Efficacy of entomopathogenic nematodes against the frit fly Oscinella frit (L.) (Diptera: Chloropidae) on spring wheat

Die Larven der Fritfliege können während der Blattentwicklung und Bestockungsphase beträchtliche Schäden an Sommerweizen hervorrufen. Aufgrund der Diskussion um die Beizproblematik wurde nach alternativen Bekämpfungsmaßnahmen in der Frühphase der Pflanzenentwicklung gesucht. Deshalb wurde in den Jahren 2009 und 2010 eine Untersuchung zum Befall des deutschen Wechselweizens Triso und des ägyptischen Sommerweizens Sakha 93 mit Oscinella frit (L.) und deren Regulierung durchgeführt. Es wurden die entomopathogenen Nematoden Steinernema feltiae, Steinernema carpocapsae und Heterorhabditis bacteriophora sowie das Pyrethroid Karate Zeon auf ihr Potential zur Regulation der Larvenpopulation im Labor sowie unter Freilandbedingungen getestet. Im Labor erfolgte die Untersuchung befallener Pflanzen­proben aus den behandelten Freilandparzellen auf Vorhandensein und Vitalität der Fritfliegenlarven zur Bestimmung der Mortalitätsrate. Des Weiteren wurden befallene Pflanzen aus unbehandelten Randparzellen entnommen und aus ihnen Larven präpariert, welche dann in Petrischalen mit den Nematodenarten sowie Karate Zeon unter Verwendung der vollen, der halben und einem Viertel der Aufwandmenge über 3 Termine auf ihre Vitalität untersucht wurden. Es herrschten konstante Temperaturbedingungen von 25 ± 2°C. In diesem Versuch zeigte H. bacteriophora eine größere Effizienz als S. carpocapsae, im Freiland war S. carpocapsae erfolgreicher. Die Ergebnisse bestätigen Literaturangaben, die auf höhere Temperaturansprüche von H. bacteriophora hinweisen. Das Regula­tionspotential von S. feltiae lag unter denen der anderen Nematodenarten. In Abhängigkeit von der Konzentration und dem Larvenstadium konnten im Labor bei den Nema­toden wie auch bei Karate Zeon bis zu 100% Larvenmortalität erreicht werden. Die Spezies H. bacteriophora als effektivste Nematodenart im Labor erreichte bei Konzentrationen von 250 (¼), 500 (½) und 1000 (volle Aufwandmenge) infektiösen Nematoden pro ml eine Larvenmortalität bei L2-Larven von 74, 86 und 88% nach einem Tag sowie 90, 98 und 100% nach 7 Tagen. Bei den L3-Larven war das Ergebnis nach einem Tag um ca. 20% geringer, nach 7 Tagen wurde aber die gleiche Mortalität erzielt. Karate Zeon brachte im Vergleich zu H. bacteriophora denselben Erfolg. Weiterhin wurde zweimal wöchentlich der sichtbare Schaden durch die Fritfliegenlarven am Sommerweizen bonitiert und befallene Pflanzen wie bereits dargestellt im Labor untersucht. Die Schädigung der Pflanzen (%) war 2009 höher als 2010, offensichtlich beeinflussten die ungünstigen abiotischen Bedingungen 2010 das Befallsgeschehen negativ. Der Durchschnitt der bereits sichtbaren Schadsymptome im Freiland betrug vor der Behandlung 1,5% bei der deutschen und 2,3% bei der ägyptischen Varietät und erhöhte sich bis zum 14. Tag nach der ersten Applikation auf 24,7 bzw. 40,0%. Dieser signifikante Unterschied zwischen den Sommerweizenvarietäten ist auf die schnellere Entwicklung der deutschen Sorte zurückzuführen. Nach der zweiten Applikation reduzierten sich die sichtbaren Symptome. Weiterhin konnten signifikante Unterschiede der Behandlungen zur Kontrolle bezüglich Larvenmortalität, Befallsreduktion und Ertrag erkannt werden. Die Ergebnisse belegen in beiden Jahren, dass die Möglichkeit der effizienten Regulation mit entomopathogenen Nematoden im Sinne des Biologischen Pflanzenschutzes besteht.    The efficiency of three species of entomopathogenic nematodes (EPNs) (Steinernema carpocapsae, S. feltiae and Heterorhabditis bacteriophora) and one pyrethroid (lambda-cyhalothrin) were evaluated to control frit fly, Oscinella frit (L.) in the laboratory and field on two wheat varieties (Triso and Sakha 93) during 2009 and 2010. This is the first research studying the efficiency of EPNs against O. frit. Within seven days in laboratory tests, up to 100% mortality was observed in O. frit larvae with all nematodes and the pyrethroid; however, the pyrethroid was only 100% effective when high concentrations and young pest larvae were used. In laboratory tests, H. bacteriophora was more efficacious than S. carpocapsae against O. frit, while the latter was more efficient in field experiments. In 2009 field experiments, Steinernema carpocapsae was more efficacious than S. feltiae and H. bacteriophora; however, in 2010 S. carpocapsae and S. feltiae were more efficient than H. bacteriophora. Weather parameters affect the infestation percentages of O. frit and the efficiency of EPNs as well. Weather conditions in 2009 were warmer and with less rain (14.0°C and 0.9 mm) compared to 2010 (12.0°C and 3.1 mm) for mean temperature and rainfall, respectively. Thus, infestation percentages were greater in 2009 because weather conditions negatively affected oviposition and newly hatched larvae in 2010. In 2009 and 2010 the yield index was greater in Triso than Sakha 93 variety in weight of grains/ha. It can be concluded that λ-cyhalothrin, S. feltiae and S. carpocapsae were the most efficacious in O. frit control and consequently provided the greatest yields. These results confirmed that EPNs can be used as biocontrol agents in Integrated Pest Management (IPM) programs of O. frit.   &nbsp

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

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

Conservation Biological Control Practices

Natural enemies are subjected to continuous deterioration in populations especially in modern agricultural systems characterized by complete removal of plants after harvesting as well as by insecticide applications. This complete removal of plants gives rise to disappearance of natural enemies after each crop season. Conservation biological control is the protection of NEs against adverse effects of pesticides and incompatible cultural practices and improving their efficiency via providing food sources. During non-crop periods, natural enemies may need of benefit from pollen and nectar. Preservation of natural enemies can be achieved by providing habitat and resources for NEs. This chapter aimed at discussing a suggested strategy for more efficient conservation biological control comprising collection, preservation and releasing the preserved natural enemies on target crops. The collection is mainly conducted before crop harvest and during winter from fruit orchards. Preservation greenhouses are dedicated for natural enemies rather than commercial production of crops. Natural enemies taken from preservation greenhouses are released in target crops during growing season. Different techniques used in collection, preservation and release of natural enemies are reviewed. Such a conservation biological control strategy might contribute to preserve the natural bio-diversity in the agricultural environment and provide natural alternatives to pesticides