Erarbeitung erster Ansätze für die Bekämpfung der Kirschfruchtfliege im ökologischen Landbau unter besonderer Berücksichtigung des Potentials entomopathogener Nematoden

2002 und 2003 wurden erste Versuche zur Bekämpfung der Kirschfruchtfliege Rhagoletis cerasi im Labor, Halbfreiland und Freiland mit verschiedenen Nematodenarten und -stämmen durchgeführt. Im Labor wurde die Wirksamkeit der Nematoden gegen R. cerasi-Larven, -Puppen und -Adulte mit verschiedenen Dosierungen, Temperaturen und Substraten untersucht. Die Versuche fanden in 24er-Kulturplatten, Petrischalen sowie Plastikdosen, d.h. unterschiedlichen Expositionsszenarien, statt. Im Halbfreiland kamen die Nematoden in Plastikobstkisten mit Erde und R. cerasi-Larven zum Einsatz. Die Freilandversuche bestanden aus der Entlassung von R. cerasi-Larven auf mit Nematoden behandelten Flächen auf der Kirschanlage des Instituts. Die Auswertung der Freilandversuche war bzw. ist im Folgejahr durch die Erfassung der schlüpfenden adulten R. cerasi mittels Boden-Fotoeklektoren vorgesehen. Für die Auswertung der Experimente wurden die Befallsraten und Wirkungsgrade (ABBOTT) ermittelt. Steinernema carpocapsae und S. feltiae erwiesen sich über alle Versuche als am wirksamsten. Im Labor wurden bei der Standarddosierung von 50 Nematoden/cm2 in den Kulturplatten Befallsraten bis 91 % und Wirkungsgrade bis 96 %, in den Petrischalen bis 96 % bzw. 98 % sowie Plastikdosen bis 88 % bzw. 89 % erreicht. Sand und der Bodentyp sowie die getesteten Temperaturen hatten im Labor keinen Einfluss auf die Infektionsrate. Eine Dosierung unter 25 Nematoden/cm2 führte nicht zu einer ausreichenden Wirkung. Im Halbfreiland wurde ein Befall von 86 % (Wirkungsgrad 78 %) und im Freiland ein Wirkungsgrad von 88 % erzielt. In beiden Fällen kamen 50 Nematoden/cm2 zum Einsatz. Entomopathogene Nematoden infizierten keine R. cerasi-Puppen, Adulte dagegen im Labor beim Schlupf aus der Puppe im Nematoden-infizierten Sand bis 40 %. Die Ergebnisse zeigen, dass entomopathogene Nematoden, insbesondere S. carpocapsae und S. feltiae, ein beträchtliches Potential zur Bekämpfung von R. cerasi besitzen. Zur endgültigen Klärung sind Versuche unter Praxisbedingungen unumgänglich. Das pflanzliche Insektizid NeemAzal-T/S führte bei einer oralen Aufnahme zu einer deutlichen Reduktion der Fekundität und der Lebensdauer von R. cerasi. Auch hier sind weitere Untersuchungen notwendig

Ressourcennutzung und Sammelverhalten verschiedener Unterarten der Honigbiene Apis mellifera L.

1998, 1999 und 2000 wurde der Polleneintrag am Südostrand des Taunus jeweils in den Zeiträumen Juni/Juli bis August/September von 20 (1998, 1999) bzw. 18 (2000) Honigbienenvölkern der europäischen Unterarten Apis mellifera mellifera, Apis mellifera carnica und Apis mellifera igustica sowie der südafrikanischen Unterart Apis mellifera capensis mittels Pollenfallen am Flugloch der Bienenstöcke auf 5 Standplätzen erfasst. Die Auswertung des Polleneintrags und dessen Vergleich zwischen den Unterarten erfolgte auf verschiedenen Ebenen. Zum einen wurden Ordinationsverfahren innerhalb der multivariaten Statistik zur Gesamtanalyse aller Pollenproben angewandt, die der graphischen Darstellung der Pollenspektren der Unterarten und der Ermittlung des Einflusses verschiedener Variablen auf den Polleneintrag dienten. Zum anderen bildete der Unterartenvergleich anhand verschiedener Parameter und berechneter lndices die Grundlage für die Analyse des Polleneintrags. In 647 Pollenproben mit einem Gesamtgewicht von 4008,3 g wurden 214 verschiedene Pollentypen und in geringen Mengen sieben weitere Nicht-Pollen-Bestandteile nachgewiesen. Die Pollentypen mit den höchsten Anteilen am Gesamteintrag waren Zea mays, Brassicaceae, Castanea sativa, Asteraceae Form T, Rosaceae, Plantago spec. und Hedera helix. 90% des Gesamteintrags stammten von 12% der insgesamt nachgewiesenen Pollentypen. Sowohl die untersuchten europäischen Unterarten als auch die südafrikanische Unterart wiesen ein einheitliches Sammelverhalten auf. Sie zeigten die Art-typischen Eigenschaften der Honigbiene, wie polylektische, generalistische und opportunistische Sammelweise sowie die Konzentration auf wenige ergiebige Pollenquellen. Die gesamten Pollenspektren stimmten zwischen den Unterarten weitgehend überein. Aus dem Vergleich der eingetragenen Pollenmenge, der Anzahl verschiedener Pollentypen, Diversität und Evenness sowie der Dominanzstruktur des Polleneintrags pro Pollenprobe konnte keine unterschiedlichen Sammelstrategie der Unterarten abgeleitet werden. Vor dem Hintergrund der Gemeinsamkeiten in Sammelverhalten und Ressourcennutzung wurden bei einer sehr detaillierten Betrachtung des Polleneintrags der vier untersuchten Unterarten der Honigbiene unter den Bedingungen eines diversen Pollenangebots Unterschiede im Eintrag zwischen den Unterarten von einzelnen Pollen- und Blütentypen festgestellt. Die geringen Unterschiede bewirkten einen geschätzten Anteil der Unterart an der Variabilität des Polleneintrags zwischen 1,4% und 4,5%, wobei sich die europäischen Unterarten entsprechend ihrer verwandtschaftlichen Beziehungen absetzten. Ein Zusammenhang der Vegetation und dem Polleneintrag in den Ursprungsgebieten der Unterarten mit dem Mehreintrag spezifischer Pollentypen im Untersuchungsgebiet ließ sich nicht herstellen. Schlussfolgerungen aus den Ergebnissen sind, dass das Sammelverhalten und die Ressourcennutzung kein Kriterium für die Bewertung verschiedener Unterarten der Honigbiene, insbesondere der in Mitteleuropa autochthonen Unterart Apis mellifera mellifera und der aus Südosteuropa eingeführten Unterart Apis mellifera carnica, darstellen. Für eine Beurteilung von Konkurrenz gegenüber anderen blütenbesuchenden Insekten und von Bestäubungsleistungen ist damit das generelle Sammelverhalten der Art Apis mellifera entscheidend

„Bait Sprays“ - eine Alternative zur Bekämpfung der Europäischen Kirschfruchtfliege Rhagoletis cerasi ?

In 2005 initial experiments were carried out to control Rhagoletis cerasi with bait sprays. We used GF-120 fruit fly bait which contains Spinosad and NeemAzal®-T/S mixed in a sugar-yeast hydrolysate solution. 30 ml of bait sprays were applied on single cherry trees in field cages, where we released a defined number of cherry fruit flies. One experiment with GF-120 resulted in a reduction of fruit infestation of 96 % compared with the control. In other trials with GF-120 and Neem bait the effect on the cherry fruit fly population was monitored. After 24 hours GF-120 in a 5 % and 20 % solution led to a high reduction of flies (efficacy 85 %), whereas NeemAzal®-T/S in a 5 %, 10 %, and 20 % solution only resulted in efficacies between 34 % and 42 %. A significant effect of GF-120 was observed already after 3 hours

Basic results in biological control of the European Cherry Fruit Fly Rhagoletis cerasi L. (Diptera: Tephritidae) with entomopathogenic nematodes

In 2002 and 2003, within the ‚Bundesprogramm Ökologischer Landbau’, initial experiments to control the European cherry fruit fly Rhagoletis cerasi were carried out under laboratory, semi-field and field conditions with several entomopathogenic nematode species and strains. In the laboratory the efficacy of nematodes against R. cerasi larvae, pupae and adults was examined. To characterize the controlling potential, different nematode dosages, exposure temperatures and substrates were tested in cell wells, petri dishes and plastic boxes. In the semi-field experiments plastic fruit boxes, filled with soil, were used. In the field tests R. cerasi-larvae and nematodes were released in defined areas in a cherry orchard of the institute. For evaluation of the experiments, the infestation rates and efficiencies (ABBOTT) were determined. Steinernema carpocapsae and S. feltiae achieved the highest efficacies. In laboratory, infestation rates in cell wells up to 91 % and efficencies up to 96 %, in petri dishes up to 96 %, respectively 98 %, and in plastic boxes 88 %, respectively 89 %, were attained. The experimental substrates like quartz sand or soil type and the tested temperatures did not result in consistent significant differences in laboratoy tests. A dosage below 25 nematodes per cm2 resulted in insufficient infestation rates. In the semi-field experiments a maximum infestation rate of 86 % (efficiency 78 %) and in a first field test an efficiency of 88 % was obtained. R. cerasipupae were not infested. These results indicate a high controlling potential of entomopathogenic nematodes against R cerasi, especially of the steinernematid species S. carpocapsae and S. feltiae. Further experiments under realistic conditions in the field are forcibly necessary before putting this control method into practice

Bait sprays - an alternative to control the European cherry fruit fly Rhagoletis cerasi ?

In 2005 initial experiments were carried out to control Rhagoletis cerasi with bait sprays. We used GF-120 fruit fly bait which contains Spinosad and NeemAzal®-T/S mixed in a sugar-yeast hydrolysate solution. 30 ml of bait sprays were applied on single cherry trees in field cages, where we released a defined number of cherry fruit flies. One experiment with GF-120 resulted in a reduction of fruit infestation of 96 % compared with the control. In other trials with GF-120 and Neem bait the effect on the cherry fruit fly population was monitored. After 24 hours GF-120 in a 5 % and 20 % solution led to a high reduction of flies (efficacy 85 %), whereas NeemAzal®-T/S in a 5 %, 10 %, and 20 % solution only resulted in efficacies between 34 % and 42 %. A significant effect of GF-120 was observed already after 3 hours

Kann der Einsatz entomopathogener Nematoden zur nachhaltigen Bekämpfung der Kirschfruchtfliege beitragen?

The cherry fruit fly, Rhagoletis cerasi L., is the major pest of sweet cherries in Europe. Currently, no efficient control method is available and there is the risk of increasing population densities of this pest. Entomopathogenic nematodes caused high mortality of last instar maggots, when entering the soil for pupation, under laboratory and field conditions. First field applications of these biocontrol agents against pupating larvae in 2005 should test their efficacy to reduce pest densities. Accompanying field observa-tions were made to evaluate the degree of natural mortality of the cherry fruit fly during the pupation phase in order to decide if the application of nematodes could substan-tially contribute to control this pest. According to the results in this year, natural mortal-ity factors reduced the cherry fruit fly population from the period between larvae leav-ing the fruit until hatching of adults in the following year by 95%. The emergence rate of adult flies in spring 2006 was low (10 flies/qm) and no significant differences in the densities of emerging flies in untreated and treated areas were detected. Thus, the effect of applying nematodes remained unclear and additional methods are needed to define their impact separately from natural mortality

Biological control of the cherry fruit fly, Rhagoletis cerasi L. (Diptera, Tephriti-dae) by use of entomopathogenic nematodes: first experiences towards practi-cal implementation.

The use of entomopathogenic nematodes (EPN) is a promising approach to control the cherry fruit fly, Rhagoletis cerasi L.. We already demonstrated the high potential of EPN to infect larvae after leaving the cherry for pupation in the soil in laboratory and field experiments. For practice, an appli-cation technique is needed, that is both, grower- and EPN friendly. We tested a tractor mounted spray boom for treatment under the canopy area. The achieved rate of EPN in the soil met the ex-pectations. The activity of EPN in soil samples was high after application, but dropped to 60% of the initial activity within one week. Exact forecasting of larval drop from cherries is another major chal-lenge. To obtain basic data, we recorded the phenology of infestation and larval emergence on trees which were not harvested. Sequential infestation on the same cherry variety was observed and larvae dropped from individual trees for several weeks

Selected invasive pests in fruiticulture – overview of the current situation and ongoing research projects on spotted wing drosophila and stink bugs

Gebietsfremde invasive Schadinsekten haben im Obstbau im vergangenen Jahrzehnt große wirtschaftliche Schäden verursacht und den kommerziellen Obstanbau vor neue Herausforderungen gestellt. Die Gründe für die Ausbreitung dieser Insekten sind vielfältig. Regulierungsmaßnahmen zur Eindämmung dieser Neozoen benötigen Erfahrungen in verschiedenen Kulturpflanzen und umfangreiche Kenntnisse zum Verhalten der invasiven Arten. Für die Kirschessigfliege gibt es bereits erste wirksame Regulierungsstrategien, sowie eine Dekade an Erfahrung und somit umfangreiches Wissen zur Biologie, Ökologie und Genetik dieses Schadinsekts, welches für die Weiterentwicklung von Bekämpfungsmaßnahmen unabdingbar ist. Invasive Schadwanzen werden derzeit an verschiedenen Standorten intensiv untersucht. Potenziell wirksame, alternative Methoden zur Regulierung werden aktuell in Forschungsprojekten erarbeitet.Foreign invasive species have caused considerable economic damage in fruiticulture during the past decade. Consequently, commercial fruit production is facing major, new challenges. Reasons for the spread of those pest insects are manifold. Appropriate control measures for the containment of invasive species depend on several years of experience with diverse fruit cultures and in-depth-knowledge of the insects´ behaviour. For Spotted Wing Drosophila, first efficient mechanisms for the control of fruit infestation were identified and are in use. Moreover, broad knowledge of biology, ecology, and genetics of this species is available and can be applied for the development of further control strategies. Research on invasive stink bugs is currently undertaken at different locations. Effective means for their population regulation are developed in those research projects

The Hitchhiker\u27s Guide to Europe: the infection dynamics of an ongoing Wolbachia invasion and mitochondrial selective sweep in Rhagoletis cerasi

Wolbachia is a maternally inherited and ubiquitous endosymbiont of insects. It can hijack host reproduction by manipulations such as cytoplasmic incompatibility (CI) to enhance vertical transmission. Horizontal transmission of Wolbachia can also result in the colonization of new mitochondrial lineages. In this study, we present a 15-year-long survey of Wolbachia in the cherry fruit fly Rhagoletis cerasi across Europe and the spatiotemporal distribution of two prevalent strains, wCer1 and wCer2, and associated mitochondrial haplotypes in Germany. Across most of Europe, populations consisted of either 100% singly (wCer1) infected individuals with haplotype HT1, or 100% doubly (wCer1&2) infected individuals with haplotype HT2, differentiated only by a single nucleotide polymorphism. In central Germany, singly infected populations were surrounded by transitional populations, consisting of both singly and doubly infected individuals, sandwiched between populations fixed for wCer1&2. Populations with fixed infection status showed perfect association of infection and mitochondria, suggesting a recent CI-driven selective sweep of wCer2 linked with HT2. Spatial analysis revealed a range expansion for wCer2 and a large transition zone in which wCer2 splashes appeared to coalesce into doubly infected populations. Unexpectedly, the transition zone contained a large proportion (22%) of wCer1&2 individuals with HT1, suggesting frequent intraspecific horizontal transmission. However, this horizontal transmission did not break the strict association between infection types and haplotypes in populations outside the transition zone, suggesting that this horizontally acquired Wolbachiainfection may be transient. Our study provides new insights into the rarely studied Wolbachia invasion dynamics in field populations