Aussichten für Vorratsschädlinge
Prospects for Stored Product Pests
Journal für Kulturpflanzen, 65 (3). S. 85–93, 2013, ISSN 1867-0911, DOI: 10.5073/JfK.2013.03.02, Verlag Eugen Ulmer KG, Stuttgart
Die neuere Geschichte des Vorratsschutzes dient für einen Ausblick auf die nahe Zukunft dieses angewandten Forschungsgebietes mit seinen wichtigen Organismen. Anders als üblich werden die Aussichten aus der Sicht der Vorratsschädlinge, insbesondere der vorratsschädlichen Insekten beschrieben. Vom Menschen über Jahrzehnte in großem Umfang eingesetzte synthetische Kontaktinsektizide haben beispielsweise ihre Bedeutung durch Resistenzbildung der Schadtiere und Bedenken gegen den Einsatz der Chemikalien aus gesundheitlichen Gründen und Erwägungen zum Schutz der Umwelt stark eingebüßt. In groben Zügen werden physikalische und chemische Methoden beschrieben, die zum Teil sowohl für eine Prävention von Schäden und Befall als auch für die Bekämpfung der Schadorganismen geeignet sind. Besonderes Gewicht liegt auf der Beschreibung der biologischen Bekämpfung. Die Schadtiere sind allerdings durch ihre Millionen Jahre andauernde Evolution zum Teil bestens auf die bis heute nicht abschließend erfolgreichen Abwehr- und Bekämpfungsversuche des Menschen vorbereitet. Das Themenfeld Vorratsschutz wird mit der Erwähnung gesetzlicher Regelungen abgerundet sowie mit wichtigen Zitaten wissenschaftlicher Arbeiten, viele aus dem früheren Berliner Vorratsschutzinstitut. Der Autor sieht sich aber resümierend gezwungen, den Vorratsschädlingen mit Respekt eine nicht immer leichte aber doch sichere Zukunft einzuräumen.
Stichwörter: Vorratsschädlinge, Vorratsschutz, Bekämpfung, Vorbeugung
The recent history of stored product protection serves for an outlook towards the near future of this applied research area and its important organisms. Other than usual, the prospects are described out of the angle of the pests, especially certain specialised insect species. For instance, synthetic contact insecticides lost their impact after use over decades due to occurrence of pest resistance and human concerns against use of such chemicals out of health reasons and considerations for the protection of the environment. The physical and chemical methods suitable for prevention and control of pest organisms are described in short terms. Also biological control is mentioned as a growing area of stored product protection. Because of their evolution over millions of years, the pest organisms on the other side seem obviously very well prepared against the still not fully effective if not futile human attempts for prevention and control. In short, the full program of stored product protection as applied by man is described and evaluated including the mentioning of the legal boundary conditions and a series of key publications, many from scientists of the former Institute for Stored Product Protection in Berlin. In conclusion, the author sees himself with respect forced to acknowledge to the stored product pest organisms a future that will not always be simple but secure.
Key words: Stored product pests, stored product protection, control, prevention, prospects
Im Vorratsschutz treten ca. 100 Arten vier-, sechs- und achtbeiniger Tiere als Schädlinge auf, denen man bei näherer Betrachtung als Forscher Staunen, Achtung und Respekt entgegen bringen möchte (Weidner, 1963, 1983; Stein, 1986; Reichmuth, 1997; Engelbrecht und Reichmuth, 2005; Reichmuth et al., 2007). In der für viele dieser Arten mehr als 100 Millionen Jahre währenden Geschichte erstreckt sich das überwiegend feindliche Handeln des Menschen gegen diese Tiere über kaum mehr als eine Wimpernschlaglänge (Reichmuth, 2009). Der Mensch wurde gerade vor ca. 10 000 Jahren sesshaft und begann mit der Erzeugung und Massenlagerung landwirtschaftlicher Güter zur nachhaltigen Sicherung seiner Ernährung und auch der Fütterung seiner Nutztiere. Der internationale Handel mit landwirtschaftlichen Erzeugnissen, Lebens- und Futtermitteln, führte fast zwangsläufig wie die sich steigernde Mobilität des Menschen auch zur Verschleppung von Pflanzen aber auch Tieren, die in anderen Weltteilen bei ihrer Ankunft – häufig ohne die in den Herkunftsländern verbreiteten biologischen Gegenspieler – auf Nahrung im Überfluss stießen. Für vorratsschädliche Insekten gaben Wohlgemuth et al. (1983) einen tabellarischen Überblick über Importe nach Deutschland und die damit verbundene Einfuhr von Vorratsschädlingen. Die Tabellen der Arbeit geben auch Aufschluss über die Herkunftsländer der Schädlinge sowie die landwirtschaftlichen Produkte, auf denen sie bei der amtlichen Pflanzenbeschau gefunden wurden. Leider ist diese Beschau in den vergangenen Jahren immer lockerer gehandhabt worden, wodurch die Einschleppungen auch resistenter Stämme von Insekten verstärkt und ungebremst erfolgt. Die Abb. 1 versucht, den Kontext des Vorratsschutzes im Gesamtgefüge der landwirtschaftlichen Produktion und Vermarktung von Pflanzenerzeugnissen bildhaft zu beschreiben. Globale Klimaänderungen bewirken weiteres Einpassen solcher Organismen in Regionen, die früher wegen Land- und Wasserbarrieren sowie auch aus klimatischen Gründen nicht von ihnen besiedelbar waren. Für die wenigen Spezialisten unter den ca. 10 Millionen Arten Gliedertieren, die ca. 100 vorratsschädigenden Arten, eröffnete sich durch menschliche Aktivitäten ein nahrungsmäßiges Eldorado zur eigenen Bestandssicherung (Büchner und Wolf, 1979; Levinson und Levinson, 1994; Willerding, 1998; Plarre, 2003). Solche Futtermittelläger kannten sie lediglich z.B. von einigen anderen Zwei- (Vögeln) und Vierbeinern (Nagern, Hamstern), die bereits länger als der Mensch Vorräte, z.B. für nahrungsmittelknappe Zeiten anlegen.
Abb. 1. Modellhafte grafische Beschreibung der logistischen Ausgangslage zum Vorratsschutz landwirtschaftlicher Pflanzenerzeugnisse: Auf dem Boden der landwirtschaftlichen Nutzfläche wird Getreide (Ähre) und andere Nutzpflanzen, Zierpflanzen (Rose) und auch Nutzholz kultiviert. Hierfür werden neben Düngemitteln auch Pflanzenschutzmittel (PSM) eingesetzt, die unter sehr ungünstigen Randbedingungen auch den bestäubenden Bienen gefährlich werden können. Chemiker im Labor sind mit Restnachweisen der Schadstoffe sowie Entwicklung neuer Pflanzen- und Vorratsschutzmittel befasst. Im Zuge der Ernte werden die Pflanzenerzeugnisse aus der landwirtschaftlichen Nutzfläche mit Lastwagen, Zügen, Schiffen etc. in Läger und Silos verbracht. Des Weiteren erfolgt Weiterverarbeitung oder Veredelung in Fabriken. Als typische Schadtiere an den gelagerten Vorräten der Pflanzenerzeugnisse treten Käfer, Kleinschmetterlinge (vorratsschädliche Motten), Nager und Vögel auf. Auch die parasitisch an den Schadinsekten lebenden Schlupfwespen sind als Stellvertreter für die biologischen Gegenspieler der Schadorganismen angedeutet.
Demzufolge stellten sich diese wenigen Arten um und ein auf den Menschen als neuen Wirt für Nahrung, der allerdings seine mühsam gewonnenen Vorräte nicht ohne Gegenwehr den Insekten und Milben und anderen Schadtieren überlies. Immer noch gehen weltweit jährlich über 10% der gesamten Getreideernte durch Vorratsschädlinge verloren. Die Auseinandersetzung mit den Schadorganismen um die geernteten Vorräte erfolgt nunmehr nach menschlichen Zeiträumen bereits sehr lange und mit mühsam erreichtem und immer wieder in Frage stehendem Erfolg.
Als Vorratsschädlinge bezeichnen wir solche überwiegend sechsbeinigen Tiere, die sich gewöhnt haben, von unseren pflanzlichen Erzeugnissen zu fressen und sich zum Teil obligat in längerfristig gelagerten Vorräten zu entwickeln und zu vermehren (Zacher, 1927; Weidner, 1983; Weidner und Sellenschlo, 2003). Des Weiteren gehören auch einige Arten von Vögeln (z.B. Tauben, Sperlinge, Elstern) und Nagern (Ratten und Mäuse) dazu. Derart befallen können wir die verdorbenen Produkte nicht mehr zu Lebens- oder Futtermitteln weiterverarbeiten oder an unsere Haustiere verfüttern. Wir nennen diese ungebetenen Gäste „Vorratsschädlinge“.
Die Menschen nennen all die Strategien und Methoden, um den beschriebenen Problemen zu begegnen, „Vorratsschutz“ (Trappmann, 1949; Reichmuth, 1998) oder auch Integrierten Vorratsschutz (Reichmuth, 1994; Adler, 1998) und wollen – ähnlich wie die Vorratsschädlinge, die allerdings eigene und diametral gegenläufige Ziele verfolgen – während der Lagerzeit die Qualität der überwiegend pflanzlichen Erzeugnisse für ihre eigene Nutzung erhalten und nicht den Schadtieren überlassen. Ein typischer Zielkonflikt, den unsere Gegenspieler zwar nicht mit für Menschen gewohnter Perfidie, sondern mit der über Jahrmillionen erworbenen genetischen Flexibilität geduldig und überwiegend erfolgreich ausfechten.
Den Tieren kamen bei ihrer Neuorientierung auf menschliche Lagerstellen zahlreiche „Erfahrungen“ ihrer Überlebensstrategie zugute, bei der sie während der Millionen Jahre einer andauernden Auslese mit Überlebenskampf auf dem Planeten Erde vor dem Auftreten des Menschen nicht immer förderliche Lebensbedingungen vorfanden.
Es herrschten z.T. sehr widrige, trocken-heiße oder auch arktisch-kalte Klimabedingungen. Die Atmosphäre enthielt über lange Zeitläufe wenig Sauerstoff und viel mehr Kohlendioxid als heute. Verwertbare Nahrung war knapp. Die Tiere mussten sich mit Samen, abgefallenen und vertrockneten Früchten, Rinden, Wurzelteilen, abgestorbenen Artgenossen, Fischen oder Großtieren begnügen. Regionale Eiszeiten und Dürreperioden zwangen zur Aufgabe vorher günstiger und gewohnter Habitate. Weite Strecken waren zu überwinden, um neue Überlebensräume zu finden. All das wiederholte sich vielfach und führte zu genetischen Selektionsprozessen, die teilweise durch zufallsbedingte Mutationen begünstigt wurden. So stehen diese Tiere heute dem Menschen mit einem genetischen Potential gegenüber, das sie zu elastischer Reaktion auf alle seine Abwehrversuche befähigt.
Zwar gehen bei dieser Auseinandersetzung mit dem Menschen Individuen seiner Gegenspielerarten oft massenhaft verloren; diese Verluste werden aber meist zügig sogar mit zum Teil vergrößerter Fortpflanzungsrate beantwortet. Dem Individuum der Tierarten kommt hierbei eine gänzlich andere Funktion zu, als wir sie z.B. beim individualistischen Europäer gewohnt sind. Man könnte bei den Insektenarten fast von der kumulativen Intelligenz einer gesamten Art sprechen.
Was haben wir Menschen von der Frühzeit bis heute nicht alles unter Zuhilfenahme der verschiedensten Disziplinen (Tab. 2) gegen diese Nahrungskonkurrenten versucht (Zacher, 1927; Weidner, 1963). Tab. 3 und 4 geben einen Überblick über die Methoden der Prophylaxe und der Bekämpfung. Fünf Schwerpunkte der Erforschung waren und sind:
1) Wegschließen der Vorräte in Amphoren, Erdlöcher, unter Verwendung von Gefäßverschlüssen, Türen, Fenstern, Gummilippen, Verklebungen, Gaze, Luft- und Geruchsbarrieren (Khan, 1983; Wohlgemuth und Reichmuth, 1998; Adler et al., 2000a; Adler, 2004; Lehms et al., 2012). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2) Weglocken und Fangen der Tiere mit Fallen und Ködern (e.g. Reichmuth et al., 1978; Reichmuth, 1995; Plarre, 1998; Arbogast et al., 2000). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3) Einsatz abweisender und abtötender Chemikalien/Atmosphären (e.g. Peters, 1942; Khan, 1982; Stahl et al., 1985; Wudtke et al., 1993, Reichmuth et al., 1993, 1994; Leesch et al., 1994; Arthur, 1996; Reichmuth, 1996; Koruniç, 1998; Reichmuth, 2000b; Subramanyam und Roesli, 2000; Adler et al., 2000b; Adler, 2001). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4) Einsatz von abtötender Hitze, Kälte, mechanischem Schock und Stahlen (e.g. Herter, 1953; Precht et al., 1955; Watters und MacQueen, 1967; Rassmann, 1980; Wohlgemuth, 1988, 1989; Rassmann, 1995; Fields, 1992; Adler und Rassmann, 2000; Navarro und Noyes, 2002). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5) Einsatz abtötender biologischer Gegenspieler (e.g. Schöller et al., 1996, 1997; Schöller, 1998, 2006; Žd’árková, 1996; Rassmann, 1986; Böye et al., 1992; Bischoff, 1998; Reichmuth, 2000a, 2000c; Schöller und Flinn, 2000; Tab. 1). Tab. 1. Liste bedeutender Vorratsschädlinge und einiger biologischer Gegenspieler zur Bekämpfung (nach: Reichmuth, 1997; Reichmuth et al., 2007, 2008; Weidner und Sellenschlo, 2003)
|
Tab. 4. Bekämpfung von Schaderregern
Einsatz von: |
Inerten Gasen, Sauerstoffentzug |
Hochgiftigen Gasen |
Kontaktinsektiziden |
Bestrahlung, Infrarotstrahlung, UKW-Strahlen, Mikrowellen, γ-Strahlen, Licht |
Fallen mit Ködern |
Kieselgur |
Kälte |
Hitze |
Vakuum |
Druck |
Chemosterilantien |
Sterile-Männchen-Technik |
Biologischen Feinden, Prädatoren, Pathogenen, Viren |
Kollision, Schock |
Belüftung |
Schall |
Trockenheit |
Tab. 3. Vorbeugender Schutz von Vorräten
Einsatz von: |
Verpackungsstoffen |
Inerten Gasen, hermetischer Lagerung |
Repellentien, Vergrämungsstoffen |
Pheromonen (Sexuallockstoffen) |
Fallen |
Hitze, Kälte, Strahlen |
Vakuum, Druck |
Hygiene im allgemeinen (z.B. Reinhalten von Transportmitteln) |
Kontaktinsektiziden |
Kieselgur |
Lager- und Fabrikdesign |
Insektendichter Gaze |
Belüftung |
Schall |
Trockenheit |
Tab. 2. Entwicklung verschiedenster Strategien beim Vorratsschutz unter Zuhilfenahme folgender wissenschaftlicher Disziplinen
Disziplin | Vorratsschutzstrategie |
Angewandte Chemie | Einsatz natürlicher und synthetischer Stoffe bei der Früherkennung, Vergrämung und Bekämpfung |
Lagertechnologie mit speziellem Blickwinkel | Logistik von Transport und Lagern von Vorräten |
Lebens- und Futtermitteltechnologie | Vorratspflege und Herstellung und Verarbeitung von Vorräten, Bestimmung und Erhalt der Qualität der Vorräte während der Lagerung |
Politik | Zusammenarbeit mit anderen Staaten, insbesondere der Dritten Welt bei Methodenentwicklungen für Vorratspflege und Quarantäne |
Angewandte Biologie | Verhalten von Schadorganismen und Vorräten organischer Herkunft, Einsatz von mikro- und Makroorganismen zur biologischen Bekämpfung |
Angewandte Mathematik | Einsatz statistischer Methoden bei Befallskontrolle und Pflege von Vorräten |
Angewandte Physik | Veränderung physikalischer Einflussgrößen beim Schutz von Vorräten |
Rechtskunde | Schaffung und Berücksichtigung von Gesetzen und Verordnungen beim Vorratsschutz |
Betriebs- und Volkswirtschaftslehre | Überlegungen über finanzielle Auswirkungen des Vorratsschutzes, z.B. auch nach Veränderung von Ernährungsgewohnheiten |
Als griffige Kurzdefinition für den Vorratsschutz bietet sich an:
Vorratsschutz als Erforschung der pflanzlichen und tierischen Schadorganismen, die an lang lagerfähigen geernteten Vorräten für die Ernährung von Mensch und Tier auftreten: Es erfolgt eine Untersuchung der Lebensbedingungen: 1) der Schadtiere, 2) der Nützlinge als deren mögliche biologische Gegenspieler sowie der Eigenschaften und qualitätsbestimmenden Faktoren der gelagerten Pflanzenerzeugnisse. Die Forschung erstreckt sich auf die Möglichkeiten der Abwehr von Schäden an Vorräten mit Prävention (vorbeugenden Maßnahmen) oder durch Bekämpfung der schadenverursachenden Organismen nach Befall.
Im Rahmen des Vorratsschutzes soll demnach alles getan werden, was zwischen Produktion und Verbrauch dem Massen- und Qualitätserhalt geernteter Pflanzenerzeugnisse dient.
Zu den auch von Kroos und Herrera-Pérez (2008) ausführlich beschriebenen gesetzlichen Grundlagen des Vorratsschutzes zählen:
– Gesetz zum Schutz der Kulturpflanzen (Pflanzenschutzgesetz – PflSchG) mit Pflanzenschutzsachkundeverordnung |
– Zulassungsbehörde: Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) |
– Bewertungsbehörde Wirksamkeit (Benehmen): Julius Kühn-Institut (JKI) |
– Bewertungsbehörde Rückstände und Arbeitsschutz (Benehmen): Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) |
– Bewertungsbehörde Umweltschutz (Einvernehmen): Umweltbundesamt (UBA) |
Für Vorräte, die aus Pflanzenerzeugnissen mit komplizierten Arbeitsschritten gewonnen wurden (z.B. Brot, Kekse, nicht aber Mehl im Mehlsilo einer Mühle oder Bäckerei) gelten folgende Vorschriften:
– Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch |
– Biozidgesetz (Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (Zulassungsbehörde: BAuA); www.BAUA.de |
– Bewertungsbehörden BfR, UBA, BAM) |
– Infektionsschutzgesetz (zuständige Behörden BVL; UBA; Robert-Koch-Institut, RKI) |
– Lebensmittelhygieneverordnung |
Aus der Sicht der Vorratsschädlinge setzen die Attacken des Menschen gegen diese Organismen eigentlich nur Erfahrungen der Tiere aus der vormenschlichen Zeit fort, denen sie sich in der Natur auf der Erde bereits häufig, wenngleich häufig in abgewandelter Form, ausgesetzt sahen:
Die Samen waren schon immer mehr oder weniger gegen den Angriff durch die Organismen geschützt und quasi weggesperrt und verfaulten, sobald sie vorzeitig zu Boden fielen.
Vulkanausbrüche mit Veränderungen der Zusammensetzung der Atmosphäre mit Anstieg der Kohlendioxidgehalte und Abnahme der Sauerstoffgehalte traten in der Erdzeitgeschichte der vergangenen Jahrtausende immer wieder auf und wurden von vielen der Tiere und Mikroben gemeistert.
Vulkanausbrüche mit Veränderungen der Temperatur (und selbst des Lichtes) sind nicht neu für diese Arten.
Auftreten intensiver elektromagnetischer Felder nach Aktivität der Sonne gehörte zum Erfahrungsschatz und mag sogar die arterhaltende Selektion befördert haben.
Der Umgang mit biologischen Gegenspielern war Teil des täglichen Lebensrisikos der Schadtiere und hat die Arten in ihrem Überlebenskampf gestählt.
Der Umgang mit sauerstoffverdrängenden, giftigen oder auch repellierenden chemischen Stoffen, die von Pflanzen zur Abwehr abgegeben wurden und werden, stellte über Jahrmillionen einen gängigen Baustein des Selektionsprozesses bei der Überlebensstrategie der Schädlinge dar. Die vom Menschen über Jahrzehnte in großem Umfang eingesetzten synthetischen Kontaktinsektizide haben durch Selektion von Resistenz bei den Schädlingen aber auch durch die menschliche Erkenntnis der negativen Einflüsse dieser Stoffe auf Gesundheit und Umwelt stark an Einsatzhäufigkeit und Bedeutung verloren. Die Schadinsekten im deutschen Vorratsschutz müssen sich nur noch mit Kieselgur, Deltamethrin, Pirimiphos-methyl und einigen Wirkstoffen aus Pflanzen als Kontaktmittel herumplagen. Die Gase – bis hin zu den inerten Substanzen Stickstoff und Kohlendioxid – stellen immer noch ein größeres Bedrohungspotential für die Tiere dar, wenngleich auch bei diesen Stoffen Resistenzbildungsmechanismen bei den Tieren und Umweltbedenken des Menschen als einschränkende und bedeutungsvermindernde Faktoren verstärkt greifen und aus Schädlingssicht abgestumpfte Waffen des Menschen geworden sind.
So sind die Organismen, die aus der Sicht des Menschen als Schädlinge an seinen Vorräten bezeichnet werden, durch vielfältige Ausleseprozesse gegen verschiedenartigste Versuche des Menschen geeignet, angepasst und geschützt, ihm nachhaltig zumindest einen Teil seiner Vorräte streitig zu machen.
Auf die Frage: wie sind die Aussichten für Vorratsschädlinge? Könnte man demnach antworten: Blendend – wie in Jahrmillionen nachgewiesen!
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