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Wissenswertes

Waldschutz – Borkenkäfer mit Düften lenken

Mit neuen Duftstoffen sollen Borkenkäfer und Co. in gefährdeten Waldbeständen wirksamer angelockt oder vergrämt werden. Ein neues Förderprojekt des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) hat zum Ziel: weniger Fraßschäden bei weniger Insektiziden.

Hell – dunkel – landen: Die Sichtflugfähigkeit bei Borkenkäfern ist nicht gerade besonders ausgeprägt. Mit diesem Orientierungssinn allein würden es Buchdrucker und Kupferstecher nie schaffen, ihre Nahrungsquelle – die Fichten – so zielstrebig im Wald anzufliegen: Das gelingt ihnen nur dank ihrer Antennen. Damit nehmen sie selbst kleinste Partikel in der Luft wahr. So folgen sie einer Duftspur, den sogenannten volatilen organischen Verbindungen (VOCs), bis hin zu ihren Lieblingsbäumen.

Holzpolter mit Duftstoffen schützen

Das wiederum wollen Forscher gezielt ausnutzen und Verwirrung stiften! Indem sie falsche Fährten legen: Geeignete Lebensräume sollen mit Substanzen getarnt werden, die den Käfern ungeeignete Lebensräume vorgaukeln – Non-Habitat-Volatile. So könnten etwa Holzpolter im Wald vor Borkenkäfern geschützt werden.

Die Spurenstoffe, die geeignete Lebensräume anzeigen – Host und Habitat-Volatile – sollen wiederum gezielt eingesetzt werden, um Käfer in Fallen zu fangen. „Attract and kill“ nennen das die Wissenschaftler.

Käfer mit chemischen Substanzen anzulocken, das wird schon länger praktiziert. Schon seit den 90iger Jahren kann man als Wanderer in deutschen Fichtenwäldern auf die schwarzen Lockstofffallenstoßen. Sie sind bestückt mit Pheromonen, den sexuellen Botenstoffen einer jeweiligen Insektenart. Mit dieser Methode lassen sich zehntausende Käfer in einer Falle pro Saison fangen.

Borkenkäfer fangen, Gegenspieler schonen

Doch um eine Massenvermehrung zu verhindern und die Fressfeinde der Borkenkäfer zu schonen, dazu ist diese Fangmethode noch nicht ausgereift genug. Denn Pheromone wirken vor allem dann erfolgreich, wenn die Populationen bereits sehr groß sind und eine Steuerung der Populationsentwicklung nur mehr schwer möglich ist.

Und außerdem werden auch die Feinde der Borkenkäfer dezimiert wie Ameisenbuntkäfer und Schlupfwespen, die der vielversprechenden Botenstoffspur ihrer Beute folgen und dann ebenfalls in den Fallen verenden.

Ein im August gestartetes Forschungsprojekt versucht nun auf Basis der Volatile ein naturnahes Waldschutzverfahren zur Abwehr von Schadinsekten zu entwickeln. Gefördert vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) mit dem Förderprogramm „Nachwachsende Rohstoffe“, koordiniert von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), sucht ein Team an Forstwissenschaftler der Georg-August-Universität Göttingen nach diesen typischen VOCs verschiedener Pflanzengesellschaften. So produzieren allein Fichten mehr als 50 verschiedene Duftstoffe. In dem Forschungsprojekt Bioprotectdes Waldklimafonds hatten die Wissenschaftler entdeckt, dass VOCs bestimmter Pflanzen lockende beziehungsweise vergrämende Wirkung – repellente Effekte – auf die Insekten hatten.

 

Duftstoffe sammeln - Wirkstoffe ermitteln

Duftstoffe sind flüchtige organische Verbindungen, die Pflanzen in gasförmiger Form an die Luft abgegeben. Das können sogenannte grüne Blattduftstoffe sein, die Pflanzen aussenden, wenn sie verletzt werden, und Terpenoide. Diese Stoffe dienen der Pflanze zur Abwehr, etwa um Fressfeinde auf Grund ihrer Giftigkeit zu vertreiben; als auch der indirekten Abwehr, um Feinde der Schädlinge anzulocken.

Um die für die Käfer relevanten Duftstoffe zu sammeln, nehmen Wissenschaftler an verschiedenen Bäumen und Pflanzengesellschaften im Wald Luftproben. In den speziellen Pumpen dafür befinden sich Adsorbermittel zur Anreicherung der verschiedenen flüchtigen organischen Verbindungen, den VOCs (volatile organic compounds).

Per Gaschromatograph und Massenspektrometer (GC/MS), das ist ein hoch präzises Analysegerät zum Auftrennen von Gemischen in einzelne chemische Verbindungen, lassen sich die VOCs vereinzeln und bestimmen. Um nun herauszufinden, welcher Duftstoff bei den Käfern was bewirkt, benutzen die Forscher Antennen der Insekten und schließen sie an Elektroden an.

So lässt sich im Labor ein Antennenpotenzial messen, wenn VOCs bei Kontakt mit der Antenne eine Wirkung erzeugen. Es entsteht ein elektrisches Signal. Mit den Wirkstoffen werden dann wiederum Verhaltensversuche durchgeführt: Bewegen sich die Borkenkäfer darauf zu, so können diese in Fallen benutzt werden. Bewegen sie sich davon weg, so eignen sich diese VOCs für den Polterschutz. Anschließend werden die Substanzen in Freilandversuchen getestet.

Das Verbundvorhaben ReBek vereint zwei Teilprojekte. Im Teilprojekt 1 sollen neue und verbesserte Fallensysteme entwickelt und erprobt werden, die dank neuer Duftstoffe eine bessere Lockwirkung entwickeln, gleichzeitig aber so konstruiert sind, dass Nützlinge abgewiesen werden. Das Teilprojekt 2 zielt auf den Schutz von Rohholz: Schadinsekten sollen mittels Tarn- beziehungsweise Vergrämungseffekten etwa von Holzlagern ferngehalten werden. Projektpartner sind die Uni Göttingen, die jeweils die Duftstoffe liefert, die TU Dresden konzentriert sich auf das Fallendesign und ist zusammen mit der Ostdeutschen Gesellschaft für Forstplanung (OGF) in der Umsetzung tätig, die im Teilvorhaben 3 bei der Volatilerprobung für Borkenkäfer sowie Bestimmung praxistauglicher Applikationsformen in der Praxiserprobung beteiligt ist.

Kontakt:

Kompetenz und Informationszentrum Wald und Holz
bei der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Jürgen Heup
Tel: 03843 6930-315
E-Mail: j.heup(bei)kiwuh.fnr.de

Hier im Beispiel an einem Stück Rinde zu sehen, der Versuchskäfer Hylobius abietis ( Linnaeus , 1758) - Der Große braune Rüsselkäfer, auch unter dem Synonym Fichtenrüsselkäfer bekannt. Quelle: Dr. Martin Gabriel, Georg-August-Universität Göttingen
Hier im Beispiel an einem Stück Rinde zu sehen, der Versuchskäfer Hylobius abietis ( Linnaeus , 1758) - Der Große braune Rüsselkäfer, auch unter dem Synonym Fichtenrüsselkäfer bekannt. Quelle: Dr. Martin Gabriel, Georg-August-Universität Göttingen
Borkenkäfer sind eine Unterfamilie der Rüsselkäfer. Hier zu erkennen der Hylobius abietis in der Messkammer des Versuchsaufbaus für die Duftstoffmessung. Mit diesem Aufbau soll gemessen werden, welche Duftstoffe H. abietis emittiert. Dazu saugt eine Pumpe die Luft aus der Messkammer durch ein Adsorbensröhrchen (weißes Glasröhrchen) und führt die Luft durch ein Teflonschläuchen wieder zurück in die Messkammer, in der ein Tier von Hylobius abietis sitzt. Durch dieses geschlossene System (englisch „closed-loop stripping analysis bezeichnete Verfahren) können vor allem Duftstoffe gemessen werden, die in sehr geringen Mengen abgegeben werden. Quelle: Dr. Martin Gabriel, Georg-August-Universität Göttingen
Borkenkäfer sind eine Unterfamilie der Rüsselkäfer. Hier zu erkennen der Hylobius abietis in der Messkammer des Versuchsaufbaus für die Duftstoffmessung. Mit diesem Aufbau soll gemessen werden, welche Duftstoffe H. abietis emittiert. Dazu saugt eine Pumpe die Luft aus der Messkammer durch ein Adsorbensröhrchen (weißes Glasröhrchen) und führt die Luft durch ein Teflonschläuchen wieder zurück in die Messkammer, in der ein Tier von Hylobius abietis sitzt. Durch dieses geschlossene System (englisch „closed-loop stripping analysis bezeichnete Verfahren) können vor allem Duftstoffe gemessen werden, die in sehr geringen Mengen abgegeben werden. Quelle: Dr. Martin Gabriel, Georg-August-Universität Göttingen
Die Geräte, mit denen die Geruchsproben den Käfern (hier Ips typographus) dargeboten werden, heißen Olfaktometer. 
Quelle: Lena-Marie Simon, Georg-August-Universität Göttingen
Die Geräte, mit denen die Geruchsproben den Käfern (hier Ips typographus) dargeboten werden, heißen Olfaktometer. Quelle: Lena-Marie Simon, Georg-August-Universität Göttingen
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