BioROOTGUARD: Wurzelschutz gegen Engerlinge

Im Forschungsvorhaben BioROOTGUARD entsteht ein neuartiger, biologisch abbaubarer Wurzelschutz gegen die Engerlinge von Mai- und Japankäfern. Der Wurzelfraß dieser im Boden lebenden Larven verursacht große Schäden. Der Maikäfer-Engerling ist problematisch für den Jungwuchs und macht die Waldverjüngung in Teilen Deutschlands schwierig. Besonders kritisch ist der invasive Japankäfer: Als Quarantäneschädling gefährdet er die Handelsfähigkeit von Baumschulen in Befallsgebieten. Die geplante BioROOTGUARD-Folie für den Forstbereich verbindet mechanischen Schutz mit naturbasierten Repellents, die Engerlinge aktiv abwehren, und bildet so eine wirksame Barriere um die Wurzeln. Ziel ist ein Material, das seine Schutzwirkung mindestens vier Jahre behält, sich danach vollständig biologisch abbaut und weder Pflanzenwachstum noch Boden- und Wasserorganismen beeinträchtigt. Für die Anwendungen in Baumschulen zielen die Projektmitarbeitenden darauf ab, unbedenkliche Repellents für den Japankäfer-Engerling zu identifizieren und ein praxistaugliches Produktkonzept zu entwickeln.

In weiten Teilen Deutschlands, vor allem in der Oberrheinebene und angrenzenden Regionen in Rheinland-Pfalz und Hessen, erschwert der Wurzelfraß von Maikäfer-Engerlingen die Verjüngung des Waldes. Junge Pflanzen mit ihrem noch schwach ausgebildeten Wurzelsystem fallen besonders häufig aus. Parallel breitet sich der Japankäfer als invasiver prioritärer EU-Quarantäneschädling weiter nach Norden aus und setzt Baumschulen unter erheblichen Kontrolldruck. Gleichzeitig fehlen wirksame Gegenmittel: Entsprechende Insektizide sind im Forst nicht mehr zugelassen, biologische Verfahren wie Pilze oder Nematoden erreichen im Freiland keinen ausreichenden Wirkungsgrad. Ein mechanischer Wurzelschutz gegen Engerlinge ist in der Literatur bislang nicht beschrieben, BioROOTGUARD betritt hier Neuland.

Schutz ohne dauerhaften Kunststoffeintrag

Kunststoff, der in der Umwelt eingesetzt wird und dort verbleibt, ist kritisch zu bewerten. Persistente Materialien sammeln sich im Boden an. Wo der Einsatz von Kunststoff jedoch einen klaren Nutzen bietet, lässt sich dauerhafte Verschmutzung durch bioabbaubare Werkstoffe vermeiden. Genau hier liegt die Expertise von Fraunhofer UMSICHT: die Entwicklung biologisch abbaubarer Werkstoffe für definierte Anwendungszeiträume und die Untersuchung ihres Abbauverhaltens. Das ist eine der großen Herausforderungen im Projekt. Der Werkstoff muss mindestens vier Jahre stabil bleiben und sich anschließend vollständig und ökotoxikologisch unbedenklich abbauen.

Naturbasierte Repellentien im Werkstoff

Über die mechanische Barriere hinaus sollen natürliche Wirkstoffe die Larven auf Abstand halten. Dazu werden geeignete Repellentien ausgewählt und schonend in die Compounds eingearbeitet. Kriterien sind Wirksamkeit, thermische Stabilität, Verarbeitbarkeit, rechtliche Zulässigkeit, Marktverfügbarkeit sowie Abbaubarkeit und Umweltverträglichkeit. Das interdisziplinäre Projektkonsortium entwickelt damit Compounds und Folien auf Basis von biobasierten und biologisch abbaubaren Kunststoffen, prüft ihre mechanischen und rheologischen Eigenschaften und untersucht das Abbauverhalten in Screening- und Freilandtests. Ergänzend wird die Ökotoxizität der entwickelten Werkstoffe mit geeigneten Prüfverfahren untersucht. Die Auswahl der anzuwendenden Normen, Böden und Testorganismen - beispielsweise Pflanzen, Bodenmikroorganismen und Wasserorganismen - erfolgt im Projektverlauf bedarfs- und anwendungsbezogen.

Anwendungen über den Wald hinaus

Waldbesitzende können ihre Investitionen in Pflanzung, Zaunbau und Pflege absichern und Ausfallrisiken deutlich senken. Da die Folie im Boden verbleibt und sich dort abbaut, muss sie nicht demontiert werden. Die Pflanzung bleibt unbeschädigt, während bei nicht abbaubaren Materialien der Rückbau die Kultur zerstören würde. Baumschulen erhalten erstmals die Perspektive, auch in Befallsgebieten des Japankäfers handelsfähig zu bleiben. Auch Weinbau, Zier- und Forstbaumschulen, Streuobstwiesen und Agroforstsysteme sind von Engerlingen betroffen. Durch Anpassung von Rezeptur und Repellent lässt sich das Konzept auf weitere bodenlebende Schadorganismen übertragen.

• FKuR Kunststoff GmbH (Koordination)
• Kelmaplast G. Kellermann GmbH
• HYDRA Marine Sciences GmbH
• Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA)
• Julius Kühn-Institut (JKI) – Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen