Augmentative biologische Kontrolle: Die Kraft der Verbesserung von Ökosystemen

Überblick

• Biologische Kontrolle verstehen
  • Welche drei Arten der biologischen Kontrolle gibt es?
• Augmentative biologische Kontrolle: Was ist das und warum wird es eingesetzt?
  • Was sind die Vorteile der augmentativen biologischen Kontrolle?
  • Welche Herausforderungen sind mit der erweiterten biologischen Kontrolle verbunden?
• Zukünftige Richtungen

Die Landwirtschaft mit Ackerbau und Viehzucht ist für die Befriedigung des menschlichen Grundbedürfnisses nach Nahrung von entscheidender Bedeutung. Allerdings wächst mit der wachsenden Weltbevölkerung auch der Bedarf an Nahrungsmitteln¹Dies erhöht den Druck auf die Agrarindustrie, höhere Ernte- und Fleischerträge zu erzielen.

Infolgedessen hat die zusätzliche Belastung der Umwelt zu einer Verringerung der Pflanzenvielfalt und zum Verlust der Artenvielfalt geführt². Die moderne Landwirtschaft ist in hohem Maße auf synthetische Einsatzstoffe wie chemische Pestizide angewiesen, die die Gesundheit von Mensch und Umwelt schädigen und das Land schädigen können, wodurch die Landwirtschaft nicht mehr nachhaltig ist³.

Daher besteht ein dringender Bedarf an nachhaltigeren landwirtschaftlichen Praktiken. Biologische Kontrolle, eine natürliche Schädlingsbekämpfungsmethode, bietet eine nachhaltige Alternative zu chemischen Pestiziden mit geringerer Umweltbelastung⁴. Hier betrachten wir die ergänzende biologische Kontrolle und untersuchen ihr Potenzial, ihre Herausforderungen und Strategien zur Steigerung der Akzeptanz bei Landwirten weltweit.

Biologische Kontrolle verstehen

Bei der biologischen Kontrolle, auch Bioschutz oder Biokontrolle genannt, werden Verbindungen natürlichen Ursprungs, naturidentische Verbindungen oder lebende Organismen genutzt, um Unkräuter, Schädlinge und Krankheiten zu bekämpfen, indem deren Population auf ein überschaubares Maß reduziert wird. Biokontrolle ist nicht neu; Es wird seit über 100 Jahren erfolgreich eingesetzt und ist älter als die chemische Bekämpfung mit Pestiziden⁴.

Unkontrollierte Schädlinge und Unkräuter können Ernten, Nutztiere und Ökosysteme zerstören und sich negativ auf die Wirtschaft und die menschliche Gesundheit auswirken. Biocontrol bietet eine nachhaltige und kostengünstige Alternative zu chemischen oder manuellen Methoden, die erhebliche Nachteile haben. Chemikalien sind zwar wirksam, schädigen jedoch die Umwelt und die menschliche Gesundheit. Manuelle oder mechanische Methoden sind in der Regel mühsam und teuer.

Welche drei Arten der biologischen Kontrolle gibt es?

Es gibt drei verschiedene Kategorien der biologischen Kontrolle:  

• Augmentative Biokontrolle ist eine Schädlingsbekämpfungsstrategie, bei der die Population natürlicher Feinde und Krankheitserreger durch deren Freisetzung in die Umwelt erhöht wird.
• Klassische biologische BekämpfungBei der Import-Biokontrolle, auch Import-Biokontrolle genannt, wird ein nicht heimischer Organismus, beispielsweise ein Raubtier, eingesetzt und in das betroffene Gebiet eingeführt, wo die Schädlingsdichte auf ein beherrschbares Maß gesenkt werden kann.  
• Erhaltung des Bioschutzes nutzt Strategien, um die Population natürlicher Feinde, die sich bereits in der betroffenen Umwelt befinden, zu schützen.

Hier konzentrieren wir uns ausschließlich auf die ergänzende Biokontrolle. Zwei weitere Blogs speziell zum klassischen und konservierenden biologischen Pflanzenschutz werden folgen. Lesen Sie in der Zwischenzeit unseren Blog „Arten der biologischen Kontrolle' für mehr Details.

Augmentative biologische Kontrolle: Was ist das und warum wird es eingesetzt?

Eine Verstärkung der Biokontrolle beinhaltet die Erhöhung der Population vorhandener natürlicher Feinde oder Krankheitserreger. Dies wird durch die Freisetzung natürlicher Feinde erreicht (Makrobien oder Biokontrollmittel für Wirbelloseoder Krankheitserreger (mikrobielle Erreger) auf kontrollierte Weise. Obwohl biologische Kontrollmethoden, nämlich die klassische biologische Kontrolle, schon seit langem existieren, ist die ergänzende Kontrolle relativ neu. Seit seiner Entdeckung haben Wissenschaftler zahlreiche natürliche Feinde und Krankheitserreger identifiziert und optimale Produktions-, Versand- und Freisetzungsstrategien entwickelt.

Mehrere Studien haben das Versprechen einer erweiterten Kontrolle beleuchtet. In einem Artikel wurde der Erfolg der Freisetzung von im Labor gezüchteten Eiparasitoiden untersucht (Hadronotus pennsylvanicus) beim Umgang mit Squash-Bugs (Anasa tristis) durch Verringerung der Schlüpfrate⁵. Andere Berichte haben die Bedeutung sorgfältig konzipierter ergänzender Kontrollstrategien unter Berücksichtigung optimaler Freisetzungsraten und Landschaftskontext hervorgehoben^6,7.

Augmentative Biokontrolle kann je nach Häufigkeit und Volumen der Wirkstofffreisetzung in verschiedenen Strategien eingesetzt werden:

• Inokulationskontrolle beinhaltet kleine, gleichmäßige Freisetzungen natürlicher Feinde oder Krankheitserreger im Laufe der Saison(en). Diese vorbeugende Strategie wird im Allgemeinen angewendet, wenn ein Schädling vorhanden ist, aber kein erhebliches Problem darstellt.  
• Überschwemmungskontrolle ist ein reaktiver oder heilender Ansatz zur Bekämpfung eines Schädlingsausbruchs, der eine sofortige Bekämpfung erfordert. Dabei werden große Mengen an Biokontrollmitteln freigesetzt, um eine schnelle Wirkung zu erzielen.  

Was sind die Vorteile der augmentativen biologischen Kontrolle?

Augmentative biologische Kontrolle hat mehrere Vorteile gegenüber anderen Methoden, etwa der chemischen Bekämpfung mit Pestiziden. Es basiert auf natürlichen Methoden oder Verbindungen, wodurch es hergestellt wird ungiftig für Mensch und Umwelt. Es ist viel sicherer und ökologisch nachhaltiger da es die akuten und chronischen Gesundheits- und Umweltschäden durch chemische Pestizide vermeidet.

Biokontrollstrategien werden durch die Auswahl eines Biokontrollmittels entwickelt, das den Schädling auf natürliche Weise bekämpft. Untersuchungen haben gezeigt, dass gezielte Strategien zu einer verbesserten Effizienz führen. Darüber hinaus ist die Resistenzrate weitaus geringer als bei chemischen Methoden, und die laufenden Forschungsanstrengungen zielen darauf ab, neue Bekämpfungsmittel zu identifizieren und optimierte Strategien zu entwickeln.

Aus Kostengründen ist die ergänzende Bekämpfung in der Regel wirtschaftlich nachhaltiger als die chemische Bekämpfung, da sie die schädlichen Auswirkungen auf die Bodengesundheit vermeidet, was den Ernteertrag langfristig verbessern kann. Vorbeugende Steigerungsstrategien verhindern das Risiko von Schädlingsausbrüchen und kompensieren Einkommensverluste durch durch Schädlinge zerstörte Erträge. Schließlich sind diese Strategien rentabel für Biobauern, was den Erzeugern den Eintritt in Bio-Märkte ermöglicht⁸.

Welche Herausforderungen sind mit der erweiterten biologischen Kontrolle verbunden?

Trotz seines Potenzials und der damit verbundenen Erfolgsgeschichten ist die ergänzende biologische Kontrolle nicht ohne Grenzen, und Strategien zur Bewältigung dieser Herausforderungen sind von entscheidender Bedeutung für die Förderung der Umsetzung dieser nachhaltigen Landwirtschaftsstrategie⁸.

Obwohl die biologische Augmentation auf lange Sicht beträchtliche Kostenvorteile mit sich bringt, sind Biokontrollmittel nicht immer billiger als ihre chemischen Gegenstücke. Darüber hinaus ist aufgrund der Lebendigkeit vieler natürlicher Feinde möglicherweise eine Lagerung unter bestimmten Bedingungen oder in speziellen Einrichtungen erforderlich, die möglicherweise nicht allen Züchtern zur Verfügung stehen. Allerdings ist dies nicht für alle Biokontrollmittel erforderlich, und zukünftige Forschungen werden wahrscheinlich Strategien entwickeln, um dieses Problem anzugehen.

Augmentative Kontrolle erfordert Wissen, Planung und Geduld:

1. Züchter und Berater müssen den Schädling erfolgreich identifizieren.
2. Sie müssen eine Augmentationsstrategie entwickeln, die die Auswahl des richtigen Biokontrollmittels sowie die Festlegung der Freisetzungsdosis, des Zeitpunkts und der Häufigkeit umfasst.

Berater können den Forschungs- und Planungsaufwand reduzieren und Landwirte bei der Optimierung der Strategie unterstützen. Trotz der Vorteile augmentativer Ansätze erfordern sie Arbeitsaufwand, wobei häufige erneute Anwendungen und Beobachtungen von Schädlingspopulationen erforderlich sind. Darüber hinaus kann die gezielte Natur der Biokontrolle eine Herausforderung darstellen, da die Strategie spezifisch auf einen bestimmten Schädling zugeschnitten ist. Kontinuierliche Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen arbeiten daran, dieses Problem zu überwinden.

Ein erhebliches Hindernis für die Einführung ist der Bedarf an mehr Aufklärung über die Vorteile der biologischen Augmentation und deren erfolgreiche Umsetzung. Verständlicherweise bleiben Anwender oft eher bei dem, was sie kennen, den chemischen Pestiziden, als etwas Neues auszuprobieren. Neben der Nutzung von Beratern als Informationsquelle bieten auch Open-Access-Ressourcen wie z das CABI BioProtection Portal Ziel ist es, Benutzer über nachhaltige Landwirtschaft aufzuklären.

Zukünftige Richtungen

Die ergänzende biologische Schädlingsbekämpfung stellt eine vielversprechende, nachhaltige Lösung für die moderne Landwirtschaft dar und deckt den dringenden Bedarf an umweltfreundlicher Schädlingsbekämpfung ab. Zu den Vorteilen gegenüber chemischen Methoden gehören Sicherheit, Wirksamkeit sowie wirtschaftliche und ökologische Nachhaltigkeit. Zukünftige Forschungs- und Entwicklungsbemühungen sollten sich mit Herausforderungen wie Kosten, Speicheranforderungen und Wissenslücken befassen. Von entscheidender Bedeutung ist auch die Aufklärung über Biokontrolle, um das Bewusstsein für Alternativen zu Pestiziden zu fördern und die Verbreitung weltweit zu steigern.

Um mehr über augmentative Biokontrollstrategien zu erfahren, schauen Sie sich die Reihe wertvoller Ressourcen an, die im verfügbar sind Ressourcen des CABI BioProtection Portals, oder wenn Sie bereit sind, ein Produkt auszuwählen, besuchen Sie unsere Artikel Seite.

Quellen

1. Nationen U. Bevölkerung. Vereinte Nationen. Zugriff am 6. Dezember 2023. https://www.un.org/en/global-issues/population
2. Gámez-Virués S., Perović DJ, Gossner MM, et al. Die Vereinfachung der Landschaft filtert Artenmerkmale und fördert die biotische Homogenisierung. Nat Commun. 2015;6(1):8568. doi:10.1038/ncomms9568
3. Meehan TD, Werling BP, Landis DA, Gratton C. Vereinfachung der Agrarlandschaft und Einsatz von Insektiziden im Mittleren Westen der USA. Proc Natl Acad Sci. 2011;108(28):11500-11505. doi:10.1073/pnas.1100751108
4. Bale JS, Van Lenteren JC, Bigler F. Biologische Kontrolle und nachhaltige Lebensmittelproduktion. Philos Trans R Soc B Biol Sci. 2008;363(1492):761-776. doi:10.1098/rstb.2007.2182
5. Boyle SM, Salom S, Schultz P, Lopez L, Weber DC, Kuhar TP. Erweiterte biologische Bekämpfung von Kürbiswanzen (Hemiptera: Coreidae) unter Verwendung des Eiparasitoiden Hadronotus pennsylvanicus (Hymenoptera: Scelionidae). Prischmann-Voldseth D, Hrsg. Umgebung Entomol. 2023;52(5):779-786. doi:10.1093/ee/nvad079
6. Crowder DW. Einfluss der Freisetzungsraten auf die Wirksamkeit ergänzender biologischer Kontrollmittel. J Insektenwissenschaft. 2007;7(15):1-11. doi:10.1673/031.007.1501
7. Perez-Alvarez R, Nault BA, Poveda K. Die Wirksamkeit der ergänzenden biologischen Kontrolle hängt vom Landschaftskontext ab. Sci Rep. 2019;9(1):8664. doi:10.1038/s41598-019-45041-1
8. Bianchi FJJA, Ives AR, Schellhorn NA. Wechselwirkungen zwischen konventionellem und ökologischem Landbau für biologische Kontrolldienste in der gesamten Landschaft. Ökologische Appl. 2013;23(7):1531-1543. doi:10.1890/12-1819.1
9. Van Lenteren JC. Der Stand der kommerziellen ergänzenden biologischen Bekämpfung: viele natürliche Feinde, aber ein frustrierender Mangel an Akzeptanz. BioControl. 2012;57(1):1-20. doi:10.1007/s10526-011-9395-1