Effekte der Düngung auf die biologische Schädlingsregulation

Die biologische Kontrolle von Schädlingen im Agrarland ist eine wichtige Funktion von Nützlingen wie Parasitoiden und räuberischen Arthropoden. Schädlinge wie auch deren Gegenspieler werden durch die Düngung von Pflanzen beeinflusst und es stellt sich zunehmend heraus, dass die Art der Düngung diese Effekte und somit auch die Effizienz der biologischen Schädlingsregulation beeinflusst. Zu den Mechanismen, WIE die biologische Kontrolle verändert wird, gibt es jedoch dringenden Forschungsbedarf. In diesem Projekt wird der Einfluss verschiedener Düngemethoden auf Invertebraten-Gemeinschaften experimentell untersucht. Da die biologische Kontrolle von Schädlingen ein Produkt der Interaktionen zwischen Schädlingen, Nützlingen und alternativen Nahrungsquellen letzterer ist, bietet sich ein Nahrungsnetz-Ansatz an: Dieser ermöglicht ein besseres mechanistisches Verständnisses, wie Düngung sowohl die Interaktionen zwischen den Arten und auch die biologische Regulation der Schädlinge verändern kann. Blattläuse und Getreidehähnchen sind bedeutende Schädlinge im Getreideanbau und können zu signifikanten Ertragseinbußen führen. In der vorliegenden Studie sollen molekulare Methoden zum Einsatz kommen um die Interaktionshäufigkeit zwischen diesen Schädlingen und ihren Parasitoiden sowie generalistischen Räubern und ihrer Beute (Schädlinge, Intraguild- und Alternativbeute) unter verschiedenen Dünge-regimen zu bestimmen. In mehreren Weizenfeldern werden die Effekte der Düngungsart (organisch, anorganisch, ungedüngt) auf Dichte und Zusammensetzung der Invertebraten-Gemeinschaften ermittelt und der Einfluss auf die Nahrungs-beziehungen und damit die Effizienz der biologischen Schädlingsregulation untersucht. Folgende drei Zielsetzungen stehen im Mittelpunkt dieses dreijährigen Projekts: 1) Generierung von Nahrungsnetzen mittels molekularer Methoden und ihr Vergleich zwischen verschiedene Düngevarianten zu zwei Zeitpunkten während der Entwicklung der Schädlingspopulationen (Einwanderung und Etablierung). 2) Bestimmung der Konsumptionshäufigkeit von Schädlingen, Intraguild- und Alternativbeute und der Vergleich dieser Frequenzen zwischen den Düngevarianten 3) Bestimmung der biologischen Regulation in den verschiedenen Düngungsvarianten um aufzuklären, wie die Nahrungsnetzinteraktionen dadurch verändert werden und die Ökosystemleistung der Schädlingsregulation beeinflusst wird. Diese Untersuchungen werden neue Erkenntnisse zum Effekt der Düngungsart auf Nahrungsnetzinteraktionen in komplexen Artengemeinschaften liefern. Damit schließen wir eine Lücke im mechanistischen Verständnis der biologischen Kontrolle, was auch für die Entwicklung nachhaltiger landwirtschaftlicher Methoden von Bedeutung ist.

Die biologische Kontrolle von Schädlingen im Agrarland ist eine wichtige Ökosystemdienstleistung welche von Nützlingen wie Parasitoiden und räuberischen Arthropoden bewirkt wird. Schädlinge als auch deren Gegenspieler werden durch die Düngung von Pflanzen beeinflusst und es stellt sich zunehmend heraus, dass die Art der Düngung diese Effekte und somit auch die Effizienz der biologischen Schädlingsregulation beeinflusst. In diesem Projekt wurde der Einfluss verschiedener Düngemethoden (organisch, anorganisch, ungedüngt) auf Dichte und Zusammensetzung der Invertebraten- Gemeinschaften in Getreidefeldern ermittelt und die Auswirkungen auf die Nahrungsbeziehungen mittels molekularer Methoden bestimmt und damit die Effizienz der biologischen Schädlingsregulation experimentell untersucht. Da die biologische Kontrolle von Schädlingen ein Produkt der Interaktionen zwischen Schädlingen, Nützlingen und alternativen Nahrungsquellen letzterer ist, bot sich ein Nahrungsnetz-Ansatz an: dieser ermöglicht ein besseres mechanistisches Verständnis, wie Düngung sowohl die Interaktionen zwischen den Arten als auch die biologische Regulation der Schädlinge verändern kann. Dabei zeigte sich, dass die Nützlinge umgehend mit Änderungen in der Nahrungswahl auf unterschiedliche Düngungsarten reagieren und sich dadurch ein dynamisches Netzwerk an Interaktionen zwischen Nützlingen und Schädlingen ergibt, noch bevor es zu Verschiebungen in der Häufigkeit einzelner Arten kommt. Bei einem Vergleich zwischen jenen Flächen, die ein hohes bzw. geringes Ausmaß an biologischer Schädlingsregulation aufwiesen, zeigte sich, dass die effiziente Kontrolle der Schädlinge nicht auf eine einzelne, besonders stark ausgeprägte Räuber-Beute-Beziehung zurückzuführen war. Vielmehr wurden die Schädlinge immer dann gut in Schach gehalten, wenn sie von räuberischen Arthropoden attackiert wurden, denen auch ein ausreichend breites Spektrum an alternativer Beute zur Verfügung stand und dieses auch nicht durch großen Konkurrenzdruck durch andere Räuber eingeschränkt wurde. So überraschte es letztlich wenig, dass diese Situation auf Flächen, welche mit organischen Düngern (Mist, Kompost) versorgt wurden, eher gegeben waren als auf jenen mit anorganischer Dünung (Kunstdünger) oder wenn gar kein Dünger ausgebracht wurde. Denn durch das Ausbringen des organischen Materials werden bodenlebende Zersetzer wie Springschwänze und Regenwürmer gefördert, welche auch eine beliebt alternative Beute der räuberischen Arthropoden sind. Dieses neue Wissen ist besonders für die Entwicklung nachhaltiger landwirtschaftlicher Methoden von Bedeutung, denn es konnte gezeigt werden, dass schon durch einfachste Maßnahmen, wie das Ausbringen organischen Materials in Getreidefeldern, die Stabilität der Schädlingsregulation durch Nützlinge unterstützt und gesteigert werden kann.