Biolandbau – Tagung 2005

Die Allelopathie und ihr Nutzen

in der biologischen Landwirtschaft

Nicolas Delabays

Christian Bohren

Station fédérale de recherches agronomiques

Agroscope RAC Changins

Biolandbau – Tagung 2005

Ein Referat in 4 Teilen:

� Definition der Allelopathie

� Es gibt sie wirklich – eine Demonstration(Artemisia annua)

� Suche nach allelopathischen Artenzur Begrünung von Spezialkulturen

� Praktisches Beispiel im Feld

(Hordeum murinum)

Dachtrespe (Bromus tectorum )

zwischen den Reihenim Rebberg

Biolandbau – Tagung 2005

Eine Definition der Allelopathie:

“Das Zusammenleben der Pflanzen wird durch

chemische Stoffe – meist sekundäre Metaboliten –

beeinflusst”.

Zusammenleben

Konkurrenz Allelopathie

Biolandbau – Tagung 2005

Ein Beispiel der Demonstration von Allelopathieauf dem Feld: Einjähriger Beifuss (Artemisia annua)

Der einjährige Beifuss bildet und lagert inseinen Blättern (und Stengeln) ein sehrstarkes Pflanzengift: Das Artemisinin

Biolandbau – Tagung 2005

Im Boden eingearbeitet, verhindern die Blätter des einjährigen Beifussdie Keimung von Unkräutern und Kulturpflanzen (Delabays et al., 1998)

Blätter eingearbeitet

Kontrolle

Ist das jetzt wirklich Allelopathie ?

Biolandbau – Tagung 2005

Gehalt an Artemisinin in Blättern des einjährigen Beifuss

(gemäss Literaturangaben)

Herkunft Typ Gehalt an Artemisinin (%) Referenz

Deutschland Wildform 0.02 Singh et al., 1988

USA (Connecticut) Wildform 0.06 Charles et al., 1990

Argentinien Wildform 0.10 Acton et al., 1985

Indiien kultiviert 0.11 Sharma et al., 1991

China Wildform 0.14 Charles et al., 1990

USA (Dakota) Wildform 0.21 Charles et al., 1990

Spanien Wildform 0.24 Delabays et al., 1993

Vietnam Wildform 0.46 Wallart et al., 1999

Niederlande tetraploid 0.52 Wallart et al., 1999

China Wildform 0.60 Liu et al., 1979

China Wildform 0.79 Anonymous, 1980

Vietnam Wildform 0.86 Woendenbag et al., 1994

China Wildform 1.00 Delabays et al., 1993

Schweiz „hybrid“ 1.38 Delabays et al., 2002

Biolandbau – Tagung 2005

Feldversuch: Mais 2002Blätter von zwei Beifuss - Biotypenin den Boden eingearbeitet: reich an Artemisinin (1.17 %) undarm an Artemisinin (0.05 %)

Beobachtungen:Auflaufen der UnkräuterBiomasse der UnkräuterBeurteilen der Kultur (Auflaufen, Entwicklung)Nachweis von Artemisinin im Boden

Blätter mit wenig Artemisinin

Q u an tités d e feu ille s sè ch es in c o rp o ré es a u so l (g /m2)

0 10 0 2 00 30 0 4 00 50 0

Bio

masse (

g/m

2)

0

5

10

15

20

25

Y = 22 .0 - 0 .0 1 X ; r2

= 0 .59n s

Y = 21 .0 - 0 .0 4 X ; r2

= 0 .94*

Blätter mit viel Artemisinin

Biomasse der Unkräuter :Es wurden ansteigende Mengen

Trockenmasse von einjährigem

Beifuss arm an Artemisinin (▲) und

reich an Artemisinin (●) in den

Boden eingearbeitet.

Quantities incorporated in soil (g/m2)

0 100 200 300 400 500

Pla

nt

heig

th (

cm

)

0

2

4

6

8

10

Nu

mb

er

of

pla

nts

/m2

0

2

4

6

8

10 Y = 9.2 - 0.001 X; r2 = 0.11 NS

Y = 9.4 - 0,012 X; r2 = 0.98 **

Y = 10.2 - 0.002 X; r2 = 0.81*

Y = 9.6 - 0.013 X; r2 = 0.90 **

A

B

Auflaufrate (A) und Pflanzenhöhe (B) von Mais 28 Tage nach der Saat:

In steigenden Mengen in den Boden

eingearbeitetes Pflanzenmaterial von

Einjährigem Beifuss arm an Artemisinin (▲)

und reich an Artemisinin (●)

Suche nach geeigneten Pflanzenarten für eine

brauchbare Grünbedeckung des Bodens in

Spezialkulturen

Vicia cracca

Vogelwicke

Bromus tectorum

DachtrespeAllelopathie ?

Entwicklung von Biotests im Labor

Gewächshausversuche

Biolandbau – Tagung 2005

Einige Arten zeigen tatsächlichstarke phytotoxische Wirkung:

� Dachtrespe (Bromus tectorum)

� Mäusegerste (Hordeum murinum)

� gemeines Habichtskraut(Hieracium pilosella)

� …

Bio-Schnelltests sind nötig(meist kostspielig)zur Bestimmung derjenigen Moleküle,die phytotoxische Effekte hervorrufen

Biolandbau – Tagung 2005

Feldversuch (1998) 2001-2005:Begrünung zwischen den Reihenin einem Rebberg:(randomisierte Blöcke, 4 Wiederholungen)

Verfahren:

SpontanbewuchsStandardmischung (Lenta)Erdklee Trifolium subterraneum

Weissklee Trifolium repens

Kleiner Wiesenknopf Sanguisorba minor

Kleiner Storchschnabel Geranium pusillum

Straussgras Agrostis tenuis

Mäusegerste* Hordeum murinum

Dachtrespe* Bromus tectorum

* In Labor und Gewächshaus stark phytotoxisch

Beobachtungen und Messungen:

Vegetation (Bodenbedeckung)ErträgeEigenschaften des WeinmostesQualität des Weins

Biolandbau – Tagung 2005

Verlauf der Vegetation im Zwischenreihenbereich mit Mäusegerste

0

20

40

60

80

100

sept 0

1

mar

s 02

juil.

02

sept.

02

mar

s 03

juil

03

sept.

03

mar

s 04

juil.

04

sept.

04

mar

s 05

Dates

Ta

ux

de

co

uv

ert

ure

du

so

l (%

)

Sol nu

Mulch sec

Flore spontanée

Orge

offener Boden; trockener Mulch; Spontanbewuchs; Mäusegerste

April (2003)

November (2003)

September (2004)

Juli (2003)

Mäusegerste (Hordeum murinum)

als Bodenbedeckung imZwischenreihenbereicheines Rebberges

Mögliche Verwendung der Allelopathie in der Landwirtschaft, speziell im BIO - Landbau:

� allelopathische Zwischenkulturen als“Reinigungs” - Kultur

� Züchtung von allelopathischenKulturpflanzen

� Begrünung des Bodens in Spezial-(Dauer-) Kulturen mit allelopathischenPflanzen

Dachtrespe (Bromus tectorum) in Fully, VS