Forschung

Das IPS-Projekt entwickelt eine innovative nachhaltige Kontrollmethode, um die Auswirkungen von Befall durch Forstinsekten auf Wälder zu reduzieren. Borkenkäferbefall (Ips typographus) und Rüsselkäferbefall (Hylobius abietis) an verschiedenen Nadelbäumen nehmen zu, auch als Folge der immer häufiger auftretenden Extremereignisse, die Waldökosysteme schwächen. Bisher gibt es keine wirksame Lösung, die diese schädlichen Auswirkungen verringern könnten, außer die befallenen Pflanzen oder Stämme zeitnah zu entfernen. Unser Ziel ist es, Produkte zu entwickeln und zu testen, die die Auswirkungen von Borkenkäfern und Rüsselkäfern verringern können, indem sie auf ihr Mikrobiom einwirken und zum Tod des Insekts führen. Diese im Labor bewährten Produkte basieren auf Pflanzenextrakten und mineralischen Stoffen und sind daher ökologisch neutral. Sie tragen auch zum Schutz der Waldökosysteme bei und tragen so zur Abfallreduzierung und zur Schaffung neuer Wertschöpfungsketten im Sinne der Kreislaufwirtschaft bei.

Insekten sind ein wesentlicher Bestandteil vieler Ökosysteme (Bestäuber, Schädlinge etc.). In der land- und forstwirtschaftlichen Praxis werden häufig chemisch-synthetische Insektizide zur Bekämpfung von Schädlingen eingesetzt. Sie stellen jedoch auch ein Gesundheitsrisiko für den Menschen und viele Ökosysteme dar und haben negative Auswirkungen auf nützliche Insekten und andere Organismen. Darüber hinaus führt der langfristige Einsatz chemischer Insektizide zu einer Resistenz der Schädlinge, wodurch ihre Wirksamkeit allmählich abnimmt. Daher besteht ein großes Interesse daran, chemische Insektizide durch biologische Alternativen zu ersetzen. Zu den wirksamsten Biopestiziden gehören Insektenpathogene wie Nematoden, Pilze und Bakterien. Sie werden immer noch in begrenztem Umfang eingesetzt und stellen eine Ergänzung zu herkömmlichen Insektiziden dar. Der begrenzte Einsatz von Biopestiziden ist auf mehrere Faktoren zurückzuführen, z.B. ihre langsamere Wirkung, ihre Empfindlichkeit gegenüber Umweltbedingungen oder ihr begrenztes Marktangebot. Im Rahmen dieses Projekts werden wir die Einsatzmöglichkeiten von Biopestiziden erweitern, indem wir sie mit anderen Krankheitserregern kombinieren. Bei einer Infektion mit Krankheitserregern erkennt der Wirt, z.B. ein Schadinsekt, die fremden Organismen und aktiviert die entsprechenden Abwehrreaktionen. Die Beeinflussung dieser Abwehrreaktionen ist daher eine Möglichkeit, die Wirksamkeit von Biopestiziden zu erhöhen. Diese Biopestizide können modifiziert werden, indem sie mit RNA-Interferenz (RNAi) kombiniert werden, was die Wirkung erhöht und Nichtzielorganismen nicht schädigt. In der Praxis kann RNAi induziert werden (mit doppelsträngiger RNA (dsRNA)), um Gene des Insektenimmunsystems zu blockieren und so die Wirkung von Krankheitserregern zu verstärken. Durch die Blockierung dieser Gene wird der Schädling geschwächt oder getötet. Biopestizide, die RNAi verwenden, können gezielt gegen bestimmte Schädlinge eingesetzt werden (da sie hochspezifisch sind), ohne Nichtzielorganismen wie Bestäuber und andere Nutzinsekten zu schädigen. Ein weiterer Schwerpunkt des Projekts ist die Überwachung der Auswirkungen der entwickelten Biopestizide auf Nichtzielorganismen und die Sensibilisierung für Biopestizide. Aus praktischen Gründen konzentriert sich das Projekt auf ausgewählte land- und forstwirtschaftliche Schadinsekten, den Buchdrucker, den Schwammspinner und den Kartoffelkäfer. Außerdem liegt die vollständige Sequenz ihrer Genome vor, sodass sie sich für den Einsatz molekularbiologischer Methoden zur Modifizierung bestehender Bioinsektizide eignen, was sich in der Folge positiv auf die Kontrolle ihrer Populationen auswirken kann. Wir werden die neuen Pestizide zunächst am Kartoffelkäfer testen und sie dann für den Buchdrucker und den Schwammspinner modifizieren.

Der invasive Götterbaum (Ailanthus altissima) wandert zunehmend in schützenswerte Lebensraumtypen ein und gefährdet aufgrund seines raschen Wachstums, seiner geringen Boden-, Standorts- und Klimaansprüche, seiner Fähigkeit zum Stockausschlag, seiner starken vegetativen Vermehrung und seiner Allelopathie, auf diesen Standorten seltene Pflanzen- bzw. auch damit vergesellschaftete Tierarten. Im vorliegenden Projekt wird versucht, den Götterbaum auf dem schützenswerten Trockenrasen-Standort Dürrham (Heißlände) in der Unteren Lobau bzw. in den prioritär schützenswerten FFH-Lebensraumtypen 91G0 (Pannonischer Eichen-Hainbuchenwald), 91H0 (Pannonischer Flaumeichenwald) sowie im FFH-Lebensraumtyp 6210 (Trespen-Schwingel-Kalktrockenrasen) am Bisamberg zu bekämpfen. Darüber hinaus soll zu Projektbeginn 2024 sowie im Frühjahr 2025 an beiden Standorten sowohl der Boden als auch potenziell Verticillium-anfällige, zweikeimblättrige Pflanzen auf das Vorhandenseins des Erregers (s.u.) untersucht werden. Die Bekämpfung soll mit der am Institut für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz (BOKU University) seit 2011 entwickelten biologischen Methode auf Basis des heimischen Welkepilzes Verticillium nonalfalfae erfolgen, die sich bereits in vielfachen Versuchsreihen als nachhaltig, kosteneffizient, aber auch als rasch und spezifisch wirksam erwiesen hat. Die Bekämpfung steht somit auch im Einklang mit der Biodiversitäts-Strategie Österreich 2030+ des BMK.