Jehle, Johannes A.; Undorf-Spahn, Karin; Fritsch, Eva; Zebitz, Klaus P.W.; Kienzle, Jutta; Zimmer, Jürgen; Benduhn, Bastian and Brockamp, Leona (2014) Entwicklung einer Strategie zum Virulenzmanagement beim Apfelwickler-Granulovirus und zur Regulierung des Apfelwicklers im Ökologischen Obstbau. [Development of a strategy for managing the virulence of Cydia pomonella granulovirus (CpGV) to control the codling moth in organic apple production.] Julius Kühn-Institut (JKI), Institut für biologischen Pflanzenschutz, D-Darmstadt; Universität Hohenheim, Institut für Phytomedizin, D-Stuttgart; Öko-Obstbau Norddeutschland Versuchs- und Beratungsring e.V., D-Jork; DLR Rheinpfalz, D-Rheinbach .
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Summary
Das Apfelwicklergranulovirus (Cydia pomonella Granulovirus, CpGV) ist ein effizientes biologisches Bekämpfungsmittel des Apfelwicklers (AW) mit großer Bedeutung im ökologischen und integrierten Kernobstbau. Im Jahr 2005 wurde erstmals in einzelnen Apfelanlagen in Deutschland eine Resistenz des Apfelwicklers gegenüber kommerziellen CpGV-Präparaten mit dem Isolat CpGV-M beobachtet. In der Folge wurde eine Strategie zur Regulierung des Apfelwicklers entwickelt, die einerseits auf frühes Monitoring auftretender Resistenzen, einen optimalen Einsatz und neue Isolate von CpGV, andererseits aber auf einer möglichst breiten Maßnahmendiversifizierung der Gesamtstrategie basieren sollte.
Im Rahmen des Resistenzmanagements des Apfelwicklergranulovirus konnten die von der Firma Andermatt Biocontrol AG (Schweiz) neu selektierten CpGV-Isolate in der Mehrzahl der AW-Anlagen mit Resistenz gegenüber CpGV-M erfolgreich eingesetzt werden. Zur Bestimmung der Wirksamkeit der applizierten Isolate wurde ein Monitoring mittels Resistenzschnelltests vorgenommen. In der bereits 2006 identifizierten Problemanlage NRW-WE konnte trotz Anwendung resistenzbrechender Isolate (Madex Max, CpGV-I12) im Sommer 2008 keine ausreichende Befallsreduzierung erzielt werden. Die Erprobung des neu selektierten Isolates CpGV-V15 (Versuchspräparat ABC-V15) erwies sich über die gesamte Projektlaufzeit im betroffenen Betrieb als erfolgreich. In Laboruntersuchungen wurde die Wirkung resistenzbrechender CpGV-Isolate (CpGV-S, -V15 und -E2) gegenüber den seit 2009 im Labor gezüchteten, hoch resistenten Stämmen NRW-WE und SA-GO mittels Biotests überprüft. Hierbei zeigten nur die Isolate CpGV-V15 und -E2 eine deutlich resistenzbrechende Wirkung. Durch die Weiterführung des Resistenzmonitorings wurden zwischen 2010 und 2014 weitere vier AW-Populationen identifiziert, in denen der Einsatz von Madex Max nur eine unzureichende Wirkung hatte. Auch in diesen Anlagen erwies sich das neue Versuchspräparat CpGV-V15 als erfolgreich. Mit dem neuen Versuchspräparat ABC-V15 steht somit ein wirksames Präparat für eine effektive Bekämpfung resistenter AW Populationen in der Praxis zur Verfügung, bei denen andere CpGV-Präparate nur unzureichend wirken.
Untersuchungen zum Vererbungsmodus bei dem hoch resistenten Stamm NRW-WE anhand von Kreuzungsexperimenten mit Tieren eines sensiblen AW-Stammes (CpS) zeigten, dass die Resistenz autosomal auf die Nachkommen übertragen werden kann. Dieses Ergebnis wurde erzielt unter Verwendung einer homogen resistenten Linie des Stammes NRW-WE, die anhand von Massenkreuzungen und einer kontinuierlichen Weiterzucht der Nachkommen unter Virusdruck über fünf Generationen selektiert worden war. Neben der bereits in früheren Untersuchungen beschriebenen geschlechtsgebundenen Vererbung der Resistenz bei einem aus Einzelpaarkreuzungen resultierenden Laborstamm (CpRR1), kommt somit ein weiterer Vererbungsmodus in Betracht, der im Freiland zu einer schnellen Ausbreitung der Resistenzeigenschaften innerhalb der AW-Populationen führen kann. Begleitend zum Viruseinsatz ist daher ein kontinuierliches Resistenzmonitoring erforderlich, um die Entwicklung von Resistenzen frühzeitig zu erkennen und geeignete Gegenmaßnahmen einleiten zu können.
In Apfelanlagen als auch bei Resistenzschnelltests im Labor wurde oftmals beobachtet, dass die Wirkung des CpGV gegenüber der zweiten Generation (F2) des Apfelwicklers, vor allem was den Fruchtschaden betrifft, geringerer war. Als Ursache hierfür werden physiologische Unterschiede zwischen den Tieren der beiden Generationen vermutet, die mit der Induktion der Diapause einhergehen können. Untersuchungen mit Tieren der F1- und F2- Generation empfindlicher AW-Populationen, die in verschiedenen unbehandelten Anlagen gesammelt wurden, zeigten keinen signifikanten Unterschied in der Empfindlichkeit beider Generationen gegenüber CpGV-M. Zusätzlich wurden in Laboruntersuchungen unter standardisierten Bedingungen Tiere eines resistenten Laborstammes (NRW-WE) künstlich in Diapause gebracht und nach der Ruhephase die Empfindlichkeit der Nachkommen (F1 und F2) im Biotest bestimmt. Auch bei diesem resistenten AW-Laborstamm konnten keine signifikanten Unterschiede in der Empfindlichkeit zwischen Tieren der ersten und zweiten Generation festgestellt werden, sowohl gegenüber CpGV-M und -S als auch gegenüber dem resistenzbrechenden Isolat CpGV-V15. Das Diapausestadium, das bei der Elterngeneration induziert worden war, hatte somit keinen Einfluss auf die Anfälligkeit der beiden Folgegenerationen. Unter den gegebenen Versuchsbedingungen lieferten die Untersuchungen kein hinreichendes Ergebnis für eine verminderte Anfälligkeit der zweiten Generation des Apfelwicklers gegenüber dem CpGV.
Um die Anzahl der Überfahrten möglichst gering zu halten und Viruspräparate möglichst effizient einzusetzen, ist es für die Praxis sehr wichtig, kommerzielle Präparate zur Mehltau- und Schorfbekämpfung in Tankmischungen mit CpGV zu kombinieren. Im Hinblick auf den pH-Wert dieser Spritzbrühen kann es zu einer Inaktivierung der Viren kommen. Untersuchungen zur Mischbarkeit solcher Präparate mit CpGV haben gezeigt, dass in Kombination mit Präparaten, die in wässriger Lösung stark basisch reagieren (Omniprotect (pH 11,5) und Ventex (pH 11,5)), die Aktivität des CpGV nach einer vierstündigen Einwirkzeit deutlich herabgesetzt wurde. Untersuchungen mit einer verlängerten Expositionszeit von 12 Stunden, bei denen Fungizide Cuprozin 2720 WP (pH 7) und Cuprozin Progress (pH 7) und Pflanzenstärkungsmittel Ulmasud B (pH 3,3), Myco-Sin (pH 3,5), Molke (pH 4,5) und VitiSan (pH 8,5) sowie eingesetzt wurden, führten zu keinen signifikanten Aktivitätsverlusten des CpGV in den Mischungen.
Um Empfehlungen für einen möglichst effizienten Einsatz geben zu können, wurde in verschiedenen Regionen auch der Nutzen des Einsatzes von neuen CpGV-Isolaten gegen die zweite Generation des Apfelwicklers in verschiedenen Anlagen mit nachgewiesener CpGV-M-Resistenz genau untersucht. In allen Versuchen zeigten die CpGV-Behandlungen zwar Effekte auf die Folgepopulation aber nur relativ geringe auf den Fruchtschaden. Die Empfehlung lautet daher, dass dann auf weitere Behandlungen verzichtet werden kann, wenn nicht mehr zu erwarten ist, dass die Larven vor der Ernte noch das letzte Larvenstadium erreichen. Werden die befallenen Früchte sauber abgeerntet, tragen die darin enthaltenen Larven nicht mehr zum Aufbau der Population für das Folgejahr bei.
Als Baustein zur Reduktion des Fruchtschadens in der zweiten Generation wurde der Einsatz von Trichogramma-Schlupfwespen untersucht. Aufbauend auf die Ergebnisse aus einem Projekt im Rahmen des Innovationsprogramms (FKZ 2814202106), in dem eine neue Art (Trichogramma evanescens) für den Einsatz in Obstanlagen getestet und ein Spritzverfahren zur Ausbringung entwickelt wurde, wurde das Potential dieses Verfahrens als Baustein für eine Maßnahmendiversifizierung untersucht. Im Vergleich der Praxistauglichkeit der Ausbringung durch Spritzung oder dem Aushängen von Tricho-Karten an jedem 8. Baum erbrachten beide Verfahren ähnliche Ergebnisse. Da der Befallsdruck des Apfelwicklers insgesamt stark zurückgegangen ist, stiess das Verfahren in der Praxis vor allem für eine Herdbekämpfung auf Interesse. Da sich dafür die Ausbringung mit Karten besser eignet, lag der Schwerpunkt der Arbeiten in 2013 auf diesem Verfahren.
Versuche zur Verteilung der Trichogrammen in der Baumreihe zeigten auch bei Kartenausbringung eine relativ gleichmässige Parasitierung. In diesen Versuchen mit künstlichem Befall (Ausbringung von Apfelwicklereiern als Köder in verschiedenen Zeitabständen nach der Ausbringung) konnten jedoch auch die Schwierigkeiten des Verfahrens gezeigt werden: Auch wenn Trichogramma-Puppen unterschiedlichen Alters ausgebracht werden, sinkt die Parasitierung nach den ersten Tagen schnell ab, so dass die „Wirkungsdauer“ mit Wirkungsgraden um 50 % nur etwa eine knappe Woche beträgt und danach stark abfällt. Damit erklärt sich auch die mangelnde Wirkungssicherheit in den Freilandversuchen. In 2013 wurden erste interessante Ansätze zur Verlängerung der Wirkungsdauer untersucht. Diese müssen von der Firma weiter entwickelt und zu einer Praxisreife gebracht werden bevor das Verfahren in der Praxis als Baustein empfohlen werden kann.
Als weiterer Baustein für die Maßnahmendiversifizierung wurde das Potential von NeemAzal-T/S zur Reduktion des Risikos einer Resistenzbildung bei CpGV untersucht. In Fällen, wenn hohe Populationen wieder auf ein regulierbares Niveau zurückgeführt werden müssen, wäre die Kombination mit einem weiteren Präparat bei der Regulierung der ersten Generation in dieser Hinsicht sinnvoll. Da Spinosad aufgrund der Bienengefährlichkeit und der Nebenwirkungen auf systemrelevante Nützlinge (Blutlauszehrwespe, Ohrwurm) als Baustein ausscheidet, wurde getestet, inwiefern NeemAzal-T/S, bei dem Effekte auf die Larvenentwicklung beobachtet werden konnten, für einen solchen Einsatz geeignet ist. Sowohl im Freiland als auch in Versuchen mit künstlichem Befall kam es zu schlecht interpretierbaren aber immer stark schwankenden Ergebnissen. Das Potential dieses Bausteins ist daher für eine Empfehlung zur Integration in die Strategie zu gering und zu unsicher.
Zur Reduktion eines hohen Befalls hat sich in der Praxis das Auspflücken der befallenen Früchte dagegen gut etabliert. In den letzten Jahren waren nur sehr wenige Anlagen noch von hohem Befall betroffen. Dieser konnte durch eine Kombination von Auspflücken, Einsatz neuer CpGV-Isolate und in einigen Fällen auch Einsatz von entomopathogenen Nematoden gut soweit abgesenkt werden, dass die Verwirrungsmethode wieder ihre volle Wirkung entfalten konnte.
Summary translation
The codling moth granulovirus (Cydia pomonella granulovirus, CpGV) is a highly efficient agent for the biological control of the codling moth (CM) and is of great importance for both organic and integrated pome fruit production. In 2005, first cases of CM resistance were observed. In the context of the management of resistance to CpGV-M of the codling moth (CM) further new resistance overcoming CpGV isolates have been selected (Fa. Andermatt Biocontrol AG, Schweiz) and were successfully applied in the majority of organic orchards with severe problems in CM control in different geographic regions of Germany. Additionally, the efficacy of these isolates was estimated in rapid bioassay tests with larvae extracted from infested apples collected in the treated orchards. In distinct orchards even the application of new resistance overcoming CpGV isolates showed a reduced efficacy in CM control. In addition to a highly resistant population (NRW-WE), previously identified in 2006, further four orchards with resistance towards the new isolate Madex Max were observed between 2010 and 2012. However, the application of another newly selected isolate (CpGV-V15, test product ABC-V15) was effective to overcome the resistance of these CM populations. Furthermore, the high efficacy of resistance overcoming isolates (CpGV-V15 and -E2) was confirmed in bioassays with resistant CM colonies (NRW-WE and SA-GO) established in the laboratory since 2009 from field collected larvae. The CpGV test product ABC-V15 is highly effective for organic apple plantations with resistance to CpGV-M and Madex Max.
To elucidate the mode of inheritance of the resistance mass crossing experiments of the highly resistant CM strain NRW-WE with a sensitive CM strain (CpS) were conducted. Because the resistant strain was not homogeneous for the CpGV resistance trait, individuals were first subjected to a selection process under virus pressure for five generations. The results obtained from reciprocal crosses between the resulting homogeneous resistant strain and the susceptible CpS indicated a dominant and autosomal inheritance of resistance. This mode of resistance inheritance differs from results previously obtained for the resistant strain CpRR1, which was incomplete linked to the sex chromosome Z. The mechanism of resistance of codling moth seemed to be more complex and in future the use of CpGV has to be monitored subsequently to avoid the spread of resistance.
It is a general field observation that the second CM generation (F2) seemed to be less susceptible for CpGV-M than the first generation (F1). It was assumed, that both generations are probably different in their physiological state due to the induction of diapause. CM larvae of F1 and F2 collected in the field in five untreated apple orchards and assayed in the laboratory showed no significant differences in the susceptibility to CpGV-M. Further studies on a resistant laboratory colony (NRW-WE) where the diapause was induced by short day treatment confirmed the previously obtained result. The stage of diapauses showed no effect on the susceptibility of the following generations (F1 and F2) of the resistant laboratory strain to the isolates CpGV-M, -S and -V15.
In practice, CpGV products are often applied in combination with fungicidal or plant strengthening agents. The high pH value of solutions of some of these agents may affect the activity of the CpGV. Therefore, the miscibility of CpGV with fungicidal or plant strengthening agents available on the market was tested under standardized laboratory conditions by exposure of CpGV for 4 and 12 hours respectively. The following bioassays with CM larvae showed that the infectivity of CpGV was significantly reduced in combination with the products Omniprotect (pH 11.5) and Ventex (pH 11.5) under strong alcaline conditions. The activity of CpGV was not negatively affected in solutions of products with higher hydrogen ion concentrations ranging from pH 3.3 to 8.5 (Ulmasud B (pH 3.3), Myco-Sin (3.5), whey (pH 4.5), Cuprozin 2720 WP (pH 7), Cuprozin Progress (pH 7) and VitiSan (pH 8.5)) after 12 hours.
To improve the performance of the strategy of application of CpGV-isolates in different regions the efficiency of the new isolates against the second generation of codling moth was tested in different orchards where populations were identified as resistant. In all trials the reduction of the fruit damage was relatively low whether the effect on the reduction of the CM population for the next generation (diapausing larvae) proved to be considerable. In consequence, it was recommended to practicioners that it was possible to reduce il number of treatment at the end of the season when it has not to be expected that the larvae can finish their development until the stage of diapausing larva before harvest. However, this strategy requires that infested fruits are accurately collected at harvest time in order to avoid that the larvae can finish their development in the orchard.
Trichogramma-wasps could be an interesting potential component for the reduction of fruit damage by the second generation of codling moth and the diversification of measures. Trials were based on a previous study in the frame of a project in the innovation programme (xx). In this project, a new species of Trichogramma (T. evanescens) was tested for the release in orchards and a method for spray application was developed. When the feasibility in practice of the release of T. evanescens by spray application or with Tricho-cards applied each eight tree was tested both methods gave similar results. Since the infestation pressure of codling moth was reduced very much in the last year growers interest for this component of the strategy focused mainly on the control of fruit damage in small hot spots with higher infestation. Since for this purpose the application with Tricho-cards is more suitable than a spray application, the studies in 2013 focussed on Tricho-cards. Trials to investigate the dispersion of the Trichogramma in the tree row showed a rather uniform distribution of parasitation. In these trials with artificial infestation (exposition of codling moth eggs in regular distances as bait) also the difficulties of the Trichogramma-release could be shown clearly: Even when different development stages of pupae of Trichogramma were released, the parasitation rate of the codling moth eggs decreases rapidly several days after the release so that the duration of the efficiency about 50 % lasts only a week. This explains also the lack of a reliable effect in the field trials. In 2013 first approaches for technical solution to extend the duration of the efficacy were tested. The company must develop these until they are really applicable in practice before this method can be recommended to fruit growers as part of the strategy.
With the background to have as many methods available as possible the potential of NeemAzal-T/S as part of the strategy to reduce the risk of the upcoming of resistance in CpGV was investigated. In the case when high infestation levels of codling moth have to be reduced to an acceptable level it would be useful to combine the CpGV treatment with another product in the first generation. Since Spinosad due to its toxicity to bees and system relevant beneficial arthropods (Aphelinus mali, earwigs) was excluded for this purpose, NeemAzal-T/S, which in preliminary trials sometimes showed effects on late larval development, was tested for this purpose. Both in trials with natural and with artificial infestation the results were difficult to interprete and always oscillating very much. It was concluded that the potential of this method was too low and too uncertain to be recommended to practice as part of the strategy.
For the reduction of a high infestation in the last years the collection of the infested fruits has established in practice. In the last years only very few orchards had higher infestations of codling moth. This infestation could be successfully reduced with a combination of the new CpGV-Isolates, the collection of the infested fruits and sometimes also the application of entomopathogenic nematodes to the level of effectivity of mating disruption.
| EPrint Type: | Report |
|---|---|
| Keywords: | BÖLN, BOELN, BÖL, BOEL, FKZ 09OE097, FKZ 09OE098, FKZ 09OE099, FKZ 09OE100, Cydia pomonella, Apfelwickler, Ökologischer Obstbau |
| Subjects: | Crop husbandry > Production systems > Fruit and berries Crop husbandry > Crop health, quality, protection |
| Research affiliation: | Germany > Federal States > Rheinland-Pfalz > DLR Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Plants > Pflanzenschutz Germany > Federal Research Centre for Cultivated Plants - JKI > Institute for Biological Control Germany > Öko-Obstbau Norddeutschland - Versuchs- und Beratungsring Germany > University of Hohenheim > Institute for Phytomedicine |
| Related Links: | http://www.bundesprogramm.de, http://orgprints.org/cgi/search/advanced?addtitle%2Ftitle=&keywords=09OE097&projects=BOEL&_order=bypublication&_action_search=Suchen, http://orgprints.org/cgi/saved_search?savedsearchid=1301 |
| Deposited By: | Fritsch, Dr Eva |
| ID Code: | 32127 |
| Deposited On: | 13 Oct 2017 09:13 |
| Last Modified: | 18 Apr 2018 07:35 |
| Document Language: | German/Deutsch |
| Status: | Unpublished |
| Refereed: | Not peer-reviewed |
| Additional Publishing Information: | Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft. Koordination des Gesamtvorhabens und Projektleitung des Teilprojektes FKZ 09OE097: Prof. Dr. J. Jehle, Julius Kühn-Institut (JKI), Institut für biologischen Pflanzenschutz Projektleitung des Teilprojektes FKZ 09OE098: Prof. C.P.W. Zebitz, Universität Hohenheim,Institut für Phytomedizin Projektleitung des Teilprojektes FKZ 09OE099: B. Benduhn,Öko-Obstbau Norddeutschland Versuchs- und Beratungsring e.V Projektleitung des Teilprojektes FKZ 09OE100: J. Zimmer, DLR Rheinland-Pfalz, Kompetenzzentrum Gartenbau Bei dem hier eingestellten Schlussbericht handelt es sich um einen Gesamtschlussbericht, an dem die Teilprojekte FKZ 09OE097-100 beteiligt waren. |
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