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Thesis (M.S.)--Oregon State University, 1991. / Typescript (photocopy). Includes bibliographical references (leaves 89-93). Also available on the World Wide Web.

Thesis (M.S.)--Northern Michigan University, 2006. / Includes bibliographical references (leaves 56-67).

Thesis (M.S.)--Virginia Polytechnic Institute and State University, 2002. / Title from PDF t.p. (viewed on Dec. 10, 2005). Vita. Includes bibliographical references (p. 70-78).

Five experiments were conducted to evaluate tree forage as a feedstuff for small livestock, using the foliage of black locust (Robinia pseudoacacia) and hybrid poplar (Populus spp.). In the first trial, rabbits were fed diets containing 40% alfalfa (control), and 10%, 20% and 40% poplar leaves (PL) from untrimmed or uncoppiced growth, and 10% and 20% PL from trimmed or coppiced growth. At the 20% level, crude protein (CP) was better digested for the coppiced PL than for the uncoppiced (p < .05). No significant difference was evident between treatments in the average daily gain (ADG) or feed efficiency, but dry matter (DM) intake increased for all the PL treatments compared to the control (p < .01). In the second experiment, black locust (BL) leaves were treated by various methods in an attempt to counter the effect of tannins. Rabbits were fed diets containing 50% alfalfa (control), 25% alfalfa and 25% black locust meal (BLM) (BLM control), BLM + 1% polyethylene glycol (PEG), BLM + 1% phytase, and BLM + 0.3% L-methionine and 0.3% choline chloride. In general, nutrient utilization and ADG were better for the control than for the BLM treatments. The addition of PEG increased CP digestibility (p < .01) and ADF (p < .03) compared to the BLM control, partially alleviating the reduced nutrient availability. The addition of L-methionine and choline chloride increased ADF digestibility (p < .02). In the third trial, black locust (BL) bark and other tree products were used to study the possible toxic effects of lectins in BL bark. Rabbits were fed diets containing 25% BL bark, oak sawdust, red alder bark, or red alder sawdust (all diets also included 25% alfalfa). A 50% alfalfa diet served as a control. In general, nutrient digestibilities and ADG were higher for the control than the treatments and, also, higher for the BL bark diet than the alder bark diet. The ADG with the BL bark diet was lower than for the alder bark diet (p < .01), which indicated a possible toxic effect of the BL bark. The fourth trial examined the feeding value of poplar leaves for sheep. Sheep were fed diets containing 50% PL or 50% alfalfa. Nutrient digestibilities were lower for the PL diet (p < .01). In the fifth experiment, BL leaves were fed to sheep and goats in order to determine if goats, being browsers instead of grazers like the sheep, are better equipped to tolerate the anti-nutritive effects from BL forage. Sheep and goats were fed diets composed solely of BL leaves or alfalfa (control). Overall, the nutrient digestibilities were higher for alfalfa than for BL leaves, and there was no difference in terms of digestibility between species. Although the leaves of black locust and poplar contain anti-nutritive factors, it was concluded that the trees have potential as multipurpose trees from which the leaves could be harvested as animal fodder, particularly in temperate areas of the developing world. / Graduation date: 1993

Biological invasions are one of the most important threats to global biodiversity and they were also found to negatively affect some bird species. Despite relatively large number of scientific studies dealing with the impacts of invasive plants on bird communities, their results are inconsistent, especially it is not clear how birds respond to increasing levels of expansion of invasive species in native species stands. Moreover, bird responses to plant invasions seem to depend on the ecological characteristics of individual bird species. This study contributes to elucidation of this problem; I investigated the impacts of black locust (Robinia pseudoacacia) invasion on bird communities in three types of forest stands with different levels of invasion: in stands containing solely the native oak (Quercus spp.), in partially invaded stands with different proportions of black locust and oak (mixed stands) and in pure black locust stands. Previous studies that examined birds in pure oak and pure black locust stands have found that they differ markedly in vegetation structure, but not in the total number of bird species. However, habitat specialists were associated with the oak stands, while generalists with the black locust stands. Therefore, I predicted that (1) the total species richness will be...

Les espèces exotiques envahissantes végétales sont des plantes introduites et naturalisées hors de leur aire de répartition native et capables de maintenir et d’accroitre leur population. Certaines sont considérées comme transformatrices de par leur effet sur les écosystèmes : leur structure, leur fonctionnement ainsi que leur communauté végétale et animale. Ces transformations peuvent rendre certaines de ces espèces nuisibles de par leurs impacts écologiques et économiques important. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse et présentés ici ont pour objectif d’approfondir les connaissances sur l’impact des invasions biologiques. La faune du sol, la végétation native et leur substrat ainsi que son fonctionnement ont été étudiés à différentes échelles spatiales. Deux espèces exotiques, envahissantes en Europe, ont été considérées comme modèles pour ces travaux : le robinier faux-acacia (Robinia pseudoacacia) et la renouée du japon (Reynoutria japonica). Premièrement, une méta-analyse globale a permis de démontrer l’effet positif des invasions biologiques végétales sur l’abondance de certains groupes de la faune du sol, notamment les consommateurs primaires, en fonction de la structure de l’habitat (ouvert ou fermé). Ensuite, une étude à large échelle sur le robinier faux-acacia a permis d’illustrer les différences qui peuvent exister dans la réponse des écosystèmes forestiers aux invasions le long d’un gradient latitudinal. Ce gradient, composé de quatre régions distinctes en Europe de l’Ouest présente des différences de climat et de végétation dominante, ces différences modifiant l’impact du robinier faux-acacia. Une étude approfondie sur le robinier faux-acacia en Normandie a permis de mieux comprendre l’effet du robinier faux-acacia sur les communautés animales et végétales ainsi que sur le fonctionnement des écosystèmes par comparaison avec deux essences natives dominantes. Finalement, une manipulation expérimentale en laboratoire a démontré l’impact des composés allélopathiques de la renouée du Japon sur une partie de la faune du sol. Cette étude a montré que certaines espèces exotiques envahissantes sont susceptibles d’influencer la faune, et les réseaux trophiques, du sol par leur métabolisme secondaire. Ces travaux illustrent l’intérêt, dans le contexte des invasions biologiques végétales, de l’étude simultanée des compartiments aériens et souterrains à différentes échelles spatiales. / Invasive alien plants are species introduced and naturalized outside of their native distribution range and which have the capacity to maintain and expand their population. Some of these species are considered to be ecosystem transformers by altering their structure, functioning as well as resident animal and plant communities. These induced alterations make some of these species undesirable through their ecological and economical impacts. The work presented in this thesis aimed at a better understanding of the impact of biological invasions by alien plants. The soil fauna, native vegetation and their substrate, as well as ecosystem functioning, were studied at different spatial scales. Two exotic alien species, invasive in Europe, were considered as biological models for this work: the black locust (Robinia pseudoacacia) and the Japanese knotweed (Reynoutria japonica). Firstly, a global meta-analysis demonstrated the positive impact that plant invasions can exert on the abundance of some groups within the soil fauna, notably primary consumers, within different types of habitats (open or closed). Then, a large-scale study on the black locust revealed the differences that can can occur in the response of forest ecosystems to invasions along a latitudinal gradient. Study sites along this gradient, distributed amog four distinct regions in western Europe, exhibit differences in climate and dominant native vegetation which can alter the impact of the black locust. A detailed study on black locust impact in Normandy demonstrated the impact of R. pseudoacacia on native plant and soil fauna communities, as well as some ecosystem functions, in comparison to two native tree species. Finally, a laboraty experiment demonstrated the impact that allelopathic compounds extracted from Japanese knotweed rhizomes can have on some organisms within the soil fauna. This study showed that some invasive alient plants can influence the soil fauna, and soil food webs, through their secondary metabolism. This thesis illustrates that simultaneous study of both aboveground and belowground ecosystem compartments at different spatial scales is of interest in the context of biological invasions.

Die vorliegende Arbeit basiert zum größten Teil auf Untersuchungen und Versuchen, die im Rahmen der beiden Verbundprojekte AGROWOOD und CultPop in den Jahren 2006 bis 2013 in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln, Weiden und Robinie in den Untersuchungsregionen Sachsen und Südbrandenburg durchgeführt wurden. Ziel dieser Arbeit war es, auf den Flächen der für Deutschland vergleichsweise neuen Landnutzungsart Arteninventuren und Schadbonituren durchzuführen, die als Grundlage für eine Einschätzung der Biodiversität und des Gefahrenpotenzials im Bereich der Schadinsekten dienen und Ansätze für ein Schadensmangement in Kurzumtriebsplantagen aufzeigen können. Die Ergebnisse der Freilandbonituren und der damit in Verbindung stehenden Untersu-chungen und Versuche, die in Teil A dieser Arbeit dargestellt sind, haben gezeigt, dass die Wachstumscharakteristika der drei untersuchten Baumtaxa den Angaben in der Literatur entsprechen und deutliche Unterschiede im Auftreten von Schadinsekten und Schäden vorliegen. Dabei wurden sowohl Unterschiede zwischen den Klonen bzw. sonstigen genetischen Untereinheiten innerhalb der drei Baumtaxa als auch zwischen den unterschiedlichen Alters- und Entwicklungsstadien der Kurzumtriebsplantagen festgestellt. Die höchste Artendiversität bei den Schadinsekten wiesen die Pappelkurzumtriebsplantagen auf. Als Hauptschaderreger wurde Chrysomela populi identifiziert, der teilweise in Vergesellschaftung mit C. tremulae vorkommt. In den untersuchten Weidenkurzumtriebsplantagen wurde eine mittlere Artendiversität festgestellt, wobei Phratora vulgatissima die Rolle als Hauptschaderreger einnimmt. Die Robinienkurzumtriebsplantagen wiesen erwartungsgemäß eine geringe Artendiversität auf. Die am häufigsten auftretenden Schadinsekten waren Charagmus gressorius und C. griseus sowie Obolodiplosis robiniae. In den vertiefenden, in Teil B dieser Arbeit dargestellten Labor- und Freilandversuchen wurde deutlich, dass (a) C. populi ausgeprägte Fraßpräferenzen für bestimmte Pappelklone aufweist, aber um die Ergebnisse von entsprechenden Laborversuchen auf das Freiland übertragen zu können, Versuchsdesign und Futterqualität gut abgestimmt sein müssen, (b) die eingesetzten Glasolfaktometer zur Untersuchung der olfaktorischen Orientierung von C. populi ungeeignet sind und derartige Versuche in Auswahlkammern oder -arenen stattfinden sollten, (c) mehrere zugelassene und kommerziell verfügbare synthetische und biologisch-biotechnische Insektizide sich für die Bekämpfung von Larven und Imagines von C. populi eignen und der Schutz von Pflanzen durch Insektizide im Freiland nicht nur zu geringeren Blattschäden, sondern auch zu einem gesteigerten Höhenwachstum führt, (d) Blattverlust durch Blattfraß das Höhenwachstum und das Frischgewicht von Pflanzen sowie die Anzahl an Wiederaustrieben nach einer Ernte nachhaltig beeinträchtigen kann, die Aufwirkungen aber vom Standort, der Baumart, dem Klon, dem Ausmaß und der Häufigkeit des Blattverlusts abhängen und (e) hohe Drahtwurmdichten in Kurzumtriebsplantagen vorliegen können, die insbesondere auf Flächen mit schwierigen Standortsbedingungen zusätzlich zu einer Beeinträchtigung der Pflanzenvitalität und des Pflanzenwachstums beitragen könnten. Die Ausführungen zum Schadensmanagement in Kurzumtriebsplantagen in Teil C dieser Arbeit zeigen die wichtigsten präventiven und bekämpfenden Pflanzenschutzmaßnahmen bei der Anlage und der Bewirtschaftung dieser Flächen auf. Dabei spielt insbesondere die umfassende Planung vor der eigentlichen Anlage der Flächen, die u. a. die Standort- und die daran angepasste Baumarten- und Klonwahl sowie die Gestaltung des Flächendesigns und der -diversität umfasst, eine entscheidende Rolle, da diese Aspekte das Risiko für das Auftreten von Schadinsekten, aber auch anderer biotischer sowie abiotischer Schadfaktoren in den anzulegenden Kurzumtriebsplantagen maßgeblich beeinflussen. Standardverfahren für die Überwachung und Prognose von Schadinsekten in Kurzum-triebsplantagen existieren derzeit in Deutschland nicht, sollten aber für den Hauptscha-derreger C. populi entwickelt werden. Ein entsprechender Vorschlag, der auch die Diagnose der Art mit einbezieht, ist in der Arbeit enthalten. Außerdem sind regelmäßige Flächenbegänge zu empfehlen, um Schäden und Schaderreger schnell identifizieren und bei Bedarf Gegenmaßnahmen einleiten zu können. Neben dem Ausnutzen der zur Verfügung stehenden präventiven Pflanzenschutzmaßnahmen im Rahmen eines integrierten Pflanzenschutzes sind aufgrund der Leistungsorientierung der Kulturen und des geringen zur Verfügung stehenden Kompensationszeitraums auch eine aktive Bekämpfung von Schaderregern durch den Einsatz chemischer Pflanzenschutzmittel wahrscheinlich. Die dafür notwendigen rechtlichen Grundlagen stehen noch nicht vollständig zur Verfügung und müssen geschaffen werden. Handlungsbedarf besteht außerdem in Bezug auf die weitere Erforschung der Auswirkungen von Klonmischungen auf das Vorkommen von Schadinsekten und der Wirksamkeit und Förderung von natürlichen Antagonisten in Kurzumtriebsplantagen sowie auf die Züchtung neuer widerstands- und leistungsfähiger Klone. Aufgrund verschiedener Faktoren hat die Kurzumtriebsplantagenwirtschaft in den letzten Jahren in Deutschland an Bedeutung verloren. Nichtsdestotrotz könnte ihr im Hinblick auf den zunehmenden Aufbrauch fossiler Brennstoffe und der globalen Holzknappheit in Zukunft wieder eine Rolle bei der Bereitstellung von Dendromasse zukommen.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Problemstellung und Stand des Wissens 5 3 Ziel- und Aufgabenstellung 15 4 Material und allgemeine Methodik 17 4.1 Ausgewählte Untersuchungsflächen 17 4.2 Pflanzenmaterial 20 4.3 Tiermaterial 21 4.4 Statistik und Datenmanagement 22 Teil A. Arteninventur und Schadbonitur 24 5 Untersuchungen zum Vorkommen von Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen 25 5.1 Einleitung und Hintergrund 25 5.2 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln (Populus spec.) 26 5.2.1 Einleitung 26 5.2.2 Spezielle Methodik 26 5.2.2.1 Stichprobenartiges Schadboniturverfahren auf den Ragower Rieselfeldern 26 5.2.2.2 Schadbonitur im Mutterquartier des FIB e. V. in Grünewalde 29 5.2.2.3 Laborbasierte Zucht von Chrysomela populi und C. tremulae 29 5.2.2.4 Laborversuch zur Entwicklung von Lymantria dispar an Pappeln und Weiden 29 5.2.3 Ergebnisse der Schadbonituren und sonstigen Datenaufnahmen 30 5.2.3.1 Wachstumsparameter der Pflanzen 30 5.2.3.2 Schadparameter der Pflanzen 34 5.2.3.2.1 Abiotische Schadfaktoren 34 5.2.3.2.2 Biotische Schadfaktoren 36 5.2.4 Ergebnisse zum Artenvorkommen 41 5.2.4.1 Artenüberblick 41 5.2.4.2 Ordnung Coleoptera 44 5.2.4.2.1 Chrysomela spec. 44 5.2.4.2.2 Phratora spec. 55 5.2.4.2.3 Weitere Arten 57 5.2.4.3 Ordnung Hymenoptera 59 5.2.4.4 Ordnung Lepidoptera 60 5.2.5 Diskussion 63 5.2.5.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln 63 5.2.5.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln 66 5.2.5.2.1 Abiotische Schadfaktoren 66 5.2.5.2.2 Biotische Schadfaktoren 68 5.3 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden (Salix spec.) 95 5.3.1 Einleitung und spezielle Methodik 95 5.3.2 Ergebnisse der Schadbonitur und sonstigen Datenaufnahmen 95 5.3.2.1 Wachstumsparameter der Pflanzen 95 5.3.2.2 Schadparameter der Pflanzen 101 5.3.2.2.1 Abiotische Schadfaktoren 101 5.3.2.2.2 Biotische Schadfaktoren 101 5.3.3 Ergebnisse zum Artenvorkommen 106 5.3.3.1 Artenüberblick 106 5.3.3.2 Ordnung Coleoptera 108 5.3.3.2.1 Phratora spec. 108 5.3.3.2.2 Weitere Arten 111 5.3.3.3 Ordnung Hymenoptera 113 5.3.3.4 Ordnung Lepidoptera 114 5.3.4 Diskussion 115 5.3.4.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden 115 5.3.4.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden 117 5.3.4.2.1 Abiotische Schadfaktoren 117 5.3.4.2.2 Biotische Schadfaktoren 118 5.4 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie (Robinia pseudoacacia L.) 133 5.4.1 Einleitung und spezielle Methodik 133 5.4.2 Ergebnisse der Schadbonitur 134 5.4.2.1 Wachstumsparameter der bonitierten Pflanzen 134 5.4.2.2 Schadparameter der bonitierten Pflanzen 135 5.4.2.2.1 Abiotische Schadfaktoren 135 5.4.2.2.2 Biotische Schadfaktoren 136 5.4.3 Ergebnisse zum Artenvorkommen 141 5.4.3.1 Artenüberblick 141 5.4.3.2 Ordnung Coleoptera 142 5.4.3.3 Ordnung Diptera 144 5.4.3.4 Ordnung Lepidoptera 146 5.4.4 Diskussion 146 5.4.4.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie 146 5.4.4.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie 148 5.4.4.2.1 Abiotische Schadfaktoren 148 5.4.4.2.2 Biotische Schadfaktoren 149 5.5 Zusammenfassende Schlussfolgerung 161 Teil B. Biologie und Gefahrenpotenzial von Schadinsekten 166 6 Laborversuche zu den Fraßpräferenzen von Chrysomela populi 167 6.1 Einleitung und Hintergrund 167 6.2 Spezielle Methodik 167 6.2.1 Fraßpräferenzversuch I 167 6.2.2 Blattpuderdiätsversuch 169 6.2.3 Fraßpräferenzversuch II 170 6.3 Ergebnisse 171 6.3.1 Fraßpräferenzversuch I 171 6.3.2 Blattpuderdiätsversuch 172 6.3.3 Fraßpräferenzversuch II 172 6.4 Diskussion 175 6.5 Schlussfolgerung 179 7 Laborversuch zur olfaktorischen Orientierung von Chrysomela populi 180 7.1 Einleitung und Hintergrund 180 7.2 Spezielle Methodik 180 7.3 Ergebnisse 182 7.4 Diskussion 183 7.5 Schlussfolgerung 186 8 Laborversuche zur Wirksamkeit verschiedener Insektizide gegen Larven und Imagines von Chrysomela populi 187 8.1 Einleitung und Hintergrund 187 8.2 Spezielle Methodik 187 8.3 Ergebnisse 191 8.3.1 Wirksamkeit der Insektizide gegen die Imagines von Chrysomela populi 191 8.3.3 Wirksamkeit der Insektizide gegen die Larven von Chrysomela populi 195 8.3.4 Wiederholungsversuche mit Alverde® und Spruzit® Neu 198 8.4 Diskussion 200 8.5 Schlussfolgerung 204 9 Freilandversuch zum Einsatz von Insektiziden für die Bekämpfung von Chrysomela populi 206 9.1 Einleitung und Hintergrund 206 9.2 Spezielle Methodik 206 9.3 Ergebnisse 210 9.3.1 Höhen- und Höhenzuwachsentwicklung 210 9.3.2 Schadinsekten und Blattschäden 212 9.4 Diskussion 216 9.4.1 Höhen- und Höhenzuwachsentwicklung 216 9.4.2 Schadinsekten und Blattschäden 219 9.5 Schlussfolgerung 221 10 Freilandversuch zum Einfluss von Blattverlust auf das Wachstum von Pappel- und Weidenklonen 223 10.1 Einleitung und Hintergrund 223 10.2 Spezielle Methodik 223 10.3 Ergebnisse 226 10.3.1 Anwuchs- und Wachstumssituation vor Beginn der Fraßsimulationen 226 10.3.2 Wachstumssituation nach der ersten Fraßsimulation 228 10.3.3 Wachstumssituation nach der dritten Fraßsimulation 230 10.3.4 Wachstumssituation nach Beendigung des Versuchs 235 10.3.4.1 Aufnahmen und Ernte in Großthiemig 235 10.3.4.2 Aufnahmen in Obercarsdorf und Schönheide 240 10.4 Diskussion 242 10.5 Schlussfolgerung 248 11 Frühjahrsmonitoring zur Bestimmung des Drahtwurmbesatzes auf den Ragower Rieselfeldern 249 11.1 Einleitung und Hintergrund 249 11.2 Spezielle Methodik 250 11.3 Ergebnisse 252 11.3.1 Ergebnisse des Vorversuchs im Frühjahr 2012 252 11.3.2 Ergebnisse des Vollversuchs im Frühjahr 2013 253 11.4 Diskussion 256 11.5 Schlussfolgerung 261 Teil C. Schadensmanagement in Kurzumtriebsplantagen 263 12 Empfehlungen für die risikoarme Anlage und Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen aus Sicht des Pflanzenschutzes 264 12.1 Grundzüge des Pflanzenschutzes in Kurzumtriebsplantagen 264 12.2 Empfehlungen für die risikoarme Anlage von Kurzumtriebsplantagen 265 12.2.1 Präventive Maßnahmen bei der Anlage von Kurzumtriebsplantagen 265 12.2.2 Bekämpfende Maßnahmen bei der Anlage von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3 Empfehlungen für eine risikoarme Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3.1 Präventive Maßnahmen bei der Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3.1.1 Überwachung und Prognose in Pappelkurzumtriebsplantagen 268 12.3.1.2 Überwachung und Prognose in Weidenkurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.3 Überwachung und Prognose in Robinienkurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.4 Diagnose von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.5 Plantagenschutzkontrollbuch 275 12.3.1.6 Förderung natürlicher Gegenspieler 275 12.3.2 Bekämpfende Maßnahmen bei der Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 276 12.3.2.1 Mechanisch-physikalische Bekämpfung von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 276 12.3.2.2 Chemische Bekämpfung von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 277 13 Schlussfolgerungen für Wissenschaft und Praxis 282 14 Zusammenfassung 289 15 Summary 291 16 Verzeichnisse 294 16.1 Literaturverzeichnis 294 16.2 Abbildungsverzeichnis 343 16.3 Tabellenverzeichnis 347 17 Anhang 17-1 / This thesis is based on research work and experiments implemented within the AGROWOOD and CultPop joint projects in short rotation coppices with poplars, willows and black locust in Saxony and south Brandenburg between 2006 and 2013. The aim of this thesis was to carry out species inventories and damage ratings on sites of this comparatively new kind of land use in Germany, whose results can serve as a basis to assess and evaluate the biodiversity and risk potential of pest insects as well as to point out ap-proaches for pest management strategies. The results of the damage ratings in the field and the associated examinations presented in part A of this thesis show that the growth characteristics of poplars, willows and black locust on the study sites correspond well to literature knowledge and that there are noticeable differences in the occurrence of pest insects and damage among clones or other genetic units within the three tree taxa as well as among different age and developmental stages of short rotation coppices. Poplar short rotation coppices held the highest pest insect diversity. Chrysomela populi, sometimes occurring together with C. tremulae, was identified as main pest species. A medium pest insect diversity was recorded for willow short rotation coppices, with Phratora vulgatissima as main pest species. As expected, black locust short rotation coppices had the lowest pest insect diversity. The most abundant species were Charagmus gressorius and C. griseus as well as Obolodiplosis robiniae. Within the advanced laboratory and field experiments presented in part B of this thesis it was shown that (a) C. populi has distinctive feeding preferences for certain poplar clones, but that experimental design and food quality in laboratory experiments must be chosen carefully to be able to transfer results into the field, (b) the glass olfactometers used to study the olfactory orientation of C. populi are not suitable and that such experiments should take place in choice chambers or arenas, (c) several commercially available and certified synthetic and biological-biotechnical insecticides are suitable for the control of larvae and adults of C. populi and that the protection of poplars by insecticides not only results in lower leaf damage but also causes an increase in height growth, (d) defoliation by leaf feeding can have a lasting impact on the height growth and fresh weight of plants as well as on the number of resprouting shoots after a harvest, but that the effects depend on the site, the tree species, the clone, the extent and number of defoliating events and (e) high densities of wire worms may occur in short rotation coppices, which can contribute to a reduction of plant vitality and growth, in particular on sites with unfavorable site conditions. The information on pest management in short rotation coppices presented in part C of this thesis describe the most important plant protection measures for the establishment and management of these sites. In particular the comprehensive planning process prior to the actual establishment of the short rotation coppices, which among others comprises the choice of site and a corresponding choice of tree species and clones as well as the design of the coppice and its diversity, plays a crucial role, since these aspects significantly effect the risk for the occurrence of pest insects as well as other biotic and abiotic risk factors in these coppices. Currently no standard methods for the monitoring and prognosis of pest insects in short rotation coppices exist in Germany but should be developed for the main pest insect C. populi. This thesis contains a suggestion for it that also includes the diagnosis of this species. Furthermore, regular site inspections are recommended to be able to quickly identify damage and pest organisms and initiate control measures if required. Besides exploiting the available preventive plant protection measures within the framework of an integrated pest management, the use of chemical plant protection products to actively control occurring pest organisms is likely due to the strong economic focus of the coppices and the short rotation periods that provide little time for compensatory processes. However, the necessary legal principles are not fully established yet. Need for action also exists regarding further research on the effects of clone mixtures on the occurrence of pest insects and the efficacy and promotion of natural enemies in short rotation coppices as well as the breeding of new resilient and productive clones. The importance of short rotation coppices has decreased in Germany in recent years due to various reasons. With regard to the continuing exhaustion of fossil fuels and the global timber shortage they may nevertheless play a role again as a source for dendromass in the future:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Problemstellung und Stand des Wissens 5 3 Ziel- und Aufgabenstellung 15 4 Material und allgemeine Methodik 17 4.1 Ausgewählte Untersuchungsflächen 17 4.2 Pflanzenmaterial 20 4.3 Tiermaterial 21 4.4 Statistik und Datenmanagement 22 Teil A. Arteninventur und Schadbonitur 24 5 Untersuchungen zum Vorkommen von Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen 25 5.1 Einleitung und Hintergrund 25 5.2 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln (Populus spec.) 26 5.2.1 Einleitung 26 5.2.2 Spezielle Methodik 26 5.2.2.1 Stichprobenartiges Schadboniturverfahren auf den Ragower Rieselfeldern 26 5.2.2.2 Schadbonitur im Mutterquartier des FIB e. V. in Grünewalde 29 5.2.2.3 Laborbasierte Zucht von Chrysomela populi und C. tremulae 29 5.2.2.4 Laborversuch zur Entwicklung von Lymantria dispar an Pappeln und Weiden 29 5.2.3 Ergebnisse der Schadbonituren und sonstigen Datenaufnahmen 30 5.2.3.1 Wachstumsparameter der Pflanzen 30 5.2.3.2 Schadparameter der Pflanzen 34 5.2.3.2.1 Abiotische Schadfaktoren 34 5.2.3.2.2 Biotische Schadfaktoren 36 5.2.4 Ergebnisse zum Artenvorkommen 41 5.2.4.1 Artenüberblick 41 5.2.4.2 Ordnung Coleoptera 44 5.2.4.2.1 Chrysomela spec. 44 5.2.4.2.2 Phratora spec. 55 5.2.4.2.3 Weitere Arten 57 5.2.4.3 Ordnung Hymenoptera 59 5.2.4.4 Ordnung Lepidoptera 60 5.2.5 Diskussion 63 5.2.5.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln 63 5.2.5.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Pappeln 66 5.2.5.2.1 Abiotische Schadfaktoren 66 5.2.5.2.2 Biotische Schadfaktoren 68 5.3 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden (Salix spec.) 95 5.3.1 Einleitung und spezielle Methodik 95 5.3.2 Ergebnisse der Schadbonitur und sonstigen Datenaufnahmen 95 5.3.2.1 Wachstumsparameter der Pflanzen 95 5.3.2.2 Schadparameter der Pflanzen 101 5.3.2.2.1 Abiotische Schadfaktoren 101 5.3.2.2.2 Biotische Schadfaktoren 101 5.3.3 Ergebnisse zum Artenvorkommen 106 5.3.3.1 Artenüberblick 106 5.3.3.2 Ordnung Coleoptera 108 5.3.3.2.1 Phratora spec. 108 5.3.3.2.2 Weitere Arten 111 5.3.3.3 Ordnung Hymenoptera 113 5.3.3.4 Ordnung Lepidoptera 114 5.3.4 Diskussion 115 5.3.4.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden 115 5.3.4.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Weiden 117 5.3.4.2.1 Abiotische Schadfaktoren 117 5.3.4.2.2 Biotische Schadfaktoren 118 5.4 Schadinsekten und Schäden in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie (Robinia pseudoacacia L.) 133 5.4.1 Einleitung und spezielle Methodik 133 5.4.2 Ergebnisse der Schadbonitur 134 5.4.2.1 Wachstumsparameter der bonitierten Pflanzen 134 5.4.2.2 Schadparameter der bonitierten Pflanzen 135 5.4.2.2.1 Abiotische Schadfaktoren 135 5.4.2.2.2 Biotische Schadfaktoren 136 5.4.3 Ergebnisse zum Artenvorkommen 141 5.4.3.1 Artenüberblick 141 5.4.3.2 Ordnung Coleoptera 142 5.4.3.3 Ordnung Diptera 144 5.4.3.4 Ordnung Lepidoptera 146 5.4.4 Diskussion 146 5.4.4.1 Wachstumsparameter in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie 146 5.4.4.2 Schadparameter und Artenvorkommen in Kurzumtriebsplantagen mit Robinie 148 5.4.4.2.1 Abiotische Schadfaktoren 148 5.4.4.2.2 Biotische Schadfaktoren 149 5.5 Zusammenfassende Schlussfolgerung 161 Teil B. Biologie und Gefahrenpotenzial von Schadinsekten 166 6 Laborversuche zu den Fraßpräferenzen von Chrysomela populi 167 6.1 Einleitung und Hintergrund 167 6.2 Spezielle Methodik 167 6.2.1 Fraßpräferenzversuch I 167 6.2.2 Blattpuderdiätsversuch 169 6.2.3 Fraßpräferenzversuch II 170 6.3 Ergebnisse 171 6.3.1 Fraßpräferenzversuch I 171 6.3.2 Blattpuderdiätsversuch 172 6.3.3 Fraßpräferenzversuch II 172 6.4 Diskussion 175 6.5 Schlussfolgerung 179 7 Laborversuch zur olfaktorischen Orientierung von Chrysomela populi 180 7.1 Einleitung und Hintergrund 180 7.2 Spezielle Methodik 180 7.3 Ergebnisse 182 7.4 Diskussion 183 7.5 Schlussfolgerung 186 8 Laborversuche zur Wirksamkeit verschiedener Insektizide gegen Larven und Imagines von Chrysomela populi 187 8.1 Einleitung und Hintergrund 187 8.2 Spezielle Methodik 187 8.3 Ergebnisse 191 8.3.1 Wirksamkeit der Insektizide gegen die Imagines von Chrysomela populi 191 8.3.3 Wirksamkeit der Insektizide gegen die Larven von Chrysomela populi 195 8.3.4 Wiederholungsversuche mit Alverde® und Spruzit® Neu 198 8.4 Diskussion 200 8.5 Schlussfolgerung 204 9 Freilandversuch zum Einsatz von Insektiziden für die Bekämpfung von Chrysomela populi 206 9.1 Einleitung und Hintergrund 206 9.2 Spezielle Methodik 206 9.3 Ergebnisse 210 9.3.1 Höhen- und Höhenzuwachsentwicklung 210 9.3.2 Schadinsekten und Blattschäden 212 9.4 Diskussion 216 9.4.1 Höhen- und Höhenzuwachsentwicklung 216 9.4.2 Schadinsekten und Blattschäden 219 9.5 Schlussfolgerung 221 10 Freilandversuch zum Einfluss von Blattverlust auf das Wachstum von Pappel- und Weidenklonen 223 10.1 Einleitung und Hintergrund 223 10.2 Spezielle Methodik 223 10.3 Ergebnisse 226 10.3.1 Anwuchs- und Wachstumssituation vor Beginn der Fraßsimulationen 226 10.3.2 Wachstumssituation nach der ersten Fraßsimulation 228 10.3.3 Wachstumssituation nach der dritten Fraßsimulation 230 10.3.4 Wachstumssituation nach Beendigung des Versuchs 235 10.3.4.1 Aufnahmen und Ernte in Großthiemig 235 10.3.4.2 Aufnahmen in Obercarsdorf und Schönheide 240 10.4 Diskussion 242 10.5 Schlussfolgerung 248 11 Frühjahrsmonitoring zur Bestimmung des Drahtwurmbesatzes auf den Ragower Rieselfeldern 249 11.1 Einleitung und Hintergrund 249 11.2 Spezielle Methodik 250 11.3 Ergebnisse 252 11.3.1 Ergebnisse des Vorversuchs im Frühjahr 2012 252 11.3.2 Ergebnisse des Vollversuchs im Frühjahr 2013 253 11.4 Diskussion 256 11.5 Schlussfolgerung 261 Teil C. Schadensmanagement in Kurzumtriebsplantagen 263 12 Empfehlungen für die risikoarme Anlage und Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen aus Sicht des Pflanzenschutzes 264 12.1 Grundzüge des Pflanzenschutzes in Kurzumtriebsplantagen 264 12.2 Empfehlungen für die risikoarme Anlage von Kurzumtriebsplantagen 265 12.2.1 Präventive Maßnahmen bei der Anlage von Kurzumtriebsplantagen 265 12.2.2 Bekämpfende Maßnahmen bei der Anlage von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3 Empfehlungen für eine risikoarme Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3.1 Präventive Maßnahmen bei der Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 267 12.3.1.1 Überwachung und Prognose in Pappelkurzumtriebsplantagen 268 12.3.1.2 Überwachung und Prognose in Weidenkurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.3 Überwachung und Prognose in Robinienkurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.4 Diagnose von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 274 12.3.1.5 Plantagenschutzkontrollbuch 275 12.3.1.6 Förderung natürlicher Gegenspieler 275 12.3.2 Bekämpfende Maßnahmen bei der Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 276 12.3.2.1 Mechanisch-physikalische Bekämpfung von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 276 12.3.2.2 Chemische Bekämpfung von Schadorganismen in Kurzumtriebsplantagen 277 13 Schlussfolgerungen für Wissenschaft und Praxis 282 14 Zusammenfassung 289 15 Summary 291 16 Verzeichnisse 294 16.1 Literaturverzeichnis 294 16.2 Abbildungsverzeichnis 343 16.3 Tabellenverzeichnis 347 17 Anhang 17-1

<p>Испитиван је утицај повећаних концентрација тешких метала, кадмијума, никла и<br />олова, на метаболизам и биопродукцију различитих генотипова (фамилија)<br />багрема <em>(Robinia pseudoacacia</em> L. 1753) у циљу дефинисања њиховог физиолошког и биохемијског одговора на различити степен загађења. Биолошки ефекат тешких метала испитиван је на биљкама гајеним на воденим хранљивим растворима и у земљишним културама. Истраживања су обухватила одређивања степена биопродукције (свежа маса корена, изданака и листова; висина биљака; укупна лисна површина), интензитет размене гасова (фотосинтеза и транспирација), садржаја фотосинтетичких пигмената (каротеноиди, хлорофил а и б), садржаја макроелемената у биљном ткиву (N, P и К) и акумулираних тешких метала, биохемијске физиолошке параметре (активност ензима нитрат-редуктазе, каталазе, аскорбат-пероксидазе, гвајакол-пероксидазе, интензитет липидне пероксидације (садржај MDA), садржај пролина) у ткивима коренова, изданака и листова.</p><p>Токсични ефекти примењених метала су зависили од испитиване фамилије багрема (генотипа) и врсте метала, а испољили су се у редукцији интензитета фотосинтезе и транспирације, као и у променама активности ензима укључених у антиоксидативне механизме заштите. Изразитити симптоми токсичности били су евидентни код биљака гајених методом водених култура, где је присуство метала у раствору довело до значајних поремећаја водног биланса у виду смањенетранспирације и проводљивости стома. Регистровано је такође&nbsp; сигнификантно смањење интензитета фотосинтезе биљака гајених на третману никлом. Активност ензима укључених у антиоксидативне механизме заштите показала се као поуздан индикатор стреса изазваног тешким металима. Хидропоним тестовима утврђен потенцијал испитиваних фамилија багрема за фитоекстракцију метала класификује их у категорију хиперакумулатора. Поред тога, значајна акумулација тешких метала у корену биљака указује на велики потенцијал ових фамилија у процесу фитостабилизације полутаната у земљишту. Поред наведеног, третмани са EDTA су указали на велики значај овог синтетског хелатора приликом фитоекстракције никла и кадмијума у земљиштима слабо базне реакције и ниске биодоступности метала.</p> / <p>Ispitivan je uticaj povećanih koncentracija teških metala, kadmijuma, nikla i<br />olova, na metabolizam i bioprodukciju različitih genotipova (familija)<br />bagrema <em>(Robinia pseudoacacia</em> L. 1753) u cilju definisanja njihovog fiziološkog i biohemijskog odgovora na različiti stepen zagađenja. Biološki efekat teških metala ispitivan je na biljkama gajenim na vodenim hranljivim rastvorima i u zemljišnim kulturama. Istraživanja su obuhvatila određivanja stepena bioprodukcije (sveža masa korena, izdanaka i listova; visina biljaka; ukupna lisna površina), intenzitet razmene gasova (fotosinteza i transpiracija), sadržaja fotosintetičkih pigmenata (karotenoidi, hlorofil a i b), sadržaja makroelemenata u biljnom tkivu (N, P i K) i akumuliranih teških metala, biohemijske fiziološke parametre (aktivnost enzima nitrat-reduktaze, katalaze, askorbat-peroksidaze, gvajakol-peroksidaze, intenzitet lipidne peroksidacije (sadržaj MDA), sadržaj prolina) u tkivima korenova, izdanaka i listova.</p><p>Toksični efekti primenjenih metala su zavisili od ispitivane familije bagrema (genotipa) i vrste metala, a ispoljili su se u redukciji intenziteta fotosinteze i transpiracije, kao i u promenama aktivnosti enzima uključenih u antioksidativne mehanizme zaštite. Izrazititi simptomi toksičnosti bili su evidentni kod biljaka gajenih metodom vodenih kultura, gde je prisustvo metala u rastvoru dovelo do značajnih poremećaja vodnog bilansa u vidu smanjenetranspiracije i provodljivosti stoma. Registrovano je takođe&nbsp; signifikantno smanjenje intenziteta fotosinteze biljaka gajenih na tretmanu niklom. Aktivnost enzima uključenih u antioksidativne mehanizme zaštite pokazala se kao pouzdan indikator stresa izazvanog teškim metalima. Hidroponim testovima utvrđen potencijal ispitivanih familija bagrema za fitoekstrakciju metala klasifikuje ih u kategoriju hiperakumulatora. Pored toga, značajna akumulacija teških metala u korenu biljaka ukazuje na veliki potencijal ovih familija u procesu fitostabilizacije polutanata u zemljištu. Pored navedenog, tretmani sa EDTA su ukazali na veliki značaj ovog sintetskog helatora prilikom fitoekstrakcije nikla i kadmijuma u zemljištima slabo bazne reakcije i niske biodostupnosti metala.</p> / <p>The influence of increased concentrations of heavy metals, cadmium, nickel and lead on the metabolism and bioproduction of different genotypes (half-siblings) of black locust (<em>Robinia pseudoacacia</em> L. 1753) was investigated in order to define their physiological and biochemical responses to different pollution levels. The biological effect of heavy metals was tested on plants grown in aquatic nutrient solutions and in soil cultures. Тhe investigations included determination of biological production degree (fresh weight of roots, stems and leaves, plant height, total leaf area), the rate of gas exchange (photosynthesis and transpiration), the photosynthetic pigments content (carotenoids, chlorophyll a and b), the contents of major macronutrients in plant tissue (N, P and K) and the accumulated heavy metals, physiological biochemical parameters (activity of the enzymes: nitrate reductase, catalase, ascorbate peroxidase, guaiacol peroxidase, lipid peroxidation (MDA content), the content of proline) in tissues of roots, stems and leaves. Toxic effects of applied treatments differed between tested plant genotypes and applied metal, resulting with depletion of the photosynthetic and transpiration rate, and further altering the activity of antioxidative enzymes. Major influence of applied metals were observed on plants grown in nutrient solution where the presence of heavy metals had caused water status disbalance, resulting with decrease in transpiration rate and stomatal conduction. Results related to the activity of enzymes involved in antioxidative protection indicated significance and relevance of these metabolic parametars in research of heavy metals stress in plants. Besides aforementioned , the potential forphytoextraction purposes was confirmed through hydroponic trials. Obtained results for heavy metal accumulation in plant tisuess have determined these families as heavy metal hyperaccumulators. Likewise, significant accumulation of metals in root tissues might be very promising for phytostabilization purposes. In addition, supplementation of EDTA have shown a great potential for phytoextraction of nickel and cadmium in soils with high pH and lower bioavailability of metals.</p>