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LUBILOSA
Das Logo von LUBILOSA.

LUBILOSA war der name von a Forschungsprogramm das strebte an biologisch eine Alternative zu entwickeln chemische Kontrolle von Heuschrecken. Der Name ist a Akronym des Französisch Titel des Programms: Lutte Biologique contre les Locustes et les Sauteriaux (Biologische Kontrolle von zug und gewöhnliche Heuschrecken). Während seines 13-jährigen Bestehens (November 1989 bis Dezember 2002) hat das Programm isolieren des PilzMetarhizium festgestellt, dass virulent ist gegen Heuschrecken und hat alle notwendigen Schritte unternommen, um das biologische Bekämpfungsmittel einzuführen Grüner Muskel zu entwickeln, dass die Spuren (oder besser: Konidien) dieses Pilzes.[1]

Mitarbeiter

Das Programm wurde konzipiert von Chris Prior und David Großkopf des International Institute of Biological Control (IIBC), einem ehemaligen Forschungsinstitut von CAB International die sich damals auf der befand Silwood Park in dem Vereinigtes Königreich. Das IIBC beantragte und erhielt die Mitarbeit des ehemaligen Biologischen Kontrollzentrums für Afrika in Cotonou, Benin, dass es ihm gehörte Internationales Institut für tropische Landwirtschaft (IITA). Als das IIBC finanzielle Unterstützung von der Generaldirektion Internationale Zusammenarbeit (DGIS), beigetragen durch die Zahlung eines niederländischen Heuschreckenexperten, der beim Département de Formation en Protection des Végétaux (DFPV: Abteilung für Ausbildung im Pflanzenschutz) des Regionalzentrums AGRHYMET (CRA) in Niamey, Niger, das Teil des ständigen Comité Inter-états de Lutte contre la Sécheresse dans le Sahel (CILSS: Ständiger Mehrstaatenausschuss für Dürrebekämpfung in der sahel). Da die DFPV innerhalb von LUBILOSA ein eigenes Budget erhielt, wurde sie vollwertiger Partner des Programms. LUBILOSA arbeitet seit mehreren Jahren mit dem Heuschreckenprogramm von GIZ (ehemals GTZ) zusammengearbeitet. Es bestand eine permanente Zusammenarbeit mit den Pflanzenschutzbehörden von Niger, Benin, Burkina Faso, Tschad, Mali, Senegal und Gambia.

Spender

Das LUBILOSA-Programm wurde von folgenden Spendern unterstützt:

Während der Laufzeit des Programms haben diese Spender 10.200.000 britische Pfund (damals ca. 17.000.000 US-Dollar) beigesteuert.

Vier Phasen

Das LUBILOSA-Programm wird in Phasen von jeweils drei bis vier Jahren gefördert:

  • Erste Phase 1990–1992
  • Zweite Phase 1993–1995
  • Dritte Phase 1996–1998
  • Vierte Phase 1999–2002

Erste Phase

Das Programm begann gegen Ende 1989, als Chris Prior und David Greathead[2] erhielt finanzielle Mittel und bildete ein Team, um biologische Wirkstoffe zur Heuschreckenbekämpfung zu entwickeln. Bei der Bewertung der verschiedenen Möglichkeiten der biologischen Bekämpfung wurde schnell klar, dass ÖlFormulierungen der Sporen bestimmter Pilze, die zum Schimmelpilzstamm gehören Deuteromycota (Anamorphe Pilze) war am vielversprechendsten. Solche Pilze können auf künstlichen Nährböden wachsen und können daher recht schnell in großen Mengen produziert werden. Ihre Spuren sind lipophil und kann daher leichter in Öl suspendiert werden als in Wasser. Da die Heuschreckenbekämpfung typischerweise mit Ölformulierungen durchgeführt wird, die in ultraniedrigen Volumendosen (ULV) verabreicht werden, ermöglichte die Entwicklung einer Ölformulierung aus Pilzsporen den Benutzern, die gleichen Anwendungsgeräte wie chemische Pestizide zu verwenden und die Wirksamkeit zu maximieren.[3]

Normalerweise sind Pilze unter feuchten Bedingungen am aktivsten und wurden daher in frühen Versuchen, sie als Pestizide zu verwenden, in Wasserformulierungen verwendet. In der Praxis waren die Ergebnisse jedoch oft enttäuschend, und dieser Ansatz wurde im Laufe des 20. Jahrhunderts größtenteils aufgegeben. Als das Interesse an der mikrobiellen Kontrolle wiederbelebt wurde, wurden pilzliche Wasserformulierungen zunächst erfolgreich in Gewächshäuser eingesetzt, aber die Ergebnisse im freien Feld blieben enttäuschend. In den 1980er Jahren entdeckte Prior, dass einige anamorphotische Pilze wirksamer sind, wenn sie in Öl verabreicht werden.[4]

In der ersten Phase von LUBILOSA wurde die technische Machbarkeit des Einsatzes solcher Formulierungen in der Heuschreckenbekämpfung demonstriert Labor und dann in Feldkäfig- und Arenaversuchen.[5] Daraufhin wurde eine umfangreiche Suche gestartet Westafrika und der Arabische Halbinsel nach Isolaten zu suchen, die gegen Heuschrecken virulent waren, da nur wenige solcher Isolate in öffentlichen Sammlungen verfügbar waren. Die Suche nutzte ein Netzwerk von Mitarbeitern und fand etwa 180 Isolate,[6] viele davon gehören zu den Arten Metarhizium acridum gehörten und einige anderen Metarhizium Arten und zu Beauveria bassiana mit einigen Berichten aus Syngliocladium acridiorum (syn. Sorosporella). Das Labor-Screening dieser Isolate zeigte, dass M. acridum war unter warmen Bedingungen (30°C) eindeutig die virulenteste Art und bestätigte die Wahl des Isolats IMI 330189 für die weitere Entwicklung.[7] Nachfolgende Versuche in Käfigen und Arenen bestätigten, dass Ölformulierungen selbst unter sehr trockenen Bedingungen infektiös waren. IMI 330189 und ähnliche Isolate wurden in frühen Veröffentlichungen identifiziert Metarhizium flavovirid gezählt und dann zu Metarhizium anisopliae div. scharf, aber sie werden jetzt beschrieben als Metarhizium acridum (Fahrer & Milner) J.F. Bisch., Rehner & Humber.[8]

Zweite Etage

Während der zweiten Phase wurde die Ölformulierung im Feld getestet und für wirksam befunden. Es erwies sich als schwierig, Feldversuche mit so hochmobilen Insekten wie Heuschrecken durchzuführen. Feste Parzellen können nicht mit Wanderheuschrecken verwendet werden, es sei denn, sie sind mehrere Quadratkilometer groß. Daher ist es notwendig, Gruppen von „Hoppern“ (Heuschreckennymphen) Folgen. Obwohl es in dieser Phase viele Heuschreckenplagen gab, waren beide Wüstenheuschrecke (Schistocerca gregaria) ab dem braune Heuschrecke (Locustana pardalina) waren auch chemische Kontrollteams sehr aktiv, und so konnten bei der Entwicklung von Techniken zur Verringerung der Auswirkungen von Metarhizium auf uneingeschränkte Wanderheuschrecken.[9] Es war jedoch möglich, die Behandlungen gegen die stinkende Heuschrecke (Zonocerus variegatus) im Waldgürtel und gegen Sahelheuschrecken, insbesondere die Senegalesische Heuschrecke (Oedaleus senegalensis), um zu vergrößern.[10][11]

Es wurde Kontakt zu mehreren international renommierten Herstellern von Biopestizide um herauszufinden, ob sie in der dritten Phase in der Lage und gewillt wären, LUBILOSA Spuren zu liefern, aber keiner konnte diese Verpflichtung eingehen. Infolgedessen wurde ein Teil des IITA-Bahnhofs in Cotonou in eine Bahnproduktion umgebaut und die personellen und technischen Kapazitäten für den Bahnbedarf erhöht. Die Anlage erwies sich als hervorragende Forschungseinheit und ermöglichte die Feinabstimmung der technischen Spezifikationen und die Prüfung von Produktion, Kontaminationskontrolle, Sporenabscheidung, Trocknung und Verpackung.

Dritte Phase

Feldversuche

Das LUBILOSA-Team suchte weiterhin nach Möglichkeiten, um Metarhizium gegen Heuschrecken zu testen. Feldversuche wurden gegen senegalesische Heuschrecken durchgeführt, Afrikanische Reisheuschrecken (Hieroglyphus daganensis), Stinkheuschrecken, Sahel-Baumheuschrecken (Anacridium melanorhodon), Wanderheuschrecken und Wüstenheuschrecken. Diese Tests haben gezeigt, dass Metarhizium bei einer Dosis von 50 g/ha HeuschreckenBevölkerungen innerhalb von zwei bis drei Wochen um 80-90% reduziert.[12] Die Bekämpfung von Wanderheuschrecken auf Populationsebene war schwieriger zu erreichen, jedoch zeigte sich ein signifikanter Effekt auf Gruppen von Heuschrecken[13] trotz großer Schwierigkeiten, einzelnen Gruppen zu folgen. In einigen Prozessen gegen senegalesische Heuschrecken ist es auch chemisches PestizidFenitrothion zum Vergleich verwendet.[14] Wegen seiner eher kurzen Beharrlichkeit erwies sich als viel weniger wirksam als gemeinhin angenommen. Es war sehr wirksam, um eine sofortige starke Abnahme der Populationsdichten zu bewirken, aber fortgesetztes Schlüpfen und Remigration in die behandelten Parzellen erhöhte diese Dichten nach weniger als einer Woche wieder, bis sie nach etwa zwei bis drei Wochen wieder auf das ursprüngliche Niveau zurückkehrten. Auf der anderen Seite reduziert Metarhizium Bevölkerungszahlen verlangsamten sich, blieben aber mindestens anderthalb Monate lang auf niedrigem Niveau. Die Halbwertszeit der Sporen auf der Vegetation wurde unter den Bedingungen der Sahel-Regenzeit auf mehr als 7 Tage geschätzt und einige Sporen müssen natürlich die Trockenzeit überleben.[15]

Heuschreckenverhalten

Bei diesen Feldversuchen wurde deutlich, dass Heuschrecken bemerken, dass sie infiziert sind und ihr Verhalten entsprechend anpassen. Vor allem verbringen sie mehr Zeit mit Sonnenbaden, sogar mitten am Tag. Auch nicht infizierte Heuschrecken sonnen sich, solange ihre Körpertemperatur unter den gewünschten 38-40 °C liegt. Eine genaue Untersuchung hat jedoch gezeigt, dass infizierte Heuschrecken ihre Körpertemperatur sogar um 4° höher erhöhen.[16] Dieser Effekt wurde als „Verhaltensfieber“ bezeichnet und soll die Infektion ähnlich verlangsamen wie Fieber im warmblütigTiere. Dieses Sonnenbad-Verhalten stellt den Pilz vor ein Problem. Ihre bevorzugte Temperatur beträgt 28-30 °C und über 35 °C hört sie auf zu wachsen. Körpertemperaturmessungen im Feld haben gezeigt, dass das Bräunungsverhalten die für das Wachstum zur Verfügung stehende Zeit um viele Stunden pro Tag reduziert. Dadurch können die Insekten unter Umständen mindestens eine Packung Eier legen, bevor sie sterben. Interessant ist, dass gesunde Heuschrecken, insbesondere die Weibchen, einige Zeit nach der letzten Häutung durchlaufen, um die Geschlechtsreife zu erreichen und Eier zu legen. Während dieser Zeit bauen sie genügend Fettreserven auf, um bis zu drei Eierpackungen zu legen. Infizierte Individuen lassen diese Mastzeit jedoch fallen und beginnen sofort nach der Häutung Eier zu entwickeln.[17] Dies erschöpft sie in der Regel so sehr, dass sie nach dem Legen eines Eierpacks sterben. Also auch wenn Metarhizium tötet sein Opfer nicht vor oder kurz nach der letzten Häutung, er erlaubt meist nur das Legen eines einzelnen Eipacks und verringert so die Fruchtbarkeit infizierter Weibchen.

(Öko-)Toxikologie

In der dritten Phase startete das Programm die Umgebung-Auswirkung der Auserwählten Metarhiziumisolieren (IMI 330189). Standard toxikologisch Tests von zertifizierten Labors zeigten, dass die Belastung praktisch keinen Einfluss auf Säugetiere, Vögel und Angeln (z.B. LD50 für Ratten >2000mg aktive Komponente pro kg Körpergewicht). Andere toxikologische und ökotoxikologisch Tests wurden vom LUBILOSA-Team durchgeführt. Ein wichtiges Ziel war es zu zeigen, dass das Isolat nur infizierte Heuschrecken ist. Daher wurden Infektionstests an einer Vielzahl von Wirbellosen. Die allermeisten konnten nicht einmal durch hohe Dosen infiziert werden. Einige Insekten, wie z Termiten, Honigbienen, besonders Schlupfwespen und Seidenraupen, wurden unter Laborbedingungen infiziert.[18][19] Nachfolgende Experimente wurden unter Halb- und Vollfeldbedingungen durchgeführt und zeigten, dass unter diesen Bedingungen nur Seidenraupen einen signifikanten Infektionsgrad erlitten. Die Schlussfolgerung aus all diesen Versuchen war, dass der LUBILOSA-Stamm von Metarhizium konnte nicht Wirbeltiere und dass es unter künstlichen Bedingungen nur eine kleine Anzahl von Insektenarten infizierte. Die vorliegenden Studien weisen darauf hin, dass das Isolat unter natürlichen Bedingungen nur Arten der InfrarotAcriidea (Orthopteren) und die domestizierte Seidenraupe Bombyx moric infiziert.

Massenproduktion

Die Sporenproduktionseinheit in Cotonou ermöglichte es, die Massenproduktion der Sporen des LUBILOSA-Stammes zu optimieren[20] auf einem entsprechenden technischen Stand.[21] Das gewählte Herstellungsverfahren enthielt eine flüssige und eine feste Phase. Während der flüssigen Phase wird der PilzBiomasse aufgebauscht in einer Lösung von Zucker und Hefe. Manchmal bilden sich Unterwasserspuren.[22] Aus der gebildeten Suppe wird dann teilweise gekocht partially Reis zu impfen. die FormMyzel dringt in den Reis ein und beginnt dann zu sporulieren. An diesem Punkt werden Substrat und Schimmel langsam getrocknet, bevor die Sporen vom Reis getrennt werden. Um dies effizient zu bewerkstelligen, wurde eine neue Maschine erfunden und anschließend zum „MycoHarvester“ weiterentwickelt. Die Untersuchung und Optimierung des Massenproduktionsprozesses führte zur Annahme von Qualitätsstandards für die produzierten Schienen,[23] das könnte denen auferlegt werden, die die Tracks kommerziell unter Lizenz produzieren möchten. Qualitätskontrolle ist sehr wichtig, wie zum Beispiel Kontaminationsniveaus (insbesondere die Abwesenheit von menschlichen Krankheitserreger), Virulenz für die gewünschten Schadinsekten, das Partikelgrößenspektrum und nicht zuletzt der Anteil lebensfähiger Sporen. Es wurden umfangreiche Forschungen zur optimierten Lagerung von Sporen durchgeführt, die trocken (<5% Feuchtigkeitsgehalt) und idealerweise unter kühlen Bedingungen aufbewahrt werden sollten.[24][25][26]

Vermarktung

Grünes Muskel-Logo

Zwei Handelsunternehmen vereinbarten zu prüfen, ob die Produktion von Metarhizium für den Heuschreckenmarkt machbar und wirtschaftlich rentabel. Dies waren biologische Kontrollprodukte (BCP) in der Nähe Durban, Südafrika, und Natürlicher Pflanzenschutz (KKW) in Nogueres, Frankreich (Teil von Calliope N.V.). Das ehemalige Unternehmen registrierte das Produkt unter dem Namen Green Muscle (registriert von CAB International) zunächst in Südafrika und dann in anderen süd- und ostafrikanischen Ländern. BCP ist der führende Hersteller von biologischen Pestiziden in Afrika. Sein Hauptmarkt ist Südafrika, aber seine Produkte werden zunehmend auch in anderen Ländern verkauft. Das Unternehmen produziert und vermarktet weiterhin Green Muscle. Es wurde 2010 von Becker Underwood erworben. NPP hingegen erhielt nur eine befristete Verkaufserlaubnis für die Länder der CILSS in Westafrika, konnte Green Muscle jedoch nicht mit eigenem Produktionsprozess herstellen.

Vierte Phase

Die letzte Phase von LUBILOSA war geprägt von Werbeaktivitäten und Überwachung des kommerziellen Herstellers. Es reichte nicht aus, das Produkt zu vermarkten und potenzielle Kunden zu informieren. Der Markt für Heuschreckenbekämpfungsprodukte war (und ist) eigenartig und schwer zu durchdringen. Die meisten Benutzer sind staatliche oder zwischenstaatliche Behörden, die an der Heuschreckenbekämpfung beteiligt sind. Gerade am Anfang erwies es sich als schwierig, die Fachleute in diesen Agenturen davon zu überzeugen, dass ein alternatives Produkt benötigt wird und dieses Produkt genauso wirksam ist wie die bisher verwendeten Produkte. Darüber hinaus boten die großen Pflanzenschutzmittelfirmen den Mitarbeitern der Einkaufsabteilungen allerlei Anreize, ihre Produkte zu kaufen. Diese Praxis war für ein kleines Unternehmen wie BCP schwer zu übernehmen. Bis zum Ende des Programms und sogar darüber hinaus bestand weiterhin Bedarf an weiteren Feldversuchen und Demonstrationen. Am Ende hat die Heuschreckengruppe der Ernährungs-und Landwirtschaftsorganisation des Vereinte Nationen (FAO) schließlich an einigen Prozessen interessiert und beteiligt, insbesondere gegen die Wüstenheuschrecke.[27]

Abgesehen von der Sahelzone gelten Heuschrecken in Afrika im Allgemeinen nicht als ernsthafte Schädlinge und werden daher selten mit Pestiziden bekämpft. Aus diesem Grund wurden nur in der Sahelzone ernsthafte Anstrengungen unternommen, um Green Muscle für ihre Kontrolle zu fördern. In einer Reihe von Ländern, insbesondere in Niger, arbeiten Renovierer von Korn in Dorfbrigaden organisiert, die mit der Bekämpfung von Schädlingen beauftragt sind, die die Kapazitäten der einzelnen Bauern überschreiten. Green Muscle wurde einigen von ihnen nach einer kurzen Einweisung in die richtige Anwendung gegeben. Nach der anfänglichen Enttäuschung über die langsame Aktion waren die Dorfbewohner meist mit dem Endergebnis zufrieden. Der Preis erwies sich jedoch als ernsthaftes Hindernis. Damals betrugen die Produktionskosten für ein kg Green Muscle etwa 200 US-Dollar, was einem Preis von 10 US-Dollar pro Stück entsprach Hektar in einer Dosis von 50 g/ha. Der Preis für konventionelle Produkte lag damals bei rund 5 USD/ha. Obwohl die Landwirte bereit waren, eine Prämie von 2 Dollar dafür zu zahlen, dass Green Muscle für ihre Gesundheit und die ihrer gesundheitlich unbedenklich ist Vieh, es war klar, dass sie keine 10 Dollar zahlen würden. Ein weiteres Problem bestand darin, dass noch kein Hersteller für den westafrikanischen Markt identifiziert wurde und daher die Verfügbarkeit des Produkts nicht garantiert werden konnte.

Am Ende des Programms im Dezember 2002 sahen sich die LUBILOSA-Partner mit einer Situation konfrontiert, in der die Marktnutzung von Green Muscle praktisch nicht existierte und alle Mengen nur zu Versuchszwecken gekauft wurden. BCP war allein, um das Produkt mit geringer Unterstützung von CABI und IITA zu bewerben, denen die Mittel für ernsthafte Aktivitäten ausgegangen waren. Das Interesse der FAO war jedoch geweckt, was einige Feldversuche ermöglichte.

Post-LUBILOSA

Nach Beendigung des LUBILOSA-Programms wurden die Aktivitäten zur Förderung des Einsatzes von Green Muscle fortgesetzt, darunter Feldversuche gegen rote Heuschrecken und Wüstenheuschrecken mit Unterstützung der FAO. Ein neues Projekt in Westafrika, PréLISS (Regional Project for Integrated Grasshopper Control in the Sahel), zielte darauf ab, integrierte Schädlingsbekämpfungsstrategie (IPM in Englisch), die die Verwendung von Green Muscle beinhaltete. Dieses Projekt führte Feldversuche mit reduzierten Dosen von Green Muscle durch und bewies, dass 25 g/ha genauso wirksam waren wie die registrierte Dosis von 50 g/ha. Es wurde auch getestet, mischt sich mit Lambda-Cyhalothrin (ein Pyrethroide Pestizid), um das Problem der langsamen Wirkung von Green Muscle zu lösen. Es wurde gezeigt, dass die gleichzeitige Verabreichung beider Produkte, jeweils mit einem Viertel der registrierten Dosis, eine ebenso schnelle Mortalität wie Lambda-Cyhalothrin allein verursacht und die Populationszahlen wochenlang niedrig hält, und das alles zu viel geringeren Kosten.

Nachdem klar wurde, dass NPP Green Muscle nicht produzieren konnte, ging die Suche nach einem zweiten Produzenten weiter. Eine Reihe von Kandidatenherstellern wurde angesprochen, aber keiner war bereit, die Herausforderung anzunehmen. Diese Situation änderte sich erst, als Ende 2003 Wüstenheuschrecken begannen, westafrikanische Länder zu überfallen. Der damalige Präsident von Senegal, Abdoulaye Wade, und seine Frau Viviane waren zutiefst besorgt über die Aussicht, dass riesige Mengen chemischer Pestizide versprüht werden, um die Geißel zu bekämpfen. Die 'First Lady' gab ihren technischen Berater Sebastien Couasnet um herauszufinden, ob es eine Alternative gibt. Offenbar steckten die Informationen zu Green Muscle auf professioneller Ebene in der Pflanzenschutzbehörde aus Senegal (und höchstwahrscheinlich auch aus anderen Ländern), trotz aller Bemühungen von LUBILOSA und PréLISS, die Existenz des neuen Produkts weithin bekannt zu machen.

Couasnet ist auf die LUBILOSA-Website gestoßen, die noch immer am IITA vom PRéLISS-Projektleiter gepflegt wird. Die beiden Männer lernten sich in Cotonou kennen und machten sich sofort daran, eine Produktionseinheit für Green Muscle zu entwerfen. Couasnet gelang es, die „First Lady“ zu überzeugen, die Finanzierung und den Bau der 2005 begonnenen Anlage zu arrangieren. Es dauerte eine Weile, die Produktion aufzunehmen und alle Kontaminationsquellen zu beseitigen, aber mit technischer Unterstützung von IITA, CABI und Roy Bateman von IPARC, die die neueste Version des 'Mycoharvesters' installierten, gelang es ihnen schließlich. Die Lizenz für Green Muscle wurde Ende 2007 erteilt. In den folgenden vier Jahren übernahm die Stiftung die Produktion und Vermarktung Fondation Agir pour l'Education et la Santé, davon Mme. Wade war die Vorsitzende. Leider hielt diese Stiftung nicht lange und wurde durch interne Meinungsverschiedenheiten zerstört, insbesondere darüber, inwieweit privates Kapital aufgebracht werden musste, um die Produktion von Green Muscle und ähnlichen Produkten fortzusetzen. Nach dem Verlust von Präsident Wade bei den Präsidentschaftswahlen 2012 wurde die Stiftung aufgelöst. Die Pilzproduktion war bereits 8 Monate zuvor eingestellt worden. Die 2012 von der BASF SE übernommene Becker Underwood South Africa war damals der alleinige Produzent von Green Muscle. Allerdings scheint das Produkt mittlerweile vom Markt verschwunden zu sein und die Zulassungen sind abgelaufen. Deshalb das neue schweizerisch Firma Eléphant Vert [1] beschlossen, ein neues Produkt, NOVACRID, zu entwickeln, das eine andere Sorte von verwendet M. acridum enthält.

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