Sterile Insektentechnik: Schädlinge gezielt bekämpfen

Übersicht

• Was ist die sterile Insektentechnik?
• Erfolgsberichte
• Warum brauchen wir Alternativen zu Chlorpyrifos?
• Fallstudie: Sterile Insektentechnik gegen Zwiebelmadenfliege
• Schritte zur Umsetzung
• Kosten
• Vorteile und Herausforderungen
• Fazit

Was ist die sterile Insektentechnik?

Die Sterile Insect Technique (SIT) ist eine Form der biologischen Insektenbekämpfung, bei der große Mengen des Zielinsekts gezüchtet und durch Bestrahlung (Gammastrahlen oder Röntgenstrahlen) sterilisiert werden. Diese Insekten werden dann in die freie Wildbahn entlassen. Wenn sich die sterilisierten Männchen mit wilden fruchtbaren Weibchen paaren, entsteht kein lebensfähiger Nachwuchs, wodurch die Population der nächsten Insektengeneration reduziert wird. In der Landwirtschaft kann dies zum Rückgang der Zielschädlingspopulation führen, was einen zukünftigen Befall der Nutzpflanzen verhindert. Durch den Einsatz dieser Technik kann die Menge an chemischen Insektiziden reduziert werden, die sonst gegen den Zielschädling eingesetzt werden müssten, um ähnliche Ergebnisse zu erzielen.

Erfolgsgeschichten zur Sterilinsektentechnik

Die Sterilinsektentechnik wurde weltweit erfolgreich zur Bekämpfung verschiedener Schädlingsprobleme eingesetzt. Sie hat Schädlinge unterdrückt, die Obst, Gemüse, Vieh und Faserpflanzen bedrohen und als Überträger menschlicher Krankheiten fungieren. Sie wurde in den 1950er Jahren zur Bekämpfung des Schraubenwurms in Venezuela und den USA eingesetzt und wird seitdem gegen Schädlinge wie die Melonenfliege in Okinawa, Japan, und die Tsetsefliege in Afrika eingesetzt. Im Jahr 2023 wurden sterile Mücken in Tahiti freigesetzt, um das Denguefieber einzudämmen. SIT wurde auch erfolgreich zur Bekämpfung des Apfelwicklers in Apfel- und Birnenplantagen im kanadischen Okanagan Valley und der Zwiebelmade in Quebec eingesetzt, wodurch der Einsatz des chemischen Mittels Chlorpyrifos um 90 % reduziert wurde¹. 

Warum brauchen wir Alternativen zu Chlorpyrifos?

Die 1965 eingeführte Chemikalie Chlorpyrifos ist aufgrund ihres breiten Wirkungsspektrums der Wirkstoff in einigen der weltweit meistverkauften Pestizide. Chlorpyrifos wirkt, indem es die Fähigkeit des Insekts, Nervenimpulse zu übertragen, beeinträchtigt. Es scheint auch bei Menschen neurologische Schäden zu verursachen. Studien belegen, dass es zwischen pränataler Exposition gegenüber Chlorpyrifos und neurologischen Entwicklungsstörungen während der Kindheit zu Zusammenhängen kommt.². Chlorpyrifos ist nicht nur ein Gesundheitsrisiko, sondern auch ein wichtiger Schadstoff in Gewässern. Eine Wasserprobenentnahmekampagne des Umweltministeriums von Quebec zwischen 2005 und 2007 ergab, dass in allen Proben des Gibeault-Delisle-Bachs Chlorpyrifos nachgewiesen wurde, was die Sicherheitsgrenzwerte bei weitem überschreitet.³. Im Jahr 2018 hat das Umweltministerium von Québec Chlorpyrifos in die Liste der fünf risikoreichsten Pestizide aufgenommen. Als diese Informationen ans Licht kamen, verzichteten die meisten Landwirte auf dieses Pestizid, und im Jahr 2022 wurde seine Verwendung in Kanada vollständig verboten.  

Fallstudie: Sterile Insektentechnik gegen Zwiebelmadenfliege

Zwiebelmadenfliege (Delia Antiquitäten) ist ein bedeutender Schädling für Allium-Pflanzen (Zwiebeln, Schalotten, Knoblauch und Lauch). Erwachsene Fliegen legen ihre Eier in der Erde in der Nähe der Wirtspflanzen ab, und wenn die Larven schlüpfen, bohren sie sich in nahegelegene Allium-Wurzeln und töten die Pflanze in einem jungen Stadium. Die Zwiebelfliege kann aufgrund ihrer unterirdischen Natur schwer zu bekämpfen sein, was einen einfachen Kontakt mit sprühbaren Insektiziden verhindert. In Regionen, in denen große Flächen Zwiebeln angebaut werden, wurde auch eine Resistenz der Zwiebelfliege gegen Chlorpyrifos festgestellt. SIT hat sich als vielversprechender Schutz gegen diesen Schädling erwiesen.⁴.

SIT wird in den Niederlanden seit 1981 erfolgreich von der Firma Das Grüne Vlig (Die Grüne Fliege) zur Bekämpfung der Zwiebelfliege. Die Technik wurde 2004 von der Phytodata Research Company aus den Niederlanden nach Quebec importiert, wo anstelle der typischen grünen Färbung von De Groene Vlig eine rosa Färbung eingeführt wurde. Phytodata begann 2011 mit der Freisetzung im großen Maßstab und hat seitdem eine optimierte Methode zur Erzeugung steriler Insekten und deren Freisetzung auf Farmen entwickelt.

Puppen werden zunächst in Quarantäneeinrichtungen in großer Zahl gezüchtet. Wenn der Freilassungszeitraum näher rückt, werden die Puppen bestrahlt, um sie steril zu machen. Die geschlüpften sterilen Fliegen werden dann vor der Freilassung mit einem harmlosen rosa Pulver bedeckt, daher der Produktname „La Mouche Rose” oder „Die rosa Fliege“. Fliegen werden dann in einer vorher festgelegten Rate (Anzahl steriler Fliegen/Hektar) in Intervallen während der gesamten Saison freigelassen und mithilfe von Klebefallen überwacht. Phytodata Research Company Inc. ist der einzige kommerzielle Produzent steriler Zwiebelfliegen in Nordamerika und verkauft derzeit direkt an Erzeuger in Quebec und Ontario. SIT funktioniert am besten, wenn es mit Fruchtfolgen kombiniert wird, die einige Kilometer voneinander entfernt sind, und wenn die SIT-Technik unter Landwirten in dichten Zwiebelanbaugebieten weit verbreitet ist⁵.  

Der Vorteil von rosa Fliegen besteht darin, dass wir sie umso weniger brauchen, je mehr wir sie verwenden, was sie zu einer wirtschaftlich rentablen Option für Landwirte macht. Eine Studie von Phytodata und dem Ministerium für Landwirtschaft, Ernährung und ländliche Angelegenheiten von Ontario (OMAFRA) von 2018 bis 2021 ergab eine 50-prozentige Reduzierung der fruchtbaren Fliegen der zweiten Generation in behandelten Gebieten im Vergleich zu Kontrollgebieten¹. In einem (n Interview Anne-Marie Fortier, heute wissenschaftliche Leiterin bei Phytodata, sagte in einem Artikel der Zeitschrift Coopérateur im Jahr 2021: „Die durchschnittliche Phase-in-Rate (Anzahl steriler Fliegen/ha) sank in den ersten fünf Jahren der Nutzung um fast 90 %. Im Jahr 2011 lag sie bei etwa 160,000 Fliegen/ha für Zwiebeln, heute sind es etwa 20,000.“ Heute betragen die Kosten für 20,000 sterile Fliegen pro Hektar in Montérégie, der Zwiebelanbauregion in Quebec, etwa 300 Dollar. Laut den Erzeugern ist dieser Betrag vergleichbar mit den Kosten für den Kauf von Pestiziden. Zusammen mit der MAPAQ-Subvention in Quebec, die 70-85 % der Kosten für diejenigen deckt, die SIT auf ihren Farmen umsetzen, sind die Anreize für die Landwirte vielfältig.

SIT hat den Erzeugern nicht nur enorme Vorteile gebracht, sondern auch Fortschritte bei der Umweltsanierung erzielt. Nach der Umsetzung des Pink-Fly-Projekts untersuchte das Ministerium von Quebec den Gibeault-Delisle-Bach 2013 und 2014 erneut und stellte fest, dass die durchschnittlichen Chlorpyrifos-Konzentrationen um 93 % gesunken waren.⁶. 

Schritte zur Implementierung der sterilen Insektentechnik auf Ihrem Bauernhof

1. Beurteilung: Ein Agronom besucht Ihren Betrieb, um die Schädlingsart zu identifizieren. 

2. Planung: Es wird die Anzahl steriler Insekten pro Hektar und die Freisetzungshäufigkeit bestimmt. 

3. Ausführung: Wöchentliche Freisetzungen steriler Fliegen erfolgen entsprechend der natürlichen Populationsentwicklung. 

4. Netzwerk Performance: Mithilfe von Fallen werden sowohl sterile als auch wilde Fliegenpopulationen überwacht und bei Bedarf Anpassungen vorgenommen. 

Kosten

SIT ist in Quebec und Ontario für folgende Allium-Pflanzen verfügbar: Knoblauch, Zwiebeln, Frühlingszwiebeln und Lauch. Rosa Fliegen und begleitende agronomische Dienstleistungen werden angeboten von Prisme-Konsortium, ein Unternehmen, das aus PRISME, Phytodata und DataSol besteht. Jede rosa Fliege wird für zwischen 1.6 und 1.75 Cent verkauft, je nach ihrem Stadium (Puppe oder erwachsen) zum Zeitpunkt des Versands. Die Gesamtsumme kosten Die Kosten für SIT liegen zwischen 160 und 1200 US-Dollar pro Hektar und sind damit vergleichbar mit der früheren chemischen Schädlingsbekämpfung mit Chlorpyrifos (550 – 1155 US-Dollar pro Hektar).  

Die Anzahl der benötigten Fliegen kann verringert werden, während die gleiche Wirksamkeit wie bei Chlorpyrifos erhalten bleibt. In Quebec MAPAQ-Subvention (gültig bis 2026) bietet Erzeugern, die SIT verwenden, finanzielle Unterstützung für 70–85 % der Kosten bis zu 40,000 $ pro Betrieb. SIT wird derzeit auf fast 40 % der Zwiebelanbaugebiete in Quebec verwendet. 

Vorteile und Herausforderungen der sterilen Insektentechnik

Vorteile:

• Kein Risiko von Widerstand oder Phytotoxizität

• Kein Schaden für natürliche Feinde oder Bestäuber

• Keine negativen Auswirkungen auf Böden und Gewässer

• Bekämpft Schädlinge bevor Ernteschäden entstehen  

Challenges:

• Erfordert sorgfältigere Planung und Koordination   

• Die Bedingungen für die Massenaufzucht können für bestimmte Arten komplex sein  

• Die Wirksamkeit kann verringert werden, wenn benachbarte Betriebe nicht teilnehmen  

• Optimale Ergebnisse bei einem Abstand der Fruchtfolgen von mehreren Kilometern, was möglicherweise nicht ideal ist

Fazit

Die Sterile-Insekten-Technik (SIT) stellt eine wirksame, nachhaltige Alternative zu chemischen Insektiziden zur Schädlingsbekämpfung dar. Ihr nachgewiesener Erfolg in verschiedenen weltweiten Anwendungen und ihre signifikante Wirkung in Quebec und Ontario gegen die Zwiebelfliege unterstreichen ihr Potenzial für eine breitere landwirtschaftliche Nutzung. Trotz der Notwendigkeit einer sorgfältigen Planung machen die langfristigen wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile der SIT sie zu einem wertvollen Werkzeug in integrierte Schädlingsbekämpfung. 

Quellen

1. AAFC. (2022, 27. Mai). Regierung von Kanada. Sterile Insektentechnologie: Eine andere Methode zur Bekämpfung der Zwiebelmade. Zugang hier.  

2. Burke, RD et al. (2017, August). Entwicklungsneurotoxizität des Organophosphor-Insektizids Chlorpyrifos: Von klinischen Befunden zu präklinischen Modellen und möglichen Mechanismen. Journal of Neurochemistry. Zugang hier. 

3. GIROUX, Isabelle und J. FORTIN, 2010. Pestizide im Oberflächenwasser einer Maraîchère-Zone – Ruisseau Gibeault-Delisle in den „schwarzen Böden“ des Beckens entlang des Flusses Châteauguay von 2005 bis 2007, Ministerium für nachhaltige Entwicklung, Umwelt und Parks, Direktion für Umweltüberwachung und Universität Laval, Departement für Sonne und Agrarlebensmittel, 978-2-550-59088-0 (PDF), 28 Seiten. Zugang hier. 

4. Anne-Marie Fortier (2018). Abschlussbericht: Nutzung und Wartung des Einsatzes steriler Dosen anstelle von Chlorpyrifos durch die Hersteller von Zwiebeln aus der Produktion. [PDF Datei]. Zugang hier. 

5. Cranmer, T., & Cranmer, T. (2024. April 12). Wie sterile Fliegen Lorsban für zwei Zwiebelbauern ersetzten. ONvegetables. Zugang hier. 

6. GIROUX, I. 2017. Vorhandensein von Pestiziden im Oberflächenwasser von Québec – Küstengebiete und Marschkulturen, 2013 bis 2016. Québec, Ministerium für nachhaltige Entwicklung, Umwelt und Bekämpfung des Klimawandels, Informationsbroschüre zum Thema Wasserwelt, 47 S. + 3 Anhänge. Zugang hier.