Verbessertes Raum-Zeit-Management spart Pflanzenschutzmittel

Wenn Raps-Parzellen in jährlich wechselnder Größe angelegt werden, kann das den Schädlingsdruck mindern und den Pestizideinsatz verringern – bei gleich bleibendem Ertrag. Die starke Wirkung eines solchen räumlich-zeitlichen Managements in der Praxis bekräftigt eine kürzlich veröffentlichte Studie.  

Pflanzenschädlinge verzehren weltweit etwa 20 Prozent der angebauten Feldfrüchte. Ein Verlust, auf den reagiert werden muss, will man die Menschen ausreichend mit Nahrung, Rohstoffen und Energie versorgen. Der Einsatz von Pestiziden stößt nach einigen Einsatzjahren an seine Grenzen, da die Schädlinge Resistenzen entwickeln. Zusätzlich gibt es bei einem intensiven Pestizideinsatz auch nachgewiesene ökologische und, da die Mittel Geld kosten, ökonomischen Nachteile. Eine Alternative zur Pflanzenschutzkeule ist der Einsatz bzw. die Förderung natürlicher Fraßfeinde, die eine Schädlingspopulation im Zaum halten sollen.

Eine aktuelle Studie untermauert nun einen zusätzlichen Einfluss, den einer abgestimmten Logistik. Wenn man den Anbau von Feldfrüchten räumlich und zeitlich koordiniert, kann die Schädlingsbekämpfung noch erfolgreicher sein, postulieren Wissenschaftler auf der Basis ihrer kürzlich veröffentlichten Studie. Werfen wir dafür einen Blick in die Ökologie.  

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Ein Rapsfeld ist ein Agroökosystem, ein Ökosystem, das nur durch strenge Regulation funktioniert. Denn unzählige Faktoren, die die Dynamik eines natürlichen Systems bestimmen, fehlen hier. So zum Beispiel die Glieder der Nahrungskette: Weil wir den Raps mit möglichst hohem Ertrag ernten möchten, verhindern wir, dass Pflanzenfresser uns zuvor kommen, und schalten sie aus dem System aus.

Der Rapsglanzkäfer

So funktioniert das in der Theorie. In der Praxis ist das nicht ganz so perfekt möglich: Der Rapsglanzkäfer (Brassicogethes aeneus F., auch bekannt als Meligethes aeneus F.) ist der wichtigste Raps-Schädling in Deutschland. Der steigende Anbau von Raps für Biokraftstoffe hat dem Insekt einen immer größeren Lebensraum beschert. Nach Angaben der Welternährungsorganisation ist die Anbaufläche von Raps in den vergangenen 20 Jahren um knapp 50 Prozent gewachsen; parallel dazu hat sich die Rapsproduktion in dieser Zeit verdoppelt.

Gute Bedingungen also für das 2 Millimeter große Insekt. Der Käfer knabbert sich in die Knospen des Kreuzblütlers hinein, um hier Pollen zu fressen und Eier abzulegen. Seinen Nachkommen steht dann ein umfangreiches Nahrungsangebot in Form eines Rapsfeldes zur Verfügung, bevor sie sich in die oberen Bodenschichten halbnatürlicher Habitate, wie sie z. B. am Ackerrand zu finden sind, zum Überwintern zurückziehen.

Ansatz: Landschaftsebene

Aus der Vogelperspektive wird der zunehmende Anbau von Raps sichtbar: Heute sehen die Landschaften in Deutschland anders aus als vor 20 Jahren. Mit einem Blick auf die Landschaft beginnt der Ansatz, Schädlingsbekämpfung räumlich und zeitlich zu steuern. Denn die Komposition der Landschaft beeinflusst laut einer neuen Studie, wie stark der Rapsglanzkäfer-Schaden an einem Rapsfeld verursachen kann: Je nachdem, wie hoch der Anteil der Rapsfläche an einer Landschaft im Vorjahr war, ist der Schädlingsdruck im Folgejahr entsprechend höher oder geringer.   

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Strategische Schädlingsbekämpfung

Dahinter steckt ein einfacher Mechanismus: Raps, Rapsglanzkäfer und Schlupfwespe (hier: Tersilochus heterocerus) bilden eine Nahrungskette. Somit hängt auch das Wachstum ihrer Populationen voneinander ab. Gibt es viel Raps, haben der Rapsglanzkäfer und seine Larven viel zu fressen. Sind auch alle weiteren Faktoren wie die Temperatur optimal, wird seine Population größer.

Der natürliche Feind des Käfers, die Schlupfwespe, hat nun ausreichende Möglichkeiten, seine Eier abzulegen – in Käferlarven – und dämmt so wiederum das Populationswachstum des Käfers ein. Ist aber das Nahrungsangebot für den Rapsglanzkäfer so groß, dass auch die eifrigste eierlegende Schlupfwespe nicht hinterher kommt und viele viele Käferlarven das Erwachsenenstadium erreichen um selbst Eier zu legen, gerät die Käferpopulation außer Kontrolle.

Jährlicher Wechsel der Parzellengrößen

Entscheidend ist dann, wie viel Raps der Käferpopulation im folgenden Jahr zu Verfügung steht: Wächst genau so viel Raps wie im Vorjahr, kann die Käferpopulationen gleich groß bleiben oder noch weiter wachsen. Baut man nun aber weniger Raps an, reicht die Nahrung nicht für alle Individuen. Hat man andersherum im Vorjahr wenig Raps in einer Region angebaut und im darauffolgenden wieder relativ viel, so verteilen die wenigen Käfer sich stark über das größere Feld. Beide diese Situationen ermöglichen es einem natürlichen Feind wie der Schlupfwespe, das Populationswachstum einzudämmen.

So einfach diese Erklärung auch ist, so umfangreich ist die Statistik hinter einer Studie, die diese und weitere komplexe Zusammenhänge aufzeigt. Außerdem bestehen unterschiedliche Theorien darüber, wie sich eine Population in einem Feld ausbreitet, ob größere Felder den Schädling eher fördern oder hemmen. Hier testeten die Wissenschaftler den sogenannten Verdünnungseffekt. Sie prüften, ob die Schädlingspopulation sich mit zunehmendem Flächenanteil in einer Landschaft ausdünnt.

Zwei Jahre lang Daten sammeln

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Die Forscher untersuchten über 2 Jahre 36 Rapsfelder, deren Größe jeweils einen unterschiedlich großen Anteil im Umkreis von 1 km darstellte. Sie maßen die Verteilung erwachsener Käfer, ihrer Eier und der gesunden und parasitierten Larven im Feld. Außerdem maßen sie den Raps-Ertrag anhand des Samengewichts pro Pflanze. Um die räumliche Verteilung der verschiedenen Variablen in allen Feldern vergleichbar zu untersuchen, legten sie in allen Feldern zwei Transekte an, einen am Feldrand und einen nahe des Zentrums. Entlang jedes dieser Transekte entnahmen sie insgesamt 35 Pflanzen für die verschiedenen Analysen.

Verdünnungseffekte

Die statistischen Analyseverfahren zeigten: „Dort, wo in einem Jahr viel Raps stand und sich die Schädlinge etabliert haben, darf im nächsten Jahr nur wenig Raps stehen, denn die Feinde der Schädlinge können dann auf den wenigen Feldern mit Raps diese gut kontrollieren“, so einer der Autoren, Jochen Krauss.

Auch Blütenstreifen und Bodenschonung

Zusätzlich, so raten die für die Studie verantwortlichen Doktorandinnen, könnten „eine nichtwendende Bodenbearbeitung und mehr blütenreiche Strukturen die Etablierung größerer Gegenspielerpopulationen fördern.“ Die Schlupfwespe braucht nämlich nicht nur Larven, in die sie ihre Eier legen kann, sondern auch Nahrung.

In der Bekämpfung des Rapsglanzkäfers werden bisher vorwiegend Insektizide verwendet. Die Autoren geben mit ihrer Studie einen Impuls in eine andere Richtung: Räumlich-zeitliches Management könnte die moderne Landwirtschaft weniger abhängig von starkem Pestizideinsatz machen. Im System Raps konnten sie zeigen, dass dieser strukturelle Ansatz tatsächlich erfolgreich sein kann und dass es sich lohnt, die Ökosystem-Dienstleistung der Schlupfwespe zu nutzen. Sollten sich die Ergebnisse auch für weitere Anbaukulturen bestätigen, könnten in Zukunft mehrere Landwirte in einer Region ihren Anbau koordinieren, sodass der Schädlingsdruck auf die angebauten Feldfrüchte verringert werden kann.