> Nützlingsblühstreifen im Gemüsebau > Blühstreifen im Obstbau

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1 Research Institute of Organic Agriculture Forschungsinstitut für biologischen Landbau Institut de recherche de l agriculture biologique > Nützlingsblühstreifen im Gemüsebau > Blühstreifen im Obstbau Henryk Luka und Lukas Pfiffner Arenenberg,

2 Nützlingsblühstreifen als Bestandteil eines Low-Input-Pflanzenschutzsystems im Kohlanbau Henryk Luka Inhalt Habitatmanagement und Pflanzenschutz Schadfalter: Schädlings-Nützlings-System Massgeschneiderte Nützlingsblühstreifen und Beipflanzen Auswahl der Pflanzenarten: Parasitierungsleistung und Attraktivität Low-Input-Pflanzenschutzsystem

3 Habitatmanagement und Pflanzenschutz 1. Nützlingsförderung (funktionelle Biodiversität) > Verhinderung von Massenvermehrungen der Schädlinge > Verbesserung der Nahrungsressourcen (Beute, Nektar, Pollen & Honigtau) Erhöhte Fruchtbarkeit, Lebensdauer und Mobilität 2. Ökologische Aufwertung der gesamten Fläche > Erhöhung der Biodiversität in den Produktionsflächen > Rückzugslebensräume in erreichbarer Distanz > Pestiziden-Reduktion Luka et al., 2012

4 Nützlingsförderung als Bestandteil der Pflanzenschutzes (Schädlinge) Spinosad*-Reduktion Freilassung Ei-Parasitoide Blüstreifen und Beipflanzen *Spinosad (Nervengift) ist ein Fermentationsprodukt des Bodenbakteriums Saccharopolyspora spinosa 4

5 Schadlepidopteren und parasitoide Wespen im Kohl Parasitoiden Microplitis mediator Trichogramma evanescens Cotesia rubecula Cotesia glomerata Diadegma semiclausum Schädlinge Kohleule Mamestra brassicae Telenomus sp. Kohlweisslinge Pieris spp. Kohlmotte Plutella xylostella Larvalparasitoid Eiparasitoid 5

6 Aus einer Kohleulenlarve (grün) schlüpfende Microplitis mediator-schlupfwespe Luka et al.,

7 Konzept Kornblume Centaurea cyanus, Asteraceae Kohl- und Beipflanze Nützlingsstreifen

8 Nützlingsförderung im Landschaftskontext Buntbrachen, Säume, Hecken usw. Pflanzen die kulturspezifische Nützlinge/Antagonisten fördern Nützlingsblühstreifen Kohl Nützlinge/Antagonisten Anlockung-Richtung Luka 2011 Luka et al., 2012

9 Nützlingsblühstreifen: Pflanzenauswahl Verbesserung der Nahrungsressourcen Floraler Nektar Extrafloraler Nektar (EFN) C. Géneau C. Géneau Kornblume Futterwicke Géneau et al., 2012

10 Nützlingsblühstreifen: Pflanzenauswahl Getestete Parameter: Lebenslänge Knorpelmöhre Kornblume Buchweizen Parasitierungleistung Attraktivität Gelbe Wicke Futterwicke Bittere Schleifenblume 10

11 Laborversuche: Langlebigkeit und Fekundität Microplitis mediator (Braconidae): 2009 Überlebenswahrscheinlichkeit Survival probability Langlebigkeit Water Ammi majus Iberis amara Centaurea cyanus Centaurea cyanus (EFN) Vicia sativa (EFN) Fagopyrum esclentum * ** ** ** ** Days Anzhal after emergence Tage Mittlere Mean number Anzahl of parsitierten parasitised larvae Larven per pro wasp 1 Wespe (lifetime) (+/- ± SEM SE Fekundität ** ** ** ** Water A. majus I. amara C. cyanus (EFN) C. cyanus V. sativa (EFN) F. esculentum Pflanzenarten Futterwicke Kornblume Buchweizen Kornblume Futterwicke Buchweizen Kaplan Meier estimates of survival functions of female Microplitis mediator exposed to different food sources Mean number (±SEM) of first instar Mamestra brassicae parasitized per Microplitis mediator exposed to different food sources Géneau et al., 2012

12 Langlebigkeit Mamestra brassicae Survival probability Water Ammi majus Iberis amara Centaurea cyanus Centaurea cyanus (EFN) Fagopyrum esclentum Days after emergence Géneau et al., Basic Appl Ecol 2012

13 Blühstreifen für Kohlanbau Pflanzenarten Mischung 2012 Menge (kg/ha) Nützlingsblühstreifen Mischung 2015 Menge (kg/ha) Mischung 2015/1 Menge (kg/ha) Futterwicke (Vicia sativa) Echter Buchweizen (Fagopyrum esculentum ) Kornblume (Centaurea cyanus ) Knorpelmöhre (Ammi majus ) Koriander (Coriandrum sativum ) Dill (Anethum graveolens ) Klatschmohn (Papaver rhoeas ) Weissklee (Trifolium repens ) Perserklee (Trifolium resupinatum ) M12 M15 M151

14 Mischungsversuche mit 3 Varianten pro Standort Relative Ähnlichkeiten der Pflanzengemeinschaften 6M12 3M12 A 1M151 1M12 1M15 Einflussfaktoren Standort-Eigenschaften M15 3M15 3M151 5M12 5M15 2M12 3 Biogeographische Region 6M151 7M151 5M151 2M15 Bewirtschaftung 7M15 7M12 2M151 Mischung - SAMPLES St. 1 St. 2 St. 3 St. 4 St. 5 St. 6 St. 7 4M12 4M15 Principal Components Analysis (PCA 4M151 Standort Nr. (Abkürzung) Ortschaft (Kanton) Weitere? Standort 1 1 Wynau (BE) Standort 2 2 Wynau (BE) Standort 3 3 Gurbrü (BE) Standort 4 4 Twannberg (BE) Standort 5 5 Hugelshofen (TG) Standort 6 6 Nussbaumen (TG) Standort 7 7 Oberglatt (ZH)

15 Resultate: Nützlingsblühstreifen steigern Parasitierung der Kohleule-Eier- und Larven (Mamestra brassicae) 15 Eier Larven a 50 ns Parasitierung Mittlere (%) 10 5 b c Parasitierung (%) NB FB RB NB FB RB Bereich Entfernung zum Nützlingsstreifen (m) Bereich Entfernung zum Nützlingsblühstreifen (m) Entfernung zum zum Nützlingsblühstreifen Nützlingsstreifen(m) (m) Kruskal-Wallis-H-Test, p<0.05 ns: nicht signifikant Luka et al.,

16 Experimentelle Feldversuche: Mean percentage of Mamestra brassicae larvae parasitized by Microplitis mediator, Juli CP- CP+ CP- CP+ CP : Kohl ohne Kornblume / CP+: Kohl mit Kornblume August Balmer et al.,

17 Experimentelle Feldversuche: Kohlkopfgewicht pro Verfahren (Ernte), Mit Insektizid- Behandlung a ns Kopfgewicht (Kg) b Kopfgewicht (Kg) Weisskohl mit Kornblume Verfahren Weisskohl ohne Kornblume Weisskohl mit Kornblume Weisskohl ohne Kornblume Verfahren Weisskohl ohne Kornblume, behandelt Balmer et al., 2009 Luka et al.,

18 Ökologische Aufwertung der Produktionsfläche: Artenvielfalt-Förderung Mit Insektizid- Behandlung Laufkäfer Kurzflügelkäfer Spinnen Tiergruppe Laufkäfer Kurzflügelkäfer Spinnen Tiergruppe Ditner et al., 2013 Luka et al., in Vorbereitung (Kurzflügelkäfer) 18

19 Zusammenfassung Versuche > Labor- und Halbfreilandversuche Steigerung der Langlebigkeit und Fekundität der Nützlinge Géneau et al & 2013 Anlockung der Nützlinge durch Pflanzengeruch Belz et al., 2012 & 2013 > Experimentelle Freilandversuche Steigerung der Parasitierung und Prädation (Schädlingsregulation) Luka et al., 2009; Balmer et al., 2013 & 2014 Teilweise positive Wirkung auf die Ernte Balmer et al., 2013 & 2014, Luka et al., 2015 Erhöhung der Artendiversität (Ökologische Aufwertung) Ditner et al., 2013, Luka et al., 2015

20 Ziele Versuche Untersuchung eines neuen Schädlings-Nützlings-Komplexes mit dem Kohlweissling (Pieris rapae) und der Brackwespe (Cotesia rubecula), Abschluss der Systemoptimierung: - Weiterentwicklung der Anzucht der Jungpflanzen sowie Optimierung der Beipflanzung und - Untersuchung des Entwicklungspotentials von Blühstreifen unter verschiedenen Umweltbedingungen Messen der Biodiversitätsförderung (ökologische Aufwertung der Produktionsfläche) und Prüfung des Low-Input-Pflanzenschutzsystems für Kohlanbau in grossen Freilandversuchen (Erfolgskontrolle)

21 Ziele Luka et al., 2012

22 Parasitierung von Kl. Kohlweissling-Larven (Pieris rapae) Mittlere Parasitierung in % ] a ] a b 0.00 BK BB+ BK BB- BK isol. Rotkohl angrenzend an Buntbrache Rotkohl in relativer Standort Nähe (20 m) der Buntbrache ] Rotkohl ohne Buntbrache Merkelbach

23 Recorded parasitic wasps emerged of the three hosts in cabbage and cauliflower fields, Resultate 2001 Wirt Parasitoid Familie Mamestra brassicae (Linnaeus, 1758) Larven Microplitis mediator (Haliday, 1834) Braconidae Eier Trichogramma spp. Trichogrammatidae Eier Telenomus sp. Scelionidae Larven Meloboris collector (Thunberg, 1822) Ichneumonidae Larven Mesochorus sp. Ichneumonidae Pieris rapae (Linnaeus, 1758) Larven Cotesia rubecula (Marshall, 1885) Braconidae (90 bis 95 %) Larven Mesochorus pectoralis Tatzenburg, 1844 Ichneumonidae Larven Cotesia glomerata (Linnaeus, 1758) Braconidae Larven Lochetica westoni (Bridgman, 1880) Ichneumonidae Plutella xylostella (Linnaeus, 1758) Larven Diadegma semiclausum (Hellén, 1949) Ichneumonidae Larven Diadegma fenestrale (Holmgren, 1860) Ichneumonidae Larven Itoplectis maculator (Fabricius, 1775) Ichneumonidae Larven Braconidae sp. Braconidae Puppen Diadegma semiclausum (Hellén, 1949) Ichneumonidae Puppen Cotesia plutellae (Kurdjumov, 1912) Braconidae Pfiffner & Luka et al

24 Nützlingsblühstreifen steigern Parasitierung der Kohleule-Eier (Mamestra brassicae) Parasitierung (%) Distanz zum Blühstreifen (m) Kruskal-Wallis-H-Test, p<0.05 ns: nicht signifikant Luka et al.,

25 Blühstreifen für Kohlanbau Hauptarten: gezielte Nützlings- und Artenvielfaltförderung > Echter Buchweizen (Fagopyrum esculentum ) > Futterwicke (Vicia sativa ) > Kornblume (Centaurea cyanus ) Begleitart: allgemeine Artenvielfaltförderung Blühstreifen für Kohlanbau Pflanzenarten Variante 2015 Variante 2016 Menge (kg/ha) Menge (kg/ha) > Knorpelmöhre (Ammi majus ) > Klatschmohn (Papaver rhoeas ) Die Mischung wird kontinuierlich weiterentwickeln und basierend auf Forschungsergebnissen werden noch weitere Pflanzenarten integriert

26 Low-Input-Pflanzenschutzsystem Durch gezielte Nützlingsförderung ( conservation bilogical control ) mit Blühstreifen am Feldrand und Blühpflanzen direkt im Kohlfeld kombiniert mit Freilassung von Eiparasitoide ( classical biocontrol ) sollen die parasitoiden Populationen schon ab April so aufgebaut werden, dass sie die Schädlinge ohne Verspätung angreifen und reduzieren können und dadurch eine Massenvermehrung der Schädlinge verhindern. 26

27 Schematische Darstellung der Wechselwirkungen zwischen Schadfalter- und Parasitoiden-Populationen im Kohlanbau ohne Low-Input-Pflanzenschutzsystem Schadfalter-Abundanz Schadenschwelle Kohl- Pflanzung Parasitoiden-Abundanz März April Mai Juni Juli August September Oktober Luka & Barloggio, in Vorbereitung 27

28 ..und mit Low-Input-Pflanzenschutzsystem Nützlinge- (Eiparasitoide)- Freilassung Schadfalter-Dichte Schadenschwelle Blühstreifen Ansaat Kohl- und Beipflanzen -Pflanzung Parasitoiden-Dichte März April Mai Juni Juli August September Oktober Blühpflanzen-Blühte (Nützlingsförderung) Luka & Barloggio, in Vorbereitung

29 Praxisversuche Kohl ohne Kornblume Kohl mit Kornblume Kohl ohne Kornblume Kohl mit Kornblume Kohlfeld ohne Low-Input- Pflanzenschutzsystem 12m Kohlfeld mit Low-Input- Pflanzenschutzsystem 12 m 50m 8m 12m 40m 13m 8m Beipflanzen 3m und Nützlinge- 3m (Eiparasitoide)- Freilassung Nützlingsblühstreifen Experimentelle Feldversuche 2009 (N=8) Experimentelle Feldversuche 2010 (N=7) N=10 Luka et al., 2009 Balmer et al., 2013 Balmer et al., 2014 Nützlingsblühstreifen N=10 29

30 Team Guendalina Barloggio: Doktorandin, FiBL (Henryk Luka & Lucius Tamm) & Universität Basel (Prof. Dr. Peter Nagel) Shakira Fataar: Doktorandin, FiBL (Henryk Luka) & Universität Basel (Prof. Dr. Ansgar Kahmen) Mitarbeit FiBL Claudia Daniel Thomas Oberhänsli Lukas Pfiffner Lucius Tamm

31 Blühstreifen im Obstbau Lukas Pfiffner Inhalte Neues EU Core-Organic Eccorchard ( ) Beispiele Schädlingsregulation Möblierung von Obstanlagen auf Arthropoden-Diversität

32 Mehrjährige, artenreiche Blühstreifen zur Verbesserung der natürlichen Schädlingskontrolle

33 Feldversuche mit neuen Blühstreifen-Mischungen Neues EU Core-Organic Eccorchard ( ) Mit Feldversuchen ab 2016 in 7 europäischen Ländern (Deutschland, Italien, Polen, Belgien, Dänemark und Schweiz) Analyse verschiedener, artenreicher Mischungen auf ihre schädlingsregulierende Wirkungen. Entwicklung von Management-Tools zur nachhaltigen Erhaltung der Pflanzenvielfalt.

34 Verbessertes Angebot an Nahrungsquellen erhöhrt Nützlingsdichten Blattlausräuber Predators of aphids Alternatives Beuteangebot im Alternative prey Streifen

35 Signifikante Effekte auf Mehlige Apfelblattlaus und ihre Antagonisten (GL) Dysaphis plantaginea mean number/tree Apr. May Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Aphid predators Blattlausräuber Spiders mean number/tree Apr. May Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. mean number/tree Apr. May Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Blattlausdichten/-räuber in Anlage mit Blühstreifen und ohne Blühstreifen (Wyss, 2005)

36 Effekte der ökologischen Möbilierung von Obstanlagen auf Arthropoden-Diversität (SFS-Versuch: Grundlage 2/Potential und Limiten ) Konv-ref Quelle: Bio-int-ref 36

37 Dank Wir danken, den Landwirten, die uns Ihre Felder zur Verfügung gestellt haben, allen Sponsoren für die finanzielle Unterstützung sowie den externen Betreuern von Doktor- und Master- und Bachelorarbeiten für die gute Zusammenarbeit. und Ihnen für die Aufmerksamkeit