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Pflanzenschutzmittel in der Landwirtschaft

<p>Diverse menschengemachte Chemikalien gelangen in unsere Umwelt. Keine andere Stoffgruppe wird dabei so gezielt und großflächig ausgebracht wie Pflanzenschutzmittel. Sie werden zum Schutz der Kulturpflanzen eingesetzt, schädigen aber weitere Pflanzen und Tiere. Während der Pflanzenschutzmittelabsatz über die letzten Jahrzehnte hoch bleibt, nimmt die Biodiversität in der Agrarlandschaft ab.</p><p>Zugelassene Pflanzenschutzmittel</p><p>Das europäische und deutsche Pflanzenschutzrecht gewährleisten, dass nur ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Pflanzenschutzmittel#alphabar">Pflanzenschutzmittel</a>⁠ auf den Markt kommen, deren Umweltauswirkungen als akzeptabel bewertet werden. Diese Umweltprüfung erfolgt im Rahmen des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/pflanzenschutzmittel/wissenswertes-ueber-pflanzenschutzmittel/europaeisches-genehmigungsverfahren-fuer-wirkstoffe">Zulassungsverfahrens</a> durch das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠.</p><p>(siehe Abb. „Zahl zugelassener Pflanzenschutzmittel und Wirkstoffe“).</p><p>Absatz von Pflanzenschutzmitteln</p><p>Bislang gibt es keine systematische Erfassung der tatsächlich ausgebrachten Pflanzenschutzmittelmengen. Die Verkaufszahlen geben jedoch einen Anhaltspunkt:</p><p>(siehe Abb. „Inlandsabsatz einzelner Wirkstoffgruppen in Pflanzenschutzmitteln“ und Tab. „Inlandsabsatz von Pflanzenschutzmitteln“).</p><p>Aus den Verkaufszahlen der Pflanzenschutzmittel kann nicht unmittelbar auf deren Verbrauch geschlossen werden, da die ausgebrachten Mengen je nach Art des Anbaus und der Fruchtfolge sowie der lokalen Bedingungen erheblich variieren. Außerdem werden die Präparate unter Umständen über mehrere Jahre gelagert. Auf die landwirtschaftliche Nutzfläche von Ackerland und Dauerkulturen umgerechnet ergibt sich aus dem Absatz von 2023 durchschnittlich eine Verwendung von 6,4 Kilogramm Pflanzenschutzmitteln beziehungsweise 2,1 Kilogramm Wirkstoff je Hektar (bei rund 11,9 Millionen Hektar Ackerland und Dauerkulturen gemäß Statistischem Bundesamt). Im „Panel Pflanzenschutzmittel-Anwendungen“ (PAPA) besteht für eine Auswahl relevanter Kulturpflanzen (Winterweizen, Wintergerste, Winterroggen, Mais, Kartoffeln, Zuckerrüben, Tafelapfel, Hopfen und Wein) ein Netz an landwirtschaftlichen Erhebungsbetrieben. Diese erfassen detailliert die jährlich tatsächlich ausgebrachten Mengen an chemischen Pflanzenschutzmitteln und übermitteln diese anonymisiert an das Julius Kühn-Institut (JKI). Ab 2028 erfolgt eine systematische digitalisierte Nutzungserfassung der Anwendungsdaten. Grundlage hierfür schuf die Überarbeitung der europäischen Verordnung zu Statistiken von landwirtschaftlichen Betriebsmitteln (<a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:32022R2379">SAIO-Verordnung, EU 2022/2379</a>).</p><p>___<br> * zum Beispiel Kohlendioxid; inert = wenig reaktionsfreudig; Einsatz in geschlossenen Räumen/Lagerungsbehältern</p><p>Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL): Absatz an Pflanzenschutzmitteln in der Bundesrepublik Deutschland. Ergebnisse der Meldungen gemäß § 64 (früher § 19) Pflanzenschutzgesetz</p><p>Funde von Pflanzenschutzwirkstoffen in der Umwelt</p><p>Kaum ein Wirkstoff wird sofort in der Umwelt abgebaut. Rückstände verbleiben zum Teil längerfristig im Boden, in Gewässern und im Grundwasser. Während für Grundwasser und Oberflächengewässer Daten zur Verfügung stehen, fehlen umfassende Boden- und Luftmonitoringdaten bisher. Voraussichtlich werden auch hier in den nächsten Jahren Monitoringdaten kommen (siehe auch: <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/pflanzenschutzmittel/problematik-bei-zulassung-einsatz/bodenlebewesen-werden-durch-pflanzenschutzmittel">Bodenlebewesen werden durch Pflanzenschutzmittel gefährdet</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/pflanzenschutzmittel/problematik-bei-zulassung-einsatz/pflanzenschutzmittel-vom-winde-verweht">Pflanzenschutzmittel – vom Winde verweht</a>).</p><p>Pflanzenschutzmittelwirkstoffe und deren Abbauprodukte im Grundwasser</p><p>Pflanzenschutzmittelwirkstoffe und deren Abbauprodukte (Metaboliten) werden trotz mittlerweile abnehmender Tendenzen immer noch häufig im Grundwasser gefunden Die Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=LAWA#alphabar">LAWA</a>⁠) gibt in mehrjährigen Abständen Berichte zur Grundwasserbeschaffenheit und der Belastung mit Wirkstoffen und Metaboliten heraus. Der aktuelle Bericht <a href="https://www.lawa.de/documents/psm-bericht-2023-12-22-barrierearm-final_2_1728974845.pdf">(LAWA 2024)</a> zeichnet folgendes Bild:</p><p>Die Entwicklung zeigt, dass die Anstrengungen zum Grundwasserschutz fortgeführt werden müssen. Insbesondere viele der nicht relevanten Metaboliten werden dennoch nicht standardmäßig bestimmt, da verbindliche Regelungen fehlen.</p><p>Rückstände von Pflanzenschutzwirkstoffen in oberirdischen Gewässern</p><p>In Oberflächengewässern wird die Belastung mit Pflanzenschutzmitteln derzeit nur im Gewässermonitoring zur Umsetzung der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/wasser/fliessgewaesser/chemischer-zustand-der-fliessgewaesser">Wasserrahmenrichtlinie</a> systematisch erhoben. Da dazu nur größere Gewässer herangezogen werden, eignen sich die Daten nicht zur Abschätzung der Belastung der zahlreichen Kleingewässer in der Agrarlandschaft mit Pflanzenschutzmitteln.</p><p>Kleine, unmittelbar an Felder angrenzende Gewässer wurden in Studien im Rahmen des sogenannten <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/termine/veranstaltung-kleingewaessermonitoring-jetzt">Kleingewässermonitorings</a> untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die tatsächliche ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Pflanzenschutzmittel#alphabar">Pflanzenschutzmittel</a>⁠-Belastung häufig um einiges höher ist als in der Zulassung als akzeptabel eingeschätzt.</p>

Wirkungen des Anbaues von Kulturpflanzen in Monokultur und Massnahmen der Kompensation

Untersucht wird der Daueranbau von Winter- und Sommerweizen im Hinblick auf die Ertragsbildung und die Bedeutung von Massnahmen zur Kompensation von ertragsbeeintraechtigenden Wirkungen.

Fruchtfolge auf extrem leichten Boeden

Leistungsvergleich verschiedener Fruchtfolgen mit zunehmendem Getreideanteil (50-75 v.H.) auf extrem leichten Boeden. Untersuchungen zum Fruchtbarkeitszustand unter der Einwirkung von Blattfruechten - einschliesslich Kleegras.

Vorhersagen und Verständnis der Diversitätsvorteile von Sortenmischungen

Die Landwirtschaft steht vor enormen Herausforderungen: Die Erträge müssen gesteigert werden, während der Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden reduziert werden muss, und das in einer Zeit zunehmender klimatischer Unsicherheit. Diversifizierung im landwirtschaftlichen Anbau ist eine der wenigen bekannten Möglichkeiten, alle diese Herausforderungen gleichzeitig zu bewältigen. Traditionell wird die Diversifizierung "zeitlich" in Form von Fruchtfolgen erreicht. Dagegen wird die "räumliche" Diversifizierung auf dem Feld, z. B. in Form von Mischkulturen, seltener angewandt, weil sie selten mit den gängigen mechanisierten Verfahren kompatibel ist. Sortenmischungen stellen einen interessanten Mittelweg zwischen Rein- und Mischkulturen dar, da sie es ermöglichen, die genetische Vielfalt und die Merkmalsvielfalt innerhalb des Feldes zu erhöhen, während sie in Bezug auf die Verarbeitung mit Reinkulturen vergleichbar sind. Derzeit ist jedoch noch nicht genau bekannt, wie Mischungen zusammengesetzt sein müssen, um den Ertrag und die ökologische Funktion zu optimieren. In diesem Projekt wollen wir die positiven Auswirkungen der Sortenvielfalt in Weizenmischungen untersuchen und einfache, aber wirksame Vorhersagemethoden für eine optimale Mischungszusammenstellung entwickeln. Wir werden das Fachwissen, die Ideen und die technologischen Ressourcen von fünf Forschungsteams aus den Bereichen molekulare Züchtung, Ökologie, Computerwissenschaften, Genetik und Phänomik zusammenführen. Im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit werden wir die Mechanismen untersuchen, die den Vorteilen von Sortenmischungen zugrunde liegen - insbesondere Ertrag und Krankheitsunterdrückung -, und zwar auf verschiedenen Ebenen: (1) mit nischenbasierten Ansätzen, die von der Koexistenztheorie inspiriert sind, (2) unter Verwendung von Hochdurchsatz-phänotypisierung und so-genannten "trait-based" methods, (3) mit Schwerpunkt auf der Pflanzenproduktivität durch Mischung von Komponenten mit unterschiedlichen Umweltoptima (d.h. Reaktions-Normen) und (4) auf der Ebene von Genen und Gen-Umwelt-Interaktionen. Die Prüfung von Hypothesen und die Entwicklung von Modellen werden sowohl durch große historische Felddatensätze als auch durch neue, systematisch angelegte Feldexperimente unterstützt. Das Projekt besteht aus mehreren Arbeitspaketen (WP), die sich auf eine gemeinsame Plattform von Daten und Experimenten sowie auf fortschrittliche Methoden zur Phänotypisierung im Feld stützen. Die Kombination von Ressourcen, Analysemethoden und synergetischem Fachwissen wird es uns ermöglichen, die wissenschaftlichen und logistischen Herausforderungen dieses Projekts zu meistern und wichtige ungelöste ökologische und agronomische Fragen anzugehen. Es ist zu hoffen, dass dieses ehrgeizige Projekt den Grundstein für die Förderung leistungsfähiger Sortenmischungen als Schlüsselkomponente des agrarökologischen Anbaus legt.

Modellbasierte Entscheidungsunterstützung für standort- und klimaoptimierte Anbausysteme bei Blauer Lupine, Kichererbse, Sojabohne und Buchweizen, Modellbasierte Entscheidungsunterstützung für standort- und klimaoptimierte Anbausysteme bei Blauer Lupine, Kichererbse, Sojabohne und Buchweizen

Transdisziplinäre Mehrfachnutzung von Rohfaser und Rohprotein klimaresilienter Fruchtarten über selektive Ernte- und Aufbereitungsverfahren in ressourcenschonenden Farming-Systemen mit Recycling des Stickstoffs (MEFAFUP), Teilvorhaben 2

Transdisziplinäre Mehrfachnutzung von Rohfaser und Rohprotein klimaresilienter Fruchtarten über selektive Ernte- und Aufbereitungsverfahren in ressourcenschonenden Farming-Systemen mit Recycling des Stickstoffs (MEFAFUP)

CropTypes - Crop Type Maps for Germany - Yearly, 10m

This raster dataset shows the main type of crop grown on each field in Germany each year. Crop types and crop rotation are of great economic importance and have a strong influence on the functions of arable land and ecology. Information on the crops grown is therefore important for many environmental and agricultural policy issues. With the help of satellite remote sensing, the crops grown can be recorded uniformly for whole Germany. Based on Sentinel-1 and Sentinel-2 time series as well as LPIS data from some Federal States of Germany, 18 different crops or crop groups were mapped per pixel with 10 m resolution for Germany on an annual basis since 2017. These data sets enable a comparison of arable land use between years and the derivation of crop rotations on individual fields. More details and the underlying (in the meantime slightly updated) methodology can be found in Asam et al. 2022.

CropTypes - Crop Type Maps for Germany - Yearly, 10m

This raster dataset shows the main type of crop grown on each field in Germany each year. Crop types and crop rotation are of great economic importance and have a strong influence on the functions of arable land and ecology. Information on the crops grown is therefore important for many environmental and agricultural policy issues. With the help of satellite remote sensing, the crops grown can be recorded uniformly for whole Germany. Based on Sentinel-1 and Sentinel-2 time series as well as LPIS data from some Federal States of Germany, 18 different crops or crop groups were mapped per pixel with 10 m resolution for Germany on an annual basis since 2018. These data sets enable a comparison of arable land use between years and the derivation of crop rotations on individual fields. More details and the underlying (in the meantime slightly updated) methodology can be found in Asam et al. 2022. This raster dataset shows the main type of crop grown on each field in Germany each year. Crop types and crop rotation are of great economic importance and have a strong influence on the functions of arable land and ecology. Information on the crops grown is therefore important for many environmental and agricultural policy issues. With the help of satellite remote sensing, the crops grown can be recorded uniformly for whole Germany. Based on Sentinel-1 and Sentinel-2 time series as well as LPIS data from some Federal States of Germany, 18 different crops or crop groups were mapped per pixel with 10 m resolution for Germany on an annual basis since 2017. These data sets enable a comparison of arable land use between years and the derivation of crop rotations on individual fields. More details and the underlying (in the meantime slightly updated) methodology can be found in Asam et al. 2022. This raster dataset shows the main type of crop grown on each field in Germany each year. Crop types and crop rotation are of great economic importance and have a strong influence on the functions of arable land and ecology. Information on the crops grown is therefore important for many environmental and agricultural policy issues. With the help of satellite remote sensing, the crops grown can be recorded uniformly for whole Germany. Based on Sentinel-1 and Sentinel-2 time series as well as LPIS data from some Federal States of Germany, 18 different crops or crop groups were mapped per pixel with 10 m resolution for Germany on an annual basis since 2017. These data sets enable a comparison of arable land use between years and the derivation of crop rotations on individual fields. More details and the underlying (in the meantime slightly updated) methodology can be found in Asam et al. 2022. This raster dataset shows the main type of crop grown on each field in Germany each year. Crop types and crop rotation are of great economic importance and have a strong influence on the functions of arable land and ecology. Information on the crops grown is therefore important for many environmental and agricultural policy issues. With the help of satellite remote sensing, the crops grown can be recorded uniformly for whole Germany. Based on Sentinel-1 and Sentinel-2 time series as well as LPIS data from some Federal States of Germany, 18 different crops or crop groups were mapped per pixel with 10 m resolution for Germany on an annual basis since 2017. These data sets enable a comparison of arable land use between years and the derivation of crop rotations on individual fields. More details and the underlying (in the meantime slightly updated) methodology can be found in Asam et al. 2022.

Anbausysteme und Pflanzenernährung

Der Aufgabenbereich "Anbausysteme und Pflanzenernährung" beinhaltet sowohl die Weiterentwicklung integrierter Anbauverfahren insbesondere nachhaltiger Fruchtfolgesysteme unter Beachtung des Klimawandels als auch Empfehlungen zur umweltgerechten und effizienten Nährstoffversorgung, d.h.: - angewandte Forschung in den Bereichen des Integrierten Pflanzenbaus, der Umweltgerechten Landwirtschaft und des Nährstoffmanagements, - Versuchsdurchführung von Feld- und Überleitungsversuchen, - Gefäß- und Mikroparzellenversuchen, - Betreuung der agrarmeteorologischen Messstation, - Ökonomisch relevante Fruchtfolgen, Bewirtschaftungsintensitäten, organische Düngung und Beregnung, einschließlich teilschlagspezifischer Bewirtschaftung.

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