In der Natur muss ein Gleichgewicht herrschen und jeder Organismus ist durch Beziehungen mit anderen Organismen verbunden, sei es positiv (symbiotisch) oder negativ (antagonistisch). Deshalb hat jedes schädliche Insekt seinen eigenen natürlichen „Feind“. Es kann ein Räuber, Bakterium oder ein Pilz sein, die es einschränken oder sogar eliminieren können.
Manchmal funktionieren Pflanzen im Sinne von der Feind meines Feindes ist mein Freund und schaffen Bedingungen, damit diese Mikroorganismen in ihrem nächsten Umfeld gedeihen. Wäre dem nicht so, wären alle Kulturen schon lange vor der Erfindung chemischer Pestizide von verschiedenen Käfern, Milben oder Raupen gefressen worden.
Nutzung nützlicher Mikroorganismen
Sehen wir uns die Mikroorganismen näher an, die natürlich im Boden oder Wasser vorkommen und Pathogene sind, also den schädlichen Insekt schaden. Diesen schmeckt unser Gemüse, Obst oder unsere Zierpflanzen und sie schädigen sie in unterschiedlichen Entwicklungsstadien, sei es in Form von Larven oder ausgewachsenen Insekten.
Beim biologischen Pflanzenschutz vor Schädlingen werden entweder entomopathogene Bakterien oder entomopathogene Pilze eingesetzt. Es ist eine großartige Alternative zu chemischen Mitteln, die nicht nur für die gezielten Schädlinge und für andere Organismen in der Umwelt, sondern auch für Menschen, die sie verwenden und mit ihnen umgehen stark toxisch sind, was Teil der Informationen in Beipackzetteln ist. Allerdings haben auch die Verbindungen, die durch den Abbau dieser chemischen Pestizide entstehen, erhebliche Risiken und toxische Effekte.
Bakterien als Pflanzenschützer
Zuerst beginnen wir mit Bakterien. In der Natur gibt es eine große Anzahl entomopathogener Bakterien. Wir kennen und haben mehr als hundert Arten beschrieben und diese Zahlen werden sicherlich weiter steigen, hauptsächlich aus dem Grund der ökologisch schonenden Anwendung in der Landwirtschaft. Die bekanntesten Arten stammen aus den Familien wie zum Beispiel:
- Pseudomonadaceae (Pseudomonas fluorescens usw.)
- Enterobacteriaceae
- Deinococcaceae
- oder gerade Baccillacea.
Bacillus thuringiensis und seine Stämme
Gerade die Familie Baccillacea und genauer gesagt die Gattung Bacillus wird am häufigsten von toten Insektenwirten isoliert. Zu den häufigsten isolierten Vertretern dieser Gattung gehören Arten wie Bacillus thuringiensis, Bacillus alvei, Bacillus cereus, Bacillus larvae, Bacillus laterosporus, Bacillus popilliae usw.
Das Interessanteste und am häufigsten verwendete ist die Art Bacillus thuringiensis in Form verschiedener ökologischer Biopestizide. Bei dieser Art gibt es Hunderte, vielleicht Tausende verschiedener Stämme, aber nur einige sind gegen bedeutende pflanzliche Schädlinge wirksam.
Die bekanntesten und am häufigsten verwendeten Stämme dieser Art in der ökologischen Landwirtschaft sind:
Bacillus thuringiensis var. kurstaki (BTK) – dieser Stamm wurde aus vielen Raupen von Schmetterlingen, wie dem Kohlweißling, verschiedenen Wicklern, Minierfliegen, usw. isoliert
Bacillus thuringiensis var. israelensis (BTI) – dieser Stamm kann die Larven von Mücken und Kriebelmücken töten, aber nur in dem Entwicklungsstadium, in dem die Larven dieses sehr lästigen Insekts im Wasser Bakterien als Nahrung aufnehmen.
Bacillus thuringiensis var. aizawa – dies ist ein interessanter Stamm, der den Wachsmotten schadet. Es schädigt Bienenvölker in ihren Bienenstöcken.
Bacillus thuringiensis var. tenebrionis – bei diesem Stamm ist eine Verwendung zum Schutz von Pflanzen gegen schädliche Käfer möglich, die die Ernte direkt durch Fressen zerstören.
Wirkung Bacillus thuringiensis
Die Wirkung lässt sich einfach so zusammenfassen, dass der Wirt, also die Raupe des Schädlings, die Sporen Bacillus thuringiensis aufnimmt. Diese setzen im Darm, der alkalisch ist und einen pH-Wert von über 9 hat, die Kristalle der Endotoxine frei und lösen sie auf. Diese werden durch proteolytische Enzyme im Darm aktiviert und zu einem Toxin abgebaut, das das Darmepithel schädigt und der Wirt, die Raupe, erleidet eine Septikämie (die Sporen Bacillus thuringiensis keimen und gelangen über das Darmepithel in den gesamten Körper), was zum Tod führt.
Stämme der Art Bacillus thuringiensis sind ungiftig für die Umwelt und in vielen Studien wurde keine negative Wirkung auf Wirbeltiere nachgewiesen (getestet an mehr als 70 Vogelarten und mehr als einem Dutzend Fischarten). Es wurde auch keine negative Wirkung auf Bestäuber wie Bienen oder Hummeln beobachtet.
Wichtige Pilzarten
Nicht nur Bakterien sind natürliche Regulatoren der Anzahl von schädlichen Insekten, sondern es gibt auch Pilze, die für ihr Leben gezielt Parasitismus auf Insekten benötigen. Mit ihrem Einfluss auf Insekten sind mehr als siebenhundert Arten von niederen Pilzen bekannt.
Mykose, also die Erkrankung von Insekten, bei der es zu Sterbefällen kommt, tritt am häufigsten bei Larven und Puppen auf, seltener bei Erwachsenen und Eiern. Entomopathogene Pilze können eine ziemlich breite Palette von landwirtschaftlichen Schädlingen abdecken. Der vielleicht bekannteste ist der parasitierende Pilz der Gattung Ophiocordyceps.
Zu den Vertretern gehören Raupen und Laufkäfer, die auf Ameisen parasitieren. Der Pilz kann das Nervensystem der Ameisen so steuern, dass die Ameise das Ameisennest verlässt und so schnell wie möglich auf ein Blatt klettert und sich darin verbeißt. Nach dem Tod verbreiten sich die Sporen des Pilzes weiter. Das klingt gruselig, aber der entomopathogene Pilz der Raupe hat heilende Wirkungen, die bereits im alten China und Tibet bekannt waren, wo er sehr geschätzt wurde.
Im Folgenden werden die bekanntesten und am häufigsten verwendeten Arten von Pilzen in sogenannten Bioinsektiziden für die ökologische Landwirtschaft erwähnt. Und das vor allem wegen der Möglichkeit der Zucht, bei der es möglich ist, diese fakultativen, auf Insekten parasitierenden Pilze ohne einen Insektenwirt zu züchten, zum Beispiel auf verrottendem organischen Substrat.
Die am häufigsten verwendeten Arten von Pilzen
Die Arten der Gattung Aschersonia kommen in tropischen und subtropischen Gebieten vor. Sie infizieren hauptsächlich Nymphen (Larven) bestimmter Arten von Motten und Blattläusen. Einige Landwirte verwenden diese Pilze als Bioinsektizid auf Zitrusplantagen, für unsere klimatischen Bedingungen sind die Arten dieser Gattung unbedeutend.
Beauveria bassiana
Dieser Pilz kommt in Böden fast überall auf der Welt vor. Er parasitiert natürlich auf Insekten, die in Böden vorkommen, oder auf Insekten, die während des Winters im Boden überwintern. Nach einer Infektion bildet sich, auf dem Körper der Schädlinge eine weiße Schicht aus Myzelien.
Beauveria bassiana wurde aus einer Vielzahl von verschiedenen Schädlingen isoliert, wie zum Beispiel dem Kartoffelkäfer, dem Rüsselkäfer, der Trauermücke, den Fransenflüglern, den Blattläusen, der Hopfenmilbe, aber auch dem Borkenkäfer.
Beauveria bassiana kann sowohl Erwachsene als auch Larven, Puppen oder sogar Eier infizieren. Der entomopathogene Pilz Beauveria bassiana wird weltweit als ökologisches Bioinsektizid eingesetzt, sowohl durch Blattapplikation (Sprühbehandlung auf die oberirdischen Teile der Pflanzen) als auch auf der Bodenoberfläche gegen die Larven von Schädlingen, die ihre Metamorphose in Erwachsene im Boden vollziehen.
Metarhizium anisopliae
Auch dieser Pilz ist weltweit verbreitet und bekannt für seine Entomopathogenität gegen viele schädliche Insekten. Zuerst durchwächst der Schädling das weiße Myzel, das mit der Zeit aufgrund der Sporenbildung grün wird. Dieser Bodenpilz wirkt sich wahrscheinlich auf verschiedene Weise positiv auf Pflanzen aus. Als Entomopathogen reduziert er die Bodenschädlinge.
Er wirkt jedoch auch gegen pathogene Pilze, die verschiedene Fäulnisse und Schimmel verursachen, und geht auch eine Symbiose mit der Pflanze ein, wobei wahrscheinlich Metarhizium anisopliae der Pflanze Stickstoff aus verstorbenen Schädlingen im Austausch gegen pflanzliche Zucker liefert. Metarhizium anisopliae wurde aus Larven von Käfern (Drahtwurm), Schnaken, Fransenflüglern, Weißen Fliegen und vielen anderen Schädlingen isoliert, deren Larvenstadium im Boden stattfindet. Interessant ist auch die mögliche Anwendung in Rasen gegen Zecken.
Die Gattung Paecilomyces ist durch die bekannteste Art Paecilomyces lilacinus vertreten. Dieser Pilz bildet weiße, mit der Zeit rosa Kolonien. Er wird in der Landwirtschaft als Bioinsektizid (Nematizid) gegen viele Arten von Fadenwürmern eingesetzt, die die Wurzeln von Pflanzen angreifen.
Verticillium lecanii
Ein sehr verbreiteter entomopathogener Pilz, der wärmeres Klima in tropischen und subtropischen Gebieten bevorzugt. Er überwuchert seinen Wirt mit weißem Myzel. Der Pilz Verticillium lecanii wurde aus vielen Arten von schädlichen Insekten isoliert, hauptsächlich aus saugenden Insekten, wie Fransenflüglern, Blattläusen, Spinnmilben, Schildläusen und Weißen Fliegen, wo er am häufigsten in Gewächshäusern bei vorgezüchteten Gemüse- und Zierpflanzen eingesetzt wird.
Sekundär kann der Pilz Verticillium lecanii sogar auf Mehltau und Rost parasitieren, was ihn nicht nur zu einem Bioinsektizid, sondern auch zu einem Biofungizid macht.
Anwendung und Sicherheit
Bei der Anwendung von entomopathogenen Pilzen auf Sporen unter direkter Sonneneinstrahlung kommt es zur Inaktivierung der Sporen durch UV-Strahlung. Für die Keimung der Sporen entomopathogener Pilze ist eine höhere Feuchtigkeit erforderlich, daher sind sie für Gewächshäuser geeignet. In Gärten ist es notwendig, nach dem Regen zu sprühen, wenn es bewölkt ist, oder am Abend, wenn in der Nacht der Tau fällt und die Sporen keimen.
Ein großer Vorteil von entomopathogenen Pilzen liegt in ihrer Wirkung auf Schädlinge, aber gleichzeitig der Sicherheit für andere Organismen als die Zielorganismen wie Bienen oder Gliederfüßer (Spinnen, Tausendfüßler). Es wurde auch keine negative Wirkung auf Wirbeltiere festgestellt.