Originalbeitrag von Zhang Zhiping, Gewächshausbau, Gartenbau, Agrartechnik, 26.08.2022, 17:20 Uhr, veröffentlicht in Peking

China hat einen Plan für eine umweltfreundliche Prävention und Bekämpfung sowie für den Verzicht auf Pestizide formuliert, und neue Technologien, die die Phototaxis von Insekten zur Bekämpfung landwirtschaftlicher Schädlinge nutzen, wurden umfassend gefördert und angewendet.

Prinzipien der spektralen Schädlingsbekämpfungstechnologie

Die Schädlingsbekämpfung mittels spektroskopischer Verfahren basiert auf den physiologischen Eigenschaften bestimmter Insektenarten. Die meisten Insekten strahlen in einem gemeinsamen Wellenlängenbereich, der sich teilweise im unsichtbaren UVA-Bereich und teilweise im sichtbaren Bereich konzentriert. Da der unsichtbare Bereich außerhalb des sichtbaren Lichts und somit außerhalb der Photosynthese liegt, hat die Untersuchung dieses Bereichs keine Auswirkungen auf die Pflanzen und deren Photosynthese. Forscher fanden heraus, dass die Blockierung dieses Bereichs zu „blinden Flecken“ für Insekten führen, ihre Aktivität verringern, Nutzpflanzen vor Schädlingen schützen und die Virusübertragung reduzieren kann. Im sichtbaren Bereich kann die Strahlung in größerer Entfernung von den Nutzpflanzen verstärkt werden, um die Flugbahn der Insekten zu stören und die Pflanzen so vor Befall zu schützen.

Häufige Schädlinge in der Anlage

Zu den häufigsten Schädlingen in Pflanzanlagen gehören Thripse, Blattläuse, Weiße Fliegen und Minierfliegen usw.

Thripsbefall

Blattlausbefall

Befall mit Weißen Fliegen

Minierfliegenbefall

Lösungen zur spektralen Bekämpfung von Schädlingen und Krankheiten in Gebäuden

Die Studie ergab, dass die oben genannten Insekten ähnliche Lebensgewohnheiten aufweisen. Ihre Aktivitäten, ihr Flugverhalten und ihre Nahrungssuche basieren auf der spektralen Navigation in bestimmten Spektralbereichen. Blattläuse und Weiße Fliegen beispielsweise besitzen Rezeptoren für ultraviolettes Licht (Wellenlänge um 360 nm) und grün-gelbes Licht (520–540 nm). Eingriffe in diese beiden Spektralbereiche beeinträchtigen die Aktivität der Insekten und reduzieren ihre Fortpflanzungsrate. Auch Thripse sind im sichtbaren Lichtbereich von 400–500 nm empfindlich.

Teilweise farbiges Licht kann Insekten zur Landung animieren und so günstige Bedingungen für deren Anlockung und Fang schaffen. Darüber hinaus kann ein hoher Grad an solarer Reflexion (über 25 % der Lichtstrahlung) die Anhaftung von Insekten an optische Eigenschaften wie Intensität, Wellenlänge und Farbkontrast erheblich beeinflussen. Einige Insektenarten besitzen zwei sichtbare Spektralbereiche, nämlich UV- und gelbgrünes Licht, andere sogar drei: UV-, blaues und gelbgrünes Licht.

sichtbare empfindliche Lichtbänder von gewöhnlichen Insekten

Darüber hinaus können Schädlinge durch ihre negative Phototaxis gestört werden. Durch die Untersuchung der Lebensgewohnheiten von Insekten lassen sich zwei Lösungsansätze zur Schädlingsbekämpfung anwenden. Zum einen kann die Gewächshausumgebung im abschirmbaren Spektralbereich so verändert werden, dass das Spektrum des aktiven Bereichs der im Gewächshaus befindlichen Insekten, beispielsweise der ultraviolette Bereich, stark reduziert wird, um eine Art „Blindheit“ der Schädlinge in diesem Bereich zu erzeugen. Zum anderen kann im nicht abschirmbaren Bereich die Reflexion oder Streuung von farbigem Licht an anderen Rezeptoren im Gewächshaus erhöht werden, wodurch die Flug- und Landeorientierung der Schädlinge gestört wird.

UV-Blockierungsmethode

Die UV-Blockierungsmethode besteht darin, der Gewächshausfolie und dem Insektennetz UV-Blocker beizumischen, um die für Insekten empfindlichen Wellenlängenbereiche des einfallenden Lichts effektiv zu blockieren. Dadurch wird die Insektenaktivität gehemmt, die Vermehrung von Schädlingen reduziert und die Übertragung von Schädlingen und Krankheiten zwischen den Kulturpflanzen im Gewächshaus verringert.

Spectrum Insektennetz

Ein Insektenschutznetz mit 50 Maschen (hohe Maschendichte) kann Schädlinge nicht allein durch die Maschenweite abhalten. Im Gegenteil: Die Maschenweite ist zwar groß und die Belüftung gut, aber die Schädlinge lassen sich dadurch nicht bekämpfen.

die Schutzwirkung von Insektennetzen mit hoher Maschenweite

Spektrale Insektenschutznetze blockieren die lichtempfindlichen Bereiche von Schädlingen durch die Zugabe von UV-abweisenden Additiven zu den Rohmaterialien. Da die Schädlingsbekämpfung nicht allein von der Maschenweite abhängt, kann auch mit einem feinmaschigeren Netz eine bessere Wirkung erzielt werden. So wird neben guter Belüftung auch eine effiziente Insektenbekämpfung gewährleistet. Der Widerspruch zwischen Belüftung und Insektenschutz in Anbauanlagen wird somit gelöst, beide funktionalen Anforderungen werden erfüllt und ein optimales Gleichgewicht erreicht..

Anhand der Reflexionswerte des Spektralbereichs unter dem 50-Maschen-Spektral-Insektenschutznetz lässt sich erkennen, dass der UV-Bereich (der lichtempfindliche Bereich der Schädlinge) stark absorbiert wird und die Reflexion unter 10 % liegt. Im Bereich der mit solchen Spektral-Insektenschutznetzen ausgestatteten Lüftungsfenster von Gewächshäusern ist die Insektensicht in diesem Spektralbereich nahezu nicht mehr wahrnehmbar.

Reflexionskarte des Spektralbandes eines spektralen Insektennetzes (50 Maschen)

Insektennetze mit unterschiedlichen Lichtspektren

Um die Schutzwirkung des spektralen Insektenschutznetzes zu überprüfen, führten die Forscher entsprechende Tests in einem Tomatenanbaugebiet durch. Dabei wurden ein herkömmliches Insektenschutznetz mit 50 Maschen, ein spektrales Insektenschutznetz mit 50 Maschen, ein herkömmliches Insektenschutznetz mit 40 Maschen und ein spektrales Insektenschutznetz mit 40 Maschen ausgewählt. Die Überlebensraten von Weißen Fliegen und Thripsen wurden anhand der unterschiedlichen Schutzwirkung und Maschenweiten verglichen. Die Anzahl der Weißen Fliegen war unter dem spektralen Insektenschutznetz mit 50 Maschen am geringsten und unter dem herkömmlichen Netz mit 40 Maschen am höchsten. Es zeigte sich deutlich, dass die Anzahl der Weißen Fliegen unter dem spektralen Insektenschutznetz bei gleicher Maschenweite signifikant geringer war als unter dem herkömmlichen Netz. Bei gleicher Maschenweite ist die Anzahl der Thripse unter dem spektralen Insektenschutznetz geringer als unter einem herkömmlichen Insektenschutznetz. Selbst unter dem 40-Maschen-Netz ist die Anzahl der Thripse geringer als unter dem 50-Maschen-Netz. Insgesamt bietet das spektrale Insektenschutznetz einen besseren Insektenschutz als herkömmliche Netze mit hoher Maschenweite und gewährleistet gleichzeitig eine bessere Belüftung.

die Schutzwirkung von Insektenschutznetzen mit unterschiedlichen Maschenweiten und herkömmlichen Insektenschutznetzen

Gleichzeitig führten die Forscher ein weiteres Experiment durch, bei dem sie die Anzahl der Thripse in einem Gewächshaus für den Tomatenanbau verglichen. Dabei verwendeten sie herkömmliche Insektenschutznetze mit 50 Maschen, spektrale Insektenschutznetze mit 50 Maschen und herkömmliche Insektenschutznetze mit 68 Maschen. Wie Abbildung 10 zeigt, ist die Schutzwirkung des herkömmlichen Insektenschutznetzes mit 68 Maschen aufgrund seiner höheren Maschenweite deutlich höher als die des herkömmlichen Netzes mit 50 Maschen. Das spektrale Insektenschutznetz mit 50 Maschen und niedriger Maschenweite weist jedoch weniger Thripse auf als das herkömmliche Insektenschutznetz mit 68 Maschen.

Vergleich der Anzahl von Thripsen unter verschiedenen Insektennetzen

Darüber hinaus stellten die Forscher bei der Prüfung eines herkömmlichen Insektenschutznetzes mit 50 Maschen und eines spektralen Insektenschutznetzes mit 40 Maschen, die sich in Leistung und Maschenweite unterschieden, fest, dass die Anzahl der Thripse pro Klebefalle im Lauchanbaugebiet selbst bei geringerer Maschenweite eine bessere Insektenschutzwirkung aufwies als die herkömmlichen Insektenschutznetze mit höherer Maschenweite.

Vergleich der Thripsanzahl unter verschiedenen Insektenschutznetzen in der Produktion

der tatsächliche Vergleich der insektenabweisenden Wirkung desselben Netzes mit unterschiedlichen Eigenschaften

 Spektraler Insektenschutzfilm

Herkömmliche Gewächshausfolien absorbieren einen Teil der UV-Strahlung, was maßgeblich zu ihrer beschleunigten Alterung beiträgt. Durch ein spezielles Verfahren werden der Folie Zusätze beigemischt, die den UVA-empfindlichen Bereich für Insekten blockieren. So entsteht eine insektenabweisende Folie, deren normale Lebensdauer dadurch nicht beeinträchtigt wird.

Auswirkungen von UV-Schutzfolie und herkömmlicher Folie auf Populationen von Weißen Fliegen, Thripsen und Blattläusen

Mit zunehmender Pflanzzeit zeigt sich, dass die Anzahl der Schädlinge unter herkömmlicher Folie deutlich höher ist als unter UV-Schutzfolie. Es ist wichtig zu beachten, dass die Verwendung dieser Folie von den Anbauern im Gewächshaus besondere Aufmerksamkeit auf die Ein- und Ausgänge sowie die Belüftungsöffnungen erfordert, da sonst die Wirkung der Folie beeinträchtigt wird. Dank der effektiven Schädlingsbekämpfung durch die UV-Schutzfolie reduziert sich der Pestizideinsatz. Beim Anbau von Eustoma in der Anlage ist mit UV-Schutzfolie sowohl die Anzahl der Minierfliegen, Thripse und Weißen Fliegen als auch der Pestizidverbrauch geringer als mit herkömmlicher Folie.

Vergleich der Wirkung von UV-Schutzfolie und normaler Folie

Vergleich des Pestizideinsatzes im Gewächshaus unter Verwendung von UV-Blockierfolie und normaler Folie

Lichtfarbeninterferenz-/Einfangmethode

Farbtropismus bezeichnet die Fähigkeit von Insekten, bestimmte Farben zu meiden. Indem man die Empfindlichkeit von Schädlingen gegenüber bestimmten Farben des sichtbaren Lichtspektrums nutzt, kann man ihre Zielrichtung beeinflussen und so den Schädlingsbefall von Nutzpflanzen verringern und den Einsatz von Pestiziden reduzieren.

Filmreflexionsinterferenz

Bei der Herstellung der Folie zeigt die gelbe Seite nach oben. Schädlinge wie Blattläuse und Weiße Fliegen landen aufgrund der Phototaxis in großer Zahl auf der Folie. Gleichzeitig ist die Oberflächentemperatur der Folie im Sommer extrem hoch, wodurch viele der anhaftenden Schädlinge abgetötet werden. Dies reduziert den Schaden, den diese Schädlinge an den Pflanzen verursachen. Silbergraue Folie nutzt den negativen Tropismus von Blattläusen, Thripsen usw., um Licht zu absorbieren. Das Abdecken von Gurken- und Erdbeergewächshäusern mit silbergrauer Folie kann den Befall durch diese Schädlinge wirksam verringern.

Verwendung verschiedener Filmarten

Praktische Auswirkungen von gelbbrauner Folie in einer Tomatenproduktionsanlage

Die Reflexionsinterferenz von farbigen Sonnenschutznetzen

Durch das Anbringen von Sonnenschutznetzen in verschiedenen Farben über dem Gewächshaus lässt sich der Schaden an den Nutzpflanzen verringern, indem die unterschiedliche Lichtfarbe der Schädlinge genutzt wird. Die Anzahl der Weißen Fliegen im gelben Netz war deutlich höher als im roten, blauen und schwarzen Netz. Im mit dem gelben Netz abgedeckten Gewächshaus war die Anzahl der Weißen Fliegen signifikant geringer als im schwarzen und weißen Netz.

Analyse der Schädlingsbekämpfungssituation durch Sonnenschutznetze unterschiedlicher Farben

Reflexionsinterferenz eines reflektierenden Sonnenschutznetzes aus Aluminiumfolie

Das reflektierende Aluminiumfoliennetz wurde an der Seitenwand des Gewächshauses angebracht, wodurch die Anzahl der Weißen Fliegen deutlich reduziert wurde. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Insektenschutznetz sank die Anzahl der Thripse von 17,1 Tieren/m².²bis zu 4,0 Köpfe/m².

die Verwendung von reflektierendem Aluminiumfoliennetz

Klebetafel

In der Produktion werden gelbe Bretter eingesetzt, um Blattläuse und Weiße Fliegen zu fangen und zu töten. Thripse reagieren zudem empfindlich auf Blau und zeigen eine starke Blautaxis. Daher können blaue Bretter in der Produktion verwendet werden, um Thripse und andere Insektenarten zu fangen und zu töten. Dabei sind Bänder mit Zielscheibenmuster oder anderen Mustern besonders attraktiv, um Insekten anzulocken..

Klebeband mit Zielscheibe oder Muster

Zitatinformationen

Zhang Zhiping. Anwendung der spektralen Schädlingsbekämpfungstechnologie in Anlagen [J]. Agrartechnik, 42(19): 17-22.