Abschlussbericht für ein vom Forschungsring Deutscher Weinbau (FDW) ge- fördertes Projekt GRUNDLAGEN FÜR EIN MANAGEMENT DES ASIATISCHEN MARIENKÄFERS HARMONIA AXYRIDIS IM WEINBAU VON: SUSANNE KÖGEL Projektleiter: Dr. Christoph Hoffmann Betreuer: Dr. Christoph Hoffmann, Dr. Juergen Gross Siebeldingen, 31.08.2012 Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis ............................................................................................... IV Abkürzungsverzeichnis .............................................................................................. IX Zusammenfassung .................................................................................................... XI Summary ................................................................................................................. XIII 1 Einleitung .............................................................................................................. 1 1.1 Stand des Wissens. Untersuchungsobjekt: Der Asiatische Marienkäfer Harmonia axyridis .................................................................................................... 2 1.1.1 Biologie und Ökologie der Art ................................................................. 2 1.1.2 Einführung und Ausbreitung.................................................................... 5 1.1.3 Bedeutungen als invasive Art .................................................................. 6 1.1.3.1 Nützling zur Blattlausbekämpfung .................................................... 6 1.1.3.2 Schädling im Weinbau ...................................................................... 7 1.1.3.3 Konkurrent von einheimischen Arten ................................................ 8 1.1.3.4 Lästling in Wohngebieten ................................................................. 9 1.2 Untersuchungszeitraum und Untersuchungsgebiet ....................................... 9 1.3 Zielsetzung/ Leitfragen der Arbeit ................................................................ 10 2 Der „Marienkäferton“ als Fehlton im Wein .......................................................... 11 2.1 Sensorische Wahrnehmungsschwelle des Marienkäfertons ....................... 13 2.1.1 Sensorische Wahrnehmungsschwelle des Marienkäfertons (Käfer/ kg) in der weißen Traubensorte ‚Riesling‘ .................................................................... 14 I 2.1.2 Sensorische Wahrnehmungsschwelle des Marienkäfertons (Käfer/ kg) in der roten Traubensorte ‚Spätburgunder‘ ............................................................. 15 2.1.3 Sensorische Wahrnehmungsschwelle des Marienkäfertons (ng IPMP/ L) in ‚Riesling‘ und ‚Spätburgunder‘ ........................................................................ 17 2.2 Methoxypyrazingehalte in käferbelasteten Weinen ..................................... 18 2.3 Lösungsansätze zur Verminderung des Marienkäfertons im Wein .............. 21 3 Methoxypyrazine in der Hämolymphe von Coccinelliden.................................... 24 3.1 Etablierung einer Methode zur Messung von Methoxypyrazingehalten in der Hämolymphe von Coccinelliden ............................................................................ 25 3.2 Geruchsrelevante Methoxypyrazine in der Hämolymphe von H. axyridis und C. septempunctata................................................................................................. 28 3.3 Der Einfluss von Futter auf die IPMP-Gehalte in der Hämolymphe von H. axyridis und C. septempunctata ............................................................................ 34 3.4 Die geruchsrelevante Substanz des Marienkäfertons im Wein ................... 39 4 Das Vorkommen von Harmonia axyridis in unterschiedlichen Kulturen innerhalb von Süd-West-Deutschland ...................................................................................... 41 4.1 Einfluss der Fallenfarbe und Fangmethode auf den Fangerfolg von H. axyridis, C. septempunctata und Propylea quatuordecimpunctata ........................ 43 4.2 Abundanz der Marienkäferarten H. axyridis, C. septempunctata und P. quatuordecimpunctata in Obst- und Feldkulturen .................................................. 47 4.3 Einfluss der landwirtschaftlichen Kulturbedingungen auf das Auftreten von H. axyridis in den Weinbergen ................................................................................... 53 4.4 Lockstoffe und Repellentien gegen H. axyridis ............................................ 59 4.4.1 Lockstoffe.............................................................................................. 59 4.4.2 Repellentien .......................................................................................... 62 II 4.5 H. axyridis als Antagonist der Reblaus Daktulosphaira vitifoliae ................. 65 5 Schlussfolgerung ................................................................................................ 73 6 Literaturverzeichnis............................................................................................. 76 7 Veröffentlichungen der Dissertation .................................................................... 92 7.1 Internationale Journals ................................................................................ 92 7.2 Fachzeitschriften ......................................................................................... 92 7.3 Vorträge ....................................................................................................... 93 7.4 Poster .......................................................................................................... 94 8 Anhang ............................................................................................................... 95 III Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Verschiedene Morphotypen des Asiatischen Marienkäfers H. axyridis: a) der schwarze Morphotyp H. axyridis spectabilis; b+c) der orange Morphotyp mit vielen bzw. ohne Punkte H. axyridis succinea ................... 3 Abbildung 2: Ausprägung des Marienkäfertons bei 1 Käfer/ L und 10 Käfer/ L im Vergleich zu Wein ohne Käferbelastung (aus Riesen 2008). ................... 12 Abbildung 3 a+b: Sensorische Wahrnehmung des Marienkäfertons von den Panelpersonen [%] (n=10) bei unterschiedlichen Mengen an Käfer/ kg Rieslingtrauben (a) und Spätburgundertrauben (b). Beim Spätburgunder sind die unterschiedlichen Gärverfahren Maischegärung (rotes Quadrat) und Maischeerhitzung (orangene Raute) getrennt dargestellt. Der Schwellenwert, bei der 50 % der Panelpersonen den Ton erkannt haben, ist als Linie gekennzeichnet. Die logarithmische Trendlinie gibt den theoretischen Verlauf an. ......................................................................... 16 Abbildung 4: Sensorische Wahrnehmung des Marienkäfertons von den Panelpersonen [%] (n=10) bei unterschiedlichen Mengen an ng/ L Rieslingwein (Raute) und Spätburgunderwein (Viereck). Der Schwellenwert, bei der 50 % der Panelpersonen den Ton erkannt haben, ist als Linie gekennzeichnet. Die logarithmische Trendlinie gibt den theoretischen Verlauf an. ......................................................................... 18 Abbildung 5: Gehalte der drei Methoxypyrazine IPMP, SBMP und IBMP [ng/L] in Rieslingweinen mit und ohne Käferbelastung an H. axyridis in den Jahren 2009, 2010 und 2011. Im Jahr 2011 zusätzlich eine Variante mit einer Belastung an C. septempunctata im Lesegut. ......................................... 19 Abbildung 6: Gehalte der drei Methoxypyrazine IPMP, SBMP und IBMP [ng/L] in Spätburgunderweinen mit und ohne Käferbelastung an H. axyridis und bei unterschiedlichen Gärverfahren (Maischegärung und Maischeerhitzung) im Jahr 2009 ............................................................................................ 20 IV Abbildung 7 a+b: Der Einfluss von Pressdruck (a) [in bar] und Pressdauer (b) [in min] auf die Mortalität von H. axyridis [in %] in der Weinpresse. Eine lineare Trendlinie ist eingefügt. ............................................................................ 22 Abbildung 8: Die drei relevanten Methoxypyrazine in der Hämolymphe von H. axyridis: 2-Isopropyl-3-Methoxypyrazin (IPMP), 2-Secbutyl-3- Methoxypyrazin (SBMP) und 2-Isobutyl-3-Methoxypyrazin (IBMP). ........ 24 Abbildung 9: Chromatogramm einer H2O-Lösung gemischt mit den Reinsubstanzen IPMP, IPEP, SBMP und IBMP. Die Probenvorbereitung fand mittels hs- SPME statt und die Trennung mit einem GC-MS. ................................... 27 Abbildung 10: Rangsumme (in % der maximalen Intensität an MKT (Marienkäferton) im Vergleich zur Kontrolle) von Weinen belastet mit H. axyridis bzw. C. septempunctata (8 bzw. 16 Käfer/ L) ermittelt durch eine Weinprobe mit 10 Panelpersonen. Die Standardabweichung ist angegeben. ...................... 29 Abbildung 11: Häufigkeit [%] der Methoxypyrazine IPMP, SBMP und IBMP in der Hämolymphe von C. septempunctata und H. axyridis (jeweils n=50). ..... 30 Abbildung 12: Häufigkeit der erkannten geruchsaktiven Substanzen (NIF = Nasal Impact Frequency) [%] in der Hämolymphe von H. axyridis (A) und C. septempunctata (B) mit Marienkäferton-ähnlicher Beschreibung bei definierten Retentionszeiten im GC-O. Die drei Methoxypyrazine IPMP, SBMP und IBMP sind gekennzeichnet. ................................................... 31 Abbildung 13: Chromatogramm der Hämolymphen von C. septempunctata (A) und H. axyridis (B) mit GC-NPD. Alle Peaks bei definierter Retentionszeit [min] mit einer Fläche > 10.000 pA sind nummeriert. Die Peaks der Methoxypyrazine IPMP, SBMP und IBMP sind beschriftet.