Optimalisatie van functionele biodiversiteit in het agrarisch landschap. Felix Wäckers

Transcriptie

1 Optimalisatie van functionele biodiversiteit in het agrarisch landschap Felix Wäckers

2 Agri Environment Schemes Landbouw Milieu Focus op natuurbescherming

3 Conflicterende objectieven

4 Telers kiezen voor ecologisch minst renderende opties

5 Agri Environment Schemes Landbouw Milieu Focus op ecosysteemdiensten 320 miljard/jaar 90 miljard/jaar (Constanza 1997)

6 Hoe ecosysteemdiensten optimaliseren? Traditioneel paradigma: Verhoog biodiversiteit (diversiteit = diensten)

7 Werkt het? Voorbeeld biologische plaagbestrijding Andow D.A. (Ann. Rev. Entomol. 36: ) Vegetational diversity and pest control Effecten zijn variabel 52% van de gepubliceerde studies zien verminderde plaagdruk in agrarische systemen met hoge biodiversiteit 33% zien geen of variabele effecten 15% zien juist een verhoogde plaagdruk.

8 Hoe ecosysteemdiensten te optimaliseren? Traditioneel paradigma: verhoog biodiversiteit Gericht landschapsmanagement: diversiteit selectief verhogen Focus op functionele groepen die de ecosysteemdiensten leveren Verschillende organismen hebben verschillende behoeftes 1. Identificeer ecologische eisen van doelorganismen die ESD leveren 2. Selecteer plantensoorten die effectief in deze behoeftes voorzien

9 Bottleneck: gebrek aan nectar en stuifmeel in veel gewassen

10 Consumer benefits De impact van bloemennectar op de biologische plaagbestrijding average number parasitized caterpillars Control 1 (N=6) Control 2 (N=5) Nectar 1 (N=6) Nectar 2 (N=6) age wasp [days] Winkler et al., (2006)

11 De meeste biologische bestrijders zijn afhankelijk van nectar/stuifmeel. Type Life-history omnivory Plantfeeding stage adult Arthropod examples can be found within: Neuroptera: Diptera: Hymenoptera: Coleoptera: Chrysopidae (green lacewings) Syrphidae (hoverflies) Cecidomyiidae (gall midges) Tachinidea (parasitoid flies) Ichneumonidae, Braconidae, a.o. (parasitoid wasps) Vespidae (social wasps) Formicidae (ants) Meloidae (blister beetles) Type of plant food utilised nectar, pollen nectar, pollen nectar nectar nectar nectar nectar, fruit nectar nectar, pollen juvenile Heteroptera: Pentatomidae (stink bugs) plant-juice Temporal omnivory adult Hymenoptera: Coleoptera: Ichneumonidae, Braconidae, a.o. (host feeding parasitoids) Cicindelidae (tiger beetles) nectar seeds juvenile Araneae: Araneidae (orb web spiders) pollen Permanent omnivory adult & juvenile Acari:Mesostigmat Heteroptera: Neuroptera: Thysanoptera: Coleoptera: Phytoseiidae (predatory mites) Pentatomidae (stink bugs) Miridae (mirid bugs) Geocorinae (big-eyed bugs) Anthocoridae (flower bugs) Chrysopa, Hemerobiidae (brown lacewings) Aeolothripidae, Phlaeothripidae Coccinellidae (ladybirds) Carabidae (ground beetles) nectar pollen plant juice plant juice plant juice pollen nectar, pollen leaves, pollen nectar pollen seeds

12 (Wäckers, 1996; 2004) Attractief Nectar bereikbaar Nectar niet bereikbaar Aegopodium podagraria Vicia sativa Leucanthemum vulgare Galium mollugo Geschikt om biologische bestrijding te ondersteunen Niet attractief Daucus carota Trifolium pratense Medicago lupulina Trifolium repens Origanum vulgare Erigeron annuus Achillea millefolium

13 Gericht landschapsmanagement Gefundeerde selectie van bloeiende vegetatie levert een multifunctioneel gereedschap om ecosysteem diensten te optimaliseren - Selecteer planten die gericht biologische bestrijders of bestuivers ondersteunen - Selecteer planten die niet geschikt zijn voor plagen. - Selecteer planten die meervoudige ecosysteemdiensten ondersteunen

14 (Wäckers and van Rijn, 2012) Selecteer planten die biologische bestrijding ondersteunen family species Floral Nectar depth Choice Hoverfly E. balteatus Hoverfly E. balteatus Longevity (AFLI) Lacewing C. carnea Parasitoids References parasitoids (species) Apiaceae Ammi majus Geneau et al., unpubl. (Microplitis mediator) Apiaceae Coriandrum sativum /- Vattala et al., 2006 (Microtonus hyperodae) Apiaceae Daucus carota 0 +/ Winkler et al., 2009 (Cotesia glomerata) Apiaceae Foeniculum vulgare Winkler et al., 2009 (Cotesia glomerata) Apiaceae Heracleum spondylium 0 +/- + +/- Winkler et al., 2009 (Cotesia glomerata) Apiaceae Pastinaca sativa /- Foster & Ruessink, 1984 (Meteorus rubens) Polygonaceae Fagopyrum esculentum Winkler et al., 2009 (Cotesia glomerata) Boraginaceae Borago officinalis Nilsson et al., unpubl. (Trybliographa rapae) Ranunculaceae Ranunculus acris Kehrli & Bacher, 2008 (Minotetrastichus frontalis) Caryophyllaceae Gypsophila elegans 1 +/ Asteraceae Matricaria chamomilla 1 +/ Nilsson et al., unpubl. (Trybliographa rapae) Asteraceae Achillea millefolium 1 +/- + +/- - Wäckers 2004 (Cotesia glomerata) Asteraceae L Cichorium intybus Asteraceae Chrysanthemum segetum 2 +/- + + Asteraceae Anthemis tinctoria 2 - +/- +/- Asteraceae Leucanthemum vulgare 2 +/- + - Wäckers 2004 (Cotesia glomerata) Asteraceae Tanacetum vulgare /- Asteraceae Calendula officinalis Rahat et al., 2005 (Trissolcus basalis) Asteraceae Centaurea cyanus (+EFN) 3 +/ /- Winkler et al., 2009 (Cotesia glomerata) Asteraceae Helianthus annuus (+EFN) Asteraceae Cosmos bipinnatus /- + Rahat et al., 2005 (Trissolcus basalis) Malvaceae Malva sylvestris Boraginaceae Phacelia tanacetifolia 4 +/- +/- +/- - Irvin et al., 2007 (Gonatocerus spp.) Fabaceae Medicago sativa Kehrli & Bacher, 2008 (Minotetrastichus frontalis) Fabaceae Vicia sativa (+EFN) Geneau et al., unpubl. (Microplitis mediator) Fabaceae Lotus corniculatus 4 - -

15 Selecteer planten die niet geschikt zijn voor plagen

16 (Winkler et al., 2009) Pieris rapae Plaag Cotesia glomerata Biologische bestrijder Anethum graveolens Fagopyrum esculentum Daucus carota Centaurea cyanus Trifolium pratense Medicago sp. Origanum vulgare Ornithopus sativus Centaurea jacae Control (water) survival (days)

17 Selecteer planten die meervoudige ecosysteem diensten ondersteunen

18 Bestuivers Biologische bestrijders

19 (Campbell, Biesmeijer Varma & Wäckers, 2012) Bestuiver mix Biologische bestrijdingl mix Combinatie

20 Vertaling naar de Praktijk FAB (Functionele AgroBiodiversiteit): Grootschalig biodiversiteitsproject in de Hoekse Waard samen met conventionele en biologische telers. Introductie van eenjarige en meerjarige akkerranden.

21 Demonstratie bedrijven

22 Demonstratie bedrijven

23 no./leaf ratio Resultaten over drie jaar mbt populaties bladluizen en biologische bestrijders aphids aphids predator/prey Potato Aphid peak: mid July farm A B C D aantal/halm verhouding aphids bladluizen Predator/prey rover/luis Wheat mid June bedrijf A B C D

24 De positieve spiraal Meer biodiversiteit Meer nuttigen Minder plagen Minder chemie

25 Optimizing Ecosystem Services in Terms of Agronomy and Conservation (ECOSTAC.CO.UK) Growing Wild

26 Biologische bestrijders in akkerranden June - Se pt 2010 Insects observed in flowering field margin Insects observed in grassy margin Mean insects observed Hoverflies Bumble bees Parasitoid w asps Ladybirds Beneficial insect group June -Sept 2011 Insects observed in flowering field margin Insects observed in grassy field margin Mean insects observed Hoverflies Bumble bees Parasitoid w asps Ladybirds Beneficial insect group

27 Gewas monitoring CF1 CF2 CF3

28 CF1 - CF2 - CF3 Sample site and date Proportional aphid distribution % parasitism Bladluis in erwt Aphid % distribution % parasitism

29 Opbrengst?

30 Tarwe (tonnen/ha) %

31 Erwten (tonnen/ha) %

32 Wortels (tonnen/ha) %

33 Focus op voordelen voor de telers Functionele Biodiversiteit Laat zien dat opbrengst en natuurbeheer verenigbare doelstellingen zijn Geeft telers oplossingen voor problemen mbt bestuiving en wegvallende chemische opties Compatibel met huidige praktijk Creëerd een win-win voor telers en natuur

34 Dank

35 Seed selection - Database of >100 plants - Categorized by 16 criteria

36 Flower species mix Tailor made - to meet grower s requirements - to maximize ecosystem services

37 0f8dE

38 Spraying Food Supplements

39 Spraying Food Supplements Pollen Dosage Interval N of applications Application method 500 g / ha / application (0,45 lbs / acre / application) Every 2 weeks min. 2-3 times, depending on predatory mite density To dust Use:

40 Better establishment and rapid population growth even before pests arrive! 30/11/2015

41 More with Less Crop: -Cut roses Result: - 2,5 times more predatory mites after 1 x introduction en 3 x Nutrimite as compared to 3 x introductions! Bron: Pijnakker, J., et al. Biobest Belgium

42 Spraying Food Supplements: Sugars Can we support biocontrol of California red scale, the most important pest in citrus? Aphytis melinus is thought to be the key parasitoid. Sugar availability is bottleneck. 42

43 Spraying Food Supplements: Sugars Immature Aphytis / fruit 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Control Releases Releases + sugars 43

44 Do diverse bird conservation margins provide floral resources for biocontrol? Meteorus autographae Parasitoid feeding at a vetch nectary

45

46 Conclusions High diversity field margins for bobwhite quail conservation failed to provide food to a biological control agent and did not enhance biological pest control in the adjacent crop. Parasitoids did clearly benefit from pure stands of cahaba white vetch. ug/wesp overall sugar levels in Meteorus autographae control bobwhite cahaba vetch Impact on Biocontrol is a function of resource availability (flower suitability), rather than diversity. Parasitoid feeding at a vetch nectary