Unkräuter, Krankheiten und Seuchen

Unkräuter, Krankheiten und Seuchen

Das Klima wirkt sich natürlich nicht nur auf Kulturpflanzen aus, sondern auch auf die sie heimsuchenden Schädlinge. Die räumliche Verteilung und das zeitliche Auftreten sowie die Verbreitung von Insekten, Unkräutern und Krankheitserregern wird in hohem Maße durch das Klima bestimmt, da Temperatur, Licht und Wasser ihr Wachstum und ihre Entwicklung weitgehend bestimmen.

Das Klima wirkt sich ebenfalls auf die Pestizide aus, die zum Einsatz kommen, um derartige Plagen unter Kontrolle zu bringen. Die Häufigkeit und Intensität von Niederschlägen z.B. bestimmt, wie lange die Wirkung von Pestiziden anhält und wie effizient sie ist. Licht und Temperatur können die Substanzen chemisch verändern und somit ihre Wirkungsdauer beschränken. Die meisten Analysen laufen darauf hinaus, dass schädigende Faktoren in einem veränderten Klima aktiver sein könnten, als sie es jetzt sind, da sie ihr geographisches Einflussgebiet ausweiten. Ein ansteigender Einsatz an Bekämpfungsmitteln wird wahrscheinlich notwendig auf Kosten von Gesundheit, Ökologie und wirtschaftlicher Rentabilität.

Reaktion auf Klimaänderungen

Schädlinge können in so vielfältiger Weise von den meteorologischen Bedingungen beeinflusst werden, dass man keine verallgemeinernden Schlüsse ziehen kann bezüglich der genauen Zusammenhänge zwischen dem Befall und dem Wetter. Die meisten Spezies werden von warmen und feuchten Bedingungen begünstigt. Die Art der Schäden sind jedoch Resultat eines komplexen ökologischen Wirkungsgeflechtes zwischen zwei Organismen und daher kaum vorherzusagen. Eine schwache Pflanze in einer Dürreperiode ist leichter zu infizieren, als wenn sie nicht gestresst ist.

Ein Beispiel ist der verschiedenfarbige asiatische Marienkäfer (engl.: lady beetle). Ursprünglich in Asien zuhause, hat er sich an Klimate und Umfelder in verschiedenen Ländern angepasst. Einerseits ist er ein sehr nützliches Insekt, insbesondere im Kampf gegen Blattläuse. Andererseits kann er erhebliche Unannehmlichkeiten verursachen, wenn sich die Art gegen Ende der Saison in großer Zahl von den Früchten der Nutzpflanzen ernährt. Da Marienkäfer wichtige natürliche Abwehrmittel gegen Blattläuse und andere Schädlinge sind, ist es wichtig, die asiatische Art genau zu identifizieren und Gegenmittel speziell gegen sie zu entwickeln.

asiatischer Marienkäfer

1. Der verschiedenfarbige asiatische Marienkäfer sucht auf einem blühenden Birnbaum nach Beute.
Photo: R. Isaacs. Michigan State University: www.ipm.msu.edu/asianladybeetle.htm

Niederschlag, sei er optimal, im Überschuss oder nicht hinreichend, ist wohl die wichtigste Größe, die sich auf die Wechselwirkung zwischen einer Nutzpflanze und möglichen Schädlingen auswirkt. Direkte wie indirekte Folgen von Feuchte machen Nutzpflanzen empfindlich. Gerade in der Frühphase ihrer Entwicklung sind sie dann durch Schädlinge bedroht. Bricht eine Epidemie über einen Landstrich herein, dann oft in Begleitung von Änderungen in der Witterung: Frühe oder späte Regenfälle, Trockenheit, Anstieg in der Luftfeuchte. Solche Bedingungen können schon aus sich selbst die Erträge reduzieren. Die Verluste daher bestimmten Schädlingen zuzuordnen, ist schwierig. Tabelle 1 zeigt Schlüsselbedingungen, die Schädlingsepidemien entscheidend beeinflussen. Sie zeigt in Beispielen die hieraus resultierenden Schäden an der Pflanze.

Insekten

Insekten gedeihen in allen Klimaten. Ihre Gewohnheiten und Überlebensstrategien hängen vom lokalen Wetter ab und sind in besonderem Maße durch die Temperatur beeinflusst, da Insekten Kaltblüter sind. Auf höhere Temperaturen reagieren sie mit einer stärkeren Vermehrung. Wärmere Winter beschränken die natürliche Reduktion während dieser Jahreszeit. Folglich wächst in der nachfolgenden Wachstumszeit eine größere Insektenpopulation heran. Trockenheit ändert die Physiologie derjenigen Pflanzenarten, die Insekten ernähren (Wirte). Mit ihnen kann auch die Population der nützlichen Insekten reduziert werden (z.B. Parasiten vertilgende Arten oder andere Räuber, die Schädlinge reduzieren). Ebenfalls gefährdet sind Spinnen und Vögel, wodurch die Konsequenzen von Schädlingsplagen verstärkt werden. Besonders kühle und nasse Bedingungen können leicht Befall von Insekten und von Pflanzen mit Krankheitserregern mit sich bringen. Zudem kann überschüssige Nässe dazu führen, dass im Boden lebende Arten ertrinken.

Getreideblattlaus

2. Typische Getreideblattlaus. Sie schädigt die Vegetation, indem sie sich von der Pflanze ernährt und deren Abwehrkräfte gegen andere Krankheiten oder ungünstige Witterung schwächt (etwa 20fach vergrößert).

Unkräuter

Unkräuter konkurrieren mit Nutzpflanzen um die Nährstoffe des Bodens, um Licht und um Raum. Trockenperioden verschärfen die Konkurrenz zwischen der Nutzpflanze und dem Unkraut, während feuchte Bedingungen die Vermehrung des Unkrautes begünstigen. Bei wärmeren Temperaturen zeigte es sich, dass die Biomasse an grasartigen Unkräutern ein Maximum erreichte. Gehen höhere Temperatur und höhere Feuchte parallel, so breiten sich Krankheiten aus. Eine nasse Vegetation hingegen begünstigt die Keimung von Sporen und die Verbreitung von Pilzen und Bakterien. Sie beeinflusst auch den Lebenszyklus von Bodenwürmern (Nematoden). Einige Krankheitserreger (zum Beispiel der Mehltau) gedeihen auch unter heißen und trockenen Bedingungen, solange sich nachts Tau bildet.

Die meisten der Arten, die wir gemeinhin als Unkräuter bezeichnen, gehören zur Gruppe der Pionierpflanzen. Sie tragen diesen Namen, weil sie in der Lage sind, sich einem weiten Spektrum verschiedenster Umweltbedingungen anzupassen. Sie sind die ersten, die neue Räume erobern. Hierin liegt die Gefahr, die von ihnen ausgeht. Sie können von Natur aus unter härteren Bedingungen überleben, als es die Nutzpflanze kann.

Tabelle 1: Einfluss von Wetterereignissen auf Schädlingsbefall und Beispiele

1. Fluten und starker Regen

1.1. Erhöhte Feuchte begünstigt Epedemien und die Verbreitung von Krankheitserregern

Beispiel:

(a) Die Blattstreifigkeit bei Reis verursachte die große Hungersnot in Bengalen (1942), 2 Millionen Menschen starben.

(b) Der Ausbruch von Gelbrost an Weizen (Auslöser ist der Pilz Puccinia striiformis) trug in den Hauptproduktionsgebieten in China zur Hungersnot von 1960 bei.

1.2. Der durch Wasser ausgelöste Transport im Boden verstärkt die Ausbreitung von Krankheitserregern in bislang nicht infizierte Gebiete.

Beispiel: Ausbruch der Trockenfäule bei Sojabohnen in der nördlichen Mitte der USA (1993).

1.3. Permanente Anwesenheit von überschüssigem Wasser im Boden verursacht dauerhafte Probleme durch Verrottung und zunehmende Schädigung durch Krankheitserreger.

2. Trockenheit

Wasserstress vermindert die Kräfte der Pflanzen und verändert das Verhältnis der Nährstoffe (Kohlenstoff zu Stickstoff), wodurch die Widerstandsfähigkeit der Pflanze gegen Nematoden (Würmer) und Insekten reduziert wird. Der Befall der geschwächten Pflanze durch pilzartige Krankheitserreger an Wurzeln und Stämmen ist begünstigt. Trockene und warme Bedingungen lassen die Insektenpopulationen anwachsen und fördern Virusepidemien.

Beispiel: Ausbruch einer Epidemie der Sommerheuschrecke im Zusammenhang mit einer Trockenperiode in Mexiko (1999).

3. Luftbewegung / starke Winde

Die Luftbewegung sorgt für weiten Transport von Krankheiten (z.B. Sporen oder Pilzen) oder Insekten aus den Überwinterungsgebieten zu den Befallsgebieten.

Die südliche Blattfäule, die Mais betrifft, breitete sich 1970 infolge eines tropischen Sturmes im Golf von Mexiko vom Mississippi-Gebiet in den mittleren Westen der USA aus.

4. Warme Winter

Anstieg der überwinterten Population aller Arten von Schädlingen und Insekten (geringere Wintersterblichkeit).

Beispiel: Anstieg in Population und Generationsanzahl beim mexikanischen Bohnenkäfer in den USA.

Blattstreifigkeit bei Reis

3. Klicke auf die Thumbnails der verschiedenen Krankheiten / Schädlinge ( < 30 K):

1) Blattstreifigkeit bei Reis (Bakterium: Xanthomonas campestris) - Photo: Internat. Rice Research Institute

Gelbrost an Weizen

2) Gelbrost bei Weizen (fungus: Puccinia striiformis) - Quelle: Robert L. Bowden, Kansas State University

Trockenfäule bei Sojabohnen

3) Trockenfäule bei Sojabohnen (Bodenpilz: Fusarium solani f. sp. glycines) - Photo: Cathy Smith, Southern Illinois University

Mexikanischer Bohnenkäfer

4) Mexikanischer Bohnenkäfer (Epilachna varivestis) - Photo: James Castner, Univ. of Florida

Schädigung durch Bohnenkäfer

5) Schädigung durch den Bohnenkäfer - Photo: James Castner, Univ. of Florida

Die jüngste Ausbreitung von Unkräutern, Krankheiten und Schädlingen

Seit den vierziger Jahren des 20. Jh. wird weltweit eine Zunahme von Verlusten infolge von Schädlingsbefall beobachtet. In derselben Zeit erfolgte in immer größerem Umfang ein Einsatz von immer giftigeren Pestiziden (= Schädlingsbekämpfungsmitteln). Das Ansteigen des Schadens hat seine Ursache in veränderten Produktionssystemen und zunehmender Resistenz der Schädlinge gegen die Pestizide. Zudem wurden Nutzpflanzen verstärkt auch in wärmeren und feuchteren Klimaten angebaut, in denen die Empfindlichkeit gegenüber Schädlingen höher ist.

Heuschreckenplage

4. Heuschreckenplage
Photo: Heraldo de Aragon

Die Wirkungsbereiche mehrerer wichtiger Insekten, Unkräuter und Krankheitserreger haben sich erweitert und dehnen sich auf der Nordhalbkugel weiter in Richtung Norden aus. Die jüngsten Trends im Klima und Extremwetterereignisse mögen direkt oder indirekt zum gestiegenen Schaden beigetragen haben. Ob jedoch der globale Klimawandel schon in dem jüngst beobachteten seine Wirkung zeigt, bleibt vorerst eine Frage für die weitere Forschung.

Auch ohne den Klimawandel hat die Schädlingsbekämpfung in den nächsten Jahrzehnten einige Herausforderungen zu bestehen. Die größte unter ihnen ist die sehr hohe Abhängigkeit von chemischer Behandlung der Äcker und die hieraus resultierenden hohen Kosten für Umweltschutz und die Politik zur Förderung der allgemeinen Gesundheit. Verbesserte Klimaprognosen können den Landwirten helfen, sich auf saisonal bis jährlich wechselnde Bedingungen vorzubereiten und die Handhabung von Pestiziden bei gleichzeitiger Minimierung des Umweltschadens zu optimieren.

About this page:

Author: Marta Moneo and Ana Iglesias- Universidad Politécnica de Madrid - España
1. Scientific reviewer: Alex de Sherbinin - CIESIN, Columbia University - USA
2. Scientific reviewer: Lily Parshall - Goddard Institute for space studies, Columbia University - USA
Educational reviewer: Emilio Sternfeld - Colegio Virgen de Mirasierra - España
Last update: 12/05/2004
Translation: Elmar Uherek, MPI Chemistry, 04/11/2004

Last modified: Saturday, 28 December 2019, 8:49 PM