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Nummer:	101111
Akronym:	diacont
Titel (deutsch):	Alternative biologische Methoden zum Schutz des Maises vor dem Maiswurzelbohrer (Diabrotica virgifera)
Projektstart:	03.12.2015
Projektende:	13.08.2019
AuftragnehmerIn:	AGES
Projektleitung:	Mag. Katharina Wechselberger
Finanzierungsstellen:	Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft Amt der Burgenländischen Landesregierung Amt der Kärntner Landesregierung Amt der Niederösterreichischen Landesregierung Amt der Oberösterreichischen Landesregierung Amt der Salzburger Landesregierung Amt der Steiermärkischen Landesregierung Amt der Tiroler Landesregierung Amt der Vorarlberger Landesregierung Amt der Wiener Landesregierung Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus
Wissenschaftszweig:	NATURWISSENSCHAFTEN / Biologie, Botanik, Zoologie / NATURWISSENSCHAFTEN

Zielsetzung

Im Projekt sollen vier alternative biologische Verfahren zum Schutz der Maiskulturen vor dem Maiswurzelbohrer (Diabrotica virgifera), dem wichtigsten Maisschädling in Europa und Nordamerika, weiterentwickelt werden. Diese beruhen auf antagonistischen Wirkungen von vier unterschiedlichen Organismen: während für das bereits zugelassene Präparat Dianem (insektenpathogene Nematoden der Art Heterorhabditis bacteriophora) die Wirkungssicherheit im Praxiseinsatz erhöht werden soll, gilt es bei einer präventiven Anwendung des insektenpathogenen Pilzes Metarhizium brunneum (im Präparat GranMet), die gute Wirksamkeit der Laborversuche auch im Freiland zu bestätigen. Beim insektenpathogenen Pilz Lecanicillium lecanii schließlich müssen zunächst grundlegende Versuche im Labor und in Freiland-Mikroplots vorgenommen werden, um wichtige Parameter für eine praxisgerechte Anwendung zu liefern. Das Bodenbakterium Stenotrophomonas rhizophilus hingegen regt das Wurzelwachstum beschädigter Maiswurzeln an und hilft ihnen, etwaigen Wurzelfraß leichter zu überstehen. Die Etablierung biologischer Bekämpfungsmethoden soll den Ausfall chemischer Präparate kompensieren und kann ein Signal der Landwirtschaft an die Öffentlichkeit darstellen, welche dem Pestizideinsatz zunehmend skeptisch gegenübersteht. Der Idealfall wäre erreicht, falls es durch prophylaktische jährliche Anwendung geringer kombinierter Mengen verschiedener Gegenspieler gelänge, das Ökosystem Maisacker so zu stabilisieren, dass es zu einer Selbstregulation des Maiswurzelbohrers kommt. Grundsätzlich ist das System Maiswurzelbohrer/Mais dazu gut geeignet, da Maispflanzen eine gewisse Toleranz gegenüber diesem Schadorganismus zeigen und geringe bis mittlere Larvenmengen gut ertragen können. Dass dies kein reines Wunschdenken ist, zeigt das Beispiel einzelner Maisäcker in Befallsgebieten, wo sich nach bisherigen Beobachtungen kein Maiswurzelbohrer etablieren konnte.

Bedeutung des Projekts für die Praxis

Der Maiswurzelbohrer ist der wichtigste Maisschädling in Nordamerika und Europa. Er wird in den USA gemäß seiner Bedeutung auch als "Billion Dollar Bug" bezeichnet. Seit der erste Maiswurzelbohrer in Österreich bei Kittsee im Jahre 2002 gefunden worden ist, konnte er sich - durch exponentielles Wachstum bedingt - auf einem Großteil der österreichischen Maisflächen etablieren. Lediglich Vorarlberg und Salzburg sind noch völlig, Nordtirol ist überwiegend befallsfrei. Sein Vorkommen führte insbesondere in Gebieten mit hohem Maisanteil in der Fruchtfolge zu immer gravierender werdenden Problemen. Besonders betroffen ist hier die Steiermark, in der - begünstigt durch das illyrische Klima - hohe Maiserträge erzielbar sind. Auf dieser Grundlage basiert eine Schweinemast, die traditionellerweise im gleichen Betrieb durchgeführt wird und hohe Erträge liefert. Diese Wirtschaftsweise führte regional zu hohem Maisanteil, im Extrem bis zur Monokultur und gerät nun durch das Aufkommen dieses neuen Maisschädlings ins Wanken. Gemäß seiner Biologie besteht die einfachste Bekämpfungsmaßnahme darin, die kontinuierliche Maiskulturfolge zu unterbrechen – die aus den in Maisfeldern abgelegten Eiern schlüpfenden Larven finden dann keine Nahrung mehr und müssen zugrunde gehen. Das Jahr 2014 führte in der Steiermark zu den bisher schwersten Schäden: Der Wurzelfraß der Laven führte auf etwa 10 000 ha zum Umfallen des Maises (Lagerschaden), sodass dieser kaum mehr geerntet werden konnte (Totalausfall auf 2 000 ha). Der massenhafte Fraß der Käfer an den Narbenfäden verminderte die Befruchtung der Maiskolben und damit den Ertrag. Daneben führte der Körnerfraß an den Spitzen der Maiskolben zu 20%igen Ertragsverlusten und eröffnete neue Eintrittspforten für Pilze, welche eine erhöhte Mykotoxinbelastung als neue Gefahrenquelle befürchten ließen. Diese Schäden betrafen Regionen mit hohem Befallsdruck des Maiswurzelbohrers - in der Hauptsache also die Steiermark.

Als wichtigste Maßnahme gegen den Käfer wird gemeinhin eine geeignete Fruchtfolge angesehen. In mehreren Fruchtfolgeverordnungen wird vorgeschrieben, dass Mais nur mehr drei Mal in vier Jahren angebaut werden darf. Allerdings sind die Käfer sehr anpassungsfähig und reagieren flexibel auf verschiedenste Bekämpfungsmethoden: so haben sie sich z.B. an die in den USA praktizierte Mais-Soja Fruchtfolge angepasst und legen ihre Eier in solchen Gebieten nunmehr hauptsächlich an Sojapflanzen ab. Von den bislang verwendeten chemischen Pflanzenschutzmitteln zur Larvenbekämpfung (Poncho, Poncho pro, Force, Belem) dürfen die drei erstgenannten wegen Bedenken bezüglich ihrer Umwelttoxizität nicht mehr verwendet werden - beim derzeit zugelassenen Mittel Belem erscheint die Ausbildung von Resistenz gegenüber dem Wirkstoff Cypermethrin nur eine Frage der Zeit zu sein.

Die genauere Erforschung von Möglichkeiten der biologischen Schädlingsbekämpfung für Diabrotica virgifera bzw. des Schutzes der Maiswurzeln vor Larvenfraß soll dazu beitragen, der Landwirtschaft ein breiteres Instrumentarium zur Verfügung zu stellen, welches mehrere alternative biologische Bekämpfungsmethoden umfasst, die im Bedarfsfalle einsetzbar wären. Die Fokussierung der Bekämpfung auf nur eine Methode ist besonders gegenüber dem Maiswurzelbohrer ein riskantes Unterfangen, da dieser flexibel reagiert und dazu neigt, Resistenzen gegen Wirkstoffe und Methoden auszubilden. Darüber hinaus stellen die im Projekt zu erforschenden natürlichen Antagonisten und Methoden wichtige elementare Bausteine dar, die auch bei weiteren Problemschädlingen in Zukunft zur Anwendung gelangen könnten.

Kurzfassung (deutsch)

Im Projekt Diacont wurden vier alternative biologische Verfahren zum Schutz der Maiskulturen vor dem Westlichen Maiswurzelbohrer (Diabrotica virgifera), dem wichtigsten Maisschädling in Europa und Nordamerika, getestet und kombiniert eingesetzt. Für das bereits zugelassene Präparat Dianem® (insektenpathogene Nematoden der Art Heterorhabditis bacteriophora) stand im Vordergrund, seine Wirkungssicherheit im Praxiseinsatz zu erhöhen, indem förderliche oder hemmende Faktoren für den erfolgreichen Einsatz herausgearbeitet wurden. Bei dem insektenpathogenen Pilz Metarhizium brunneum (GranmetTM) ging es darum, die in Laborversuchen gute Wirksamkeit nun auch in Freilandversuchen zu erhärten. Beim insektenpathogenen Pilz Lecanicillium lecanii schließlich, welches die Eier des Westlichen Maiswurzelbohrers befallen, wurde nach ersten vielversprechenden Laborergebnissen der erste Schritt ins Freiland unternommen, da hier noch keinerlei Erfahrungen vorlagen. Das Bodenbakterium Stenotrophomonas rhizophila, welches das Wurzelwachstum beschädigter Maiswurzeln anregt, sollte dabei helfen, die Standfestigkeit nach bereits eingetretenem Befall am Mais zu erhöhen. Dies wurde innerhalb von Freilandversuchen überprüft. Während in den ersten beiden Projektjahren die vier alternativen biologischen Verfahren einzeln getestet wurden, erfolgte im dritten Projektjahr ein Kombinationsversuch mit Dianem, GranMetTM und Stenotrophomonas rhizophila. Da die ersten Freilandversuche mit Lecanicillium lecanii allerdings keine Ergebnisse lieferten weil der Pilz den Winter nicht überstand, wurde im dritten Projektjahr ein Überwinterungsversuch durchgeführt. Dieser sollte dazu beitragen jene Faktoren näher zu bestimmen, welche die Überwinterung von entomopathogenen Pilzen im Boden beeinflussen.