Dr inŜ. śaneta Fiedler
Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy
ul. Władysława Węgorka 20,
60-318 Poznań
Adres e-mail:
Z.Fiedler@ior.poznan.pl
ORGANIZMY POśYTECZNE OGRANICZAJĄCE LICZEBNOŚĆ
SZKODNIKÓW NA DZIAŁKACH
Wstęp
Organizmy regulujące w naturalnych warunkach liczebność szkodników zwykliśmy
nazywać poŜytecznymi, a sterowanie przez człowieka ich działalnością określamy jako walkę
biologiczną. Metody biologiczne polegają na wykorzystaniu wirusów, chorobotwórczych
mikroorganizmów oraz makroorganizmów do zwalczania szkodników roślin, patogenów i
chwastów. W biologicznym zwalczaniu szkodników rozróŜnia się trzy główne metody:
1. introdukcję, czyli trwałe osiedlanie na nowych terenach wrogów naturalnych,
sprowadzonych z innych regionów lub kontynentów,
2. ochronę poŜytecznych organizmów poprzez dokonywanie w środowisku korzystnych dla
nich zmian oraz stosowanie środków im nie zagraŜających (selektywnych),
3. okresową kolonizację czyli okresowe wprowadzanie wrogów naturalnych danego agrofaga,
na uprawach, na których on nie występuje wcale lub w małej ilości.
Na ogrodach działkowych moŜliwości zwalczania szkodników za pomocą
środków ochrony roślin są znacznie ograniczone, co sprzyja wzrostowi występowania ich
wrogów naturalnych tj. organizmów pasoŜytniczych, drapieŜnych, patogenicznych oraz
antagonistycznych. Kształtując i modyfikując krajobraz otaczający działkę oraz wykorzystując
naturalne zjawiska i procesy ekologiczne moŜna zapobiec masowemu namnaŜaniu się
szkodników oraz wpłynąć pozytywnie na wzrost liczby wrogów naturalnych. Poprzez
kształtowanie krajobrazu oraz biologicznej róŜnorodności, zostawiając na działce kępy drzew,
pasy wiatrochronne czy krzewy i zadrzewienia stwarza się idealne warunki dla rozwoju
organizmów poŜytecznych, które mogą zasiedlać działkę w sposób naturalny redukować
liczebność występujących tam agrofagów.
WaŜnym zjawiskiem występującym na działce jest posiadanie róŜnych gatunków
roślin produkujących duŜą ilość nektaru i pyłku. Główną korzyścią tego jest dostarczenie
poŜądanego środowiska dla poŜytecznych owadów i innych stawonogów, które naturalnie
utrzymują liczebność populacji szkodników na bezpiecznym poziomie. Do najwaŜniejszych
drapieŜców wykorzystujących takie środowisko naleŜą: biedronki, złotooki, drapieŜne
muchówki, roztocza i pająki oraz błonkówki z rodzin gąsiecznikowatych, męczelkowatych i
bleskotkowatych i liczne gatunki muchówek, w tym ogromne znaczenie mają rączycowate.
Większość tych organizmów w stadium dorosłym wymaga pokarmu o wysokiej zawartości
cukrów i białek roślinnych i wtedy doskonałym źródłem pokarmu jest nektar i pyłek
kwitnących roślin. Poprzez zwabianie organizmów poŜytecznych zasadniczo moŜna
ograniczyć liczebność szkodników i konieczność stosowania insektycydów.
Organizmy poŜyteczne
Jednym z czynników biologicznych stosowanych do zwalczania szkodników roślin są
drapieŜne i pasoŜytnicze owady i roztocze. Wśród nich moŜna wyróŜnić entomofagi, czyli
organizmy odŜywiające się owadami oraz akarifagi czyli organizmy odŜywiające się
roztoczami. W obrębie relacji występujących pomiędzy szkodnikiem a jego wrogiem
naturalnym naleŜy wymienić drapieŜnictwo, gdzie drapieŜca to organizm, który zabija i zjada
osobniki innego gatunku (układ: drapieŜca-ofiara). Drugą formą współŜycia dwóch
organizmów jest pasoŜytnictwo, w której jeden czerpie korzyści ze współŜycia, drugi ponosi z
tego tytułu szkody. Osobnika, który czerpie korzyści z pasoŜytnictwa nazywamy pasoŜytem,
który wykorzystuje stale lub okresowo organizm Ŝywiciela jako źródło poŜywienia i
środowisko Ŝycia, a tego, który ponosi szkody - Ŝywicielem. W obrębie pasoŜytów wyróŜnia
się parazytoidy. Parazytoidy są to pasoŜyty, których larwy zabijają Ŝywiciela, a dorosłe
osobniki Ŝyją wolno. Większość pasoŜytów szkodników to parazytoidy.
NaleŜy jednak pamiętać, Ŝe aby korzystać z organizmów poŜytecznych naleŜy poznać
dobrze ich ekologię, biologię oraz systematykę. Często szkodniki zawleczone z innych krajów
na nowych terenach powodują ogromne szkody spowodowane brakiem ich naturalnych
wrogów. Sprowadzając, więc z ojczyzny agrofagów ich wrogów naturalnych moŜna
ograniczyć ich liczebność lub całkowicie je zniszczyć w nowym środowisku. Przykładem takiej
introdukcji do Polski z Ameryki Północnej był osiec korówkowy (
Aphelinus mali
) do
zwalczania bawełnicy korówki (
Eriosoma lanigerum
). Od momentu sprowadzenia go w 1928
roku do tej pory skutecznie ogranicza występowanie bawełnicy. Jest to przykład pozytywnej
introdukcji, ale nie zawsze ze względu na róŜne czynniki introdukcja musi zostać zakończona
sukcesem. Prowadzone od kilkunastu lat próby introdukcji z Ameryki Północnej do Polski
drapieŜnych pluskwiaków, takich jak zbrojec dwuplamy (
Perillus bioculatus)
i
Podisus
maculiventris
przeciwko stonce ziemniaczanej, nie zostały niestety zakończone sukcesem.
Prawdopodobnie jest to związane z czynnikami atmosferycznymi, stanowiącymi waŜną
przeszkodę w zaaklimatyzowaniu się tych gatunków w warunkach Polski. Bardzo często
stosowana w ramach metody biologicznej jest okresowa kolonizacja, która polega na
uwalnianiu w szklarniach, w sadach czy na polach opanowanych przez agrofagi duŜych ilości
ich wrogów naturalnych wyhodowanych w warunkach laboratoryjnych lub w specjalnych
biofabrykach. Pozytywnym i sprawdzonym w praktyce przykładem jest stosowanie metody
biologicznej w zwalczaniu szkodników szklarniowych poprzez wprowadzanie do szklarni
pasoŜytniczej błonkówki dobrotnicy szklarniowej (
Encarsia formosa
) do zwalczania mączlika
szklarniowego (
Trialeurodes vaporariorum
) oraz dobroczynka szklarniowego (
Phytoseiulus
persimilis
) do zwalczania przędziorków (
Tetranychus
spp.). Natomiast typowym przykładem
uwalniania zalewowego jest uwalnianie setek tysięcy osobników kruszynka (
Trichogramma
spp.
) w sadach, ogrodach lub na polach do zwalczania róŜnych gatunków szkodników, w tym
omacnicy prosowianki.
DrapieŜne owady i roztocza stanowią liczną grupę organizmów poŜytecznych,
występujących powszechnie naturalnie i spełniają istotną rolę w regulowaniu liczebności
wielu szkodników. W warunkach naturalnych najlepiej poznane gatunki drapieŜników naleŜą
do rzędu pluskwiaków róŜnoskrzydłych (
Heteroptera
), siatkoskrzydłych (
Neuroptera
),
skorków (
Dermaptera
), chrząszczy (
Coleoptera
) i muchówek (
Diptera
). U większości tych
grup drapieŜnikami mogą być zarówno larwy, jak i osobniki dorosłe, lub tylko jedno z tych
stadiów. Natomiast wśród drapieŜnych pluskwiaków, które oprócz występowania naturalnie,
są specjalnie namnaŜane i dodatkowo introdukowane zarówno w uprawach sadowniczych,
jak i szklarniowych na uwagę zasługują dziubałki (
Anthocoris spp.
) i dziubałeczki (
Orius
spp.
). Są to drobne, wielkości 3-4mm pluskwiaki, które odŜywiają się przędziorkami,
miodówkami oraz wciornastkami. Spośród rodzaju
Anthocoris
najczęściej introdukowany w
uprawach sadowniczych jest dziubałek gajowy (
Anthocoris nemorum
), natomiast z rodzaju
Orius
głównie w biologicznym zwalczaniu wciornastków w uprawach szklarniowych
stosowane są:
Orius majusculus, O. laevigatus
i
O. insidiosus.
W uprawach szklarniowych
bardzo waŜnym drapieŜnym pluskwiakiem jest dziubałeczek mączlikowy (
Macrolophus
caliginosus
). Jest on powszechnie stosowany przeciwko mączlikom, głównie w uprawach
warzyw, ale poniewaŜ jest to polifag, zakupiony i wypuszczany na uprawy w formie nimf
zwalcza równieŜ przędziorki i wciornastki.
Spośród drapieŜnych chrząszczy największe znaczenie mają naturalnie występujące w
uprawach biegaczowate i biedronkowate. DrapieŜny tryb Ŝycia prowadzą zarówno ich larwy,
jak i osobniki dorosłe. Biegaczowate zjadają głównie gąsienice motyli, larwy chrząszczy i
błonkówek, natomiast biedronkowate są efektywnymi drapieŜcami mszyc. Szereg gatunków
biedronek wykorzystywanych jest w biologicznym zwalczaniu mszyc w uprawach rolniczych,
sadowniczych i szklarniowych. Najpospolitszymi gatunkami są biedronka siedmiokropka
(
Adalia semipunctata
) i biedronka dwukropka (
Adalia bipunctata
). W uprawach szklarniowych
w ostatnich latach coraz częściej stosuje się dwa gatunki biedronek:
Stethorus punctillum
i
Atheta coriaria
w biologicznym zwalczaniu przędziorków.
Praktyczne znaczenie w biologicznej ochronie upraw szklarniowych mają równieŜ dwa
gatunki drapieŜnych muchówek, z rodziny pryszczarkowatych (
Cecidomyidae
). Są to
pryszczarek mszycojad (
Aphidoletes aphidimyza
) powszechnie wykorzystywany w zwalczaniu
mszyc oraz gatunek
Therodiplosis persicae,.
jako czynnik uzupełniający biologiczne
zwalczanie przędziorków
Bardzo waŜną grupą wśród drapieŜców są drapieŜne roztocza, które wykorzystywane
są w biologicznej ochronie roślin w uprawach szklarniowych i sadowniczych. Aktywnie
poszukują ofiar zarówno postacie larw, jak i osobniki dorosłe, Ŝywią się jajami i larwami
przędziorków, wciornastków czy muchówek ziemiórkowatych. W uprawach szklarniowych
tzw.,,główną bronią biologiczną’’ w redukowaniu przędziorków jest dobroczynek szklarniowy
(
Phytoseiulus persimilis
), który został introdukowany do Polski w 1966 roku i do dziś jest
podstawowym drapieŜcą przędziorków w szklarniach. Istotną rolę odgrywają równieŜ gatunki
z rodzaju
Amblyseius
, takie jak
Amblyseius cucumeris
do zwalczania wciornastków oraz
A.
californicus
czy
A. degenerans
przeznaczone do zwalczania zarówno przędziorków jak i
wciornastków. Gatunki te mają duŜy potencjał rozrodczy i duŜą aktywność, ale równieŜ ścisłe
wymagania środowiskowe takie jak wysoka temperatura i wysoka wilgotność powietrza,
które niestety mogą ograniczać zakres stosowania tych gatunków zwłaszcza w uprawach
roślin ozdobnych pod osłonami. Roztocze te charakteryzują się duŜą Ŝarłocznością i np.
P.
persimilis
zjada dziennie 30 jaj lub 20 form ruchomych przędziorków, a
A. cucumeris
zjada
dziennie od 4 do 6 larw wciornastków. Powszechnie stosowane jest kilka gatunków z rodzaju
Hypoaspis
, przykładowo
Hypoaspis aculaifer
czy
H. miles
. Są to gatunki glebowe, które
niszczą rozkruszki, larwy ziemiórek i larwy wciornastków. WaŜną informacją przy stosowaniu
tych wrogów naturalnych jest to, Ŝe moŜna je wypuszczać profilaktycznie na uprawie, przed
wystąpieniem szkodnika. Z grupy drapieŜnych roztoczy duŜego znaczenia nabrał gatunek
Typhlodromus pyri
występujący na drzewach owocowych. Dzięki swej wysokiej skuteczności
w zwalczaniu róŜnych gatunków przędziorków został włączony do ochrony sadów w systemie
integrowanej produkcji owoców. DrapieŜne, poŜyteczne zwierzęta, które równieŜ pełnią
waŜną rolę w łańcuchu troficznym i uzupełniają obraz poŜytecznych organizmów
wspomnianych wyŜej gromad owadów czy pajęczaków znajdują się w wielu innych grupach
systematycznych takich jak płazy, gady, ptaki czy wiele gatunków ssaków.
Oprócz wyŜej wymienionych organizmów poŜytecznych z grupy pasoŜytniczych i
drapieŜnych owadów i roztoczy jest wiele grup Ŝywych organizmów wykazujących naturalne
zdolności skutecznego konkurowania z organizmami szkodliwymi i mogą one znaleźć
bezpośrednie zastosowanie na działkach. NaleŜą tu: wirusy, bakterie, grzyby pasoŜytniczei
nicienie owadobójcze.
Bakulowirusy
Obecnie w Polsce zarejestrowane są dwa bioinsektycydy oparte na bakulowirusach:
Carpovirusine SC i Madex SC do zwalczania owocówki jabłkóweczki i śliwkóweczki w
uprawach sadowniczych. Bakulowirusy są przykładem entomopatogenów, które nie szkodzą
środowisku, nie namnaŜają się w komórkach kręgowców i roślin, a ponadto rokują duŜe
nadzieje na przyszłość. Atakują one głównie jądra komórkowe wraŜliwych tkanek gospodarza
i są jedną z najczęstszych przyczyn zamierania owadów przez nie zaatakowanych. Wtręty
wirusa spoŜywane są przez owada wraz z pokarmem. SpoŜyte wraz z pokarmem wtręty
wirusa w pierwszej fazie infekcji zakaŜają komórki nabłonka jelita środkowego a w kolejnej
większość jego tkanek. Owad zamiera po czwartym lub piątym dniu kontaktu z patogenem.
Rozkładające się martwe osobniki (głównie gąsienice) zawierają miliardy aktywnych wirusów
gotowych do kolejnych infekcji wraŜliwych owadów.
Bakterie
W oparciu o dotychczasowy stan wiedzy i wyniki badań w biologicznej ochronie roślin
uprawnych wykorzystuje się gatunki z rzędu bakterii właściwych (
Eubacteriales
), który
obejmuje trzy rodziny:
Bacillaceae, Enterobacteriaceae
i
Pseudomonadaceae.
Wśród nich są
gatunki bakterii wysoce przydatne w profilaktycznym zapobieganiu infekcjom lub w
bezpośrednim wykorzystywaniu w biologicznym zwalczaniu chorobotwórczych patogenów
roślin oraz szkodliwych owadów i innych bezkręgowców. Z rodziny
Pseudomonaceae
najbardziej znane są gatunki
Pseudomonas fluorescens
, będący skutecznym antagonistą
glebowych grzybów chorobotwórczych dla wielu roślin rolniczych i ozdobnych oraz gatunek
Pseudomonas chlororaphis
wywołujący wysoką śmiertelność gąsienic zwójki głogóweczki
oraz strzygonii chojnówki. Rodzina
Enterobacteriaceae
obejmuje 12 rodzajów i kilkadziesiąt
gatunków, wśród których jest znany owadobójczy gatunek
Serratia macescens
. Rodzina
Bacillacae
budzi największe zainteresowanie z punktu widzenia biologicznej ochrony roślin,
gdyŜ naleŜą do niej bardzo znane owadobójcze gatunk,i takie jak:
Bacillus thuringiensis, B.
popilliae
i
B. lentimorbus
o ogromnym potencjale do wykorzystania w biologicznym
zwalczaniu róŜnych grup szkodliwych owadów. W wyniku intensywnych badań nad bakterią
B. thuringiensis
i jej podgatunków stwierdzono, Ŝe podgatunki
B. t.
ssp
. kurstaki, B. t.
ssp.
aizawai, B. t.
ssp.
galleriae
i
B. t.
ssp.
morrisoni
produkują toksynę aktywną przeciw motylom
(
Lepidoptera
),
B. t.
ssp.
israelensis
produkuje toksynę aktywną przeciw muchówkom
(
Diptera
) oraz
B. t.
ssp.
tenebrionis
produkuje toksynę przeciw chrząszczom (
Coleoptera
).
Biopreparaty oparte na bazie bakterii
Bacillus
są insektycydami o działaniu Ŝołądkowym.
Zarodniki i kryształy spoŜyte przez wraŜliwe owady - gąsienice motyli lub larwy chrząszczy
powodują ich śmierć. Rozpuszczona krystaliczna toksyna paraliŜuje i uszkadza jelito, wskutek
czego owady przestają Ŝerować, następuje ogólne zakaŜenie i w efekcie ich śmierć. Obecnie
w Polsce zarejestrowano 16 biopreparatów bakteryjnych do biologicznej ochrony roślin przed
sprawcami chorób i szkodnikami, w tym dwa gatunki antagonistycznych bakterii z rodzaju
Agrobacterium
przeciw bakteriom i sześć biopreparatów przeciw chorobom grzybowym.
Pozostałe biopreparaty bakteryjne dostępne na naszym rynku są oparte na bazie bakterii
Bacillus thuringiensis
ssp
. kurstaki
Grzyby pasoŜytnicze
Spośród 100 tys. gatunków grzybów aktualnie opisano około 1200 gatunków grzybów
owadobójczych, z czego 12-15 gatunków wykorzystuje się do zwalczania owadów –
szkodników roślin. Grzyby chorobotwórcze dla owadów moŜna znaleźć we wszystkich
Gromadach:
Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota
oraz najwięcej w
grupie grzybów mitosporowych
.
Największe zastosowanie w praktycznej ochronie roślin
przed szkodnikami znalazły gatunki grzybów z grupy grzybów mitosporowych. W rzędzie
strzępczaków grzyby owadobójcze naleŜą do rodzajów:
Hirstutella, Metarhizium,
Paecilomyces, Fusarium, Lecanicillium
i
Beauveria
. Stadium infekcyjnym grzyba jest
najczęściej zarodnik (spora), który musi dostać się na powierzchnię ciała owada – kutikulę,
na której kiełkuje, czyli przechodzi ze stanu spoczynku do stanu aktywnego wzrostu.
Wyrastająca strzępka kiełkowa wydziela enzymy z grupy diastaz i przenika przez oskórek do
wnętrza owada. Ciała strzępkowe rozmnaŜają się wegetatywnie i wraz z hemolimfa są
przenoszone do wszystkich części ciała. Po pewnym czasie wypełniają całą jamę ciała
powodując jego śmierć. W delikatnych miejscach ciała owada grzybnia strzępkowa przerasta
na zewnątrz dając początek trzonkom konidialnym oraz zarodnikom, które następnie są
rozprzestrzeniane przez wodę, wiatr i inne owady na osobniki zdrowe wywołujące dalszą
infekcję. Proces chorobowy trwa przez kilka dni. Zainfekowany owad na początku porusza się
i odŜywia, a po śmierci często jedynym objawem poraŜenia moŜe być zmieniony kolor ciała.
W procesie chorobowym bardzo waŜny jest pierwszy etap poraŜenia szkodnika przez grzyba.
Aby zarodnik skiełkował musi wystąpić odpowiednia temperatura, nasłonecznienie i
wilgotność. Te czynniki są istotne do uzyskania odpowiedniej skuteczności, przynajmniej
przez pierwsze 12 godzin od zastosowania biopreparatu grzybowego. Na świecie
zarejestrowano kilkanaście biopreparatów opartych na zarodnikach róŜnych gatunków
grzybów. W Polsce zarejestrowany jest jeden mikoinsektycyd Preferal do zwalczania mączlika
szklarniowego w uprawie pomidora szklarniowego oraz siedem micofungicydów do
ograniczenia występowania róŜnych chorób w uprawach rolniczych.
Nicienie owadobójcze
Inaczej sytuacja przedstawia się z biopreparatami opartymi na bazie nicieni oraz
pasoŜytniczymi i drapieŜnymi stawonogami, których ze względu na brak konieczności
rejestracji asortyment ciągle się powiększa. Obecnie dostępnych na naszym rynku jest juŜ
kilkanaście biopreparatów nicieniowych do zwalczania róŜnych szkodników. Zidentyfikowano
23 rodziny nicieni będące pasoŜytami owadów. Siedem z nich moŜe być potencjalnie
wykorzystywanych
w
biologicznym
zwalczaniu
szkodników.
Są
to:
Mermitidae,
Tetradonematidae,
Allantonematodae,
Phaenopsitylenchidae,
Sphaeruliidae,
Heterorhabditidae
oraz
Steinernematodae
. Z powodu problemów z ich masową produkcją
oraz ograniczoną wirulencją w biologicznym zwalczaniu szkodników są obecnie stosowane
głównie gatunki reprezentujące dwie ostatnie rodziny. WaŜnym stadium w cyklu rozwojowym
nicieni jest larwa infekcyjna, ta larwa aktywnie odszukuje i infekuje owada w glebie oraz
charakteryzuje się wysokim potencjałem reprodukcyjnym i jako jedyne stadium rozwojowe
moŜe egzystować poza ciałem owada. Larwy inwazyjne przenoszą w swoim jelicie bakterie
symbiotyczne, które po wniknięciu do ciała gospodarza są uwalniane stając się bezpośrednią
przyczyną zakaŜenia i śmierci owada. Obecnie nicienie owadobójcze są powszechnie
stosowane głównie w pieczarkarniach i szklarniach do zwalczania muchówek i przylŜeńców.
W badaniach terenowych obserwuje się wysoką skuteczność nicieni przy ograniczaniu
chrząszczy np. oprzędzików, chowacza czterozębnego, poskrzypki cebulowej, w grupie motyli
bielinka kapustnika, piętnówki kapustnicy i przędzika przedzimka oraz larw muchówek:
połyśnicy marchwianki, śmietek oraz na owadach Ŝerujących w magazynach i
przechowalniach. Preparaty nicieniowe stosować moŜna w formie podlewania, ale równieŜ
opryskiwania. Na skuteczność działanie tych biopreparatów mają wpływ takie czynniki jak:
temperatura, wilgotność, pH gleby, nasłonecznienie oraz nawoŜenie. Nicienie owadobójcze
znalazły równieŜ swoje zastosowanie jako moluscocydy. Gatunek
Phasmarhabditis
hermaphrodita
, którego larwy infekcyjne atakują ślimaki poprzez ich naturalne otwory jest
składnikiem preparatu. Począwszy od pierwszego dnia zainfekowane ślimaki stopniowo
przestają Ŝerować, a ich śmierć następuje w ciągu 7-21 dni.
Za stosowaniem metody biologicznej przemawia wiele względów. Pomijając aspekty
ograniczania stosowania środków chemicznych, zmniejsza się chemizację upraw i
niebezpieczeństwo pozostałości środków chemicznych w owocach czy w warzywach, moŜna
takŜe zahamować proces uodporniania się owadów na chemiczne środki ochrony roślin.
WaŜnym elelementem jest równieŜ to, Ŝe wprowadzenie danego czynnika biologicznego nie
wymaga tak częstego powtarzania zabiegów jak środkami chemicznymi, a czasami nawet
jedna, czy dwie introdukcje entomofaga czy akarifaga pozwalają na ochronę upraw przed
szkodnikiem przez cały okres wegetacyjny. Istotnym elementem jest równieŜ brak
fitotoksyczności dla roślin oraz bezpieczeństwo dla zdrowia ludzi i środowiska.
Działka to siedlisko wielu poŜytecznych organizmów, które w naturalnych warunkach
utrzymują liczebność roślinoŜerców na poziomie bezpiecznym dla roślin. O znaczeniu tych
mieszkańców działki często zapominamy, a przecieŜ ich poŜyteczną działalność moŜemy
,,wspomóc’’ odpowiednimi zabiegami lub przynajmniej docenić – PO PROSTU NIE
NISZCZĄC’’.