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IntroductionPlant seeds from weeds and energy crops have the potential to survive anaerobic digestion (AD). Species able to form physically dormant, i.e., hardseeded (HS) seeds seem particularly resistant. However, it is not yet known to what extent the storage of the digestate after AD affects seed viability.MethodsSeed survival of five HS and six non-HS (NHS) species was investigated in three combinations of digestate storage (DS) and AD. First, untreated seeds were exposed to DS for maximum 12 weeks. To simulate short-circuited AD (ADshort) in biogas reactors, seeds were second subjected to lab-scale AD for 1 day before DS. Third, seeds of six species were exposed to full-scale AD (ADfull) followed by DS. Seed viability was determined using a combination of germination tests and tetrazolium staining. Viability was modeled as a function of exposure time.Results and discussionSeed viability was affected by DS, AD and AD + DS, but responses varied greatly between species and treatments. With increasing exposure time, viability decreased after a lag-phase, remained stable or even increased. The NHS species Cichorium intybus, Daucus carota, Echium vulgare, and Verbascum thapsus were most susceptible, with seed-killing close to 100% if DS was involved. The HS species Malva sylvestris, Melilotus albus and Melilotus officinalis were most resistant. They survived all treatments and were alive after 35 days of ADfull plus 3 months of DS. The resistance potential of the HS species Abutilon theophrasti and Malva alcea and of the NHS species Chenopodium album and two tomato varieties was intermediate. None of them survived ADfull + DS, but except A. theophrasti they were viable after ADshort + DS. With few exceptions, seed-killing by AD + DS was higher than that by AD alone. In conclusion, DS and AD + DS have the potential to reduce seed viability, but do not completely inactivate all species. Therefore, digestate can be contaminated with viable seeds and may lead to the spread of weeds, especially after a short-circuited AD. In order to ensure the sustainable use of digestates in terms of weeds, we recommend to investigate the factors contributing to seed inactivation and the quantity of seed introduced to AD.

Controlling creeping perennial weeds is challenging throughout all farming systems. The present study distinguished and explored three different methods to control them non-chemically: disturbance with inversion, disturbance without inversion, and competition. Focusing on Cirsium arvense, Elymus repens, and Sonchus arvensis, we conducted a field study (2019–2021) at three northern European sites in Germany, Finland, and Norway. We investigated the effects of the control methods ploughing (inversion disturbance), root cutting (non-inversion disturbance), and cover crops (competition) alone. Root cutting was conducted using a prototype machine developed by “Kverneland”. Eight treatments were tested in factorial designs adapted for each site. Control methods were applied solely and combined. Response variables after treatments were aboveground weed biomass and grain yield of spring cereals. The control method of ploughing was most effective in reducing weed biomass compared to root cutting or cover crops. However, compared to the untreated control, a pronounced additive effect of root cutting and cover crops occurred, reducing weed biomass (−57.5%) similar to ploughing (−66%). Pooled over sites, the response was species-specific, with each species showing a distinct reaction to both control methods. C. arvense was most susceptible to root cutting, followed by E. repens, while S. arvensis showed no susceptibility. Crop yield losses were prevented compared to untreated plots by ploughing (+60.57%) and root cutting (+30%), but not by cover crops. We conclude that the combination of non-inversion disturbance and competition is a promising strategy to reduce the reliance on herbicides or inversion tillage in the management of perennial weeds.

IntroductionArable weeds adapt to any changes in disturbance and management. On arable fields, tilling disturbs the soil, while cropping practices like rotation, pesticide use, fertilizer use, and the use of subsidiary crops characterize the management of the field. On a species level, weeds adapt in their abundance and composition. The species have certain traits to use the on-site resources best. Our objective was to investigate if traits beyond just species describe the adaptation of weeds to tillage and cropping systems. Therefore, we present a use case of weeds on fields cropped with maize in Germany.Material and methodsOver 2 years, we conducted a nationwide weed survey on 577 maize fields. On each field, the abundance of each weed species was counted on 10 randomly sampled square plots of 0.1 m² not treated with herbicides at the fourth to eighth leaf stages of the maize. Weed species frequent on at least 5% of the fields were assigned traits. Traits were taken from published updated databases. We interviewed all farmers about the management practices of their fields.ResultsThe management practice data identified three management clusters of tillage and cropping sequence on maize fields. The standard system so far is a management system characterized by inversion tillage and maize cropped in rotations (“Traditional”). The two transformation systems are maize cropped in rotations but with non-inversion tillage as the method of soil disturbance (“Conservational”) and maize cropped continuously regardless of the tillage system (“Monoculture”). Ordination techniques showed that both weed species and traits are assigned to these management systems. Traditional disfavored weed species with a greater plant height. Conservational selected dicot weed species with a high seed weight and a long flowering duration. Monoculture mainly filtered monocot weed species and favored weeds that germinate in spring.DiscussionOur study describes weed responses on transformations of maize cropping in tillage and cropping systems on both the species and the trait level. This application expresses the importance and value of collecting weed surveys with field management data on a geographically widespread and repeated timescale.

The use of wildflower species as biogas feedstock carries the risk that their seeds survive anaerobic digestion (AD) and cause weed problems if spread with the digestate. Risk factors for seed survival in AD include low temperature, short exposure and hardseededness (HS). However, it is not possible to predict how AD will affect seed viability of previously unstudied species. In laboratory-scale reactors, we exposed seeds of eight species from a mixture of flowering wild plants intended as biogas feedstock and three reference species to AD at two mesophilic temperatures. Half of the species were HS, the other was non-HS (NHS). Viability was determined using a combination of tetrazolium and germination tests. Viability and germinability were modeled as functions of exposure time using a dose-response approach. Responses to AD varied considerably among species, and none of the considered influencing factors (time, temperature, HS) had a consistent effect. Seed lots of a species differed in inactivation times and seed-killing efficacy. The HS species Melilotus officinalis, Melilotus albus, and Malva sylvestris were particularly AD-resistant. They were the only ones that exhibited biphasic viability curves and tended to survive and germinate more at 42°C than at 35°C. Viability of the remaining species declined in a sigmoidal curve. Most NHS species were inactivated within a few days (Cichorium intybus, Daucus carota, Echium vulgare, and Verbascum thapsus), while HS species survived longer (Malva alcea). AD stimulated germination in the HS species A. theophrasti and its AD-resistance overlapped with that of the most resistant NHS species, C. album and tomato. In all seed lots, germinability was lost faster than viability, implying that mainly dormant seeds survived. After the maximum exposure time of 36 days, seeds of HS species and Chenopodium album were still viable. We concluded that viability responses to mesophilic AD were determined by the interplay of AD-conditions and species- and seed-lot-specific traits, of which HS was an important but only one factor. For the use of wildflowers as biogas feedstock, we recommended long retention times and special care with regard to HS species.

The creeping perennial weed species Cirsium arvense (L.) Scop. occurs in patches. Expanding creeping roots allow these patches to increase their covered area. This characteristic has rarely been addressed when investigating the effects of control options in arable fields. We designed a three-year field experiment (2019–2021) in north-eastern Germany, accounting for existing patch patterns. The experimental setup included an untreated control, a competition treatment (cover crop, CC), two disturbance treatments by mouldboard ploughing (PL), root cutting (RC), and four combined applications (RC + CC, PL + CC, PL + RC, PL + RC + CC). Root cutting was performed by a prototype tillage machine produced by “Kverneland”. Plots were defined by the species growth pattern and mapped by GPS and UAV. The experiment investigates the thistle response variables: “Expansion”, “Density”, “Coverage”, and “Height”. Treatments including disturbance by ploughing (PL, PL + CC, PL + RC, PL + RC + CC) reduced “Density” by the factor 0.15 and “Expansion” by 0.25, while those without ploughing (CC, RC, RC + CC) only reduced “Density” by the factor 0.68 and “Expansion” by 0.71. Adding root cuttings or cover crops did not further increase the reduction effect of ploughing. Treatments with competition by cover crops impacted “Expansion” more clearly than “Density”. When cover crops were combined with root cutting (RC + CC), “Expansion” was almost additively reduced, resulting in a reduction comparable to that of ploughing. The “Height” of the shoots was significantly reduced in four treatments (PL, RC + CC, PL + RC, PL + RC + CC), while “Coverage” did not change significantly. UAV patch monitoring proved to be accurate enough for thistle “Expansion” but not for thistle “Density” within the patch. The results of this study demand innovative research when controlling patch-forming creeping perennial weeds. The need for patches will limit small-scale experimental set ups.

When plant biomass is anaerobically digested, seeds may survive the energy production process and contaminate the digestate. Hard-seeded (HS), i.e., physically dormant, species were found to be difficult to inactivate. Here, we aimed to verify this finding from lab-scale experimental reactors (ERs) in a full-scale commercial reactor (CR). In addition, we tested seed survival in a pH-buffered water bath (WB). Seeds were exposed to CR, ER and WB treatments at 42 °C for a maximum of 36 days. The viability of seeds was checked by measuring germination and response to tetrazolium staining and modeled as a function of exposure time using a dose–response approach. CR killed seeds more effectively than ER and WB treatments. The non-HS reference species, Chenopodium album, was completely inactivated by all treatments. Responses of the HS species ranged from complete inactivation to complete insensitivity. The most resistant was Malva sylvestris. The least resistant species were inactivated mainly by temperature, while additional mortality factors were effective in the more resistant species. We concluded that mesophilic AD in CRs can reduce the risk of seed contamination in the digestate for non-HS but not for HS species. Moreover, WB treatments seem suitable to estimate the minimum mortality of non-HS species in CR.

Elymus repens (L.) Gould), Cirsium arvense (L.) Scop. and Sonchus arvensis L. are important arable creeping perennial weeds in Europe. These are clonal plants with subterranean reproductive organs (E. repens, rhizomes, the two dicots, horizontal creeping roots) sprouting from ramets. We tested the sprouting ability and early growth of ramet sprouts at temperatures typical for Nordic autumn climate and with different preconditions of the mother plant (time in autumn, mother plant age, climate change experiences of the mother plants (two experiments)). The species reacted differently, with S. arvensis not sprouting at all, and C. arvense ramets sprouting at higher temperatures than those of E. repens, which sprouted at all tested temperatures. Plant age affected only the ramet sprout biomass of E. repens. Climate change during mother plant growth only affected C. arvense, with the highest above-ground biomass of the sprouted ramets at an elevated temperature and ambient CO2. Testing earlier in autumn showed more sprouting and biomass for C. arvense and E. repens than testing later in the season. The observed temperature responses confirmed more and bigger sprouts with higher autumn temperatures. Controlling the sprouted ramets in autumn is easier for E. repens than for C. arvensis. Due to their low/no sprouting ability in autumn, the ramets of S. arvensis cannot be controlled in autumn.

Im Maisanbau ist die Hühnerhirse Echinochloa crus-galli (L.) P.Beauv. ein weit verbreitetes Ungras. Herbizidbehandlungen im Keimlingsstadium sind eine übliche Strategie des Unkrautmanagements. In der vorliegenden Studie wurde untersucht, ob i) E. crus-galli Variationen der Pflanzendichte über eine höhere Biomasse der Einzelpflanze ausgleichen kann, ii) welchen Einfluss frühe und späte Auflaufzeiträume auf die Biomasseentwicklung der Pflanzen haben, iii) welchen Einfluss Samenprädatoren auf die produzierte Biomasse haben. Im Sommer 2014 wurden Samen der Hühnerhirse in vier Dichtestufen auf drei Maisfeldern ausgesät. Die Hälfte der Versuchsparzellen wurde mit Plastikrahmen vor Samenprädatoren geschützt. In der Vegetationsperiode 2015 sind keimende Hirsen nach Auflaufzeitraum markiert worden. Im Herbst 2015 lagen sechs Kohorten vor. Samenbildende Pflanzen dieser Kohorten wurden geerntet und die durchschnittliche Biomasse pro Pflanze bestimmt. Weniger Pflanzen führten kaum zu einer Verringerung der Biomasse pro Fläche. Mit einem linearen gemischten Modell wurde gezeigt, dass niedrige Pflanzendichten durch eine erhöhte Biomasse der Einzelpflanze ausgeglichen wurden. Höhere Aussaatdichten und späte Auflaufzeiträume verringerten die maximal erreichbare Biomasse pro Einzelpflanze, veränderten aber nicht den unterkompensierenden Verlauf der Biomasse in Bezug zur Pflanzendichte. Der Verlust von Samen durch samenfressende Tiere führte zu einer leichten Erhöhung der Biomasse der Einzelpflanzen. Die Ergebnisse sprechen für ein arttypisches Muster, dass in Managementstrategien beachtet werden sollte.

Wenn Pflanzen-Samen in eine Biogas-Anlage gelangen, besteht das Risiko, dass sie die anaerobe Vergärung überleben und mit Ausbringung des Gärrestes verbreitet werden. Neuerdings kommt durch den Einsatz von Blühmischungen eine Vielzahl von Wildpflanzen-Samen mit dem Biogas-Prozess in Kontakt. Das von diesen Arten ausgehende Kontaminationsrisiko lässt sich derzeit nicht verlässlich abschätzen, da systematische Forschung zur Überlebensfähigkeit von Pflanzensamen fast vollständig fehlt. Um dem abzuhelfen bietet sich die Überprüfung der Thermoresistenz der Arten an, da Temperatur und Verweildauer die wichtigsten Parameter sind, von denen das Überleben der Samen in Biogas-Anlagen abhängt. Wir haben das Überleben von 11 Wildpflanzen-Arten aus verschiedenen Familien unter den Temperatur-Bedingungen einer mesophilen Biogas-Anlage mit einem Screening im Wasserbad untersucht. Die Samen wurden bei 42 °C und pH 7 in einer wässrigen Lösung inkubiert und ihre Lebensfähigkeit über einen Zeitraum von bis zu 18 Tagen bestimmt. Zur Validierung der Ergebnisse wurden Samen ausgewählter Arten einer anaeroben Vergärung bei 42 °C im Labormaßstab ausgesetzt. Die mittlere Inaktivierungszeit unterschied sich bei 8 der 11 untersuchten Wildpflanzen-Arten signifikant, wobei 6 Arten nur sehr langsam bzw. nicht vollständig inaktiviert wurden. Bei diesen Arten besteht das Risiko, dass sie mit dem Gärrest verbreitet werden. Mit Hilfe des Wasserbad-Screenings ließ sich das Überlebensrisikos der Samen in der mesophilen, anaeroben Vergärung verlässlich abschätzen.

Der Mischanbau, bestehend aus Mais und Phaseolus-Bohnen, ist ein Anbausystem, in dem Nährstoffe, Wasser und Licht effektiv genutzt werden. Der vorliegende Beitrag stellt einen einjährigen Versuch (2017) zur optimierten Bekämpfung von Unkräutern und Ungräsern im Mischanbau vor. In einer randomisierten Blockanlage wurden Mais und Feuerbohnen am Standort Rostock im Gemenge angebaut. Es wurden drei chemische und eine mechanische Methode der Unkrautkontrolle sowie eine Variante ohne Unkrautkontrolle verglichen. Die vorliegenden Ergebnisse bestätigen, dass sich die Art der Bekämpfung sowie der Zeitpunkt der Applikation signifikant auf die Dichte von Unkräutern sowie den Ertrag des Gemenges auswirkte. Neben der effektivsten Bekämpfung, in der ein Herbizid im Vorauflauf der Feuerbohne (BBCH 12 Mais) eingesetzt wurde, führte die rein mechanische Unkrautregulierung ebenfalls zu einer signifikant niedrigeren Unkrautdichte. Die Unkrautbedeckung wurde mittels der effektivsten Herbizidstrategie um bis zu 80 % und mittels mechanischer Unkrautregulierung um bis zu 60 %, im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle, reduziert. Die Pflanzenzahlen von Mais und Feuerbohnen wurde nicht signifikant durch die unterschiedlichen Methoden der Unkrautbekämpfung eingeschränkt. Die eingesetzten Herbizide wurden von Mais und Feuerbohnen gut vertragen. Die vorliegenden Versuchsergebnisse stellen Unkrautbekämpfungsstrategien vor, die für den Gemengeanbau von Mais mit Feuerbohnenbohnen geeignet sind.

Glyphosat ist der meistgenutzte Herbizidwirkstoff in Deutschland. In den vergangenen Jahren haben zahlreiche Studien die Anwendungsmuster glyphosathaltiger Herbizide untersucht. Der vorliegende Beitrag fasst zwei unterschiedliche empirische Untersuchungen zum Einsatz von Glyphosat in Norddeutschland zusammen. Ziel der Studie ist es, durch die gemeinsame Analyse unterschiedlich erhobener Anwendungsdaten weitergehende Erkenntnisse zu den Applikationsmustern glyphosathaltiger Herbizide im Ackerbau zu gewinnen. Der Beitrag besitzt innovativen Charakter, es werden schlagspezifische Anwendungsdaten und betriebliche Fragebogenerhebungen zum Glyphosateinsatz aus fünf Regionen Norddeutschlands (Diepholz, Uelzen, Rostock, Fläming und Oder-Spree) zusammengeführt. Die Ergebnisse belegen, dass die feldspezifischen Applikationsmuster glyphosathaltiger Herbizide im Ackerbau die Einschätzungen der Landwirte in der Befragung stützen, die Übereinstimmung jedoch mit zunehmender Detailtiefe abnimmt. Hinsichtlich der Anwendungsmuster glyphosathaltiger Herbizide weisen die Ergebnisse darauf hin, dass Landwirte für eine Unterscheidung der Anwendungsgebiete Vorsaatanwendung und Stoppelbehandlung noch nicht ausreichend sensibilisiert sind. Für die zukünftige Diskussion um den Wirkstoff Glyphosat wäre eine einheitliche und von allen Beteiligten verwendete Definition der Anwendungsabgrenzungen wünschenswert, um eine lösungsorientierte Diskussion zu ermöglichen.

Die Anbaufläche von Mais ist seit 2004 bundesweit um 47 % gestiegen und wird hauptsächlich für die Silomaisproduktion verwendet. Die höchsten Ernteverluste werden durch konkurrierende Unkräuter verursacht. Die Stetigkeit und Verbreitung der Unkräuter ist abhängig von den Faktoren Umweltbedingungen, Management und Zeit. In einem deutschlandweiten Unkraut-Monitoring der Universität Rostock in Kooperation mit der Syngenta Agro GmbH wurden (i) die aktuelle Unkrautvegetation im Mais sowie (ii) betriebs- und flächenspezifische Merkmale erfasst. Im Jahr 2017 wurden bundesweit 311 Flächen bonitiert. Um die aktuelle Unkrautvegetation zu erfassen, wurde in Spritzfenstern die Arthäufigkeit und der Deckungsgrad der Unkräuter im 4-8-Blatt-Stadium des Maises bestimmt. Die Bonitur erfolgte innerhalb des 100 m² großen Spritzfensters auf einer Fläche von jeweils 0.1 m² in 10-facher Wiederholung. Die erfassten Unkräuter im Mais wurden entsprechend ihrer Stetigkeit und Pflanzendichte pro m² analysiert. Im Vergleich zu vorherigen Unkrautmonitorings zeigt die Liste der 15 stetigsten Unkräuter eine ähnliche Artenzusammensetzung, Zubzw. Abnahme in der Bedeutung der häufigsten Arten und neue Arten in der Liste. Die Verteilung und Dichte der Unkrautarten, wie Solanum nigrum und Alopecurus myosuroides beschränkt sich entsprechend, auf den Nordwesten bzw. auf die Mitte und den Süden Deutschlands. Die Ergebnisse aus dem Unkrautmonitoring 2017 zeigen erste Trends für die aktuelle Unkrautflora im Mais. Um Sicherheit über die Ergebnisse zu erhalten, wird das Monitoring im Jahr 2018 fortgeführt.

Arable weeds are important theme in organic farming. In this study the weed densities and diversity in Mecklenburg-Vorpommern were studied. To achieve this, 17 fields of winter cereal on organic farms in the region were surveyed. Consequently the density of weeds was estimated within these fields in the months of June and July in 2016. This was combined with the management and site information of the surveyed fields. In total 69 different weed species were found. This was followed by an analysis of the effect of the soil and management variables on the weed density and diversity. From this analysis we found some significant influence of site and management variables.

Über die EU-Wirkstoffgenehmigung von Glyphosat war bis zum Redaktionsschluss noch keine Entscheidung gefallen. Sollte es zu einer Wiederzulassung von Glyphosat basierten Herbiziden (GBH) kommen, so sind Einschränkungen zu erwarten. Es ist damit zu rechnen, dass Beeinträchtigungen der biologischen Vielfalt reduziert werden müssen. Weiterhin besteht eine Debatte über eine Reduktion der Gesamtmenge von GBH. Der Beitrag gibt einen Überblick über den Stand der Diskussion und erläutert Pro und Contra verschiedener Reduktions- und Kompensationsinstrumente.

Mecklenburg Vorpommern has one of the highest percentages of organic arable production nationwide. Weeds remain to be the main challenge within this agricultural system. There is also an increase in the national support of agrobiodiversity. Weeds should therefore be continuously kept within manageable limits, while on the other side encourage a specie rich weed flora. Our objective is to investigate to which extent these two aspects can be addressed through the use of diversified crop management. In order to research this objective, weed and management data of spring sown cereal crops were obtained from organic farms in the region over the course of two years (2015-2016). The impact of the local environment and management factors on the occurring weed communities was studied in multivariate analysis approaches, followed by the separate crop diversity effects. We found a fundamental difference between the workings of the short-term management, the long-term crop diversification strategies and the more continuos site variables on the weed vegetation. Weed densities were mostly affected by direct management, while weed diversity and communities were altered through the application of crop diversity variables.

Wildpflanzenmischungen zur Biogasproduktion können durch eine hohe Biodiversität bei gleichzeitiger Unkrautunterdrückung eine ökologisch sinnvolle Alternative zum Maisanbau sein. Um die Entwicklung von Artenvielfalt und Verunkrautung über drei Standjahre zu prüfen, wurden im Frühjahr 2014 an zwei nordostdeutschen Standorten Feldversuche mit der Wildpflanzenmischung „BG 70“ (Saaten Zeller) angelegt. Die Mischung ist mehrjährig, enthält 23 Arten und ist speziell für die Biomassenutzung in Biogasanlagen entwickelt. Von 2014 bis 2016 wurden jedes Jahr Ende Mai bis Mitte Juni auf je acht Parzellen pro Standort angesäte Wildpflanzen und Unkräuter gezählt und die Arten bestimmt. Die Wildarten-Biodiversität, beschrieben mit drei Diversitätsindizes, sank über die Standjahre. Die angesäten Arten Gemeiner Beifuß (Artemisia vulgaris), Schwarze Flockenblume (Centaurea nigra) und Rainfarn (Tanacetum vulgare) dominierten im zweiten und dritten Standjahr zunehmend. Die Individuenanzahl der Ansaatmischung blieb jedoch über die Jahre konstant und bewirkte eine sinkende Unkrautdichte. Die durch den Wildpflanzenanbau erhöhte Biodiversität könnte zu höheren Ökosystemdienstleistungen führen mit dem positiven Nebeneffekt der Produktion von Biogassubstrat, ohne dass eine Verunkrautung der Flächen in den ersten Jahren der Anlage befürchtet werden muss.

Der Einsatz von Glyphosat hat weltweit zugenommen. Begleitet wurde diese Entwicklung von Sensitivitätsverlusten und Resistenzentwicklungen. Eine herausragende Rolle spielen dabei Lolium-Arten. Lolium multiflorum var. westerwoldicum wurde in einem Freilandversuch in den Jahren 2014, 2015 und 2016 untersucht. In zwei Behandlungsvarianten wurde ein Glyphosat-basiertes Herbizid in zwei Aufwandmengen (50 % und 25 % der zugelassenen Aufwandmenge) eingesetzt, die so gewählt waren, dass Pflanzen die Behandlung überleben sollten. Die Samenbildung der überlebenden Population im Freiland wurde bestimmt. Ein Teil der Samen wurde im jeweils nächsten Jahr wieder im Freiland ausgesät. Für einen anderen Teil der Samen wurde die Dosis-Wirkungs-Beziehung ermittelt: Nach drei Jahren wurden alle Generationen (Eltern (=F0), F1, F2, F3) in einem Biotest vergleichend untersucht. Im Feldversuch fand eine erfolgreiche Reproduktion von L. multiflorum nach Glyphosateinsatz statt. Die wieder ausgesäten Generationen wiesen geringere Etablierungsraten in den folgenden Jahren auf. Im Biotest deuteten sich abnehmende Sensitivitäten (ED50, ED90 ) der Folgegenerationen gegenüber Glyphosat an.

Der vorliegende Beitrag untersucht den Zusammenhang zwischen der Intensität selektiver Herbizidmaßnahmen in der Kultur und dem Einsatz von Glyphosat zur Vorerntebehandlung im folgenden Sommer. Zu diesem Zweck wird ein umfangreicher Datensatz landwirtschaftlicher Praxis-Daten ausgewertet. Die feldspezifischen Anwendungsdaten wurden in einer Studie zum Glyphosateinsatz von jeweils 15 Betrieben in vier Regionen Norddeutschlands über einen Zeitraum von zehn Jahren (2005 bis 2014) ermittelt. Zur Darstellung der Herbizidintensitäten wird der Indikator Behandlungsindex (BI) verwendet. Im Durchschnitt der vier Regionen wird auf 8,7 % der Felder eine Glyphosatanwendung zur Vorerntebehandlung durchgeführt, der höchste Anteil in Wintergerste. Unkrautbekämpfung mit Vorerntebehandlung unterschied sich im Gesamt-Herbizideinsatz nicht signifikant von Verfahren ohne Vorerntebehandlung. Als Einflussfaktor auf die Glyphosatintensität zur Vorerntebehandlung (BIGly) wurde in allen Fruchtarten und Regionen der selektive Herbizideinsatz in der Kultur identifiziert, mit Ausnahme der Wintergerste in den östlichen Regionen Fläming und Oder-Spree. In den westlichen Regionen Diepholz und Uelzen wiesen Anbauverfahren mit wendender Bodenbearbeitung in allen Fruchtarten signifikant geringere Glyphosatintensitäten zur Vorerntebehandlung im Vergleich zu nicht-wendenden Verfahren auf. Unkrautbekämpfungsverfahren, in denen höhere selektive Herbizidintensitäten und wendende Bodenbearbeitung kombiniert waren, reduzierten die Vorerntebehandlungen mit glyphosathaltigen Herbiziden um BIGly 0,1-0,4, dies entspricht einer eingesparten Applikation mit 10-40 % der zugelassenen Aufwandmenge auf dem gesamten Schlag.

In der Landwirtschaft Ostfrieslands ist ein langjähriger Anbau von Silomais auf der gleichen Fläche üblich. Diese Art der Bewirtschaftung führt im Laufe der Jahre trotz intensiven Herbizideinsatzes zur Selektion schwer zu bekämpfender Unkrautarten. In unterschiedlichen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass durch pflanzenbauliche Maßnahmen eine Beeinflussung der Unkrautvegetation im Maisanbau möglich ist. Ziel dieser Arbeit ist es zu überprüfen, ob im Maisdaueranbau durch das wiederholte Einbringen einer Untersaat in Verbindung mit dem Einsatz blattaktiver Herbizide eine Selektion schwer zu bekämpfender Unkrautarten verhindert und der Unkrautdruck insgesamt reduziert wird. In den Jahren 2017, 2018 und 2019 werden an zehn Standorten mit langjährigem Maisanbau Versuche mit identischem Design angelegt. Auf den Flächen werden die Parzellen der drei Varianten „Festuca-Untersaat“, „Lolium-Untersaat“ und „ohne Untersaat“ als Blockanlage mit drei Wiederholungen angeordnet. Der Herbizideinsatz erfolgt an allen Standorten gleich und wurde an die jeweilige Untersaat angepasst. Im Laufe des Maisanbaues werden fünf Unkrauterhebungen durchgeführt, bei denen der Einfluss der Varianten auf die Unkrautvegetation überprüft wird. Es werden kurz- und langfristige Auswirkungen auf die Unkrautvegetation erfasst.

Phosphorus (P) is essential for agriculture; however, local P surpluses can have adverse environmental effects, such as eutrophication. Optimal P fertiliser use, therefore, means balancing these effects. Although P fluxes from soil to plants are key research areas, little is known about on-farm use of P fertilisers. As, typically, not all fields or crops are treated with P annually, the transferability of measurements for other nutrients, such as nitrogen, appears limited. This study aims to close this knowledge gap. On-farm P use was described using the farm records of 50 farms in five regions of northern Germany for the period of 2010 to 2018. All sources for P fertilisation were taken into account as either P mineral, P organic or P total. Two indicators for on-farm P use were suggested: frequency, which gives the percentage of the treated area, and amount, which gives the quantity used per ha of the treated area. The frequency for P total ranged from 55.9% to 93.1% of the total farm area being fertilised. Amounts between 24.8 and 41.6 kg ha−1 P total were applied on the treated area of the farm. The results supported the separation of the quantity and frequency in on-farm P use. No decrease in P use was found during the period investigated. Using mixed models, the results further show that explanatory variables, including the farm characteristics and crop choice, explain the substantial variations in P use. It is recommended for the example of Germany to establish an official digital database for P fertilisers that can be updated professionally and is mandatory for all documentation on P use.

“Arable Weeds and Management in Europe” is a collection of weed vegetation records from arable fields in Europe, initiated within the Working Group Weeds and Biodiversity of the European Weed Research Society (EWRS). Vegetation-plot data from this scientific community was not previously contributed to databases. We aim to prove the usefulness of collection for large scale studies through some first analyses. We hope to assure other weed scientists who have signalled willingness to share data, and plan to construct a full data base, making the data available for easy sharing. Presently, the collection has over 60,000 records, taken between 1996 and 2015. Many more studies for potential inclusion exist. Data originate mostly from studies exploring the effect of agricultural management on weed vegetation. The database is accompanied with extensive meta-data on crop and weed management on the surveyed fields. The criteria for inclusion were a minimum amount of information on the cultivated crop, and a georeference. Most fields were surveyed repeatedly, i.e. transects, multiple random plots, or repeated visits. All surveys aimed to record the complete vegetation on the plots. Sometimes, taxa were identified only to genus level, due to survey dates very early in the vegetation period. Plant taxonomy is standardized to the Euro+Med PlantBase.

(1) Background: Weed control decreases the competition for nutrients, but also the potential of increased phosphorus (P) mobilization in soils caused by higher plant diversity. (2) Methods: Impacts of weed species under maize on mycorrhizal colonization and plant-availability of P were investigated in two pot experiments. Plant traits and P mobilization were tested in weed-free maize and in mixed growth with six annual weed species. (3) Results: Growth of maize decreased in treatments with weeds, while P concentrations in its shoots increased in mixed growth with C. album, E. crus-galli and P. convolvulus. Mycorrhizal colonization of maize without weeds was low (C. album, E. crus-galli and V. arvensis up to 40%. The activities of Pmobilizing hydrolytic enzymes (phosphatases, ß-glucosidase) and plant-availability of P were occasionally higher under mixed growth with weeds. The dimension of weed impacts on P cycling under maize differed significantly between both experiments. (4) Conclusions: Weeds potentially promote P mobilization and mycorrhizal colonization under maize, but this impact is not guaranteed. The weed-based improved P supply of maize should be defined under field conditions to allow a controlled weed tolerance in maize cropping systems.

Weeds remain a challenge in organic arable farming, as well as supply ecosystem services. The aim is to control weed densities while hosting a diverse and manageable weed community, preventing domination of few deleterious species. Therefore, we want to understand how specific species are stimulated, and which traits are selected for. This study focuses on crop diversity hypothesizing that (1) regions and (2) crop diversity function as filters for specific weed species traits. We conducted a weed monitoring in spring cereals over 2 years on organic farms in five northern European regions. Management and weed trait variables collected for the occurring species allowed an RLQ fourth-corner analysis. The weed communities were regionally specific, but trait selection was not observed, except in Latvia. Hence, the regional species pool provided different species with similar traits. Crop diversity within the management of spring cereals, such as undersowing and cereal frequency in the rotation, affected weed traits. The number of years under organic production selected no traits, although species numbers are known to increase. Hence, general weed species diversity increased, irrespective of traits. We conclude that organic management may support the agility within the weed community against selection of species and act as a buffer rather than as filter.

The cropping of perennial wildflower mixtures to produce biomass for use in biogas plants is one option for breaking maize’s dominance as a bioenergy feedstock. The aim of this study was to investigate the development of weeds in commercially produced perennial wildflower mixtures. Weed control during the establishment of perennial wildflower mixtures is very difficult to manage and raises the issue of the development of new weed problems when cropping perennial wildflower mixtures. In a three-year field experiment with staggered starts in four sites in northeast Germany, a perennial crop mixture was sown each year. The weeds and sown crops were surveyed annually in June. Plant densities and species numbers were counted and diversity indices calculated. Data were analysed using linear mixed models. Across all sites, weed density decreased significantly over the years of use (=cropping seasons), while weed species richness in the perennial mixture remained unchanged. The sown crop species richness significantly decreased, while the sown crop densities increased with cropping seasons. Weed density did not increase at any of the experimental sites. Although weed densities were high and crop establishment was poor in the first growing seasons, the perennial mix was able to suppress weeds in the following growing season. It was concluded that the cropping of perennial flower mixtures could contribute to biodiversity without causing new weed problems.

The effect of weed management that targets the seed stage on subsequent life stages is largely unknown. Post-dispersal seed predation reduces the number of seeds from the soil surface before the seeds contribute to the seedbank. Density-dependent processes can mitigate the effect of seed predation in subsequent life stages. In this study, we tested if (i) targeting the seed stage affects the subsequent seedling stage; (ii) if density-dependent mortality in subsequent life stages partly compensates seedling abundance; and (iii) if the magnitude of final seed production depends on seed predation. We fully parameterized a model for the summer-annual weed Echinochloa crus-galli (L.) P. Beauv. Field data from three maize fields in north-eastern Germany were obtained, in the presence or absence of seed predation and different population levels of the weed species. Seeds of E. crus-galli were applied in autumn and the number of seedlings, adult plants, and seed production per m2 was determined the following season. Seed predation reduced the number of seedlings. Density-dependent mortality during the seedling stage increased fecundity with decreasing seedling density, and, thus, compensated for lower numbers of seedlings. The final level of seed production per m2 did not depend on seed predation and initial population densities, but differed among fields. We conclude, solely targeting the seed stage can scarcely limit the population growth of E. crus-galli.

Climate change is predicted to result in rising temperatures and reduced precipitation during spring and summer in Central Europe. As a consequence, crops and weeds will be affected. Our study focuses on the three weed species in maize Amaranthus retroflexus, Echinochloa crus-galli and Setaria viridis. These weeds occur numerously in European maize fields and populations are likely to further increase. Yet, there is a lack of knowledge about particular biological strategies of the weeds. Our study focuses on how the weed species respond biologically to the climate change conditions. Experiments were conducted in two climate chambers with a 2°C difference in temperature and the warmer one with 13% less humidity. Emergence, development, biomass and seed production were determined of the weeds grown individually in pots and grown within maize. All tested weed species were taller during the first weeks under the climate change scenario. At later growth phases there was a trade-off between traits measured during vegetative growth and at the time when seeds were produced. To summarize the results, the weed species profited in the order E. crus-galli, S. viridis and A. retroflexus from the climate change conditions. Knowledge of the weeds biological responses to the predicted conditions helps to reduce their long-term population development by targeting crop protection measures at specific growth phases of the weeds. To ensure control of the tested weed species under climate change conditions various weed management strategies are necessary.