Kooperationspartner: Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland (JKI) IPK Genbank Außenstelle Nord
Gesamtziel des Projektes:
Die Kartoffel gehört zu den Kulturen mit dem höchsten Einsatz an Pflanzenschutzmitteln. Der Großteil dient zur Bekämpfung von Phytophthora infestans, der Kraut- und Braunfäule. Am JKI wird daher in einem langfristigen Programm polygen bedingte Phytophthora-Resistenz aus Solanum-Wildarten auf konventionellem Wege in das Kulturkartoffelgenom übertragen. Bei der Kartoffel entscheiden 50-60 Zuchtmerkmale über ihre Verwendungseignung. Die Kombination dieser hohen Zahl an Merkmalen mit polygener Phytophthora-Resistenz ist schwierig. Daher müssen diese Merkmale im Rahmen des Projektes über mehrere Kreuzungsschritte, bis zur vierten Rückkreuzung, kombiniert werden. Anschließend erfolgen mehrjährige Resistenzprüfungen an Kraut und Knollen mit Hilfe angepasster Prüfungsmethoden. Für Langtaggebiete leistet das Projekt weltweite Pionierarbeit bei der Kombination von hoher quantitativer Resistenz mit früher Reifezeit sowie weiteren wichtigen, bisher nicht verfügbaren Merkmalskombinationen. Durch die stetige Zuführung neuer Resistenzgene wird sowohl dem Genverlust im offenen Zuchtsystem der Kartoffel als auch der sehr hohen genetischen Variabilität des Erregers begegnet.
Kooperationspartner: Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland (JKI)
Gesamtziel des Projektes:
Verbesserung der Expositionsabschätzung von Saatgutabrieb auf benachbarte Nicht-Zielpflanzen im Hinblick auf letale und subletale Effekte von Insektizidhaltigen Stäuben auf Bienenvölker; Klärung, ob Schadwirkung bereits allein durch die Verdriftung von Stäuben entstehen kann oder die Schadwirkung ausschließlich auf die Aufnahme von kontaminiertem Nektar oder Pollen zurückzuführen ist; Untersuchung, ob verschiedene Pflanzenbestände wie Raps, Löwenzahn, Phacelia durch ein untertschiedliches Filtervermögen, unterschiedliche Belastungen und somit ein unterschiedliches Schadensausmaß zur Folge haben können; Auswirkungen auf verschiedene Bienen, wie Pollensammler, Nektarsammler, Wassersammler, Ammenbienen und Stockbienen.
Gesamtziel des Projektes:
Die Krautfäule-Resistenz von zugelassenen Sorten und von neuen in die Wertprüfung des Bundessortenamts aufgenommenen Sortenkandidaten wird jährlich erfasst. Die Prüfung der Resistenz erfolgt in Freilandversuchen mit vier Wiederholungen nach künstlicher Inokulation mit einem Gemisch aus virulenten Pathotypen, die Virulenzen gegen die Majorgene R1-R11 tragen. Die Beurteilung des Krautfäulebefalls wird mindestens zweimal wöchentlich ab Befallsbeginn bis zur Reife durchgeführt, wobei der prozentuale Anteil der befallenen Krautfläche in einer Parzelle geschätzt wird. Die Mehrfachbonituren erlauben eine Dokumentation des Befallsverlaufs für jede Sorte bzw. jeden Sortenkandidaten.
Kooperationspartner: Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland (JKI) KWS Saat AG SESVANDERHAVE N.V. Strube Research GmbH & Co. KG Syngenta Seeds GmbH
Gesamtziel des Projektes:
Der Rübenzystennematode, Heterodera schachtii, ist einer der wichtigsten ertragseinschränkenden Schadfaktoren in der deutschen Rübenproduktion. Mit der Zulassung von resistenten und toleranten Rübengenotypen hat sich auch die Fragestellung ergeben, ob es zu der Bildung von Pathotypen kommen könnte, die den nachhaltigen Nutzen dieser Ressource langfristig gefährden. Solch eine Entwicklung ist für Resistenzen gegenüber H. schachtii von Dr. J. Müller beschrieben worden. Dr. Müller hat ein Pathotypensystem proklamiert, das die Vermehrungsfähigkeit auf verschiedenen Resistenzquellen nutzt, um Populationen von H. schachtii zu charakterisieren. Derzeit sind die Pathotypen: Schach0, Schach1, Schach2, und Schach1, 2 bekannt. Es ist nicht bekannt, ob diese verschiedenen Pathotypen auch auf toleranten Genotypen unterschiedliche Virulenz/Aggressivität aufweisen. In toleranten Rüben wird eine partielle Resistenz vermutet, da diese geringere Reproduktionsraten zulassen als anfällige Sorten. In dieser Skizze werden wir für diese Genotypen den Begriff "tolerant" benutzen. Es ist derzeit noch nicht geklärt ob diese Toleranzreaktion der Resistenz in Beziehung steht, die durch das Pathotypensystem charakterisiert ist. Ein Ziel dieses Projekts ist festzustellen, ob die besagten Pathotypen auch tolerante Zuckerrübengenotypen unterschiedlich infizieren und ob es eine Selektion von Populationen von H. schachtii auf höhere Virulenz und Aggressivität gibt, wenn tolerante Sorten wiederholt angebaut werden. Ein Pathotypensystem, ähnlich einem vergleichbaren für Sojabohnenzystennematoden, soll aufgebaut werden. Des Weiteren soll untersucht werden, was mit Juvenilen geschieht, die tolerante Rüben penetrieren können. In resistenten Zuckerrüben erwartet man eine hypersensitive Reaktion, also das Absterben von Nährgewebe - Aber was passiert bei den toleranten Zuckerrüben? Ergebnisse dieses Projektes werden die Grundlage für detaillierte molekulare Studien der Populationsgenetik darstellen.
Kooperationspartner: Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland (JKI)
Gesamtziel des Projektes:
Entwicklung und Test eines Prüfstandes zur Bewertung und Klassifizierung von thermisch arbeitenden Unkrautbekämpfungsgeräten hinsichtlich ihrer Temperaturverteilung sowie der Energie- und Wirkungseffizienz. Dabei werden Verfahren mit Heißdampf, Heißschaum, Heißwasser, IR-Strahler und Brenner untersucht.
Kooperationspartner: Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland (JKI) Institut für Pflanzenschutz in Gartenbau und Forst (JKI)
Gesamtziel des Projektes:
Die vergleichende Bewertung von Pflanzenschutzmitteln wurde im Juni 2011 mit dem neuen Pflanzenschutzgesetz 1107/2009 eingeführt. Die vergleichende Bewertung basiert dabei auf dem "Substitutions-Prinzip". Substitution bedeutet eine Risikominderung bei stufenweisem Ersatz von Pflanzenschutzmitteln, die Substitutionskandidaten enthalten durch weniger bedenkliche Methoden und Produkte, zum Schutz der menschlichen oder tierischen Gesundheit und der Umwelt, während gleichzeitig die ökonomischen und praktischen Nachteile für die Landwirtschaft minimiert werden. Das Substitut kann eine Alternative chemischer oder nicht-chemischer Art sein. Bei der nicht-chemischen Alternative wird zumeist von einer Bekämpfungsmethode ausgegangen. In der EU regeln zwei Leitlinien-Dokumente das schrittweise Vorgehen bei der vergleichenden Bewertung. Allerdings liefern beide kein genaues Vorgehen für eine ökonomische Bewertung. Genaue Vorgehensweise, Methoden der Bewertung, Kriterien, usw. fehlen. Hier setzt das Projekt zur ökonomischen Bewertung innerhalb der vergleichenden Bewertung an und entwickelt ein geeignetes Bewertungsverfahren. Im Fokus steht dabei die ökonomische Bewertung von nicht-chemischen Alternativen. Eine Überprüfung des neu entwickelten ökonomischen Bewertungsverfahrens erfolgt über einen Testlauf von 3 beispielhaften Substitutionskandidaten, je ein Herbizid, Fungizid und Insektizid.
Kooperationspartner: Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland (JKI) Institut für Strategien und Folgenabschätzung (JKI) Geoinformationsdienst GmbH Herbert Dammann GmbH Zentralstelle der Länder für EDV-gestützte Entscheidungshilfen und Programme im Pflanzenschutz (ZEPP)
Informationssystem Integrierte Pflanzenproduktion
Gesamtziel des Projektes:
Die teilflächenspezifische Applikation von Pflanzenschutzmitteln (PSM) ist ein Ansatz mit dem eine deutliche Reduktion angewendeter Pflanzenschutzmittel und somit eine umweltschonendere und nachhaltigere Agrarproduktion möglich wird. Im Rahmen des BLE-Projektes "Entwicklung und Praxistest eines Direkteinspeisungssystems ohne Verzögerungszeiten zur Teilflächenapplikation von Pflanzenschutzmitteln" konnte erstmals ein technisch ausgereifter Prototyp entwickelt werden, mit dem die bislang bekannten Probleme der Direkteinspeisung weitestgehend gelöst wurden. Um mit dieser Technik jedoch eine tatsächliche Teilflächenapplikation unter Praxisbedingungen umzusetzen, bedarf es der zusätzlichen Entwicklung einer Systemumgebung, welche eine Vielzahl von satelliten-, sensorgesteuerten und geodatengestützten Informationen über Schnittstellen integrieren kann und mit dessen Hilfe Teilflächen innerhalb der gesamten Applikationsfläche für unterschiedliche Applikationsmaßnahmen identifiziert und näher charakterisiert werden können. Zielsetzung des Projektes ist die Entwicklung eines Assistenzsystems basierend auf der Direkteinspeisung zur orts- und zeitabhängigen teilflächenspezifischen Applikation von Pflanzenschutzmitteln.
Kooperationspartner: Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland (JKI) Gemeinschaft zur Förderung von Pflanzeninnovation e. V. (GFPi)
Gesamtziel des Projektes:
In der Praxis wird zunehmend das Auftreten von viröser Eisenfleckigkeit an Kartoffeln festgestellt. Besonders feuchte Vegetationsbedingungen und mäßige Temperaturen fördern den Befall. Es kommt zu Ringnekrosen auf der Knollenoberfläche und im Inneren der Knolle. Dies führt dazu, dass bereits leicht befallene Partien nicht mehr zur Vermarktung als Speise- oder Veredelungskartoffeln geeignet sind. Ursache für diese Symptome ist das Tobacco rattle virus (TRV), das durch freilebende Nematoden (Trichodorus u.a.) übertragen wird. Das Genom des TRV besteht aus RNA1- und RNA2-Molekülen, deren Basenzusammensetzungen je nach Herkunft in verschiedenen Regionen starke Unterschiede aufweisen. Andererseits unterscheiden sich auch einzelne Kartoffelsorten erheblich in ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber dem TRV, von hoch anfällig bis vollständig resistent. Die Resistenzausprägung hängt aber nicht nur von der Kartoffelsorte ab, sondern auch von den molekularen Eigenschaften des jeweiligen TRV-Stammes bzw. der Interaktion mit dem Virusvektor. Im vorgeschlagenen Forschungsvorhaben sollen die molekularen Eigenschaften der in verschiedenen Regionen in Deutschland vorkommenden TRV-Stämme analysiert werden. Darauf aufbauend erfolgen Untersuchungen zur Verbreitung, Symptomatologie und Infektiosität der verschiedenen Virusstämme. Die in den Regionen als Virusvektoren auftretenden Nematoden werden bestimmt und auf Beladung mit TRV untersucht. Die Interaktion von TRV-Isolat, Virusvektor und Kartoffel erfolgt in Kooperation mit den beteiligten Züchtungspartnern an ausgewählten Sorten und verschiedenen Standorten. Die Ergebnisse dieser Arbeiten lassen eine detailliertere Resistenzbewertung erwarten, so dass eine gezieltere Selektion von Kreuzungspartnern möglich wird. Entsprechende Kreuzungsversuche könnten langfristig die Grundlagen für eine Marker-gestützte Selektion auf TRV-Resistenz liefern.
Projektkoordinator/in:
Dietrich, Stephan Dietrich, Stephan
Kooperationspartner: Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland (JKI) Institut für Anwendungstechnik im Pflanzenschutz (JKI) ABiTEP GmbH LEHNER Agrar GmbH
Gesamtziel des Projektes:
In Europa stellen Schnellkäfer ein zunehmendes Problem im Ackerbau und hier insbesondere im Kartoffel- und Maisanbau dar. Die 5 Arten Agriotes lineatus (L.), A. obscurus (L.), A. sputator (L.), A. sordidus (Illiger) und A. ustulatus Schäller sind in Mitteleuropa als die wichtigsten zu nennen. Gerade weil keine chemischen Insektizide zur Bekämpfung von Drahtwürmern zur Verfügung stehen, wird die Anwendung Insektenpathogener Pilze der Gattung Metarhizium als ein mögliches nachhaltiges Pflanzenschutzverfahren für den biologischen wie integrierten Anbau angesehen. Virulente Metarhizium-Stämme mit Wirkung gegen Drahtwürmer wurden von verschiedenen Forschungsgruppen identifiziert. So werden vom Agriculture and Agri-Food Canada (AAFC) der Metarhizium brunneum-Stamm LRC112 und vom Agroscope (Schweiz) der Stamm 2825 als vielversprechende Biocontrol Agents (BCA) angesehen. Stämme aus der JKI-eigenen Pilzsammlung sowie die genannten Referenzstämme sollen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit geprüft und anschließend in einem am JKI, Institut für Biologischen Pflanzenschutz etablierten Granulatherstellungsverfahrens formuliert werden. Eine technische wie betriebswirtschaftliche Umsetzbarkeit des Verfahrens wird von der Firma ABITEP GmbH durchgeführt und gegebenenfalls mit anderen Herstellungsverfahren verglichen. Um den Anwendungsbereich insektenpathogener Pilze zu erhöhen soll für ausgewählte Pilzstämme neben der Granulatherstellung auch eine spritzbare Formulierung entwickelt werden. In Zusammenarbeit mit dem JKI, Institut für Anwendungstechnik im Pflanzenschutz und der LEHNER Agrar GmbH soll die Anwendbarkeit durch Optimierung der Granulate sowie der Anwendungstechnik - einschließlich der Integrierung spritzbarer Metarhizium-Formulierungen - gewährleistet werden. Das JKI, Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland, wird sich aufgrund ihrer entomologischen Expertise mit der Entwicklung einer auf insektenpath. Pilzen basierten Drahtwurm-Bekämpfungsstrategie konzentriert.
Kooperationspartner: Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland (JKI)
Gesamtziel des Projektes:
Zystennematoden an Kartoffel (Globodera pallida und G. rostochiensis) und Zuckerrübe (Heterodera schachtii) stellen als schwer bekämpfbare Schadorganismen eine akute Bedrohung der Pflanzenproduktion in Deutschland dar, da sie erhebliche Ertragsverluste bewirken können. Bei der Verarbeitung von Kartoffeln und Zuckerrüben fallen jährlich mehrere Hunderttausend Tonnen an Resterde und Verarbeitungsrückständen (Schalen, schadhafte Kartoffeln/ Zuckerrübenbruchstücke) an, da die Feldfrüchte i.d.R. nicht Rückstandsfrei von anhaftender Erde geerntet werden können. Während die Verbreitung von Kartoffelzystennematoden mit Pflanzgut durch strenge Regelungen in den letzten Jahren stark reduziert werden konnte, stellt die Einbringung unbehandelter Resterden aus der Kartoffel- und Zuckerrübenverarbeitung derzeit einen der potentiellen Hauptverschleppungswege von Nematoden dar, der maßgeblich zu deren aktuell kritischer Befallssituation beiträgt. Das Vorhaben zielt auf die Optimierung von Behandlungsverfahren zur Entseuchung von mit Kartoffel- und Rübenzystennematoden belasteten Erden ab. Dazu sollen Verfahren der anaeroben Bodendesinfektion, anaeroben Überflutung/ Deponierung der Resterde in Stapelteichen, aeroben Kompostierung, Hitzebehandlung, Mikrowellenbehandlung, Behandlung mit ozoniertem Wasser und Elektronenbestrahlung an freien Zystennematoden zur Bestimmung der erforderlichen Behandlungsdosis und unter praxisnahen Bedingungen an Resterden getestet werden. Einen weiteren Arbeitsschwerpunkt stellt die Erprobung mehrerer biologischer, biochemischer und molekularbiologischer Verfahren zur Ermittlung der Lebens- und Entwicklungsfähigkeit der Zystennematoden dar. Ziel des Projektes soll die Schaderregerfreie Rückführung von Resterden in den landwirtschaftlichen Nutzungskreislauf sein.