Locust-Tec - Einführung innovativer und umweltschonender Technologien für das Heuschrecken-Management in Kasachstan

Abstract

In verschiedenen Regionen der Welt sind Heuschreckenausbrüche und -plagen schon immer eine ernste Bedrohung für die Landwirtschaft, die Ernährungssicherheit und die Umwelt gewesen. In Zentralasien, dem Kaukasus, Südeuropa und Südamerika gab es auch in den letzten Jahren zahlreiche lokale und überregionale Heuschreckenausbrüche verschiedener Heuschreckenarten, in Ostafrika gar eine Plage der Wüstenheuschrecke (2019-2021). Zunehmend heiße und längere Dürrezeiten in temperierten Klimazonen und häufigere außergewöhnliche Starkniederschläge in Wüstengebieten – bedingt auch durch den Klimawandel – begünstigen die Ausbrüche ebenso wie eine Änderung der Landnutzung in den Habitaten der Heuschrecken. Abgesehen von der direkten Bedrohung der Ernährungssicherheit durch Heuschrecken, ist deren Bekämpfung meist mit großräumigem Einsatz giftiger Chemikalien verbunden. Zur Verbesserung dieser Situation hat das deutsch-kasachische Projekt Locust-Tec in der BMBF-Fördermaßnahme CLIENT-II innovative Technologien zur Überwachung und zur Vorhersage von Heuschreckenausbrüchen in Kasachstan entwickelt und erprobt. Kasachstan, mit insgesamt drei gefährlichen Heuschreckenarten (Calliptamus italicus, Dociostaurus maroccanus, Locusta migratoria migratoria), die durchgehend beobachtet und kontrolliert werden müssen, hat zum einen jahrzehntelange Erfahrung und starke Expertise auf dem Gebiet des Heuschreckenmanagements. Zum anderen gibt es aufgrund der riesigen zu überwachenden Flächen auch viel Potential zur Einführung von neuen Technologien (z.B. im Bereich der Digitalisierung, Anwendung von Satelliten- und Geoinformationsdaten und Reduzierung der Pestizideinsätze). Mit Hilfe von Satellitendaten und Geoinformationsdaten konnten die Habitate der untersuchten Heuschreckenarten räumlich mit besserem Detailierungsgrad modelliert werden. Eine solche, auf eine bestimmte Spezies ausgerichtete Kartierung mit hoher räumlicher Auflösung, ermöglicht eine verbesserte Priorisierung und Planung beim regelmäßigen Monitoring zur präventiven Bekämpfung und Identifizierung wahrscheinlicher Ausbruchshotspots. Des Weiteren kann die entwickelte Locust-Tec Fachschale innerhalb der SUN Mobil App und SUN Mobil Web als digitaler Ersatz für aktuell im Einsatz benutzte analoge Feldprotokolle eingesetzt werden. Die Felddaten können nun digital überprüft, abgezeichnet und weitergeleitet werden, sodass eine rasche Bekämpfung betroffener Flächen rechtzeitig stattfinden kann, um die zu behandelten Flächen zu reduzieren und somit einen geringeren Einsatz von Pestiziden zu ermöglichen. Die Erkennung von Heuschreckenakkumulationen und Vegetationsschäden mit Hilfe einer Drohne waren im Süden Kasachstans möglich. Die Entwicklung und Versuche mit dem Hochspannungsgitter haben gezeigt, dass das Konzept unter Realbedingungen und damit verbundener hoher Populationsdichte der Heuschrecken nur zum Teil funktioniert. Aufgrund der sehr hohen Anzahl an Heuschrecken während der gregären Entwicklungsphasen der Nymphen (präventive Kontrolle) bzw. während einer Plage, konnten am Hochspannungsgitter getestete Materialen nicht über längere Zeit den Massen standhalten. Die entwickelten Technologien aus dem Locust-Tec Projekt können skaliert und in anderen Regionen angewendet werden. Auf diese Weise hat das Projekt und dessen Ergebnisse das Potenzial, auch einen wichtigen Beitrag zur weltweiten Ernährungssicherheit (SDG 2) sowie zum Schutz lokaler Ökosysteme (SDG 15) zu leisten. Darüber hinaus leistet das Projekt auch indirekt einen Beitrag zu SDG 3 „Gesundheit und Wohlergehen“ sowie zu SDG 12 „Nachhaltige/r Konsum und Produktion“ und SDG 17 „Partnerschaften zur Erreichung der Ziele“. Ein Video gibt eine übersichtliche Zusammenfassung über das Locust-Tec Projekt (Stand Ende 2022): https://www.youtube.com/watch?v=sh1p4pq2S84&t=8s Datei-Upload durch TIB In various regions of the world, locust outbreaks and plagues have always posed a serious threat to agriculture, food security and the environment. In Central Asia, the Caucasus, Southern Europe and South America, there have also been numerous local and regional locust outbreaks of various locust species in recent years, and even a plague of the desert locust in East Africa (2019-2021). Increasingly hot and longer periods of drought in temperate climate zones and more frequent exceptional heavy rainfall in desert areas - also due to climate change - are favoring the outbreaks, as is a change in land use in the locusts' habitats. Apart from the direct threat to food security posed by locusts, their control is usually associated with the large-scale use of toxic chemicals. To improve this situation, the German-Kazakh project Locust-Tec has developed and tested innovative technologies for monitoring and predicting locust outbreaks in Kazakhstan as part of the BMBF funding measure CLIENT-II. Kazakhstan, with a total of three dangerous locust species (Calliptamus italicus, Dociostaurus maroccanus, Locusta migratoria migratoria) that need to be continuously monitored and controlled, has decades of experience and strong expertise in the field of locust management. On the other hand, there is also a lot of potential for the introduction of new technologies (e.g. in the field of digitalization, application of satellite and geoinformation data and reduction of pesticide use) due to the huge areas to be monitored. With the help of satellite data and geoinformation data, the habitats of the locust species studied could be modeled spatially with a better level of detail. This type of mapping with high spatial resolution, which focuses on a specific species, enables improved prioritization and planning during regular monitoring for preventive control and identification of probable outbreak hotspots. Furthermore, the developed Locust-Tec mobile application can be used within the SUN Mobil app and SUN Mobil Web as a digital replacement for analog field protocols currently in use. The field data can now be digitally checked, signed off and forwarded so that affected areas can be quickly controlled in appropriate time in order to reduce the areas to be treated and thus reduce the use of pesticides. The detection of locust accumulation and vegetation damage using a drone was possible in southern Kazakhstan. The trials with the high-voltage grid have shown that the concept only partially works under real conditions and the associated high population density of locusts. Due to the very high number of locusts nymphs during the gregarious phase (preventive control) or during an infestation, tested materials of the high-voltage grid could not withstand the masses over a longer period of time. The technologies developed in the Locust-Tec project can be scaled up and applied in other regions. In this way, the project and its results also have the potential to make an important contribution to global food security (SDG 2) and the protection of local ecosystems (SDG 15). In addition, the project also indirectly contributes to SDG 3 "Good Health and Well-being", SDG 12 "Sustainable Consumption and Production" and SDG 17 "Partnerships for the Goals". A video provides a summary of the Locust-Tec project (as at the end of 2022): https://www.youtube.com/watch?v=sh1p4pq2S84&t=8s