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Epidemiologie von Pea necrotic yelow dwarf virus (PNYDV) und Bekämpfungsstrategien von Blattläusen als Nanovirenvektoren im biologischen Ackerbohnenanbau (NANOVIR)

Bedeutung des Projekts für die Praxis: Eine ausgewogene Fruchtfolge spielt im Ackerbau, ganz besonders im biologischen Anbau, eine zentrale Rolle. Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit, Regulierung von Unkraut und Pathogenen und Nährstoffversorgung der Pflanzen sind die wichtigsten Parameter die durch den Fruchtwechsel sichergestellt werden sollen. Wie bereits erwähnt sind Leguminosen aus einer gesunden Fruchtfolge nicht wegzudenken. Sowohl der Anbau von Körnerleguminosen als Hauptfrucht, als auch der Anbau von Leguminosen in Zwischenfrüchten ist zu fördern. Im Herbst 2016, nachdem die Ertragseinbußen durch PNYDV in Grünerbsen und Ackerbohnen, aber auch Linsen und Sommerwicken an vielen Standorten in Ober- und Niederösterreich und im Burgenland klar ersichtlich waren, waren viele Landwirte verunsichert, ob sie weiter Ackerbohnen anbauen sollen, und ob sie nicht besser leguminosenfreie Zwischenfrüchte verwenden sollen. Die Winter werden zunehmend wärmer, und wie die Erfahrungen 2014/2015 und 2015/2016 gezeigt haben, kann nicht davon ausgegangen werden, dass alle abfrostenden Leguminosen auch wirklich in jedem Winter abfrieren. Besonders in Gebieten, wo Grünerbsen, Körnererbsen, Ackerbohnen oder Linsen angebaut werden, ist anzuraten, in Zwischenfrüchten auf Leguminosen zu verzichten, die anfällig für PNYDV sind. So kann verhindert werden, dass der Virus in infizierten Pflanzen überwintert, und diese Pflanzen als Inokulum für eine neue Vegetationsperiode fungieren. Das vorliegende Projekt soll klären welche Leguminosenarten Wirtspflanzen für PNYDV sind. Das Wissen um die Anfälligkeit verschiedener Leguminosen, und somit um ihre Verwendungsmöglichkeiten erhöht die Sicherheit bei den Landwirten und verhindert, dass aus Unsicherheit auf Leguminosen verzichtet wird. Zwar konnten auch die beiden Nanovirenarten Black medic leaf roll virus (BMLRV) und Pea yellow stunt virus (PYSV) schon in Österreich nachgewiesen werden, im Monitoring 2016 wurde jedoch nur das Pea necrotic yellow dwarf virus (PNYDV) bestätigt. Über BMLRV und PYSV, ihre Wirtspflanzen und Vektoren ist noch kaum etwas bekannt. Es ist von großer Wichtigkeit durch regelmäßige Monitorings zu überprüfen welche Nanoviren vorhanden sind, da BMLRV oder PYSV eventuell auch Leguminosen befallen könnten, die für PNYDV keine Wirtspflanzen sind, wie beispielsweise Sojabohne oder Luzerne. Werden Maßnahmen zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit von Leguminosen gefördert hat das auch weitreichendere Folgen. Neben einem geringeren Düngemittel- und Pestizidaufwand durch den Anbau von Leguminosen in gesunden Fruchtfolgen, und damit den positiven Auswirkungen auf die Umwelt, dienen Leguminosen auch als Bienenweiden, oder erhöhen die Vielfalt an Kulturpflanzen, was sich auf das Landschaftsbild positiv auswirkt. (Text gekürzt)

Effizienzsteigerung des polyphagen Parasitoiden Aphelinus abdominalis durch Ausnutzung des Lernvermögens bei der Wirtssuche mit Hilfe von Infochemikalien des Pflanze-Wirt-Systems

Aphelinus abdominalis, ein Parasitoid der Familie Aphelinidae, wird seit mehreren Jahren als Nützling zur Blattlausbekämpfung in Unterglaskulturen angeboten. Das Potential seiner Effizienz wird aber im Vergleich zu den Blattlausparasitoiden der Aphidiinae häufig unterschätzt. Das Verhalten der Aphelinidae im Wirtshabitat ist in der Literatur gut dokumentiert, doch der Kenntnisstand über ihre Fernorientierung bei der Wirtssuche ist noch lückenhaft. In dem hier beantragten Forschungsvorhaben sollen in einer Verbindung von Laborexperimenten und anwendungsorientierten Gewächshausversuchen die Möglichkeiten für eine Effizienzsteigerung von A. abdominalis ausgelotet werden. Ein Schwerpunkt der geplanten Verhaltensstudien liegt dabei auf einer Aufklärung der Mechanismen des Lernvermögens. In zahlreichen Arbeiten wurde in den vergangenen Jahren gezeigt, daß sich die meisten Parasitoiden flexibel den wechselnden Umweltbedingungen anzupassen vermögen, indem sie bestimmte Duftstoffe ihrer Wirtspflanzen erlernen und für die Wirtssuche nutzen. Da Schlupfwespen mit einem breiten Wirtsspektrum auch im Gewächshaus mit einer Vielzahl unterschiedlicher Pflanze-Wirt-Systeme konfrontiert werden, ist es das Ziel dieses Projekts, anhand den Modellsystems A. abdominalis - Macrosiphum euphorbiae - Paprika/Aubergine sinnvolle Strategien für eine praktische Nutzbarmachung dieser Lernfähigkeit zu erarbeiten.

Entwicklung einer biologisch abbaubaren Mulchabdeckung für den Pflanzenschutz, Teilvorhaben 1: Freilandversuche

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Compoundproduktes aus einem Vlies und einer biologisch abbaubaren Beschichtung. Dieses biologisch abbaubare Compoundprodukt, VliesFilm genannt, soll konventionellen Mulchfolien aus Polyethylen im Pflanzenbau ersetzen können, bei gleichen positiven Wachstumseinflüssen auf die Pflanzen. Hauptkomponenten und Entwicklungsschritte des zu optimierenden integrierten Systems (Integrated Plant Management - IPM) sollen folgende sein: a: Entwicklung eines neuartigen biologisch abbaubaren Compoundproduktes aus einem Viskosevlies und einer Beschichtung zum Mulchen (VliesFilm). Beide Bestandteile des VliesFilms sind biobasiert und bestehen zu 100% (Vlies), bzw. 50% (Beschichtung) aus nachwachsenden Rohstoffen und sind biologisch abbaubar. Alle Inhaltstoffe der Beschichtung haben eine Lebensmittelzulassung (E-Nummer), stehen aber nicht in Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion wie z.B. stärkebasierte Materialien. Der primäre Fokus liegt auf der Entwicklung und Optimierung des VliesFilms aus NaWaRos hinsichtlich der phytosanitären Eigenschaften im Vergleich zu konventionellem Mulchmaterial (PE, 20-25my). Als wichtigste pflanzenbaulichen Faktoren sind hier Wasserverfügbarkeit, Bodentemperatur, und die Unterdrückung von Unkräutern zu nennen. b: Der VliesFilm soll einen Mehrwert gegenüber konventionellen PE-Folien erhalten. Zu diesem Zweck werden die Beschichtungen eingefärbt, um repellente Effekte auf anfliegende Insekten (Modell Blattläuse) zu erreichen. Da diese Maßnahme einen Anflug zwar verringert, aber meist nicht komplett verhindern kann, wird ein regelmäßiges Monitoring vorgenommen, um etwaige interventiven Maßnahmen zu ergreifen. Hieraus folgt dann ein System zum integrierten Pflanzenschutz, um den Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitteln zu minimieren.

Einfluss von Duengung und Bodenpflegemassnahmen auf den Krankheits- und Schaedlingsbefall in einer Apfelanlage

Durch geeignete Duengungs- und Bodenpflegemassnahmen soll der Krankheits- und Schaedlingsbefall reduziert werden, um Pflanzenschutzmittel einzusparen. Geprueft werden organische und mineralische Duengung in je 2 verschieden hohen Gaben sowie ganzjaehrige Bodenoffenhaltung und Gruenduengungseinsaat. Fuer den Mehltau und die Mehrzahl der untersuchten Schaedlinge wurde ein staerkerer Befall auf den offengehaltenen Parzellen gegenueber der Gruensaat festgestellt. Hochsignifikante Unterschiede ergaben sich fuer den Mehltau (Podosphaera leucotricha), die Apfelblattgallmilbe (Eriophyes malinus), die Mehlige (Rosige), Apfelblattlaus (Dysaphis plantaginea), den Apfelwickler (Laspeyresia pomonella) und fuer die Zahl der abgelegten Wintereier verschiedener Aphiden und des kleinen Frostspanners (Operophthera brumata).

Einfluss insektivorer Voegel auf Raeuber-Beute-Interaktionen: Eine experimentelle Studie an Feldsperlingen, Getreideblattlaeusen und Blattlausantagonisten

Ganzheitliche Rübenderbrüssler Bekämpfung im Zuckerrübenbau mit dem entomopathogenen Pilz Metarhizium brunneum (CURCUCONT)

Zielsetzung: In Ermangelung an wirksamen, umweltfreundlichen, zugelassenen chemischen Insektiziden, soll eine ganzheitliche, direkte Bekämpfung bzw. der Populationskontrolle sowohl der Rüsselkäferlarven als auch der adulten Käfer mit dem biologischen Wirkstoff M. brunneum (GranMetTM)-Pilzgerste bzw. wasserdispergierbarem Sporenprodukt (beide Produkte von der Firma Agrifutur s.r.l.) ausgetestet werden. Mit einem mehrjährigen Monitoring soll abgesichert werden, dass die Bothynoderes - Population in den Behandlungsflächen unter der wirtschaftlichen Schadschwelle gehalten werden kann. Es soll besonders auch das Hauptaugenmerk auf i) die Austestung von neuen Pilz-Dipersionsformulierungen gerichtet sein, welche im Projekt INBIOSOIL (FP7-ENV-2011-3.1.9.-1; No. 282767) und DIACONT (BMLFUW 101111) entwickelt wurden; ii) zusätzlich sollen die Versuche zur Präventionswirkung des entomopathogenen Pilzes BIPESCO 5, formuliert auf steriler Gerste, fortgeführt und ausgedehnt werden. Dazu sollen stark befallene Zuckerrübenfelder mit dem Produkt GranMetTM behandelt werden und iii) soll auf Grundlage von Sprühversuchen mit dem entomopathogenen Pilz M. brunneum (BIPESCO 5) die oberirdische Käferbehandlung auf Praxistauglichkeit entwickelt werden (Laboraustestungen und in-situ Feldapplikationen - Applikation mit Sattelspritzgerät; Persistenzuntersuchung von Metarhizium auf Blattoberfläche zur Bestimmung optimaler Applikationszeitpunkte bzw. -Häufigkeit). Sollte sich erhärten, dass M. brunneum tatsächlich Populationsregulierend auf den Rübenderbrüssler wirkt, sollte es keine Schwierigkeit sein, auf Grundlage der EU-Verordnung (1107/2009), in naher Zukunft ein registriertes Metarhizium-Präparat auf den Markt zu bringen. Mit einem mehrjährigen Monitoring soll nun bestätigt werden, dass sich in den Behandlungsflächen die Derbrüsselkäfer-Population unter der wirtschaftlichen Schadschwelle gehalten werden kann. Einsatz von Metarhizium spp. auf Blattoberflächen: Bekanntlich kann Metarhizium, primär ein typischer Bodenpilz, auch auf Blattoberflächen und bei pflanzensaugenden Insekten als indigenes Pathogen nachgewiesen werden. Seit wenigen Jahren werden bereits Metarhizium Dispersionsformulierungen gegen Blattschädlinge (z.B. Spittlebugs, Termiten, Blattläuse, Thrips) mittels Sprühapplikation auf Kulturpflanzen geprüft bzw. angewendet (VEGA et al. 2009, STRASSER et al. 2017, MWEKE et al, 2018). Es besteht großes Interesse an der Verbesserung der Formulierungs- und Anwendungstechnologien in der Blattspritzanwendung (BUTT 2002). So wird beispielsweise der Einsatz von Additiven wie Haftmittel in Sporensuspensionen für die Sprühanwendung empfohlen, um hohe Sporenkonzentrationen auf Blattoberflächen und damit eine gute Persistenz auf den Pflanzen zu gewährleisten (INGLIS et al. 2001). Notwendige Informationen bezüglich Umwelt- und Blattpersistenz von M.spp. sollen erarbeitet werden und sind somit auch Gegenstand unserer Untersuchungen.

Wirts- und Vektormanipulation nach Mehrfachinfektion von durch Blattläuse übertragenen Viren in Zuckerrüben (Beta vulgaris)

In Zuckerrüben (Beta vulgaris subsp. vulgaris) wird die viröse Vergilbung durch einen Komplex verschiedener von Blattläusen übertragener Virusarten verursacht, wobei Myzus persicae der wichtigste Vektor ist. In Europa sind das Beet yellows virus (BYV), das beet mild yellowing virus (BMYV), das beet chlorosis virus (BChV) und das beet mosaic virus (BtMV) die Hauptverursacher und beeinträchtigen nachweislich den Zuckerrübenanbau nicht nur bei Einzel-, sondern auch bei Co- und Multiinfektion. Es ist bekannt, dass koinfizierende Viren bei vielen Pflanzenarten die Replikation, die Gewebeausbreitung, die Vektorübertragungsrate und andere Fitnesskomponenten von mindestens einem der beteiligten Viren verbessern und virale Eigenschaften wie Wirtsspektrum, Zelltropismus und Vektorpräferenz beeinflussen. Darüber hinaus ist die Mehrfachinfektion von eng verwandten Viren der Ausgangspunkt für die RNA-Rekombination, die zur Bildung neuer, oft virulenterer Stämme oder Virusarten führt. Da eine natürliche Multivirus-Resistenz im Beta-Genpool nicht zu erwarten ist und die konventionelle Virusbekämpfung durch Reduzierung der Vektorpopulationen mittels neonikotinoider Insektizidbehandlung verboten wurde, sind alternative Lösungen zur Bekämpfung der Krankheit dringend erforderlich. Vor diesem Hintergrund zielt unser Projekt darauf ab, die viralen Interaktionen während der Wirtskolonisierung sowie die Vektorinteraktionen zu verstehen, die durch Mehrfachinfektionen verändert werden und die Auswirkungen auf Pflanzen verstärken bzw. die Übertragung erhöhen könnten. Auf der Ebene Virus-Pflanze wollen wir mutmaßliche synergistische Interaktionen entschlüsseln, durch Transkriptomanlyse beteiligte Pflanzenproteine identifizieren und Stoffwechselwege charakterisieren, die durch die Viren bei Einzel- im Vergleich zu ausgewählten Ko-/Mehrfach-Infektionen manipuliert werden. Auf der Ebene der Beeinflussung von Vektoren durch die Virusinfektion sollen die Auswirkungen auf das Verhalten von Blattläusen sowie die Präferenzen der Virusübertragung bei Koinfektionen identifiziert und quantifiziert werden. Das Hauptergebnis dieses Projekts ist ein besseres Verständnis der engen Wechselwirkungen zwischen den drei Komponenten des Pathosystems (Pflanze-Virus-Vektor) im Rahmen einer Mehrfachinfektion. Letztendlich könnte dieses Projekt potenziell Ziele für künftige sichere und umweltfreundliche Bekämpfungsmaßnahmen aufzeigen.

Entwicklung einer biologisch abbaubaren Mulchabdeckung für den Pflanzenschutz, Teilvorhaben 2: Entwicklung eines Prototyps

Hauptkomponenten und Entwicklungsschritte des zu optimierenden integrierten Systems (Integrated Plant Management - IPM) sollen folgende sein: a: Entwicklung eines neuartigen biologisch abbaubaren Compoundproduktes aus einem Viskosevlies und einer Beschichtung zum Mulchen (VliesFilm). Beide Bestandteile des VliesFilms sind biobasiert und bestehen zu 100% (Vlies), bzw. 50% (Beschichtung) aus nachwachsenden Rohstoffen und sind biologisch abbaubar. Alle Inhaltstoffe (PVOH, Glycerol) der Beschichtung haben eine Lebensmittelzulassung (E-Nummer), stehen aber nicht in Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion wie z.B. stärkebasierte Materialien. Der primäre Fokus liegt auf der Entwicklung und Optimierung des VliesFilms aus NaWaRos hinsichtlich der phytosanitären Eigenschaften im Vergleich zu konventionellem Mulchmaterial (PE, 20-25my). Als wichtigste pflanzenbaulichen Faktoren sind hier Wasserverfügbarkeit, Bodentemperatur, und die Unterdrückung von Unkräutern zu nennen. b: Der VliesFilm soll einen Mehrwert gegenüber konventionellen PE-Folien erhalten. Zu diesem Zweck werden die Beschichtungen eingefärbt, um repellente Effekte auf anfliegende Insekten (Modell Blattläuse) zu erreichen. Da diese Maßnahme einen Anflug zwar verringert, aber meist nicht komplett verhindern kann, wird ein regelmäßiges Monitoring vorgenommen, um etwaige interventiven Maßnahmen zu ergreifen. Hieraus folgt dann ein System zum integrierten Pflanzenschutz, um den Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitteln zu minimieren.

Entwicklung einer biologisch abbaubaren Mulchabdeckung für den Pflanzenschutz

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Compoundproduktes aus einem Vlies und einer biologisch abbaubaren Beschichtung. Dieses biologisch abbaubare Compoundprodukt, VliesFilm genannt, soll konventionellen Mulchfolien aus Polyethylen im Pflanzenbau ersetzen können, bei gleichen positiven Wachstumseinflüssen auf die Pflanzen. Hauptkomponenten und Entwicklungsschritte des zu optimierenden integrierten Systems (Integrated Plant Management - IPM) sollen folgende sein: a: Entwicklung eines neuartigen biologisch abbaubaren Compoundproduktes aus einem Viskosevlies und einer Beschichtung zum Mulchen (VliesFilm). Beide Bestandteile des VliesFilms sind biobasiert und bestehen zu 100% (Vlies), bzw. 50% (Beschichtung) aus nachwachsenden Rohstoffen und sind biologisch abbaubar. Alle Inhaltstoffe der Beschichtung haben eine Lebensmittelzulassung (E-Nummer), stehen aber nicht in Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion wie z.B. stärkebasierte Materialien. Der primäre Fokus liegt auf der Entwicklung und Optimierung des VliesFilms aus NaWaRos hinsichtlich der phytosanitären Eigenschaften im Vergleich zu konventionellem Mulchmaterial (PE, 20-25my). Als wichtigste pflanzenbaulichen Faktoren sind hier Wasserverfügbarkeit, Bodentemperatur, und die Unterdrückung von Unkräutern zu nennen. b: Der VliesFilm soll einen Mehrwert gegenüber konventionellen PE-Folien erhalten. Zu diesem Zweck werden die Beschichtungen eingefärbt, um repellente Effekte auf anfliegende Insekten (Modell Blattläuse) zu erreichen. Da diese Maßnahme einen Anflug zwar verringert, aber meist nicht komplett verhindern kann, wird ein regelmäßiges Monitoring vorgenommen, um etwaige interventiven Maßnahmen zu ergreifen. Hieraus folgt dann ein System zum integrierten Pflanzenschutz, um den Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitteln zu minimieren.

Begleitpflanzen im Zuckerrübenanbau: Pestizidminderung, Biodiversitätsförderung, Erosions- und Grundwasserschutz, Rentabilität

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Zuckerrüben werden von Blattläusen befallen, die Saugschäden verursachen und Vergilbungsviren übertragen können. Bei frühem Befall können Ertragsverluste von bis zu 30 % auftreten. Um den Befall mit Blattläusen (und als Folge die Ertragsverluste) zu vermeiden, wird bei Überschreiten der Schadensschwelle in der Regel ganzflächig Insektizid eingesetzt. Systemisch wirkende neonikotinoide Saatgutbeizen sind seit 2019 nicht mehr zugelassen. Im Zuckerrübenanbau kommen daher dieselben insektiziden Wirkstoffe wie in anderen Ackerkulturen zur Anwendung. Zur Kontrolle von Blattläusen stehen in Zuckerrüben nur Wirkstoffe mit zwei verschiedenen Mechanismen zur Verfügung, was ein umsichtiges Resistenzmanagement nahezu unmöglich macht. Die ganzflächige Anwendung von Insektiziden schädigt auch viele Nicht-Zielorganismen. Vor diesem Hintergrund gibt es dringenden Bedarf für neue Lösungen zur Kontrolle von Schadinsekten im Zuckerrübenanbau. Eine Lösung könnten alternative Anbauverfahren mit Begleitpflanzen zwischen den Zuckerrübenreihen sein. Die Begleitpflanzen können zur Ablenkung der Schadinsekten von der Kulturpflanze führen oder die Zuckerrübenpflanzen maskieren. Außerdem könnten Gegenspieler der Schadinsekten gefördert und darüber hinaus die Biodiversität auf der Ackerfläche im Allgemeinen erhöht werden. Ein solches Anbauverfahren mit Begleitpflanzen soll helfen, die ganzflächige Anwendung von Insektiziden zu vermeiden oder deutlich zu vermindern. Zusätzliche Umweltziele bestehen darin, die Intensität der Herbizidanwendungen zu reduzieren, z.B. durch die Kombination nicht-chemischer und chemischer Verfahren der Beikrautkontrolle oder indem die Begleitpflanzen andere Pflanzen zwischen den Zuckerrübenreihen unterdrücken. Primäres Ziel des Vorhabens ist es, ein wirksames Verfahren der Blattlaus- und damit Viruskontrolle in Reihenkulturen wie der Sommerfrucht Zuckerrübe durch den gezielten Anbau von Begleitpflanzen praxisreif zu entwickeln. Im Unterschied zu Lösungsansätzen, die auf einer Förderung von Blattlausgegenspielern in der Landschaft oder auf Feldebene beruhen (Blühflächen), soll im vorliegenden Ansatz geprüft werden, ob sich Blattläuse und eventuell auch andere Schadorganismen von Zuckerrüben mit dem Anbau von Begleitpflanzen zwischen den Zuckerrübenreihen so kontrollieren lassen, dass Ertragseinbußen ohne Insektizidanwendungen vermieden werden. Zusätzlich muss das Anbauverfahren eine ausreichende Beikrautkontrolle bei geringer Konkurrenzwirkung der Begleitpflanze auf das Zuckerrübenwachstum gewährleisten.

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