Biologische Mittel. Zwischen Versprechen und Realität
Biologicals, Biostimulanzien und andere Hilfsstoffe – der Markt für biologische Mittel ist komplex und weckt teils hohe Erwartungen. Verschiedene Versuche in Hessen zeigen jedoch, dass die propagierten Effekte oft ausbleiben. Eberhard Cramer stellt einige Ergebnisse vor.
Im Dschungel der biologischen Mittel den Überblick zu behalten, ist nicht einfach. Der Markt ist riesig und die Wirkungsweisen enorm vielfältig. Mit der EU-Düngeproduktverordnung 2019/1009 ist ein Rechtsrahmen für Biostimulanzien geschaffen worden. Das Durcheinander an Bezeichnungen wird damit zwar besser reguliert. Dennoch bleiben verschiedene Einstufungen bestehen. Einen Überblick zu den verschiedenen Kategorien biologischer Mittel im Pflanzenbau gibt Grafik 1.
Interessant für den Anwender ist letztlich der zu erwartende Nutzen
Die Basis dafür sind die Angaben der Vertreiber oder Hersteller. Nach unserer Erfahrung muss die deklarierte Wirkung (z. B. Verbesserung der Effizienz bestimmter Nährstoffe, erhöhte Toleranz gegenüber abiotischem Stress oder Qualitätsverbesserungen) nicht unbedingt mit der erzielten Wirkung übereinstimmen. Oft bleiben die ausgewiesenen Effekte aus.
Seit 2017 führt der Pflanzenschutzdienst Hessen in Zusammenarbeit mit dem LLH Hessen Versuche in verschiedenen Ackerkulturen durch. Teils wurden Mittel in Gefäßen in einer Vegetationshalle geprüft. Grundsätzlich lassen sich hier unter weitgehend witterungsgeschützten Bedingungen in definierten Böden eher positive Ergebnisse erzielen als im Freiland. Das Wirkpotential bei bestimmten Indikationen ist dort tendenziell besser zu ermitteln. Besonders mit Mikroorganismen lassen sich unter diesen Bedingungen Erfolge erzielen, die im Freiland meist nicht zu beobachten sind. Das hängt mit dem nicht natürlichen Mikrobiom (Gesamtheit aller vorhandenen Mikroorganismen im Boden) in den Gefäßen zusammen, welches geringer ist als in natürlichen Bodenhabitaten. Im Feld ist das Konkurrenzverhalten der etablierten Mikroorganismen ungleich höher. Und je höher die Gehalte an organischer Substanz sind (Humusgehalt), desto unwahrscheinlicher sind positive Auswirkungen durch zugeführte Mikroben wie Bakterien oder Pilze.
Demgegenüber weisen anorganische Stoffe, die keinen Kohlenstoff enthalten, im Freiland mehr Stabilität auf und sind daher für die praktische Anwendung leichter zu handhaben.
Potentiell luftstickstofffixierende Bakterien bei Getreide im Praxischeck. Verschiedene Bakterienarten sollen auch bei der Nichtleguminose Getreide über die Bindung von Luftstickstoff die N-Versorgung sichern und so eine reduzierte Stickstoffdüngung mit synthetisch hergestellten Düngern ermöglichen. So die These. Dazu haben wir dreijährige Freilandversuche in Winterweizen an drei Standorten (Friedberg-Niederweisel, Marburg-Rauischholz-hausen, Liebenau-Grimelsheim) und in Wintergerste an einem Standort gemeinsam mit dem LLH angelegt. Insgesamt wurden über 800 Parzellen statistisch ausgewertet. Es fanden Qualitätsuntersuchungen zu Rohprotein, Sedimentationswert, Fallzahl, Stärke und TKG statt, allerdings nicht bei allen Versuchen. Die Datenerfassung erfolgte teils über NIRS-Messung am Mähdrescher und teils über Laboruntersuchungen im Hessischen Landeslabor.
Die ermittelten Daten ließen keine fördernden Wirkungen hinsichtlich der Qualitätsparameter erkennen. Die Kornerträge bei Winterweizen im Mittel der drei Jahre und Standorte sind in Grafik 2 auf Seite 62 dargestellt. Es wurde die Wirkung bei fünf verschiedenen Düngestufen getestet. Die erste N-Düngung erfolgte jeweils nach Nmin-Probenahme und Aufdüngung auf ein festgelegtes Niveau: »S« beschreibt den Sollwert minus Nmin und somit die Höhe der ersten N-Gabe. Diese erfolgte an jedem Standort und in jedem Jahr in unterschiedlicher Höhe – je nach aktuellem Nmin-Wert. Schoss- und Spätdüngung erfolgten anschließend nach Versuchsplan. Dazu ein Beispiel: Bei S 90 / 30 / 50 stellt die erste Zahl die Aufdüngung auf diesen Sollwert dar. Die zweite Zahl ist die Schossgabe (30 kg N/ha) und die dritte die Spätdüngung (50 kg N/ha).
Da die Spätdüngung am ehesten N-Bilanzüberschüsse nach der Ernte verursacht, ist der Vergleich mit und ohne eine Spätdüngung besonders aufschlussreich. Grundsätzlich sinnvoll ist nur der Vergleich innerhalb einer Düngestufe für die Versuchsfrage »Wirkung von Bakterien auf die N-Bindung bei Getreide«. Über alle Düngestufen ist dann erkennbar, wo das jeweilige Stickstoffoptimum liegt.
Es fand keine Tankmischung der verwendeten Produkte mit Herbiziden, Fungiziden oder Insektiziden statt. Die Vorgaben zur Lagerung der Mittel konnten wir sicher einhalten. Und auch die bei einigen Produkten erforderliche Blattfeuchte und Temperatur konnten wir gut berücksichtigen, was bei einem Einsatz in der praktischen Landwirtschaft nicht immer der Fall sein dürfte. Denn hier müssen oft große Flächen in kurzer Zeit behandelt werden.
Die Darstellung einzelner Versuche oder Teile daraus ist nicht zielführend, da die Streubreite der Varianten, Standorte und Jahre groß ist
Es zeigt sich gerade bei den Mittelwerten in Grafik 2 sehr deutlich, dass es in keiner Düngevariante eine stickstoffbindende Wirkung der Bakterien gab, die sich im Ertrag widerspiegelte. Die Erträge wurden mittels Kerndrusch ermittelt. Die jeweils vierfache Wiederholung (ein Versuch mit drei Wiederholungen) jeder Variante und die statistische Verrechnung tragen zur Absicherung der Aussagen bei.
Die unterschiedlichen Grünfärbungen der Parzellen nach Vegetationsbeginn (siehe Foto oben) sind auf die differenzierten Kalkammonsalpeter-Varianten zurückzuführen, nicht aber auf eine Bakterienwirkung. Einzelne Messungen mit dem N-Tester bestätigten den optischen Eindruck.
Interessant sind abzuleitende Aussagen zur optimalen Höhe der N-Düngung für den jeweiligen Standort. Diese haben allerdings nichts mit der eigentlichen Versuchsfrage zu tun und sollen hier außen vor gelassen werden. Auch wurde die Wirkung in anderen Kulturen in den Versuchen nicht ausreichend geprüft.
Weitere Versuche zu biologischen Produkten
Neben den vorgestellten Versuchen gibt es in Hessen weitere Demoanlagen und Versuche mit biologischen Mitteln für andere Einsatzziele. Verwendet wurden dabei u. a. Extrakte verschiedener Algen sowie Proteine, Vitamine, Derivate aliphatischer Amine, Carboxylsäuren, Kieselsäuren, Natrium Nitrophenolate, Chitosan-Hydrochlorid und verschiedene Bakterienarten. Auch in diesen Versuchen zeigte sich in den letzten Jahren bezüglich der Wirkung auf Ertrag oder Qualität in den Ackerkulturen im Schnitt kein brauchbarer und rentabler Nutzen für die Praxis. So konnten bei nichtparasitär bedingtem Stress wie Trockenheit, hoher Strahlungsintensität u. a. keine Vorteile hinsichtlich Vitalitätsförderung in Mais oder Getreide festgestellt werden.
Darüber hinaus wird auch die Wirkung von Mitteln auf Siliziumbasis auf die Standfestigkeit bei Getreide untersucht. Entsprechende Effekte sind bisher nicht ausreichend bewiesen und geklärt. Weitere mögliche Wirkungen von Siliziumprodukten wie beispielsweise eine verbesserte Klimaresilienz werden von anderen Versuchsanstellern getestet.
Ebenso nicht eindeutig ist die Wirkung bestimmter Mikronährstoffe in Mais auf physiologische Effekte (jenseits der direkten Düngewirkung). Gaben in der Jugendentwicklung noch vor Kältephasen z. B. im Mai könnten zur Wuchsbeschleunigung nach der Kälteeinwirkung bei steigenden Temperaturen beitragen. Doch hat das zügiger einsetzende Wachstum des Maises dann auch positive Auswirkung auf den späteren Ertrag? Und gibt es einen Einfluss auf die Einkörnung durch Mikronährstoffe?
Diese Fragen sind noch ungeklärt. Jenseits dessen wurden in einem anderen Zusammenhang Mykorrhiza-Präparate ausgebracht. Sicher haben Mykorrhizapilze im Boden positive Wirkungen auf das Wachstum ihrer Wirtspflanzen wie Mais oder Getreide, nicht jedoch auf Raps. Das Problem bei der Ausbringung und anschließender Einarbeitung ist, dass die Etablierung nicht sicher gegeben ist und üblicherweise auch nicht gemessen werden kann.
Eine Übersicht zu den eingesetzten Mitteln und Aufwandmengen in den dreijährigen Versuchen finden Sie hier.
