Solarisation

Datenblätter - Unkräuter, Unkrautbekämpfung durch Bodenabdeckung

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Die Solarisation ist eine Methode der Unkrautbekämpfung, bei der schlafende Samen im Boden sowie Keimlinge durch Hitze eliminiert werden. Diese Praxis kann auch zur Bekämpfung von bodenbürtigen Krankheitserregern und/oder Nematoden eingesetzt werden.

Es ist die Erhöhung der Bodentemperatur (bis zu 40°C bis 50°C oder mehr unter Schutz), die die Keimung der Samen fördert und deren Abbau durch die Steigerung mikrobieller und chemischer Prozesse im Boden beschleunigt. Die Solarisation erfolgt vor der Aussaat.

Auch wenn der Einsatz von Plastik nicht ökologisch erscheint, ist es eine temporäre Methode, die den Boden von schlafenden Samen reinigen kann, um nach einigen Jahren darauf verzichten zu können.

Prinzip

• Wo: Die Solarisation des Bodens ist in heißen und sonnigen Regionen am effektivsten; andernfalls sollte die Abdunkelung bevorzugt werden. Die Solarisation ist optimal in Gebieten mit geringer oder keiner Hangneigung oder wenn der Hang nach Süden oder Südwesten ausgerichtet ist. Die Solarisation von Flächen an Nordhängen ist weniger effektiv.
• Wann: Es wird empfohlen, die Solarisation zwischen Anfang Mai und dem 15. Juni durchzuführen und sie für eine Dauer von mindestens 30 Tagen auf dem Boden zu belassen. Die höchsten Bodentemperaturen treten auf, wenn die Tage lang sind, die Temperaturen hoch, der Himmel klar und der Wind schwach ist. Die Erwärmung des Bodens ist bei bewölktem Wetter nicht so stark. Wind verteilt die eingeschlossene Wärme und kann die Folien lösen oder beschädigen. Schattenbereiche werden möglicherweise nicht effektiv behandelt. Die Solarisation ist am effektivsten während der heißesten Wochen des Jahres.
• Dauer: zwischen 30 und 60 Tagen vor der Aussaat oder Pflanzung der Kultur. Es wird empfohlen, alle 2-3 Jahre eine Solarisation zur Pflege durchzuführen und mindestens zwei aufeinanderfolgende Jahre, wenn der Boden stark kontaminiert ist.
• Wogegen? Diese Praxis ist nützlich zur Bekämpfung von Unkräutern und einigen bodenbürtigen Pilzen: Olpidium, Sclerotinia und Pythium bei Salat und Ingwer; Rhizoctonia; Sclerotinia und Rhizoctonia bei Melone; Fusarium solani bei Zucchini; Sclerotium bei Yamswurzel; gegen das Bakterium Ralstonia solanacearum bei Nachtschattengewächsen.
• Vorteile:
  • Technik anwendbar in konventionellem Anbau und biologischem Anbau.
  • Keine Wartezeit vor der Neubepflanzung, keine Toxizität, keine Rückstände.
  • Nach mehreren Jahren, wenn der Samenbestand der Unkräuter im Boden stark reduziert ist, kann darauf verzichtet werden.
  • Effektiv gegen viele Unkräuter und einige Schädlinge im Boden (Puppen, Larven, Nematoden).
  • Nebenwirkung als „Starter“ bei bestimmten Gemüsekulturen durch Mineralisierung organischer Substanz und mikrobieller Biomasse an der Oberfläche.

• Nachteile:
  • Die Hauptbeschränkung ist das Sonnenlicht im Einsatzgebiet zur vorgesehenen Zeit. Neben einer ausreichenden Gesamtstrahlung während der gesamten Abdeckungsdauer ist ein entscheidender Punkt die schnelle Temperaturerhöhung in den ersten 3 Tagen nach dem Auslegen der Folie.
  • Lange Methode: sie erfordert die Verfügbarkeit der Flächen für mindestens 4 Wochen.
  • Angepasste Fruchtfolgen praktizieren, um freie Flächen im späten Frühjahr zu haben.
  • Begrenzte Wirksamkeit bei mehrjährigen Pflanzen: die Behandlungsdauer muss verlängert werden.
  • Wenig wirksam gegen tief vergrabene Unkrautsamen und gegen Unkräuter mit vegetativer Vermehrung.

Material

• Plastikauswahl:
  • Das verwendete Plastik muss transparent sein, aus Polyethylen mit 30 bis 50 μm Dicke, unperforiert, mit UV-Schutz behandelt und resistent gegen 700 Stunden Sonneneinstrahlung (speziell für Solarisation). Die Breite des Plastiks sollte der des Tunnels plus 50 cm entsprechen. Im Freiland können Folien von 3,60 m, 4,70 m oder 5,80 m verwendet werden.
  • Viele andere Plastikarten können verwendet werden. Für großflächige Solarisation konzipierte Folien sind meist mit einem UV-Inhibitor behandelt, damit sie nicht so schnell durch Sonnenlicht zersetzt werden.
  • Für kleine Flächen können Plastikrollen von 0,025 bis 0,1 mm Dicke die 4 bis 6 Wochen der Solarisation überdauern, ohne sich zu zersetzen. Wenn verfügbar, wählen Sie klare und transparente Folien statt trüber, milchiger oder transluzenter Materialien, die das Sonnenlicht reduzieren.
• Plastikdicke: Dünnes Plastik erwärmt besser, ist aber anfälliger für Risse durch Wind oder Tiere (0,025 mm). Etwas dickere Folien sind in windigen Gebieten besser (0,037 bis 0,05 mm). Dickes Plastik ab 0,1 mm ist langlebig und kann über mehrere Jahre wiederverwendet werden. Wiederverwendung ist im kleinen Maßstab möglich, wenn es manuell entfernt und gefaltet/gerollt werden kann. Für Einmalanwendungen sind dünne Folien meist günstiger und erzeugen weniger Abfall als dicke Einwegfolien.
• Wiederverwendung: Es ist möglich, Gewächshausfolie (z.B. 6 mm Polyethylen, nach 3 bis 6 Jahren Nutzung) zu verwenden, sofern sie keine Löcher hat. Für Abdeckungen sind robuste Silagefolien beliebt.

Verfahren

Schritte der Solarisation (Illustration von W. Suckow.)

1. Bodenvorbereitung: Die Bodenvorbereitung entspricht der eines Vorauflaufs.
   • Tiefes Lockern durch Pflügen oder Rototiller vermeiden, stattdessen Werkzeuge mit Zinken (Grubber, Kultibutte, Actisol) bevorzugen, die die Position der Samen im Bodenprofil erhalten. Ziel ist es, möglichst viele Samen an der Oberfläche zum Keimen zu halten.
   • Ein sehr glatter Boden (mit Walze) mit wenigen Klumpen und wenig Streu an der Oberfläche ermöglicht, dass die Folie fest auf dem Boden aufliegt, weniger Lufttaschen bildet, das Risiko von Rissen durch Wind verringert und Wärmeverluste minimiert.
   • Wenn die Folie auf einem vorbereiteten Saatbett ausgelegt wird, ermöglicht dies eine spätere Pflanzung mit minimaler Bodenstörung, wodurch die Chance verringert wird, dass überlebende Unkrautsamen aus tieferen Schichten an die Oberfläche gelangen. Die Saatbettvorbereitung kann auch die Wasserspeicherkapazität des Bodens verbessern.
2. Boden befeuchten, um bessere Ergebnisse zu erzielen.
   • Feuchte Samen sind empfindlicher gegenüber thermischer Zerstörung als trockene, und Feuchtigkeit kann die Keimung anregen. Wasser erhöht auch die Wärmeleitfähigkeit, sodass die Hitze tiefer in den Boden eindringen kann, um tiefer liegende Samen zu erreichen.
   • Der Boden muss während der gesamten Solarisation feucht bleiben, um eine gute Wärmeleitung in die Tiefe zu gewährleisten. Eine Beregnung mit 50 bis 80 mm (oder mehr je nach Boden) zur Auffüllung des Bodenwassers bis 50 cm Tiefe (Menge abhängig vom Bodentyp) sollte vor dem Auslegen des Plastiks erfolgen. Bewässerung oder Regen erhöhen die Wirksamkeit der Solarisation.
   • Wenn der Boden während der Solarisation austrocknet, nicht erneut bewässern, da dies die Bodentemperatur senkt und die Dauer der Solarisation verlängert.
3. Plastik auslegen: Je näher das Plastik an der Bodenoberfläche ist, desto besser die Erwärmung.
   • Es sollte ein oder zwei Tage gewartet werden, bis der Boden etwas abgetrocknet ist, bevor die Plastikfolie ausgelegt wird. Diese muss straff gespannt und fest am Boden anliegen (um das Unkrautwachstum zu verhindern). Eine kurze Beregnung nach dem Auslegen verbessert den Kontakt der Folie mit dem Boden.
   • Die Folie kann nur auf den Pflanzstreifen ausgelegt werden, aber eine Abdeckung des gesamten Feldes kann die Solarisation effektiver machen, da Wärmeverluste an den Rändern reduziert werden. So wird vermieden, dass nackter Boden verbleibt, auf dem Unkraut überleben kann.
   • Ein fester Verschluss der Folienränder führt zu besseren Ergebnissen. Ein Erfolgsfaktor ist die Dichtheit an den Verbindungsstellen. Um die Folie gut zu fixieren, graben Sie 10 bis 15 cm entlang der Ränder, um die Folie zu vergraben.
   • Bei der Installation sind mindestens 3 aufeinanderfolgende Sonnentage erforderlich, um eine schnelle Temperaturerhöhung zu gewährleisten und die Entwicklung bestimmter Unkräuter zu verhindern.
   • Bei Kulturen unter Schutz empfiehlt es sich, die Gewächshäuser für einige Tage geschlossen zu halten, um eine schnelle Temperaturerhöhung zu erreichen, dabei aber zu hohe Temperaturen zu vermeiden, die Geräte und insbesondere Bewässerungseinrichtungen beschädigen könnten. Es wird empfohlen, z.B. eine Lüftung am First (ca. 20 cm) offen zu lassen, um einen „Schornsteineffekt“ zu erzielen.
   • Die ersten Tage der Solarisation sind entscheidend zur Eliminierung keimender Unkräuter, insbesondere Portulak. Prüfen Sie die Wettervorhersage, um sicherzustellen, dass ab dem Auslegen der Abdeckung mindestens 3 aufeinanderfolgende Sonnentage mit starker Sonne folgen, um eine schnelle Temperaturerhöhung unter der Folie zu erreichen.
   • Alternative: Zur Behandlung kleiner Flächen in kühleren Klimazonen kann es nützlich sein, eine doppelte Plastikschicht mit einem Luftspalt dazwischen zu verwenden, der durch Gegenstände wie Plastikflaschen oder PVC-Rohre erzeugt wird. Diese Methode kann die Bodentemperatur um 1 bis 5°C gegenüber einer einzelnen transparenten Folie erhöhen.
4. Abwarten: Die Plastikfolie muss für eine Mindestdauer von 45 Tagen bei Kulturen unter Schutz und 60 Tagen im Freiland belassen werden. Je niedriger die Bodentemperatur, desto länger muss die Folie liegen bleiben, um die gewünschte Temperatur zu erreichen. Ziel ist es, die maximalen Tagestemperaturen in den obersten 15 cm des Bodens auf etwa 43 bis 52°C oder mehr zu halten. Ein Bodenthermometer oder eine Temperatursonde hilft, die Temperaturen zu kontrollieren.
5. Kulturdauer:
   • Die Solarisation sollte so spät wie möglich vor der Neubepflanzung beendet werden, indem zuerst die Plastikfolie entfernt wird. Der Boden wird dann, falls nötig, oberflächlich (maximal 10 cm) bearbeitet, um das Hochkommen von Bodenschichten mit Bioaggressoren und Unkräutern, die nicht zerstört wurden, zu vermeiden.
   • Da die Solarisation die Mineralisierung der organischen Substanz anregt, sollte der Stickstoffgehalt im Boden kontrolliert und die Düngung entsprechend angepasst werden.
   • Pflanzen Sie erst, wenn die Bodentemperatur auf 20°C abgesunken ist, und planen Sie das Recycling oder die Lagerung des Plastiks, falls es wiederverwendet werden kann.
   • Minimieren Sie Bodenstörungen nach dem Entfernen der Folie, um nicht neue Unkrautsamen aus tieferen Schichten an die Oberfläche zu bringen.

Option

• Zugabe von organischer Substanz: Die Wirkung der Solarisation kann durch Einbringen organischer Materialien wie Ernterückstände und Komposte vor der Solarisation verstärkt werden. Während des Abbaus organischer Substanz entstehen chemische Veränderungen, bei denen natürliche Produkte wie organische Säuren freigesetzt werden, die für im Boden lebende Organismen toxisch sind. Es ist jedoch darauf zu achten, keine übermäßigen Mengen organischer Substanz einzubringen, da der behandelte Boden durch diese natürlichen Toxine über längere Zeit beeinträchtigt sein kann. In diesem Fall sollte die Pflanzung verzögert werden, bis die Bodenbedingungen wieder geeignet sind. Außerdem kann der behandelte Boden durch Bewässerung entgiftet werden, wodurch organische Säuren und andere Toxine aus der Wurzelzone ausgewaschen werden.

Vergleich mit der Methode der Abdunkelung

Die Solarisation verwendet eine transparente Folie und ist in warmem, sonnigem Klima effektiver, während die Abdunkelung eine schwarze Folie nutzt und in kühleren Regionen oder bei mehr Schatten und Wind wirksamer ist.

• Temperatur: Sie ist bei der Solarisation höher. Bei der Solarisation dringen Lichtwellen durch die transparente Folie und erwärmen direkt den Boden darunter. Die Wärme wird dann durch einen Treibhauseffekt unter der Folie gehalten. Bei einer schwarzen Folie wird die Sonnenenergie vom Plastik absorbiert, ein Teil der Wärme wird in den Boden übertragen, ein Teil geht an die Umgebungsluft verloren. Die Anwendung einer doppelten Schicht transparenter Folie oder transparent auf schwarz kann die Temperaturen und die Wirksamkeit weiter erhöhen.
• Lichtkeimung: Die schwarze Folie könnte die Keimung einiger Samen blockieren. Licht ist ein wichtiges Signal für die Keimung vieler Arten und für die Photosynthese der Pflanzen.

Mögliche Kombinationen

Die Abdunkelung kann mit der Solarisation kombiniert werden, wenn eine Optimierung des Unkrautbekämpfungsplans erforderlich ist. Dies kann z.B. bei der Vorbereitung einer frühen Karotte-Aussaat oder der Anlage einer Lauch-Pflanzung der Fall sein. Dann wird eine sommerliche Solarisation (Anfang August bis Ende September) gefolgt von einer Abdunkelung durchgeführt, um das Feld bis zur Kultur im späten Winter sauber zu halten. Wenn das Feld im Sommer vor der Abdunkelung verfügbar ist, kann es sinnvoll sein, eine frostempfindliche Sommer-Gründüngung wie Buchweizen (Fagopyrum esculentum) anzubauen, die sich schnell entwickelt und durch ihre Wurzeln Toxine zur Unkrautbegrenzung ausscheidet. Dabei ist jedoch darauf zu achten, dass diese Gründüngung nicht aussamt und so im Folgejahr neues Unkraut entsteht.

Wirksamkeit und Auswirkungen

Wirksamkeit gegen Schädlinge

Alles hängt von der Intensität, der Tiefe und der Dauer der hohen Bodentemperaturen sowie der Empfindlichkeit der einzelnen Schädlingsarten gegenüber der Behandlung ab. Einige Schädlinge können innerhalb weniger Tage abgetötet werden, aber 4 bis 6 Wochen Sonneneinstrahlung im Sommer sind erforderlich, um viele andere sicher zu kontrollieren. Obwohl viele Bodenschädlinge durch Solarisation abgetötet werden, können viele nützliche Organismen die Solarisation überleben oder den Boden sehr schnell nach der Behandlung wieder besiedeln.

Pilze und Bakterien

Die Solarisation wurde ursprünglich entwickelt, um Landwirten bei der Kontrolle von bodenübertragenen Krankheiten zu helfen. Sie kontrolliert viele wichtige pflanzenpathogene Pilze und Bakterien, die durch den Boden übertragen werden und Krankheiten wie Verticillium-Welke, Fusarium-Welke, Wurzelfäule durch Phytophthora, Falscher Mehltau, Sämlingsfäule, Halsgallen, Tomatenbakterienkrebs, Kartoffelblattfleckenkrankheit usw. verursachen.

Einige hitzetolerante Pilze und Bakterien sind mit Solarisation schwerer zu kontrollieren, z.B. solche, die den Melonenverfall und die Schwarzfäule verursachen.

Nematoden

Die Solarisation kann zur Reduzierung von Nematodenpopulationen eingesetzt werden. Allerdings ist die Solarisation gegen Nematoden nicht immer so wirksam wie gegen Pilzkrankheiten und Unkräuter, da Nematoden tiefer leben, relativ mobil sind und sich im Bodenprofil bewegen können, um der Hitze zu entkommen, und den Boden und die Wurzeln schnell wieder besiedeln.

Organismus	Auswirkung der Technik	Typ	Details
Olpidium brassicae		Pathogen (Bioaggressor)	Die Technik wird bei Salat angewendet.
Fusarium solani		Pathogen (Bioaggressor)	Die Technik wird bei Zucchini angewendet.
Nematode (Bioaggressor)	MITTEL	Schädling, Räuber oder Parasit	Teilweise wirksam
Pythium		Pathogen (Bioaggressor)	Die Technik wird bei Salat angewendet.
Rhizoctonia		Pathogen (Bioaggressor)	Die Technik wird bei Salat und Melone angewendet.
Sclerotinia		Pathogen (Bioaggressor)	Die Technik wird bei Salat und Melone angewendet.

Wirksamkeit gegen Unkräuter

Einige Samen oder Pflanzenteile von Unkrautarten sind sehr empfindlich gegenüber Solarisation, andere sind mäßig resistent und benötigen optimale Bedingungen für die Kontrolle, d.h. gute Bodenfeuchtigkeit, gut angepasste Plastikfolien und hohe Sonneneinstrahlung. Solarisation kontrolliert in der Regel einjährige Unkräuter besser als mehrjährige, da mehrjährige Pflanzen oft tief liegende unterirdische vegetative Strukturen wie Wurzeln, Knollen, Kormusse und Rhizome besitzen, die mehr Reserven haben und länger überleben können. Die Bekämpfung von Erdmandel, gelber Erdmandel, Ackerwinde aus Rhizomen und einigen Klee-Arten kann selbst unter günstigen Bedingungen unregelmäßig sein.

Wirksamkeit gering	Sorghum halepense, Ackerwinde, Portulak, Hahnenfuß, Klee.
Wirksamkeit mittel	Hundszahngras, Fingerhirse, Hafergras, Panic, Amaranth, Vogelmiere oder Vogelarten.
Gute Wirksamkeit	Wiesenrispe, Fieder-Setaria, Hirtentäschel, Gänsefuß, Stechapfel, Galinsoga, Feldsalat, Purpur-Lamium, Matricaire, Schwarze Nachtschatten, Brennnessel, Sauerklee, Vogelknöterich, Senecio, Ehrenpreis.

Auswirkungen auf die Bodenfruchtbarkeit

• Beschleunigt den Abbau organischer Substanz im Boden, was oft den zusätzlichen Vorteil hat, lösliche Nährstoffe wie Stickstoff (aus Nitrat und Ammonium), Calcium, Magnesium, Kalium und Fulvosäure freizusetzen, die für Pflanzen besser verfügbar sind.
• Agronomische Wirksamkeit: Pflanzen wachsen oft schneller, mit höheren Erträgen und besserer Qualität, wenn sie nach der Solarisation des Bodens angebaut werden. Dies ist auf die verbesserte Krankheits- und Unkrautkontrolle, eine erhöhte Nährstoffverfügbarkeit und größere Anteile nützlicher Mikroorganismen zurückzuführen.

Negativer Einfluss auf die Nützlinge

Die Trichoderma (nützliche saprophytische Pilze, da sie die Entwicklung bestimmter Krankheiten der Wurzel von Gemüsekulturen verhindern) bleiben erhalten, hingegen sind die folgenden Nützlinge betroffen:

Organismus	Auswirkung der Technik	Typ	Details
Spinnen	STARK	Natürliche Feinde von Schadorganismen	Alle Nützlinge, die einen Teil ihres Lebenszyklus im Boden verbringen, können durch diese Technik beeinträchtigt werden (Laufkäfer, Spinnen, Staphyliniden…), ebenso wie einige bodenlebende Hymenopteren Bestäuber wie Osmien.
Räuberische und granivore Laufkäfer	STARK	Natürliche Feinde von Schadorganismen	Alle Nützlinge, die einen Teil ihres Lebenszyklus im Boden verbringen, können durch diese Technik beeinträchtigt werden (Laufkäfer, Spinnen, Staphyliniden…), ebenso wie einige bodenlebende Hymenopteren Bestäuber wie Osmien.
Pilze (Nützlinge)	STARK	Natürliche Feinde von Schadorganismen	Die antagonistischen Pilze, die natürlicherweise im Boden vorkommen, werden durch die Technik beeinträchtigt (z. B. Coniothyrium sp.)
Staphyliniden	STARK	Natürliche Feinde von Schadorganismen	Alle Nützlinge, die einen Teil ihres Lebenszyklus im Boden verbringen, können durch diese Technik beeinträchtigt werden (Laufkäfer, Spinnen, Staphyliniden…), ebenso wie einige bodenlebende Hymenopteren Bestäuber wie Osmien.

Wirtschaftliche Auswirkungen

• Es gibt eine Arbeitsersparnis (Unkrautjäten), bei Behandlungen oder Mechanisierungskosten (mechanische Unkrautbekämpfung).
• Arbeitszeit: für Bewässerung, Ausbringen und Entfernen der Folien ca. 5 Std./100 m².
• Notwendige Investition von etwa 1600 €/ha: spezieller PE-Film für Solarisation mit UV-Schutz/35 µm (0,70 bis 0,80 €/m²) = 800 €/ha; Verlegen ca. 70 Stunden/ha = 800 €/ha.
• Die Finanzierung des Recycling-Systems, das von Adivalor eingerichtet wurde, ist ebenfalls zu unterstützen. Es wird durch zwei Mittel finanziert: eine Öko-Abgabe an der Quelle, die 240 €/t Neupolymerfolie (2020) für Mulchfolien beträgt, sowie Rücknahmekosten von 145 €/t gebrauchter landwirtschaftlicher Folie (FAU) für Mulchfolien, wenn der Verschmutzungsgrad über 50 % liegt (2020). Eine Bonuszahlung ist ebenfalls möglich und wird für FAU mit einem Verschmutzungsgrad unter diesem Wert gewährt: 95 €/t für klare Kunststoffe, 50 €/t für farbige Kunststoffe (2020).

Quellen

• Alternative Unkrautbekämpfung im Gemüsebau, Landwirtschaftskammer Ain, 2016
• Boden-Desinfektion durch Solarisation im Gemüsebau, GECO, 2021
• Tropischer Leitfaden – Praktischer Leitfaden zur Planung tropischer Anbausysteme mit reduziertem Pflanzenschutzmitteleinsatz, CIRAD, 2015
• Ref bio Gemüsebau PACA - FICHE SOLARISATION, Catherine Mazollier, 2019
• Boden-Solarisation für Garten- und Landschaftspflege, Boden-Solarisation für Garten- und Landschaftspflege, 2019
• Solarisation und Abdeckung zur Unkrautbekämpfung auf Bio-Gemüsefarmen im Nordosten der USA, National Organic Program, 2018
• Praktischer Leitfaden zur Planung von Gemüsekultursystemen - Technisches Datenblatt 8 Solarisation: https://www.picleg.fr/publications/etudes-et-dossiers-thematiques/guide-pratique-pour-la-conception-de-systemes-de-culture-legumiers

• Überblick über alternative Techniken: Solarisation - Januar C. et al. CTIFL, Technische Broschüre, 2012.

• Alternative Techniken: Solarisation im Gemüsebau - Izard D. Aprel - Grab, Technische Broschüre, 2011.

• Alternative Unkrautbekämpfung im Gemüsebau - Präventive Maßnahmen - Ferrier J-D. Landwirtschaftskammer Ain, Technische Broschüre, 2016.

• Recycling von Solarisationfolien und kleinen Tunneln - ADIVALOR, Technische Broschüre.

• Analyse und Planung agroökologischer Anbausysteme zur Erhaltung der Pflanzengesundheit im Gemüsebau - Solarisation - SUPAGRO, Webseite