The greater the diversity of crops grown in agricultural landscapes is, the better natural enemies are able to control pests on wheat fields. This is because a varied landscape provides better living conditions for the aphids' natural enemies than a never-ending series of monocultures.

Where wheat is grown on huge areas, ladybirds, spiders, hoverfly larvae and other enemies of aphids don't have enough food in spring, as the pest begins to populate the wheat fields not before May when they start to reproduce. Therefore, the enemies move on to places farther away where there is more abundant supply of food. When pest infestation occurs, the aphids thus encounter ideal conditions since their enemies are low in numbers.

The situation looks different if a variety of different crops grows around a wheat field: Since the natural enemies are around anyway, they are quick to devour the aphids. This effect is all the more pronounced the more diverse the landscape is in a 500 m radius around the field. This is what Sarah Redlich writes in the "Journal of Applied Ecology"; she is an ecologist and a PhD student of Professor Ingolf Steffan-Dewenter at the University of Würzburg in Bavaria, Germany.

18 landscapes around Würzburg investigated

For her study, the scientist picked 18 landscapes in the greater Würzburg area that exhibited a maximum crop diversity. The landscapes were six kilometres in diameter and each had a winter wheat field at its centre. "We chose fields in low-diversity landscapes and fields with high landscape-level crop diversity," Sarah Redlich explains. For this purpose, the abundance and area of up to 12 crop plant groups in the landscape were calculated, both in a small radius (up to 500 metres) and in a larger radius (3000 metres) around the fields.

She set up two cages each containing 100 aphids on each winter wheat field. The wheat in one of the cages was completely inaccessible. "This cage was designed to keep out all predators. I wanted to know how quickly the aphids reproduce in this case," Redlich says.

The other cage was coarse meshed, denying only birds access but no other enemies. "I used this set-up to determine the influence birds have on regulating the aphid population in wheat," the scientist explains.

Thirdly, she demarcated an area that was fully accessible to all predators and again put out 100 aphids there. "I let nature take its course here," Redlich explains. She then counted the aphids and their enemies at five-day intervals for around two weeks.

After this time, she compared the aphids' population development in the environments with predators to that in predator-free cages. She found that the more varied the landscape around the wheat field is, the fewer aphids thrive on the wheat plants. And what is more, birds proved to be irrelevant as natural enemies of aphids on wheat in the crop system under investigation.

Benefit for farmers

Farmers can also capitalize on this finding: "If they cultivate their fields accordingly, namely increase crop diversity, they may be able to cut down on pesticides which after all damage the natural enemies, too," the ecologist says. "The fact that the biggest impact of crop diversity was found in a radius of 500 metres around the fields adds further advantages. Often, the adjacent fields are owned by the farmers, leaving them free to decide for themselves which crops to grow there. Within the three-kilometre radius, they would have to agree with their neighbours which crops to grow, which would be more difficult but still feasible," says Redlich.

Moreover, the finding could help the farmers implement a regulation of the EU Common Agricultural Policy that has been in force since 2014. It stipulates that a greater crop diversity must be grown within the scope of "greening" efforts. This means that farmers need to cultivate "plants that are more diverse in terms of structure and food availability," says Sarah Redlich. This would require the farmers to create fields of sunflower, rapeseed, beet or similar crops around a field of winter wheat to establish a mix of plants in the landscape that sustains as many enemies of aphids or other pests as possible throughout the year.

Sarah Redlich, Emily A. Martin, Ingolf Steffan-Dewenter: Landscape-level crop diversity benefits biological pest control, Journal of Applied Ecology, DOI: 10.1111/1365-2664.13126

Je mehr unterschiedliche Feldfrüchte auf den Fluren wachsen, desto besser ist die natürliche Schädlingsbekämpfung auf Weizenfeldern. Das liegt daran, dass eine bunte Landschaft den natürlichen Feinden der Blattläuse bessere Lebensbedingungen bietet als eine schier endlose Folge von Monokulturen.

Wo riesige Flächen mit Weizen eingesät sind, finden Marienkäfer, Spinnen, Schwebfliegenlarven und andere Feinde der Blattläuse im Frühling wenig Nahrung, denn erst im Mai besiedeln die Schädlinge das Getreide und beginnen, sich zu vermehren. Die Feinde bewegen sich darum weiter weg zu Orten, wo sie besser versorgt sind. Tritt dann ein Schädlingsbefall ein, finden die Blattläuse beste Bedingungen vor – denn ihre Feinde sind nur in geringer Anzahl vorhanden.

Anders sieht es aus, wenn rund um ein Weizenfeld viele verschiedene Feldfrüchte wachsen. Dann sind die Feinde der Läuse ohnehin schon in der Nähe, kommen schneller ins Feld und vertilgen die Schädlinge. Dieser Effekt sei umso deutlicher, je vielfältiger die Landschaft im Umkreis von 500 Metern um das Feld aussieht. Das berichtet die Ökologin Sarah Redlich, Doktorandin bei Professor Ingolf Steffan-Dewenter an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU), im „Journal of Applied Ecology“.

18 Landschaften rund um Würzburg untersucht

Für ihre Studie suchte sich die Wissenschaftlerin 18 Landschaften im Großraum Würzburg, die eine möglichst große Spannbreite an Anbauvielfalt aufwiesen. Die Landschaften hatten einen Durchmesser von sechs Kilometern und im Zentrum jeweils ein Winterweizenfeld. „Auf den Äckern um das Weizenfeld herum sollten so wenig bzw. so viele unterschiedliche Nutzpflanzen wie möglich angebaut sein“, erklärt Sarah Redlich. Dafür wurde die Anzahl und Fläche von bis zu 12 Nutzpflanzengruppen in der Landschaft berechnet, sowohl im kleinen (bis zu 500 Meter) als auch großen (3000 Meter) Umkreis um die Felder.

Auf den Winterweizenfeldern stationierte sie je zwei Käfige, in die sie jeweils 100 Blattläuse setzte. Der Weizen in einem der Käfige war komplett abgeschirmt. „Der Käfig sollte Räuber komplett abhalten. Ich wollte wissen, wie schnell sich die Blattläuse in diesem Fall vermehren“, sagt Redlich.

Der andere Käfig war grobmaschig, sodass nur Vögel abgehalten wurden, andere Feinde jedoch nicht. „Damit wollte ich untersuchen, welchen Einfluss Vögel auf die Blattlaus-Population am Weizen haben“, erklärt die Wissenschaftlerin.

Als dritte Maßnahme steckte sie einen Bereich ab, der für alle Räuber frei zugänglich war. Auch dort platzierte sie 100 Blattläuse. „Hier habe ich die Natur machen lassen“, sagt Redlich. Rund zwei Wochen lang zählte sie dann die Blattläuse und deren Feinde im Abstand von fünf Tagen.

Dann wurde in jeder Landschaft das Populationswachstum der Blattläuse in Maßnahmen mit Räubern mit dem Wachstum in Käfigen ohne Räuber verglichen. Das Ergebnis: Je bunter die Flur rund um das Weizenfeld ist, desto weniger Blattläuse konnten sich auf den Weizenpflanzen halten. Und: Vögel spielen in dem hier untersuchten Anbausystem keine Rolle als natürliche Feinde von Blattläusen auf Weizen.

Vorteile für Landwirte

Ein Ergebnis, aus dem auch die Landwirte Profit ziehen könnten: „Wenn sie ihre Felder entsprechend bebauen, also die Anbauvielfalt erhöhen, müssten sie eventuell weniger Insektizide einsetzen, die ja auch den natürlichen Feinden schaden“, sagt die Ökologin von der JMU. „Dass wir den größten Einfluss der Anbauvielfalt in einem Radius von 500 Metern um die Felder gefunden haben bringt weitere Vorteile. Denn angrenzende Felder gehören oft den Landwirten selbst. Und so können sie frei entscheiden welche Feldfrüchte sie anbauen. Bei drei Kilometern müssten sie sich dann mit ihrem Nachbarn absprechen, welche Feldfrüchte sie jeweils anbauen, was wieder schwieriger, aber auch machbar, wäre “, sagt Redlich.

Außerdem könnte das Ergebnis den Landwirten bei der Umsetzung einer seit 2014 geltenden Regelung der Gemeinsamen Agrarpolitik der Europäischen Union behilflich sein. Diese schreibt vor, dass im Rahmen des ‚Greening‘ mehr Nutzpflanzen angebaut werden müssen. Das bedeutet, es müssten „Pflanzen angebaut werden, die sich von der Struktur und der Nahrungsverfügbarkeit unterscheiden“, sagt Sarah Redlich. Bei einem Winterweizenfeld müssten die Landwirte beispielsweise außenherum Felder mit Sonnenblumen, Raps, Rüben oder ähnliches anlegen. So dass innerhalb der Landschaft eine Pflanzenmischung wächst, von der möglichst viele Feinde der Blattläuse oder anderer Schädlinge das ganze Jahr hindurch gut leben können.

Sarah Redlich, Emily A. Martin, Ingolf Steffan-Dewenter: Landscape-level crop diversity benefits biological pest control, Journal of Applied Ecology, DOI: 10.1111/1365-2664.13126