The search for approaches to a holistic sustainable agriculture requires the development of new cropping systems that provide additional ecosystem services beyond biomass supply for food, feed, material, and energy use. The reduction of chemical synthetic plant protection products is a key instrument to protect vulnerable natural resources such as groundwater and biodiversity. Together with an optimal use of mineral fertilizer, agroecological practices, and precision agriculture technologies, a complete elimination of chemical synthetic plant protection in mineral-ecological cropping systems (MECSs) may not only improve the environmental performance of agroecosystems, but also ensure their yield performance. Therefore, the development of MECSs aims to improve the overall ecosystem services of agricultural landscapes by (i) improving the provision of regulating ecosystem services compared to conventional cropping systems and (ii) improving the supply of provisioning ecosystem services compared to organic cropping systems. In the present review, all relevant research levels and aspects of this new farming concept are outlined and discussed based on a comprehensive literature review and the ongoing research project “Agriculture 4.0 without Chemical-Synthetic Plant Protection”.

Fast-running flies (Diptera: Hybotidae) play an important role as predators in agricultural landscapes. This semi-field study examined the effects of pesticides on Hybotidae communities and their role in natural pest control in three winter wheat management systems (organic, conventional, and hybrid (no chemical synthetic pesticides with optimized use of nitrogen fertilizers)) in Brandenburg, Germany. To evaluate the impact of management practices, sweep netting and eclector trapping were carried out over three years (2020–2022) at the plot scale. Hybotidae abundance fluctuated across the management systems and collection methods, with no consistent trend linked to pesticide use. However, an increase in the abundance of Hybotidae in 2022, especially in eclector trapping, indicated that year-to-year fluctuations were pronounced and likely driven by environmental factors, such as climate and soil moisture, rather than management practices. The community structure showed a high degree of similarity among all management systems, but species diversity displayed pronounced interannual variation, suggesting complex ecological interactions. Sweep netting collections indicated positive predator–prey associations in every management system, pointing to a generally stable trophic structure. The study also demonstrates that using multiple insect collection methods is crucial for accurately assessing insect diversity and abundance. Further research is needed to fully understand species diversity, predator–prey dynamics, and their implications for sustainable agriculture.

Die Geschichte des Kartoffelkäfers (Coleoptera, Chrysomelidae, Leptinotarsa decemlineata (Say, 1824)) in Deutschland ist ein Lehrbeispiel für die unkontrollierte Ausbreitung eines Schaderregers, der ohne regelmäßige Gegenmaßnahmen schwere Ertragsminderungen an einer unserer wichtigsten Nahrungspflanzen verursachen würde. Das Fehlen wirksamer Feinde und seine enorme Anpassungs­fähigkeit an Pflanzenschutzmittel machen ihn zu einem starken Gegner, der auch die zukünftigen Generationen immer wieder herausfordern wird. Von seinem Auftreten im Jahr 1936 bis in die Gegenwart wird die historische Bekämpfung des Kartoffelkäfers nachgezeichnet. Die intensive und ausschließliche Anwendung von Insektiziden hat in der Vergangenheit immer zu Resistenzen gegen die verwendeten Wirkstoffe geführt. Vorbeugende Maßnahmen wie 500 m Abstand zu Vorjahresflächen einhalten, Kartoffeldurchwuchs vermeiden, Vorkeimen und Nutzung früher Sorten reichen nicht aus, um den Kartoffelkäfer langfristig zu regulieren. Neue Ergebnisse im Ökologischen Landbau zeigen die hohe Wirksamkeit biologischer Pflanzenschutzmittel von Spinosad und Neem auf. Zukünftig können Resistenzeigenschaften von Wildarten (z. B. Leptin-Glykoalkaloide) im Rahmen klassischer Züchtungsverfahren genutzt werden, um widerstandsfähige Kartoffelsorten zu züchten und damit zu einem integrierten Pflanzenschutzkonzept gegen Kartoffelkäfer beizutragen. In Gärten und auf kleinen Anbauflächen ist auch das Absammeln per Hand weiterhin eine wirksame Maßnahme.