Benefits and risks associated with the use of macroorganisms in plant protection

• Unité de recherche: AGS
• Numéro de projet: 14.43.3.1
• Titre du projet anglais: Benefits and risks associated with the use of macroorganisms in plant protection

Mots-clé (Anglais)

Arthropods, biodiversity, biological control, biosafety, environmental risk assessment, host range, non-target effects, pests, specificity

Description succincte (Allemand)

Steigende Anforderungen an die Nachhaltigkeit landwirtschaftlicher Produkte, Resistenzentwicklungen gegen Insektizide und neu auftretende Schädlinge, lassen heutzutage weltweit die Nachfrage nach neuen Makroorganismen zur biologischen Schädlingsbekämpfung steigen. Um den Einsatz wirksamer und ökologisch sicherer Nützlinge auch in Zukunft zu gewährleisten untersuchen wir in der Forschungsgruppe Biosicherheit Potential und ökologische Risiken im Einsatz neuer Makroorganismen im Pflanzenschutz. Im Rahmen des Zulassungsverfahrens für Pflanzenschutzmittel beurteilen wir eingereichte Dossiers zur Zulassung von Makroorganismen im Pflanzenschutz. Für die Verbesserung der Risikoanalyse von Makroorganismen arbeiten wir an der Methodik und den internationalen Verfahren zur Regulierung von Organismen für den Pflanzenschutz. Darüber hinaus erforschen wir die Bedeutung von chemischen Signalen für die Wirtsfindung und Spezifität von Nützlingen und die Bedeutung neuer trophischer Beziehungen auf den Erfolg von Nützlingen und invasiven Arthropoden.
Die gewonnenen Erkenntnisse sind ein Beitrag zur nachhaltigen und ertragssicheren Landwirtschaft in der Schweiz. Sie dienen der Stärkung des biologischen Pflanzenschutzes und können so zu einer Verringerung des Einsatzes chemischer Pestizide beitragen. Sie tragen dazu bei die natürliche Ressource Biodiversität zu sichern, indem die biologische Schädlingsbekämpfung sicherer für Nicht-Zielarthropoden und die Umwelt im Allgemeinen wird.

Objectifs du projet (Allemand)

Oberziel:
Das generelle Ziel ist die Beurteilung der Risiken und des Nutzens von Makroorganismen für den biologischen Pflanzenschutz und die Erforschung der Faktoren, die für Effizienz und Risiko von ausgebrachten und invasiven Arthropoden eine Rolle spielen. Die Erreichung der genannten Ziele ist mehrheitlich vom Erhalt von Drittmitteln abhängig.

Konkrete Ziele sind:
1.   Die Beurteilung möglicher ökologischer Risiken von Makroorganismen, die zur Bewilligung im Pflanzenschutz angemeldet werden.
2.   Die Entwicklung von Methoden zur besseren Risikobeurteilung von Makroorganismen.
3.   Die Abschätzung der Bedeutung alternativer Nahrungsquellen für die Etablierung und Ausbreitung exotischer Arthropoden.
4.   Die Beurteilung der Auswirkungen von chemischen Signalen, die von Pflanzen sowie Wirten oder Beuteorganismen abgegeben werden auf die Spezifität von Nützlingen und die Exposition von Nichtzielorganismen.
5.   Die Risikoabschätzung für den Einsatz von Nützlingen an konkreten Anwendungsbeispielen.
6.   Beratung von Behörden bezüglich Nutzen und Risiken von Makroorganismen für den Pflanzenschutz, im Licht der neuen Kenntnisse, die in den laufenden Projekten erworben wurden.
7.   Mitarbeit in nationalen und internationalen wissenschaftlichen Gremien und Organisationen zur aktuellen Regelung der Freisetzung von Makroorganismen im biologischen Pflanzenschutz

Connaissances nouvelles/Littérature (Allemand)

Bigler F. & Kölliker-Ott U., 2006. Balancing environmental risks and benefits: a basic approach. In: Environmental impact of invertebrates for biological control of arthropods - methods and risk assessment (Eds F. Bigler, D. Babendreier & U. Kuhlmann). CABI Publishing, Wallingford, UK, 273-286.

Aebi A., Schönrogge K., Melika G., Alma A., Biosio G., Quacchia A., et al., 2006. Parasitoid recruitment to the globally invasive chestnut gall wasp Dryocosmus kuriphilus. In: Galling arthropods and their associates (Eds K. Ozaki, J. Yukawa, T. Ohgushi &, P. W. Price). Springer Japan, Tokyo, Japan, 103-121.

Schooler S.S., De Barro P. & Ives A.R., 2011. The potential for hyperparasitism to compromise biological control: Why don't hyperparasitoids drive their primary parasitoid hosts extinct? Biol. Control. 58, 167-173.

Kogel S., Eben A., Hoffmann C. & Gross J., 2012. Influence of diet on fecundity, immune defense and content of 2-Isopropyl-3-methoxypyrazine in Harmonia axyridis Pallas. J. Chem. Ecol. 38, 854-864.

Berkvens N., Landuyt C., Deforce K., Berkvens D., Tirry L. & De Clercq P., 2010. Alternative foods for the multicoloured Asian lady beetle Harmonia axyridis (Coleoptera: Coccinellidae). Eur. J. Entomol. 107, 189-195.

Vet L.E.M., Wäckers F.L. & Dicke M., 1991. How to hunt for hiding hosts - The reliability-detectability problem in foraging parasitoids. Neth. J. Zool. 41, 202-213.

Bruce T.J.A. & Pickett J.A., 2011. Perception of plant volatile blends by herbivorous insects - Finding the right mix. Phytochemistry. 72, 1605-1611.

Collatz J. & Dorn S., 2013. A host-plant-derived volatile blend to attract the apple blossom weevil Anthonomus pomorum – The essential volatiles include a repellent constituent. Pest Manag. Sci. 69, 1092-1098.

Gandolfi M., Mattiacci L. & Dorn S., 2003. Preimaginal learning determines adult response to chemical stimuli in a parasitic wasp. P. Roy. Soc. Lond. B. 270, 2623-2629.

Collatz J., Muller C. & Steidle J.L.M., 2006. Protein synthesis-dependent long-term memory induced by one single associative training trial in the parasitic wasp Lariophagus distinguendus. Learn. Mem. 13, 263-266.

Gandolfi M., Mattiacci L. & Dorn S., 2003. Mechanisms of behavioral alterations of parasitoids reared in artificial systems. J. Chem. Ecol. 29, 1871-1887.

Cortesero A.M. & Monge J.P.1994. Influence of preemergence experience on response to host and host-plant odors in the larval parasitoid Eupelmus vuilleti. Entomol. Exp. Appl. 72: 281-288.

Destinataires/Diffusion des résultats (Allemand)

Wichtigste Kundengruppen sind die Schweizer Bewilligungsbehörden (BLW und BAFU), Europäische Regulierungsbehörden, Nützlingsproduzenten, Anwender und die Wissenschaft.

Die Beurteilung des ökologischen Risikos von Makroorganismen im Pflanzenschutz im Rahmen des Expertensystems erfolgt mittels der Erstellung von Gutachten und Stellungnahmen. Diese werden über ein Onlinesystem (GIAPP) direkt an das BLW weitergeleitet. Wenn notwendig werden vom BLW weitere Empfänger hinzugezogen (BAFU, EFBS, Nützlingsproduzenten).
Das erarbeitete Wissen aus den Forschungsprojekten wird durch wissenschaftliche Publikationen und Konferenzbeiträge innerhalb der Wissenschaftsgemeinschaft verbreitet.
In Lehrveranstaltungen (ETH, ISARA Lyon) und durch die Mitarbeit in internationalen Gremien (EPPO, IOBC) wird das Wissen einem weiteren Nutzerkreis zugänglich gemacht.