project - EIP-AGRI Operational Group

Development of sustainable measures to combat the spotted wing drosophila in the Austrian fruit-growing and viticultural sectors
Entwicklung von nachhaltigen Maßnahmen zur Bekämpfung der Kirschessigfliege im österreichischen Obst- und Weinbau

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Completed | 2018 - 2022 Austria
Completed | 2018 - 2022 Austria
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Objectives

The spotted-wing drosophila is an invasive pest from Asia, whose female lays eggs in ripening fruit and causes major yield losses on berries, cherries, elderberries and grapes. Existing control strategies cannot always prevent yield losses and damage other insects. KEFStrat is therefore aiming to develop new environmental-, beneficial insects- and bee-friendly control approaches and determine measures to reduce oviposition and larval development. The most effective strategies are tested in field trials. The results form the basis for effective and environmentally friendly strategies for agricultural practice.

Objectives

Die Kirschessigfliege ist ein invasiver Schädling aus Asien, dessen Weibchen Eier in reifende Früchte legt und an Beerenobst, Kirschen, Holunder und auch Weinbeeren große Ertragseinbußen verursacht. Die vorhandenen Bekämpfungsstrategien können Ertragsausfälle nicht immer verhindern und andere Insekten schädigen. KEFStrat soll deshalb neue umwelt-, nützlings- und bienenschonende Bekämpfungsansätze entwickeln und Maßnahmen zur Reduktion von Eiablage und Larvalentwicklung sollen ermittelt werden. Die wirksamsten Strategien werden in Freilandversuchen getestet. Die Ergebnisse bilden die Basis für effektive, umweltgerechte Strategien für die landwirtschaftliche Praxis.

Activities

Testing of attractants in spotted-wing drosophila for baiting methods that are as specific as possible.
Testing of sustainable insecticides and repellents to reduce/prevent oviposition and larval development.
Field trials with developed baiting methods, repellents and insecticides.
Collection of data on the infestation in different crops, locations and climatic conditions for more precise prediction and associated improved recommendations.
Development of measures to reduce fruit damage in storage.
Dissemination of the measures in scientific journals and lectures, via agricultural chambers and associations and in a workshop.

Activities

Testung von auf Kirschessigfliegen attraktive Lockstoffe für möglichst spezifische Köderverfahren zur Bekämpfung.
Testung von nachhaltigen Insektiziden und Repellents zur Reduktion/Verhinderung der Eiablage und der Larvenentwicklung.
Freilandversuche mit entwickelten Ködern, Repellents und Insektiziden.
Erhebung von Daten zum Befall in unterschiedlichen Kulturen, Standorten und klimatischen Gegebenheiten zur genaueren Vorhersage und damit verbundenen besseren Empfehlungen.
Entwicklung von Maßnahmen zur Reduktion von Fruchtschaden am Lager.
Verbreitung der Maßnahmen in wissenschaftlichen Journalen und Vorträgen, via Kammern und Verbänden und in einem Workshop.

Kontext

The spotted-wing drosophila (KEF, Drosophila suzukii) belongs to the fruit fly family. The insect was introduced from Asia and was first recorded in Austria in 2011. Trap catches document that the species has meanwhile spread throughout Austria and that permanent problems are to be expected in the future. In Austria, the species primarily damages soft fruit such as raspberries, blackberries or blueberries, as well as sweet cherries and sour cherries, plums, elderberries and also grapes (particularly red varieties or those with flesh-pink berries, e.g. the varieties Blauer Portugieser, Roter Veltliner, St. Laurent, Zweigelt and Frühroter Veltliner). The harvest losses caused by the spotted drosophila amount to up to 80%, depending on the region, the weather conditions and the culture. The currently available concepts for combating the spotted drosophila cannot always prevent yield losses. Infestation often occurs just before harvest. In order to rule out residues in the harvested crop, the use of insecticides is not possible at this point, or only to a very limited extent. The few insecticidal measures currently permitted are not always effective enough, can harm beneficial insects and, if not used properly, can also damage bees. Therefore, measures for mid- to long-term reduction of these insecticides is being sought. In the KEFStrat project, strategies are to be developed with particular attention to environmentally friendly methods (management measures, biological measures) that can be used to prevent or reduce damage caused by the spotted-wing drosophila in the field or after harvest. Findings collected in the project are subsequently disseminated in the industry in order to achieve these goals.

Project details
Main funding source
Rural development 2014-2020 for Operational Groups
Rural Development Programme
2014AT06RDNP001 Austria - Rural Development Programme (National)
Ort
Main geographical location
West- und Südsteiermark
Other geographical location
Weinviertel, Nordburgenland

€ 498030.44

Total budget

Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.

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6 Practice Abstracts

Strategies for influencing fly behaviour using scents and coloured light:

Fragrances from fruits and leaves, fermentation aromas and possible repellents (deterrent substances) and attractants that are believed to influence the flies were offered to the flies in the laboratory and in the field. In the laboratory, the odorants hexanal, β ionone and cis-3-hexenyl acetate attracted the flies. Methyl salicylate repelled the flies. However, field trials in elderberry plants, in which the flies were offered traps with the three attractive scents, did not confirm these results. The fruits were probably more attractive or the concentrations of the scents used were too low. Further tests must show whether better effects can be achieved with other concentrations of the fragrances mentioned. LED lamps with light of different wavelengths (red, blue, green, orange, ultraviolet) were used in laboratory and field experiments with baited traps. Red and green light made the traps more attractive, blue lighted traps tended to deter the flies. Here laboratory and field tests yielded the same result. Further optimizations are necessary to assess whether and how coloured light can be used in practice to combat flies.

Strategien zur Beeinflussung des Fliegenverhaltens mittels Duftstoffen und farbigem Licht:

Mutmaßlich für die Fliege attraktive Duftstoffe aus Früchten und Blättern, Fermentationsaromen sowie mögliche Repellents (abschreckende Substanzen) wurden den Fliegen im Labor und im Freiland angeboten. Im Labor wirkten die Duftstoffe Hexanal, β Jonon sowie cis-3-Hexenylacetat anziehend auf die Fliegen. Methylsalicylat schreckte die Fliegen ab. Freilandversuche in Holunderanlagen, in denen den Fliegen Fallen mit den drei attraktiven Duftstoffen angeboten wurden, bestätigten diese Ergebnisse jedoch nicht. Vermutlich waren die Früchte attraktiver oder die eingesetzten Konzentrationen der Düfte waren zu gering. Weitere Versuche müssen zeigen, ob mit anderen Konzentrationen der genannten Duftstoffe bessere Effekte erzielt werden können. LED-Lämpchen mit Licht unterschiedlicher Wellenlängen (rot, blau, grün, orange, ultraviolett) wurden im Labor und im Freiland in Versuchen mit Köderfallen eingesetzt. Rotes und grünes Licht erhöhten die Attraktivität der Fallen, blau beleuchtete Fallen schreckten die Fliegen eher ab. Hier erbrachten Labor und Freilandversuche dasselbe Ergebnis. Weitere Optimierungen sind notwendig, um abzuschätzen, ob und wie farbiges Licht in der Praxis zur Fliegenbekämpfung eingesetzt werden können.

Use of gases that are not relevant to residues against fly stages in berries in storage:

In a series of tests, raspberries and blueberries covered with eggs were gassed with small amounts of nitrogen monoxide (16 ppm) in nitrogen. The experiments were initially carried out on a small scale. Larger scale treatments (berries in crates on a pallet enclosed in commercially available gas treatment film) were also later carried out. Gas treatment for 5 hours at 5°C was very successful with raspberries in both experimental designs. In the experiments on pallets, up to 95% of the eggs were killed. The effect on blueberries was less, presumably less gas can penetrate under the skin due to the firmer berry skin.

Einsatz nicht rückstandsrelevanter Gase gegen Fliegenstadien in Beeren am Lager:

In Versuchsreihen wurden mit Eiern belegte Himbeeren und Heidelbeeren mit geringen Mengen von Stickstoffmonoxid (16 ppm) in Stickstoff begast. Die Versuche erfolgten zuerst im Kleinmaßstab. Später wurden auch Behandlungen in größerem Maßstab (Beeren in Kisten auf einer von einer kommerziell erhältlichen Folie zur Gasbehandlung umschlossenen Palette) durchgeführt. Eine Gasbehandlung für 5 Stunden bei 5°C war in beiden Versuchsanordnungen bei Himbeeren sehr erfolgreich. In den Versuchen auf Paletten wurden bis zu 95% der Eier abgetötet. Der Effekt bei Heidelbeeren war geringer, vermutlich kann durch die festere Beerenhaut weniger Gas unter die Haut eindringen.

Attempts to control developmental stages of the spotted-wing drosophila on the ground to reduce the infestation pressure:

The field trials on elderberry showed that infested berries fall to the ground and the flies therefore can develop on the ground. According to the literature, a relevant part of the pupae also develops on the ground in fruits of other cultures. Experiments with insecticidal nematodes (roundworms) and hot water application in the laboratory and on a small scale in the field showed that both measures reduce fly stages on the ground. Further trials on a larger scale in orchards are necessary to further evaluate the practicability of these measures. One problem could be the cost. Nematodes are expensive but could be used on expensive crops such as raspberries, hot water applications (with weed control equipment) require high energy use and equipment is not readily available.

Versuche zur Bekämpfung von Entwicklungsstadien der Kirschessigfliege am Boden zur Reduktion des Befallsdrucks:

In den Feldversuchen an Holunder zeigte sich, dass befallenen Beeren auf den Boden fallen und die Entwicklung der Fliegen daher am Boden stattfindet. Laut Literatur entwickelt sich auch bei anderen Kultur-Früchten ein relevanter Teil der Puppen am Boden. Versuche mit insektenbekämpfenden Nematoden (Fadenwürmern) und Heißwasseranwendung im Labor und im kleinen Maßstab im Feld zeigten, dass beide Maßnahmen die Fliegenstadien am Boden reduzieren. Weitere Versuche in größerem Maßstab in Obstanlagen sind notwendig, um die Praxistauglichkeit dieser Maßnahmen weiter zu evaluieren. Ein Problem könnten die Kosten darstellen. Nematoden sind teuer, aber bei teuren Kulturen wie Himbeeren wäre ein Einsatz möglich, bei Heißwasseranwendung (mit Geräten zur Unkrautbekämpfung) ist der Energieeinsatz hoch und die Geräte sind nicht leicht verfügbar.

Observations on the susceptibility of different cultures and observations on population development:

As expected, raspberries, blackberries and elderberries were particularly susceptible in our tests. The flies can easily penetrate the skin of these berries to lay their eggs. In addition, laboratory tests showed that almost all eggs laid in these fruits developed into adult flies. Blueberries and currants were less affected, but later in the vegetation period and when the infestation pressure was higher, these berries were also clearly damaged. In the case of blueberries, however, only less than 50% of the eggs laid develop into mature flies, which means that the population build-up in this crop is likely to be slower. Regular infestations can also be expected on plums. Apricots (especially at late harvest) were particularly damaged in 2022. This year, the fly populations had obviously increased accordingly before the harvest.

Beobachtungen zur Anfälligkeit der verschiedenen Kulturen und Beobachtungen zur Populationsentwicklung:

Erwartungsgemäß waren in unseren Versuchen Himbeeren, Brombeeren und Holunder besonders anfällig. Die Fliegen können die Haut dieser Beeren leicht zur Eiablage durchdringen. Zudem zeigten Laborversuche, dass sich so gut wie alle in diese Früchte abgelegte Eier zu fertigen Fliegen entwickelten. Heidelbeeren und Ribiseln waren etwas weniger betroffen, später in der Vegetationsperiode und bei höherem Befallsdruck wurden aber auch diese Beeren deutlich geschädigt. Bei Heidelbeeren entwickeln sich allerdings nur unter 50% der abgelegten Eier zu fertigen Fliegen, wodurch der Populationsaufbau in dieser Kultur vermutlich langsamer erfolgt. Auch an Zwetschken ist mit regelmäßigem Befall zu rechnen. Marillen (vor allem an den späten Ernteterminen) wurden besonders im Jahr 2022 geschädigt. In diesem Jahr waren offensichtlich schon vor der Ernte die Fliegenpopulationen entsprechend angewachsen.

Field trials for sustainable control of the spotted-wing drosophila in elder and in wine:

From 2018 to 2022, various rock flours, combinations of wetting agents, mineral oil, gum arabic and fruit lime were used in field trials on both grapevine and elderberries. Most of the tests took place in Styria, but also in Lower Austria. All particle films from rock flour, combined with wetting agents that lower the surface tension, were effective in the field. In viticulture, this treatment ensured a satisfactory condition of the grapes at harvest in all test years. This was the case in most of the tests on elderberries (exception 2020, 1 test site in 2019). In practice, rock flour can be used alone in situations with a low to medium risk of infestation, and in combination with "classic insecticides" in situations with high infestation pressure. They enable a reduction of synthetic insecticides and can contribute to securing yields. In any case, a completely covering particle film is important. Accordingly, follow-up treatments after precipitation may be necessary. Latex-containing wetting agents can help to stabilize the particle films. All other substances tested had a lesser effect than the rock flours.

Feldversuche zur nachhaltigen Bekämpfung der Kirschessigfliege im Holunder und im Wein:

2018 bis 2022 wurden verschiedene Gesteinsmehle, Netzmittelkombinationen, Mineralöl, Gummi arabicum und Fruchtkalk sowohl an Reben als auch an Holunder in Feldversuchen eingesetzt. Die Versuche fanden zum Großteil in der Steiermark, aber auch in Niederösterreich statt. Alle Partikelfilme aus Gesteinsmehlen, kombiniert mit die Oberflächenspannung senkenden Netzmitteln waren im Freiland wirksam. Im Weinbau stellte diese Behandlung in allen Versuchsjahren einen zufriedenstellenden Zustand der Trauben bei der Ernte sicher. Am Holunder war das in den meisten Versuchen der Fall (Ausnahme 2020, 1 Versuchsstandort 2019). Gesteinsmehle können in der Praxis in Situationen mit geringem bis mittlerem Befallsrisiko alleine, in Situationen mit hohem Befallsdruck in Kombination mit „klassischen Insektiziden“ eingesetzt werden. Sie ermöglichen eine Reduktion von chemisch synthetischen Insektiziden und können zur Ertragssicherung beitragen. Wichtig ist in jedem Fall ein vollständig deckender Partikelfilm. Dementsprechend sind eventuell Nachbehandlungen nach Niederschlägen notwendig. Latexhältige Netzmittel können helfen, den Belag zu stabilisieren. Alle anderen getesteten Substanzen hatten eine geringere Wirkung als die Gesteinsmehle.

Laboratory tests to reduce cherry vinegar and their stages of development:

At the HBLA Klosterneuburg, the spotted-wing drosophila (Drosophila suzukii) was bred for the entire duration of the project. Flies from this culture allowed a large number of different fly control strategies to be evaluated in the laboratory. Particle films based on various rock flours (e.g. diatomaceous earth, kaolin, muscovite) were effective in laboratory tests against the laying of eggs by the spotted-wing drosophila, fruit lime had a certain effect. In addition, gum arabic and fruit lime reduced the development of already laid eggs. Wetting agents that reduce surface tension had a side effect on adult flies (provided they came into direct contact with the wet broth) and can therefore support treatment success in the field. Unfortunately, we did not observe any significant effect on the flies and their stages of development for various insect-damaging fungi and bacteria, as well as for a number of insecticides derived from microorganisms.

Laborversuche zur Reduktion der Kirschessigliegen und ihrer Entwicklungsstadien:

An der Höheren Bundeslehranstalt und Bundesamt für Wein- und Obstbau wurde über die ganze Projektlaufzeit eine Zucht der Kirschessigfliege erhalten. Fliegen aus dieser Zucht ermöglichten, eine große Anzahl an verschiedenen Strategien zur Fliegenbekämpfung im Labor zu evaluieren. Partikelfilme auf Basis verschiedener Gesteinsmehle (z.B. Diatomeenerde, Kaolin, Muskovitglimmer) wirkten im Laborversuch überzeugend gegen die Eiablage der Kirschessigfliege, Fruchtkalk hatte einen gewissen Effekt. Zudem verringerten Gummi arabicum und Fruchtkalk die Entwicklung bereits abgelegter Eier. Netzmittel, die die Oberflächenspannung reduzieren, hatten einen Nebeneffekt auf erwachsenen Fliegen (sofern diese mit der nassen Brühe direkt in Kontakt kamen) und können somit im Freiland den Behandlungserfolg unterstützen. Leider keinen durchschlagenden Effekt auf die Fliegen und ihre Entwicklungsstadien beobachteten wir für verschiedene insektenschädliche Pilze und Bakterien sowie eine Reihe von aus Mikroorganismen gewonnenen Insektiziden.

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Contacts

Project coordinator

  • Stefan Lampl (Steirische Beerenobstgenossenschaft e. Gen.)

    Project coordinator

Project partners

  • Christoph Reinhart

    Project partner

  • Franz Gruber

    Project partner

  • Hannes Gottschlich (Biohelp Biologischer Pflanzenschutz)

    Project partner

  • Hannes Jöbstl

    Project partner

  • Helmut Maurer

    Project partner

  • Johann Neuhold

    Project partner

  • Josef Hafner

    Project partner

  • Katharina Schödl-Hummel (Biobeerengarten Hummel)

    Project partner

  • Norbert Rosner (Familienweingut Rosner)

    Project partner