Misteleradikator - Ein neuartiges Werkzeug zur gleichzeitigen mechanischen und chemischen Bekämpfung der Mistel
Summary
Das Protokoll beschreibt ein einfach zu handhabendes Werkzeug namens Mistletoe Eradicator, das mechanische und chemische Ansätze kombiniert und bei der Bekämpfung des Mistelbefalls an den Wirtsbäumen effizient ist. Das Manuskript verwendet den europäischen Mistelzweig (Viscum album subsp. album L.) als Beispiel.
Abstract
Einige Mistelarten, eine Luftpflanzenhemiparasit, spielen eine janusähnliche Rolle in Ökosystemen, indem sie aufgrund ihrer trophischen und thematischen Assoziationen mit verschiedenen Organismen reiche Biodiversitäts-Hotspots sind und gleichzeitig als biologische Piraten fungieren, die die Wirtsbäume erschöpfen, indem sie Wasser und Nährstoffe über das Haustorium stehlen. Viele Nutz- und Holzbäume werden von Mistelzweigen befallen, zum Beispiel parasitieren Zwergmisteln Nadelbäume, Vertreter der Gattung Tapinanthus zielen auf Guave und Phoradendron-Mistel zielen auf Pekannüsse. In jüngster Zeit wurde 2018 in verschiedenen Regionen des Kaschmir-Tals, Indien, erstmals ein zunehmender Befall der Europäischen Mistel (Viscum album subsp. album L.) in Monokulturbeständen von Walnüssen (Juglans regia L.) registriert. Der übliche chemische Ansatz, der auf dem Besprühen von Mistelexophyten mit den Wachstumsregulatoren Ethephon und Glyphosat basierte, war nicht effizient, da V. album in der nächsten Vegetationssaison resprießte. Das manuelle Beschneiden von Mistel war zeitaufwendig, und eine Polyethylenabdeckung führte zur lokalen Fäulnis des Wirtsgewebes. Der effizienteste Ansatz zur Ausrottung der Mistel war die Verwendung eines neuartigen Werkzeugs namens Misteleradikator, das es ermöglicht, mechanische und chemische Mittel zur Mistelbekämpfung gleichzeitig zu verwenden. Es besteht aus einer Manipulationsstange, bei der die Terminal-Astsäge einen mit dem Wachstumsregler gefüllten Behälter hat, aus dem die Flüssigkeit langsam durch die Düse auf das Sägeblatt fällt. Es ermöglicht das Arbeiten sowohl vom Boden als auch im Baumdach. Nach der gezielten Anwendung von 5%-10% Ethephon oder Glyphosat auf die Basis des gerade beschnittenen V. Albumstängel (Stubs), Exophyten-Umkeimung war 9 Monate nach dem Beschneiden im Vergleich zu den nur beschnittenen oder besprühten Exophyten signifikant reduziert. Eine alternative Variante von Mistletoe Eradicator wurde in der Ukraine konstruiert, die nur mit einem Lebensmittelfarbzusatz gefüllt war, um den Flüssigkeitsabfall zu verfolgen, und wurde erfolgreich getestet.
Introduction
Mistelzweige sind eine taxonomisch vielfältige Gruppe von Hemiparasiten aus der Luft, die zu den Familien Loranthaceae, Viscaceae, Santalaceae, Amphorogynaceae und Misodendraceae (Ordnung Santalales) gehören. Sie befestigen an den anfälligen Wirtsbäumen durch eine spezifische anatomische Brücke, die als Haustorium (Endophyt) bezeichnet wird, und sind weitgehend vom Wirt für die Wasser- und Nährstoffversorgung abhängig, sind aber immer noch in der Lage, über den grünen Luftteil, der Exophyt1,2 genannt wird, Photosynthese zu betreiben. Obwohl Mistelzweige als Hotspots der Vielfalt angesehen werden können, die Nahrung und Schutz für verschiedene Organismen bieten, sind einige Mistelarten in der Tat biologische Piraten, die die Gesundheit, Fitness und Lebensdauer des Wirts beeinträchtigen, indem sie ihr jährliches apikales und laterales Wachstum, ihre Blüte und Fruchtbildung reduzieren und Angriffe biologischer Eindringlinge wie Pilze und Bakterien erleichtern 3,4,5 . Gleichzeitig werden Mistelzweige sowohl in der traditionellen als auch in der Volksmedizin intensiv eingesetzt, sind Bestandteile von Kompost, Mulch, Futter und fungieren als saisonale Ökotourismusattraktionen 6,7,8.
Einige der berüchtigten parasitären Mistelzweige sind die Zwergmisteln (Arceuthobium spp.; Santalaceae) reduziert das Wachstum von Nadelbäumen in Nordamerika 9 und Mexiko10; Tapinanthus (Blume) Rchb. Misteln (Loranthaceae), die Kakao (Theobroma cacao L.) und Citrus L. Plantagen in Afrika angreifen11,12; behaarte Mistelzweige (Taxillus tomentosus (Heyne ex Roth) van Tiegh.; Loranthaceae) betreffen die indischen Euphorbiaceae-Bäume, Phyllanthus emblica L. und Phyllanthus indofischeri Bennet, beide lokal als Amla13 bekannt; und die europäische Mistel (Viscum album subsp. album L.; Viscaceae) mit einem breiten Wirtsspektrum (mehr als 450 Baumarten)14,15 und rasch Ausbreitung in Europa mit seinem Verbreitungsgebiet nach Norden16.
Walnuss (Juglans regia L.) ist eine wichtige Gartenbau-Cash Crop im Kaschmir-Tal, die etwa 85% der jährlichen Walnussproduktion Indiens ausmacht17. Neben anderen biotischen Belastungen wie Blattflecken, Anthracnose, Kronengallen, Stängelkrebs, Walnussfäule oder Spitzenwanzen (Paracopium cingalense (Walker, 1873); Heteroptera: Tingidae), die die Walnüsse im Kaschmir-Tal angreifen, das V.-Album, lokal Banada, Kaw-Khoor oder Nalkachul genannt, befällt diese Bäume ebenfalls stark und kann auch selten Pappeln parasitieren (Populus L.; Pappeln im Kaschmir-Tal sind sekundäre Wirte)18. Ein solcher lokalisierter Befall könnte durch die mögliche gleichzeitige Einführung von V. album in den frühen Entwicklungsstadien von 2-3 Jahren erklärt werden, wenn seine Exophyten fast unsichtbar sind, mit dem Pflanzmaterial von Walnüssen aus einigen Baumschulen. Im Gegenzug könnten lokale Pappeln, der weit verbreitete anfällige Hauptwirt dieser Mistel in Europa, von Vögeln besucht werden, die klebrige viscinbedeckte Mistelfrüchte in die benachbarten J. regia-Obstgärten übertragen.
Neben Walnüssen parasitieren Blattmistelzweige auch andere Nuss produzierende Bäume, zum Beispiel Mandeln (Prunus dulcis (Mill.) D.A. Webb) werden von V. album im Mittelmeerraum und auf der Krim (Ukraine) sowie von den Vertretern von Phoradendron Nutt angegriffen. Gattung in Nordamerika14,15,19; Haselnuss (Corylus avellane L.) von V. Album in Europa14,15; Pekannus (Carya illinoinensis (Wangenh.) K.Koch) von Eichenmistel (Phoradendron flavescens (Pursh) Nutt.) im Südosten der Vereinigten Staaten20,21 und V. Album in Europa14; Macadamia (Macadamia F. Muell.) durch glänzende Mistel (Benthamina alyxifolia (F.Muell. ex Benth.) Tiegh.), begleitende Küstenmistel (Mullerina celastroides (Sieb. ex. Schult & Schult. f.) Tiegh.), erigierte Mistel (Amyema congener (Sieber ex Schult. & Schult. f.) Tiegh.), glatte Mistel (Dendrophthoe glabrescens (Blakeley) Barlow) und langblütige Mistel (Dendrophthoe vitelline (Sieb. ex. Schult & Schult.f.) Tiegh.) in Australien22 (Watson, 2018); Kolanut (Cola nitida (Vent.) Schott & Endl.) von Phragmanthera incana (Schumach.) Balle und Tapinanthus bangwensis (Engl. & K.Krause) Danser in Nigeria23; und Cashew (Anacardium occidentale L.) von Psittacanthus plagiophyllus Eichler in Amazonassavanne24.
Derzeit entwickelt sich die Strategie der Mistelbekämpfung im Rahmen des integrierten Schädlingsbekämpfungsparadigmas, das mechanische, chemische und biologische Mittel kombiniert, um den Befall zu reduzieren 4,7,25,26,27,28. Eine umweltfreundliche Mistel-Biokontrollmethode beinhaltet die Verwendung der natürlichen Feinde der Mistel wie Bakterien, nekrotrophe Pilze, Pflanzenfresser oder sogar epiparasitäre Misteln 3,4,7,29,30, hat aber aufgrund der Unspezifität und des geringen Wirkungsgrades der biotischen Wirkstoffe begrenzte Anwendungen. Obwohl das Schneiden und Beschneiden als die traditionellsten und effizientesten Mittel zur Mistelbekämpfung 26,30,31,32 anerkannt sind, sprießen Exophyten häufig. Zum Besprühen von Mistelexophyten mit Chemikalien werden Mistelstümpfe oder Wirtsstängel mit systemischen Herbiziden wie Glyphosat, 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure (2,4-D), 4-(2,4-Dichlorphenoxy)-Buttersäure (2,4-DB) oder 2,4,5-Trichlorphenoxyessigsäure (2,4,5-T)3,33 oder ethylenfreisetzenden Entlaubungsmitteln und Reifeverstärkern wie Ethephon oder (2-Chlorethyl)-Phosphonsäure)34,35 injiziert. . Die Kombination aus Exophytenschnitt auf 2-3 cm Stumpf und Ethephonauftrag, um das Ende von Mistelstümpfen mit einem feinen Pinsel zu schneiden, führte zu einer reduzierten V. album-Keimung. Dies inspirierte die Entwicklung des Misteleradikators, der gleichzeitig mechanische und chemische Kontrolle des Mistelwachstums durchführen kann.
Hier stellen wir ein einfach zu handhabendes und breit verfügbares Werkzeug namens Mistletoe Eradicator vor, das die Vorteile mechanischer und chemischer Mittel zur Mistelbekämpfung kombiniert und deren Austrieb verhindert. Das Tool ermöglicht es den zertifizierten Baumpflegern, Pflanzenpathologen, Förstern, Gärtnern, Waldbauern, Pflanzenökologen, erfahrenen Gärtnern und anderen instruierten Benutzern, mit der Mistelherausforderung vom Boden, von Luftplattformen oder von den Bäumen aus umzugehen. Das Werkzeug führt ein gezieltes Beschneiden des Mistelexophyten mit gleichzeitigem Abtropfen einer kleinen Menge Wachstumsregulators direkt auf den beschnittenen Mistelstiel durch. Mistletoe Eradicator wurde in Indien36 patentiert und zur erfolgreichen Bekämpfung eines zunehmenden V. album subsp. Albumbefalls auf Walnüssen im Kaschmir-Tal eingesetzt. Eine aktualisierte Version dieses Tools wurde in der Ukraine entwickelt und lokalen Baumpflegern vorgestellt, um in Feldtests mit nur einem Lebensmittelfarbzusatzstoff zu üben, um den Herbizidabfall zu verfolgen. Es ist bemerkenswert, dass Mistletoe Eradicator leicht zusammengebaut und zur Bekämpfung anderer wirtsaggressiver Mistelarten an den Orten ihres Befalls in Übereinstimmung mit dem nationalen Umweltgesetz und nach Genehmigung der lokalen menschlichen Gemeinschaften verwendet werden kann.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mistelzweige können nicht ausschließlich als Schädlinge behandelt werden, da viele von ihnen eine entscheidende Rolle im Ökosystem als Biodiversitäts-Hotspots spielen und tropische und topische Zentren für mehrere Organismen verbinden und sich eher wie Epiphyten als wie Parasiten verhalten, mit vernachlässigbaren negativen Folgen für ihre Wirte 6,8. Daher müssen die Maßnahmen zur Kontrolle ihrer Ausbreitung sehr selektiv sein und auf dem Verständnis so…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren danken dem Pflanzentaxonomen Dr. Norbert Holstein (Nees-Institut für die Biodiversität der Pflanzen, Universität Bonn) für seine freundliche Hilfe bei der primären Identifizierung von Mistelarten. Die Erlaubnis der folgenden Bauern und Besitzer von Walnussplantagen in Kaschmir, die ihre infizierten Bäume für unsere Experimente zur Verfügung stellten, wurden eingeholt, nämlich von Abdul Rashid Reshi (R/O Village Reshii Mohalla, Khag, Budgam), Habib-Ullah Sheikh (R/O Dorf Trapii, Khag, Budgam), Showket Ahmad Rasray (R/O Village Hamchii Pora, Budgam), Ghulam Hassan Shah (R/O Nagbal, Khag, Budgam) und Javeed Ahmad Qureshi (R/O Dorf Lowahi Pora, Khag, Budgam). Die Zeichnungen des Mistel-Eradikator-Betriebsmodus wurden von der bildenden Künstlerin Natalia Pendiur (Kiew, Ukraine) angefertigt und werden sehr geschätzt. Maksym Lashchenko (Olomouc, Tschechische Republik) half freundlicherweise bei der Bildbearbeitung und den technischen Beschreibungen.
Materials
| Components of Indian Mistletoe Eradicator* | |||
| Bosch 2607010538 HSS-G Drill Bit Set, Silver | Bosch | 2607010538 | https://www.amazon.co.uk/Bosch-Professional-2607010538-HSS-G-Silver/dp/B001IBMPL2 |
| Container- Aluminium Bottle- with screw plug Cap | Suparna Exports, Pvt. LTD | n/a | http://www.aluminumbottlecans.com/aluminum-bottles-with-screw-plugs.php |
| Drill GSR12V-300HXB22 | Bosch | GSR12V-300HXB22 | https://www.boschtools.com/us/en/boschtools-ocs/cordless-screwdrivers-gsr12v-300hxb22-207019-p/ |
| Genuine C04AL-1487425 engine valve guide for engine spare parts | Shangchai | C04AL-1487425 | https://www.alibaba.com/product-detail/Genuine-C04AL-1487425-engine-valve-guide_60704258097.html?spm=a2700.details.0.0.2cfb6b8b2k JBOB |
| HBCHEN Handheld Welder Gun Portable Welding Machine, 220V Small Welding Machine and 110V Arc Welder | HBCHEN | YB320 | https://www.amazon.com/HBCHEN-Handheld-Portable-Eliminate-Experience/dp/B097BWBCMB |
| The nozzle: stainless steel outer bolt hollow-through lamp with hole screw | n/a | M6M8M10M12 | https://www.aliexpress.com/item/32950601820.html?spm=a2g0o.seo_rank.0.0.62642d1 fLzjNFL |
| The pruning saw blade | Lee Valley | 09A0356 | https://www.leevalley.com/en-us/shop/garden/garden-care/saws/76626-pruning-saw-blade?item=09A0356 |
| Components of an alternative Ukrainian Mistletoe Eradicator* | |||
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| Garden saw GARTNER 540/360 mm with bar handle | Gärtner | Code 80001003 | https://gartner-tools.com/ru/product/pila-sadovaja-540-360-mm-s-rukojatkoj-pod-shtangu-gartner/ |
| Loppers INTERTOOL HT-3111 | ROZETKA | Code 263723496 | https://rozetka.com.ua/intertool_ht_3111/p263723496/characteristics/ |
| M4 / 4mm DOOR HANDLE SCREWS BOLTS 20-22 mm | Boltworld | n/a | https://boltworld.co.uk/collections/m4-bolts/products/m4-4mm-door-handle-screws-bolts-9mm-50mm-lengths-cupboard-door-drawer-knob?variant=15820185469021 |
| M4 Hexagon Weld Nut A4 Stainless Nut DIN 929 | Boltworld | n/a | https://boltworld.co.uk/products/m4-hexagon-weld-nut-a4-stainless-nut-din-929?_pos=1&_sid=a8a2c15c9&_ss=r& variant=32145946706013 |
| Sarstedt 5ml Screw Cap Tube with Rounded False Bottom and Cap Assembled, with Print, 92×15.3, PP | Sarstedt | n/a | https://www.amazon.com/Sarstedt-Rounded-Bottom-Assembled-92×15-3/dp/B07GXZ51BN |
| Chemicals | |||
| Ammonium salt of Glyphosate 71% SG EXCEL MERA 71 | Excel Crop Care | n/a | http://www.excelcropcare.com/product/domestic/crop-protection/herbicides/excel-mera-71.php |
| E-160c* | EUROIMPEX | n/a | https://euroimpex.net.ua/ru/krasiteli/ |
| Ethephon (“Promoter”) | Fil, India Ltd | n/a | https://www.filindustries.com/our-businesses.php |
| Protection* | |||
| Gloves Tegera Cut Control | EJENDALS | TEGERA 9121 | https://www.ejendals.com/globalassets/inriver/resources/9121_productsheet_en. |
| Helmet CAMP Rockstar | CAMP | ID: 0202 | https://www.camp-usa.com/outdoor/product/helmets/rock-star-helmet/ |
| Mesh visor Stihl | STIHL | n/a | https://www.stihl.co.uk/STIHL-Products/Personal-protective-equipment/Face-and-ear-protection/22184-1545/Face-hearing-protection-nylon-mesh.aspx |
| SAS/STAT | SAS Institute Inc. 2013, USA | statistical analysis software | |
| *materials and equipment marked with asterisks are changeable and can be modified and adjusted basing on the country of the use and avaliability of the components in the market. Moreover, Mistletoe Eradicator can be custom-tailored by the professional welding engineer. |
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