Use of cold atmospheric pressure plasma against poultry red mites (Dermanyssus gallinae) as an innovative component in an Integrated Pest Management

Die Rote Vogelmilbe (Dermanyssus gallinae, De Geer 1778) ist weltweit einer der wichtigsten hämatophagen Ektoparasiten des Geflügels, von dem über 80 % der Legehennenbestände in Europa befallen sind. Die vorliegende Arbeit zeigt eine erfolgreiche Bekämpfung der Roten Vogelmilbe durch regelmäßiges Milbenmonitoring in Kombination mit anderen Präventions bzw. Bekämpfungsmethoden mit unterschiedlichen Wirkmechanismen. Nach einer
erfolgreichen Bekämpfung der Milbenpopulation durch den Einsatz des Arzneimittels Fluralaner (Exzolt^®, MSD Tiergesundheit) bei den Legehennen folgten während des Leerstandes eine gründliche Reinigung des Stalles mit nachfolgendem Einsatz des Desinfektionsmittels Neopredisan^® 135-1 und einer synthetischen amorphen Kieselsäure (Fossil Shield^® instant white). Auf diese Weise konnte die Milbenpopulation in zwei aufeinanderfolgenden Legeperioden über zwei Jahre wirksam kontrolliert werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit weisen darauf hin, dass die Kombination von Maßnahmen im Rahmen eines integrierten Bekämpfungskonzeptes der Schlüssel zu einer effektiven und nachhaltigen
Bekämpfung der Roten Vogelmilbe in stark befallenen Legehennenställen sein kann und dazu beiträgt, den Einsatz von Akariziden zu reduzieren. Damit kann ein wichtiger Beitrag zum Tierschutz, Tierwohl und One-Health-Konzept geleistet werden. Bei der Suche nach potentiellen Alternativen zu chemischen Akariziden ist der Einsatz von kaltem Atmosphärendruckplasma in den Fokus der Entwicklung erfolgversprechender Bekämpfungsmaßnahmen gerückt. Während eine insektizide Wirkung von kaltem Atmosphärendruckplasma bereits beschrieben wurde, finden sich in der Literatur noch keine Hinweise auf eine akarizide Wirkung. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war es daher, die akarizide Wirkung von kaltem Atmosphärendruckplasma auf verschiedene Entwicklungsstadien der
Roten Vogelmilbe und den Einfluss verschiedener Plasmavariablen wie elektrische Leistung und Expositionsdauer auf die Überlebensrate der Milben zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten, dass alle Entwicklungsstadien der Roten Vogelmilbe, einschließlich der Eier, durch die Behandlung mit kaltem Atmosphärendruckplasma wirksam abgetötet werden. Plasmaexponierte Eier waren unabhängig von den Einstellparametern (elektrische Leistung, Expositionszeit) durchweg nicht entwicklungsfähig. Nach einer Behandlung mit 10 Watt und einer Expositionszeit von 1,0 Sekunden wurde unmittelbar nach der Exposition eine hohe
Mortalität bei Larven (96,6 %), Protonymphen (92,2 %), Deutonymphen (85,5 %) und adulten Männchen (93,3 %) beobachtet, während die Mortalität bei adulten Weibchen zunächst deutlich geringer war (42,2 %). Allerdings starben fast alle zunächst überlebenden Milben spätestens nach 60 min ab, nur wenige Protonymphen starben erst bis zu 120 min nach der Plasmaexposition.
Unter Laborbedingungen hat sich kaltes Atmosphärendruckplasma somit als sehr wirksam gegen Rote Vogelmilben erwiesen, aber die Wirkungsweise ist noch unbekannt. Ein erster Versuch zur Identifizierung wurde in dieser Arbeit mittels hochauflösender Videobilder und optischer Kohärenztomographie (OCT), einem bildgebenden Verfahren, das die Oberflächenbeschaffenheit und innere Strukturen sichtbar macht, realisiert. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigten, dass unmittelbar nach der Plasmaexposition eine Umverteilung der Inhalte des Verdauungstraktes und der Ausscheidungsorgane stattfand. Unverdautes Blut
aus dem Darm und Inhalt der Malpighischen Schläuche flossen in die distalen Beinsegmente. Außerdem zeigten Teile des Hämozoels weißere und dichtere Bereiche, was auf eine Koagulation der Hämozoelbestandteile hinweist. Im OCT zeigten transversale und sagittale Schnittbilder sowie dreidimensionale Bildrekonstruktionen eine Schrumpfung des Idiosomas plasmaexponierter Milben, hierbei wurde eine Höhenreduktion auf 44,0 % beobachtet.
Der Einsatz von kaltem Atmosphärendruckplasma als alternative physikalische
Bekämpfungsmethode kann bei erfolgreicher Umsetzung in die Praxis dazu beitragen, den Einsatz von Umgebungsakariziden und akariziden Arzneimitteln zur Bekämpfung der Roten Vogelmilbe zu reduzieren. Als chemikalienfreie Methode könnte kaltes Atmosphärendruckplasma im Rahmen eines integrierten Bekämpfungskonzeptes die Haltung und das Wohlbefinden der Tiere verbessern und damit einen wertvollen Beitrag zur Tiergesundheit leisten. Die Ergebnisse dieser Arbeit könnten somit wegweisend für die weitere Entwicklung von Strategien zur Bekämpfung der Roten Vogelmilbe sein.