New Aspects of Biological Control of Helicoverpa armigera in Organic Cotton Production

Abstract

Baumwolle ist eine der ökonomisch wichtigsten Nutzpflanzen in Ägypten. Im Jahr 1991 begann in Ägypten die organische Produktion, um die Nachfrage nach organisch gewachsener Baumwolle in den Ländern der westlichen Hemisphäre, besonders Europas, zu befriedigen. Baumwolle wird von einem grossen Spektrum von Insekten befallen. Die größten Schäden werden dabei von Helicoverpa armigera, einer Schmetterlingsart, verursacht. Biologische Maßnahmen für die Kontrolle der Schädlingsarten sind bisher jedoch in den meisten Fällen noch nicht etabliert. Daher wurden dieser Studie mit dem Ziel durchgeführt, die Wirksamkeit verschiedener biologischen Kontrollmaßnahmen gegenüber H. armigera in einer organischen Baumwollproduktion zu überprüfen. Folgende Fragestellungen standen im Mittelpunkt: 1. Die Wirksamkeit der Parasitisierung von Helicoverpa armigera durch zwei Ei-Parasitoide, Trichogramma pretiosum und T. minutum unter Labor- und Gewächshausbedingungen. 2. Die Effizienz räuberischer Florfliegen Eier und Larven von Helicoverpa zu fressen. 3. Die Auswirkung einer kombinierten Freilassung von Florfliegen und Parasitoiden. 4. Der Einfluss der chemischen und morphologischen Merkmale verschiedener Baumwollsorten auf das Suchverhalten und die Parasitierungsrate der Trichogramma-Arten. 5. Die Auswirkung einer Behandlung der Pflanzen mit Jasmonat auf das Verhalten der natürlichen Feinde von H. armigera in Labor- und Freilandexperimenten. 1) Die Parasitisierungsrate der Trichogramma Arten wurde signifikant durch die Temperatur beeinflusst, wobei T. pretiosum effektiver war als T. minutum. Im Gegensatz dazu lebten adulte T. minutum im Durchschnitt etwas länger als adulte T. pretiosum. Die Langlebigkeit hing von der Wirtsart ab. Aus Eiern von Helicoverpa schlüpfende Parasitoide lebten länger als aus Eiern von Sitotroga schlüpfende Parasitoide. Die Parasitierungsrate wurde außerdem stark von der Baumwollsorte verändert, welche die Wirtsfindung und -behandlung suchender Parasitoide zu beeinflussen. 2) Die Prädationsrate von C. carnea stieg während der ersten zwei Larvenstadien an und erreichte ein Maximum im dritten Larvenstadium. Die dritten Larvenstadien frassen ungefähr 80% der Eier und Larven von Helicoverpa. Die Entwicklungszeit von mit Helicoverpa-Eiern gefütterten C. carnea war kürzer als bei einer Fütterung mit Larven. Die Position der Eier auf den Baumwollepflanzen beeinflusste die Wirksamkeit der Räuber erheblich; Eier auf dem fünften Blatt wurden häufiger als solche auf dem erste Blatt konsumiert. Die Baumwollsorten hatten keinen signifikanten Einfluss auf die Frassrate der Prädatoren. 3) Die Zeit zwischen dem Ende der Parasitisierung und dem Beginn der Prädation beeinflusste sowohl die Frass- als auch die Parasitisierungsrate. Je älter die parasitisierten Eier, desto weniger wurden sie noch vom Räuber akzeptiert, unabhängig davon, ob es sich beim Wirt um Eier von Helicoverpa oder Sitotroga handelte. Trotzdem ergab eine Kombination von Trichogramma spp. mit C. carnea eine bessere Kontrolle von H. armigera als Trichogramma alleine, weil die Mortalität der Eier erhöht war. Chrysoperla frass jedoch fast keine parasitisierten Eier. 4) T. minutum und T. pretiosum unterschieden sich erheblich in ihrem Erfolg, vertikal verteilte Eier zu finden. Die Parasitisierungsraten waren auf den oberen und unteren Blattetagen verschiedener Baumwollsorten höher als auf den mittleren Blättern. Außerdem waren die Parasitisierungsraten negativ mit der Distanz zwischen dem Ort der Freisetzung der Parasitoide und dem Ort der Eierposition korreliert. Morphologische Merkmale der Baumwollpflanzen, d.h. Vorhandensein von Drüsen oder die Dichte von Trichomen, beeinflussten das Verhalten von Trichogramma signifikant. Die Parasitisierungsrate auf Sorten mit Blattdrüsen und verringerter Trichomdichte war signifikant höher als auf Sorten ohne Blattdrüsen und hoher Trichomdichte. Eine Analyse der volatilen Substanzen mittels GC-MS zeigte, dass sich die Baumwollsorten erheblich sowohl bei diesen Substanzen als auch in der Zusammensetzung ihrer Phytosterole unterschieden. 5) Weibchen der Parasitoidenart Cotesia marginiventris wurden verstärkt von Pflanzen angezogen, wenn diese mit Jasmonat behandelt oder von Larven des Beet Armyworm beschädigt waren. Jasmonat-induzierte Pflanzen waren signifikant attraktiver als durch Pflanzen, die durch 2 Beet Armyworm Larven geschädigt worden waren; am wenigsten attraktiv waren Pflanzen, die von 1 Larve befressen wurden. Weibchen von Cotesia bevorzugten die Jasmonat behandelten Zonen im Vergleich zu von Larven beschädigten Zonen auf BT-Baumwoll- sowie Nicht-BT-Baumwollpflanzen. In Experimenten ohne Jasmonat- Behandlung besuchten die Weibchen Bt-Pflanzen häufiger als Nicht-Bt-Pflanzen und verbrachten dort mehr Zeit mit dem Suchen und Auswählen von Wirten. 6) In einem Freilandexperiment fanden sich auf den mit Jasmonat behandelten Pflanzen sieben Tage nach der Anwendung 70% weniger Arten schädlicher Insekten als auf den Kontrollpflanzen. Der Effekt einer einzelnen Jasmonat-Behandlung erhöhte sich mit Zeit; er war am ersten und dritten Tag nach der Anwendung klein und wurde am siebenten Tag nach der Behandlung mittel bis stark. BT-Baumwollsorten (mit oder ohne Jasmonat-Behandlung) hatten die höheren Anzahlen von natürlichen Feinden als konventionelle Sorten. Ausgebrachte Beet Armyworm Eier wiesen jedoch ähnliche Parasitisierungs- und Prädationsraten auf bei Jasmonat behandelten oder unbehandelten Pflanzen. Die Resultate dieser Experimente werden hinsichtlich der Nachfrage nach biologischen Kontrollstrategien in organisch angebauter Baumwolle diskutiert. Großflächige Feldexperimente sind nötig, um abschätzen zu können, ob diese Maßnahmen auch im Freiland zur Anwendung kommen können.