Phytomedizin

Prof. Dr. Johannes Hallmann ist Leiter des Instituts für Epidemiologie und Pathogendiagnostik am Julius Kühn-Institut (JKI), Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, in Braunschweig und außerplanmäßiger Professor an der Universität Kassel in Witzenhausen.

Andrea Quadt-Hallmann ist promovierte Virologin und war an der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn und der Auburn University, U.S.A., in Forschung und Lehre tätig. Zur Zeit arbeitet sie freiberuflich im Bereich Phytomedizin und Pflanzenschutz.

Prof. Dr. Andreas von Tiedemann ist Universitätsprofessor für Pflanzenpathologie und Pflanzenschutz am Department für Nutzpflanzenwissenschaften der Georg-August-Universität Göttingen.

Vorwort 10

1 Aufgabe und Verantwortung der Phytomedizin 12

2 Abiotische Schadfaktoren 15

2.1 Klima und Witterung 16

2.2 Bodenbedingungen 19

2.3 Agrartechniken 20

2.4 Luftschadstoffe 21

3 Viren 24

3.1 Viren als Ursache von Pflanzenkrankheiten 24

3.2 Klassifizierung 26

3.3 Viroide 29

3.4 Ultrastruktur und Morphologie 30

3.5 Infektionsprozess und Virussynthese 34

3.6 Virusausbreitung in Pflanzen 37

3.7 Virusubertragung 39

3.8 Symptome und Erkrankungen 44

3.9 Gegenmasnahmen 46

4 Bakterien 49

4.1 Bakterien als Ursache von Pflanzenkrankheiten 51

4.2 Klassifizierung 52

4.3 Infektionsprozess 53

4.4 Vermehrung und Verbreitung 54

4.5 Krankheitssymptome 55

4.6 Wichtige phytopathogene Bakterien 58

4.7 Gegenmasnahmen 59

4.8 Bakterien als Forderer der Pflanzengesundheit 60

5 Pilze 62

5.1 Pilze als Ursache von Pflanzenkrankheiten 62

5.2 Klassifizierung 63

5.3 Morphologie und Lebensweise von Pilzen 64

5.4 Wichtige phytopathogene Pilze 68

6

5.4.1 Reich: Protista 68

5.4.2 Reich: Chromista (Algen) 71

5.4.3 Reich: Fungi (Echte Pilze) 77

5.4.3.1 Stamm: Chytridiomycota 77

5.4.3.2 Stamm: Zygomycota 77

5.4.3.3 Stamm: Ascomycota 78

5.4.3.4 Stamm: Basidiomycota 93

6 Nematoden 105

6.1 Nematoden als Schaderreger 105

6.2 Systematik phytomedizinisch bedeutender Nematoden 106

6.3 Korperaufbau und Lebensweise 107

6.4 Symptome und Schadigung 109

6.5 Wichtige pflanzenparasitare Nematoden 110

6.6 Gegenmasnahmen 117

6.7 Nematoden als Nutzlinge 118

7 Arthropoden 120

7.1 Arthropoden als Schaderreger 120

7.2 Systematik phytomedizinisch bedeutender Arthropoden 121

7.3 Korperaufbau und Lebensweise 121

7.4 Wichtige pflanzenschadliche Arthropoden 122

7.4.1 Klasse Crustaceae (Krebse) . 122

7.4.2 Klasse Arachnida (Spinnentiere) 122

7.4.3 Klasse Myriapoda (Tausendfusler) 124

7.4.4 Klasse Insecta (Insekten, Kerbtiere) 125

7.4.4.1 Ordnung Collembola (Springschwanze) 131

7.4.4.2 Ordnung Saltatoria (Springschrecken) 132

7.4.4.3 Ordnung Dermaptera (Ohrwurmer) 133

7.4.4.4 Ordnung Blattodea (Schaben) 133

7.4.4.5 Ordnung Isoptera (Termiten) 133

7.4.4.6 Ordnung Thysanoptera (Thripse, Fransenflugler) 133

7.4.4.7 Ordnung Heteroptera (Wanzen) 134

7.4.4.8 Ordnung Homoptera (Pflanzensauger) 134

7.4.4.9 Ordnung Coleoptera (Kafer) 141

7.4.4.10 Ordnung Hymenoptera (Hautflugler) 147

7.4.4.11 Ordnung Lepidoptera (Schmetterlinge) 149

7.4.4.12 Ordnung Diptera (Zweiflugler) 153

7.5 Arthropoden als Nutzlinge 156

8 Sonstige tierische Schaderreger 160

8.1 Schnecken 160

8.2 Wirbeltiere 161

9 Unkräuter 167

9.1 Biologie und Okologie der Unkrauter 168

9.2 Interaktionen zwischen Unkrautern und

Kulturpflanzen 173

Inhalt

7

10 Interaktionen zwischen Pflanzen und

Schaderregern 179

10.1 Entstehung von Krankheiten 180

10.1.1 Befall und Penetration in die Pflanze 180

10.1.2 Besiedlung des Wirtsgewebes 183

10.1.3 Auswirkungen des Pathogenbefalls 186

10.2 Entstehung von Pflanzenschaden durch

tierische Schaderreger 190

10.3 Pflanzliche Abwehrmechanismen 191

10.3.1 Strukturelle Barrieren 192

10.3.2 Biochemische Abwehrmechanismen 195

10.3.3 Formen der Resistenz 198

10.4 Einfluss von Umweltfaktoren auf Schaderreger

und Kulturpflanzen 202

11 Auswirkungen von Schaderregerbefall auf

die Wirtspflanze 207

11.1 Krankheitserscheinungen und Beschadigungen 207

11.1.1 Symptomatologie 207

11.1.2 Quantitative und qualitative Schaden 207

11.1.3 Nachernteschaden 215

11.1.4 Visuelle Schaden 217

11.2 Erfassung von Ertragsverlusten 218

11.3 Positive Auswirkungen von Wirt-Pathogen-Beziehungen 221

12 Vermehrung und Ausbreitung von Schaderregerpopulationen

223

12.1 Epidemiologie der Pflanzenkrankheiten 224

12.2 Populationsdynamik tierischer Schaderreger 227

12.2.1 Grundlagen der Abundanzdynamik 227

12.2.2 Ursachen von Populationsschwankungen 231

13 Pflanzenschutz 234

13.1 Nachweis und Identifizierung von

Schadursachen (Diagnosemethoden) 234

13.2 Integrierter Pflanzenschutz 247

13.2.1 Vorbeugende Masnahmen 248

13.2.1.1 Fruchtfolge 249

13.2.1.2 Bodenbearbeitung und Aussaattermin 251

13.2.1.3 Sortenwahl 254

13.2.1.4 Dungung 257

13.2.2 Masnahmen des gezielten Pflanzenschutzes 261

13.3 Physikalische Masnahmen 266

13.4 Biologischer Pflanzenschutz 271

13.5 Pflanzenstarkungsmittel 284

13.6 Biotechnische und gentechnische Verfahren

im Pflanzenschutz 287

13.7 Chemische Pflanzenschutzmittel 296

13.7.1 Fungizide einschlieslich Wirkstoffe

gegen Oomyceten 302

Inhalt

8

13.7.1.1 Anorganische und metallorganische Fungizide 305

13.7.1.2 Thiocarbamate und Thiurame 307

13.7.1.3 Carboxanilide 308

13.7.1.4 Benzimidazole 309

13.7.1.5 Dicarboximide 310

13.7.1.6 Hemmstoffe der Ergosterolbiosynthese 310

13.7.1.7 Strobilurine und weitere Hemmstoffe

der Atmungskette 314

13.7.1.8 Anilinopyrimidine, Phenylpyrrole und

weitere Wirkstoffe 319

13.7.1.9 Wirkstoffe zur Bekampfung von Oomyceten 320

13.7.2 Insektizide und weitere Wirkstoffe gegen

tierische Schaderreger 322

13.7.2.1 Chlorierte Kohlenwasserstoffe 326

13.7.2.2 Phosphororganische Verbindungen

(Phosphorsaureester) 326

13.7.2.3 Carbamate 327

13.7.2.4 Synthetische Pyrethroide 327

13.7.2.5 Neonicotinoide (Nitroguanidine) 327

13.7.2.6 Insektizide mit neuen Wirkmechanismen 328

13.7.2.7 Naturliche Insektizide 328

13.7.2.8 Insektenwachstumsregulatoren 329

13.7.2.9 Akarizide 329

13.7.2.10 Nematizide 330

13.7.2.11 Molluskizide 331

13.7.2.12 Rodentizide 331

13.7.3 Herbizide 332

13.7.3.1 Hemmstoffe der Photosynthese 334

13.7.3.2 Hemmstoffe der Carotinoidbiosynthese

(Bleichherbizide) 339

13.7.3.3 Hemmstoffe der Aminosauresynthese 339

13.7.3.4 Hemmstoffe der Zellteilung (Carbamate,

Dinitroaniline) 341

13.7.3.5 Hemmstoffe der Fettsaurebiosynthese 341

13.7.3.6 Herbizide mit Auxinwirkung (Phenoxy- und

heterozykl. Carbonsauren) . 342

13.7.3.7 Weitere Herbizide 344

13.7.4 Wachstumsregler 344

13.8 Anwendung von Pflanzenschutzmitteln 347

13.8.1 Formulierung 347

13.8.2 Applikationstechnik 348

13.8.3 Wirkstoffaufnahme und –verteilung 350

13.8.4 Wirkungsweise und Selektivitat 354

13.8.5 Resistenzentwicklung und Resistenzmanagement 356

13.8.6 Nebenwirkungen von Pflanzenschutzmitteln 360

13.9 Entwicklung und Zulassung eines Pflanzenschutzmittels

362

13.9.1 Entwicklung von Pflanzenschutzmitteln 363

13.9.2 Zulassung von Pflanzenschutzmitteln 365

13.9.3 Anwender- und Verbraucherschutz 368

Inhalt

9

13.9.4 Verbleib in der Umwelt und Okotoxikologie 372

13.10 Rechtliche Regelungen im Pflanzenschutz 373

13.10.1 Pflanzenschutzgesetz 374

13.10.2 Organisation und Aufgaben des amtlichen

Pflanzenschutzdienstes 375

13.10.3 Internationale Regelungen im Pflanzenschutz 377

13.11 Pflanzenquarantane 378

13.12 Pflanzenschutz im geschutzten Anbau 382

13.13 Pflanzenschutz im Okolandbau 388

14 Wichtige Krankheitserreger und Schädlinge an

Kulturpflanzen 395

14.1 Getreide 395

14.2 Mais 403

14.3 Raps 405

14.4 Kartoffel 409

14.5 Zuckerrube 415

14.6 Hulsenfruchte 419

14.7 Tomate 428

14.8 Gurkengewachse 433

14.9 Kohlgemuse 438

14.10 Mohre 444

14.11 Salate 447

14.12 Zwiebelgewachse 450

14.13 Spargel 454

14.14 Kernobst 456

14.15 Steinobst 463

14.16 Beerenobst 469

14.17 Erdbeere 470

14.18 Weinrebe 473

14.19 Hopfen 478

14.20 Rose 480

Glossar 485

Sachregister 497

Bildquellen 516