Integriertes Unkrautmanagement
Die Unkrautbekämpfung bleibt eine der größten Herausforderungen und ressourcenintensivsten Aktivitäten für zertifizierte Bio-Produzenten und Landwirte, die auf Bio umsteigen.
Rodale Institute, der weltweit führende Anbieter von Fortschritten in der ökologischen und regenerativen ökologischen Landwirtschaft, startet ein neues Forschungsprogramm, um dieses Problem anzugehen, indem Strategien für das integrierte Unkrautmanagement (IWM) für organische Systeme entwickelt werden.Was ist integriertes Unkrautmanagement?
Wie von der USDA-Definition des integrierten Pflanzenschutzes (7 USC § 136r) übernommen, ist das integrierte Unkrautmanagement (IWM) „ein nachhaltiger Ansatz zur Bekämpfung von Unkräutern durch die Kombination biologischer, kultureller, physikalischer und chemischer Werkzeuge auf eine Weise, die Wirtschaftlichkeit und Gesundheit minimiert und Umweltrisiken.“
Es ist ein wissenschaftlich fundierter Entscheidungsprozess kombiniert Werkzeuge und Strategien zur Identifizierung und Bekämpfung von Unkräutern. In der ökologischen Landwirtschaft sind synthetische Chemikalien kein Bestandteil von IWM, während biobasierte Chemikalien eine Option sein könnten.
Warum ist es wichtig?
Eine Umfrage von Forschungsstiftung für ökologischen Landbau 2016 identifizierte das Unkrautmanagement die zweithöchste Priorität für die zukünftige Forschung nach Bodengesundheit, Qualität und Nährstoffmanagement.
Forschungsergebnisse zeigten, dass die Unkrautbekämpfung in organischen Systemen mit Mais (Zea mays L.) – Sojabohne (Glycine max L.) eine große und dauerhafte Herausforderung darstellt. Wirksam Die Kontrolle mehrjähriger Unkräuter bleibt eine der größten Herausforderungen für Landwirte, die auf den ökologischen Landbau umstellen sowie für bio-zertifizierte Erzeuger. Das Unkrautmanagement in ökologischen Systemen erfordert ein wissensbasiertes Gesamtsystem, das auf ökologische Prozesse, Biodiversität und natürliche Kreisläufe setzt, um den Unkrautbefall durch die Integration von kleinen Hämmern unter der ökonomischen und biologischen Schwelle zu halten.
Sich auf eine einzige Unkrautbekämpfungsmethode zu verlassen, kann dazu führen, dass Unkräuter Resistenzen gegen diese Methode entwickeln, was zu Ernteverlusten und anderen Umweltschäden führen kann. Wenn man sich zum Beispiel auf die Bodenbearbeitung zur Unkrautbekämpfung in der ökologischen Produktion verlässt, kann dies Bodenerosion auslösen, unterirdische Verkalkungen verursachen, organisches Material reduzieren, Lebensräume für Blumen und Tiere stören und chemische und physikalische Eigenschaften des Bodens zerstören. Daher muss IWM Teil des organischen Managements für die saisonale Unkrautunterdrückung sein und gleichzeitig Ökosystemleistungen bereitstellen.
Ansatz und Praktiken
Beim Praktizieren von IWM folgen Züchter, die sich des Potenzials für Unkrautbefall bewusst sind, einem vierstufigen Ansatz, der Folgendes umfasst: 1) Festlegen eines wirtschaftlichen Schwellenwerts, wenn dies darauf hinweist, dass Maßnahmen zur Unkrautbekämpfung ergriffen werden müssen, 2) Überwachen und Identifizieren von Unkräutern genau, um eine angemessene Bekämpfung zu ermöglichen Entscheidungen können in Verbindung mit Aktionsschwellen getroffen werden, 3) verhindern, dass Unkräuter durch kulturelle Praktiken zu einer Bedrohung werden, und 4) sobald die ersten beiden Ansätze anzeigen, dass eine Unkrautbekämpfung erforderlich ist und der dritte Ansatz nicht mehr verfügbar ist, effektiv und weniger riskant Kontrollstrategie muss gewählt werden.
Kulturelle Praktiken
Techniken, die die Wettbewerbsfähigkeit gegenüber Unkräutern verbessern, wie z. B. Technik für abgestandenes Saatbett, Anordnung der Kulturreihen, Fruchtfolge und Anbausystem, minimale oder direkte Bodenbearbeitung, Auswahl der Kultursorten, Saatgutkontrolle bei der Ernte von Unkräutern und Pflanzzeit. Kulturelle Methoden sind führende Werkzeuge in ökologischen Pflanzenbausystemen.
Mechanische Werkzeuge
Entfernt oder vernichtet Unkraut physikalisch mit Kräften wie flach geneigtem Hacken zwischen den Reihen (mit Schwerpunkt auf Direktsaat und reduzierten organischen Systemen), Abflammen, Stromschlag, Heißwasser- und Schaumanwendung, Bodendämpfung, kryogene Unkrautbekämpfung und luftgetriebenem Schleifkorn. Mechanische Verfahren werden hauptsächlich im ökologischen Pflanzenbau zur saisonalen Unkrautbekämpfung eingesetzt.
Bio-Produkte
Synthetische Chemikalien sind nicht Teil der biologischen Unkrautbekämpfung. Es sind jedoch mehrere pflanzliche Bioherbizide auf dem Markt erhältlich, die im Inventar des Organic Materials Review Institute (OMRI) aufgeführt sind (www.omri.org), die zur chemischen Unkrautbekämpfung in organischen Systemen eingesetzt werden können. Das Produkt muss in den genehmigten Öko-Systemplan für zertifizierte Bio-Erzeuger aufgenommen werden. Zu den gängigen Bioproduktgruppen gehören ätherische Pflanzenöle, Maisglutenmehl, mikrobielle Produkte und allelopathische Chemikalien.
Biologische Methoden
Die aktive Manipulation antagonistischer Organismen, um die Unkrautpopulation unter das wirtschaftliche Schwellenniveau zu reduzieren, bei dem die lebenden natürlichen Feinde früher Unkräuter kontrollierten. Die Organismen könnten phytophage Arthropoden, Parasiten, Parasitoide, Krankheitserreger (Pilze, Bakterien, Viren und Nematoden) und Weidetiere sein. Die gewöhnlichen Grasfresser sind Vögel, Tiere (auf Weiden) und Fische (im Reisanbau).
Neuartige Technologien
Die Verwendung eines globalen Navigationssatellitensystems wie GPS hat Auswirkungen auf eine präzise Unkrautbekämpfung. Die Verwendung von Nanogeräten und -trägern sind die neu aufkommenden Technologien für den Einsatz im Pflanzenschutz. Private Unternehmen entwickeln Roboter und Lasergeräte, um Unkraut effektiv zu vernichten. Unbemannte Luftfahrzeuge können auch verwendet werden, um den Unkrautbefall zu überwachen und Spektraldaten für eine präzise Kontrolle zu sammeln.
Daten Wissenschaft
Obwohl Data Science keine direkte Intervention ist, kann sie Teil des Unkrautbekämpfungspakets sein. Der Zugriff auf datenintensive Technologien kann dabei helfen, Unkräuter zu überwachen und zu bekämpfen. Data-Mining und -Analyse sind für die Simulationsmodellierung der Interaktion zwischen Feldfrüchten und Unkraut, der Umweltauswirkungen und der Wirksamkeit von Werkzeugen und Taktiken unerlässlich. Maschinelles Lernen und künstliche neuronale Netze sind für räumliche Statistiken, thematische Rezeptkartierung und Prognosen unerlässlich.
Managementpraktiken
Unser Forschungsschwerpunkt liegt auf der Entwicklung wissenschaftlich fundierter umfassender integrierter Unkrautmanagementsysteme, die aus Taktiken oder einer Kombination von Strategien bestehen, die in Abbildung 1 dargestellt sind.
Forschungsgruppe
Dr. Madhav Dhakal
Pflanzen- und Unkrautwissenschaftler
Dr. Dhakal entwickelt ein Forschungsprogramm zum ökologischen Pflanzen- und Unkrautmanagement, das Direktsaat auf Deckfruchtbasis und kontinuierliche organische Direktsaat, die Integration von Pflanzen und Vieh, technologische Übernahme, Anpassung und Innovation, Alley-Cropping und Intercropping umfassen kann , und Intensivierung in regenerativen organischen Systemen. Er erhielt einen Ph.D. von der Texas Tech University in Pflanzen- und Bodenkunde und einen Master-Abschluss in Agronomie (Unkrautkunde) und einen BS in Agrarwissenschaften von der Tribhuvan University in Nepal. Vor dem Beitritt Rodale Institute, arbeitete Dr. Dhakal für USDA-ARS und die Mississippi State University und leitete ein Projekt mit dem Titel Cropland Common Experiment of Long-Term Agroecosystem Research (LTAR) in Mississippi.
