Einsatz von natürlichen Gegenspielern zur biologischen Kontrolle von Schadorganismen in Ackerbaukulturen und im Grasland

• Forschungsstelle: AGS
• Projektnummer: 14.42.4.1
• Projekttitel Englisch: Application of natural antagonists for biological control of pests and pathogens in arable crops and grasslands

Schlüsselwörter (Englisch)

biological control, insect pests, phytopathogenic fungi, arable crops, grasslands, volatiles, plant-beneficial bacteria, Beauveria, Metarhizium, Pseudomonas

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Nachhaltigkeit ist eines der am meisten eingeforderten Attribute der zukünftigen landwirtschaftlichen Produktion. In vielen Teilbereichen der landwirtschaftlichen Produktion fehlt es jedoch an nachhaltigen Methoden. Ein Beispiel hierfür ist die biologische Kontrolle von Schädlingen und Krankheiten. Sie wird in der Öffentlichkeit als Musterbeispiel für einen nachhaltigen, nicht chemischen, Pflanzenschutz wahrgenommen. Trotz teilweise enormer Fortschritte (z.B. in Gewächshauskulturen) ist die biologische Regulierung von Schadorganismen in vielen landwirtschaftlichen Produktionssystemen nach wie vor nur ein Randthema. Dies gilt in besonderem Masse für den Ackerbau.
Das vorliegende Tätigkeitsfeld nimmt sich dieses Problems an und erarbeitet Lösungen für einen vermehrten Einsatz der natürlichen Regulierung von Schadorganismen im Schweizer Ackerbau und Grasland. Das Tätigkeitsfeld umfasst zwei Themen, die in zwei Projekten bearbeitet werden, (1) Biologische Kontrolle von Schadinsekten mit Hilfe von entomopathogenen Pilzen und Nematoden, (2) Biologische Kontrolle von Pflanzenkrankheiten mit Hilfe von antagonistischen Bakterien und biotechnischen Verfahren. Die Fallbeispiele, mit denen diese Themen bearbeitet werden, wurden anhand der Stakeholder-Anliegen ausgewählt und betreffen wichtige und aktuelle landwirtschaftliche Probleme, wie z.B. Krautfäule- und Drahtwurmbekämpfung im Kartoffelbau, die Rapsglanzkäferbekämpfung im Rapsbau oder die Bekämpfung von samen – und bodenbürtigen Pilzkrankheiten im Getreidebau.

Projektziele (Deutsch)

Allgemeines Ziel dieses Tätigkeitsfelds ist die Erarbeitung von umweltverträglichen Lösungen zur Regulierung von Schadorganismen im Acker– und Futterbau, als wichtiger Beitrag zur ökologischen Intensivierung der landwirtschaftlichen Produktion. Besonderes Gewicht wird auf Schädlinge und Krankheitserreger im Grasland sowie im Kartoffel-, Raps- und Getreidebau gelegt.

Biologische Kontrolle von Schadinsekten mit Hilfe von entomopathogenen Pilzen und Nematoden
1)     Erforschung der Wirksamkeit verschiedener Isolate von Beauveria sp. und Metarhizium sp. gegen Drahtwürmer, Rapsglanzkäfer und Engerlinge
2)     Untersuchung von kombinierten Anwendungen von entomopathogenen Pilzen, Nematoden und verschiedenen Naturstoffen auf ihre Wechselwirkungen (antagonistische, additive und synergistische Effekte)
3)     Optimierung von Formulierungstechnologien und Applikationsmethoden für den Einsatz entomopathogener Pilze im Ackerbau und im Grasland

Biologische Kontrolle von phytopathogenen Pilzen im ökologischen Anbau mit Hilfe von Bakterien und biotechnischen Verfahren
4)     Erarbeiten eines besseren Verständnisses der Wechselwirkungen zwischen Nutzorganismen (Bakterien) und Schaderregern (Pilzen) (Finanzierung vor allem durch Drittmittel geplant)
5)     Erarbeitung von biokompatiblen Lösungen zur Regulierung der Kraut- und Knollenfäule im Kartoffelbau und samen-/bodenbürtiger Pilze (z.B. Brandpilze) im Getreidebau
6)     Optimierung von Entscheidungshilfen für die Praxis (z.B. Prognosesysteme, Nachweismethoden von samenbürtigen Erregern, Nachweismethoden von bodenbürtigen Erregern, Langzeit-Monitoring von samenbürtigen Krankheiten)
7)     Erarbeitung bzw. Optimierung von Beizmethoden für die Produktion und Verwendung von Bio-Getreidesaatgut

Neue Kenntnisse/Literatur (Deutsch)

Ansari M.A., Shah F.A. and Butt T.A. 2010. The entomopathogenic nematode Steinernema kraussei and Metarhizium anisopliae work synergistically in controlling overwintering larvae of the black vine weevil, Otiorhynchus sulcatus, in strawberry growbags. Biocontrol Science and Technology 20, 99-105.

Dorn B., Musa-Steenblock T., Krebs H., Fried P.M. and Forrer H.-R. 2009. Vom Labor ins Feld. Kupferalternativen für den biologischen Kartoffelanbau. Agrarforschung 16 (11-12), 478-483.

Ericsson J.D., Kabaluk, J.T., Goettel, M.S. and Myers, J.H. 2007. Spinosad interacts synergistically with the insect pathogen Metarhizium anisopliae against the exotic wireworms Agriotes lineatus and Agriotes obscurus (Coleoptera: Elateridae). Journal of Economic Entomology 100(1): 31-38.

Groenhagen U., Baumgartner R., Bailly A., Gardiner A., Eberl L. and Weisskopf L. 2013. Production of bioactive volatiles by different Burkholderia ambifaria strains. Journal of Chemical Ecology, doi:10.1007/s10886-013-0315-y

Hiltpold I., Hibbard B.E., French B.W. and Turlings T.C.J. 2013. Capsules containing entomopathogenic nematodes as a Trojan horse approach to control the western corn rootworm. Plant and Soil 358, 11–25.

Kamilova F., Lamers G. and Lugtenberg B. 2008. Biocontrol strain Pseudomonas fluorescens WCS365 inhibits germination of Fusarium oxysporum spores in tomato root exudate as well as subsequent formation of new spores. Environmental Microbiology 10, 2455-2461.

Keller S. and Schweizer C. 2008. Engerlingsbekämpfung mit entomopathogenen Pilzen. Mitteilungen der Deutschen Gesellschaft für allgemeine und angewandte Entomologie 16, 361-364.

Kölliker U., Biasio L. and Jossi W. 2011. Potential control of Swiss wireworms with entomopathogenic fungi. IOBC/WPRS Bulletin 66, 517-520.

Krebs H., Musa-Steenblock T., Vogelgsang S. and Forrer H.-R. 2013. Kupferfreie Bekämpfung der Kraut- und Knollenfäule im Bio-Kartoffelbau? Agrarforschung Schweiz 4 (5), 238-243.

Kuske S., Schweizer C. and Kölliker U. 2011. Mikrobielle Rapsglanzkäferbekämpfung: Erste Erfahrungen aus der Schweiz. Agrarforschung 2 (10), 454–461.

Lugtenberg B. and Kamilova F. 2009. Plant growth-promoting rhizobacteria. Annual Review of Microbiology 63, 541-556.

Meyling N.V., Pilz C., Keller S., Widmer F. and Enkerli J. 2012. Diversity of Beauveria spp. isolates from pollen beetles Meligethes aeneus in Switzerland. Journal of Invertebrate Pathology 109, 76-82.

Vogelgsang S., Bänziger I., Krebs H., Legro R. J., Sanchez-Sava V. and Forrer H.-R. 2013. Control of Microdochium majus in winter wheat with botanicals – from laboratory to the field. Plant Pathology doi:10.1111/ppa.12024

Kunden/Berichterstattung (Deutsch)

Die wichtigsten Kunden sind die Schweizer Landwirte, in weiterem Sinne alle Beteiligten in der Kartoffel-, Getreide- und Rapsproduktion (swisspatat, swissgranum, VSKP, IP-Suisse, BioSuisse), sowie auch die Vermehrungsorganisationen (swisssem), die der Produktion nachgelagerten Betriebe, der Lebensmittelhandel und schliesslich die Konsumenten. Das Tätigkeitsfeld ist zudem für verschiedene Industriepartner interessant (z.B. Nützlingsproduzenten). Die Beratungsdienste profitieren von der Arbeit im Rahmen dieses Tätigkeitsfeldes und helfen gleichzeitig mit, die Ergebnisse in der Praxis publik zu machen und umzusetzen. Zu guter Letzt sind auch Vertreter der nationalen und internationalen Wissenschaft eine wichtige Kundengruppe dieses Tätigkeitsfeldes.

Zwischen- und Endberichte für Drittmittelprojekte; Präsentationen auf nationalen und internationalen Tagungen; Publikationen in wissenschaftlichen Zeitschriften und in der landwirtschaftlichen Presse; Feldbegehungen und Demonstrationen am Agroscope-Versuchsgelände.