschland 324  Field studies on the germination behaviour of black-grass (Alopecurus myosuroides Huds.) depending on sowing date und winter wheat variety in Northern Germany Manja Landschreiber Sektion 4: Modellierung Section 4: Modelling Model for metabolic resistance against ALS inhibitors 334  Ein Modell für die metabolische Resistenz gegen ALS Inhibitoren Otto Richter, Dirk Langemann and Roland Beffa 26th German Conference on weed Biology an Weed Control, March 11-13, 2014, Braunschweig, Germany Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 9 Modeling the development of a target site resistant Apera spica-venti (L.) P. Beauv. population – A comparison of model output and field data 343  Modellierung der Entwicklung einer Target-site resistenten Apera spica-venti Population – Ein Vergleich von Modelergebnissen und Felddaten Janin Rummland, Dirk Kerlen, Henning Nordmeyer, Roland Beffa and Otto Richter Simulation model for longterm management of Avena fatua L. in winter wheat 350  Simulationsmodell zur langfristigen Kontrolle von Avena fatua L. in Winterweizen Ortrud Jäck, Alexander Menegat, Jinwei Zhang, Hanwen Ni and Roland Gerhards DSSHerbicide: Feldversuche zur Unkrautbekämpfung im Winterweizen – was bringt der Einsatz eines Entscheidungshilfesystems? 360  DSSHerbicide: Herbicide field trials in winter wheat. What is the good of this? Friederike de Mol, Robert Fritzsche und Bärbel Gerowitt Modellierung von ökonomischen Schadschwellen für Rumex obtusifolius L. im Wirtschaftsgrünland 369  Modelling of economic thresholds for Rumex obtusifolius L. in intensively used grassland and pasture Thomas Schulz Prognose künftiger Problemunkräuter im Maisanbau durch Artverbreitungsmodellierung 379  Predicting weed problems in maize cropping by species distribution modelling Jana Bürger, Barbara Edler, Bärbel Gerowitt und Horst-Henning Steinmann Management zur Verminderung und Vermeidung von diffusen Herbizidausträgen durch Abschwemmung und Erosion in Oberflächengewässer 387  Best management practices to reduce and prevent water pollution with herbicides from run-off and erosion Klaus Gehring Unkrauterkennung mit Hilfe unbemannter Luftfahrzeuge 396  Weed detection using unmanned aircraft vehicles Michael Pflanz, Dominik Feistkorn und Henning Nordmeyer Teilflächenspezifisches Herbizidsplitting in Feldmöhren entsprechend sensorbasierter Erfassung der Verunkrautung 404  Site-specific herbicide splitting in field carrots based on camera detected weed infestation Karl-Heinz Dammer, Gerhard Wartenberg und Frank Weinhold DSSHerbicide: Feldversuche zur Unkrautbekämpfung im Winterweizen – Wege zur Entscheidung 412  DSSHerbicide: Herbicide field trials in winter wheat. How to come to a decision David Sefzat, Friederike de Mol und Bärbel Gerowitt 26. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung, 11.-13. März 2014 in Braunschweig 10 Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 Sektion 5: Unkrautmanagement ohne Herbizide Section 5: Weed management without herbicides Do cover crop mixtures have the same ability to suppress weeds as competitive monoculture cover crops? 422  Haben Zwischenfruchtmischungen dieselbe Fähigkeit zur Unkrautunterdrückung wie eine konkurrenzkräftige Reinsaat? Jochen Brust, Jonas Weber and Roland Gerhards Untersuchungen zur Unkrautunterdrückung in Rein- und Mischfruchtbeständen von Wintererbsen unterschiedlichen Wuchstyps 431  Investigations on the weed suppression in sole and intercropped stands of winter peas of contrasting growth habit Annkathrin Gronle und Herwart Böhm Effekte von Fruchtfolge und Bodenbearbeitung auf die Segetalflora im Ökologischen Landbau 441  Effects of crop rotation and soil tillage on weeds in organic farming Franz Schulz und Günter Leithold Effect of weed patch size on seed removal by harvester ants 451  Einfluss der Unkrautnestgröße auf die Samenprädation durch Ernteameisen Paula R. Westerman, Valentina Atanackovic and Joel Torra Langzeiteffekt der Umstellung auf Ökologischen Landbau auf den Diasporenvorrat der Segetalflora (Untersuchungen im Ökohof Seeben, 1994 bis 2011) 456  Long-term effects of conversation to organic farming on the weed seed bank (Investigations on the Ökohof Seeben, 1994-2011) Christian Wittmann, Arne Petruschke und Olaf Christen Unkrautunterdrückung und Unkrauttoleranz bei Weizensorten - relevante Eigenschaften für den Integrierten Pflanzenschutz 465  Weed suppression and weed tolerance of wheat cultivars - relevant traits for Integrated Pest Management Arnd Verschwele Prädation von Unkrautsamen durch samenfressende Carabiden unter dem Einfluss karnivorer Carabiden 475  Weed seed predation by granivorous carabids as influenced by carnivorous carabids Friederike de Mol, Wencke Ladwig und Paula Westerman Auswirkung der Mulchmasse der Vorfrucht Hafer auf die Unkrautflora bei Direktsaat von Ackerbohnen im Ökologischen Landbau 483  Effect of straw mulch residues of previous crop oats on the weed population in direct seeded faba bean in Organic Farming Luiz Felipe Perrone Massucati und Ulrich Köpke 26th German Conference on weed Biology an Weed Control, March 11-13, 2014, Braunschweig, Germany Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 11 Unkraut unterdrückende Wirkung von Saatwicken in Reinsaat und im Gemengeanbau mit Hafer in Abhängigkeit von Aussaatstärkenverhältnis und Wickensorte 493  Weed suppressive effect of common vetches in sole and intercrops with oat depending on seed density ratio and cultivar of vetch Herwart Böhm From organic to conventional cropping – subsequent effects on weed incidence 498  Wechsel vom ökologischen zum konventionellen Landbau – Auswirkungen auf die Verunkrautung Jukka Salonen and Terho Hyvönen Wirkung von reduzierter Bodenbearbeitung und Gründüngung im Ökologischen Landbau auf den Beikrautbesatz 502  Influence of Reduced Tillage and Green Manures on Weeds in Organic Farming Meike Grosse, Thorsten Haase und Jürgen Heß Thermal, mechanical and chemical control of ragweed (Ambrosia artemisiifolia) in different habitats 507  Thermische, mechanische und chemische Bekämpfung der Beifuß-Ambrosie (Ambrosia artemisiifolia) in verschiedenen Umwelten Ulrike Sölter and Arnd Verschwele Nutzung von Rhizobakterien und Endophyten zur biologischen Bekämpfung von Unkräutern und Ungräsern 511  Use of rhizobacteria and endophytes for biological control of weeds Friederike Trognitz, Simon Dürr, Siegrid Widhalm, Abdul Samad, Günter Brader, Stéphane Compant und Angela Sessitsch Sektion 6: Entwicklungen bei Herbiziden Sektion 6: Developments in herbicides Herbicide Safeners: an overview 516  Herbizid Safener: ein Überblick Christopher Rosinger SYD 11720H – Eine neue Herbizidkombination zur Bekämpfung von Ungräsern und Unkräutern in Getreide im Herbst 526  SYD 11720H - A new herbicide combination for grass weed and dicot control in cereals in autumn application Hans Raffel und Ingo Meiners Advanced Formulation Technology and its benefits for Clomazone containing herbicides 534  Fortschrittliche Formulierungstechnologie und ihr Nutzen für Clomazone-haltige Herbizide David Hennens, Michel Sarazin, Victor Casaña-Giner and Miguel Gimeno 26. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung, 11.-13. März 2014 in Braunschweig 12 Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 Clearfield®-Clentiga® und Clearfield® Kombi Pack erweitern die Herbizidpalette zur gezielten Unkrautbekämpfung in Winter- und Sommerraps 543  Clearfield®-Clentiga® and Clearfield® Kombi-Pack: Two new herbicides for targeted weed control in winter- and spring oilseed rape Alfons Schönhammer und Joachim Freitag Control of ALS resistant volunteer oil seed rape and other dicotyledonous weeds with GF-145, a new cereal herbicide product containing isoxaben and florasulam 552  Bekämpfung von ALS resistentem Ausfallraps und anderen dikotyledonen Unkräutern mit GF-145, einem neuen Getreideherbizid bestehend aus Isoxaben und Florasulam Jörg Becker, Marcin Dzikowski, Arndt Wittrock and Anke Tiede Mehrjährige Erfahrungen mit GOLTIX® TITAN® bei der Bekämpfung von einjährigen zweikeimblättrigen Unkräutern in Rüben 557  Experience with GOLTIX® TITAN® controlling annual dicotyledonous weeds in beets Martina Fell, Antje-Viola Kalfa, Franz Stuke und Gerd Dingebauer MaisTer® Power: eine Terbuthylazin- freie Lösung zur Bekämpfung von Ungräsern und Unkräutern in Mais 565  MaisTer® Power: a Terbuthylazin free new solution to control monocotyledonous and dicotyledonous weeds in maize. Martin Wegener und Torsten Balz Atlantis FLEX (BAY 22010 H) – ein neues Herbizid zur Bekämpfung von Ungräsern in Getreide 570  Atlantis FLEX (BAY 22010 H) – a new herbicide in cereals with efficacy against grasses Dirk Kerlen und Peter Naunheim Differential sensitivity of locally naturalized Panicum species to 4- hydroxyphenyl pyruvate dioxygenase and acetolactate synthase- inhibiting herbicides 578  Differentielle Sensitivität von lokal naturalisierten Panicum-Arten gegenüber 4- Hydroxyphenylpyruvat-Dioxygenase und Acetolactat- Synthase hemmenden Herbiziden Benny De Cauwer, Tim Geeroms, Sofie Claerhout, Dirk Reheul and Robert Bulcke GWN-3189 B – Ein neues selektives Herbizid mit dem Wirkstoff Triallate zur Bekämpfung resistenter Ungräser in Getreide 587  GWN-3189 B – A new selective herbicide based on Triallate for control of herbicide resistant grass weed in cereals Friedrich Mühlschlegel, Luc Westerloppe und John Edmonds KYLEO® - Wirkungsweise unter der Lupe 594  Kyleo ® - mode of action under examination Dagmar Heibertshausen, Manfred Konradt und Tobias Diehl 26th German Conference on weed Biology an Weed Control, March 11-13, 2014, Braunschweig, Germany Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 13 BELVEDERE® Extra – eine neues Hochleistungsherbizid in Rüben 599  BELVEDERE® Extra – a new high performance- herbicide in beets Alexandra Donati und Martina Fell Sektion 7: Herbizide - Management Section 7: Herbicide - management Cruciferous weeds in oil seed rape – appearance and control 606  Kreuzblütler als Unkräuter im Raps – Aussehen und Kontrolle Günter Klingenhagen Colchicum autumnale - Control strategies and their impact on vegetation composition of species-rich grasslands 611  Colchicum autumnale – Strategien zur Kontrolle und ihr Effekt auf die Vegetationszusammensetzung eines artenreichen Grünlands Melanie Seither and Martin Elsässer Neue Unkrautbekämpfungsstrategien im Mais unter Beachtung enger Maisfruchtfolgen, zunehmender ALS-Resistenzen bei typischen Unkräutern und wirkstoffspezifischer Applikationseinschränkungen 621  New weed control strategies in maize considering narrow crop rotations with maize, greater ALS-resistance in common weeds and application restrictions with regard to active substance Katrin Ewert, Gerhard Schröder, Ewa Meinlschmidt und Elke Bergmann Chemische Unkrautkontrolle bei der Anpflanzung von Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln (Populus) und Weiden (Salix) 635  Chemical weed control by planting of poplar (Populus) and willow (Salix) short rotation coppice Klaus Gehring, Thomas Festner und Stefan Thyssen Influence of adjuvants and interactions between herbicides and weed species by determination of relative adjuvant-effect on herbicide dose 645  Einfluss von Additiven und Interaktionen zwischen Herbiziden und Unkrautarten durch Bestimmung des relativen Additiveinflusses auf die Aufwandmenge Arne Brathuhn and Jan Petersen Entwicklung und Anwendung einer Heuristik für flexible Herbizidentscheidungen in Fruchtfolgeversuchen 653  Development and application of a heuristic for flexible decisions about herbicide use in crop rotation field experiments Thomas Kunze, Friederike de Mol und Bärbel Gerowitt Möglichkeiten der gezielten Nachauflaufbekämpfung von Unkräutern im Winterraps 662  Possibilities for a specific post-emergence weed control in winter oilseed rape Bernhard Werner 26. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung, 11.-13. März 2014 in Braunschweig 14 Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 Distribution, significance and control of foxtail, Setaria spp. and crabgrass, Digitaria spp. in the Netherlands, and the situation within Europe 671  Verbreitung, Bedeutung und Bekämpfung von Unkrauthirsen der Gattungen Setaria und Digitaria in den Niederlanden und die Situation in Europa Hilfred Huiting, Ton Rotteveel, Piet Spoorenberg and Rommie van der Weide Quantitative population epigenetics - a catalyst for sustainable agriculture 682  Quantitative Populations-Epigenetik, Katalysator für eine nachhaltige Landwirtschaft Reinhold Stauß Neue Möglichkeiten zur Unkrautbekämpfung in konventionellen Sojabohnen 692  New possibilities for weed control in conventional soybeans Jan Petersen Chemische Unkrautregulierung beim Anbau von Sojabohnen (Glycine max, L.) 701  Chemical weed control in soybean (Glycine max, L.) Klaus Gehring, Thomas Festner, Roland Gerhards, Kerstin Hüsgen und Stefan Thyssen Beeinflussung des Unkrautwachstums durch Fungizide 709  Impact of fungicides on weed growth Henning Nordmeyer Herbizid-Frühjahrsbehandlungen zur Bekämpfung von Trespen-Arten (Bromus spp.) in Wintergetreide 714  Herbicide spring treatments for the control of brome grasses (Bromus spp.) in winter cereals Klaus Gehring, Thomas Festner, Stefan Thyssen und Hans-Jürgen Wöppel Against the current - Clearfield® oilseed rape in Germany 720  Gegen den Strom – Clearfield-Raps in Deutschland Christine Laufer, Max Siebachmeyer, Sabine Gruber, Shoubing Huang, Ernst Albrecht Weber and Wilhelm Claupein Kann über die Lückenindikation eine chemische Unkrautbekämpfung in Öllein noch abgesichert werden? 728  Is the validation of chemical weed control in linseed possible within the framework of a minor use procedure? Christine Tümmler und Gerhard Schröder Themenspektrum der Herbologie in Deutschland – dargestellt am Beispiel der „Unkrauttagung“ von 1955 bis 2012 738  Topics of weed science in Germany - as exemplified by the „German Conference on Weed Biology and Weed Control“ between 1955 and 2012 Jürgen Schwarz 26th German Conference on weed Biology an Weed Control, March 11-13, 2014, Braunschweig, Germany Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 15 Integrated control of annual weeds by inter-row hoeing and intra-row herbicide treatment in spring oilseed rape 746  Integrierte Regulierung einjähriger Unkräuter durch zwischenreihiges Hacken und Herbizid-Bandapplikation im Rapsanbau Anders TS Nilsson, Anneli Lundkvist, Theo Verwijst, Mikael Gilbertsson, Per-Anders Algerbo, David Hansson, Allan Andersson, Per Ståhl and Maria Stenberg 26. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung, 11.-13. März 2014 in Braunschweig 16 Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 26th German Conference on weed Biology an Weed Control, March 11-13, 2014, Braunschweig, Germany Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 17 Einleitende Referate Keynote presentation Neue molekularbiologische und bioinformatische Methoden in der Unkrautforschung New molecular biology and bioinformatics methods in weed research Antje Krause Fachhochschule Bingen, Berlinstr. 109, D-55411 Bingen am Rhein a.krause@fh-bingen.de DOI 10.5073/jka.2014.443.001 Zusammenfassung Der zunehmende Einsatz kostengünstiger und zeitsparender Hochdurchsatz-Sequenziertechniken (NGS, next- generation sequencing) ermöglicht die Bearbeitung völlig neuer Fragestellungen sowohl in der Medizin als auch in den Agrarwissenschaften. Die Verfügbarkeit von immer mehr genetischen Daten verschiedener Spezies und der Einsatz neuer molekularbiologischer und bioinformatischer Methoden zu ihrer Verarbeitung verschiebt damit den Blick von einzelnen Genen und Genprodukten hin zum Verständnis von Reaktionen, Interaktionen und ganzen biologischen Systemen. Damit sind auch ihre Einsatzmöglichkeiten in der Unkrautforschung vielfältig. Untersuchungen des Genoms und Transkriptoms eines Unkrauts können z. B. bei der Identifikation von Genprodukten, die als Zielorte (target-sites) für Herbizide geeignet sind, eingesetzt werden. Genexpressionsanalysen tragen zu einem besseren Verständnis von Herbizidresistenzen (sowohl Zielort- als auch Nicht-Zielortresistenzen) bei. Ferner kann die Sequenzierung des Metagenoms Aufschlüsse über mögliche Interaktionen mit Pflanzen- Mikroorganismen am untersuchten Standort geben. Stichwörter: Biologische Datenbanken, Bioinformatik, Epigenetik, Exom, Expressionsdatenanalyse, Genom, Hochdurchsatz-Sequenzierung, Transkriptom Abstract The application of time and cost efficient high-throughput sequencing technologies called NGS, next- generation sequencing enables researchers to tackle completely new problems in medicine as well as in agriculture. The availability of increasing genetics data from various species along with the use of new molecular biology and bioinformatics methods for data handling shifts the focus from single genes or gene products to the understanding of reactions, interactions and entire biological systems. In weed research the application of these methods is straightforward. The analysis of the genome and transcriptome of a weed can, for instance, lead to the identification of suitable gene products as target-sites for herbicides. Gene expression analyses result in a deeper understanding of herbicide resistance (target-site as well as non target-site resistance). In addition, sequencing the metagenome provides insights into potential interactions with microorganisms in the habitat of interest. Keywords: Biological databases, bioinformatics, epigenetics, exome, expression analysis, genome, next- generation sequencing, transcriptome Einleitung Seit der kompletten Genom-Sequenzierung des pflanzlichen Modellorganismus Arabidopsis thaliana im Jahr 2000 (THE ARABIDOPSIS GENOME INITIATIVE, 2000) und der ersten Nutzpflanze Oryza sativa im Jahr 2002 (GOFF et al., 2002) gewinnt die Analyse von genetischen Informationen zunehmend auch in der Pflanzenforschung an Bedeutung. Eine ganze Reihe neuer molekularbiologischer und bioinformatischer Methoden hat diese Entwicklung erst möglich gemacht. 26. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung, 11.-13. März 2014 in Braunschweig 18 Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 Unter dem Begriff „Next Generation Sequencing“ (NGS) werden insbesondere neue Hochdurchsatz-Sequenziertechniken zusammengefasst, die es aufgrund einer Parallelisierung bzw. Miniaturisierung der Sequenzierung ermöglichen, DNA mit einem sehr guten Zeit-Kosten- Verhältnis zu sequenzieren. So lagen die Kosten zur Sequenzierung von 1.000.000 Basenpaaren (1 Mbp) im April 2013 bei 0,06$ im Vergleich zu über 5.000$ im September 2001 (WETTERSTRAND, 2013). Hierbei wird unterschieden zwischen Sequenziergeräten, die eine Amplifizierung (d.h. Vervielfältigung, üblicherweise mit PCR (Polymerase Chain Reaction)) der zu sequenzierenden DNA voraussetzen (Amplified Single Molecule Sequencing, Second oder Next Generation Sequencing) und solchen, die einzelne DNA-Stränge ohne vorherige Amplifizierung sequenzieren (Single Molecule Sequencing, Third oder Next Next Generation Sequencing). Eine Übersicht über die aktuellen Technologien findet sich in Tabelle 1. Mit diesen Sequenziergeräten können in sehr kurzer Zeit (wenige Stunden) sehr große Mengen (mehrere Terabyte) an DNA- (Genom) bzw. mRNA-Daten (Transkriptom) für weitere Analysen in digitaler Form in den Computer gebracht werden. Diese Rohdaten werden dann dort mit Methoden der Bioinformatik weiter verarbeitet. Tab. 1 Hochdurchsatz-Sequenziertechniken; NGS: Next Generation Sequencing, Second Generation Sequencing, Amplified Single Molecule Sequencing; NNGS: Next Next Generation Sequencing, Third Generation Sequencing, Single Molecule Sequencing. Tab. 1 High-throughput sequencing technologies. Hersteller Webseite Gene- ration Gerät(e) Readlänge (in bp) Reads pro Lauf 454 Sequencing, Roche http://www.454.com/ NGS GS Junior GS FLX+ 400 600-1.000 100.000 1 Mio. Illumina® http://www.illumina.com/ NGS HiSeq 2500 GAIIx 36-150 35-150 3 Mrd. 320 Mio. Applied Biosystems®, Life Technologies http://www.lifetechnologies.com/ NGS 5500xl SOLiD 75 3 Mio. Ion Torrent™, Life Technologies http://www.lifetechnologies.com/ NGS Ion PGM™  Ion  Proton™ 35-400 200 2-3 Mio. 60-80 Mio. Pacific Biosciences® http://www.pacificbiosciences.com/ NNGS RS II Max. >20.000 70.000 Oxford Nanopore Technologies https://www.nanoporetech.com/ Geräte noch nicht auf dem Markt NNGS GridION™ MinION™ 48.000? 2.000? Da die meisten NGS-Sequenziergeräte nur sehr kurze Sequenzfragmente (Reads) produzieren und diese fehlerbehaftet sein können, ist die erste Herausforderung das Zusammenfügen dieser Fragmente zu größeren Sequenzabschnitten. Jede Position der zu rekonstruierenden Sequenz wird dabei idealerweise von mehreren Reads abgedeckt (Coverage), sodass die Reads allein aufgrund ihrer Ähnlichkeiten, d.h. ihres Überlapps (Overlap), untereinander zu einem größeren Sequenzabschnitt (Contig, Contiguous sequence) zusammengefügt werden können. Bei diesem „Assembly“ genannten Prozess kann grob zwischen zwei Problemstellungen unterschieden werden: Beim Mapping werden die Reads in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen bekannten „Template“ gebracht. Dies kann ein bereits sequenziertes Genom, Transkriptom oder Exom derselben oder einer möglichst nah verwandten Spezies sein. Bei der de-novo- Assemblierung ist dagegen nichts über die Zielsequenz bekannt. Für einen aktuellen Überblick über Assemblierungsmethoden siehe NAGARAJAN und POP (2013). 26th German Conference on weed Biology an Weed Control, March 11-13, 2014, Braunschweig, Germany Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 19 Erst nach der Assemblierung kann die eigentliche Analyse der Sequenzen am Computer erfolgen. Tabelle 2 listet die wichtigsten Datensammlungen mit Ergebnissen aus öffentlichen Pflanzengenomprojekten auf. Tab. 2 Pflanzengenetische Datensammlungen. Tab. 2 Plant genetics databases. Name Webseite Literatur The Arabidopsis Information Resource (TAIR) http://www.arabidopsis.org/ (LAMESCH et al., 2012) Ensembl plants http://plants.ensembl.org/ (FLICEK et al., 2013) MIPS Plants DB http://mips.helmholtz- muenchen.de/plant/genomes.jsp (NUSSBAUMER et al., 2013) Gramene http://www.gramene.org/ (YOUENS-CLARK et al., 2011) Phytozome http://phytozome.net/ (GOODSTEIN et al., 2012) Brachypodium distachyon http://www.brachypodium.org/ (THE INTERNATIONAL BRACHYPODIUM INITIATIVE, 2010) PlantGDB http://www.plantgdb.org/ (DUVICK et al., 2008) PlantCYC / Plant Metabolic Network (PMN) http://www.plantcyc.org/ (ZHANG et al., 2010) 1001 Genomes - A Catalog of Arabidopsis thaliana Genetic Variation http://www.1001genomes.org/ (CAO et al., 2011) Anwendungsgebiete Im Folgenden sollen die einzelnen Methoden zur Analyse von Genom, Metagenom, Exom, Transkriptom, Metabolom und Epigenom näher betrachtet werden. Genom Das Genom umfasst die Gesamtheit der genetischen, vererbbaren Information eines Organismus. Die Sequenzierung des gesamten Genoms ermöglicht die Untersuchung von Variationen (Single Nucleotide Polymorphisms (SNP) und Structural Variants) innerhalb einer Spezies (GAN et al., 2011; EDWARDS et al., 2013) und Unterschieden zwischen verschiedenen Spezies. Problematisch bei der Rekonstruktion der kompletten Genomsequenz sind die durch die Sequenziertechnik bedingten sehr kurzen Reads und das Auftreten repetitiver Sequenzen, die bei der Assemblierung nicht eindeutig zugeordnet werden können. Neben einer Reihe von inzwischen komplett sequenzierten Nutzpflanzen wie Oryza sativa (GOFF et al., 2002), Hordeum vulgare (THE INTERNATIONAL BARLEY GENOME SEQUENCING CONSORTIUM et al., 2012), Zea mays (WEI et al., 2009), Triticum aestivum (BRENCHLEY et al., 2012) und Glycine max (SCHMUTZ et al., 2010) gilt Brachypodium distachyon (THE INTERNATIONAL BRACHYPODIUM INITIATIVE, 2010) aufgrund seines kleinen Genoms inzwischen als geeigneter Modellorganismus für Gräser. Da bisher nur wenige Pflanzengenome komplett sequenziert sind, werden hierfür in erster Linie de-novo-Assemblierungstools verwendet (SCHATZ et al., 2012). Metagenom Das Metagenom bildet die Gesamtheit der genomischen Information der Mikroorganismen einer bestimmten Lebensgemeinschaft (Biozönose) oder eines Biotops. Da die Herkunftsspezies der genomischen Sequenzen hierbei nicht bekannt sind, müssen durch den Vergleich mit bereits bekannten Sequenzen zunächst die in der Probe (meist Umweltprobe aus Wasser oder Boden) enthaltenen Spezies bestimmt werden. Danach kann dann ihr Einfluss auf und ihre Interaktion mit z. B. Nutzpflanzen genauer untersucht werden. 26. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung, 11.-13. März 2014 in Braunschweig 20 Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 Geeignete Programme hierfür sind MEGAN (HUSON et al., 2007), mothur (SCHLOSS et al., 2009) und CLOTU (KUMAR et al., 2011). Exom Das Exom besteht aus den potenziell für Proteine kodierenden Abschnitten (Exons) der Gene eines Genoms. Um das Exom sequenzieren zu können, müssen zunächst die Exons aus dem Genom selektiert werden (sequence capture). Dies setzt voraus, dass eine Referenz-Genomsequenz der zu untersuchenden Spezies bereits bekannt ist. Da das Exom bei höheren Organismen nur einen kleinen Teil des Genoms ausmacht, ist es sehr viel kostengünstiger, das Exom anstelle weiterer Genome dieser Spezies zu sequenzieren, um Variationen in den kodierenden Bereichen zu untersuchen (MASCHER et al., 2013). Transkriptom Das Transkriptom repräsentiert die Gesamtheit der zu einem bestimmten Zeitpunkt unter bestimmten Bedingungen in einem Gewebe exprimierten Gene (d.h. die von der DNA in mRNA transkribierten Gene). Unter Genexpression versteht man dabei die Ausprägung des Genotyps zum Phänotyp eines Organismus oder eines Gewebes. Da die mRNA nicht direkt sequenziert werden kann, muss sie zunächst in cDNA (complementary DNA) mit Hilfe des Enzyms Reverse Transkriptase umgeschrieben werden und die cDNA kann dann anschließend sequenziert werden. Diese Technik wird als RNA-Seq bezeichnet (WANG et al., 2009). Das Transkriptom liefert zusammen mit dem Genom und dem Exom Informationen darüber, welche Exons durch alternatives Spleißen (alternative splicing) eines Gens zu einem bestimmten Zeitpunkt in welche mRNA transkribiert werden (USADEL und FERNIE, 2013). Neben den auf Homologiesuche basierenden weit verbreiteten Tools BLAST, PSI-BLAST (ALTSCHUL et al., 1997), BLAT (KENT, 2002) und InterProScan (QUEVILLON et al., 2005) werden zur Annotation der sequenzierten Transkripte zunehmend auch Ontologien mit einem standardisierten Wortschatz verwendet (LOHSE et al., 2012). Für einen Überblick über die Transkriptomanalyse siehe GÓNGORA-CASTILLO und BUELL (2013), geeignete Programme für die Assemblierung eines Transkriptoms sind Trinity (GRABHERR et al., 2011) und Oases (SCHULZ et al., 2012). Neben der qualitativen Information über die in einer Probe enthaltenen Transkripte hinaus lassen sich mit RNA-Seq auch quantitative Daten gewinnen, d.h. Genexpressionsdaten, für die bisher Microarray-Experimente durchgeführt wurden. Auch wenn inzwischen ein großes Repertoir an statistischen Methoden zur Auswertung von Microarray-Experimenten existiert, haben sie den Nachteil, dass nur bekannte Transkripte nachgewiesen und verschiedene Experimente nur sehr aufwändig miteinander verglichen werden können (WANG et al., 2009). Durch die Weiterentwicklung geeigneter Tools zur Auswertung von RNA-Seq-Experimenten werden Microarray-Experimente daher in diesem Bereich zunehmend verdrängt. Zum exakten qualitativen und quantitativen Nachweis genetischen Materials bzw. der Expression einzelner Gene ist die Quantitative Real-Time-PCR (qRT-PCR oder qPCR) geeignet. Hierbei werden während der Durchführung der PCR Fluoreszenzsignale der amplifizierten Sequenzen gemessen. Voraussetzung für einen quantitativen Nachweis ist das Vorhandensein eines Referenzgens, dessen Expression gleichzeitig gemessen wird und zur Normalisierung der Expression des Zielgens dient. Als Referenzgen wird üblicherweise ein „housekeeping gene“ verwendet, dessen Expression unabhängig von äußeren Einflüssen in allen Zellen und Geweben konstant sein sollte. Da auch hier die Expression über das Vorhandensein von mRNA gemessen wird, für die Durchführung der PCR jedoch DNA benötigt wird, muss die mRNA zunächst mit Hilfe des Enzyms Reverse Transkriptase in cDNA umgeschrieben werden. Das gesamte Verfahren wird dann als RT-PCR (reverse transcription PCR) bezeichnet (HOLZAPFEL und WICKERT, 2007; DUHOUX und DÉLYE, 2013). Metabolom Die Metabolomik umfasst alle charakteristischen Stoffwechsel-Eigenschaften einer Zelle, eines Gewebes oder eines Organismus und geht damit über die Analyse von Genom, Transkriptom und Proteom hinaus hin zum Verständnis des Gesamtsystems (Systembiologie) einschließlich der 26th German Conference on weed Biology an Weed Control, March 11-13, 2014, Braunschweig, Germany Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 21 beteiligten Metaboliten (MACEL et al., 2010). Da bisher weder Hochdurchsatz-Technologien zur Charakterisierung und Quantifizierung von Metaboliten noch Referenzdatenbanken existieren, ist die Metabolomik das bisher am wenigsten fortgeschrittene ‚omik‘-Fachgebiet (HEGEMAN, 2010; DÉLYE, 2013). Zukünftige Entwicklungen werden dann auch eine gemeinsame Betrachtung von Metagenom- und Metabolomdaten (environmental metabolomics) möglich machen (BRUNETTI et al., 2013). Zur Analyse von Veränderungen im Stoffwechsel von Pflanzen unter unterschiedlichen Bedingungen können jedoch bereits Expressions- und Transkriptomdaten z. B. mit dem Tool MAPMAN auf bekannte Stoffwechselwege projiziert werden (THIMM et al., 2004; USADEL et al., 2009). Epigenom Unter Epigenetik werden alle genetischen Faktoren zusammengefasst, die auf Veränderungen an den Chromosomen (z. B. DNA-Methylierung, Histon-Modifikation) beruhen, ohne dass eine Veränderung der DNA-Sequenz zugrunde liegt. Einzelne Abschnitte oder ganze Chromosomen können so in ihrer Aktivität beeinflusst werden. Diese Veränderungen können durch Umwelteinflüsse (z. B. große Trockenheit) verursacht sein und an die Folgegeneration vererbt werden (KINOSHITA und JACOBSEN, 2012). Neueste Entwicklungen (Bisulfit-Sequenzierung, BS-Seq) ermöglichen erste Einblicke in das Methylierungsmuster kompletter Genome (DINH et al., 2012). Ausblick Die Entwicklung neuer Sequenziertechniken ermöglicht die Bearbeitung völlig neuer Fragestellungen sowohl in der der Medizin als auch den Agrarwissenschaften. Dadurch sind jedoch auch die Anforderungen an leistungsfähige Soft- und Hardware stark gestiegen und die Menge an Daten ist der aktuellen Entwicklung von Methoden (SCHLIESKY et al., 2012) und gebrauchsfähiger Software weit voraus. Damit ist momentan nicht mehr die Erzeugung der Daten der einschränkende Faktor sondern ihre anschließende Speicherung, Verarbeitung, Analyse und Interpretation am Computer. Um die vielfältigen Möglichkeiten der verfügbaren computergestützten Methoden optimal nutzen zu können, ist auf der einen Seite eine Entwicklung zu benutzerfreundlicherer Software (GOFF et al., 2011; SMITH, 2013) und auf der anderen Seite die Bereitschaft von Medizinern, Biologen und Agrarwissenschaftlern nötig, diese Methoden als weitere Werkzeuge in ihren Arbeitsalltag zu integrieren (SERVICE, 2013). 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Gleichfalls führen weitere Veränderungen im Anbau wie reduzierte Bodenbearbeitungsverfahren, frühere Aussaattermine etc. zu einer Zunahme des Unkrautaufkommens bzw. zu erhöhtem Herbizideinsatz und tragen gegebenenfalls zu Herbizidresistenzen bei. Die positiven Effekte von Fruchtfolgen, aber auch von alternativen Managementverfahren wie Sortenwahl, Zwischenfruchtanbau, Mischfruchtanbau, Grünguthäcksel sowie der Beitrag von Prädatoren als auch Verfahren der direkten nichtchemischen Unkrautregulierung werden vorgestellt und sowohl für den konventionellem Anbau als auch für den Ökologischen Landbau diskutiert. Sollen alternative Managementverfahren verstärkt in der Praxis eingesetzt werden, müssen vor allem Zielkonflikte abgebaut werden bzw. Anreize geschaffen werden. Stichwörter: Fruchtfolge, direkte Verfahren, Management, mechanische Kontrolle, Unkraut, vorbeugende Maßnahmen Abstract Economic as well as agricultural and socio-political changes have an impact on crop management and thus also on crop rotation design and the related effects on the weed flora. Likewise other changes in cultivation such as reduced tillage practices, earlier sowing date, etc. cause an increase in weed infestation resp. an increased use of herbicides and if so contribute to herbicide resistance. The positive effects of crop rotation, but also of alternative management practices such as choice of varieties, catch crops, mixed cropping, green chop, and the share of predators, as well as methods of direct non-chemical weed control are presented and discussed for both, conventional and organic farming. If alternative management methods should be more practiced, especially trade-offs need to be broken, or incentives be offered. Keywords: Crop rotation, direct control, management, mechanical control, preventive measures, weed Einleitung Fruchtfolgen übernehmen eine Vielzahl von Funktionen, wozu u.a. die notwendige Unterbrechung von Infektionszyklen, eine bessere Nährstoffausnutzung, die Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit durch einen Wechsel von humuszehrenden und humusmehrenden Fruchtarten zählen. Ebenso leisten Fruchtfolgen einen erheblichen Beitrag als vorbeugende Maßnahme zur Unkrautregulierung und zur Erhaltung der Biodiversität in unseren Agrar- Ökosystemen (LIEBMAN und DYCK, 1993; ALTIERI, 1999; BLACKSHAW et al., 2007). Andererseits wird die Entscheidung eines Betriebsleiters hinsichtlich der Fruchtfolgegestaltung oder Früchtefolge geprägt durch veränderte agrar- und gesellschaftspolitisch initiierte Rahmenbedingungen (z. B. Bioenergie, Maisanbau) und veränderte Markt- und Nachfragesituationen. Dies kann sich massiv auf die Anbaukonzentration einzelner Kulturen auswirken. Ebenso kann die Einführung neuer Entwicklungen im Anbaumanagement wie zum Beispiel die Verfahren der reduzierten Bodenbearbeitung, die aus ökologischen (z. B. Erosionsschutz), aber auch aus ökonomischen Gründen (z. B. Treibstoff- und Arbeitseinsparung) durchaus positiv zu bewerten sind, deutliche Änderungen im Management der Unkrautregulierung bewirken. Gleichzeitig werden von Gesellschaft und Politik zunehmend eine Reduzierung des Pflanzenschutzmitteleinsatzes oder sogar, wie im Bereich des Ökologischen Landbaus, der vollständige Verzicht auf den Einsatz von chemisch-synthetischen Pflanzenschutzmitteln gefordert. Diese Forderungen finden ihren Niederschlag in entsprechenden Richtlinien wie dem Aktionsrahmen der Europäischen 26th German Conference on weed Biology an Weed Control, March 11-13, 2014, Braunschweig, Germany Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 25 Gemeinschaft für die nachhaltige Verwendung von Pestiziden (2009/128/EG) oder in nationalen Programmen wie dem NAP (BMELV, 2013). Somit setzt sich eine Anbauentscheidung aus einer Abwägung vieler, sehr unterschiedlicher Faktoren zusammen: acker- und pflanzenbauliche Anforderungen, betriebswirtschaftliche und ökonomische Belange, arbeitswirtschaftliche Gründe, gesetzliche Vorgaben etc.. Andererseits verlangen zunehmende Herbizidresistenzen oder auch die Entscheidung durch eine Veränderung der Anbauform (z. B. Ökologischer Landbau) eine stärkere Beachtung der Fruchtfolgegestaltung als auch weiterer alternativer Managementmaßnahmen, die einen Beitrag zur Unkrautregulierung leisten können. Dies können sowohl ergänzende Maßnahmen zur Optimierung von Fruchtfolgen sein wie z. B. der Zwischenfruchtanbau oder aber Maßnahmen zur Verbesserung der Bestandsentwicklung als auch alternative Verfahren zur direkten Unkrautregulierung mittels mechanischer oder thermischer Verfahren. Ausgangssituation Genaue Angaben zu Veränderungen hinsichtlich der Fruchtfolgegestaltung stehen nicht zur Verfügung. Insofern können nur aus statistischen Angaben zum Flächenumfang einzelner Kulturen oder Fruchtartengruppen entsprechende Ableitungen getroffen werden. Tabelle 1 zeigt neben einer deutlichen Abnahme von über 300Tsd. ha für das Dauergrünland im Bereich des Ackerbaus vor allem Veränderungen für den Anbauumfang von Silomais. Dieser hat in den letzten 10 Jahren um 75 % zugenommen und nimmt somit einen Flächenanteil von 17,4 % ein. Der Getreideanbau hat dagegen leicht abgenommen, beträgt aber immer noch 55 % der Ackerfläche. Winterraps und Wintergetreide sind aufgrund ihrer hohen Ertragsleistungen die vorherrschenden Kulturen. Bei den weniger flächenstarken Kulturen waren vor allem die Hülsenfrüchte von einem deutlichen Anbaurückgang in Höhe von fast 62 % betroffen (Tab. 1). Die Flächenzunahme im Maisanbau hat ohne Zweifel Auswirkungen auf die Fruchtfolgegestaltung bzw. Früchtefolge in den landwirtschaftlichen Betrieben. STEINMANN und DOBERS (2013) konnten anhand einer Auswertung von INVEKOS-Datensätzen der Jahre 2005 bis 2010 für das Bundesland Niedersachsen zeigen, dass auf 7,1 % der Ackerfläche Mais in jedem der in die Untersuchung einbezogenen Jahre auf derselben Fläche angebaut wurde, auf 9,1 % der Fläche stand Mais 3-mal, auf 10,4 % der Fläche Mais 4-5-mal. Mais war somit auf 46,9 % der Maisfläche direkte Vorfrucht. Der Anteil an Weizen, der 4-5-mal innerhalb der 6 Jahre auf derselben Fläche angebaut wurde, lag bei 14,8 % der Ackerfläche (STEINMANN und DOBERS, 2013). Deutlich wird, dass sich der Anbau im konventionellen Landbau immer stärker, auch unter Einbeziehung regionaler Standortbedingungen, auf nur wenige Kulturarten beschränkt, Fruchtfolgen damit immer enger oder vollkommen aufgegeben und durch Monokulturen abgelöst werden. Insbesondere bei Monokulturen besteht das Risiko einer zunehmenden Verunkrautung bzw. eines erhöhten Einsatzes von Herbiziden. Ebenso ermöglichen sie das Auftreten neuer, oftmals schwer zu bekämpfenden Unkräutern, wie KLINGENHAGEN et al. (2012) anhand des Auftretens von Solanum carolinense L. in Körnermais gezeigt haben. Demgegenüber fordert die Gesetzgebung zunehmend, dass mehrere Kulturen angebaut werden und der Fruchtfolgegestaltung wieder größere Bedeutung beigemessen wird. So sieht der Aktionsrahmen der Europäischen Gemeinschaft für die nachhaltige Verwendung von Pestiziden (2009) vor, dass Fruchtfolgen ein wesentliches Element sein sollen und damit neben anderen Managementelementen eine Schlüsselfunktion des integrierten Pflanzenbaus darstellen. Im Pflanzenschutzgesetz sind ebenfalls ausdrücklich vorbeugende Maßnahmen zur Reduzierung des Pflanzenschutzmitteleinsatzes benannt. Im Rahmen des EU-Aktionsrahmens muss somit auch das Konzept des Integrierten Weed Managements (IWM) neu überdacht werden. Sollen alternative Managementmethoden verstärkt auch im konventionellen Anbau zum Einsatz kommen, müssen Zielkonflikte aufgelöst oder klarere Rahmenrichtlinien vorgegeben werden, die es ermöglichen, dass diese Verfahren auch von den Landwirten in ihrer Anbauplanung bzw. Betriebsausstattung integriert werden. Bestrebungen wie z. B. von GUMMERT et al. (2012) vor dem Hintergrund der EU-Richtlinie für die nachhaltige 26. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung, 11.-13. März 2014 in Braunschweig 26 Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 Verwendung von Pestiziden für den integrierten Pflanzenschutz im Zuckerrübenanbau vorgenommen, schaffen hier eine erste Grundlage, bieten jedoch nach wie vor nur wenige Möglichkeiten des Einsatzes alternativer Managementverfahren. So wird die Bekämpfung von Unkräutern über die gesamte Fruchtfolge und je nach Bodenbearbeitungsverfahren durch eine intensive Stoppelbearbeitung sowie die Grundbodenbearbeitung und die Saatbettbereitung empfohlen. Bei den Maßnahmen zur direkten Regulierung von Unkräutern wird jedoch deutlich, dass als Hinderungsgründe für den Einsatz alternativer Methoden wie eine Kombination von Bandspritzung und mechanischer Unkrautregulierung z. B. die fehlende maschinelle Ausstattung der Betriebe und die höheren Arbeitserledigungskosten angeführt werden. Damit wird deutlich, dass der Zielkonflikt zwischen ökonomischen und ökologischen Belangen weiterhin bestehen bleibt. Tab. 1 Flächenumfang von Dauergrünland und Acker sowie der Anbauumfang bzw. deren Anteile an der Ackerfläche in den Jahren 2003 und 2012 (BMELV, 2005 und 2012). Tab. 1 Acreage of permanent grassland and cropland as well as the acreage resp. percentage of the cropland in the years 2003 and 2012 (BMELV, 2005 und 2012). Kultur 2003 2012 Fläche in 1.000 ha Anteil in % Fläche in 1.000 ha Anteil in % Dauergrünland 4.968 4.654 Ackerland 11.827 100,0 11.850 100,0 Getreide 6.839 57,8 6.516 55,0 Mais 1.616 13,7 2.566 21,7 Silomais 1.173 9,9 2.056 17,4 Körnermais incl. CCM 443 3,7 510 4,3 Raps 1.266 10,7 1.301 11,0 Zuckerrüben 446 3,8 404 3,4 Kartoffeln 287 2,4 238 2,0 Hülsenfrüchte 207 1,8 79 0,7 Interessenkonflikte, den Einsatz von Herbiziden zu reduzieren, ergeben sich jedoch auch aus anderen, ebenfalls geforderten Veränderungen in der Bewirtschaftung. Dies lässt sich z. B. an der Forderung nach einem verstärkten Einsatz reduzierter Bodenbearbeitungsverfahren nachvollziehen, die in der Regel mit einer Zunahme der Verunkrautung bzw. einer Erhöhung der Herbizidmaßnahmen einhergeht. FREIER et al. (2012) konnten im Rahmen des Netzes Vergleichsbetriebe Pflanzenschutz für die Auswertung der Jahre 2007 bis 2011 zeigen, dass der Behandlungsindex für Herbizide bei pflugloser Bearbeitung aufgrund der zusätzlichen Anwen- dung glyphosathaltiger Herbizide gegenüber der Pflugbearbeitung erhöht ist. So stieg der Behandlungsindex im Durchschnitt aller Vorfruchtgruppen bei Winterweizen gegenüber Pflug (BI = 1,7) um 0,2, bei Wintergerste (Pflug: BI = 1,3) um 0,4 und bei Winterraps (Pflug: BI = 1,4) um 0,6. In Deutschland wurden im Wirtschaftsjahr 2009/10 38 % der Ackerfläche mit reduzierten Bodenbearbeitungsverfahren bestellt (STATISTISCHES BUNDESAMT, 2013), sodass diese Veränderungen auch bezüglich der erhöhten Herbizidbehandlungen nicht zu vernachlässigen sind. Gleichfalls können sich Problemunkräuter, wie z. B. eine Verungrasung mit Ackerfuchsschwanz (Alopecurus myosuroides), stärker ausbreiten. Dies wiederum führt in Verbindung mit vereinfachten Frucht- folgen sowie hohen Getreideanteilen bzw. hohen Anteilen an Winterungen als auch vor- gezogenen Aussaatterminen zu deutlich höheren Herbizidaufwendungen bzw. zu Resistenzen 26th German Conference on weed Biology an Weed Control, March 11-13, 2014, Braunschweig, Germany Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 27 gegenüber Herbiziden, sodass keine ausreichende Bekämpfung der Unkräuter bzw. –gräser mehr erfolgen kann (LANDSCHREIBER et al., 2012). Im Ökologischen Landbau stellt sich die Situation etwas anders dar, da auf den Einsatz von Herbiziden generell verzichtet wird. Somit übernimmt die Fruchtfolge eine wesentliche Schlüsselposition als vorbeugende Maßnahme zur Unkrautregulierung. Dennoch ist in den letzten Jahrzehnten auch im Ökologischen Landbau eine Entwicklung zur Intensivierung zu verzeichnen, die auch mit einer Vereinfachung von Fruchtfolgen einhergehen kann. Ebenso wirtschaftet ein zunehmender Anteil an Öko-Betrieben viehlos oder nur mit einem geringen Viehbesatz, sodass der Anteil an Futterleguminosen wie Klee- oder Luzernegras in der Fruchtfolge reduziert oder die Nutzungsdauer von einer zwei- oder mehrjährigen auf eine einjährige Nutzung umgestellt wird. Dies hat in Abhängigkeit des Standortes oftmals direkten Einfluss auf die Entwicklung von Wurzel- unkräutern wie Quecke auf leichten, oder Ackerkratzdistel oder Ampfer auf mittleren und schweren Standorten. Ebenfalls stellt sich im Ökologischen Landbau zunehmend die Frage nach der Einführung von Verfahren der reduzierten Bodenbearbeitung. Diese können jedoch zu einer Erhöhung des Unkrautaufkommens führen. Somit besteht in beiden Anbausystemen die Notwendigkeit zur Diskussion über die Fruchtfolgegestaltung als auch über den Einsatz bzw. die Weiterentwicklung alternativer Managementsysteme zur Unkrautregulierung. Fruchtfolge Die von Fruchtfolgen ausgehenden Effekte können an sich nie für sich allein betrachtet werden, da sie neben den standörtlichen Gegebenheiten und dem betrieblichen Produktionsschwerpunkt in besonderem Maße von ackerbaulichen Maßnahmen wie Bodenbearbeitung und Düngung, aber auch von der Bewirtschaftungsform (ökologisch, konventionell) abhängig sind. Eine Bewertung von Fruchtfolgen sollte daher andere Bewirtschaftungsfaktoren einbeziehen. Der klassische Ansatz ist die Anlage von Dauerfeldversuchen mit unterschiedlichen Fruchtfolgen, die weitere Faktoren wie z. B. Bodenbearbeitung beinhalten können. Fruchtfolgeversuche bieten die Möglichkeit spezifische Fragestellungen, wie z. B. die Entwicklung der Unkrautflora, unter definier- ten Bedingungen zu untersuchen. Sie müssen jedoch, um entsprechend abgesicherte Ergebnisse erarbeiten zu können, langfristig, d. h. über mehrere Fruchtfolgeperioden durchgeführt werden. Dies stellt die größte Herausforderung für die Aufrechterhaltung solcher Versuche dar, da Projektträger in der Regel nur noch zwei- bis dreijährige Forschungsvorhaben fördern und die Grundausstattung vieler Institutionen eine Aufrechterhaltung von Dauerfeldversuchen kaum noch gestatten. Daher stehen nur wenige neuere und aktuellere Untersuchungen zur Verfügung. Grundsätzliche Zusammenhänge und Erkenntnisse aus früheren Untersuchungen sind jedoch weiterhin gültig. LIEBMAN und DYCK (1993) führten eine umfangreiche Literaturauswertung zu Auswirkungen von Fruchtfolgen im Vergleich zum Anbau von Monokulturen durch. Ihre Auswertungen zeigten, dass in den Testkulturen der Fruchtfolge in 21 Fällen eine geringere Verunkrautung, in einem Fall eine höhere und in fünf Fällen eine vergleichbare Verunkrautung im Vergleich zur Monokultur auftrat. Ein vergleichbares Ergebnis konnte auch für die Unkrautsamendichte festgestellt werden, d. h. in 9 Fällen war sie in der Fruchtfolge geringer und in drei Fällen vergleichbar zu den Monokulturen. Auch hinsichtlich des Ertragsniveaus wiesen die Testkulturen in den Fruchtfolgen in 11 Fällen höhere Erträge auf als in den Monokulturen, in drei Fällen waren sie auf vergleichbarem Niveau. Damit wird deutlich, dass Fruchtfolgen im Vergleich zum Anbau von Monokulturen deutlich positive Effekte auf das Unkrautvorkommen aufweisen. Die Gründe der positiven Effekte von Fruchtfolgen auf die Unkrautunterdrückung sind vielfältig und können u. a. auf unterschiedliche Ansprüche der Kulturpflanzen hinsichtlich der Ressourcen wie Nährstoffe, Wasser usw., allelopathische Wirkungen, abwechselnde Bodenbearbeitungs- und Saatzeiten oder mechanische Zerstörung im Falle von Feldfutterbau oder Beweidung zurückgeführt werden (LIEBMAN und DYCK, 1993). 26. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung, 11.-13. März 2014 in Braunschweig 28 Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 Neuere Ergebnisse für den konventionellen Anbau liefern die Auswertungen von SCHWARZ und MOLL (2010) für zwei unterschiedliche Betriebssysteme, wobei ein Marktfruchtbetrieb mit einer Fruchtfolge mit 67 % Getreideanteil mit einem Futterbaubetrieb mit integriertem Feldfutterbau und einem Getreideanteil von 50 % über einen 12-jährigen Zeitraum (zwei Fruchtfolgeperioden) verglichen wurde. Zudem wurden die Herbizide in zwei unterschiedlichen Aufwandmengen ausgebracht als auch unbehandelte Kontrollparzellen belassen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Futterbaufruchtfolge schwächer verunkrautet war als die Marktfruchtfolge. Dies konnte sowohl für die dikotylen Unkräuter als auch für Apera spica-venti nachgewiesen werden. Hierfür verantwortlich ist einerseits der geringere Getreideanteil in der Futterbaufruchtfolge als auch der Anbau von Luzerne-Kleegras, bei dem durch die Schnittnutzung die Unkräuter in ihrer Entwicklung immer wieder unterbrochen und infolge der Eintrag von Unkrautsamen reduziert wurde. Nach Umstellung des Versuches in 2007 auf eine einheitliche energiepflanzenbetonte Fruchtfolge war die Verunkrautung auf den ehemaligen Flächen der Marktfruchtfolge nach wie vor höher als auf denen der Futterbaufruchtfolge (SCHWARZ et al., 2012). Im Bereich des Ökologischen Landbaus besteht seit 1998 ein zweifaktorieller Dauerfeldversuch auf dem Gladbacher Hof der Universität Gießen, in dem drei verschiedene Fruchtfolgen bzw. Betriebssysteme und verschiedene Bodenbearbeitungsverfahren verglichen werden (SCHMIDT und LEITHOLD, 2005; SCHULZ, 2012). Dies sind ein Gemischtbetrieb mit Viehhaltung und zweijährigem Luzerne-Kleegrasanbau sowie zwei viehlos wirtschaftende Betriebssysteme, eines mit 1-jähriger Grünbrache sowie das andere mit einer reinen Marktfruchtfolge, in der die Grünbrache durch eine Körnerleguminose (Vicia faba) ersetzt wurde. Die Bodenbearbeitungssysteme weisen eine abnehmende Eingriffsintensität auf, d. h. vom Pflug über Zweischichtenpflug bis hin zu dem nichtwendenden Bodenbearbeitungsverfahren mit Schichtengrubber und Rotoregge. In der ersten Fruchtfolgeperiode wurde der Besatz mit Unkräutern sowohl durch die Fruchtfolge als auch durch die Bearbeitungsintensität stark beeinflusst (SCHMIDT und LEITHOLD, 2005), d. h. in der Fruchtfolge ohne feinsamigen Leguminosen war der Unkrautdruck deutlich höher. Der Unkrautdeckungsgrad war in allen nicht mit dem Pflug krumentief bearbeiteten Varianten höher, was sich am deutlichsten in der Schichtengrubbervariante zeigte. Hier wurde auch der deutlich höchste Besatz mit Cirsium arvense festgestellt. In der zweiten Fruchtfolgerotation zeigten sich jedoch kaum noch Unterschiede zwischen den drei Fruchtfolgen. Lediglich die oberirdische Biomasse von C. arvense zeigte in einigen Jahren ein etwas höheres, aber statistisch nicht sicherbares Niveau in der reinen Marktfruchtfolge. Dies konnten Untersuchungen am Thünen- Institut für Ökologischen Landbau in Trenthorst nicht bestätigen (BÖHM et al., 2014). Hier zeigte sich ein deutlich höherer und zunehmender Besatz mit C. arvense in einer Marktfruchtfolge mit einjähriger Brache bzw. Rotkleevermehrung gegenüber einer Wiederkäuer-Fruchtfolge mit 2- jährigem Kleegrasanbau. Entgegengesetzt verhielt sich das Auftreten von Galium aparine. Neben klassischen Fruchtfolgeversuchen können Aussagen zur Unkrautflora und dessen Vorkommen durch ein flächenhaftes Monitoring bei gleichzeitiger Betriebsdatenerfassung gewonnen werden. Um statistisch verlässlich, absicherbare Ergebnisse zu generieren, muss der Stichprobenumfang hoch sein. Zum anderen beziehen sich die Aussagen bzw. Zusammenhänge immer auf die Spannbreite, die für einen Parameter erfasst wurde. Neuere Erhebungen auf Praxisschlägen zur Unkrautzusammensetzung in Mais (DE MOL et al., 2012) oder zum Auftreten von Geranium spp. in Raps (HANZLIK et al., 2012) wurden auch hinsichtlich des Einflusses unter- schiedlicher Bewirtschaftungsmaßnahmen wie Bodenbearbeitung, Aussaatzeit und Fruchtfolge bzw. Vorfrucht etc. ausgewertet. Hierbei wurde bei den Untersuchungen zum Raps kein Einfluss der Fruchtfolge bzw. der Vorfrucht festgestellt. Maßgeblich für die Förderung der Geranium-Arten waren die nichtwendende Bodenbearbeitung und eine frühe Rapsaussaat. Dagegen war die Unkrautzusammensetzung in den untersuchten Maisbeständen (DE MOL et al., 2012) abhängig von Fruchtfolgeparametern wie z. B. dem Anteil an Mais bzw. Raps in der Fruchtfolge und ergänzend, wenn Mais als Vor- und Vorvorfrucht stand. 26th German Conference on weed Biology an Weed Control, March 11-13, 2014, Braunschweig, Germany Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 29 Hinsichtlich einer Erhöhung der Diversität von Unkrautarten ist der positive Einfluss vielseitiger Fruchtfolgen bekannt (LIEBMAN und DYCK, 1993; ALTIERI, 1999). Jedoch wirken sich auch die Unkrautbekämpfungsstrategien erheblich auf die Unkrautartenvielfalt aus. Untersuchungen von ULBER et al. (2009) zeigen, dass die Artenvielfalt an Unkräutern in Öko-Fruchtfolgen höher war als in einfachen (≤ 3 Kulturen mit Herbstaussaat) oder diversifizierten (3 - 5 Kulturen, mindestens eine im Frühjahr gesäte Kultur) konventionellen Fruchtfolgen. Gleichzeitig reduzierten die Unkrautregulierungsmaßnahmen in beiden konventionellen, nicht aber in den ökologischen Fruchtfolgesystemen die Artenvielfalt an Unkräutern. Förderprogramme zur Fruchtartendiversifizierung, die im Rahmen der GAK in einigen Bundesländern wie Bayern, Baden-Württemberg, Nordrhein-Westfalen und Thüringen angeboten werden, können einen Beitrag leisten, um die Fruchtartenvielfalt und damit eine Erweiterung der Fruchtfolgen zu befördern. Bodenbearbeitung Über die Auswirkungen unterschiedlich intensiver Bodenbearbeitung auf die Unkrautflora liegen eine Vielzahl von Untersuchungen sowohl für den Bereich des konventionellen als auch für den ökologischen Landbau vor (CHAUHAN et al., 2012; DITTMANN, 2012; MELANDER et al., 2013). Die überwiegende Anzahl an Untersuchungen kommt zu dem Ergebnis, dass nichtwendende Bodenbearbeitungsverfahren zu einer deutlichen Zunahme der Unkrautflora und, je nach Standort und angebauten Kulturen, von Problemunkräutern im Vergleich zur Pflugbearbeitung führen. Andererseits gibt es ebenfalls eine Vielzahl von Untersuchungen, die die positiven Effekte der Stoppelbearbeitung für die Unkrautregulierung, insbesondere auch im Ökologischen Landbau für die Bekämpfung von Wurzelunkräutern, bestätigen (LUKASHYK et al., 2008; GRUBER und CLAUPEIN, 2009; MELANDER et al., 2013). Insofern kann die Fruchtfolgegestaltung nicht allein betrachtet werden, sondern muss im Zusammenhang mit einhergehenden Veränderungen bei der Bodenbearbeitung gesehen werden. Reduzierte Bodenbearbeitungsverfahren bieten eine Vielzahl von ökologischen (Erosionsschutz, …) als auch ökonomischen (Reduzierung des Dieselverbrauchs, …) Vorteilen, andererseits führen sie zu Nachteilen (erhöhter Unkrautdruck, intensiverer Einsatz von Herbiziden mit den damit verbundenen Wirkungen auf das Ökosystem, …). Somit ist zu klären, welchen Beitrag die Fruchtfolgegestaltung oder alternative Managementverfahren leisten können, entsprechende Zielkonflikte so aufzulösen, dass sie auch Akzeptanz und Anwendung in der Landwirtschaft finden. Vor dem Hintergrund der zunehmenden Verunkrautung bei der Anwendung von Bodenbearbeitungsverfahren mit reduzierter Eingriffsintensität bei gleichzeitiger Tendenz zu vereinfachten Fruchtfolgen mit zumeist hohen Anteilen an Wintergetreiden befasst sich ein Beitrag von MELANDER et al. (2013), in dem alternative Managementverfahren zur Unkrautregulierung aufgezeigt und diskutiert werden. Interessant ist, dass bei nahezu allen alternativen Managementverfahren darauf hingewiesen wird, dass zu diesen im Ökologischen Landbau bereits Erfahrungen vorliegen und zum Teil bereits in der Praxis zum Einsatz kommen. Dass alternative Managementverfahren im System des Ökologischen Landbaues eine höhere Akzeptanz genießen, liegt jedoch zweifelsfrei daran, dass der Verzicht auf den Herbizideinsatz in diesem Anbausystem den Zielkonflikt erst gar nicht entstehen lässt. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass im konventionellen Anbau die Vorteile alternativer Managementverfahren betriebswirtschaftlich bzw. ergänzend ihr ökologischer Nutzen bewertet und diese honoriert werden müssen. Andernfalls werden alternative Managementverfahren sich nur durchsetzen, wenn sie dem Landwirt ökonomische Vorteile bieten oder diese durch entsprechende Vorgaben verpflichtend sind. 26. Deutsche Arbeitsbesprechung über Fragen der Unkrautbiologie und -bekämpfung, 11.-13. März 2014 in Braunschweig 30 Julius-Kühn-Archiv, 443, 2014 Alternative Managementverfahren Förderung des Pflanzenwachstums und Sortenwahl Eine gute Unkrautunterdrückung können durch viele anbaubegleitende Maßnahmen, wie z. B. homogene Pflanzenbestände mit einer ausreichenden Pflanzendichte und optimierter räumlicher Verteilung auf dem Feld, optimale Saattermine, angepasste Düngung mit entsprechender Ausbringtechnik bzw. Platzierung, erzielt werden (BLACKSHAW et al., 2007). Somit stellen alle Maßnahmen, die das Pflanzenwachstum befördern, die einfachste Möglichkeit einer vorbeugenden Unkrautregulierung dar. Hierzu zählen ebenfalls eine Bodenbearbeitung und Saatbettbereitung, die dazu beitragen Bodenverdichtungen zu vermeiden als auch eine an die Kultur und den Standort optimal angepasste Sa