Zur Empfindlichkeit des Tabakkäfers Lasioderma serricorne (Fabricicus) (Coleoptera: Anobiidae) gegenüber Behandlung mit Kohlenstoffdioxid unter Hochdruck

Diplomarbeit von Christian Ulrichs

Einleitung:

Lebensmittelrohstoffe, Tabake und Drogen sind besonders bei längerer Lagerung immer der Gefahr ausgesetzt von Bakterien, Pilzen, Milben und gerade auch von Insekten befallen zu werden. Diese Schädlinge können zu erheblichen Verunreinigungen und Verlusten führen. Aus diesem Grunde ist eine Entwesung der Stoffe notwendig.

Weltweit wird ca. ein Viertel der Ernte durch Schaderreger unbrauchbar gemacht. In Deutschland lag der Schaden 1993 in der Getreideernte, begrenzt durch intensive Maßnahmen, bei weniger als 1%.

Der Tabakkäfer Lasioderma serricorne ist in der Tabakindustrie ein gefürchteter Schädling. Über die Höhe des Schadens läßt die Tabakindustrie aus Imagegründen nur wenig verlauten. Der Schaden der durch den Tabakkäfer, besonders durch seine gefräßigen Larven entsteht, dürfte jedoch erheblich sein. Bedenkt man, daß alleine eine einzige Larve in der Lage ist eine Zigarre im Wert von mehr als 100 DM völlig zu zerfressen und damit zu ruinieren, kann man den wirtschaftlichen Schaden auf viele Millionen Mark beziffern. Dazu kommt ein immenser Imageverlust der Firmen, wenn ein Kunde seine Zigarren oder Zigaretten von Insekten durchlöchert vorfindet. Neben der Tabakindustrie wird auch die Arzneimittel- und Gewürzmittelindustrie durch L. serricorne geschädigt.

Bisher erwies sich noch kein Verpackungsmaterial als widerstandsfähig gegen alle vorratsschädlichen Insekten.

Bereits in der Antike wurden Getreidevorräte in dicht verschlossenen Gefäßen gelagert. Durch die Atmung der Insekten und durch Schimmelpilze kam es zu Sauerstoffmangel und einer Anreicherung von Kohlenstoffdioxid (CO2) in den Gefäßen, der die Insekten ersticken ließ.

Im industriellen Maßstab wurde erstmals 1918 in Australien Kohlenstoffdioxid zum Schutz von Getreidevorräten eingesetzt. Damals wurde die Abluft eines Gasbrenners mit ca. zwanzig Prozent CO2 in das Silo geleitet.

Seit 1918 haben sich die Techniken der Kohlenstoffdioxidanwendung ständig verbessert. Heute wird in Australien, den USA, Canada und auch in Deutschland CO2 zur Entwesung eingesetzt. Im Jahr 1985 wurde ein neues Verfahren zur Bekämpfung von Schadinsekten vorgestellt. Kohlenstoffdioxid wurde erstmals in Verbindung unter Hochdruck in seiner Wirkung auf Organismen getestet. Über die mögliche Anwendung dieser Kombination als Vorratsschutzmittel liegen heute zahlreiche Publikationen vor.

Kohlenstoffdioxid ist von der Rückstandsproblematik unbedenklich, kann aber bei einer genügend hohen Feuchte der Güter in Lösung gehen und zu einer Absenkung des pH-Wertes führen. Aus diesem Grunde ist der Einsatz von Kohlenstoffdioxid begrenzt. Da Kohlenstoffdioxid für den Menschen in hohen Konzentrationen zum Ersticken führen kann, müssen umfangreiche Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden. Dieses gilt um so mehr, wenn es in verdichtetem Zustand zur Entwesung angewandt wird, da die damit verbundenen Drücke ein zusätzliches Gefahrenpotential bilden.

Kohlenstoffdioxid ist in Zusammenhang mit dem Treibhauseffekt in den letzten Jahren wiederholt in die Schlagzeilen geraten, doch gegenüber der von Mensch und Tier täglich ausgeatmeten Menge ist die für die Insektenbekämpfung verwandte Menge verschwindend gering. Auch würde ein vermehrter Einsatz von CO2 zur Insektenbekämpfung keine Vermehrung des CO2-Gehaltes in der Atmosphäre zur Folge haben, da für den Einsatz kein neues Kohlenstoffdioxid erzeugt wird, sondern nur bereits vorhandenes aufbereitet und konzentriert wird. Das in der Industrie bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe freiwerdende CO2 wird so vor der Abgabe in die Atmosphäre genutzt. Wie umweltfreundlich die Gewinnung von CO2 letztendlich ist, muß eine Energiebilanzrechnung zeigen. Auf diese recht komplizierte Berechnung geht die vorliegende Arbeit nicht ein, sie beschäftigt sich vielmehr mit den Möglichkeiten eines Einsatzes von CO2 unter Hochdruck zur Bekämpfung des Tabakkäfers.

Inhaltsverzeichnis:

	Abbildungsverzeichnis
	Tabellenverzeichnis
1.	Einführung
1.1	Einleitung
1.2	Biologie des Tabakkäfers Lasioderma serricorne
1.3	Insektenbekämpfung im Vorratsschutz
1.4	Kohlenstoffdioxid, chemische und physiologische Eigenschaften
1.5	Insektenbekämpfung mit Kohlenstoffdioxid
1.6	Aufgabenstellung
2.	Material und Methode
2.1	Zucht des Tabakkäfers
2.2	Gewinnung der Entwicklungsstadien
2.3	Aufbau der Versuchsapparatur
2.4	Darstellung der am Versuch beteiligten Faktoren
2.4.1	Gaszusammensetzung
2.4.2	Druck
2.4.3	Temperatur
2.4.4	Expositionszeit
2.4.5	Druckauf-, Druckabbaugeschwindigkeit
2.5	Beschreibung der Versuche zur Biologie des Tabakkäfers
2.6	Beschreibung der Versuche unter Atmosphärendruck
2.7	Beschreibung der Versuche unter Hochdruck
3.	Ergebnisse
3.1	Versuche zur Biologie des Tabakkäfers
3.1.1	Entwicklung des Tabakkäfers auf unterschiedlichen Medien
3.1.2	Vermehrungspotential
3.1.3	Entwicklung abgelegter Eier
3.1.4	Entwicklung freipräparierter Eier
3.1.5	Entwicklung von Larven zu Puppen
3.1.6	Funktion der Puppenhülle
3.2	Versuche unter Atmosphärendruck
3.2.1	Empfindlichkeit gegen Kohlendioxid unter atmosphärischem Druck
3.3	Versuche unter Hochdruck
3.3.1	Dosiswirkungsbeziehungen für unterschiedliche Entwicklungsstadien
3.3.1.1	Versuchstemperatur 15°C
3.3.1.2	Versuchstemperatur 25°C
3.3.1.3	Versuchstemperatur 35°C
3.3.1.4	Zusammenfassung der Dosis-Wirkungsbeziehungen
3.3.2	Wirkung von Druckauf- und Druckabbaugeschwindigkeiten
3.3.3	Entwicklung von Eiern aus aufgeplatzten Käfern
3.3.4	Untersuchung zur Nachsterblichkeit nach einer Druckbehandlung
3.3.5	Abhängigkeit der Mortalität von der Temperatur
3.3.6	Temperaturverlauf beim Druckauf- und Druckabbau
3.3.7	Morphologische Veränderungen an Tabakkäfern nach einer Druckbehandlung
4.	Diskussion
4.1	Versuche zur Biologie des Tabakkäfers
4.1.1	Zucht des Tabakkäfers
4.1.2	Entwicklung des Tabakkäfers
4.1.3	Funktion des Puppenkokons
4.2	Versuche unter atmosphärischem Druck
4.2.1	Einwirkzeiten und Wirkung von CO2 unter atmosphärischem Druck
4.3	Versuche unter Hochdruck
4.3.1	Einwirkzeiten und Wirkung von CO2 unter Hochdruck
4.3.2	Veränderungen der Einwirkzeiten durch Komprimierung des Gases
4.3.3	Wirkung von Druckauf- und Druckabbau
4.3.4	Entwicklung von Eiern aus aufgeplatzten Käfern
4.3.5	Nachsterblichkeit nach einer CO2-Hochdruckbehandlung
4.3.6	Abhängigkeit der Mortalität von der Temperatur
4.3.7	Einfluß der Temperaturveränderung infolge des Druckwechsels auf die Mortalität
4.4	Bewertung des CO2-Hochdruckverfahrens
4.5	Kohlenstoffdioxid und der Treibhauseffekt
5.	Zusammenfassung und Danksagung
5.1	Zusammenfassung
5.2	Danksagung
6.	Literatur