Nützlingsblühstreifen und Untersaaten regulieren Blattläuse in Leguminosen

Geographical location	Austria
Main geographical location (NUTS3)	Linz-Wels
Keywords	Plant production and horticulture Pest / disease control Biodiversity and nature management
Main funding source	Rural development 2014-2020 for Operational Groups (in the sense of Art 56 of Reg.1305/2013)
Project type	Operational group
Starting date	2019
End date	2022
Project status	Completed
Website	Research project: Aphids on field beans

Title (in English):

Tailored flower strips and undersowing regulate aphids in leguminous plants

Objective of the project (native language):

Im Mittelpunkt steht die Entwicklung von maßgeschneiderten Nützlingsblühmischungen und Untersaaten zur Schaffung attraktiver Lebensräume für Blattlaus-Antagonisten. So sollen der Blattlausbefall und die Übertragung von PNYD-Viren auf natürliche Weise reduziert und Insektizidspritzungen vermieden werden. Dieses Projekt Nützlingsblühstreifen verfolgt daher einen biodiversitätsfördernden Lösungsansatz. Oberstes Ziel ist dabei die Praxistauglichkeit, d.h. die Methodik muss wirtschaftlich tragfähig sein und den technischen Anforderungen der Produzentinnen und Produzenten entsprechen.

Objective of the project (in English):

The focus is on the development of tailored flower mixtures and undersowing for the creation of attractive habitats for aphid antagonists. Thus, aphid outbreaks and the transference of PNYD viruses are to be reduced in a natural way and insecticide sprayings are to be avoided. This project targeted flower strips pursues thus a biodiversity-promoting approach to a solution. The supreme goal in this respect is the practicality. Which means that the methodology must be economically feasible and comply with the technical requirements of the producers.

Description of activities (native language):

Wesentliche Projektschritte sind:
1. Entwicklung von maßgeschneiderten Saatgutmischungen für Nützlingsblühstreifen und Untersaaten
2. Anlage und Management der Blühstreifen/Untersaaten durch die Landwirtinnen und Landwirte
3. Wissenschaftliche Begleitung zur Etablierung und Unterstützung der Landwirtinnen und Landwirte beim Blühstreifen-/Untersaatenmanagement durch Expertinnen und Experten
4. Monitoring- und Bonituraktivitäten, pflanzenbauliche Kontrollen, Adaptierung und Pflege der Blühstreifen/Untersaaten
5. Verbreitung der Projektergebnisse in landwirtschaftlichen und spezifischen Fachkreisen

Description of activities (in English):

Important project steps are:
1. Development of tailored seed mixtures for flower strips and undersowing
2. Establishment and management of tailored flower strips/undersowing by the farmers
3. Scientific monitoring for the establishment and support of farmers with tailored flower strips /undersowing management by experts.
4. Monitoring- and rating activities, controls in the field of plant production, adaptation and tending of the tailored flower strips/undersowing
5. Spreading of the project results in agricultural and specific specialist groups

Total budget:

192408

Project coordinator

Contact person:

Christine Judt

Address:

Neustiftgasse 36, 1070 Wien, Austria

E-mail:

christine.judt@global2000.at

Phone:

+43 (0) 69914200065

Partner category:

Researcher

Practice summary

Practice abstract 1

Short summary for practitioners (in English):

The objectives set for the flower strips at the beginning of the project (establishment of autochthonous wild plants, early start of bloom, attraction effect for aphid antagonists, unattractiveness for aphids etc.) were achieved in all criteria. Species-rich, early-blooming, perennial and naturally appropriate stocks of flowering plants were permanently established on all 8 beneficial flowering strips created as part of the project.
Late summer has proven to be the best time to plant. Even if annual and winter-annual, soil-borne weeds emerged on all areas, these could not develop dominantly and did not disturb the development of the flowering strips.
The best prerequisite was the timely preparation of the soil with the result of a well-seated, finely crumbly seedbed. A superficial deposit, a finely metered seed box, good distribution and sufficient re-compaction by a suitable profile roller are essential for the emergence of the seed.
The care measures taken (cutting at the end of June/beginning of July) guaranteed that the perennial species remained at the site and already led to a wide range of flowering plants in late summer of the first year of vegetation. If sufficient biomass grows in the second growth, another cut should be made in autumn and the clippings removed.

Short summary for practitioners (native language):

Die zu Projektbeginn an die Blühstreifen gestellten Zielsetzungen (Etablierung autochthoner Wildpflanzen, früher Blühbeginn, Anlockeffekt für Blattlaus-Antagonisten, Unattraktivität für Blattläuse, etc.) wurden in allen Kriterien erreicht. Es konnte auf allen 8 im Rahmen des Projektes angelegten Nützlingsblühstreifen artenreiche, frühblühende, ausdauernde und naturräumlich passende Bestände von Blütenpflanzen dauerhaft etabliert werden.
Der Spätsommer hat sich als optimaler Anlagezeitpunkt erwiesen. Auch wenn auf allen Flächen ein Auflaufen von annuellen und winterannuellen, bodenbürtigen Beikräutern zu beobachten war, konnten sich diese nicht dominant entwickeln und störten die Entwicklung der Blühstreifen nicht.
Beste Voraussetzung waren die rechtzeitige Bodenvorbereitung mit dem Ergebnis eines gut abgesetzten, feinkrümeligen Saatbetts. Eine oberflächliche Ablage, ein fein dosierbarer Säkasten, eine gute Verteilung sowie eine ausreichende Rückverdichtung durch eine passende Profilwalze sind für das Auflaufen der Ansaat wesentlich.
Die gesetzten Pflegemaßnahmen (Schnitt Ende Juni/Anfang Juli) garantierten das Verbleiben der ausdauernden Arten am Standort und führten bereits im Spätsommer des ersten Vegetationsjahres zu einem breiten Spektrum an blühenden Pflanzen. Falls im zweiten Aufwuchs ausreichend Biomasse zuwächst, sollte im Herbst ein weiterer Schnitt mit Abfuhr des Schnittgutes erfolgen.

Practice abstract 2

Short summary for practitioners (in English):

The undersown crops were able to establish themselves well at almost all locations in both test years. An exception was one test area in 2021, where there was enormous weed pressure and very poor soil conditions across the entire area.
The composition of the underseed was balanced and not too competitive. The adjustments made to the undersowing from 2020 to 2021 (lower sowing rate of mustard) were successful. With regard to the yield of field beans, no negative influence of the undersowing was recorded. In the first year of the trial, there was even a noticeable tendency towards an increase in yield.
After the harvest, the arable land was completely greened, which protects the soil from erosion and prevents the leaching of nitrogen and other nutrients. In addition, the weed pressure was significantly lower. Marigolds have supplemented the area as a flowering component, provided food for numerous flower-born insects and embellished the landscape.
In 2021, a further additional benefit was recognizable on a test area from 2020. While a strong thistle pressure was found on the 2020 variant, almost no thistles were found in the former undersown variant. This can be explained by less nutrient leaching or better nutrient conservation by the undersown.

Short summary for practitioners (native language):

Die Untersaat konnte sich in beiden Versuchsjahren auf fast allen Standorten gut etablieren. Eine Ausnahme stellte im Jahr 2021 eine Versuchsfläche dar, bei der auf der gesamten Fläche ein enormer Unkrautdruck sowie sehr schlechte Bodenbedingungen herrschten. Die Zusammensetzung der Untersaat war ausgeglichen und nicht zu konkurrenzstark. Die durchgeführten Anpassungen der Untersaat von 2020 auf 2021 (geringere Aussaatstärke von Senf) waren erfolgreich. Hinsichtlich des Ertrags der Ackerbohne war kein negativer Einfluss der Untersaat zu verzeichnen. Im ersten Versuchsjahr war sogar eine Tendenz zur Ertragssteigerung erkennbar.
Nach der Ernte war eine ganzflächige Begrünung der Ackerfläche erfolgt, was den Boden vor Erosion schützt und die Auswaschung von Stickstoff und anderen Nährstoffen verhindert. Zudem war der Unkrautdruck deutlich geringer. Tagetes haben die Flächenbegrünung als Blühkomponente ergänzt, zahlreichen blütenbürtigen Insekten Nahrung geboten und das Landschaftsbild verschönert.
2021 war ein weiterer Zusatznutzen auf einer Versuchsfläche von 2020 erkennbar. Während auf der Variante von 2020 ein starker Disteldruck festgestellt wurde, waren in der ehemaligen Untersaatvariante hingegen fast keine Disteln aufzufinden. Dies kann durch weniger Nährstoffauswaschung bzw. bessere Nährstoffkonservierung durch die Untersaat erklärt werden.

Practice abstract 5

Short summary for practitioners (in English):

If one assumes timely and sufficient aphid control with insecticides or antagonists, flower strips with a lifespan of five years would not only represent the more environmentally friendly alternative compared to a double application of the only biological insecticide currently permitted in Austria (potassium soap), but also are economically profitable. Based on the above assumption, the cost difference between the flower strip variant (five years) and a conventional insecticide application (2x cypermethrin) would not be too great. Also the cost difference between the undersown variant and the use of a biological insecticide is not significant. However, there is a clear difference when using a chemical-synthetic insecticide.
The actual success of biological or chemical-synthetic insecticides was not tested as part of the project. Experience has shown that it is never 100%. A comparison of the effects of the two approaches (plant protection products vs. beneficial insect promotion) is therefore not possible. While the effect of pesticides, but also of undersown crops, can be large-scale, the effect of flower strips still needs to be examined more closely.

Short summary for practitioners (native language):

Geht man von einer rechtzeitigen und ausreichenden Blattlausbekämpfung durch Insektizide bzw. Antagonisten aus, würden Blühstreifen mit einer Standdauer von fünf Jahren im Vergleich zu einer zweimaligen Anwendung des derzeit einzigen in Österreich zugelassenen biologischen Insektizids (Kali-Seife) nicht nur die umweltfreundlichere Alternative darstellen, sondern sich auch ökonomisch rentieren. Auch im konventionellen Anbau wäre unter der obigen Annahme der Kostenunterschied zwischen der Blühstreifenvariante (fünf Jahre) und zweimaliger Insektizidanwendung (Wirkstoff Cypermethrin) nicht allzu groß. Während der Kostenunterschied bei der Untersaatvariante und dem Einsatz eines biologischen Insektizids ebenso nicht gravierend ausfällt, zeigt sich hier ein deutlicher Unterschied bei Anwendung eines chemisch-synthetischen Insektizids.
Der tatsächliche Erfolg von biologischen bzw. chemisch-synthetischen Insektiziden wurde im Rahmen des Projektes nicht getestet. Erfahrungsgemäß beträgt er aber nie 100%. Ein Wirkungsvergleich der beiden Ansätze (Pflanzenschutzmittel vs. Nützlingsförderung) ist daher nicht möglich. Während der Effekt von Pflanzenschutzmitteln, aber auch von Untersaaten, jedoch großflächig ausfallen kann, ist der Wirkungsbereich von Blühstreifen noch genauer zu untersuchen.

Practice abstract 6

Short summary for practitioners (in English):

Both the PCR investigations of the aphids and the nanovirus assessment showed that in both test years (2020, 2021) there were no serious nanovirus infections in the field bean. Overall, virus symptoms were found in only 14% (2020) and 2% (2021) of all plants assessed for nanoviruses. Nevertheless, in 2020 the differences between the test variants for nanovirus infections were significant. The result from 2021 is not meaningful due to the low infection rate of 2%.
With regard to the aphid antagonists, a tendency towards higher and more diverse populations was recorded in the flower strip and undersown variants compared to the control variant. We were also able to show that the beneficial insects were able to contain the aphid populations over time. However, the effect did not occur in the critical phase of the nanovirus infection or growth stage of the field bean. The reasons for the lower nanovirus infections in the flower strips and undersown variants can be varied and require further investigations.
As part of the project, we were also able to refute the fear that the flower strips would attract broad bean pests and demonstrate the high potential and important function of flower strips in providing alternative habitat and food space in the cultural landscape.

Short summary for practitioners (native language):

Sowohl die PCR-Untersuchungen der Blattläuse als auch die Nanovirenbonitur haben gezeigt, dass in beiden Versuchsjahren (2020, 2021) schwerwiegende Nanovireninfektionen in der Ackerbohne ausgeblieben waren. Insgesamt konnten lediglich an 14% (2020) bzw. 2% (2021) aller auf Nanoviren bonitierten Pflanzen Virussymptome festgestellt werden. Dennoch waren 2020 die Unterschiede zwischen den Versuchsvarianten bei den Nanovireninfektionen signifikant. Das Ergebnis von 2021 hat aufgrund der geringen Infektionsrate von 2% keine Aussagekraft.
Hinsichtlich der Blattlausantagonisten wurde in der Blühstreifen- und Untersaatvariante eine Tendenz zu höheren und diverseren Populationen verzeichnet als in der Kontrollvariante. Ebenso konnten wir aufzeigen, dass die Nützlinge mit der Zeit die Blattlauspopulationen eindämmen konnten. Der Effekt trat jedoch nicht in der kritischen Phase der Nanovireninfektionen bzw. Wachstumsstadium der Ackerbohne ein. Die Gründe für die geringeren Nanovireninfektionen in der Blühstreifen- und Untersaatvariante können vielseitig sein und bedürfen weiterer Untersuchungen.
Ebenso konnten wir im Rahmen des Projektes die Befürchtung einer Anlockung von Ackerbohnenschädlingen durch die Blühstreifen widerlegen und das hohe Potenzial bzw. die wichtige Funktion von Blühstreifen in der Bereitstellung von alternativem Lebens- und Nahrungsraum in der Kulturlandschaft aufzeigen.

Practice abstract 3

Short summary for practitioners (in English):

The yield data of both test years showed no significant differences between the variants. With a residual moisture content of 14%, the average yields were between 2.4 and 2.6 tons per hectare in 2020 and between 2.7 and 2.9 tons per hectare in 2021. These yields correspond to the mean yields of the field bean variety Melodie.
More field bean plants per square meter were recorded in the variants with undersowing than in the variants without undersowing. This is probably due to the mechanical weed control using a harrow in the variants without undersowing. In addition, in the first year of the test, the field bean was on average 10 - 15 centimeters higher in the undersowing variant than without undersowing. This trait can presumably be attributed to competition between field beans and undersown crops. In the second year of the experiment, there were no noticeable differences in the growth height of the field bean.
The pod growth was higher in the variant with undersowing than in the variants without undersowing. In 2021, the undersown variant showed a significantly higher average stock, which was attributable to the growth of the undersown crop oats. According to this, an increased harvest quantity due to the oats could be registered via the undersowing variant.
The broad bean crop with the undersown crops appeared denser and was also less weedy.

Short summary for practitioners (native language):

Die Ertragsdaten beider Versuchsjahre zeigten keine signifikanten Unterschiede zwischen den Varianten. Die durchschnittlichen Erträge lagen, bei einer Restfeuchte von 14%, 2020 zwischen 2,4 und 2,6 Tonnen pro Hektar, 2021 zwischen 2,7 und 2,9 Tonnen je Hektar und bewegten sich demnach für die Sorte Melodie im Mittelfeld.
Bei den Varianten mit Untersaat waren mehr Ackerbohnenpflanzen pro Quadratmeter zu verzeichnen als bei den Varianten ohne Untersaat. Dies dürfte in der mechanischen Beikrautregulierung mittels Striegel in den Varianten ohne Untersaat begründet sein. Zudem war die Ackerbohne im ersten Versuchsjahr in der Untersaatvariante durchschnittlich um 10 - 15 Zentimeter höher als ohne Untersaat. Dieses Merkmal kann vermutlich auf die Konkurrenz zwischen Ackerbohne und Untersaat zurückgeführt werden. Im zweiten Versuchsjahr zeigten sich hingegen keine auffälligen Unterschiede bei den Wuchshöhen der Ackerbohne.
Der Hülsenansatz lag bei der Variante mit der Untersaat höher als bei den Varianten ohne Untersaat. Ebenso zeigte die Untersaatvariante 2021 einen deutlich höheren durchschnittlichen Besatz, welcher dem Aufwuchs der Untersaatkultur Hafer zuzurechnen war. Demnach konnte über die Variante Untersaat eine durch den Hafer erhöhte Erntemenge registriert werden.
Der Ackerbohnenbestand mit den Untersaaten wirkte dichter und war auch weniger stark verunkrautet.

Practice abstract 4

Short summary for practitioners (in English):

In both test years, the contribution margin of the flowering stripe or undersown variant was lower than that of the control variant without flowering components.
However, the additional costs of the flower strips (seed, machine costs, loss of area, care measures) are put into perspective if they have been standing for several years. In addition, the ecological importance of the flower strips and their useful attributes (e.g. promotion of beneficial organisms) increases over the years. At best, these can also be used for subsequent crops. The resulting economic advantages could not be taken into account in the present calculation.
The additional costs of the undersowing variant (seed) are put into perspective by the advantages (e.g. less tillage operations after harvest, nitrogen fixation, weed control etc.) of undersowing for the following crops. However, in contrast to the flower strips, undersown crops do not have any long-term positive effects on beneficial insect populations.

Short summary for practitioners (native language):

In beiden Versuchsjahren war der Deckungsbeitrag der Blühsteifen- bzw. Untersaatvariante geringer als der der Nullvariante.
Die zusätzlichen Kosten der Blühstreifen (Saatgut, Maschinenkosten, Flächenverlust, Pflegemaßnahmen) relativieren sich jedoch bei mehrjähriger Standzeit. Zudem erhöht sich die ökologische Bedeutung der Blühstreifen und deren nützliche Attribute (z. B. Nützlingsförderung) mit den Jahren. Bestenfalls können diese auch für die Folgekulturen genutzt werden. Sich daraus ergebende ökonomische Vorteile konnten in der vorliegenden Kalkulation nicht berücksichtigt werden.
Die zusätzlichen Kosten der Untersaatvariante (Saatgut) relativieren sich durch die Vorteile von Untersaaten (z. B. weniger Bodenbearbeitungsvorgängen nach der Ernte, Stickstoffbindung und Unkrautregulierung) für die Folgekulturen. Im Gegensatz zu den Blühstreifen haben Untersaaten jedoch keine langjährigen positiven Effekte auf Nützlingspopulationen.

Further details

Links to other website(s):

EIP-AGRI: beneficial flower strips and undersown for aphid regulation in field beans

Publication

Audiovisual material:

Research project: Aphids on field beans

Description of the context of the project:

An infection of leguminous plants with the Pea necrotic yellow dwarf virus (PNYDV), transferred by aphids, causes, in particular at an early stage, dwarfism, low pod set and can lead even to total losses. The control by organic plant protection products is reaching its limits and in conventional production the efficiency of chemical-synthetic products is decreasing due to the increasing development of resistance. The increased cultivation risk causes farms frequently to reduce the growing areas for leguminous plants, which are, however, valuable components of crop rotation. In particular the field bean improves with its deep roots the soil structure, enriches nitrogen and is, moreover, a valuable protein supplier with a relatively high yield potential. It is scientifically confirmed that tailored flower strips and undersowing have positive effects on biodiversity and mitigate aphid outbreaks, however, there are considerable reservations on the part of famers and consultants in particular as regards economic efficiency. The project is therefore designed in a very practice-oriented way and is run in a very targeted way aiming at its agricultural benefit.