Integrierte Schädlingsbekämpfung - Integrated pest management

Ein IPM boll weevil Falle in einem Baumwollfeld ( Manning, South Carolina ).

Integrierte Schädlingsbekämpfung (IPM) , auch als integrierte Schädlingsbekämpfung (IPC) bekannt, ist ein breit angelegter Ansatz, der Praktiken zur wirtschaftlichen Schädlingsbekämpfung integriert . IPM zielt darauf ab, Schädlingspopulationen unter die wirtschaftliche Schadensgrenze (EIL) zu drücken. Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen definiert IPM als „die sorgfältige Prüfung aller verfügbaren Schädlingsbekämpfungstechniken und die anschließende Integration geeigneter Maßnahmen, die die Entwicklung von Schädlingspopulationen verhindern und Pestizide und andere Eingriffe auf einem wirtschaftlich gerechtfertigten Niveau halten und die Risiken für die menschliche Gesundheit und die Umwelt. IPM betont das Wachstum einer gesunden Kultur mit der geringstmöglichen Störung der Agrarökosysteme und fördert natürliche Schädlingsbekämpfungsmechanismen." Entomologen und Ökologen drängen seit den 1970er Jahren auf die Einführung der IPM-Schädlingsbekämpfung. IPM ermöglicht eine sicherere Schädlingsbekämpfung.

Auch die Einschleppung und Verbreitung invasiver Arten kann mit IPM bewältigt werden, indem Risiken reduziert und gleichzeitig der Nutzen maximiert und die Kosten gesenkt werden.

Geschichte

Kurz nach dem Zweiten Weltkrieg, als synthetische Insektizide weit verbreitet wurden, entwickelten Entomologen in Kalifornien das Konzept der "überwachten Insektenbekämpfung". Etwa zur gleichen Zeit befürworteten Entomologen im US-amerikanischen Baumwollgürtel einen ähnlichen Ansatz. Im Rahmen dieses Schemas wurde die Insektenbekämpfung von qualifizierten Entomologen "überwacht", und die Anwendung von Insektiziden basierte auf den Schlussfolgerungen, die aus der regelmäßigen Überwachung von Schädlings- und natürlichen Feindpopulationen gezogen wurden. Dies wurde als Alternative zu kalenderbasierten Programmen angesehen. Die überwachte Bekämpfung basierte auf Kenntnissen der Ökologie und der Analyse der prognostizierten Trends bei Schädlings- und natürlichen Feindpopulationen.

Die überwachte Kontrolle bildete einen Großteil der konzeptionellen Grundlage für die "integrierte Kontrolle", die Entomologen der University of California in den 1950er Jahren formulierten. Die integrierte Bekämpfung zielte darauf ab, die beste Mischung aus chemischen und biologischen Bekämpfungsmitteln für einen bestimmten Insektenschädling zu ermitteln. Chemische Insektizide sollten so eingesetzt werden, dass sie die biologische Kontrolle am wenigsten stören. Der Begriff „integriert“ war somit gleichbedeutend mit „kompatibel“. Chemische Kontrollen sollten erst angewendet werden, nachdem regelmäßige Überwachungen ergeben hatten, dass eine Schädlingspopulation ein Niveau (die wirtschaftliche Schwelle ) erreicht hatte, das eine Behandlung erforderte, um zu verhindern, dass die Population ein Niveau (die wirtschaftliche Schadensgrenze) erreichte, bei dem die wirtschaftlichen Verluste die Kosten der die Kontrollmaßnahmen.

IPM erweiterte das Konzept der integrierten Bekämpfung auf alle Schädlingsklassen und wurde um alle Taktiken erweitert. Kontrollen wie Pestizide sollten wie bei der integrierten Bekämpfung angewendet werden, aber diese mussten nun mit der Taktik für alle Schädlingsklassen kompatibel sein. Andere Taktiken wie Wirtspflanzenresistenz und kulturelle Manipulationen wurden Teil des IPM-Rahmens. IPM kombinierte Entomologen, Pflanzenpathologen , Nematologen und Unkrautwissenschaftler.

In den Vereinigten Staaten wurde IPM im Februar 1972 in die nationale Politik aufgenommen, als Präsident Richard Nixon die Bundesbehörden anwies, Schritte zu unternehmen, um die Anwendung des IPM in allen relevanten Sektoren voranzutreiben. 1979 gründete Präsident Jimmy Carter einen behördenübergreifenden IPM-Koordinierungsausschuss, um die Entwicklung und Umsetzung von IPM-Praktiken sicherzustellen.

Perry Adkisson und Ray F. Smith erhielten 1997 den World Food Prize für die Förderung des Einsatzes von IPM.

Anwendungen

IPM wird in der Landwirtschaft , im Gartenbau , in der Forstwirtschaft, in menschlichen Siedlungen, in der vorbeugenden Konservierung und in der allgemeinen Schädlingsbekämpfung verwendet, einschließlich struktureller Schädlingsbekämpfung, Rasenschädlingsbekämpfung und Zierschädlingsbekämpfung.

Grundsätze

Ein amerikanisches IPM-System besteht aus sechs grundlegenden Komponenten:

  • Akzeptable Schädlingskonzentrationen – Der Schwerpunkt liegt auf der Bekämpfung , nicht auf der Ausrottung . IPM ist der Ansicht, dass die Ausrottung einer ganzen Schädlingspopulation oft unmöglich ist und der Versuch teuer und unsicher sein kann. IPM-Programme arbeiten zunächst daran, akzeptable Schädlingskonzentrationen, sogenannte Aktionsschwellenwerte, festzulegen und Kontrollen durchzuführen, wenn diese Schwellenwerte überschritten werden. Diese Schwellenwerte sind schädlings- und standortspezifisch, was bedeutet, dass es an einem Standort akzeptabel sein kann, ein Unkraut wie Weißklee zu haben , aber nicht an einem anderen Standort. Das Überleben einer Schädlingspopulation bei einem vernünftigen Schwellenwert verringert den Selektionsdruck. Dies verringert die Rate, mit der ein Schädling eine Resistenz gegen eine Bekämpfung entwickelt, denn wenn fast alle Schädlinge abgetötet werden, bilden diejenigen mit Resistenz die genetische Grundlage für die zukünftige Population. Das Zurückhalten einer signifikanten Anzahl unresistenter Proben verringert die Prävalenz aller auftretenden resistenten Gene. In ähnlicher Weise führt die wiederholte Verwendung einer einzigen Klasse von Kontrollen zu Schädlingspopulationen, die gegen diese Klasse resistenter sind, während der Wechsel zwischen den Klassen dies verhindert.
  • Präventive Kulturpraktiken – Die Auswahl der Sorten, die am besten für die lokalen Wachstumsbedingungen geeignet sind, und die Erhaltung gesunder Pflanzen ist die erste Verteidigungslinie. Anlage Quarantäne und ‚Kulturtechniken‘ wie Ernte Hygiene sind neben zB Entfernung von erkrankten Pflanzen und Reinigungs Rebschere Ausbreitung zu verhindern Infektionen . Nützliche Pilze und Bakterien werden den Topfmedien von Gartenbaukulturen zugesetzt, die anfällig für Wurzelkrankheiten sind, wodurch der Bedarf an Fungiziden stark reduziert wird .
  • Überwachung — Regelmäßige Beobachtung ist von entscheidender Bedeutung. Die Beobachtung wird in Inspektion und Identifizierung unterteilt. Visuelle Inspektion, Insekten- und Sporenfallen und andere Methoden werden verwendet, um Schädlingsniveaus zu überwachen. Die Führung von Aufzeichnungen ist ebenso wichtig wie eine gründliche Kenntnis des Verhaltens der Zielschädlinge und der Reproduktionszyklen. Da Insekten kaltblütig sind, hängt ihre körperliche Entwicklung von den Umgebungstemperaturen ab. Viele Insekten haben ihre Entwicklungszyklen in Bezug auf die modellierten hatten Grad-Tage . Die Gradtage einer Umgebung bestimmen den optimalen Zeitpunkt für einen bestimmten Insektenausbruch. Pflanzenpathogene folgen ähnlichen Reaktionsmustern auf Wetter und Jahreszeit.
  • Mechanische Bekämpfung – Sollte ein Schädling ein inakzeptables Ausmaß erreichen, sind mechanische Methoden die erste Option. Dazu gehören einfache Handlese, Barrieren, Fallen, Staubsaugen und Bodenbearbeitung , um die Zucht zu stören.
  • Biologische Kontrollen – Natürliche biologische Prozesse und Materialien können Kontrollen mit akzeptablen Umweltauswirkungen und oft zu geringeren Kosten ermöglichen. Der Hauptansatz besteht darin, nützliche Insekten zu fördern, die Zielschädlinge fressen oder parasitieren. Biologische Insektizide , die aus natürlich vorkommenden Mikroorganismen ( zB Bt , entomopathogene Pilze und entomopathogene Nematoden ) stammen, fallen ebenfalls in diese Kategorie. Weitere „biologiebasierte“ oder „ ökologische “ Techniken werden derzeit evaluiert.
  • Verantwortungsvoller Umgang – Synthetische Pestizide werden nach Bedarf und oft nur zu bestimmten Zeiten im Lebenszyklus eines Schädlings eingesetzt. Viele neuere Pestizide werden aus Pflanzen oder natürlich vorkommenden Substanzen gewonnen ( z. B. Nikotin , Pyrethrum und Insektenjuvenilhormon - Analoga), aber der Toxophor oder die aktive Komponente kann verändert werden, um eine erhöhte biologische Aktivität oder Stabilität bereitzustellen. Die Anwendung von Pestiziden muss ihre beabsichtigten Ziele erreichen. Entscheidend ist die Abstimmung der Anwendungstechnik auf die Kulturpflanze, den Schädling und das Pestizid. Die Verwendung von Sprühgeräten mit geringem Volumen reduziert den Gesamteinsatz von Pestiziden und die Arbeitskosten.

Ein IPM-Regime kann einfach oder anspruchsvoll sein. Historisch lag der Schwerpunkt der IPM-Programme auf landwirtschaftlichen Schadinsekten. Obwohl ursprünglich für die landwirtschaftliche Schädlingsbekämpfung entwickelt, werden IPM-Programme heute so entwickelt, dass sie Krankheiten, Unkräuter und andere Schädlinge umfassen, die die Managementziele für Standorte wie Wohn- und Gewerbebauten, Rasen- und Rasenflächen sowie Haus- und Gemeinschaftsgärten beeinträchtigen . Als geeignete Instrumente zur Unterstützung der Umsetzung von IPM-Programmen haben sich prädiktive Modelle erwiesen.

Verfahren

IPM ist die Auswahl und. Se von Schädlingsbekämpfungsmaßnahmen, die günstige wirtschaftliche Bedingungen, ökologische und soziale Folgen gewährleisten und auf die meisten Situationen in der Landwirtschaft, im öffentlichen Gesundheitswesen und im Bereich der Schädlingsbekämpfung anwendbar sind. Der IPM-Prozess beginnt mit der Überwachung, die Inspektion und Identifizierung umfasst, gefolgt von der Feststellung der wirtschaftlichen Schadenshöhe. Die wirtschaftlichen Schadensschwellen legen den wirtschaftlichen Schwellenwert fest. Das ist der Punkt, an dem Schädlingsschäden (und die Vorteile der Schädlingsbekämpfung) die Behandlungskosten übersteigen. Dies kann auch ein Aktionsschwellenwert zur Bestimmung eines inakzeptablen Niveaus sein, das nicht mit einem wirtschaftlichen Schaden verbunden ist. Aktionsschwellen sind häufiger im strukturellen Pflanzenschutz und ökonomische Schadenshöhen im klassischen landwirtschaftlichen Pflanzenschutz zu finden. Ein Beispiel für einen Aktionsschwellenwert ist, dass eine Fliege im Operationssaal eines Krankenhauses nicht akzeptabel ist, aber eine Fliege in einem Haustierzwinger akzeptabel wäre. Sobald ein Schwellenwert von der Schädlingspopulation überschritten wurde, müssen Maßnahmen ergriffen werden, um den Schädling zu reduzieren und zu kontrollieren. Integrierte Schädlingsbekämpfung setzt eine Vielzahl von Maßnahmen ein, darunter kulturelle Kontrollen wie physische Barrieren, biologische Kontrollen wie das Hinzufügen und Erhalten natürlicher Feinde und Feinde des Schädlings und schließlich chemische Kontrollen oder Pestizide. Das Vertrauen auf Wissen, Erfahrung, Beobachtung und Integration mehrerer Techniken macht IPM für den ökologischen Landbau geeignet (ohne synthetische Pestizide). Diese können Materialien enthalten, die im Organic Materials Review Institute (OMRI) aufgeführt sind. Obwohl die im ökologischen Landbau und im ökologischen Gartenbau verwendeten Pestizide und insbesondere Insektizide im Allgemeinen sicherer sind als synthetische Pestizide, sind sie nicht immer sicherer oder umweltfreundlicher als synthetische Pestizide und kann schaden. Für konventionelle landwirtschaftliche Betriebe kann IPM die Exposition von Mensch und Umwelt gegenüber gefährlichen Chemikalien reduzieren und möglicherweise die Gesamtkosten senken.

Die Risikobewertung umfasst normalerweise vier Aspekte: 1) Charakterisierung biologischer Bekämpfungsmittel, 2) Gesundheitsrisiken, 3) Umweltrisiken und 4) Wirksamkeit.

Eine falsche Identifizierung eines Schädlings kann zu unwirksamen Maßnahmen führen. ZB können Pflanzenschäden durch Überwässerung mit Pilzinfektionen verwechselt werden , da viele Pilz- und Virusinfektionen unter feuchten Bedingungen auftreten.

Die Überwachung beginnt sofort, bevor die Aktivität des Schädlings signifikant wird. Die Überwachung landwirtschaftlicher Schädlinge umfasst die Überwachung der Fruchtbarkeit des Bodens / der Pflanzmedien und der Wasserqualität . Die allgemeine Pflanzengesundheit und Resistenz gegen Schädlinge wird stark durch den pH-Wert , die Alkalinität , das gelöste Mineral und das Sauerstoffreduktionspotential beeinflusst. Viele Krankheiten werden durch Wasser übertragen und werden direkt durch Gießwasser und indirekt durch Spritzer übertragen.

Sobald der Schädling bekannt ist, bietet die Kenntnis seines Lebenszyklus die optimalen Angriffspunkte. So kann beispielsweise die Vermehrung von Unkräutern aus letztjährigem Saatgut durch Mulchen und Vorauflauf-Herbizid verhindert werden.

Schädlingstolerante Pflanzen wie Sojabohnen rechtfertigen möglicherweise keine Interventionen, es sei denn, die Schädlinge sind zahlreich oder nehmen schnell zu. Eine Intervention ist gerechtfertigt, wenn die zu erwartenden Kosten des Schädlingsschadens die Kosten der Bekämpfung übersteigen. Gesundheitsgefahren können ein Eingreifen erfordern, das aus wirtschaftlichen Erwägungen nicht gerechtfertigt ist.

Bestimmte Websites können auch unterschiedliche Anforderungen haben. ZB kann Weißklee an den Seiten einer Teebox auf einem Golfplatz akzeptabel sein, aber inakzeptabel auf dem Fairway, wo es das Spielfeld verwirren könnte.

Mögliche Interventionen umfassen mechanische/physikalische, kulturelle, biologische und chemische. Mechanische/physikalische Kontrollen umfassen das Abpflücken von Schädlingen von Pflanzen oder die Verwendung von Netzen oder anderem Material, um Schädlinge wie Vögel von Trauben oder Nagetiere von Bauwerken auszuschließen . Kulturelle Kontrollen umfassen das Freihalten eines Gebiets von förderlichen Bedingungen durch Entfernen von Abfällen oder erkrankten Pflanzen, Überschwemmungen, Sandstrahlen und die Verwendung von krankheitsresistenten Pflanzensorten. Biologische Kontrollen sind zahlreich. Dazu gehören: Erhaltung natürlicher Feinde oder Verstärkung natürlicher Feinde, Sterile Insektentechnik (SIT).

Augmentation, Impffreisetzung und Überschwemmungsfreisetzung sind unterschiedliche Methoden der biologischen Bekämpfung, die den Zielschädling auf unterschiedliche Weise beeinflussen. Augmentative Kontrolle umfasst die regelmäßige Einführung von Raubtieren. Bei der Überschwemmungsfreisetzung werden Raubtiere gesammelt, massenhaft aufgezogen und periodisch in großer Zahl in das Schädlingsgebiet entlassen. Dies wird zur sofortigen Reduzierung der Wirtspopulationen verwendet, im Allgemeinen bei einjährigen Kulturen, ist jedoch nicht für den langfristigen Einsatz geeignet. Mit der Impffreisetzung wird zu Beginn der Vegetationsperiode eine begrenzte Anzahl von Nützlingen eingeführt. Diese Strategie bietet eine langfristige Kontrolle, da die Nachkommen des Organismus während der gesamten Saison Schädlingspopulationen beeinflussen und in Obstplantagen üblich sind. Bei der saisonalen Impfung werden die Nützlinge gesammelt, in Massen gezüchtet und saisonal freigesetzt, um die Nützlingspopulation zu erhalten. Dies wird häufig in Gewächshäusern verwendet. In Amerika und anderen westlichen Ländern sind Überschwemmungsfreisetzungen vorherrschend, während in Asien und Osteuropa häufiger Impfungen und gelegentliche Einführungen verwendet werden.

Die Sterile Insekt-Technik (SIT) ist ein flächendeckendes IPM-Programm, das sterile männliche Schädlinge in die Schädlingspopulation einführt, um Weibchen zu (erfolglosen) Brutbegegnungen zu verleiten, eine Form der Geburtenkontrolle zu bieten und die Reproduktionsrate zu reduzieren. Die oben genannten biologischen Kontrollen sind nur in Extremfällen sinnvoll, da die Einführung neuer Arten oder die Ergänzung natürlich vorkommender Arten nachteilige Auswirkungen auf das Ökosystem haben können. Biologische Kontrollen können verwendet werden, um invasive Arten oder Schädlinge zu stoppen, aber sie können zu einem Einschleppungspfad für neue Schädlinge werden.

Chemische Kontrollen umfassen Gartenbauöle oder die Anwendung von Insektiziden und Herbiziden. Ein umweltfreundliches IPM-Programm zur Schädlingsbekämpfung verwendet aus Pflanzen gewonnene Pestizide wie Pflanzenstoffe oder andere natürlich vorkommende Materialien.

Pestizide können nach ihrer Wirkungsweise klassifiziert werden. Das Rotieren zwischen Materialien mit unterschiedlichen Wirkungsweisen minimiert die Schädlingsresistenz.

Evaluation ist der Prozess, bei dem beurteilt wird, ob die Intervention wirksam war, ob sie inakzeptable Nebenwirkungen hatte, ob das Programm fortgesetzt, überarbeitet oder abgebrochen werden sollte.

Südostasien

Die Grüne Revolution der 1960er und 70er Jahre führte zu robusteren Pflanzen, die die schwereren Getreidebelastungen durch intensiven Düngereinsatz tragen konnten. Die Pestizidimporte aus elf südostasiatischen Ländern haben sich laut FAO-Statistiken zwischen 1990 und 2010 fast versiebenfacht, mit katastrophalen Folgen. Reisbauern gewöhnen sich schon bald nach dem Pflanzen an das Sprühen, ausgelöst durch Anzeichen der Blattfaltermotte, die früh in der Vegetationsperiode auftaucht. Es verursacht nur oberflächliche Schäden und mindert die Erträge nicht. 1986 verbot Indonesien 57 Pestizide und stellte die Subventionierung ihres Einsatzes vollständig ein. In den 2000er Jahren wurde der Fortschritt umgekehrt, als wachsende Produktionskapazitäten, insbesondere in China, die Preise senkten. Die Reisproduktion in Asien hat sich mehr als verdoppelt. Aber die Bauern glaubten, dass mehr besser ist – sei es Saatgut, Dünger oder Pestizide.

Die Braune Zikade , Nilaparvata lugens , das Hauptziel der Landwirte, ist immer widerstandsfähiger geworden. Seit 2008 haben Ausbrüche die Reisernte in ganz Asien verwüstet, jedoch nicht im Mekong-Delta. Reduziertes Sprühen ermöglichte es natürlichen Feinden, Zikaden in Vietnam zu neutralisieren. In den Jahren 2010 und 2011 wurden 400.000 Hektar thailändischer Reisfelder von massiven Zikadenausbrüchen heimgesucht, die Verluste von etwa 64 Millionen US-Dollar verursachten. Die thailändische Regierung forciert nun den Ansatz "kein Spray in den ersten 40 Tagen".

Im Gegensatz dazu tötet frühes Sprühen Frösche, Spinnen, Wespen und Libellen, die die später eintreffenden und gefährlichen Zikaden erbeuten und resistente Stämme hervorbringen. Zikaden benötigen jetzt 500-mal höhere Pestiziddosen als ursprünglich. Übermäßige Nutzung tötet wahllos nützliche Insekten und dezimiert Vogel- und Amphibienpopulationen. Pestizide stehen im Verdacht, die menschliche Gesundheit zu schädigen, und wurden für ländliche Asiaten zu einem gängigen Mittel, um Selbstmord zu begehen.

Im Jahr 2001 forderten Wissenschaftler 950 vietnamesische Bauern heraus, IPM auszuprobieren. Auf einer Parzelle baute jeder Bauer Reis mit den üblichen Mengen an Saatgut und Dünger an und setzte Pestizide nach Belieben ein. In einer nahegelegenen Parzelle wurde weniger Saatgut und Dünger verwendet und 40 Tage nach dem Pflanzen wurden keine Pestizide ausgebracht. Die Erträge aus den Versuchsflächen waren genauso gut oder besser und die Kosten waren niedriger, was 8 bis 10 % mehr Nettoeinkommen generierte. Das Experiment führte zu der Kampagne "drei Reduzierungen, drei Gewinne", in der behauptet wurde, dass die Reduzierung des Einsatzes von Saatgut, Dünger und Pestiziden Ertrag, Qualität und Einkommen steigern würde. Poster, Flugblätter, TV-Werbespots und eine Radio-Seifenoper aus dem Jahr 2004, in der ein Reisbauer zu sehen war, der die Veränderungen nach und nach akzeptierte. Es hat nicht geschadet, dass Landwirte, die Insektizide verwenden, härter von einem Pflanzenzikaden-Ausbruch im Jahr 2006 getroffen wurden als diejenigen, die dies nicht taten. Die Landwirte im Mekong-Delta haben das Spritzen von Insektiziden von fünf Mal pro Erntezyklus auf null auf eins reduziert.

Das Pflanzenschutzzentrum und das Internationale Reisforschungsinstitut (IRRI) haben die Landwirte dazu ermutigt, Blumen, Okraschoten und Bohnen auf Reisfeldern anzubauen , anstatt die Vegetation wie üblich abzustreifen. Die Pflanzen ziehen Bienen und eine winzige Wespe an, die Zikadeneier frisst, während das Gemüse die landwirtschaftlichen Einkommen diversifiziert.

Landwirtschaftsunternehmen bieten Bündel von Pestiziden mit Saatgut und Dünger an, mit Anreizen für Mengenkäufe. Ein Gesetzentwurf in Vietnam verlangt die Lizenzierung von Pestizidhändlern und die staatliche Genehmigung von Werbung, um übertriebene Behauptungen zu verhindern. Insektizide, die auf andere Schädlinge abzielen , wie Scirpophaga incertulas (Stängelbohrer), die Larven von Mottenarten, die sich von Reispflanzen ernähren, sollen bei sachgemäßer Anwendung einen Gewinn von 21% erzielen.

Siehe auch

Verweise

Weiterlesen

Externe Links