Institut für ökologische Chemie, Pflanzenanalytik und Vorratsschutz
Auf dem Feld, nach der Ernte sowie vor der Verarbeitung und dem Verkauf müssen lagerfähige Pflanzenerzeugnisse vor Schäden und Befall durch Schadorganismen geschützt werden. Daher ist der Vorratsschutz ein wichtiger Teil der Wertschöpfungskette. Neben physikalischen Einflüssen wie Hitze oder Feuchtigkeit stellen biologische Faktoren und insbesondere Insekten die größte Bedrohung dar. Die Suche nach alternativen Maßnahmen gegen Schädlinge im integrierten Pflanzenschutz sind nicht nur allgemeiner Trend in der Landwirtschaft, sondern auch im Vorratsschutz. Der Einsatz von Nutzarthropoden (z.B. Parasitoide) und bioaktiven Naturstoffen (Semiochemikalien) sind zwei biologisch-basierte Strategien zur Bekämpfung von Vorratsschädlingen. Das Potenzial wird bisher aber nur in begrenztem Maße ausgeschöpft. Einer der Hauptgründe ist die bestehende Wirkungslücke im Vergleich zu chemischen Pflanzenschutzmitteln. Diese beruht v.a. auf dem immer noch stark begrenzten Wissen über Biologie und Verhalten von vielen Parasitoiden vorratsschädlicher Insekten, die spezifische Rolle von Semiochemikalien bei der Wirtssuche und schließlich die korrekte Anwendung unter Lagerbedingungen. Außerdem sind bisher, obwohl für eine große Anzahl von Vorratsschädlingen bereits beschrieben, nur wenige Parasitoidenarten auf ihre Wirksamkeit in der biologischen Bekämpfung näher untersucht worden und kommerziell erhältlich.In dem vorliegenden Vorhaben sollen bestehende Konzepte zum Einsatz von Parasitoiden und Semiochemikalien optimiert und ein innovatives Verfahren zur Kombination beider Strategien entwickelt werden. Letztendlich wird mit der artspezifischen Schädlingsbekämpfung ein umweltverträglicher und auch für die menschliche Gesundheit schonender und nachhaltiger Vorratsschutz erreichet, der vor allem für die ökologische Landwirtschaft benötigt wird. Insgesamt könnte dieser Ansatz den Gebrauch konventioneller Pflanzenschutzmittel reduzieren und damit das Risiko chemischer Rückstände in Lebens-/Futtermitteln verringern sowie gleichzeitig zum Klimaschutz beitragen. Dieser Ansatz soll am Beispiel des bisher nicht kommerziell erhältlichen Larvalparasitoiden Cephalonomia waterstoni (Hymenoptera: Bethylidae) näher untersucht werden. Dabei handelt es sich um einen natürlichen Gegenspieler und potenziellen Kandidaten zur Bekämpfung des Rotbraunen Leistenplattkäfers Cryptolestes ferrugineus (Coleoptera: Laemophloeidae). Cryptolestes ferrugineus ist ein weltweiter Schädling gelagerter Pflanzenprodukte wie Getreide, Mais, Reis, und Trockenfrüchte. In Forschungsphase I des Projektes sollen zunächst adulte C. waterstoni auf verschiedenen Betrieben gefangen und/oder aus Beständen anderer Forschungseinrichtungen bezogen werden, um eine Massenaufzucht des Parasitoiden im Labor der Biologischen Beratung GmbH aufzubauen. Zur Sicherstellung einer ausreichenden Anzahl an Testindividuen für die anstehenden Analysen und Verhaltenstests wird ein paralleler Zuchtansatz am JKI aufgebaut. Zur Zuchtoptimierung werden von der Biologischen Beratung GmbH Untersuchungen zur Biologie des Wirtes und zu den besten Entwicklungsparametern für den Parasitoiden durchgeführt. Es soll weiterhin am JKI mit der Duftstoffsammlung und –analyse von Wirts- und Futtersubstraten begonnen werden. Als Abbruchkriterium des Projektes wird am Ende der Forschungsphase I überprüft, ob eine Massenaufzucht von C. waterstoni etabliert wurde. In Forschungsphase II sollen mit Hilfe chemischer Analysen (GC-MS) und elektrophysiologischer Methoden (GC-EAD, EAG) am JKI die vom Parasitoiden zur Wirtsfindung verwendeten Duftstoffe identifiziert werden, um anschließend in Olfaktometertests das Wirtsfindungsverhalten duftunerfahrener C. waterstoni Weibchen ohne zusätzliche Semiochemikalien und unter Zugabe der attraktiven Verbindungen zu untersuchen. Durch Analyse und Vergleich der Abdampfraten der identifizierten Duftstoffe sollen effektive Köder zur Anlockung von C. waterstoni entwickelt werden. Schließlich soll die Effektivität bei der Wirtsfindung und Parasitierung von Schädlingslarven von duftunerfahrenen sowie mit (wirts-)spezifischen Duftstoffen trainierten Parasitoiden in Semi-Freilandversuchen mit Flugkäfigen am JKI ermittelt werden. Die Optimierung und der Ausbau der Massenaufzucht der Parasitoiden wird von der Biologischen Beratung GmbH in Forschungsphase II fortgeführt. Die im Labor erzielten Kenntnisse zur Effizienz des Parasitoiden bei der biologischen Bekämpfung und zu attraktiven Schlüsselverbindungen können direkt in die Entwicklung einer kommerziellen Zucht des neuen Nützlings und seine praktische Anwendung im Vorratsschutz fließen.
Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat
