Jedes Jahr analysieren wir etwa 1.500 bis 1.800 Proben auf Resistenzen. Diese große Anzahl an Proben systematisch, mit hoher Qualität und dabei noch zu einem bezahlbaren Preis anzubieten, ist dabei unser oberstes Ziel. Doch wie erreichen wir das und wie prüft man eigentlich Resistenzen? Im folgenden Artikel gewähren wir Ihnen Einblick in unser Testverfahren und erklären die notwendigen Schritte, die für gute Resistenztests zwingend notwendig sind.
Bevor man sich mit dieser Frage beschäftigt, muss man allerdings klären, was man genau unter Resistenz versteht bzw. ab wann man von Resistenz spricht. Eine gute Definition liefert dabei die Amerikanische Unkrautwissenschaftsgesellschaft (WSSA):
Herbizidresistenz ist die vererbte Fähigkeit einer Pflanze zu überleben und sich zu vermehren, nachdem sie einer Herbiziddosis ausgesetzt wurde, die normalerweise für den (sensitiven) Wildtyp tödlich ist.
Damit ist schon einmal ein wichtiger Grundsatz definiert. Man braucht demzufolge sensitive Proben als Vergleichsmaterial. Wir gehen noch einen Schritt weiter und sehen die Resistenzdiagnose nicht nur in der Prüfung der Wirksamkeit verschiedener Herbizide einer bspw. im Feld gesammelten Ackerfuchsschwanzprobe, sondern auch unter dem Gesichtspunkt, dass man eine möglichst belastbare Empfehlung für den Herbizideinsatz im Feld geben möchte.
Dazu kommt es auf drei Punkte besonders an:
- Feldarbeit: Das Sammeln der Probe im Feld. Ähnlich wie bei Bodenproben liefert nur eine möglichst repräsentative Beprobung im Feld auch ein verlässliches Ergebnis.
- Gewächshausarbeit: Die Bestimmung der Herbizidempfindlichkeit bzw. Resistenz durch validierte Testprotokolle unter Verwendung von Referenzmaterial für das die Resistenzsituation bekannt ist. Der Test muss dabei eine hinreichende Genauigkeit liefern und die Ergebnisse auch bei wiederholter Prüfung konstant sein. D.h. egal wie oft eine Probe getestet wird, das Ergebnis ist immer gleich.
- Interpretationsarbeit: Die Interpretation und Einordnung der Ergebnisse mit dem Wissen über die der Probe zu Grunde liegende Bewirtschaftung im Feld. Hierbei kommt es darauf an, dass man die Situation zur Probennahme kennt (Befall, eingesetzte Herbizide usw.) und diese im Kontext der Resistenzergebnisse interpretiert. Nur aus dieser Kombination lassen sich valide Aussagen zur Interpretation der Ergebnisse treffen.
Unser Vorgehen ist dabei vergleichbar mit dem von Panozzo und Kollegen publizierten und von Fachkollegen begutachteten Methodenartikel der im Journal of Visualized Experiments 2015 erschien (Hier geht es zum englischen Originalartikel). Hintergrund der Herangehensweise ist dabei die Frage nach der Resistenzsituation der Samen im Bodenvorrat, also der Samenquelle, aus der jedes Jahr wieder neue Samen keimen. Da eine Extraktion der Samen aus dem Boden arbeitswirtschaftlich und ökonomisch wenig sinnvoll ist, muss also das Vorhandensein der Samen im Boden über Beprobungen reifer Ungräser und Unkräuter im Feld erfolgen. Die oben genannten drei Punkte werden dabei von uns für unser Monitoring und für Kunden unseres Resistenzpakets “Sorglos” befolgt. Die Ergebnisse einer Untersuchung auf Herbizidresistenzen sollen dabei Entscheidungshilfen für eine optimale Unkrautbekämpfung sein. Dies können durchaus größere Veränderungen, bis hin zur Umstellungen in der Fruchtfolge und der Bodenbearbeitung sein. Die Frage um die Qualität und Aussagekraft der Ergebnisse ist daher wichtig. Im folgenden Teil, werden wir nun auf die einzelnen Schritte im Detail eingehen und zeigen, wie diese von uns umgesetzt werden.
Schritt 1: Feldarbeit – Das Sammeln der Probe im Feld
Schon bei der Sammlung der Probe im Feld legt man den Grundstein für die abschließende Interpretation des Ergebnisses. Ähnlich dem Sammeln von Bodenproben, geht es auch bei Resistenztests darum, die Fläche repräsentativ abzulaufen, um am Ende ein aufschlussreiches Ergebnis zu erhalten. Zuerst einmal sollte man jedoch kritisch prüfen, ob Resistenzen wahrscheinlich sind. Dazu haben wir hier einmal wichtige Punkte zusammengestellt. Ist eine schlechte Wirkung aufgrund von Resistenzen also wahrscheinlich, dann sollten die übriggebliebenen Pflanzen möglichst repräsentativ beprobt werden. Wir laufen dazu je nach Feldgröße, mind. zwei Fahrspuren und die Vorgewende ab und sammeln. Ziel ist es dabei etwa 100 Ähren verschiedener Pflanzen zu sammeln und somit auf etwa eine Kaffeetasse voll Samen zu kommen. Zusätzlich wird auch der Befall geschätzt. Wir erreichen durch mehrtägige gemeinsame Feldbegehung unter den Kollegen dabei auch eine hohe Vergleichbarkeit der Schätzungen innerhalb unseres Teams. Zusätzlich wird das Befallsgeschehen auch fotografisch erfasst, um im Nachgang die Ergebnisse besser interpretieren zu können. Bei Beprobungen durch den Landwirt selbst (Resistenztest Bronze/Silber oder Gold) weisen wir auf eine möglichst repräsentative Probennahme hin und geben Tipps zur richtigen Beprobung (Tipp: Unser YouTube-Video zur Probennahme).
Schritt 2: Gewächshausarbeit – Bestimmung des Resistenzgrades bzw. der Herbizidempfindlichkeit
Dies ist der Kern dessen, was viele unter Resistenzdiagnose bzw. Resistenztests verstehen. Der Prüfung einer im Feld gesammelten Probe auf die verbleibende Wirksamkeit verschiedener Herbizide. Es kommt hierbei darauf an, Resistenzfälle sicher zu erkennen und auch keine Resistenzfälle zu übersehen. Wichtige Parameter für die Qualität sind dabei Treffergenauigkeit und Wiederholbarkeit.
Die Treffergenauigkeit, also die Fähigkeit einen Resistenzfall zu erkennen, stellen wir durch die auf unserer Erfahrung basierende Zusammenstellung der zu testenden Herbizide sicher. Dabei ist es wichtig, jede Probe gegen definierte Standardproben, die sowohl resistent als auch sensitiv sind, zu vergleichen. Wir stellen das durch Sammlung von Material von langjährigen Bio-Betrieben und auch uns lang bekannter Reistenzfällen von Landwirte sicher. Alle Standards wurden dabei bereits mehrfach mit denselben Herbiziden und derselben Aufwandmenge, sowie auch molekularbiologisch, untersucht. Jeder Versuch ist also so aufgebaut, dass zu den neu zu untersuchenden Proben jeweils auch ein Set dieser bekannten Standardproben zur Eichung der Ergebnisse parallel getestet wird (s. Abb. 1).
Den zweiten wichtigen Parameter, die Wiederholbarkeit, stellen wir ebenfalls über das Set unserer Standards sicher. Da die Tests über vier Monate hinweg laufen, wird so jeder Standard pro Jahr mehrfach geprüft. Die gleichbleibenden Ergebnisse unserer Standards zeigen uns, dass wir hier eine robuste Methode verwenden, die reproduzierbare und belastbare Ergebnisse liefert.
Das Protokoll sieht dabei im Detail wie folgt aus:
Zuerst werden die Samen nach dem Eintreffen aufbereitet, eventuell gereinigt und je nach Art, zur Brechung der Dormanz, zwischengelagert. Bei den Trespen und Weidelgräsern ist der letzte Schritt nicht wichtig, da diese keine bzw. nur eine geringe Dormanz aufweisen. Bei Ackerfuchsschwanz hat sich jedoch eine trockene Lagerung von 7-8 Wochen als vorteilhaft erwiesen.
Anschließend werden die Samen auf Ackererde (lehmiger Sand, 1,4% Humusanteil) ausgesät. Wir streben dabei eine Aussaatstärke von etwa 20 Pflanzen pro Topf an. Je nach Herbizid werden die Pflanzen dann 4 Tage nach Applikation für den Vorauflauf oder in BBCH 12/13 im Nachauflauf appliziert. Wir spritzen dabei mit 200l Wasser pro Hektar und den von den Herstellern der Produkte empfohlenen Zusatzstoffen bzw. Netzmitteln. Anschließend läuft der Versuch weitere 3-4 Wochen bis die Wirkung der Herbizide abgeschlossen ist. Alle Versuche werden bei uns 2-fach wiederholt. Die homogenen Bedingungen im Gewächshaus und die robuste Testmethodik haben gezeigt, dass die Standardabweichung bei allen getesteten Produkten <5% ist (s. Tab. 1).
Alle Tests werden bei uns fotografiert und bonitiert. Das Foto dient der Transparenz der Arbeiten und soll die Ergebnisse zusätzlich einfacher verständlich machen.
Schritt 3: Interpretationsarbeit – Interpretation der Ergebnisse
Liegen die Werte aus dem Gewächshaus vor und ist der fertige Bericht erzeugt, stellt sich unmittelbar die Frage, welche Handlungsanweisungen damit in der Praxis verbunden sind. Diese Interpretation ist dabei direkt mit dem Wissen über den Rest-Befall nach Applikation und die Kenntnis über die im Jahr der Probennahme angebaute Kultur verbunden. Nur die Kombination aus diesen beiden Faktoren kann zusammen mit dem Ergebnis zu einer Praxisempfehlung führen. Umgedreht kann man auch sagen, dass ein Resistenztest ohne Kenntnis der Situation im Feld zum Zeitpunkt der Probennahme keinen Wert hat.
Dabei spielt es bspw. eine Rolle, ob das betroffene Herbizid, welches im Resistenztest schlecht abschnitt, auch im Feld im Jahr der Probenahme eingesetzt wurde und wie viele Pflanzen übrig geblieben sind. Hat der Landwirt bspw. im Winterweizen Atlantis Flex gespritzt und das Gefühl, dass kaum Wirkung beobachtet wurde, ist davon auszugehen, dass die Resistenz bereits ganzflächig vorhanden ist und dieses Produkt im Weizen nicht mehr eingesetzt werden sollte. Sind im Feld nur vereinzelt Pflanzen übrig geblieben, aber diese zeigen im Feld deutliche Resistenzen gegen Atlantis so hieße das für das obige Beispiel, dass nach dem nächsten Einsatz im Feld noch kritischer hingeschaut werden muss. Bilden sich Nester bzw. wird der Restbefall mehr? Dann sollte man diese Nester eventuell auch mulchen, um der weiteren Ausbreitung vorzubeugen und eine Anpassung der Fruchtfolge sollte diskutiert werden.
Ist im obigen Beispiel jedoch eine schlechte Wirkung eines Wirkstoffs bzw. einer Wirkstoffgruppe zu beobachten, die nicht eingesetzt wurden, so zeigt diese, dass die Resistenz gegen genau diese Gruppe bereits fest im Feld etabliert ist, da ja durch den Landwirt keine Vorselektion mit einem Herbizid im Jahr der Probennahme stattgefunden hat.
Zusammenfassung und Ausblick
Wir verwenden eine sehr verlässliche Testmethodik, die aber trotzdem bei der Interpretierbarkeit den Fokus auf den Anwender legt und darauf abzielt das Unkrautmanagement in der Praxis langfristig erfolgreich zu gestalten. Dazu führen wir stets interne Validierungen durch und prüfen unsere Protokolle auf Herz und Nieren bevor wir die Tests kommerziell anbieten. Dies wird auch in Zukunft bei eventuellen Erweiterungen unserer Produktpalette so gehandhabt werden. Zusätzlich zu den oben genannten methodischen Ansätzen haben wir in unsere eigene Datenmanagement- und -erfassungssoftware auch diverse Überprüfungsroutinen implementiert, die Auffälligkeiten in den Daten erkennen sollen, sodass wir hier eventuelle Überprüfungen durchführen können. Derzeit prüfen wir die Erweiterung unserer Produktpalette um weitere Bodenherbizide sowie Blattherbizide. Wir werden also auch im Jahr 2022 wieder ein attraktives Angebot für Sie bereithalten.