The challenge of targeted and effective insecticide treatment of flowering oilseed rape (Brassica napus L.) avoiding non–target effects on pollinators and ichneumon parasitic wasps by using dropleg technique

Raps (Brassica napus L.) wird von einer Vielzahl an Schadinsekten befallen und als Folge regelmäßig mit Insektiziden behandelt. Ab der Blüte treten der Kohlschotenrüssler (Ceutorhynchus obstrictus (Marsham)) und die Kohlschotenmücke (Dasineura brassicae (Winnertz)) in Erscheinung, deren Larvenstadien gemeinsam bis zu 30% Ertragsverluste
verursachen können. Dabei gilt der Kohlschotenrüssler als Wegbereiter für einen starken Befall durch die Kohlschotenmücke. Aus diesem Grund richtet sich die Schadschwelle für eine Insektizid Behandlung nach dem Auftreten des Rüsslers zur Vollblüte. Es gibt jedoch kein integriertes Schädlingsmanagement, insbesondere in Bezug auf die
Kohlschotenmücke. Die Applikation von Insektiziden während der Rapsblüte gefährdet potentiell Blütenbesucher und eine Vielzahl parasitoider Schlupfwespen, die zu dieser Zeit im Bestand aktiv sind. Rückstände von Pflanzenschutzmitteln können durch Honigbienen (Apis mellifera L.) aufgenommen werden und zu einer Belastung von Imkereiprodukten wie Honig oder Pollen führen. Mit der sogenannten Dropleg-Technik können Pflanzenschutzmittel räumlich platziert unter den Blütenhorizont ausgebracht werden. Dadurch können Pflanzenschutzmittelrückstände in Nektar und Pollen minimiert
werden. Die innovative Applikationstechnik wird daher seitens der Imkereiverbände begrüßt. Bislang fehlen aber Daten zur Wirksamkeit von Insektiziden nach Applikation mit Dropleg-Technik auf die Schotenschädlinge. Auch Nebeneffekte auf Nicht-Zielarten wie beispielsweise Parasitoide des Rapsglanzkäfers sowie des Kohlschotenrüsslers müssen untersucht werden.
In mehrjährigen Feldversuchen (2016–2020) wurde die Dropleg-Technik in der Umgebung von Braunschweig unter praxisüblichen Bedingungen in Großparzellen getestet und mit konventioneller Applikation von oben in den blühenden Pflanzenbestand verglichen. Dabei wurden Insektizide aus der Gruppe der Neonikotinoide (Biscaya (a.i. Thiacloprid, 72 g ha-1) und Mospilan SG/SL (a.i. Acetamiprid, 40/42 g ha-1)) und ein Pyrethroid (Mavrik (a.i. tau-Fluvalinat 48 g ha-1)) jeweils zum Hauptflug der Kohlschotenmücke (BBCH 65–67) appliziert. Die Wirksamkeit der Insektizide auf
Schotenschädlinge wurde mittels Auffangschalen untersucht, in denen von den Pflanzen fallende Adulte und Larvenstadien gefangen wurden. Zusätzlich wurden zweimal je Saison Schotenbonituren an ganzen Pflanzen durchgeführt. Effekte auf die
Jungkäfergeneration wurden mit Hilfe von Photoeklektoren erhoben. Um mögliche Nebeneffekte der Dropleg-Applikation auf Parasitoide abzuleiten, wurde die vertikale Verteilung der Rapsschädlinge und ihrer Parasitoide mithilfe eines tragbaren Saugers während der Blütezeit in den Jahren 2018 und 2019 untersucht. Parallel wurden in den Jahren 2016–2019 die Parasitierungsraten der Rapsglanzkäferlarven (Brassicogethes aeneus Fabricius) aus den Feldversuchen mit Dropleg-Technik ermittelt. In den Jahren 2019 und 2020 wurden zusätzlich die Parasitierungsraten der Kohlschotenrüsslerlarven
erhoben.
Die Ergebnisse der Feldversuche haben gezeigt, dass die Wirksamkeit von Insektiziden nach einer Applikation mit Dropleg-Technik im Vergleich zu konventioneller Applikationstechnik etwas geringer war. Dies deckt sich mit den Untersuchungen zur vertikalen Verteilung der Schotenschädlinge, die zu 80% im Blütenhorizont gefangen wurden. Die vertikale Verteilung der Parasitoide war nicht unabhängig von der Pflanzenschicht und unterschied sich artspezifisch. In Bezug auf die
Larvenparasitoide des Rapsglanzkäfers deutet sich eine Separierung der Arten Phradis interstitialis (Thomson) und Tersilochus heterocerus (Thomson) anhand räumlich getrennter Nischen an. Während T. heterocerus zu 84% im Blütenhorizont gefangen wurde, hielt sich P. interstitialis meist unterhalb des Blütenhorizonts auf. Die Parasitierungsraten der Rapsglanzkäferlarven durch T. heterocerus waren nach konventioneller Applikation in drei von vier Jahren in mindestens einer Variante des Feldversuches reduziert. Der Einsatz der Dropleg-Technik führte dagegen nur im Jahr
2019 einmalig zu einer Reduktion der Parasitierung im Vergleich zur Kontrolle. Die Stärke der Effekte lässt sich mit der Koinzidenz zwischen dem Zuflug der Parasitoide und dem Applikationstermin begründen. Bezüglich der Larvenparasitierung des Kohlschotenrüsslers wurden durchschnittliche Parasitierungsraten von 60% festgestellt.
Nur im Jahr 2019 traten Behandlungseffekte nach der Applikation von Biscaya auf, wobei schwache, positive Effekte der Dropleg Applikation auf die Art Mesopolobus morys (Walker), nicht jedoch auf Trichomalus perfectus (Walker) gefunden wurden.
Die Ergebnisse zeigen, dass es bezüglich des Einsatzes der Dropleg-Technik in blühendem Raps einen Trade-off zwischen einer abfallenden Wirkung der Insektizide auf Schotenschädlinge einerseits und der Schonung bestimmter Parasitoide andererseits vorliegt. Grundsätzlich kann die Applikation von Insektiziden zur Rapsblüte notwendig sein, um Ertragsausfälle zu verhindern. Es besteht jedoch der Bedarf an verbesserten Monitoring Methoden für die Kohlschotenmücke. Dies würde die Entwicklung von Schadschwellen ermöglichen und helfen nicht notwendige Behandlungen im Vorfeld zu unterlassen. Oilseed rape (Brassica napus L.) is damaged by plenty of insect pests and is therefore regularly treated with insecticides. During the flowering period, the cabbage seedpod weevil (Ceutorhynchus obstrictus (Marsham)) and the brassica pod midge (Dasineura brassicae (Winnertz)) migrate into the crop. Their larvae can cause crop damages of up to 30%. In this context, the cabbage seedpod weevil serves as a precursor for a strong infestation by the brassica pod midge. Therefore, the threshold for an application of insecticides is based on the extent of the cabbage seedpod weevil infestation at full
flowering stage. Yet, there is a lack of integrated pest management strategies, especially regarding the brassica pod midge. The application of insecticides during the flowering of oilseed rape potentially endangers pollinators and many parasitoid ichneumon flies, which are present in the crop during this time. Residues of pesticides can be ingested by
honey bees (Apis mellifera L.) and may result in contamination of bee products such as honey or pollen. With the so-called dropleg technique, pesticides can be applied spatially targeted below the flowering canopy of the crop. Thereby, pesticide residues in nectar and pollen can be minimized and beekeepers’ associations promote this innovative application technique. However, there has been a lack of data on the effectiveness of insecticides applied using the dropleg technique on pod damaging insect pests. In addition, non-target effects on important parasitoids of the pollen beetle (Brassicogethes
aeneus Fabricius) and the cabbage seedpod weevil need to be studied.
In five years of field trials (2016–2020), the dropleg technique was tested near Braunschweig, Germany, under standard practical conditions in large-scale plots and compared with conventional application from above into the flowering plant stand. The applications of insecticides from the group of neonicotinoids (Biscaya (a.i. thiacloprid, 72 g ha-1) and Mospilan SG/SL (a.i. acetamiprid, 40/42 g ha-1)) and a pyrethroid (Mavrik (a i. tau-fluvalinate 48 g ha-1)) were carried out at the peak flight of the brassica pod midge (BBCH 65–67). The efficacy of the applied insecticides on pod damaging insect pests
was investigated using water trays to collect larvae and adults dropping from the plants.Additionally, full plants were examined twice in each season for damaged pods. Effects on the new generations of insect pests were examined using photoeclectors. In order to derive possible side effects of the dropleg application on parasitoids, the vertical distribution of the oilseed rape insect pests and their parasitoids was investigated with the aid of a portable aspirator during the flowering period in 2018 and 2019. In parallel, the parasitisation rates of pollen beetle larvae in the dropleg field trials were assessed from 2016–2019. Additionally, in 2019 and 2020, the parasitisation rates of cabbage seedpod weevil larvae were determined.
The results showed, that the effectiveness of insecticides applied with dropleg technique in the field trials was slightly reduced compared to conventional application technique. This is in accordance with the investigations on the vertical distribution of pod damaging insect pests, which were present in the flowering canopy at 80% of all cases.
The vertical distribution of parasitoid species was not independent from the crop layers and differed species-specific. With regard to the larval parasitoids of the pollen beetle, hints for a niche separation of key species Phradis interstitialis (Thomson) and Tersilochus heterocerus (Thomson) was found. The latter was abundant at 84% of all cases in the flowering canopy, whereas P. interstitialis was collected mostly below the horizon of pods and open flowers. In the field trials, parasitisation rates of pollen beetle larvae by T. heterocerus were significantly reduced after conventional application in three out of four years. The use of dropleg-technique resulted in reduced parasitisation rates compared to the untreated control only in the year 2019. The strength of the observed effects can be explained by the coincidence between the immigration of the parasitoids into the crop and the date of application. Regarding the cabbage seedpod weevil, average
parasitisation rates of the larvae were about 60%. Only in 2019, treatment effects occurred after the application of Biscaya and a weak, positive effect of dropleg application on the species Mesopolobus morys (Walker), but not on Trichomalus perfectus (Walker), was found. The evaluation shows, that there is a trade-off between a slightly reduced efficacy
on pod damaging insect pests on the one hand and benefits for certain parasitoid species on the other using dropleg technique for the application of insecticides in flowering oilseed rape. In general, insecticides applied during the flowering period of oilseed rape can be crucial in preventing yield losses. However, there is a need of improved monitoring
methods for the brassica pod midge. This would help to develop damage thresholds and to prevent superfluous applications in advance.