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Phytozid - Einsatz von Rainfarnextrakt und dessen Inhaltsstoffe als Insektizid gegen den Apfelwickler

Gewinnung eines Repellent-Gesamtextraktes im Großmaßstab aus der heimischen Pflanze Rainfarn und dessen Einsatz in Freiland- und diagnostischen Laborversuchen gegen den ökonomisch bedeutsamen Schädling Apfelwickler, um alternative Strategien für den Pflanzenschutz auf Basis von Naturstoffen zu entwickeln.

Kurzbeschreibung

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Die für die konventionelle Obstproduktion in Österreich zugelassenen Insektizide und Repellentien gegen den Apfelwickler sind ausschließlich synthetischen bzw. biotechnologischen Ursprungs.

Im Gegensatz dazu gibt es für biologisch wirtschaftende Betriebe nur wenige zugelassene Bekämpfungsmöglichkeiten von Schädlingen. Im Fall des Apfelwicklers werden meist Pheromone und das Granulosevirus als Insektizid eingesetzt. Deshalb ist sowohl für die biologische als auch für die konventionelle Landwirtschaft der nachhaltige Einsatz von repellent oder insektizid wirksamen Pflanzenextrakten gegen den Apfelwickler von zunehmendem Interesse.

Hauptziel dieses Projektes war die Gewinnung von Repellentien aus der heimischen Pflanze Rainfarn (Tanacetum vulgare L.) gegen den ökonomisch bedeutsamen Schädling Apfelwickler (Cydia pomonella) als Gesamtextrakt im größeren Maßstab für Freiland- und Laborversuche, um daraus alternative Strategien für den Pflanzenschutz auf Basis von Naturstoffen am Beispiel eines Extraktes bzw. Wirkstoffes gegen den Apfelwickler entwickeln zu können. Der Gesamtextrakt wurde sowohl in Freilandversuchen in einer Apfelkultur als auch in diagnostischen Laborversuchen getestet.

Der Anbau von Rainfarn wurde über zwei Vegetationsperioden (2009 und 2010) durchgeführt. Die Bestimmung des Extraktgehaltes in Abhängigkeit vom Entwicklungszustand des Pflanzenbestandes wurde nur für die Vegetationsperiode 2009 bestimmt, da Daten aus eigenfinanzierten Vorarbeiten des Auftragnehmers  (Diplomarbeit Anne Hambammer) aus dem Jahr 2008 eingearbeitet wurden.

Für die Untersuchung des Verlaufes des Extraktgehaltes wurden 2008 zu 6 Zeitpunkten (n=20) und 2009 zu 4 Zeitpunkten (n=10) Stichproben entnommen, mittels einer Laborextraktionsanlage (ASE = Accelerated Solvent Extraction) extrahiert und die Extraktgehalte bestimmt.

Zu den Probezeitpunkten erfolgte auch die Bestimmung des phänologischen Entwicklungszustandes der Pflanzen nach der BBCH – Skalierung  (Entwicklungsstadien mono- und dikotyler Pflanzen – BBCH Monografie). Neben der Bestimmung des optimalen Erntezeitpunktes wurde auch eine Optimierung der wesentlichen Parameter der Lösungsmittelextraktion (unterschiedliche Temperaturen und Lösungsmittel - auch CO2-Extraktion) durchgeführt, um die Menge an repellent aktiven Inhaltsstoffen im Gesamtextrakt zu erhöhen. Aus diesen Untersuchungen konnte n-Hexan als geeignetes Lösungsmittel für die Gewinnung der aktiven Inhaltsstoffe aus Rainfarn abgeleitet werden.

Ein Teil der Gesamternte des ersten Projektjahres wurde zur Extraktion im Technikumsmaßstab herangezogen, um den Rohextrakt in größeren Mengen für die weiteren Anwendungen und Versuche zu gewinnen.

Ein Teil des getrockneten Rohextraktes wurde zur Fraktionierung, semipräparativen Isolierung und Strukturaufklärung der aktiven Hauptsubstanzen im Labormaßstab (Milligrammbereich) verwendet. Mit einem anderen Teil des Rohextraktes wurde die Fraktionierung im Grammbereich durchgeführt. Der restliche Gesamtextrakt wurde in der Spritzmittelformulierung, in den Freilandversuchen in einer Apfelkultur sowie in den diagnostischen Einbohrungsversuchen im Feldversuch und Glashaus eingesetzt.

Die Spritzmittelformulierung erfolgte in Anlehnung an konventionelle Pflanzenschutzmittel und wurde unter Verwendung von Emulgatoren, die in der biologischen Landwirtschaft eingesetzt werden dürfen, durchgeführt. Alle Prozessschritte wurden mittels geeigneter Analytik (HPLC/UV-DAD bzw. GC/MS) begleitet.

Aus 1 kg Pflanzenmaterial (Trockensubstanz = TS) konnte eine Rohextraktmenge (TS) von ca. 10,8 g gewonnen werden (ca. 1% Ausbeute). Der Gesamtextrakt wurde in den Freiland- und diagnostischen Laborversuchen in unterschiedlichen Konzentrationen (0,4, 0,1 und 0,04%) angewandt. In den Freilandversuchen konnte eine Wirkung des Extraktes gegen den Apfelwickler nachgewiesen werden, wobei die höhere Konzentration (0,4%) zu besseren Resultaten führte als die niedrigere Dosierung (0,1 %).

Die Auswertung des Befallsgrades der mit Extrakt behandelten Äpfel im Sommer 2010 nach der 1. Apfelwicklergeneration ergab Befallsraten, die auch beim Einsatz konventionellen Spritzmittel beobachtet werden. Die Auswertung des Schädlingsbefalls bis zum Ende der Saison, zeigt allerdings für den Herbst einen stark zunehmenden Apfelwicklerbefall auf. Die Ursachen für die  Abnahme der Aktivität sind noch unklar. Möglicherweise sind kürzere Anwendungsintervalle oder höhere Extraktkonzentrationen anzusetzen.

In den diagnostischen Versuchen hat der Extrakt mit der höchsten Konzentration (0,4%) im Gegensatz zu den niedrigeren Konzentrationen eine deutlich abschreckende Wirkung gezeigt. Als aktive Substanzen wurden Monomethylolivetol und dessen Derivat 3-Methoxy-5-undecylphenol aus der Naturstoffgruppe der Resorcinole identifiziert.

Zur Absicherung der Ergebnisse müssten noch weitere Versuchsreihen mit höheren Konzentrationen des Extraktes im Spritzmittel, eventuell auch in Verbindung mit anderen (pflanzlichen) Wirkstoffen, durchgeführt werden.

Publikationen

Einsatz von Rainfarnextrakt und dessen Inhaltsstoffe als Insektizid gegen den Apfelwickler

Schriftenreihe 46/2011 S. Wagner, Herausgeber: bmvit
Deutsch, 67 Seiten

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Projektbeteiligte

Projektleiter

Mag. Susanne Wagner
JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH - Institut für Nachhaltige Techniken und Systeme

Projekt- und Kooperationspartner

  • ao. Univ.-Prof. Dr. Franz Hadacek
    Universität Wien, Fakultät für Lebenswissenschaften
    Department für ökologische Chemie und Ökosystemforschung
    Althanstraße 14, 1090 Wien

Kontaktadresse

JOANNEUM RESEARCH
Elisabethstraße 16/I, A-8010 Graz
Tel.: +43 (316) 876-2418
Fax.: +43 (316) 876-92418
susanne.wagner@joanneum.at
http://www.joanneum.at

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