Blaue Lupine konkurrenzstärker machen

Hintergrund und Zielsetzung

Im Frühjahr 2015 ist das Verbundprojekt „LupiBreed“ mit dem Ziel gestartet, die Produktivität der Blauen und Gelben Süßlupine im Hinblick auf Kornertrag, Ertragssicherheit und -stabilität sowie die Qualität ihrer Inhaltsstoffe züchterisch zu verbessern. Darüber hinaus soll die enge genetische Basis dieser Fruchtarten durch Einbeziehen pflanzengenetischer Ressourcen verbreitert werden, um ihr Potenzial für die züchterische Weiterentwicklung zu vergrößern. „LupiBreed“ ist ein Gemeinschaftsprojekt der Saatzucht Steinach, des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK), des Thünen-Instituts für Ökologischen Landbau und des Julius Kühn-Instituts (Projektkoordination).

In einem weiteren Arbeitspaket forschen wir am Thünen-Institut für Ökologischen Landbau in Trenthorst an vorbeugenden Optionen zur Unkrautregulierung und zur Optimierung des Gemengeanbaus. Dafür erfassen und bewerten wir die Konkurrenzkraft von Sorten bzw. neuen Züchtungslinien gegenüber Unkräutern und Mischungspartnern im Gemengeanbau. Ziel unserer Untersuchungen ist es, bereits bei der Züchtung stärker auf besondere Merkmale wie z. B. Frohwüchsigkeit, Blattmorphologie und Wuchstyp zu selektieren, die den vorbeugenden Pflanzenschutz stärken. So kann der Aufwand der Unkrautregulierung reduziert werden.

Vorgehensweise

In dreijährigen Parzellenversuchen prüfen wir die Konkurrenzkraft von Lupinen, indem wir sie gezielt mit verschiedenen Partnern in unterschiedlichen Saatdichten ausbringen. Hierdurch werden unterschiedlich starke Konkurrenzsituationen geschaffen, sodass wir daraus sowohl die unkrautunterdrückende Wirkung als auch die Eignung zum Gemengeanbau ableiten können.

Im ersten Projektjahr 2015 haben wir die beiden Sorten der Blauen Lupine, Boruta (endständiger Typ) und Boregine (verzweigter Typ), in einem Parzellenversuch am Standort Trenthorst in einer dreifaktoriellen Blockanlage mit drei Feldwiederholungen angebaut. Als Partner bzw. künstliche Unkräuter fungierten die monokotylen Arten Weizen und Hafer sowie die dikotylen Arten Leindotter und ein Gemenge mit „künstlichen Unkräutern“ bestehend aus gleichen Anteilen Raps, Phacelia und Buchweizen. Zusätzlich drillten wir die vier Partner in jeweils vier Saatdichten, um möglichst viele unterschiedliche Konkurrenzsituationen zu schaffen. Als Kontrolle dienten Reinsaaten mit den jeweiligen Sorten der Blauen Lupine, die von Unkraut frei gehalten wurden, sodass eine Konkurrenz gegenüber Beikräutern ausgeschlossen war.

Im zweiten und dritten Versuchsjahr werden wir die aus dem ersten Versuchsjahr erfolgversprechendsten Varianten und Saatdichten der Partner bzw. „künstlichen Unkräuter“ in dem Prüfsystem für acht ausgewählte Prebreeding-Linien testen, wobei die beiden Referenzsorten weitergeprüft werden.

Zu verschiedenen Entwicklungsstadien (Sprossentwicklung, Blüte, Ernte) der Blauen Lupinen beproben wir die Versuchsparzellen. So beernten wir mittels Quadratmeterschnitten die oberirdische Biomasse, die getrennt nach Lupinen, Partnern und Unkraut quantifiziert wird. Ergänzend führen wir eine fachgerechte Beurteilung zur Pflanzenentwicklung, zum Deckungsgrad und zur Wuchshöhe sowie Messungen zur photosynthetisch aktiven Strahlung (PAR) durch.

Ergebnisse

Ziel des Projektes war Prebreeding-Linien mit einer guten Konkurrenzkraft gegenüber Unkraut zu identifizieren, die gleichzeitig einen hohen Ertrag in Reinsaat und im Gemenge aufweisen sowie Varianten für ein optimiertes Gemengeanbausystem für Blaue Süß­lupinen (Lupinus angustifolius) zu ermitteln.

Hierfür wurde zunächst im ersten Versuchsjahr auf dem Versuchsbetrieb des Thünen-Instituts für Ökologischen Landbau in Trenthorst ein Prüfsystem zur Bewertung der Unkraut­unterdrückung von Blauen Süßlupinen sowie deren Eignung für den Gemengeanbau eta­bliert. Geprüft wurden die Partnerkulturen Sommerweizen (Triticum aestivum), Hafer (Avena sativa) und Leindotter (Camelina sativa) sowie sogenannte „künstliche Unkräutern“, bestehend aus einem Gemenge von Winterraps (Brassica napus), Buchweizen (Fagopyrum esculentum) und Phacelia (Phacelia tanacetifolia), in 4 unterschiedlichen Saatdichten als additive Gemenge mit den beiden Süßlupinensorten Boregine (verzweigter Wuchstyp) und Boruta (endständiger Wuchstyp).

Auf Basis der Ergebnisse des ersten Versuchsjahres wurden in den beiden folgenden Jahren 2016 und 2017 acht ausgewählte Prebreeding-Linien (2 endständig, 5 verzweigt, 1 inter­mediär) sowie die beiden Referenzsorten Boruta und Boregine mit Hilfe des Prüfsystems getestet. Die Prebreeding-Linien wurden im Rahmen eines Mutageneseprogramms am Julius Kühn-Institut entwickelt. Die Leistung der Prebreeding-Linien wurde einerseits im Vergleich zu den Referenzsorten und andererseits in Abhängigkeit der Wuchstypen der Prebreeding-Linien betrachtet. Zur Darstellung der sortenspezifischen Konkurrenzkraft der Blauen Süß­lupine wurden unterschiedliche Stufen des Unkrautdrucks mit unkrautfreien Beständen, einer Variante mit dem am Standort vorkommenden Unkraut sowie zwei Saatdichten der „künstlichen Unkräuter“ simuliert. Die Gemengeeignung der in 100 % der Reinsaatdichte ausgebrachten Blauen Süßlupinen wurde anhand der Partnerkulturen Hafer, Sommerweizen und Leindotter in zwei im Vergleich zur Reinsaat reduzierten Saatdichten als Additivgemenge erfasst. Dazu wurden zu drei Beprobungsterminen (Sprossentwicklung, Blüte und Vollreife) der oberirdische Biomasseertrag bzw. Kornertrag getrennt nach Lupinen, Partnern und natürlichem Unkraut unter­sucht. Ergänzend wurden pflanzenbauliche Parameter, die photosynthetisch aktive Strahlung und der Rohproteinertrag erfasst.

Sortenspezifische Unterschiede in der Unkrauttoleranz wurden zu allen Beprobungsterminen gefunden und waren zur Garbenernte zudem abhängig vom Unkrautdruck. Hingegen zeigten die Sorten bzw. Prebreeding-Linien erst zur Garbenernte Unterschiede in der Unkrautunter­drückung, wobei diese nicht in Abhängigkeit vom Unkrautdruck standen.

Eine generelle Überlegenheit der Prebreeding-Linien in ihrer Konkurrenzkraft gegenüber den Referenzsorten konnte weder in Reinsaat, noch im Gemenge festgestellt werden. Unter­schiede zwischen verzweigten und endständigen Prebreeding-Linien waren in den Rein­saaten festzustellen, wobei verzweigte Wuchstypen zwar eine bessere Unkrautunter­drückung zeigten, die Lupinenerträge sich jedoch nicht zwischen den Wuchstypen unter­schieden. Im Gemenge waren keine eindeutigen Unterschiede zwischen den Wuchstypen zu erkennen. Die sortenspezifische Konkurrenzkraft war bei einigen Prebreeding-Linien bzw. Sorten ausgeprägter. Weiterhin konnten für alle Sorten bzw. Prebreeding-Linien positive Ertragseffekte durch den Gemengeanbau gezeigt werden. Diese waren in Gemengen mit Leindotter am höchsten, gefolgt von Sommerweizen und Hafer. In allen Gemengevarianten wurde das komple­mentäre Wachstum der Lupinen und Partner deutlich, weshalb eine höhere Partnersaat­dichte zwar den Lupinenanteil im Gemenge, nicht aber den Gesamt­kornertrag verringerte. Zudem war der Einfluss der Partner auf den Lupinenkornertrag für alle Sorten bzw. Prebreeding-Linien gleichgerichtet.