Entwicklung eines Nützlingsmanagements für den ökologischen Topfkräuteranbau

Abstract

Der ökologische Topfkräuteranbau ist ein in Deutschland rasch an Bedeutung gewinnender Markt mit interessanten Marktzuwächsen in den letzten Jahren. Die Produktion findet häufig in hochspezialisierten Betrieben statt, die ganzjährig Topfkräuter kultivieren. Hierbei wird vermehrt auf biologische Pflanzenschutzmaßnahmen zurückgegriffen, da die Pflanzen teilweise nur sehr kurze Kulturdauern aufweisen und die Wartezeiten chemischer Pflanzenschutzmittel beachtet werden müssen. Es stehen nur wenige genehmigte Pflanzenschutzmittel zur Verfügung und die Ansprüche des Marktes und der Endverbraucher an die Qualität der Pflanzen sind hoch. So müssen die Pflanzen beispielsweise komplett frei von Schädlingen und Schäden sein. Die erfordert einen rigorosen Pflanzenschutz. Der Fokus dieser Arbeit lag daher darin, den Einfluss der biotischen und abiotischen Besonderheiten des Topfkräuteranbaues auf Modellschädlinge und –nützlinge unter kontrollierten Bedingungen zu untersuchen, um eine wissenschaftliche Grundlage für einen erfolgreichen Nützlingseinsatz zu schaffen. Dafür wurden die Entwicklung von Blattläusen (Myzus persicae) und Thrips (Frankliniella occidentalis) unter dem Einfluss der besonderen Bedingungen des Topfkräuteranbaus zunächst in Labor- und anschließend in Modellversuchen an Ganzpflanzen untersucht. Auf Grund dieser Ergebnisse wurde der Einsatz kommerziell erhältlicher Nützlinge gegen die Schädlinge in Laborversuchen und im Gewächshaus erforscht. Es lässt sich festhalten, dass die untersuchten Schädlinge von niedrigen Temperaturen und verkürzter Tageslichtlänge, wie sie im Winter im Gewächshaus vorkommen können, in ihrer Populationsentwicklung beeinträchtigt werden. Jedoch nicht in einem Maße, als dass dies zu ihrer Bekämpfung genutzt werden könnte. Da bereits wenige Blattläuse oder Thrips ausreichen um bei besseren klimatischen Bedingungen rasch eine neue Population aufzubauen, ist jedoch auch in der kühlen Jahreszeit eine Bekämpfung notwendig. Die Nützlinge haben meist höhere Ansprüche an das Klima als die Schädlinge, so dass hier optimierend eingegriffen werden sollte. Eine Zusatzbeleuchtung zur Verlängerung der Tageslichtlänge verstärkt sowohl die Wirkung von Schlupfwesen und C. carnea-Larven gegen Blattläuse, als auch die Fraßleistung der tagaktiven Raubmilben, die zur Bekämpfung des Kalifornischen Blütenthrips eingesetzt werden. Erhöhte Temperaturen beschleunigen die Individualentwicklung der Tiere, so dass insbesondere Schlupfwespen, die sich einzeln in Blattläusen vom Ei zum Imago entwickeln, von einer Beheizung profitieren. Es konnte gezeigt werden, dass eine rechtzeitige Ausbringung einer ausreichend großen Menge an Nützlingen entscheidend für den Erfolg einer Pflanzenschutzmaßnahme ist. Die untersuchten Insekten Blattläuse und Thrips sind auf Grund ihrer parthenogenen Fortpflanzung in der Lage sehr schnell große Populationen aufzubauen. Daher können bereits die ersten Tage des Befalls entscheidend für einen erfolgreichen Pflanzenzschutzeinsatz sein. Eine Ansiedlung von polyphagen Prädatoren wie Macrolophus pygmaeus ist darum von Vorteil. Mit der richtigen Depotpflanze, etwa Borretsch (Borago officinalis), kann diese Raubwanze ganzjährig im Gewächshaus etabliert werden, wie Untersuchungen im Forschungsgewächshaus und einem Topfkräuterbetrieb gezeigt haben. Der Einfluss ätherischer Öle im Topfkräuteranbau auf Insekten muss berücksichtigt werden, bereits verschiedene Arten von O. basilicum hemmten die Blattlausentwicklung in den durchgeführten Versuchen signifikant unterschiedlich. Hier besteht weiterer Forschungsbedarf um den Einfluss der einzelnen Inhaltsstoffkomponenten genauer zu untersuchen und Strategien für den Topfkräuteranbau zu entwickeln. Zur frühen Erkennung der Schädlinge wurden passende Monitoringverfahren geprüft. In verschiedenen Modell- und Praxisuntersuchungen konnten Einsatzstrategien zur Blattlaus-, Thrips- und Trauermückenbekämpfung vergleichend untersucht und bewertet werden.

The growing of organic potted herbs is a fast growing market in Germany. Potted herbs are sold year-round in supermarkets on a big scale and the segment of herb specialties is a growing economical factor. Production takes place in highly specialized businesses, which grow the plants all year long. Biological pest management is carried out on a big scale, because the plants are partly grown in very short cycles which leave no room for the waiting period after using chemical treatments. Pest control has to vigorous, because even small amounts of pest insects can lead to drastic economical losses. The quality of the herbs is expected to be very high with no visual damage or signs of pests, because the plants are sold in total directly to the customer and are eaten mainly unprocessed and raw. Even though the pest occurring in the growing of potted herb cultures are mainly identical tot he ones in other greenhouse cultures, the biological pest management has not been as successful, because of the special circumstances in these cultures. The year-round production exposed the plants to shorter day lengths and decreased temperatures in the wintertime. Potted herbs are mainly grown in greenhouses with many different species and varieties which can influence the abundance of pests and beneficials. Herbs are mainly bought for their seasoning value, yet the high amount of secondary metabolites can make biological pest control more difficult. To date there is not enough basic scientific data and too few practical experiments to develop and establish efficient pest management strategies in potted herb cultures. The main focus of this study was to investigate the effects of the specific biotic and abiotic factors in the production of potted herb cultures on model pest and beneficial organismsunder controlled conditions. Therefore the effects oft he specific conditions on the development of aphids (Myzus persicae) and thrips (Frankliniella occidentalis) where studied, at first in a laboratory, then in trials on whole plants. The results from these trials were the transferred to laboratory and greenhouse trials on the efficacy of commercial beneficial under these specific conditions. The results show that the studied pest insects were confined in their development by the low temperatures and decreased day lengths, yet not enough for them to be efficiently controlled. The fact that even very few individual pest aphids or thrips can multiply rapidly enough to account for severe damage when climatic factors change in their favor, leads to a need for pest control in the colder seasons as well. Unfortunately, the beneficial insects often require better climatic conditions than the pests. This leads tothe need of changing the climate in favor of them. Lengthening of the photoperiod with artificial lighting showed to be effective in strengthening the pest control efficacy of parasitoid wasps and C. carnea-larvae against aphids and predatory acari which are used against the western flower thrips. Increased temperatures also increase the development speed of individual beneficials, so especially paraditoid wasps, which develop inside an aphid from egg to imago, benefit largely from greenhouse heating. These adapted parameters where tested in combined strategies with different lighting conditions and light transmitting greenhouse covers to further identify their influence on pest insect and beneficial development. It could be shown, that accurate timing and sufficient release release rates of beneficial insects are necessary for successful pest control, as especially thrips and aphids are ably to multiply extremely fast do to their ability of parthenogenic reproduction. Therefore plant protection during the first few days of pest infection is extremely important. Hence it can be important to establish a polyphagous predator in the greenhouse year –round. Macrolophus pygmaeus is a good candidate tobe used in potted herb cultures. Experiments were set in research greenhouses and actual herb producing companies, which showed that the mired predator can be established well in a few weeks when the right depot plants are present to promote M. pygmaeus reproduction, for example borage (Borago officinalis). The influence of essential oils on insects in the production of potted herb cultures proved to be quite relevant. Different varieties of O. basilicum showed significant differences in mortality when feeding on varieties with different essential oil content and composition. Here is still more need for scientific research, to study the influence of single compounds and mixtures of different essential oil components and to develop strategies for the use in pest management in potted herb cultures. To detect the pests in a very early stage, suitable techniques for monitoring were tested. Pest management strategies against aphids, thrips and fungus gnats were compared and evaluated.