Der große Artenreichtum der mitteleuropäischen Kulturlandschaften ist zu weiten Teilen unmittelbar von bestimmten extensiven Formen der Landbewirtschaftung abhängig. Vielfältige, artenreiche Biozönosen waren und sind ein wichtiger Bestandteil landwirtschaftlicher Nutzflächen. Sie haben sich seit dem Neolithikum im Wechselspiel mit den landwirtschaftlichen Wirtschaftsweisen kontinuierlich weiterentwickelt. Erst als synthetische Pflanzenschutzmittel, Mineraldünger und leistungsstarke Landmaschinen in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts weite Verbreitung erfuhren, setzte ein bis dato beispielloser, stetiger und schneller Rückgang der Artenvielfalt von Äckern, Wiesen und Weiden ein. Trotz politischer Absichtserklärungen den raschen Artenschwund zu stoppen, hat sich der Druck auf die verbleibenden Populationen auch in den letzten Jahren weiter erhöht. Der Klimawandel und der Wunsch die Abhängigkeit von endlichen fossilen Energieträgern zu reduzieren, haben dazu geführt, dass die Nachfrage nach Ackerland zum Anbau von Energiepflanzen, bedingt durch einschlägige Subventionen, stark gestiegen ist. Nur wenige wissenschaftliche Publikationen haben sich bisher mit den Folgen der schnellen Ausweitung des Energiepflanzenanbaus Ackerflora beschäftigt. Diese Dissertation soll dazu beitragen, diese Lücke durch Untersuchungen der Habitatbedingungen (Bewirtschaftungsmethoden, Lichtklima im Bestand, Bodenchemie) und der Phytodiversität in verschiedenen Energiepflanzenbeständen (Silomais zur Biogaserzeugung, Winterraps zur Biodieselherstellung, Kurzumtriebsplantagen (KUP) aus Pappeln oder Weiden zur Hackschnitzelverbrennung) zu schließen. Die Energiepflanzenbestände wurden zudem mit konventionellem Wintergetreide zur Nahrungs- und Futtermittelproduktion (Winterweizen und -gerste) und mit extensiven Weizenbeständen aus Agrarumweltmaßnahmen (AUM) verglichen. Die Untersuchungsergebnisse weisen eindeutig darauf hin, dass die eigentlichen Ursachen des starken Phytodiversitätsverlustes auf Äckern weiter reichen und grundlegender sind als der Anbau von Energiepflanzen. Es wurde gezeigt, dass die Phytozönosen im Inneren von Bioenergiemais- und Rapsäckern sowie auch in Wintergetreidebeständen extrem verarmt sind (im Mittel 3–6 Arten 100 m 2). Die durchschnittliche Stickstoffdüngung (195 kg N ha-1 a-1) und der Herbizidbehandlungsindex (HI = 1.8) waren sowohl in Mais- als auch in Winterweizenbeständen ähnlich hoch. Eine Bedrohung für die Pflanzenartenvielfalt durch übermäßige Phosphatdüngung (im Mittel 96 kg P2O5 ha-1 a-1) wurde jedoch vor allem beim Maisanbau festgestellt. Zudem war die Beschattung in Maisbeständen erhöht (11 % PAR Transmissivität im Vergleich zu 19 % in Wintergetreide), was mit einem Rückgang der mittleren Artenzahlen am Feldrand einherging (11 Arten 100 m-2 im Mais, 15 Arten 100 m-2 in Wintergetreide). Die Pflanzengesellschaften konventioneller Äcker wurden regionsübergreifend von nur 5–10 häufigen Problemunkrautarten dominiert. Maisbestände wiesen als Sommerkulturen eine von Winterkulturen leicht abweichende Artenzusammensetzung auf. Eine ausgeglichene Mischung von konventionellem Mais, Winterraps und Wintergetreide in der Agrarlandschaft bietet mehr Arten einen geeigneten Lebensraum als jede dieser Kulturen für sich genommen. Insgesamt waren die Habitatbedingungen auf den im Rahmen von AUM extensiv bewirtschafteten Äckern jedoch wesentlich heterogener und boten einer weitaus größeren Zahl von Pflanzenarten (darunter auch seltene und bedrohte Taxa) geeignete Lebensbedingungen. Im Mittel wurden 21 Arten 100 m-2 im Inneren und 33 Arten am Feldrand gezählt. Auch die Regressionsmodelle weisen darauf hin, dass moderate Beschränkungen der Herbizidbehandlungsintensität oder der Düngung, die sich im Rahmen der zur Zeit üblichen konventionellen Bewirtschaftungspraktiken bewegen, kaum dazu beitragen den Rückgang der Ackerflora zu stoppen. Neue, an die jeweiligen regionalen Gegebenheiten angepasste Konzepte und extensive Ackerhabitate sind hierzu unerlässlich.  Die Vegetationsaufnahmen zeigen zudem, dass die Phytodiversität von KUP mit dem Alter der Plantagen stark zurückgeht. Junge KUP, ohne Düngung und mit nur geringem Herbizideinsatz, wiesen eine mit frühen Sukzessionsstadien von Ackerbrachen vergleichbare Artenzusammensetzung auf. Im Gegensatz hierzu wurden die 5–8 jährigen, dichtgepflanzten Plantagen von wenigen stickstoffliebenden Habitatgeneralisten dominiert. Obwohl sie seit mehreren Jahren weder gedüngt noch mit Herbiziden behandelt wurden, waren diese Bestände zudem dunkler (1–4 % PAR Transmissivität) und nur wenig artenreicher (8–19 Arten 75 m-2) als einjährige Energiepflanzenkulturen. Die Pflanzung von 5–20 m breiten Energieholzstreifen zur Zerteilung großer Schläge in strukturarmen, landwirtschaftlichen Intensivregionen kann jedoch aus naturschutzfachlicher Sicht empfohlen werden, insbesondere wenn Maßnahmen nur Erhöhung der Habitatvielfalt in den Plantagen ergriffen werden. Um die grundlegenden Ursachen des Pflanzenartenschwundes in Agrarlandschaften zu beheben, erscheint es jedoch darüber hinaus dringend notwendig, ein langfristig angelegtes Netzwerk extensiver Feldflorareservate zu begründen, um dauerhaft überlebensfähige Ackerwildkrautpopulationen zu erhalten und eine Ausbreitung dieser Arten in die weitere Agrarlandschaft in Zukunft wieder zu ermöglichen. Um politische Entscheidungsfindungen zu unterstützen, erscheint es notwendig im Rahmen von zukünftigen Forschungsprojekten den Blickwinkel vom Feld auf die Landschaftsebene zu erweitern und verbleibende offene Fragen über die Wirkungen der Ackerflora auf andere taxonomischen Gruppen zu klären.

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The cultivation of fast growing tree species on arable land is deemed to be one of the most promising alternatives amongst the approaches to the cultivation of renewable resources currently available. As the site factors influencing the growth of poplar and willow have not yet been sufficiently identified and quantified, it is not possible to provide reliable national yield expectations as a function of the prevailing soil and climate conditions at a particular site on the basis of the data currently available. The main objective of this study, therefore, was to develop a supraregional site-based yield model for the assessment of yield expectations for poplar and willow grown on arable land over short rotations. In order to achieve this goal, a total of 38 research sites were established across as many regions of Germany as possible. The clones selected for the experiment were the poplar clones Max 1, Hybride 275 (H 275) and AF 2, and the willow clones Inger and Tordis. Each site was also characterised, on the basis of climate and soil data. From the site parameters recorded, variables were defined for modelling purposes. The climate variables comprised temperature (T), precipitation (N) and aridity index (TI) derived from total or average values from selected periods during the year and during the vegetation period. Within the variables the months were indexed as numbers (January = 1), periods were separated by comma. Parameters of the German soil appraisal such as the condition grade (ZS), the soil quality index value (BZ) and the arable land quality index value (AZ) were used as soil variables. The selected texture parameters were the proportions of sand (S[%]), silt (U[%]) and clay (T[%]). Variables of the pore space parameters were the available field moisture capacity (nFK), the air capacity (LK) and the dry bulk density (TRD). Both the texture and the pore space variables referred to a soil depth of 0 to 60 cm. To increase the precision of the results, site clusters were derived, differentiated by main soil type, and the variables were aggregated. The dGZ, measured in odt ha-1 a-1,at the end of the first three-year rotation was chosen as the dependent variable. The main results of the study are outlined in the following: Negative correlations between dGZ and temperatures in the vegetation period, especially in the months July to September, were observed on the sandy and loamy soils. Precipitation variables always had a positive effect on the growth of poplar and willow across all clones and site clusters. Taking into consideration all experimental sites, precipitation in the period from May to July was most important. The parameters of the German soil appraisal revealed a moderate correlation with growth for all sites. From the appraisal of all sites and of the individual site clusters it became apparent that U[%] represents the most important texture variable for poplar and willow growth. Considered for all sites simultaneously, the nFK had the greatest significance for growth across all of the parameters examined. The site-based yield models were all univariate and often comprised aggregated variables. Under consideration of all sites, the model predictors for Max 1, Inger and Tordis were (nFK * TI5.7) and (nFK * N5.7) for AF 2. Each model was calculated with the inverse or sigmoid approach and revealed an R²korr between 0.45 and 0.64 with a RMSE of an average of 2.0 odt ha-1 a-1. The division into site clusters improved the accuracy of the models considerably. In the sandy site cluster, the models exhibited an R²korr of 0.77 to 0.97 and an RMSE of 0.95 to 1.36 odt ha-1 a-1. These comprised (U[%]* N6.7) for Max 1 and F 2, (S[%]/ TI6.7) for H 275 and (S[%]* T7.8) for Inger and Tordis. For the silty site cluster, significant models could only be determined for the clones Max 1 and Tordis. The model predictor for Max 1 was (BZ * TI4.5) and for Tordis solely (BZ). The calculated R²korr values were 0.84 and 0.95 with a corresponding RMSE of 0.22 and 0.62 odt ha-1 a-1, respectively. For the loamy soils the models for Max 1 and Inger comprised the variable nFK, for AF 2 the variables (nFK * N5.6). R²korr varied between 0.86 and 0.98 with RMSE between 0.56 and 1.21 odt ha-1 a-1.

Durch das Ansteigen der Weltbevölkerung und das wirtschaftliche Aufstreben insbesondere der Entwicklungs- und Schwellenländer wird die Nachfrage nach dem Rohstoff Holz beträchtlich wachsen. Gleichzeitig ist die Entwicklung der weltweiten Waldfläche rückläufig. Eine wesentliche Frage für die nationalen Volkswirtschaften wird in der Zukunft sein, den bereits jetzt knapp werdenden Rohstoff Holz in ausreichendem Maße zur Verfügung zu stellen. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit ertragskundlicher Analyse von Gehölzsystemen und den Möglichkeiten der Ertragssteigerung am Beispiel des Bundeslandes Sachsen. Im Zentrum stehen vor allem Kurzumtriebsplantagen im Vergleich mit Schlagweisen Hochwäldern. / The rise in the global population and in the economic ambitions of the developing and newly industrialising nations in particular will prompt a significant increase in the demand for wood. While these developments are taking place, however, the area of forest cover globally is in decline. An issue of central importance for national economies in the years to come will concern their ability to secure an adequate supply of the already limited raw material wood. Against this background, the study presented herein focuses on analyses of the yields provided by certain wood production systems and on the options to increase this yield. The study addresses the issue on the basis of the example of the German federal state Sachsen. A focal point of the study is short rotation coppice plantations, contrasted against age-class high forest stands.

Les taillis à courte rotation (TCR) permettent de produire de la biomasse ligneuse, alternative aux combustibles fossiles. L'intégration d’espèces d’arbres fixateurs d'azote atmosphérique en mélange avec les essences à croissance rapide peut être un moyen de limiter le risque d'appauvrissement des sols dans les TCR. Le succès d'un tel mélange va dépendre des interactions entre les deux espèces : facilitation, compétition ou complémentarité pour la lumière et les ressources du sol (eau, nutriments). L’objectif de cette étude était d’évaluer l’impact du mélange peuplier / robinier, sur la croissance, la production de biomasse et l'acquisition de l'azote d'une plantation à courte rotation. Un dispositif instrumenté composé de monocultures de peuplier et robinier et le mélange des deux espèces a été étudié pendant quatre ans. La quantification répétée des biomasses aériennes et souterraines associée au suivi des dimensions des arbres a permis de mettre en évidence que la présence des robiniers n'avait pas d'influence sur la croissance, la production et l'allocation de biomasse des peupliers à l'échelle de l'arbre comme à l'échelle du peuplement. En revanche, les robiniers souffraient de la compétition interspécifique : mortalité augmentée, croissance et production de biomasse diminuée. De plus, une approche isotopique (15N) couplée à l'analyse des minéralomasses a montré que les teneurs en azote des robiniers dans le mélange étaient plus faibles que dans la monoculture dues à une fixation de l'azote atmosphérique réduite. Le stock global d'azote dans le milieu était comparable dans les mélanges et les monocultures de chaque espèce. Le mélange n'a pas montré d'intérêt sur la période d'étude en raison notamment des conditions pédoclimatiques inappropriées (en particulier pour le robinier) et d'une incompatibilité entre les deux espèces sur ce site / Biomass from short rotation coppice (SRC) plantations may help reducing fossil fuel consumption. The development of mixed-species plantations, introducing a nitrogen-fixing species could be a solution to reduce the risk of fertility decline in SRC. Nevertheless, the success or failure of the mixture will depend on the competition and complementarity processes, for light and soil resources (water and nutrients), between both species. The objectives of this study were to determine the impact of a mixture of poplar and black locust, on growth, biomass production and nitrogen uptake in the plantation. Instrumented monocultures and mixed plantations of both species have been studied during four years. Repeated above-and belowground biomass estimations associated with tree dimension monitoring have shown that the presence of black locust affected neither growth, nor biomass production and allocation of poplar trees both at tree and plot level. On the other hand, the black locusts trees suffered from interspecific competition: high mortality, decrease in growth and biomass production. Moreover, an isotopic approach (15N) coupled with mineralomass analyses allowed to highlight that nitrogen concentration in black locust trees in the mixture was lower than in the monoculture due to a reduction of the percentage of nitrogen derived from atmospheric fixation. The total nitrogen contents were close in the mixture and in the monocultures of each species. No advantage of the mixture was found during the study period because of inappropriate pedoclimatic conditions (especially for the black locust) and incompatibility between both species on this site

Worldwide there is an increasing demand of natural resources. In future, non renewable resources get substituted by renewable resources in the energetic sector as well as in the material sector. That implies a stronger usage of renewable resources especially - wood. In 2009 there was a usage of 77 million cubic meters of wood for material applications and a quantity of 55 million cubic meters for energetic applications in Germany alone. Furthermore, there is an increasing demand on wood for energetic purposes. In 2007 this problematic development led to the first supply bottlenecks. To meet the increasing demands of the future, Short Rotation Coppices (SRC) can help to improve the wood provision. An SRC is a planting of fast growing coppice on agricultural areas, which is managed more intensively than usual forestry practices for a quicker production of wooden biomass. With a comparative LCA of conventional wood and wood from SRC the present study evaluates if wood from SRC is reasonable to cover the increasing demand of wood for material and energetic purposes in an environmental friendly way. A comprehensive literature research regarding LCAs of wood and wooden products shows that there are no previous studies comparing the two types of wood. Hence, the present study examines a particleboard production as the material scenario and the combustion of woodchips in a firing system as the energetic scenario to compare the ecological advantages and disadvantages of wood from SRC and conventional wood. The LCA is implemented with the Gabi software designed by PE International. Data is obtained from previous LCA studies evaluating the production of wood, the particleboard production and the combustion of wood. Additionally, data from the Ecoinvent database is used. Functional units are the production of 1m3 particleboard and the production of 1 MJ of thermal energy. The LCIA is implemented with the “Ecoindicator” as endpoint- and “CML 2001” as midpoint approach to cover broad range of environmental issues. Moreover a sensitivity analyses shows the impact of decisive variables on the results of “Ecoindicator” and “CML 2001”. Results reveal that outcomes of the LCIA are dependent of the assessment method and the processed part of trees from conventional forestry. The present study shows, that with an efficient land use, wood from SRC can help to cover the increasing demand of wood for material and energetic purposes in a sustainable way. However, an immediate usage of wood for energetic purposes has to be seen critical. Instead, a cascaded and sustainable utilization of wood is recommendable to counteract climate change and to improve the efficient use of the renew-able resource - “wood”.

The cultivation of fast growing tree species on arable land is deemed to be one of the most promising alternatives amongst the approaches to the cultivation of renewable resources currently available. As the site factors influencing the growth of poplar and willow have not yet been sufficiently identified and quantified, it is not possible to provide reliable national yield expectations as a function of the prevailing soil and climate conditions at a particular site on the basis of the data currently available. The main objective of this study, therefore, was to develop a supraregional site-based yield model for the assessment of yield expectations for poplar and willow grown on arable land over short rotations. In order to achieve this goal, a total of 38 research sites were established across as many regions of Germany as possible. The clones selected for the experiment were the poplar clones Max 1, Hybride 275 (H 275) and AF 2, and the willow clones Inger and Tordis. Each site was also characterised, on the basis of climate and soil data. From the site parameters recorded, variables were defined for modelling purposes. The climate variables comprised temperature (T), precipitation (N) and aridity index (TI) derived from total or average values from selected periods during the year and during the vegetation period. Within the variables the months were indexed as numbers (January = 1), periods were separated by comma. Parameters of the German soil appraisal such as the condition grade (ZS), the soil quality index value (BZ) and the arable land quality index value (AZ) were used as soil variables. The selected texture parameters were the proportions of sand (S[%]), silt (U[%]) and clay (T[%]). Variables of the pore space parameters were the available field moisture capacity (nFK), the air capacity (LK) and the dry bulk density (TRD). Both the texture and the pore space variables referred to a soil depth of 0 to 60 cm. To increase the precision of the results, site clusters were derived, differentiated by main soil type, and the variables were aggregated. The dGZ, measured in odt ha-1 a-1,at the end of the first three-year rotation was chosen as the dependent variable. The main results of the study are outlined in the following: Negative correlations between dGZ and temperatures in the vegetation period, especially in the months July to September, were observed on the sandy and loamy soils. Precipitation variables always had a positive effect on the growth of poplar and willow across all clones and site clusters. Taking into consideration all experimental sites, precipitation in the period from May to July was most important. The parameters of the German soil appraisal revealed a moderate correlation with growth for all sites. From the appraisal of all sites and of the individual site clusters it became apparent that U[%] represents the most important texture variable for poplar and willow growth. Considered for all sites simultaneously, the nFK had the greatest significance for growth across all of the parameters examined. The site-based yield models were all univariate and often comprised aggregated variables. Under consideration of all sites, the model predictors for Max 1, Inger and Tordis were (nFK * TI5.7) and (nFK * N5.7) for AF 2. Each model was calculated with the inverse or sigmoid approach and revealed an R²korr between 0.45 and 0.64 with a RMSE of an average of 2.0 odt ha-1 a-1. The division into site clusters improved the accuracy of the models considerably. In the sandy site cluster, the models exhibited an R²korr of 0.77 to 0.97 and an RMSE of 0.95 to 1.36 odt ha-1 a-1. These comprised (U[%]* N6.7) for Max 1 and F 2, (S[%]/ TI6.7) for H 275 and (S[%]* T7.8) for Inger and Tordis. For the silty site cluster, significant models could only be determined for the clones Max 1 and Tordis. The model predictor for Max 1 was (BZ * TI4.5) and for Tordis solely (BZ). The calculated R²korr values were 0.84 and 0.95 with a corresponding RMSE of 0.22 and 0.62 odt ha-1 a-1, respectively. For the loamy soils the models for Max 1 and Inger comprised the variable nFK, for AF 2 the variables (nFK * N5.6). R²korr varied between 0.86 and 0.98 with RMSE between 0.56 and 1.21 odt ha-1 a-1.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1.1 Problemstellung 1 1.2 Zielstellung 3 2 Hintergrund 4 2.1 Energieziele Deutschlands 4 2.1.1 Flächen- und Nutzungskonkurrenz mit der Forstwirtschaft 4 2.1.2 Flächen- und Nutzungskonkurrenz mit der Landwirtschaft 5 2.2 Anbau schnellwachsender Baumarten 6 2.2.1 Anbau im Kurzumtrieb 7 2.3 Verwendete Baumarten in Kurzumtriebsplantagen 11 2.3.1 Pappel 11 2.3.2 Weide 13 2.3.3 Anmerkung Züchtung 14 2.4 Leistung von Kurzumtriebsplantagen mit Pappel und Weide in zwei- bis dreijähriger Umtriebs-zeit 15 2.5 Ertragsdynamik und leistungsbeeinflussende Faktoren von Kurzumtriebsplantagen 17 2.5.1 Baumart und Klon 18 2.5.2 Umtriebszeit und Bestandesdichte 19 2.5.3 Standortanforderungen 21 2.5.3.1 Reichliche Wasserversorgung 21 2.5.3.2 Lockere Böden 22 2.5.3.3 Ausreichende Mineralstoffzufuhr 23 2.5.3.4 Wachstumsangepasste Bodenreaktion 23 2.5.3.5 Wärme 23 2.5.3.6 Bodenschätzungskennwerte 24 2.5.3.7 Textur 24 2.5.3.8 Standorte der Pappel 24 2.6 Waldwachstumsmodellierung mit Schwerpunkt in Kurzumtriebsplantagen 25 2.6.1 Empirische Modelle 26 2.6.1.1 Pappelmodell nach ALI (2009) 26 2.6.1.2 Pappel- und Weidenmodell nach AYLOTT et al. (2008) 27 2.6.1.3 Leistungsbeeinflussende Standorteigenschaften für Pappel und Weide nach BERGANTE et al. (2010) 28 2.6.2 Mechanistische Modelle 29 3 Material und Methoden 33 3.1 Flächenanlage und Versuchsdesign 33 3.1.1 Flächenvorbereitung und Pflegemaßnahmen 37 3.1.2 Prüfglieder 39 3.1.2.1 Pappelklon Max 1 39 3.1.2.2 Pappelklon H 275 39 3.1.2.3 Pappelklon AF 2 40 3.1.2.4 Weidenklon Inger 41 3.1.2.5 Weidenklon Tordis 41 3.2 Klimatische Standortcharakterisierung 42 3.2.1 Temperatur 44 3.2.2 Niederschlag 46 3.3 Bodenkundliche Standortcharakterisierung 47 3.3.1 Profilansprache und allgemeine Standortinformationen 48 3.3.2 Durchführung der Probennahme 48 3.3.3 Bodenphysikalische Untersuchungen 49 3.3.4 Grundwassereinfluss 49 3.3.5 Bodenchemische Untersuchungen 50 3.3.6 Bodenschätzungskennwerte 50 3.3.7 Zusammenfassende Betrachtung der bodenkundlichen Charakteristika 51 3.4 Bestandesaufnahmen und Ernte 55 3.4.1 Anwuchs- und Überlebensrate 55 3.4.2 Anzahl an Höhentrieben 55 3.4.3 Höhe 55 3.4.4 Durchmesser 55 3.4.5 Ertragsbestimmung 55 3.4.5.1 Biomassefunktionen 56 3.4.5.2 Systematische Teilbeernteung der Kernparzelle 56 3.5 Identifizierung von leistungsbeeinflussenden Standorteigenschaften und Entwicklung standortbasierter Ertragsmodelle 57 3.5.1 Variablenwahl und -bildung 58 3.5.1.1 Klima 58 3.5.1.2 Bodenschätzung 59 3.5.1.3 Textur 59 3.5.1.4 Porenraum 59 3.5.1.5 Aggregierte Variablen 60 3.5.1.6 Weitere Einflussgrößen 60 3.5.1.7 Abhängige Variable 61 3.5.2 Standortcluster 61 3.6 Datenbasis der standortbasierten Ertragsmodellierung 61 3.7 Ertragsteigerungfaktor 63 3.8 EDV und Statistik 65 3.8.1 Varianzanalyse 65 3.8.2 Korrelationsanalyse 66 3.8.3 Regressionsanalyse 66 3.8.3.1 Nicht-lineare Regression 68 3.8.3.2 Evaluierungsgrößen 69 4 Ergebnisse 71 4.1 Waldwachstumskundliche Ergebnisse 71 4.1.1 Anwuchs- und Überlebensrate 71 4.1.2 Anzahl an Höhentrieben 72 4.1.3 Übersicht Bestandesdimensionen und Wuchsleistung 73 4.1.4 Höhe 75 4.1.5 Durchmesser 77 4.1.6 Durchschnittlicher Gesamtzuwachs 81 4.1.7 Biomassefunktionen 84 4.1.7.1 Wahl der unabhängigen Variablen 84 4.1.7.2 Einfluss der Gattung und des Klons 85 4.1.7.3 Einfluss der Bestandesmittelhöhe 85 4.1.7.4 Allgemeingültige Biomassefunktionen 87 4.2 Leistungsbeeinflussende Standorteigenschaften 88 4.2.1 Temperatur 88 4.2.2 Niederschlag 90 4.2.3 Trockenheitsindex 92 4.2.4 Bodenschätzungskennwerte 94 4.2.5 Textur 96 4.2.6 Porenraum 99 4.2.7 Korrelation zwischen unabhängigen Variablen 102 4.2.8 Aggregierte Variablen 102 4.2.9 Weitere Einflussgrößen 105 4.2.9.1 Vornutzung 105 4.2.9.2 Bodentyp 106 4.2.9.3 Grundwasser 106 4.3 Standortbasierte Ertragsmodellierung 107 4.3.1 Standortcluster ALL 107 4.3.2 Standortcluster S 110 4.3.3 Standortcluster U 113 4.3.4 Standortcluster L 115 4.4 Ertragssteigerungsfaktoren und Ertragssteigerung in Folgerotationen 118 5 Diskussion 122 5.1 Material und Methodik 122 5.1.1 Versuchsflächen 122 5.1.2 Modellierung und Variablenbildung 123 5.2 Waldwachstumskundliche Ergebnisse 124 5.2.1 Anwuchs- und Überlebensrate 124 5.2.2 Anzahl an Höhentrieben 125 5.2.3 Höhe 125 5.2.4 Durchmesser 126 5.2.5 Durchschnittlicher Gesamtzuwachs 126 5.2.6 Biomassefunktionen 128 5.3 Leistungsbeinflussende Standorteigenschaften 129 5.3.1 Temperatur 129 5.3.2 Niederschlag 130 5.3.3 Trockenheitsindex 132 5.3.4 Bodenschätzungskennwerte 132 5.3.5 Textur 133 5.3.6 Porenraum 134 5.3.7 Aggregierte Variablen 135 5.3.8 Weitere Einflussgrößen 136 5.4 Standortbasierte Ertragsmodellierung 136 5.4.1 Standortcluster ALL 137 5.4.2 Standortcluster S 138 5.4.3 Standortcluster U 138 5.4.4 Standortcluster L 138 5.4.5 Vergleich mit anderen Modellen 138 5.5 Ertragssteigerungsfaktoren und Ertragsteigerung in Folgerotationen 140 6 Schlussfolgerungen und Ausblick 141 7 Zusammenfassung 144 8 Literatur 156 9 Anhang 176

Durch das Ansteigen der Weltbevölkerung und das wirtschaftliche Aufstreben insbesondere der Entwicklungs- und Schwellenländer wird die Nachfrage nach dem Rohstoff Holz beträchtlich wachsen. Gleichzeitig ist die Entwicklung der weltweiten Waldfläche rückläufig. Eine wesentliche Frage für die nationalen Volkswirtschaften wird in der Zukunft sein, den bereits jetzt knapp werdenden Rohstoff Holz in ausreichendem Maße zur Verfügung zu stellen. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit ertragskundlicher Analyse von Gehölzsystemen und den Möglichkeiten der Ertragssteigerung am Beispiel des Bundeslandes Sachsen. Im Zentrum stehen vor allem Kurzumtriebsplantagen im Vergleich mit Schlagweisen Hochwäldern. / The rise in the global population and in the economic ambitions of the developing and newly industrialising nations in particular will prompt a significant increase in the demand for wood. While these developments are taking place, however, the area of forest cover globally is in decline. An issue of central importance for national economies in the years to come will concern their ability to secure an adequate supply of the already limited raw material wood. Against this background, the study presented herein focuses on analyses of the yields provided by certain wood production systems and on the options to increase this yield. The study addresses the issue on the basis of the example of the German federal state Sachsen. A focal point of the study is short rotation coppice plantations, contrasted against age-class high forest stands.

Bisherige Verfahren zur Ertragsbestimmung von schnellwachsenden Baumarten im Kurzumtrieb sind entweder mit einem hohen Zeit- und Arbeitsaufwand verbunden und/oder haben destruktiven Charakter. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines leicht anwendbaren, zerstörungsfreien und übertragbaren Ertragsschätzers für Kurzumtriebsbestände aus Pappel. Grundlage bildet die Standardisierung von Biomassefunktionen auf deren Basis ein standort- und klonunabhängiges Modell hergeleitet wird, das eine hinreichend genaue Schätzung des Biomassevorrates gestattet. Die Untersuchungen zu Grundlagen der Modellentwicklung und der Test verschiedener Modellansätze erfolgen auf der Basis von Korrelations- und Regressionsanalysen, Signifikanztests und Varianzanalysen. Die Prüfung der Schätzgenauigkeit basiert auf fünf Evaluierungskenngrößen. Für die Anwendung des klonunabhängigen, für Alter ≥ 3 Jahre und Bestandesdichten ≤ 25000 N/ha einsetzbaren Ertragsschätzers sind lediglich drei einfach und schnell zu erhebenden Ertragsgrößen (hm, N, dg) notwendig. Innerhalb der Modellgrenzen betragen die relativen maximalen Abweichungen zwischen Real- und Schätzwerten höchstens +/- 40 % und lässt sich der Biomassevorrat mit einer durchschnittlichen Differenz (Bias) von 7,1 % schätzen.

Die vorliegende Arbeit basiert zum größten Teil auf Untersuchungen und Versuchen, die im Rahmen der beiden Verbundprojekte AGROWOOD und CultPop in den Jahren 2006 bis 2013 in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln, Weiden und Robinie in den Untersuchungsregionen Sachsen und Südbrandenburg durchgeführt wurden. Ziel dieser Arbeit war es, auf den Flächen der für Deutschland vergleichsweise neuen Landnutzungsart Arteninventuren und Schadbonituren durchzuführen, die als Grundlage für eine Einschätzung der Biodiversität und des Gefahrenpotenzials im Bereich der Schadinsekten dienen und Ansätze für ein Schadensmangement in Kurzumtriebsplantagen aufzeigen können. Die Ergebnisse der Freilandbonituren und der damit in Verbindung stehenden Untersu-chungen und Versuche, die in Teil A dieser Arbeit dargestellt sind, haben gezeigt, dass die Wachstumscharakteristika der drei untersuchten Baumtaxa den Angaben in der Literatur entsprechen und deutliche Unterschiede im Auftreten von Schadinsekten und Schäden vorliegen. Dabei wurden sowohl Unterschiede zwischen den Klonen bzw. sonstigen genetischen Untereinheiten innerhalb der drei Baumtaxa als auch zwischen den unterschiedlichen Alters- und Entwicklungsstadien der Kurzumtriebsplantagen festgestellt. Die höchste Artendiversität bei den Schadinsekten wiesen die Pappelkurzumtriebsplantagen auf. Als Hauptschaderreger wurde Chrysomela populi identifiziert, der teilweise in Vergesellschaftung mit C. tremulae vorkommt. In den untersuchten Weidenkurzumtriebsplantagen wurde eine mittlere Artendiversität festgestellt, wobei Phratora vulgatissima die Rolle als Hauptschaderreger einnimmt. Die Robinienkurzumtriebsplantagen wiesen erwartungsgemäß eine geringe Artendiversität auf. Die am häufigsten auftretenden Schadinsekten waren Charagmus gressorius und C. griseus sowie Obolodiplosis robiniae. In den vertiefenden, in Teil B dieser Arbeit dargestellten Labor- und Freilandversuchen wurde deutlich, dass (a) C. populi ausgeprägte Fraßpräferenzen für bestimmte Pappelklone aufweist, aber um die Ergebnisse von entsprechenden Laborversuchen auf das Freiland übertragen zu können, Versuchsdesign und Futterqualität gut abgestimmt sein müssen, (b) die eingesetzten Glasolfaktometer zur Untersuchung der olfaktorischen Orientierung von C. populi ungeeignet sind und derartige Versuche in Auswahlkammern oder -arenen stattfinden sollten, (c) mehrere zugelassene und kommerziell verfügbare synthetische und biologisch-biotechnische Insektizide sich für die Bekämpfung von Larven und Imagines von C. populi eignen und der Schutz von Pflanzen durch Insektizide im Freiland nicht nur zu geringeren Blattschäden, sondern auch zu einem gesteigerten Höhenwachstum führt, (d) Blattverlust durch Blattfraß das Höhenwachstum und das Frischgewicht von Pflanzen sowie die Anzahl an Wiederaustrieben nach einer Ernte nachhaltig beeinträchtigen kann, die Aufwirkungen aber vom Standort, der Baumart, dem Klon, dem Ausmaß und der Häufigkeit des Blattverlusts abhängen und (e) hohe Drahtwurmdichten in Kurzumtriebsplantagen vorliegen können, die insbesondere auf Flächen mit schwierigen Standortsbedingungen zusätzlich zu einer Beeinträchtigung der Pflanzenvitalität und des Pflanzenwachstums beitragen könnten. Die Ausführungen zum Schadensmanagement in Kurzumtriebsplantagen in Teil C dieser Arbeit zeigen die wichtigsten präventiven und bekämpfenden Pflanzenschutzmaßnahmen bei der Anlage und der Bewirtschaftung dieser Flächen auf. Dabei spielt insbesondere die umfassende Planung vor der eigentlichen Anlage der Flächen, die u. a. die Standort- und die daran angepasste Baumarten- und Klonwahl sowie die Gestaltung des Flächendesigns und der -diversität umfasst, eine entscheidende Rolle, da diese Aspekte das Risiko für das Auftreten von Schadinsekten, aber auch anderer biotischer sowie abiotischer Schadfaktoren in den anzulegenden Kurzumtriebsplantagen maßgeblich beeinflussen. Standardverfahren für die Überwachung und Prognose von Schadinsekten in Kurzum-triebsplantagen existieren derzeit in Deutschland nicht, sollten aber für den Hauptscha-derreger C. populi entwickelt werden. Ein entsprechender Vorschlag, der auch die Diagnose der Art mit einbezieht, ist in der Arbeit enthalten. Außerdem sind regelmäßige Flächenbegänge zu empfehlen, um Schäden und Schaderreger schnell identifizieren und bei Bedarf Gegenmaßnahmen einleiten zu können. Neben dem Ausnutzen der zur Verfügung stehenden präventiven Pflanzenschutzmaßnahmen im Rahmen eines integrierten Pflanzenschutzes sind aufgrund der Leistungsorientierung der Kulturen und des geringen zur Verfügung stehenden Kompensationszeitraums auch eine aktive Bekämpfung von Schaderregern durch den Einsatz chemischer Pflanzenschutzmittel wahrscheinlich. Die dafür notwendigen rechtlichen Grundlagen stehen noch nicht vollständig zur Verfügung und müssen geschaffen werden. Handlungsbedarf besteht außerdem in Bezug auf die weitere Erforschung der Auswirkungen von Klonmischungen auf das Vorkommen von Schadinsekten und der Wirksamkeit und Förderung von natürlichen Antagonisten in Kurzumtriebsplantagen sowie auf die Züchtung neuer widerstands- und leistungsfähiger Klone. Aufgrund verschiedener Faktoren hat die Kurzumtriebsplantagenwirtschaft in den letzten Jahren in Deutschland an Bedeutung verloren. Nichtsdestotrotz könnte ihr im Hinblick auf den zunehmenden Aufbrauch fossiler Brennstoffe und der globalen Holzknappheit in Zukunft wieder eine Rolle bei der Bereitstellung von Dendromasse zukommen.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Problemstellung und Stand des Wissens 5 3 Ziel- und Aufgabenstellung 15 4 Material und allgemeine Methodik 17 4.1 Ausgewählte Untersuchungsflächen 17 4.2 Pflanzenmaterial 20 4.3 Tiermaterial 21 4.4 Statistik und Datenmanagement 22 Teil A. Arteninventur und Schadbonitur 24 5 Untersuchungen zum Vorkommen von Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen 25 5.1 Einleitung und Hintergrund 25 5.2 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln (Populus spec.) 26 5.2.1 Einleitung 26 5.2.2 Spezielle Methodik 26 5.2.2.1 Stichprobenartiges Schadboniturverfahren auf den Ragower Rieselfeldern 26 5.2.2.2 Schadbonitur im Mutterquartier des FIB e. V. in Grünewalde 29 5.2.2.3 Laborbasierte Zucht von Chrysomela populi und C. tremulae 29 5.2.2.4 Laborversuch zur Entwicklung von Lymantria dispar an Pappeln und Weiden 29 5.2.3 Ergebnisse der Schadbonituren und sonstigen Datenaufnahmen 30 5.2.3.1 Wachstumsparameter der Pflanzen 30 5.2.3.2 Schadparameter der Pflanzen 34 5.2.3.2.1 Abiotische Schadfaktoren 34 5.2.3.2.2 Biotische Schadfaktoren 36 5.2.4 Ergebnisse zum Artenvorkommen 41 5.2.4.1 Artenüberblick 41 5.2.4.2 Ordnung Coleoptera 44 5.2.4.2.1 Chrysomela spec. 44 5.2.4.2.2 Phratora spec. 55 5.2.4.2.3 Weitere Arten 57 5.2.4.3 Ordnung Hymenoptera 59 5.2.4.4 Ordnung Lepidoptera 60 5.2.5 Diskussion 63 5.2.5.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln 63 5.2.5.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln 66 5.2.5.2.1 Abiotische Schadfaktoren 66 5.2.5.2.2 Biotische Schadfaktoren 68 5.3 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden (Salix spec.) 95 5.3.1 Einleitung und spezielle Methodik 95 5.3.2 Ergebnisse der Schadbonitur und sonstigen Datenaufnahmen 95 5.3.2.1 Wachstumsparameter der Pflanzen 95 5.3.2.2 Schadparameter der Pflanzen 101 5.3.2.2.1 Abiotische Schadfaktoren 101 5.3.2.2.2 Biotische Schadfaktoren 101 5.3.3 Ergebnisse zum Artenvorkommen 106 5.3.3.1 Artenüberblick 106 5.3.3.2 Ordnung Coleoptera 108 5.3.3.2.1 Phratora spec. 108 5.3.3.2.2 Weitere Arten 111 5.3.3.3 Ordnung Hymenoptera 113 5.3.3.4 Ordnung Lepidoptera 114 5.3.4 Diskussion 115 5.3.4.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden 115 5.3.4.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden 117 5.3.4.2.1 Abiotische Schadfaktoren 117 5.3.4.2.2 Biotische Schadfaktoren 118 5.4 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie (Robinia pseudoacacia L.) 133 5.4.1 Einleitung und spezielle Methodik 133 5.4.2 Ergebnisse der Schadbonitur 134 5.4.2.1 Wachstumsparameter der bonitierten Pflanzen 134 5.4.2.2 Schadparameter der bonitierten Pflanzen 135 5.4.2.2.1 Abiotische Schadfaktoren 135 5.4.2.2.2 Biotische Schadfaktoren 136 5.4.3 Ergebnisse zum Artenvorkommen 141 5.4.3.1 Artenüberblick 141 5.4.3.2 Ordnung Coleoptera 142 5.4.3.3 Ordnung Diptera 144 5.4.3.4 Ordnung Lepidoptera 146 5.4.4 Diskussion 146 5.4.4.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie 146 5.4.4.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie 148 5.4.4.2.1 Abiotische Schadfaktoren 148 5.4.4.2.2 Biotische Schadfaktoren 149 5.5 Zusammenfassende Schlussfolgerung 161 Teil B. Biologie und Gefahrenpotenzial von Schadinsekten 166 6 Laborversuche zu den Fraßpräferenzen von Chrysomela populi 167 6.1 Einleitung und Hintergrund 167 6.2 Spezielle Methodik 167 6.2.1 Fraßpräferenzversuch I 167 6.2.2 Blattpuderdiätsversuch 169 6.2.3 Fraßpräferenzversuch II 170 6.3 Ergebnisse 171 6.3.1 Fraßpräferenzversuch I 171 6.3.2 Blattpuderdiätsversuch 172 6.3.3 Fraßpräferenzversuch II 172 6.4 Diskussion 175 6.5 Schlussfolgerung 179 7 Laborversuch zur olfaktorischen Orientierung von Chrysomela populi 180 7.1 Einleitung und Hintergrund 180 7.2 Spezielle Methodik 180 7.3 Ergebnisse 182 7.4 Diskussion 183 7.5 Schlussfolgerung 186 8 Laborversuche zur Wirksamkeit verschiedener Insektizide gegen Larven und Imagines von Chrysomela populi 187 8.1 Einleitung und Hintergrund 187 8.2 Spezielle Methodik 187 8.3 Ergebnisse 191 8.3.1 Wirksamkeit der Insektizide gegen die Imagines von Chrysomela populi 191 8.3.3 Wirksamkeit der Insektizide gegen die Larven von Chrysomela populi 195 8.3.4 Wiederholungsversuche mit Alverde® und Spruzit® Neu 198 8.4 Diskussion 200 8.5 Schlussfolgerung 204 9 Freilandversuch zum Einsatz von Insektiziden für die Bekämpfung von Chrysomela populi 206 9.1 Einleitung und Hintergrund 206 9.2 Spezielle Methodik 206 9.3 Ergebnisse 210 9.3.1 Höhen- und Höhenzuwachsentwicklung 210 9.3.2 Schadinsekten und Blattschäden 212 9.4 Diskussion 216 9.4.1 Höhen- und Höhenzuwachsentwicklung 216 9.4.2 Schadinsekten und Blattschäden 219 9.5 Schlussfolgerung 221 10 Freilandversuch zum Einfluss von Blattverlust auf das Wachstum von Pappel- und Weidenklonen 223 10.1 Einleitung und Hintergrund 223 10.2 Spezielle Methodik 223 10.3 Ergebnisse 226 10.3.1 Anwuchs- und Wachstumssituation vor Beginn der Fraßsimulationen 226 10.3.2 Wachstumssituation nach der ersten Fraßsimulation 228 10.3.3 Wachstumssituation nach der dritten Fraßsimulation 230 10.3.4 Wachstumssituation nach Beendigung des Versuchs 235 10.3.4.1 Aufnahmen und Ernte in Großthiemig 235 10.3.4.2 Aufnahmen in Obercarsdorf und Schönheide 240 10.4 Diskussion 242 10.5 Schlussfolgerung 248 11 Frühjahrsmonitoring zur Bestimmung des Drahtwurmbesatzes auf den Ragower Rieselfeldern 249 11.1 Einleitung und Hintergrund 249 11.2 Spezielle Methodik 250 11.3 Ergebnisse 252 11.3.1 Ergebnisse des Vorversuchs im Frühjahr 2012 252 11.3.2 Ergebnisse des Vollversuchs im Frühjahr 2013 253 11.4 Diskussion 256 11.5 Schlussfolgerung 261 Teil C. Schadensmanagement in Kurzumtriebsplantagen 263 12 Empfehlungen für die risikoarme Anlage und Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen aus Sicht des Pflanzenschutzes 264 12.1 Grundzüge des Pflanzenschutzes in Kurzumtriebsplantagen 264 12.2 Empfehlungen für die risikoarme Anlage von Kurzumtriebsplantagen 265 12.2.1 Präventive Maßnahmen bei der Anlage von Kurzumtriebsplantagen 265 12.2.2 Bekämpfende Maßnahmen bei der Anlage von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3 Empfehlungen für eine risikoarme Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3.1 Präventive Maßnahmen bei der Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3.1.1 Überwachung und Prognose in Pappelkurzumtriebsplantagen 268 12.3.1.2 Überwachung und Prognose in Weidenkurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.3 Überwachung und Prognose in Robinienkurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.4 Diagnose von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.5 Plantagenschutzkontrollbuch 275 12.3.1.6 Förderung natürlicher Gegenspieler 275 12.3.2 Bekämpfende Maßnahmen bei der Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 276 12.3.2.1 Mechanisch-physikalische Bekämpfung von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 276 12.3.2.2 Chemische Bekämpfung von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 277 13 Schlussfolgerungen für Wissenschaft und Praxis 282 14 Zusammenfassung 289 15 Summary 291 16 Verzeichnisse 294 16.1 Literaturverzeichnis 294 16.2 Abbildungsverzeichnis 343 16.3 Tabellenverzeichnis 347 17 Anhang 17-1 / This thesis is based on research work and experiments implemented within the AGROWOOD and CultPop joint projects in short rotation coppices with poplars, willows and black locust in Saxony and south Brandenburg between 2006 and 2013. The aim of this thesis was to carry out species inventories and damage ratings on sites of this comparatively new kind of land use in Germany, whose results can serve as a basis to assess and evaluate the biodiversity and risk potential of pest insects as well as to point out ap-proaches for pest management strategies. The results of the damage ratings in the field and the associated examinations presented in part A of this thesis show that the growth characteristics of poplars, willows and black locust on the study sites correspond well to literature knowledge and that there are noticeable differences in the occurrence of pest insects and damage among clones or other genetic units within the three tree taxa as well as among different age and developmental stages of short rotation coppices. Poplar short rotation coppices held the highest pest insect diversity. Chrysomela populi, sometimes occurring together with C. tremulae, was identified as main pest species. A medium pest insect diversity was recorded for willow short rotation coppices, with Phratora vulgatissima as main pest species. As expected, black locust short rotation coppices had the lowest pest insect diversity. The most abundant species were Charagmus gressorius and C. griseus as well as Obolodiplosis robiniae. Within the advanced laboratory and field experiments presented in part B of this thesis it was shown that (a) C. populi has distinctive feeding preferences for certain poplar clones, but that experimental design and food quality in laboratory experiments must be chosen carefully to be able to transfer results into the field, (b) the glass olfactometers used to study the olfactory orientation of C. populi are not suitable and that such experiments should take place in choice chambers or arenas, (c) several commercially available and certified synthetic and biological-biotechnical insecticides are suitable for the control of larvae and adults of C. populi and that the protection of poplars by insecticides not only results in lower leaf damage but also causes an increase in height growth, (d) defoliation by leaf feeding can have a lasting impact on the height growth and fresh weight of plants as well as on the number of resprouting shoots after a harvest, but that the effects depend on the site, the tree species, the clone, the extent and number of defoliating events and (e) high densities of wire worms may occur in short rotation coppices, which can contribute to a reduction of plant vitality and growth, in particular on sites with unfavorable site conditions. The information on pest management in short rotation coppices presented in part C of this thesis describe the most important plant protection measures for the establishment and management of these sites. In particular the comprehensive planning process prior to the actual establishment of the short rotation coppices, which among others comprises the choice of site and a corresponding choice of tree species and clones as well as the design of the coppice and its diversity, plays a crucial role, since these aspects significantly effect the risk for the occurrence of pest insects as well as other biotic and abiotic risk factors in these coppices. Currently no standard methods for the monitoring and prognosis of pest insects in short rotation coppices exist in Germany but should be developed for the main pest insect C. populi. This thesis contains a suggestion for it that also includes the diagnosis of this species. Furthermore, regular site inspections are recommended to be able to quickly identify damage and pest organisms and initiate control measures if required. Besides exploiting the available preventive plant protection measures within the framework of an integrated pest management, the use of chemical plant protection products to actively control occurring pest organisms is likely due to the strong economic focus of the coppices and the short rotation periods that provide little time for compensatory processes. However, the necessary legal principles are not fully established yet. Need for action also exists regarding further research on the effects of clone mixtures on the occurrence of pest insects and the efficacy and promotion of natural enemies in short rotation coppices as well as the breeding of new resilient and productive clones. The importance of short rotation coppices has decreased in Germany in recent years due to various reasons. With regard to the continuing exhaustion of fossil fuels and the global timber shortage they may nevertheless play a role again as a source for dendromass in the future:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Problemstellung und Stand des Wissens 5 3 Ziel- und Aufgabenstellung 15 4 Material und allgemeine Methodik 17 4.1 Ausgewählte Untersuchungsflächen 17 4.2 Pflanzenmaterial 20 4.3 Tiermaterial 21 4.4 Statistik und Datenmanagement 22 Teil A. Arteninventur und Schadbonitur 24 5 Untersuchungen zum Vorkommen von Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen 25 5.1 Einleitung und Hintergrund 25 5.2 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln (Populus spec.) 26 5.2.1 Einleitung 26 5.2.2 Spezielle Methodik 26 5.2.2.1 Stichprobenartiges Schadboniturverfahren auf den Ragower Rieselfeldern 26 5.2.2.2 Schadbonitur im Mutterquartier des FIB e. V. in Grünewalde 29 5.2.2.3 Laborbasierte Zucht von Chrysomela populi und C. tremulae 29 5.2.2.4 Laborversuch zur Entwicklung von Lymantria dispar an Pappeln und Weiden 29 5.2.3 Ergebnisse der Schadbonituren und sonstigen Datenaufnahmen 30 5.2.3.1 Wachstumsparameter der Pflanzen 30 5.2.3.2 Schadparameter der Pflanzen 34 5.2.3.2.1 Abiotische Schadfaktoren 34 5.2.3.2.2 Biotische Schadfaktoren 36 5.2.4 Ergebnisse zum Artenvorkommen 41 5.2.4.1 Artenüberblick 41 5.2.4.2 Ordnung Coleoptera 44 5.2.4.2.1 Chrysomela spec. 44 5.2.4.2.2 Phratora spec. 55 5.2.4.2.3 Weitere Arten 57 5.2.4.3 Ordnung Hymenoptera 59 5.2.4.4 Ordnung Lepidoptera 60 5.2.5 Diskussion 63 5.2.5.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln 63 5.2.5.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln 66 5.2.5.2.1 Abiotische Schadfaktoren 66 5.2.5.2.2 Biotische Schadfaktoren 68 5.3 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden (Salix spec.) 95 5.3.1 Einleitung und spezielle Methodik 95 5.3.2 Ergebnisse der Schadbonitur und sonstigen Datenaufnahmen 95 5.3.2.1 Wachstumsparameter der Pflanzen 95 5.3.2.2 Schadparameter der Pflanzen 101 5.3.2.2.1 Abiotische Schadfaktoren 101 5.3.2.2.2 Biotische Schadfaktoren 101 5.3.3 Ergebnisse zum Artenvorkommen 106 5.3.3.1 Artenüberblick 106 5.3.3.2 Ordnung Coleoptera 108 5.3.3.2.1 Phratora spec. 108 5.3.3.2.2 Weitere Arten 111 5.3.3.3 Ordnung Hymenoptera 113 5.3.3.4 Ordnung Lepidoptera 114 5.3.4 Diskussion 115 5.3.4.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden 115 5.3.4.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden 117 5.3.4.2.1 Abiotische Schadfaktoren 117 5.3.4.2.2 Biotische Schadfaktoren 118 5.4 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie (Robinia pseudoacacia L.) 133 5.4.1 Einleitung und spezielle Methodik 133 5.4.2 Ergebnisse der Schadbonitur 134 5.4.2.1 Wachstumsparameter der bonitierten Pflanzen 134 5.4.2.2 Schadparameter der bonitierten Pflanzen 135 5.4.2.2.1 Abiotische Schadfaktoren 135 5.4.2.2.2 Biotische Schadfaktoren 136 5.4.3 Ergebnisse zum Artenvorkommen 141 5.4.3.1 Artenüberblick 141 5.4.3.2 Ordnung Coleoptera 142 5.4.3.3 Ordnung Diptera 144 5.4.3.4 Ordnung Lepidoptera 146 5.4.4 Diskussion 146 5.4.4.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie 146 5.4.4.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie 148 5.4.4.2.1 Abiotische Schadfaktoren 148 5.4.4.2.2 Biotische Schadfaktoren 149 5.5 Zusammenfassende Schlussfolgerung 161 Teil B. Biologie und Gefahrenpotenzial von Schadinsekten 166 6 Laborversuche zu den Fraßpräferenzen von Chrysomela populi 167 6.1 Einleitung und Hintergrund 167 6.2 Spezielle Methodik 167 6.2.1 Fraßpräferenzversuch I 167 6.2.2 Blattpuderdiätsversuch 169 6.2.3 Fraßpräferenzversuch II 170 6.3 Ergebnisse 171 6.3.1 Fraßpräferenzversuch I 171 6.3.2 Blattpuderdiätsversuch 172 6.3.3 Fraßpräferenzversuch II 172 6.4 Diskussion 175 6.5 Schlussfolgerung 179 7 Laborversuch zur olfaktorischen Orientierung von Chrysomela populi 180 7.1 Einleitung und Hintergrund 180 7.2 Spezielle Methodik 180 7.3 Ergebnisse 182 7.4 Diskussion 183 7.5 Schlussfolgerung 186 8 Laborversuche zur Wirksamkeit verschiedener Insektizide gegen Larven und Imagines von Chrysomela populi 187 8.1 Einleitung und Hintergrund 187 8.2 Spezielle Methodik 187 8.3 Ergebnisse 191 8.3.1 Wirksamkeit der Insektizide gegen die Imagines von Chrysomela populi 191 8.3.3 Wirksamkeit der Insektizide gegen die Larven von Chrysomela populi 195 8.3.4 Wiederholungsversuche mit Alverde® und Spruzit® Neu 198 8.4 Diskussion 200 8.5 Schlussfolgerung 204 9 Freilandversuch zum Einsatz von Insektiziden für die Bekämpfung von Chrysomela populi 206 9.1 Einleitung und Hintergrund 206 9.2 Spezielle Methodik 206 9.3 Ergebnisse 210 9.3.1 Höhen- und Höhenzuwachsentwicklung 210 9.3.2 Schadinsekten und Blattschäden 212 9.4 Diskussion 216 9.4.1 Höhen- und Höhenzuwachsentwicklung 216 9.4.2 Schadinsekten und Blattschäden 219 9.5 Schlussfolgerung 221 10 Freilandversuch zum Einfluss von Blattverlust auf das Wachstum von Pappel- und Weidenklonen 223 10.1 Einleitung und Hintergrund 223 10.2 Spezielle Methodik 223 10.3 Ergebnisse 226 10.3.1 Anwuchs- und Wachstumssituation vor Beginn der Fraßsimulationen 226 10.3.2 Wachstumssituation nach der ersten Fraßsimulation 228 10.3.3 Wachstumssituation nach der dritten Fraßsimulation 230 10.3.4 Wachstumssituation nach Beendigung des Versuchs 235 10.3.4.1 Aufnahmen und Ernte in Großthiemig 235 10.3.4.2 Aufnahmen in Obercarsdorf und Schönheide 240 10.4 Diskussion 242 10.5 Schlussfolgerung 248 11 Frühjahrsmonitoring zur Bestimmung des Drahtwurmbesatzes auf den Ragower Rieselfeldern 249 11.1 Einleitung und Hintergrund 249 11.2 Spezielle Methodik 250 11.3 Ergebnisse 252 11.3.1 Ergebnisse des Vorversuchs im Frühjahr 2012 252 11.3.2 Ergebnisse des Vollversuchs im Frühjahr 2013 253 11.4 Diskussion 256 11.5 Schlussfolgerung 261 Teil C. Schadensmanagement in Kurzumtriebsplantagen 263 12 Empfehlungen für die risikoarme Anlage und Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen aus Sicht des Pflanzenschutzes 264 12.1 Grundzüge des Pflanzenschutzes in Kurzumtriebsplantagen 264 12.2 Empfehlungen für die risikoarme Anlage von Kurzumtriebsplantagen 265 12.2.1 Präventive Maßnahmen bei der Anlage von Kurzumtriebsplantagen 265 12.2.2 Bekämpfende Maßnahmen bei der Anlage von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3 Empfehlungen für eine risikoarme Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3.1 Präventive Maßnahmen bei der Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3.1.1 Überwachung und Prognose in Pappelkurzumtriebsplantagen 268 12.3.1.2 Überwachung und Prognose in Weidenkurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.3 Überwachung und Prognose in Robinienkurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.4 Diagnose von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.5 Plantagenschutzkontrollbuch 275 12.3.1.6 Förderung natürlicher Gegenspieler 275 12.3.2 Bekämpfende Maßnahmen bei der Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 276 12.3.2.1 Mechanisch-physikalische Bekämpfung von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 276 12.3.2.2 Chemische Bekämpfung von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 277 13 Schlussfolgerungen für Wissenschaft und Praxis 282 14 Zusammenfassung 289 15 Summary 291 16 Verzeichnisse 294 16.1 Literaturverzeichnis 294 16.2 Abbildungsverzeichnis 343 16.3 Tabellenverzeichnis 347 17 Anhang 17-1