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Wirkungsweise der Schädlingsbekämpfung: Ein Überblick

Thema: Grundlagen des biologischen Pflanzenschutzes

Thema: Integrierter Pflanzenschutz

Thema: Biologische Pflanzenschutzprodukte

Übersicht
Wirkungsweise 
Die Bekämpfung von Unkraut und Schädlingen verstehen 
Biopestizide 
Chemische Pestizide 
Herausforderungen und Grenzen verschiedener Ansätze 
Zusammenfassung

Unkräuter, Mikroben, Insekten und andere tierische Schädlinge verursachen erhebliche Schäden in der globalen Landwirtschaft. Allein in den USA Daten legen nahe dass Schädlinge jährlich Schäden in Milliardenhöhe anrichten. Glücklicherweise gibt es viele Bekämpfungsmethoden zur Bekämpfung dieser Schädlinge, einschließlich chemischer und biologische Ansätze. Beide Ansätze verfügen über sehr unterschiedliche Wirkungsweisen, die auf die Art des Schädlings zugeschnitten sind, auf den sie abzielen. Mehrere Modi zu haben ist von Vorteil, da dadurch mehr Schädlinge bekämpft werden können und Kombinationsstrategien praktikabler werden. Darüber hinaus ermöglicht es eine Verlangsamung der Schädlingsresistenz.

In diesem Artikel untersuchen wir verschiedene Schädlingsbekämpfungsmethoden, ihre Wirkungsweise sowie die Herausforderungen und Grenzen der verschiedenen Ansätze.

Wirkungsweise

Im Pflanzenschutz ist der Begriff „Wirkungsweise“ ein Begriff, der beschreibt, wie ein Stoff oder eine Behandlung eine Veränderung bei einem Schädling oder einer Pflanze hervorruft. Chemische Herbizide haben Wirkungsweisen, die sich auf die Enzyme (spezifische Proteine, die für das Leben des Schädlings wichtig sind) beziehen, auf die sie abzielen, während die Wirkungsweisen von Biopestiziden Konkurrenz und Hyperparasitismus umfassen, die wir in diesem Artikel untersuchen. 

Es ist wichtig, die Wirkungsweise verschiedener Bekämpfungsmethoden zu verstehen, da so die optimale Lösung für einen bestimmten Schädling ausgewählt werden kann. Darüber hinaus kann der Wechsel zwischen Wirkweisen dazu beitragen, die Entwicklung von Resistenzen bei Schädlingen zu verhindern, die in der Landwirtschaft zu einem zunehmenden Problem geworden sind. 

Verständnis für die Bekämpfung von Unkraut und Schädlingen

Es gibt verschiedene Arten von Schädlingen, die es auf Nutzpflanzen abgesehen haben. Diese Vielfalt bedeutet, dass wir Lösungen für unterschiedliche Schädlinge benötigen. Zu den Lösungen für Schädlinge gehören: biologische Lösungen wie Biopestizide, chemische Pestizidprodukte, präventive oder kulturelle Methoden. Die Wahl der Methode hängt von vielen Faktoren ab, darunter vom Schädling, auf den man abzielt, und von Umweltaspekten. Glücklicherweise gibt es in vielen Fällen mehrere Lösungen für einen bestimmten Schädling.

Biopestizide

Biopestizide sind Mikroben, natürliche Substanzen und Semiochemikalien, die aus der Natur oder natürlichen Prozessen stammen und zur Bekämpfung von Schädlingen eingesetzt werden, die Nutzpflanzen befallen. Zu den Mikroben zählen Bakterien, Pilze und Viren, aber auch Oomyceten und Algen werden verwendet. Innerhalb dieser Gruppen gibt es viele Arten und Stämme mit spezifischen Aktivitäten gegen verschiedene Schädlinge.

Natürliche Stoffe werden oft aus Pflanzen gewonnen, sie stammen aber auch von Tieren, Pilzen, anderen Mikroben und Mineralien. Diese beinhalten Neemöl das gegen eine Reihe von Schädlingen wie Milben und Weiße Fliegen wirksam ist. Weitere Naturprodukte sind z.B Chitosan das aus den Schalen von Krebstieren gewonnen wird und gegen Pilzkrankheiten wirksam ist, und Orangenöl die sowohl Pilze als auch Insekten bekämpft.

Nahaufnahme des Bildes von Neem (Azadirachta indica) mit Früchten.
Neemblätter und Früchte. Bildnachweis: CABI

Biopestizide werden manchmal in zwei Gruppen eingeteilt, je nachdem, ob sie Schädlinge oder Krankheiten bekämpfen. Biopestizide, die Pflanzenkrankheiten bekämpfen, werden Antagonisten genannt (z. B Bacillus subtilis), während solche, die Insekten angreifen, als entomopathogen bezeichnet werden (z Bacillus thuringiensis).

Eine Nahaufnahme von Bacillus thuringiensis unter einem Mikroskop, die kleine violette Stäbchen zeigt, bei denen es sich um die Sporen handelt
Mikroskopisches Bild von fleckigem, stäbchenförmigem Bacillus thuringiensis Sporen – Credits: Ansel Oommen über Bugwood.org

Biopestizide sind von Natur aus vielfältig und besitzen unterschiedliche Wirkmechanismen.

Entomopathogene Biopestizide töten Insekten direkt oder indirekt durch:

  • Toxinproduktion, bei der die Substanz den Schädling direkt tötet und physiologische Aktivitäten wie die Hemmung des Schädlingswachstums und die Verhinderung der Eiablage beeinträchtigt.
  • Austrocknung, also das Austrocknen des Schädlings.
  • Abwehrmittel, das verhindert, dass sich Schädlinge von der Pflanze ernähren.
  • Biopestizide können vom Schädling aufgenommen werden oder durch Eindringen in das Insekt Zugang erhalten.

Antagonistische Biopestizide wirken über mehrere Wirkmechanismen, darunter:

  • Hyperparasitismus, bei dem der Wirkstoff des Biopestizids die Pflanzenkrankheit verzehrt (d. h. ein Parasit ernährt sich von einem Parasiten)
  • Direkter Antagonismus und Antibiose, bei dem der Wirkstoff des Biopestizids Verbindungen produziert, die die Krankheit abtöten
  • Konkurrenz, bei der der Wirkstoff des Biopestizids die Krankheit um Ressourcen und Platz verdrängt
  • Pflanzenresistenz, bei der der Wirkstoff des Biopestizids Verbindungen freisetzt, die die Resistenz gegen die Krankheit aktivieren.

Chemische Pestizide

Pestizide sind chemische Substanzen, die nicht aus der Natur stammen und zur Bekämpfung von Schädlingen eingesetzt werden. Daher ist Pestizid ein weit gefasster Oberbegriff, der sich auf verschiedene Methoden der Schädlingsbekämpfung bezieht. Sie werden danach kategorisiert, welche Schädlinge sie bekämpfen. Zu den Pestizidarten gehören Insektizide, Herbizide, Rodentizide, Viruzide und Schleimbekämpfungsmittel (Pilze und Schimmelpilze).

Landschaftsbild eines Bauern, der Pflanzen mit chemischen Pestiziden besprüht
Versprühen von Pestiziden auf einem Feld. Bildnachweis: Sundaram über Pixahive.com

Chemische Herbizide werden zum Abtöten von Pflanzen und typischerweise zur Unkrautbekämpfung eingesetzt. Chemische Herbizide gehören zu verschiedenen chemischen Familien und können zur Bekämpfung bestimmter Unkräuter oder mehrerer Pflanzenarten eingesetzt werden. Der Einsatz chemischer Herbizide wirft aufgrund der möglichen Auswirkungen auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit mehrere Fragen zur Sicherheit und Wirksamkeit auf. Chemische Herbizide wirken über unterschiedliche Mechanismen, einschließlich der Hemmung der Aminosäuresynthese, und werden normalerweise in chemische Familien eingeteilt.

Herausforderungen und Grenzen verschiedener Ansätze

Robustes Design

Viele Landwirte verwenden seit Jahren chemische Pestizide mit der gleichen Wirkungsweise. Dies ist problematisch, da Schädlinge eine Resistenz gegen einen bestimmten Schädling entwickeln können, wodurch das Produkt unwirksam wird. Beispielsweise der Kartoffelkäfer, ein bedeutender Schädling in den USA und Kanada, Im Laufe der Zeit entwickelte sich eine Resistenz gegen gängige chemische Pestizide. Eine Kombination von Produkten mit unterschiedlichen Wirkungsweisen ist wahrscheinlich wirksamer als die Verwendung nur einer Sorte und bietet auch eine Lösung für den Umgang mit resistenten Schädlingen.

Eine Nahaufnahme von zwei erwachsenen Kartoffelkäfern auf einem Blatt.
Kartoffelkäfer (Leptinotarsa ​​decemlineata) Bildnachweis: Howard F. Schwartz, Colorado State University, über Bugwood.org

Bei CABI empfehlen wir biologische Kontrollmethoden aufgrund ihrer Wirksamkeit, Sicherheit und Nachhaltigkeit. Wir empfehlen außerdem, zwischen Produkten mit unterschiedlichen Wirkungsweisen zu wechseln, um zu verhindern, dass Schädlinge und Unkräuter Resistenzen entwickeln. Obwohl Biopestizide über komplexere Wirkmechanismen verfügen und weniger wahrscheinlich eine Resistenz auslösen als chemische Pestizide, ist es erwähnenswert, dass es manchmal zu Resistenzen gegen Biopestizide kommen kann. Daher empfehlen wir auch bei Biopestiziden einen Wechsel zwischen verschiedenen Wirkungsweisen.

Nebenwirkungen

Eine weitere Herausforderung bei der Schädlingsbekämpfung in der Landwirtschaft sind die potenziell negativen Nebenwirkungen, die chemische Pestizide auf die Landwirtschaft haben können Umwelt und Menschen der Knochen und des Bewegungsapparates. Chemische Pestizide sind beliebt, weil sie relativ günstig und leicht skalierbar sind. Sie können jedoch Wasser, Luft und Boden verunreinigen und zu einem erheblichen Verlust der Artenvielfalt führen. Hinzu kommen schwerwiegende negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit.

Biologische Lösungen Diese negativen Auswirkungen werden weitgehend abgemildert, indem eine nachhaltigere und gesündere Alternative bereitgestellt wird. Vorschriften der Environmental Protection Agency (EPA), einer unabhängigen Regierungsbehörde für Umweltangelegenheiten in den USA, zielen darauf ab, den Einsatz schädlicher Chemikalien zu reduzieren und gleichzeitig den Einsatz nachhaltiger, biologischer Methoden zu fördern. Darüber hinaus kann der Einsatz biologischer Pflanzenschutzmittel es Landwirten ermöglichen, ihre Produkte auf mehr Märkten zu verkaufen und die Resistenz gegen Pestizide zu verringern.

Zusammenfassung

Es gibt viele verfügbare Strategien zur Schädlingsbekämpfung. Diese Methoden funktionieren durch unterschiedliche Wirkweisen. Um die richtige Wahl zu treffen, ist es wichtig, die Wirkungsweise verschiedener Bekämpfungsmethoden zu verstehen, da unterschiedliche Schädlinge für unterschiedliche Wirkungsweisen anfällig sind. Biologische Kontrollmethoden bieten Vorteile in Bezug auf Sicherheit, Wirksamkeit und Nachhaltigkeit gegenüber chemischen Methoden, die der Umwelt und der menschlichen Gesundheit schaden. Letztendlich ist es wichtig, bei der Entscheidung, wie Sie mit Ihrem Schädlingsproblem umgehen wollen, die Wirkungsweise zu berücksichtigen und zu überlegen, welche Anwendung am effektivsten ist.

Weitere Informationen zu verschiedenen Schädlingsarten und Bekämpfungsstrategien finden Sie im Ressourcen des CABI BioProtection Portals und Produktdatenbank. Um die beste Lösung für Ihr spezifisches Problem zu finden, besuchen Sie unsere Produkt-Seite.

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