Ingas Diplomarbeit
             

Morphologische und physiologische Wirkungsweise amorpher Diatomeenerde auf ausgewählte vorratsschädliche Insekten

Zusammenfassung

Die auftretenden Probleme bei der Anwendung von chemischen Pestiziden innerhalb der Schädlingsbekämpfung führten zunehmend zu der Forderung nach umweltverträglicheren, biologisch spezifisch wirkenden Gegenmaßnahmen. In der vorliegenden Arbeit sollte die mögliche alternative Nutzung amorpher Diatomeenerden gegen ausgewählte vorratsschädliche Insekten im Vorratsschutz sowie die Wirkungsweise der Stäube auf diese untersucht werden.

Abb. 1: Diatomeenerde, Fossil Shield
		Abb. 2: Diatomeenerde, Dryacide
Abb. 3. Diatomeenerde, Silico-Sec

Die Anzahl lebender Imagines des Kornschädlings Sitophilus granarius konnten mit den Diatomeenerden Fossil Shield, Dryacide und Silico-Sec signifikant reduziert werden. Mit der Kieselgur Fossil Shield wurden hierbei die niedrigsten Überlebensraten erzielt. Nach zwei Wochen wurde bei einer Kornfeuchte von 11 - 12 % und einer relativen Luftfeuchte von 62 % mit einer Dosis von 2 g Diatomeenerden pro Kilogramm Weizen eine 100 %ige Mortalität des Kornkäfers erreicht. Bei höheren relativen Luftfeuchten sowie Kornfeuchten nahm die Effektivität der Mittel ab. Die Vermehrung des Kornkäfers konnte durch die Stäube zwar reduziert aber nicht vollständig verhindert werden. Des weiteren erhöhte die Behandlung des Weizens die Mortalität der sich in den Körnern entwickelnden Individuen.

Imagines von Tenebrio molitor sowie Tribolium confusum reagierten empfindlich auf eine Oberflächenbehandlung mit Dryacide bzw. Fossil Shield. Ohne einer Beigabe von Futter konnte mit der Dosis von 2 g/m² und 4 g/m² nach 14 Tagen eine 100 %ige Mortalität bei den Vorratsschädlingen verzeichnet werden. Der Zusatz von Futter verzögerte bzw. verringerte die Mortalität der Imagines der Käfer. Keine Wirkung zeigte Fossil Shield auf die Larven von T. molitor.

Abb. 4: T. confusum, unbehandelt		Abb. 5: T. confusum, behandelt mit Dryacide

Fossil Shield erwies sich als effektiv nur gegen Eilarven von Plodia interpunctella. Bei älteren Stadien (L3 und L4) zeigte die Diatomeenerde keine Wirkung. Zwei Wochen alte Larven von T. confusum reagierten etwas empfindlicher auf eine Diatomeenerdenbehandlung als gleichaltrige Entwicklungsstadien der Dörrobstmotte.

Nach erfolgter Behandlung der Individuen von S. granarius, T. molitor und T. confusum mit den Diatomeenerden, konnte ein Gewichtsverlust sowie eine Wassergehaltsabnahme festgestellt werden. Bei S. granarius konnte bereits nach einem Tag Kontaktzeit eine signifikante Gewichts- sowie Wassergehaltsabnahme beobachtet werden. Dieses ist auf eine erhöhte Wasserabgabe über das Integument der Individuen zurückzuführen. Die mit den Diatomeenerden behandelten Insekten sterben nach einer variablen Zeit infolge einer Dehydration. Bei einer höheren relativen Luftfeuchtigkeit verminderte sich die Effektivität der Stäube, da eine höhere relative Luftfeuchtigkeit die Permeabilität von Wasser durch die Cuticula verringerte. Dies verzögerte bzw. verhinderte die austrocknende Wirkung der Stäube. Ebenso beeinflußte der Zusatz von Nahrung die Wirkung der Stäube auf Insekten. Viele Vorratsschädlinge sind in der Lage, metabolisch Wasser zu gewinnen, welches der dehydrierenden Wirkung der Stäube entgegenwirkt.

Diatomeenerden wirken primär aufgrund der sorptiven Eigenschaften der Partikel. Puppen von T. molitor zeigten bereits nach einem Tag eine signifikante Gewichtsabnahme. Die Einwirkung des Staubes Fossil Shield auf Puppen führte teilweise zu einer unvollständigen Metamorphose bzw. zum Tode der Individuen. Eine Schüttlung mit Diatomeenerde sowie abrasivem Aluminiumstaub führte zu keiner signifikant höheren Gewichtsreduktion.

Die Untersuchung der mit Diatomeenerde behandelten Individuen unter dem Rasterelektronenmikroskop zeigte eine Verteilung der Stäube auf das gesamten Integument. Teilweise konnte festgestellt werden, daß die Partikel in die Cuticula eingesunken waren. Nach der Behandlung mit Fossil Shield war bei Mehlkäfern keine Wachschicht mehr erkennbar. Ebenso konnten bei T. molitor keine verstopften Stigmen gefunden werden. Die Staubteilchen sammelten sich um einige Atemöffnungen am und überwucherten diese partiell.
Beeinflußt wird die Wirkung amorpher Diatomeenerden durch die sorptiven bzw. abrasiven Eigenschaften der Staubpartikel sowie durch die Physiologie bzw. Morphologie des jeweiligen Individuums.

Abb. 6: Cuticula von T. molitor, unbehandelt		Abb. 7: Cuticula von T. molitor, behandelt

Abb. 8: In die Cuticula eingesunkener Diatomeenpartikel

Abb. 9: Mundwerkzeuge von S. granarius, unbehandelt		Abb. 10: Mundwerkzeuge von S. granarius, behandelt
Abb. 11: Stigmenöffnung von T. molitor, unbehandelt		Abb. 12: Stigmenöffnung von T. molitor, behandelt

Die Diplomarbeit wurde durchgeführt am Institut für Vorratsschutz der Biologischen Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft in Berlin sowie an der Angewandten Zoologie / Chemischen Ökologie der Freien Universität Berlins.