Zusammenfassung
Die Integrierte Unkrautkontrolle bedient sich biologischer, chemischer, physikalischer und kultureller Maßnahmen, um das Wachstum der Unkrautpopulationen zu einem kontrollierbaren Maß zu begrenzen. Ziel dieser Dissertation war es die Demographie des Unkrautes Echinochloa crus-galli (L.) P. Beauv. und den Einfluss von Samenprädation auf Populationsdichten von E. crus-galli in Maisfeldern abzubilden. Ergebnisse geben Aufschluss über das Potential der Samenprädatoren zur Unkrautkontrolle als eine biologische Maßnahme die natürlich auf den Feldern vorkommt. Samenprädatoren ernähren sich von Unkrautsamen auf der Bodenoberfläche bevor sie in den Boden einsinken. Sie reduzieren damit den Eintrag von neu produzierten Samen in die Bodensamenbank und erhöhen die Sterblichkeit der Samen. Um das Ziel der Arbeit zu erreichen, müssen drei Fragestellungen analysiert werden; Verhaltensweisen der Samenprädatoren, die Demographie von E. crus-galli und der Einfluss von Samenprädatoren auf die Demographie von E. crus-galli. Dafür werden sieben Zielsetzungen getestet. Um Aufschluss über die Verhaltensweisen der Samenprädatoren zu erlangen, wurden im Herbst das Niveau und die Reaktion der Samenprädation auf unterschiedliche Aussaatdichten der E. crus-galli getestet. In der zweiten Zielsetzung wurde getestet, ob mit der im Herbst gemessenen Samenprädation auch die Samenverluste vom Herbst bis zum nächsten Frühjahr (Herbst und Winter) abgeschätzt werden kann. Die dritte und vierte Zielsetzung dient dazu die Demographie von E. crus-galli unabhängig von Samenverlusten durch Samenprädatoren zu verstehen. Die dritte Zielsetzung erfolgt, um die Messung der Samenproduktion von E. crus-galli zu vereinfachen. Dazu wurde der Zusammenhang zwischen der Anzahl Samen pro Rispe und der Trockenmasse oder Länge der einzelnen Rispe getestet. Weiterhin wurde die Stabilität dieser Zusammenhänge mit folgenden Faktoren getestet: unterschiedliche Auflaufzeitpunkte, Aussaatdichten von E. crus-galli, genetischen Populationen, Intensität der Kontrolle anderer Unkräuter, Samenprädation und der Einfluss der Felder. Die Regulierung der Demographie von E. crus-galli durch dichteabhängige Prozesse wurde in der vierten Zielstellung und der Einfluss der Samenprädation auf die Demographie von E. crus-galli in den letzten drei Zielstellungen untersucht. Mit der fünften Zielstellung wurde getestet, ob Samenverluste durch Samenprädation zu einer Verringerung der Keimlinge führen und mit der sechsten, ob die Dichteabhängige Prozesse zu einer Kompensation der Samenverluste führen. In der siebten Zielstellung wurde getestet, ob die Höhe der Samenproduktion auf Populationsebene von den jeweiligen Feldern und nicht von der Samenprädation beeinflusst wird.

Die Zielsetzungen wurden in einem Agrarökosystem in Nordostdeutschland getestet. Dafür wurden jeweils zwei Experimente, ein Kurz- und Langzeitexperiment, auf drei Maisfeldern installiert. Diese Maisflächen wurden mit minimaler Bodenbearbeitung bewirtschaftet und befanden sich seit mindestens drei Jahren in Folge im Maisanbau. Das Kurzzeitexperiment wurde installiert, um die ersten beiden Zielsetzungen zu testen. Dafür wurden Samen von E. crus-galli in unterschiedliche Dichten auf mit der Bodenoberfläche abschließende und mit Erde befüllten Schalen gesät. Das Kurzzeitexperiment fand jeweils im Herbst 2014 und 2015 (August bis zur Maisernte im September bzw. Oktober) statt. Das Langzeitexperiment wurde installiert um einen Teil der Zielsetzungen zwei und alle weiteren Zielsetzungen zu testen. Dazu wurden im Herbst 2014 unterschiedliche Dichten von E. crus-galli in Parzellen ausgesät. Ein Teil dieser Parzellen wurde mit Rahmen aus Plastik von dem Einfluss der Samenprädatoren geschützt. In der folgenden Saison 2015, wurden die Anzahl Keimlinge, adulte Pflanzen und Anzahl der neu produzierten Samen m-2 in den jeweiligen Parzellen gemessen. Um die dritte Zielsetzung zu testen wurden alle Rispen von E. crus-galli vor der Maisernte aus dem Langzeitexperiment entfernt, ihre Trockenmasse gewogen und die Rispenlänge bestimmt. Von diesen Rispen wurde eine Teilprobe entnommen, um die Anzahl Samen der Rispen zu bestimmen.

Die Ergebnisse zu ersten beiden Zielsetzungen zeigen, dass sich im Herbst 2014 das Niveau und die Reaktion der Samenprädatoren auf unterschiedliche Aussaatdichten der E. crus-galli zwischen den Feldern unterschied. Im Herbst 2015 dagegen, war das Niveau der Samenverluste sehr hoch und die Reaktion auf Aussaatdichten dichteunabhängig. Im Jahr 2015 dominierten granivore Mäuse die Zusammensetzung der Samenprädatoren. Bei verlängerter Verfügbarkeit der Samen bis zum nächsten Frühjahr, stieg das Niveau der Samenverluste leicht an und die Reaktion der Samenprädatoren auf die unterschiedlichen Dichten wurde in allen Feldern dichteunabhängig. Samenprädation im Herbst ist also nicht mit der Samenprädation über dem Winter vergleichbar. Analysen zur Vereinfachung der Messung der Samenproduktion (dritte Zielsetzung) zeigen, dass durch die Trockenmasse der Rispen (R2 = 0.92) die Anzahl Samen pro Rispen akkurater und präziser berechnet wird als durch die Rispenlänge (R2 = 0.69). Andere Faktoren, ausgenommen der Felder und Samenprädation hatten keinen Einfluss auf die Zusammenhänge zwischen Anzahl Samen pro Rispe und Eigenschaften der Rispe. Ausgehend von diesen Ergebnissen, sind beide Eigenschaften der Rispen für die Berechnung der Anzahl Samen pro Rispe nützlich. Die Wahl zwischen den beiden getesteten Rispeneigenschaften zur Bestimmung der Anzahl Samen pro Rispe ist abhängig von der geforderten Genauigkeit und verfügbaren Ressourcen zur Aufnahme der Daten. Ergebnisse zur vierten Zielsetzung zeigten, dass dichteabhängige Prozesse die Demographie von E. crus-galli regulierten. Dichteabhängige Prozesse verringerte die Keimung, Überleben der Keimlinge und die Samenproduktion pro Pflanze und mündeten in einer konstanten Höhe der Samenproduktion in allen Populationsdichten. Samenverluste durch Samenprädation beeinflussten die Demographie von E. crus-galli, sodass die Anzahl der Keimlinge reduziert wurden. Diese verringerte Anzahl wurde jedoch durch die dichteabhängigen Prozesse während der Keimung, Überleben der Keimlinge und Samenproduktion pro Pflanze kompensiert und mündete ebenfalls in eine konstante Samenproduktion auf Populationsebene. Ergebnisse zur siebten Zielsetzung zeigen, dass die Höhe der Samenproduktion nicht durch Samenprädation, jedoch durch die jeweiligen Bedingungen im Maisfeld beeinflusst wurden. Alle ursprünglich ausgesäten Populationsdichten von E. crus-galli konnten unabhängig von Samenverlusten durch Samenprädation zwischen zwei Vegetationsperioden wachsen.

Somit wird die Demographie von E. crus-galli, einer der bedeutendsten Unkrautart im Maisanbau durch dichteabhängige Prozesse reguliert. Samenverluste durch Samenprädation werden kompensiert und somit hat Samenprädation als alleinige Maßnahme kein Potential das Wachstum der Populationsdichten von E. crus-galli zu kontrollieren. In Kombination mit anderen Maßnahmen, die das Überleben der Keimlinge und die Samenproduktion pro Pflanze kontrollieren, kann Samenprädation jedoch zur Unkrautkontrolle beitragen. Samenprädation reduziert den Eintrag von neuen Samen in die Samenbank und die Ausbreitung der Samen. Die Kompensationsfähigkeit von E. crus-galli ist weiterhin bedeutend für Maßnahmen die Keimlinge unzureichend bekämpfen konnten. Überlebende Keimlinge kompensieren den Verlust durch dichteabhängige Prozesse. Der Langzeiteffekt von integrierten Maßnahmen auf das Wachstum der Samenbank von E. crus-galli wurde in dieser Arbeit nicht simuliert, jedoch liefert diese Dissertation mit der Parametrisierung des Lebenszyklus von E. crus-galli eine wichtige Grundlage für diese Simulationen.