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Kann CO₂ helfen die Kartoffelernte vor dem Drahtwurm zu schützen?

Im Projekt ATTRACAP forscht die FH Bielefeld an einem neuartigen biologischen Pflanzenschutzmittel, um Nutzpflanzen vor Drahtwürmern zu schützen.

Drahtwürmer sind die im Boden lebenden Larven des Schnellkäfers. Diese Schädlinge befallen weltweit verschiedene Anbaukulturen: Unter anderem fressen sie Löcher in Kartoffeln und tiefe Bohrgänge in die Tochterknollen. So können Krankheitserreger eindringen, wodurch die Ernte und die Qualität stark beeinträchtigt wird. Teilweise existenzbedrohende Verluste sind die Folge für viele Landwirte.

Es gibt noch keine effektive Bekämpfungsstrategie gegen diesen Schädlingsbefall. Dabei können allein in Deutschland je nach Region und Jahr bis zu fünf verschiedenen Arten des Drahtwurms vorkommen. Konventionelle, in der Regel chemische, Pflanzenschutzmittel belasten sowohl die Umwelt als auch uns Menschen und können zum Beispiel ins Grundwasser gelangen. Ohne den Einsatz konventioneller Pflanzenschutzmittel sähen die Verluste für die Landwirte noch schlimmer aus.

Drahtwurmbekämpfung als Beitrag für einen nachhaltigen Pflanzenschutz

Das Projekt „ATTRACAP“ hat zum Ziel, eine innovative und effektive Schädlingsbekämpfung zu entwickeln, welche nachhaltig, effektiv und auf biologischer Basis ist. Das Pflanzenschutzmittel soll gezielt den Drahtwurm bekämpfen, ohne die sonstige Flora und Fauna zu belasten.

Herausforderungen bei der Entwicklung

Das Hindernis auf dem Weg zum fertigen Produkt lag in der Frage, wie biologische Zusammenhänge nutzbar gemacht werden können. Es braucht eine "Attract"-Komponente, um den Drahtwurm anzulocken sowie eine "Kill"-Komponente, mit der der Schädling gezielt abgetötet werden kann. Dabei müssen die verschiedenen Komponenten derart kombiniert werden, dass sie ohne großen Mehraufwand direkt in der Landwirtschaft genutzt werden können.

Rein biologische Attract-and-Kill-Strategie

Auf Grundlage vorheriger Projekte – ATTRACT und INBIOSOL – wurde eine Kapsel auf rein biologischer Basis entwickelt. Damit verbunden ist eine innovative „Attract-and-Kill-Strategie“: Das Granulat lockt Drahtwürmer mithilfe von CO2 an und infiziert diese mit einem insektenschädigenden Pilz.

Dabei nimmt man sich die Natur zum Beispiel: Die meisten im Boden lebenden Schädlinge nutzen zur Fern-Orientierung Kohlenstoffdioxid – so auch der Drahtwurm. Pflanzen geben bei der Atmung CO2 ab. Durch den CO2-Anstieg an der Wurzel der Pflanze, kann der Schädling auf der Suche nach Nahrung die Pflanze lokalisieren.

Die ATTRACAP-Kapseln produzieren auf rein biologischer Basis CO2 mit Hilfe von Bäckerhefe. So wird der Drahtwurm angelockt - die „Attract“ Komponente. Als „Kill“ Komponente enthält die Kapsel einen Nutzpilz - Metarhizium brunneum – der für Insekten schädlich ist. Dieser Pilz befindet sich weltweit in Böden und wird bereits im biologischen Pflanzenschutz eingesetzt.

Die Lockstoffproduktion und das Wachstum des Pilzes aus der Kapsel heraus beginnt, nachdem die Kapsel im Boden Feuchtigkeit aufnimmt und die Bodentemperatur ansteigt. Die innovative Formulierung nutzt hierbei eine Nährstoffquelle im Granulat, um den Pilz im Boden ausreichend mit Nährstoffen zu versorgen und ein starkes Wachstum des Pilzes sicherzustellen.

Die angelockten Drahtwürmer infizieren sich beim Kontakt mit dem Pilz und sterben nach einigen Tagen ab. Zudem verbreiten die infizierten Drahtwürmer den Pilz weiter im Boden. Bei regelmäßiger Anwendung wird so die Drahtwurmpopulation auf ein niedriges Niveau gesenkt.



Notfallzulassung für Deutschland, Österreich und die Schweiz

Mittlerweile wird ATTRACAP vom Forschungspartner Biocare GmbH vertrieben und hat eine Notfallzulassung für Deutschland, Österreich und die Schweiz erhalten. Es wird mit Hochdruck an der regulären Zulassung gearbeitet.

ATTRACAP ist ein biologisches Produkt und somit nicht nur für den konventionellen, sondern auch für den biologischen Landbau zugelassen. Zudem ist es FiBL gelistet, d.h. Fachleute vom Forschungsinstitut für biologischen Landbau haben das Produkt auf seine Übereinstimmung mit den Prinzipien des ökologischen Landbaus mit Blick auf die Verwendung in Deutschland geprüft und bestätigt. Neben dem Kartoffelanbau wird ATTRACAP inzwischen auch erfolgreich beim Spargelanbau verwendet. Es ist vielseitig mit weiteren Pflanzenschutzmitteln kombinierbar.

Der Wirkmechanismus schont die Nützlinge im Boden, hinterlässt keine Rückstände und schützt vor Resistenzen. Es kann eine gesunde und rückstandsfreie Lebensmittelproduktion stattfinden. Aktuelle Studien zeigen einen Wirkungsgrad von über 90%. Derzeit wird analysiert, welche Einflussfaktoren den Wirkungsgrad gefördert haben, sodass ATTRACAP weiter optimiert werden kann.


Über das Projekt

Die Arbeitsgruppe „Fermentation und Formulierung von Zellen und Wirkstoffen“ am Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik der Fachhochschule (FH) Bielefeld baut mit dem neuen Forschungsprojekt „Optimierung einer Attract & Kill Strategie zur Drahtwurmbekämpfung im Kartoffelanbau als Beitrag für einen nachhaltigen Pflanzenschutz“, kurz ATTRACAP, auf bereits abgeschlossene Projekte auf. Das Projekt wird für drei Jahre vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert. In den vorherigen Projekten ATTRACT und INBIOSOL hat die Arbeitsgruppe bereits Grundlagen für eine innovative und effektive Schädlingsbekämpfung entwickelt.

Das ATTRACAP-Team der FH Bielefeld besteht aus Prof. Dr. Anant Patel, Katharina Hermann und Pascal Humbert, allesamt Mitglieder der Arbeitsgruppe „Fermentation und Formulierung von Zellen und Wirkstoffen“. Sie kooperieren mit der Georg-August-Universität Göttingen, der BIOCARE GmbH, der Öko-Beratungsgesellschaft mbH, dem Bioland Erzeugerring Bayern e.V. und dem Landwirtschaftlichen Technologiezentrum Bayern e.V..

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