GenEERA IV – Modellierungen zum Ausbreitungsverhalten von Raps im Landschaftsmaßstab - Regionalstudie Nordostdeutschland

(2001 - 2004) Zentrum für Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung (ZALF), Müncheberg

Thema

Das Projekt gehört zum Forschungsverbund GenEERA (Generische Erfassungs- und Extrapolationsmethoden der Raps-Ausbreitung). Ziel des Forschungsprojektes war es, im Rahmen einer Regionalstudie die Ausbreitung und Persistenz von gentechnisch verändertem Raps (Brassica napus) für den Raum Nordostdeutschland abzuschätzen.

Die Modellbildung basierte auf der Auswertung von vorhandenen Daten, Fallstudien mit Realnutzungsdaten und Expertenbefragungen. In enger Zusammenarbeit mit den dazugehörigen Teilprojekten, die ihren Schwerpunkt auf den Nordwesten Deutschlands (Niedersachsen und Schleswig-Holstein) legten, wurden für Nordostdeutschland sensible Regionen identifiziert, die für ein zukünftiges Monitoring des Anbaus gentechnisch veränderter Rapssorten besonders relevant sind.

Zusammenfassung

In der regionalen Verteilung des Rapsanbaus in Norddeutschland zeigten sich deutliche regionale Zentren, in denen der Rapsanbau mittlere Anbaukonzentrationen von 15–25 Prozent an der gesamten Ackerfläche erreichte. Auf gut 80 Prozent kehrt der Rapsanbau nach zwei- bis dreijähriger Anbaupause auf die gleiche Fläche zurück, was zu einer Etablierung flächendeckender und dauerhafter Wildrapspopulationen führt. Neben Ausfallraps gehörten der Ackersenf, die Besenrauke und teilweise der Hederich zu den am häufigsten im Agrarraum vorkommenden potenziellen Auskreuzungspartnern für gv-Raps. Diese Arten kamen auf 25-30 Prozent aller Ackerflächen vor.

Von entscheidender Bedeutung für die Ausbreitung von Genommaterial über Samen im Boden ist die raum-zeitliche Dichte des Anbaus. Aufgrund der langjährigen Lebensfähigkeit der Rapssamen im Boden ist beim Anbau gentechnisch veränderter Rapssorten von einer kontinuierlichen Zunahme der Samenbankanteile im Boden auszugehen. Der Akkumulationstrend kann durch eine schnelle zeitliche Aufeinanderfolge des Rapsanbaus auf demselben Schlag zusätzlich beschleunigt werden.

Versuchsbeschreibung

Um das Ausbreitungsverhalten von Raps für große Areale vorherzusagen, wurden die Ausbreitungspfade und die Größenordnung der Ausbreitung von transgenem Raps für den norddeutschen Raum analysiert.

Am Zentrum für Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung (ZALF) wurde in diesem Zusammenhang die großräumige Varianz von Anbaufaktoren untersucht, welche für die Ausbreitung von Raps Bedeutung haben.

Zu den untersuchten Teilbereichen für die Kennzeichnung der Einfluss- und Steuermöglichkeiten des landwirtschaftlichen Managements auf die Ausbreitung von Rapsgenommaterial gehören:

die räumliche und zeitliche Verteilung des Rapsanbaus,
das Vorkommen von Ausfallraps und anderen potenziellen Kreuzungspartnern auf den Ackerflächen und in den Begleitstrukturen,
die regionalen Unterschiede im Rapsanbau und deren Auswirkungen auf z.B. die Genomausbreitung über Samen.

Ergebnisse

Raum-zeitliche Dichte

Deutschland ist der größte Rapsproduzent Europas. Im Jahr 2001 fanden gut 38 Prozent des gesamten europäischen Rapsanbaus in Deutschland statt. Der Anbauumfang ist in Deutschland auf Grund der relativen ökonomischen Attraktivität von Raps gegenwärtig stark steigend.

In der regionalen Verteilung des Rapsanbaus in Norddeutschland zeigt sich eine deutliche regionale Konzentration in Ost-Schleswig-Holstein, Nordost-Brandenburg, gesamt Mecklenburg-Vorpommern und im südlichen Niedersachsen. In diesen Zentren erreicht der Rapsanbau mittlere Anbaukonzentrationen von 15–25 Prozent an der gesamten Ackerfläche. Dies bedeutet eine starke mittlere räumliche (nahezu jede vierte Ackerfläche pro Jahr) und zeitliche Dichte (nahezu jedes vierte Jahr auf der gleichen Fläche) des Anbaus von Raps.

Abb.1: Wiederkehr des Rapsanbaus auf der gleichen Ackerfläche in Jahren. Ergebnisse aus der Auswertung von Realnutzungsdaten aus einem Teilgebiet der Uckermark in Nordostbrandenburg (N= 506 Ackerflächen in 17 Betrieben , 1999-2003)

Bild 1: Vorkommen von blühendem Ausfallraps in Triticale in der Uckermark (Nordost-Brandenburg 2003)

Abb.2: Modellergebnisse für Rapssamengehalte im Boden im 10. Modellierungsjahr, relativiert über die Rapsanbaudichte in Mecklenburg-Vorpommern und Brandenburg

Eine weitere Zunahme des Rapsanbaus führt in den Anbauzentren zu einer Reduzierung der Anbaupausen für den Raps über das pflanzenbaulich optimale Maß hinaus, d.h. weniger als drei Jahre. In nicht unerheblichem Umfang (10-15 Prozent) ist dies bereits heutzutage der Fall, wie Untersuchungen an exemplarischen Realnutzungsdaten zeigten (Abb.1).

Vorkommen von Ausfallraps außerhalb der Anbaufläche

Die hohe räumliche Dichte und die kurz- bis mittelfristige Wiederkehr des Rapsanbaus auf der gleichen Fläche führt zur Etablierung flächendeckender und dauerhafter Wildrapspopulationen. Diese Wildrapspopulationen können durch das landwirtschaftliche Management reguliert, jedoch nicht vollständig vernichtet bzw. unterbunden werden. In beispielhaften Erhebungen in einem Untersuchungsgebiet konnte das Erreichen des Blütenstadiums von Ausfallraps auf 10–11 Prozent der Ackerflächen ohne Rapsanbau festgestellt werden (Bild 1).

Als Schwachstellen für die Regulierung von Wildraps im Anbausystem sind vor allem zweikeimblättrige Kulturpflanzenbestände (z.B. Zuckerrüben, Sonnenblumen) und das gestaffelte oder verzögerte Auskeimen von Ausfallraps anzusehen. Bei Rapsanbaudichten zwischen 15–20 Prozent und einer Wiederkehr des Anbaus auf der gleichen Fläche innerhalb von vier bis fünf Jahren scheint die dauerhafte Etablierung und Reproduktion von Ausfallrapspopulationen auf den Ackerflächen und in den Begleitstrukturen nicht vermeidbar. Neben Ausfallraps gehört der Ackersenf, die Besenrauke und teilweise der Hederich zu den am häufigsten im Agrarraum vorkommenden potenziellen Auskreuzungspartnern für gv-Raps. Diese Arten kommen auf nahezu 25-30 Prozent aller Ackerflächen vor, seltener auch auf Brachen und in Begleitbiotopen.

Modellergebnisse für die Akkumulation von Samen im Boden

Die Ergebnisse der individuenbasierten Modellierung für die Bundesländer Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern wurden auf die Regionen übertragen. Als zentrale Steuergröße für die Ausbreitung von Genommaterial über Samen im Boden ist die raum-zeitliche Dichte des Anbaus von gentechnisch verändertem Raps von Bedeutung. Aufgrund der langjährigen Lebensfähigkeit der Rapssamen im Boden ist beim Anbau gentechnisch veränderter Rapssorten von einer kontinuierlichen Zunahme der Samenbankanteile im Boden unter den gegenwärtigen Anbauumfängen auszugehen. Der Akkumulationstrend kann durch eine schnelle zeitliche Aufeinanderfolge des Rapsanbaus auf demselben Schlag zusätzlich beschleunigt werden. In Gebieten mit hohen Anbaukonzentrationen von Raps ist aus diesem Grund mit der Ausbildung von flächendeckend höheren Samenbankanteilen von gv-Raps zu rechnen, als in Regionen mit geringerem Rapsanbau. Aus der regionalen Konzentration des Rapsanbaus in Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern ergeben sich Konsequenzen für das Monitoring einer potenziellen Genomausbreitung von Raps über Samen und für potenzielle Steuerungsmechanismen (z. B. Koexistenzauflagen), welche für Brandenburg eine besondere Betrachtung einzelner Anbauregionen (Uckermark, Prignitz, Fläming) und für Mecklenburg-Vorpommern ein flächendeckendes Vorgehen nahe legen (Abb.2).

Mehr bei bioSicherheit

Die weiteren Projekte des Forschungsverbundes GenEERA (Generische Erfassungs- und Extrapolationsmethoden der Raps-Ausbreitung).