Fumigants in stored product protection

Since man began to store huge amounts of harvested cereal grains and other products in large bulks the application of fumigants was the method of choice for thorough disinfestations. Only these molecules are suitable to meet all the stages of pests even hidden within the products and kill them without moving the stored produce. Some boundary conditions are linked to effective use of fumigants for pest control:The product of premise must be sealed to a high degree of gas tightness – for instance by use of tarpaulins, glue, sticky tapes, poly urethane foam, silica glue or other appropriate materials – to keep the concentration of the gas for some length of tome sufficiently high.The temperature must be sufficiently high to allow penetration of the poison into the insect body and reaction at the target site within the insect.The concentration must be sufficiently high for a considerable length of time to control all stages or the target stage of the pest at a mortality rate of at least 99.9% (to avoid selection for resistance).Only a few fumigants remain as registered compounds for this purpose:metal phosphide products for the release of phosphine gascarbon dioxide as inert atmosphere for replacement of oxygen; also under high pessurenitrogen [as inert atmosphere without need for registration as plant protection product][hydrogen cyanide as gas for use as biocide]The specific features of the fumigants including the efficacy against pests and fields of applications will be discussed

Pest control and constraints in flour mills

Food factories and especially flour mills are object of severe infestations of pest insects. Mediterranean flour moth Ephestia kuehniella and confused flour beetle Tribolium confusum belong to the prevailing pests causing expensive precautions and control measures to avoid complaints of customers. The occurrence of pest insects is not in accordance with food laws and the expectations of buyers of food. Therefore, the biology and behaviour of these pests, the weaknesses of the construction of the premises as breeding place for the pests, the logistic of the flow of product through the machines and the factory have to be understood in the light of pest management. Despite early warning systems and monitoring, inspection of the incoming raw products for possible infestation and many precautions still infestation regularly and often occurs. The choice of possible control procedures is fairly limited. The few remaining contact insecticides lack thorough penetration into infested cracks and crevices let alone the aspect of resistance of pests toward these chemicals. The loss of methyl bromide as quick acting fumigant for thorough pest control of all stages of pests in 2005 opened a chance for sulfuryl fluoride (SF) as alternative fumigant and application of heat in certain circumstances. Also intensive sanitation and partial use of biological antagonists gained its place in the integrated pest management system. The promising use of SF as one to one replacement of methyl bromide found its limitations in the higher cost of the treatment since slightly higher amounts of gas have to be used to be effective possible together with increasing the temperature within the mill to ensure high percentage of mortality. Recently, the maximum residue value for fluorine in treated commodities was reduced in Europe down to 2 mg/kg. This concerns the treatments of large flour mill buildings with in house flour bins that can hardly all be emptied for the fumigation or sufficiently sealed towards the rest of the mill structure. The impact of the high value of the global warming potential (GWP) of SF in comparison with carbon dioxide (higher than factor 1000) is still under consideration. Heating of all infested parts and machinery and hiding places of pest insects in walls, ceilings and floors sounds easier than it may be in practice. The laws of physics apply and require partially huge amounts of energy to elevate the temperature of concrete, insulating material or other infested parts of the construction to lethal values. Flour mills and also some other food processing factories offer attractive conditions for surviving for a group of animals like insects, mites, rodents and birds. This group belongs to typical stored product pests. They accompany man since he started after daily hunting and looking for food to store harvested products for a while to become independent from this daily effort some thousand years ago (Reichmuth 2009). These animals are adjusted to live on fairly dry food and get their necessary water supply either outside the premises (rodents and birds) or by chemically cracking the starch into water and carbon dioxide. Together with shelter against uncomfortable weather, elevated temperature due to the electrical machineries and the milling process and plenty of hiding places behind machinery, flour mills are target of pest infestation. Simply, these factories are paradise for certain pests. The preparation of food on the other side does not allow any living or even dead animals that may end up partially in the packages. Therefore, pest management is a very severe issue and requires plenty of dedication in this branch of industry

Pest control in stored product and material protection with sulfuryl fluoride

Seit mehreren Jahren ist Sulfurylfluorid (Sulfuryldifluorid, SF) als Schädlingsbekämpfungsmittel für den Materialschutz und den Vorratsschutz gegen Insekten gelistet. Insbesondere der Ersatz des ozonzerstörenden Brommethans wird in diesen Anwendungsgebieten überwiegend mit diesem Wirkstoff realisiert. Sulfurylfluorid gilt seit langer Zeit als ein bewährtes Begasungsmittel gegen Termiten in Holzhäusern in den Vereinigten Staaten. Als 2005 die Industrienationen gemäß den Beschlüssen des Montrealer Protokolls den Ausstieg aus der Brommethantechnologie umsetzten, gab es Zulassungen für die Leerraumentwesung im Vorratsschutz und Genehmigungen für die Verwendung im Holz- und Materialschutz gegen Insekten.Sulfuryl fluoride (sulfuryl difluoride, SF) is well established for termite control in wooden houses as Vikane in the US since 1960. About 10 years ago, the company DowElanco (today DowAgroScience) decided to prepare the authorisation of SF also as replacement fumigant for the envisaged phase out of methyl bromide in 2005. The ozone depleting methyl bromide has in the meantime successfully been replaced by SF in many suitable fields of application. SF started to be used against wood boring insects in Sweden and Germany until it was eventually registered 2005 in many European countries also for stored product protection as Profume. The necessary ct-products (concentration x time of exposure) in the laboratory for effective insect control vary considerably depending on species, developmental stage and temperature. Experimental data require between 14mgh/l and 1694mgh/l for lethal treatments at about 25°C with eggs being the most tolerant stage. In practical mill fumigations ct-products of more than 1800mgh/l did not always control all included eggs of the insect samples even though the air temperature in the mill had been elevated to 35°C. It can be expected that a combination of warming up the object and use of SF may be the approach to meet the high control standards of the food producing industry. New authorisations are expected for various other products than the registered dried fruit and nuts. High purity SF can be used to control insects also in high value wooden artefacts

Prospects for Stored Product Pests

Die neuere Geschichte des Vorratsschutzes dient für einen Ausblick auf die nahe Zukunft dieses angewandten Forschungsgebietes mit seinen wichtigen Organismen. Anders als üblich werden die Aussichten aus der Sicht der Vorratsschädlinge, insbesondere der vorratsschädlichen Insekten beschrieben. Vom Menschen über Jahrzehnte in großem Umfang eingesetzte synthetische Kontaktinsektizide haben beispielsweise ihre Bedeutung durch Resistenzbildung der Schadtiere und Bedenken gegen den Einsatz der Chemikalien aus gesundheitlichen Gründen und Erwägungen zum Schutz der Umwelt stark eingebüßt. In groben Zügen werden physikalische und chemische Methoden beschrieben, die zum Teil sowohl für eine Prävention von Schäden und Befall als auch für die Bekämpfung der Schadorganismen geeignet sind. Besonderes Gewicht liegt auf der Beschreibung der biologischen Bekämpfung. Die Schadtiere sind allerdings durch ihre Millionen Jahre andauernde Evolu­tion zum Teil bestens auf die bis heute nicht abschließend erfolgreichen Abwehr- und Bekämpfungsversuche des Menschen vorbereitet. Das Themenfeld Vorratsschutz wird mit der Erwähnung gesetzlicher Regelungen abgerundet sowie mit wichtigen Zitaten wissenschaftlicher Arbeiten, viele aus dem früheren Berliner Vorratsschutzinstitut. Der Autor sieht sich aber resümierend gezwungen, den Vorratsschädlingen mit Respekt eine nicht immer leichte aber doch sichere Zukunft einzuräumen.    The recent history of stored product protection serves for an outlook towards the near future of this applied research area and its important organisms. Other than usual, the prospects are described out of the angle of the pests, especially certain specialised insect species. For instance, synthetic contact insecticides lost their impact after use over decades due to occurrence of pest resistance and human concerns against use of such chemicals out of health reasons and considerations for the pro­tection of the environment. The physical and chemical methods suitable for prevention and control of pest organisms are described in short terms. Also biological control is mentioned as a growing area of stored product protection. Because of their evolution over millions of years, the pest organisms on the other side seem obviously very well prepared against the still not fully effective if not futile human attempts for prevention and control. In short, the full program of stored product protection as applied by man is described and evaluated including the mentioning of the legal boundary conditions and a series of key publications, many from scientists of the former Institute for Stored Product Protection in Berlin. In conclusion, the author sees himself with respect forced to acknowledge to the stored product pest organisms a future that will not always be simple but secure.   &nbsp

Biologische Bekämpfung des Maiskäfers Sitophilus zeamais (L.) (Coleoptera: Curculionidae) in Mais mit der Lagererzwespe Lariophagus distinguendus (Förster) (Hymenoptera: Pteromalidae) sowie der Reismotte Corcyra cephalonica (Stainton) (Lepidoptera: Pyralidae) in Reis mit der Mehlmottenschlupfwespe Habrobracon hebetor (Say) (Hymenoptera: Braconidae)

Maize and rice constitute some of the most important cereals cultivated in the world, being used as staple food for people especially in Africa. The rice moth, Corcyra cephalonica, and the maize weevil, Sitophilus zeamais, are major pests of stored grains in the tropics. The use of parasitoids in biological pest control is already common in different agricultural and horticultural fields. At present, grain managers tend to look at alternatives to chemicals to control insects in stored grain. Lariophagus distinguendus (Förster) is a synovigenic, solitary larval and pupal ectoparasitoid of several beetle species that infest stored goods. The ability for long-range host finding of this parasitoid mediated by volatiles has been shown (Steidle & Schöller 1997). Habrobracon hebetor (Say) is a gregarious ectoparasitoid of many lepidopterous pests. This wasp occurs naturally in the stored grain ecosystem (Keever & al. 1985) where it attacks several pyralid moths, including the rice moth, Corcyra cephalonica. The present study was conducted to assess the host finding of the two parasitoids H. hebetor and L. distinguendus.Wenn Vorratsschädlinge gefüllte Säcke befallen ist eine Bekämpfung mit Hilfe durchgreifender Methoden wie z.B. Begasung oder der Einsatz von Kälte möglich. Die Anwendung dieser Verfahren ist aber technisch nicht immer realisierbar. Verschiedene parasitoide Hymenopteren werden zur biologischen Bekämpfung von Vorratsschädlingen eingesetzt. Diese Wespen dringen in der Regel nicht in Verpackungen ein. Säcke aus Jute besitzen jedoch eine Maschenweite, die das Eindringen von Nützlingen erlauben könnte. Um die Möglichkeit des Nützlingseinsatzes in Sacklägern zu prüfen, wurden folgende Untersuchungen durchgeführt: (1) Wirtsfindung von Habrobracon hebetor in gesacktem Langkornreis (5 kg-Säcke, Raupen von Corcyra cephalonica 4 cm tief im Reis) (2) Wirtsfindung von Lariophagus distinguendus in gesacktem Mais (5 kg-Säcke, Befall durch Sitophilus zeamais). Es wurde täglich auf eindringende L. distinguendus bzw. H. hebetor hin kontrolliert. Der tägliche Schlupf der Nachkommen der Wespen wurde dokumentiert. H. hebetor war nur zu einem sehr geringen Anteil in der Lage, in die Säcke einzudringen. 50% der eingesetzten L. distinguendus drangen in die Jutesäcke ein und verringerten den Populationsaufbau der Maiskäfer. Begleitende Untersuchungen in unverpacktem, geschüttetem Reis ergaben, dass H. hebetor mindestens 14 cm tief eindringt und Reismottenraupen parasitiert

Lethal effect of sulfuryl fluoride on eggs of different age of the Indian meal moth Plodia interpunctella (Hübner) – demonstration of the no constancy of the ct product for control

Ein bis vier Tage alte Eier der Dörrobstmotte Plodia interpunctella dienten zur Untersuchung ihrer Widerstands­fähigkeit gegen Begasung mit Sulfurylfluorid (SF) bei 27°C und 65% relativer Luftfeuchte sowie der Frage der Konstanz der letalen SF-Dosierung, dem ct-Produkt (ctp) aus letaler Einwirkzeit und letaler Konzentration für verschiedene Einwirkzeiten und Konzentrationen. In vielen Experimentalreihen bei fester Konzentration zwischen 1 g/m3 und 6,24 g/m3 und Variation der Einwirkzeiten zwischen ein bis vier Tagen beeinflusste das Alter der eingesetzten Insekteneier deutlich den Grad der erzielten Mortalität. Mit wenigen Ausnahmen vertrugen einen Tag alte Eier bei Begasungen über ein bis drei Tage mehr Gas als Eier der anderen Altersgruppen. 6,24 g/m3 führten im Dreitagetest zu vollständiger Mortalität aller 600 eingesetzten jüngeren und älteren Eier [ctp100 = 450 gh/m3] wie auch 1,99 g/m3 in vier Tagen mit insgesamt 450 eingesetzten Eiern [ctp100 = 191 gh/m3]. Eine Transformation der Versuchsdaten mit Probit Analyse und nichtlinearer Regression mündete in eine ausführliche Diskussion und mehrere Tabellen und Grafiken mit den ct-Produkten als Funktion der letaler Einwirkzeiten und SF-Konzentrationen. Die ct-Produkte für 95% und 100% Mortalität, ctp95 und ctp100, aller eingesetzten Eier nahmen für vier Tage Behandlung deutlich ein Minimum an, und zeigten darüber hinaus eine starke Abhängigkeit vom Alter der jeweils verwendeten Motteneier und von der jeweils eingesetzten konstanten SF-Konzentration. Die Daten dienten abschließend für eine Darstellung der Beziehung zwischen letaler Einwirkzeit von ein bis vier Tagen in Abhängigkeit von der jeweils er­forderlichen letalen SF-Konzentration mit dem letalen ct-Produkt als Parameter. Viele der zitierten Literaturdaten bestätigten die Tendenz der durchgeführten Studie, welche die relativ hohe Empfindlichkeit der Eier der Dörrobstmotte im Vergleich zu Eiern anderer vorratsschädlicher Insekten belegte. Erstmalig unterzog eine Studie die Abhängigkeit des letalen Effekts von SF auf Eier dieser Motte einer detaillierten Diskussion bezüglich des Eialters, auch im Hinblick auf ein besseres Verständnis der Nichtkonstanz des letalen ct-Produkts für verschiedene Einwirkzeiten oder Konzentrationen.    One to four day old eggs of the Indian meal moth Plodia interpunctella served for an investigation of their tolerance towards sulfuryl fluoride (SF) fumigation at 27°C and 65% relative humidity and of the question of constancy of the lethal dosage of SF – the ct product (ctp) of the lethal concentration and the lethal exposure time – for different concentrations and exposure periods. In many experimental series at fixed concentrations between 1 g/m3 and 6.24 g/m3 and exposure times between one and four days, egg age influenced the degree of mortality results. With few exceptions, one day old eggs tolerated the gas more than the other age groups of eggs at exposures of one to three days. 6.24 g/m3 caused full mortality of all young and older eggs in the test after three days of fumigation [ctp100 = 450 gh/m3] as well as 1.99 g/m3 within four days [ctp100 = 191 gh/m3]. Probit analysis and nonlinear regression of the mor­tality data resulted into an intensive discussion and into several tables and figures of lethal ct products as function of lethal exposure times and lethal concentrations. Ct products for 95% and 100% mortality, ctp95 and ctp100, of all implemented eggs showed minima for four days exposure, strong dependency of the age of the treated eggs and strong variations depending on the lethal concentration of SF. Regression led to a final figure showing the lethal exposure time between one and four days of treatment as function of the corresponding necessary lethal concentration of SF. Many accessible data from the literature and various tests confirmed the tendency of the presented results, showing the relative susceptibility of eggs of Plodia interpunctella in comparison with eggs of other stored product pest insects. For the first time, the lethal effect of SF was discussed in detail as a function of age of treated eggs of this moth for better understanding of the no constancy of the lethal ct product.   &nbsp

Monitoring of total contents of copper in organically and conventionally managed soils. Part 1: Study plan and preliminary sampling of copper and other anthropogenic induced heavy metal contents in vineyard soils

The project aims to develop a survey designed for the representative assessment of copper contents in vineyard soils. The method development for the sampling of adequate monitoring areas is based on a preliminary survey of load distribution as well as on exposure assessment on selected areas of some typical vinery sites in Rheinland-Pfalz, differently managed and with different use history. Additionally to the sampling of selected areas, which reflects the spectrum of the load situation in viticulture, chemical quantitative analysis of soil samples collected from areas of known mode of cultivation and history followed by biological standard tests will be conducted. Obtained findings will serve for further method development, for preselection of adequate monitoring areas and for first indications of hazard potential. The project is a prerequisite for the performance of the long-term study “Development of current data of effects of copper contents in organic soils in viticulture, pomiculture and hopculture on soil life in terms of the strategypaper concerning further copper application in agriculture, especially in organic farming.

Nitrogen treatment against material pests

Der Brotkäfer Stegobium paniceum gehört mit zu den häufigsten Schädlingen in Haushalten, Apotheken und in Drogerien. Aber auch in Archiven kann er massive und irreversible Schäden an Leder und Einbänden wertvoller historischer Bücher verursachen. Anhand von Fallbeispielen und umfangreichen Erläuterungen aus der Literatur wird die praktische Umsetzung alternativer Verfahren zur Abwehr (Vorbeugung und Bekämpfung) Material-zerstörender Insekten in Archiven demonstriert. Neben mobilen elektrischen Kälteanlagen zur Absenkung der Raumtemperatur zur Eindämmung der Massenentwicklung der Schadtiere wird der Einsatz biologischer Gegenspieler des Brotkäfers, Verwendung Pheromon-beköderter Klebefallen zur Früherkennung und der Einsatz bekämpfender Maßnahmen mittels Stickstoffbegasung geschildert.    The drugstore beetle Stegobium paniceum belongs to the most frequent pest insects in households and drugstores. But it can also cause massive and irreversible damages on leather and bindings of precious historical books. Case studies together with broad discussions of literature data demonstrate the practical use of alternative measures to prevent material pest insect infestation in archives or control it. Mobile electrical cooling units for reducing the temperature for prevention of mass development of insect pests, application of biological antagonists as possible control agents of the drugstore beetles, use of sticky traps with pheromone baits for early pest detection and finally the use of nitrogen for pest control are described and discussed.   &nbsp

Die Trichogramma-Fauna Pakistans (Hymenoptera: Trichogrammatidae)

Die Arten der Gattung Trichogramma (Hymenoptera: Trichogrammatidae) sind Eiparasitoide. Aufgrund ihrer Bedeutung für die biologische Bekämpfung werden sie in zahlreichen Ländern kommerziell produziert WAJNBERG & HASSAN 1994). Eine Voraussetzung für die erfolgreiche Praxisanwendung ist die Identifikation der Arten. Die Artbestimmung ist aufgrund der geringen Körpergröße von etwa 0,3 mm und der geringen Variabilität morphologischer Merkmale schwierig (PINTO et al. 1989). Schon seit Beginn der Erforschung der Taxonomie der Gattung herrschen Unsicherheit und wiedersprüchliche Auffassungen, so wurden z. B. indische Populationen von T. australicum Girault über einen Zeitraum von etwa 50 Jahren als T. minutum Riley oder T. evanescens Westwood bestimmt, obwohl diese Art eine bedeutende Rolle für die biologische Bekämpfung in der Region hatte (NAGARKATTI & NAGARAJA 1968). Aus Pakistan ist nur eine einzige Art der Gattung Trichogramma bekannt, T. chilonis Ishii, und diese Art wird dort auch produziert und gegen Schadlepidopteren an Zuckerrohr eingesetzt. Da aus den Nachbarländern mehrere Trichogramma-Arten bekannt sind (NAGARAJA 1973), wurde in verschiedenen Landesteilen versucht, neue Nachweise zu erlangen.Comprehensive survey of different ecological zones of Pakistan was conducted to explore the fauna of the Trichogramma species by collecting host insect eggs from all types of vegetation including vegetables, fruits, crops, weeds and forest trees. Three species of Trichogramma namely: T. chilonis, T. semblidis, and T. pintoi are recorded. Except T. chilonis all are new record for Pakistan. A key to all known Pakistani species is presented. Crossing experiments between the species resembling most closely are summarised to show their limited genetic compatibility or incompatibility as the case may be. Biological differences are presented between geographical isolated populations of the same species and between different species