Bischoff, Reinhard: Untersuchungen zur Wirksamkeit insektenpathogener Pilze gegen die vorratsschädlichen Motten Ephestia kuehniella und Plodia interpunctella (Lepidoptera : Pyralidae)
Untersuchungen zur Wirksamkeit insektenpathogener Pilze gegen die vorratsschädlichen Motten
Ephestia kuehniella und Plodia interpunctella
(Lepidoptera : Pyralidae)
Dissertation

zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum agriculturarum (Dr. rer. agr.)

eingereicht an der Landwirtschaftlich - Gärtnerischen Fakultät der Humboldt - Universität zu Berlin

von Diplom-Agraringenieur Reinhard Bischoff ,
geboren am 11.09.1966 in Cottbus

Präsident der Humboldt - Universität zu Berlin Prof. Dr. Dr. h.c. Hans Meyer

Dekan der Landwirtschaftlich - Gärtnerischen Fakultät Prof. Dr. Dr. h.c. Ernst Lindemann

Gutachter:
Prof. Dr. Dr. h.c. Helmut Bochow
Prof. Dr. Christoph Reichmuth

Tag der mündlichen Prüfung: 05.Juni 1998

Schlagwörter:
insektenpathogene Pilze, Plodia interpunctella, Ephestia kuehniella, Virulenz

Keywords:
entomopathogenic fungi, Plodia interpunctella, Ephestia kuehniella, virulence

Abstrakt

In der vorliegenden Arbeit wurden anhand von Labor- und praxisnahen Flugversuchen die Möglichkeiten der biologischen Bekämpfung der Dörrobstmotte, Plodia interpunctella HÜBNER, und der Mehlmotte, Ephestia kuehniella (ZELLER), mit entomopathogenen Pilzen der Ordnung Hyphomycetales untersucht. Getestet wurden Pilzstämme von Metarhizium anisopliae, Beauveria bassiana, Paecilomyces farinosus und Paecilomyces fumosoroseus.

Hauptgegenstand der experimentellen Arbeit war die Untersuchung verschiedener Einflußfaktoren auf die Wirksamkeit der Pilze unter Lagerbedingungen unter besonderer Berücksichtigung des Auftretens von Wechselwirkungen zwischen Erreger, Wirtsinsekt und Umwelt.

Die Stammeigenschaften der getesteten Pilze wurden neben den herrschenden Umweltbedingungen als ein Hauptfaktor identifiziert, der die Wirksamkeit des Einsatzes entomopathogener Pilze gegen vorratsschädliche Motten entscheidend beeinflußt. Darüber hinaus sind der Ernährungszustand der Pilze, die Anfälligkeit der Wirtsinsekten sowie die Inokulumdichte verantwortlich für das Zustandekommen bedeutsamer Bekämpfungseffekte.

Für eine praktische Nutzung wurden als mögliche Anwendungstechnologien die Kontamination von Verpackungen, die Behandlung von Fraß- bzw. Brutsubstrat unter Ausnutzung deren Lockwirkung sowie die Verwendung pheromonbeköderter Kontaminationsherde untersucht.

Herausgestellt werden konnte, daß für nachhaltige kurative Bekämpfungserfolge die Dichte von P. interpunctella im Lager gering sein muß. Die Verwendung von pheromonbeköderten Kontaminatinsherden führte bei über 50% der Weibchen und etwa 80% der Männchen von P. interpunctella zur Inokulation und kann somit die Effizienz entomopathogener Pilze im Vorratsschutz erhöhen.

Abstract

Strains of the entomopathogenic fungi Metarhizium anisopliae, Beauveria bassiana, Paecilomyces farinosus and Paecilomyces fumosoroseus were tested against the stored product infesting moths Plodia interpunctella HÜBNER, and Ephestia kuehniella (ZELLER).

The potential of the strains was assessed by conducting experiments investigating the different factors influencing their effectiveness under stored conditions.

The quality of virulence and the environmental conditions are the mean factors for a successful use of entomopathogenic fungi. Furthermore, the nutritional state of the fungi, the susceptibility of the moths and the density of inoculum influence the effect of a fungi treatment.

The contamination of packing, the treatment of food and the use of contaminated TDA pheromone places was assessed for a practical method.

The control of P. interpunctella is successful with slow population density of moths. The inoculation of Plodia interpunctella males and females showed that the combined action of pheromone and fungi spores could serve as potential method in the biological control of stored product infesting moths.


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Inhaltsverzeichnis

TitelseiteUntersuchungen zur Wirksamkeit insektenpathogener Pilze gegen die vorratsschädlichen Motten Ephestia kuehniella und Plodia interpunctella (Lepidoptera : Pyralidae)
Widmung
Abkürzungsverzeichnis Verzeichnis der Abkürzungen
1 Einleitung
2 Literaturübersicht
3 Aufgabenstellung
4 Material und Methoden
4.1.Anzucht der Wirtstiere
4.2.Untersuchungen zur Pathogenität geeigneter Pilzstämme
4.3.Untersuchungen zur Virulenz entomopathogener Pilzstämme
4.4.Einfluß der Inokulumdichte auf die Wirksamkeit der Pilze
4.5.Untersuchungen zur Wirksamkeit entomopathogener Pilze auf Eier sowie Larvenstadien von P. interpunctella
4.6.Einfluß der Sporenformulierung auf die Wirksamkeit der Pilze
4.7.Einsatzerprobungen von B. bassiana 56, M. anisopliae 110 und P. fumo soroseus 10 gegen P. interpunctella
4.7.1.Untersuchungen zur Wirkung der Pilze auf die Fekundität, Eier und schlüpfende Eilarven sowie auf die Schlupfrate, Lebensdauer und Fekundität der Imagines von P. interpunctella nach Applikation auf die Brutsubstratoberfläche
4.7.2.Untersuchungen zur Wirkung einer Konidienanwendung nach Beimischung zum Brutsubstrat einschließlich einer Ausnutzung der Lockwirkung geeigneten Substrates
4.7.3.Untersuchungen zur Wirkung einer Konidienanwendung nach Oberflächenbehandlung von Verpackungsmaterial
4.7.4.Untersuchungen zur Übertragung der Konidien von M. anisopliae 110 unter Ausnutzung der Lockwirkung von Sexualpheromonen der Dörrobstmotte
5 Ergebnisse
5.1.Zur Pathogenität geeigneter Pilzstämme
5.2.Zur Virulenz entomopathogener Pilzstämme
5.2.1.Virulenz in Abhängigkeit von Pilzstamm und Wirtsart
5.2.2.Virulenz in Abhängigkeit von ökologischen Infektionsbedingungen
5.2.2.1.Einfluß der Temperatur
5.2.2.2.Einfluß der relativen Luftfeuchtigkeit
5.2.3.Virulenz in Abhängigkeit vom Ernährungszustand des Pilzes
5.3.Einfluß der Inokulumdichte auf die Wirksamkeit der Pilze
5.4.Wirksamkeit entomopathogener Pilze auf die Eier von P. interpunctella
5.5.Altersbedingte Sensitivität der Larvenstadien von P. interpunctella gegenüber virulenten Pilzstämmen
5.6.Einfluß der Sporenformulierung auf die Wirksamkeit der Pilze
5.6.1.Einfluß auf die Infektiosität der Pilze
5.6.2.Einfluß auf die Lagerfähigkeit und Persistenz der Konidien von B. bassiana 56 und M. anisopliae 110
5.7.Einsatzerprobungen von B. bassiana 56, M. anisopliae 110 und P. fumosoroseus 10 gegen P. interpunctella
5.7.1.Wirkung der Pilze auf die Fekundität, Eier und schlüpfende Eilarven von P. interpunctella
5.7.2.Wirkung der Pilze auf die Schlupfrate, Lebensdauer und Fekundität der Imagines von P. interpunctella nach Kontamination der Brutsubstratoberfläche
5.7.3.Wirkung der Pilze nach Beimischung zum Brutsubstrat
5.7.4.Wirksamkeit einer Pilzbehandlung unter Ausnutzung der Lockwirkung eines geeigneten Brutsubstrates
5.7.5.Wirkung einer Konidienanwendung nach Oberflächenbehandlung von Verpackungsmaterial
5.7.6.Übertragung der Konidien von M. anisopliae 110 unter Ausnutzung der Lockwirkung von Sexualpheromonen der Dörrobstmotte
6 Diskussion
6.1.Beziehungen zwischen Wirt, Erreger und Umwelt
6.2.6.2 Einsatzerprobungen entomopathogener Pilze
7 Schlußfolgerungen
8 Zusammenfassung
Bibliographie A Literaturverzeichnis
Anhang A Anhang
Selbständigkeitserklärung
Danksagung

Tabellenverzeichnis

Tab. 1: Entwicklung von P. interpunctella an verschiedenen Rohstoffen (nach HOPPE 1981)
Tabelle 2: Ursprung der im Verlauf der Untersuchungen verwendeten Pilzstämme
Tabelle 3: Charakterisierung der in den Untersuchungen getesteten Nährböden
Tab. 4: Vergleich entomopathogener Pilzstämme hinsichtlich der von ihnen verursachten Mortalitätsraten bei Imagines von E. kuehniella und P. interpunctella (Chi2-Test / 2 x 2 Kontingenztafelanalyse für alpha = 0,05)
Tab. 5 : Einfluß der Nährbodenzusammensetzung auf die Sporulation entomopathogener Pilze (21 Tage Inkubation, 8 Wiederholungen)
Tab. 6 : Einfluß der Nährbodenzusammensetzung auf die Virulenz entomopathogener Pilze gegenüber E. kuehniella und P. interpunctella
Tab. 7: Vergleich der Wirksamkeit unterschiedlich dosierter Pilzstämme gegenüber Imagines von P. interpunctella (Chi2 - Test / 2x2 Kontingenztafelanalyse, alpha = 0,5)
Tab. 8: Vergleich der Sensitivität verschieden alter Dörrobstmottenlarven gegenüber entomopathogenen Pilzen (angenäherter 95%-Vertrauensbereich, alpha=5%)
Tab.9: Vergleich der Wirksamkeit unterschiedlich formulierter M.a.110-Konidien hinsichtlich der von ihnen verursachten Mortalitätsraten bei frisch geschlüpften Imagines von P. interpunctella in Abhängigkeit von der Sporendosierung (Chi2-Test / 2 x 2 Kontingenztafelanalyse, alpha = 0,05)
Tab. 10: Vergleich der Wirksamkeit unterschiedlich formulierter B.ba.56 Konidien hinsichtlich der von ihnen verursachten Mortalitätsraten bei frisch geschlüpften Imagines von P. interpunctella in Abhängigkeit von der Sporendosierung (Chi2-Test / 2 x 2 Kontingenztafelanalyse, alpha = 0,05)
Tab. 11: Einfluß der Formulierung auf die Wirksamkeit insektenpathogener Pilze gegenüber L5-Larven von P. interpunctella in Abhängigkeit von der relativen Luftfeuchtigkeit
Tab. 12: Keimprozente der Konidien von M. anisopliae 110 in Abhängigkeit von der Formulierung und der Lagerzeit
Tab. 13: Keimprozente der Konidien von B. bassiana 56 in Abhängigkeit von der Formulierung und der Lagerzeit
Tab. 14: Auswirkung einer Pilzbehandlung auf das Überleben der Eilarven von Plodiainterpunctella
Tab. 15: Entwicklung der Imagines von P. interpunctella nach Schlupf aus Brutsubstrat mit unterschiedlicher Oberflächenbehandlung
Tab. 16: Einfluß der Pilz Behandlung der Substratoberfläche auf die Fekundität schlüpfender Weibchen sowie die Eimortalität
Tab. 17: Wirkung der dem Brutsubstrat beigemischter Konidien von M. anisopliae 110 und B. bassiana 56 auf die Schlupfrate der Imagines von P. interpunctella
Tab. 18: Vergleich entomopathogener Pilzstämme hinsichtlich ihrer Wirkung auf die präimaginale Entwicklung von P. interpunctella nach Beimischung zum Brutsubstrat (Chi2-Test / 2 x 2 Kontingenztafelanalyse, für alpha = 0,05)
Tab. 19: Wirksamkeit Pilz behandelter Brutsubstratköder auf die Populationsentwicklung von P. interpunctella
Tab. 20: Wirksamkeit einer Pilzbehandlung von Verpackungsmaterial auf die Entwicklung von Plodia interpunctella
Tab. A-1:Vergleich der Wirksamkeit unterschiedlich formulierter B.ba.56 Konidien hinsichtlich der von ihnen verursachten Mortalitätsraten bei Larven des L1-Stadiums von P. interpunctella in Abhängigkeit von der Sporendosierung (Chi2 - Test / 2 x 2 Kontingenztafelanalyse, alpha = 0,5)
Tab. A-2: Vergleich der Wirksamkeit unterschiedlich formulierter M.a.110 Konidien hinsichtlich der von ihnen verursachten Mortalitätsraten bei Larven des L1-->-Stadiums von P. interpunctella--> in Abhängigkeit von der Sporendosierung (Chi2--> - Test / 2 x 2 Kontingenztafelanalyse, alpha = 0,5)
Tab. A-3 Vergleich der Wirksamkeit unterschiedlich formulierter B.ba.56 Konidien hinsichtlich der von ihnen verursachten Mortalitätsraten bei Larven des L5-->-Stadiums von interpunctella--> in Abhängigkeit von der Sporendosierung (Chi2--> - Test / 2 x 2 Kontingenztafelanalyse, alpha = 0,5)
Tab. A-4: Vergleich der Wirksamkeit unterschiedlich formulierter M.a.110 Konidien hinsichtlich der von ihnen verursachten Mortalitätsraten bei Larven des L5-->-Stadiums von P. interpunctella--> in Abhängigkeit von der Sporendosierung (Chi2--> - Test / 2 x 2 Kontingenztafelanalyse, alpha = 0,5)
Tab.A-5: Vergleich der Wirksamkeit unterschiedlicher Pilze nach Oberflächenbehandlung von Brutsubstrat hinsichtlich der Schlupfraten der Imagines von P. interpunctella--> (Chi2--> - Test / 2 x 2 Kontingenztafelanalyse, alpha = 0,5)
Tab.A-6: Vergleich der Wirksamkeit unterschiedlicher Pilze nach Oberflächenbehandlung von Brutsubstrat hinsichtlich der Verpilzungsrate geschlüpfter Falter von P. interpunctella--> (Chi2--> - Test / 2 x 2 Kontingenztafelanalyse, alpha = 0,5)

Abbildungsverzeichnis

Abb.1: Mortalität adulter Ephestia kuehniella nach Inokulation entomopathogener Pilze
Abb.2: Mortalität adulter Plodia interpunctella nach Inokulation entomopathogener Pilze
Abb.3: Hyphen und Konidien von Metarhizium anisopliae auf dem Femur von Ephestia kuehniella (Vergrößerung: 3000-fach )
Abb.4 : Hyphen von Metarhizium anisopliae am Kopf von Ephestia kuehniella (Vergrößerung: 100-fach)
Abb.5: Durch Paecilomyces fumosoroseus abgetötetes Imago von Ephestia kuehniella (natürliche Größe 10-14 mm)
Abb.6: Durch Metarhizium anisopliae abgetötetes Imago von Ephestia kuehniella (natürliche Größe 10-14 mm)
Abb.7: Anteil der Imagines von E. kuehniella und P. interpunctella mit nachgewiesenem Befall nach indirekter Inokulation von Konidien verschiedener entomopathogener Pilzstämme
Abb. 8: Mortalität bei Imagines von E .kuehniella und P. interpunctella nach künstlicher Inokulation unterschiedlicher entomopathogener Pilze
Abb.9: Keimungsprozente insektenpathogener Pilze in Abhängigkeit von der Inkubationstemperatur (Inkubationszeit: 36h)
Abb.10:Einfluß der Inkubationstemperatur auf die Keimungsgeschwindigkeit von Konidien insektenpathogener Pilze
Abb.11 : Einfluß der relativen Luftfeuchtigkeit auf die Virulenz entomopathogener Pilzstämme
Abb.12: Pilzstamm bedingte LT90-Werte bei Dörrobstmottenimagines in Abhängigkeit von der verwendeten Sporenkonzentration der Tauchsuspension
Abb.13: Einfluß der Sporenkonzentration auf die Wirksamkeit verschiedener Pilzstämme gegenüber Imagines von P. interpunctella
Abb. 14: Einfluß einer Behandlung der Eier von P. interpunctella mit M. anisopliae 110 in Abhängigkeit von der Inokulumdichte und der Temperatur
Abb. 15: Einfluß einer Behandlung der Eier von P. interpunctella mit B. bassiana 56 in Abhängigkeit von der Inokulumdichte und der Temperatur
Abb. 16: Einfluß einer Behandlung der Eier von P. interpunctella mit P. fumosoroseus 10 in Abhängigkeit von der Inokulumdichte und der Temperatur
Abb. 17. Wechselwirkungen zwischen Pilzbehandlung und Inokulumdichte
Abb. 18: Wirkungsgrad insektenpathogener Pilze gegenüber Larven von interpunctella bei künstlicher Inokulation von 107 Sporen / ml (berechnet nach SCHNEIDER-ORELLI)
Abb. 19: LT50- und LT90-Werte unterschiedlich formulierter Pilzstämme gegenüber Dörrobstmottenimagines nach indirekter Inokulation von 2 x 106 Sp / cm2
Abb. 20: Einfluß der Formulierung auf die Wirksamkeit von B. bassiana 56 gegen über L1 der Dörrobstmotte in Abhängigkeit von der Sporendosierung
Abb. 21: Einfluß der Formulierung auf die Wirksamkeit von M. anisopliae 110 gegen über L1 der Dörrobstmotte in Abhängigkeit von der Sporendosierung
Abb. 22: Einfluß der Formulierung auf die Wirksamkeit von B. bassiana 56 gegen über L5 der Dörrobstmotte in Abhängigkeit von der Sporendosierung
Abb. 23: Einfluß der Formulierung auf die Wirksamkeit von M. anisopliae 110 gegen über L5 der Dörrobstmotte in Abhängigkeit von der Sporendosierung
Abb. 24: Einfluß der Sporendosierung auf die Mortalität der L5-Larven von P. interpunctella nach direkter Applikation unterschiedlich formulierter B. bassiana 56 Konidien bei 76% relative Luftfeuchtigkeit
Abb. 25: Einfluß der Sporendosierung auf die Mortalität der L5-Larven von P. interpunctella nach direkter Applikation unterschiedlich formulierter B. bassiana 56 Konidien bei 96% relative Luftfeuchtigkeit
Abb. 26: Einfluß der Sporendosierung auf die Mortalität der L5-Larven voninterpunctella nach direkter Applikation unterschiedlich formulierter M. anisopliae 110 Konidien bei 76% relativer Luftfeuchtigkeit
Abb. 27: Einfluß der Sporendosierung auf die Mortalität der L5-Larven von interpunctella nach direkter Applikation unterschiedlich formulierter M. anisopliae 110 Konidien bei 96% relativer Luftfeuchtigkeit
Abb. 28: Einfluß der Formulierung auf die Persistenz der Konidien von Metarhizium anisopliae 110 in Abhängigkeit von der Zeit
Abb. 29: Einfluß der Formulierung auf die Persistenz der Konidien von Beauveriabassiana 56 in Abhängigkeit von der Zeit
Abb. 30: Empirische Verteilung der Eiablage unterschiedlich Pilzbehandelter Weibchen von P. interpunctella (signifikante Differenzen zwischen Mittelwerten mit verschiedenen Indizes für alpha = 0,5 n = 8)
Abb. 31: Tägliche Eiablage von Dörrobstmotten in Abhängigkeit von der Pilzbehandlung (kumulative Werte)
Abb. 32: Eimortalität von P. interpunctella nach Oviposition auf Pilz behandeltem Untergrund (signifikante Differenzen zwischen Werten mit verschiedenen Indizes)
Abb. 33: Einfluß einer Oberflächenbehandlung von Brutsubstrat auf die Schlupftermine der Imagines von P. interpunctella
Abb. 34: Einfluß der Oberflächenbehandlung von Brutsubstrat auf die Schlupfrate der Imagines von P. interpunctella
Abb. 35: Wechselwirkungen zwischen der Schaderregerdichte und der Behandlung von Verpackungsmaterial mit entomopathogenen Pilzen
Abb. 36: Übertragung der Konidien von M. anisopliae 110 auf Imagines der Dörrobstmotte unter Verwendung der Lockwirkung von Sexualpheromonen
Abb. A-1: Pilzstamm bedingte LT50 - Werte behandelter Imagines von
Abb. A-2 Empirische Verteilung der Sporulation entomopathogener Pilze in Abhängigkeit von der Nährbodenzusammensetzung
Metarhizium anisopliae 73
Beauveria bassiana 56
Paecilomyces fumosoroseus 10
Paecilomyces farinosus 34

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