VineMan.org: ERA-NET CORE Organic II: Einbeziehung von Pflanzenresistenz, Anbaumethoden und Biopestizide zur Verbesserung der Bekämpfung von Rebkrankheiten, zur Steigerung der Ertragseffizienz und zur Erhöhung der Biodiversität im europäischen Bioweinbau

Ziel dieses Projektes ist die Verbesserung des biologischen Pflanzenschutzes im europäischen Bioweinbau. Dazu wurden unterschiedliche Aspekte verfolgt: Nutzung der pflanzeneigenen Abwehrmechanismen, Modifizierung der Laubwand- und Traubenstruktur, verbesserter Einsatz von Prognosemodellen und Biopestiziden. Aus relevanten Einzelergebnissen der verschiedenen Arbeitspakete wurden zwei neue Bekämpfungsstrategien für den Bioweinbau entwickelt und getestet. Nutzung der pflanzeneigenen Abwehrmechanismen: Reben besitzen natürliche Abwehrmechanismen gegen Pilze und Oomyzeten. Die Pflanzen erkennen das Eindringen von Pathogenen mit Hilfe von sog. „Pathogen-assoziierten molekularen Mustern (PAMPs)“. Wiederholte Applikationen dieser Moleküle oder Strukturanaloge (PAMPs) kann diese natürliche Immunreaktion der Pflanze aktivieren bzw. verstärken. Eine einfache Testung der Wirksamkeit von PAMPs ist durch „pH-Shift Assays“ möglich. Im Rahmen dieses Projektes wurden 85 Substanzen getestet, 26 davon induzierten eine Änderung des pH-Wertes oder wirkten zytotoxisch. Die Resistenz-induzierende Wirkung dieser Substanzen wurde mit Blattscheiben-Pathogen Versuchen studiert. 11 Substanzen reduzierten im Blattscheibentest die Sporulation des Falschen Mehltaupilzes (Peronospora) deutlich. Eine Substanz zeigte auch im Feldversuch vielversprechende Ergebnisse. Modifizierung der Laubwand- und Traubenstruktur: Veränderungen der Laubwand beeinflussen das Mikroklima, damit die Wachstumsbedingungen für Krankheitserreger. Diese Kulturmaßnahme kann aber auch zu einer Verbesserung der Traubenmorphologie führen. Verschiedene Entblätterungs- bzw. Laubbearbeitungsmaßnahmen (vor und nach der Blüte, sowie verschiedene Positionen am Trieb) wurden in italienischen, spanischen und österreichischen Weingärten untersucht. Dabei wurde der Einfluss auf den Befall durch den Grauschimmel (Botrytis), auf Reife- und Ertragsparameter und auf den Gesamtphenol- und Stickstoffgehalt verglichen. Die Entfernung der untersten 6 Blätter eines Triebes vor der Blüte (ELR) reduzierte die Anfälligkeit der Trauben gegenüber Botrytis und die Traubenkompaktheit, die Beerenhaut wurde verstärkt und die Beerenanzahl und Beerengröße erhöht. Die Entblätterungsmaßnahmen hatten zu beiden Zeitpunkten keine Auswirkungen auf den titrierbaren Säuregehalt des Mostes, allerdings erhöhte die Entblätterung vor der Blüte (ELR) den Gehalt an Weinsäure. Verbesserter Einsatz von Prognosemodellen: Vorhersagemodelle sind eine wichtige Entscheidungshilfe für Bekämpfungsmaßnahmen im Bioweinbau. In diesem Projekt wurden bereits existierende, wetterbasierte Vorhersagemodelle für den Echten und den Falschen Mehltau (Oidium und Peronospora) auf ein Webportal (provider: Horta s.r.l.) implementiert und evaluiert. Verbesserter Einsatz von Biopestiziden (biological control agents – BCAs): Die Fitness und die Wirksamkeit von bereits in Europa zugelassenen BCAs wurden getestet. Dazu wurden für die Bakterien und Pilze, die die aktiven Substanzen in den BCAs repräsentieren, stamm-spezifische quantitative PCR Assays entwickelt. Mit Hilfe dieser Testsysteme wurde die Fähigkeit der Mikroorganismen die Oberfläche der Pflanzen zu kolonisieren unter kontrollierten Bedingungen und im Freiland studiert. Um den Einsatz der BCAs zu verbessern wurden Kompatibilitätsstudien zwischen den verschiedenen BCAs und anorganischen Fungiziden (Schwefel und Kupfer) untersucht. In verschiedenen Versuchen zeigte sich, dass eine Schwefel einen Einfluss auf das Wachstum von Bacillus amyloliquefaciens QST713 (Serenade MaxTM) hat. Entwicklung von neuen Bekämpfungsstrategien: Zwei innovative Bekämpfungsstrategien (Strategie mit geringem Risiko bzw. höherem Risiko) wurden designt und mittels ex-ante Assessments in verschiedenen italienischen, österreichischen, deutschen und slowenischen Weingärten evaluiert. Die Strategie mit geringem Risiko basierte auf einer Kombination von i) Herbstbehandlungen von überwinternden Kleistothezien (Chasmothezien) von Erysiphye necator (Oidium) mit dem Hyperparasiten Ampelomyces quisqualis, ii) Die Verwendung eines Webportals zur Erstellung von Warnmeldungen für den Echten und den Falschen Mehltau und zur zielgerichteten Behandlungen mit Schwefel und Kupfer in zugelassener Dosis iii) Verwendung von BCAs zur Kontrollen des Grauschimmels. Die zweite Strategie mit höherem Risiko basierte einzig auf Anwendung von Kupfer und Schwefel in geringen Konzentrationen nach Warnmeldung der Vorhersagemodelle und frühe Entblätterungsmaßnahmen zur Reduktion des Grauschimmelbefalls. Der Einsatz von Vorhersagemodellen führte zu signifikanten Reduktionen von Fungizid-Behandlungen, dadurch zu einer Kostenreduktion, aber auch zu einer Verringerung des ökotoxikologischen Risikos. Abschließend wurde getestet, ob innovative Managementstrategien die Gesamtanzahl der Pilzarten, die die Reben besiedeln, erhöhen können. Dazu wurden in einem slowenischen Versuchsweingarten geeignete kulturabhängige und kulturunabhängige Isolationsmethoden implementiert und angewendet. Die Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass unterschiedliche Managementstrategien keinen signifikanten Effekt auf das Pilzprofil der Reben hatten. Dennoch konnten sehr interessante Pilz-Arten von den Reben isoliert werden. Diese Isolate stellen für die Zukunft eine wichtige Ressource für weitere Untersuchungen dar.

Die Fitness und die Wirksamkeit von 4 ausgewählten, bereits in der EU zugelassenen biologischen Pflanzenschutzmitteln (biological control agents – BCAs) werden zur Bekämpfung von Schlüsselschaderregern im biologischen Weinbau getestet. Um die Fitness zu evaluieren wird ein sog. Biopesticide Tracking durchgeführt. Dazu müssen für die ausgewählten BCAs stammspezifische qPCRs entwickelt und getestet werden. Im vorliegenden Zwischenbericht wird die Entwicklung und die Validierung einer stammspezifischen qPCR für Bacillus amyloliquefaciens QST713 (SerenadeTM) beschrieben. Dazu wurde zuerst die Spezifität von publizierten Primer verglichen. Die Spezifität der getesteten Primer war für ein stammspezif. Tracking nicht ausreichend. Zur Entwicklung neuer Primer mit verbesserter Spezifität wurden variable Regionen aus einer Reihe nahe verwandter Bacillus-Stämme amplifiziert und sequenziert. Im Bereich des yngG-Gens wurden Polymorphismen gefunden, die die Entwicklung neuer Primer ermöglichten. Die entwickelten Primer waren für Bacillus amyloliquefaciens QST713 hoch spezifisch. Auf Basis dieser Ergebnisse wurde ein zweistufiges qPCR Protokoll erstellt und validiert. Als Vortest für das Biopesticide Tracking an Pflanzenmaterial wurden Potter Tower Experimente mit Rebblättern durchgeführt und erste quantitative Analysen gemacht. In diesen Versuchsreihen konnte gezeigt werden, dass QST713 bis zu neun Tage nach der Applikation auf Weinblättern nachweisbar ist. Während Kupfer einen tendenziell negativen Einfluss auf das Überleben von QST713 auf der Blattoberfläche hat, scheint sich Schwefel positiv auszuwirken. Bei einer Vorbehandlung von Weinblättern mit Schwefel ist QST713 selbst nach zwei Wochen eindeutig auf der Blattoberfläche nachweisbar. Flavescence dorée ist eine gefährliche Quaratänephytoplasmose im Weinbau. Die rebpathogenen Phytoplasmen werden durch die Amerikanische Rebzikade Scaphoideus titanus übertragen. Die Bekämpfung dieses Vektors ist obligatorisch und stellt daher gerade im Bioweinbau eine Herausforderung dar. Daher wird nach alternativen, biologisch verträglichen Kontrollmethoden gesucht. In Laborversuchen konnte der insektenpathogene Pilz Lecanicillium lecanii (MycotalTM) das 2. Larvenstadium der Amerikanischen Rebzikade infizieren. Die kumulativen Mortalitätsraten korrigiert nach Abbot (1925) betrugen 73% (Experiment 1), 54% (Experiment 2) und 33,3% (Experiment 3). Die höchste Mortalität wurde in dem Tauchversuch erreicht. In allen drei Experimenten ist ab Tag 5 die Überlebenswahrscheinlichkeit der Larven in der mit L. lecanii behandelten Gruppe signifikant geringer als in der Kontrollgruppe (p<0.001; Log-Rank Test).