logo SPU
Katedra ochrany rastlín
Agronomická fakulta SPU v Nitre
Tr. A.Hlinku 2, 949 76 Nitra
tel.: ++421 87 6508257
e-mail: kor@uniag.sk
 
 


Využitie biologických metód v regulácii škodcov poľných plodín

Podľa najčastejšie používanej definície patrí medzi biologické metódy regulácie škodcov použitie predátorov, parazitoidov a patogénov. V širšom zmysle sa do biologických metód regulácie škodlivých činiteľov zaraďuje aj použitie hormónov a sterilného hmyzu. Všeobecne sa biologické metódy regulácie využívajú častejšie pri ochrane proti škodcom a chorobám záhradníckych rastlín, ktoré sa pestujú v uzavretých priestoroch.

V prírodných podmienkach majú pri regulácii škodcov veľký význam predátory (napr. chrobáky z čeľade bystruškovité a lienkovité, dravé roztoče, byľomory, bzdochy...). Predátory sa využívajú najmä v skleníkoch alebo v skladoch.

V cielenej biologickej regulácii sa aplikujú rôzne druhy parazitoidov. Parazitoidy vypúšťané v poľných podmienkach môžu v krátkom čase migrovať na iné lokality alebo zahynúť vplyvom klimatických alebo iných faktorov.

V ochrane proti škodcom poľných plodín sa využívajú vajíčkové parazitoidy z rodu trichograma (Trichogramma evanescens, T. cacoeciae, T. dendrolini, T. maidis). Do čeľade trichogramovité (zaradenej do nadčeľade chalcidky) patria drobné druhy, ktoré merajú asi 0,4-0,8 mm. Hostiteľmi T. evanescens sú vajíčka rôznych druhov hmyzu (vijačka kukuričná a iné druhy vijačiek, obaľovač jablčný, mlynárik kapustný, mora kapustová a iné mory, skladové druhy motýľov, bzdochy a chrobáky, dvojkrídlovce - spolu asi 150 hostiteľov). Pre použitie v biologickej ochrane sa parazitoidy množia na vajíčkach skladových motýľov (psota obilná, vijačka múčna, vijačka čokoládová). Parazitované vajíčka sú prilepené na papierových lístkoch a rozmiestňujú v porastoch. Môžu sa skladovať až dva týždne pri teplote 10°C. Ďalšou možnosťou je aplikácia parazitovaných vajíčok v kapsulách s otvormi pre výlet parazitoida. Obyčajne sa odporúča použiť 2 x 50 000 parazitovaných vajíčok kusov na hektár, ale niektorí odborníci navrhujú aplikovať až 200 000 jedincov na hektár. Najväčší význam má použitie vajíčkových parazitoidov v ochrane proti škodcom kukurice, ovocných stromov a hlúbovej zeleniny.

Obrázok Vajíčka vijačky kukuričnej parazitované T. evanescens

Biologickú reguláciu škodcov v poľných podmienkach je možné robiť pomocou entomopatogénnych vírusov, baktérií a húb. Spóry patogénov sú poškodzované ultrafialovým žiarením alebo suchom. Napriek tomu existujú metódy využiteľné aj v poľných podmienkach.

Bolo popísaných asi 1600 druhov vírusov, ktoré sú spojené s viac ako 1100 druhmi hmyzu a roztočmi. Najdôležitejšou čeľaďou vírusov sú Baculoviridae. Baculoviridae sú obyčajne veľmi selektívne a spôbujú spravidla chorobu iba jedného hostiteľa.

Pri použití entomopatogénnych vírusov sa uvádzajú nasledovné výhody a nevýhody:

Výhody:

  • sú špecifické a pôsobia len na určitý druh hmyzu t. j. neničia užitočné druhy
  • je malá pravdepodobnosť vzniku rezistencie
  • nemajú negatívny vplyv na cicavcov
  • v tele hostiteľa sa hromadia vo veľkom množstve (približne 20 % suchej hmotnosti)
  • relatívne dobrá skladovateľnosť preparátov

Nevýhody:

  • nemožnosť pestovania na živných pôdach a s tým spojené vysoké výrobné náklady
  • pôsobia až po určitom čase - účinok sa prejaví až o niekoľko dní a nakazení škodcovia môžu ešte spôsobiť značné škody
  • pretože vírusy sú veľmi špecifické, komplikuje to ich komercializáciu – ich trh je veľmi úzky
  • vírusy sa pomerne rýchle rozkladajú vplyvom slnečného žiarenia a zle tolerujú vysoké teploty

Vírusy sa dostávajú do tela hmyzu pasívne potravou. V tráviacej sústave sa bielkovinový obal vírusu rozpustí a virióny napádajú bunky epitelu stredného čreva. V jadrách buniek sa po replikácii vytvárajú nové virióny, ktoré napádajú bunky v blízkosti alebo cirkulujú spolu s hemolymfou a spôsobujú systémové ochorenie orgánov hostiteľa. V poslednej fáze napadnutia hostiteľa sa tvoria granule alebo polyédre.

Vonkajšie symptómy infekcie vírusmi sa prejavujú zníženým prijímaním potravy alebo neprijímaním potravy, obmedzenou pohyblivosťou a farebnými zmenami. Farba napadnutého hmyzu sa mení na krémovo žltú a telo mäkne. Napadnutý hmyz odumiera asi na 5.-14. deň po infekcii. Hemolymfa je vyplnená masou polyédrov alebo granúl. V jednej larve môže byť až 109 infekčných častíc.

Vírusy sa v populácii šíria potravou kontaminovanou vírusmi, ktoré sa uvoľňujú z mŕtvych jedincov. Sú prenášané vetrom, živočíchmi a inými mechanickými spôsobmi. Na to, aby vznikla nákaza, stačí 1-100 granúl alebo polyédrov v potrave.

V pôde môžu vírusy vydržať aktívne aj niekoľko rokov. V niektorých prípadoch sa zistilo, že aplikácia vírusu v jednom roku sa prejavila v populácii škodcu aj v nasledovnom roku.

Pri aplikácii vírusových prípravkov sa nezistili žiadne zdravotné problémy ani v ľudí ani zvierat.

V porovnaní s bakteriálnymi a hubovými prípravkami je produkcia prípravkov obsahujúcich vírusy pomerne drahá. Vírusy sa produkujú tak, že sa chovajú jednotlivé druhy hmyzu a infikujú sa vírusom. Na ošetrenie jedného hektára sa aplikuje 1012-1013 granúl alebo polyédrov. Pri výrobe prípravkov sa spracovávajú buď priamo larvy, alebo sa spracovávajú larvy aj so substrátom. V prípade druhov s alergénnymi chĺpkami je potrebné chĺpky z lariev odstrániť (napríklad odsávaním z mŕtvych lariev). Larvy sa zomelú a predávajú vo forme dispergovateľného prášku. Z lariev sa môžu pripravovať fermentované preparáty. V tomto prípade sa larvy homogenizujú a uvoľnia sa inklúzie. Zo zmesi sa inklúzie uvoľňujú filtráciou, centrifugáciou a ďalšími metódami. Získané suspenzie sa môžu spracovať na rôzne typy formulácií.

Proti morám z rodu Helicoverpa (napr. more bavlníkovej) v bavlníku, kukurici, tabaku, ciroku, chryzanténach, hlúbovinách a v rajčiakoch sa používa vírus jadrovej polyedrie Heliocoverpa spp. (Baculovirus heliothis, Nucleopolyhedro Virus HzNPV). Prípravok Elcar je dispergovateľný prášok, ktorý obsahuje v 1 grame 4.109 polyédrov. Prípravok Virin-CHS (Rusko) je dipergovateľný prášok obsahujúci 7.109 polyédrov v jednom grame. Vírus je aj súčasťou prípravku GemStar.

Vírus jadrovej polyedrie mory kapustovej (Nucleopolyhedro Virus MbNPV) napáda moru kapustovú, moličku kapustovú a moru bavlníkovú. Prípravok Virin-EKS (Rusko) sa dodáva vo forme dispergovateľného prášku a obsahuje v jednom grame 109 polyédrov. Aplikuje sa 0,1-0,15 kg na 1 hektár. Aplikuje sa v tekutom stave. Preparát sa dá skladovať až 6 mesiacov bez zníženia účinnosti. Ďalší preparát na báze vírusu je Mamestrin (Francúzsko). Odporúčaná dávka je 4 litre prípravku na jeden hektár. V jednom litri sa nachádza 2,5 x 1012 polyedrických inklúzií. Pri skladovaní pri vhodných podmienkach (pri 4°C) je preparát účinný 2 roky. Po aplikácii prípravkov hynú larvy prvého až tretieho instaru asi 7 dní.

Baktéria Bacillus thuringiensis bola objavená v roku 1911 a je pomenovaná podľa mesta Thuringia v Nemecku.

B. thuringiensis je Gram-pozitívna tyčinkovitá baktéria dlhá asi 3-4 μm a široká asi 1 μm. Rozmnožovanie prebieha delením alebo pomocou tvorby spór. Spóry sa tvoria pri nedostatku výživy a v extrémnych podmienkach. B. thuringiensis vytvára v priebehu tvorby spóry intracelulárny kryštál (zložený najmä z bielkovín a čiastočne z uhľohydrátov) , ktorý obsahuje v závislosti od izolátu kombináciu 3-5 rôznych toxínov (delta-endotoxíny). Je známych viac ako 20 rôznych bielkovinových toxínov (Cry proteínov).

Po zožratí prípravku na báze B. thuringiensis sa v tráviacom trakte hmyzu vplyvom alkalického prostredia (pH viac ako 9) rozpustí intracelulárny kryštál. Aktivizujú sa delta-endotoxíny, ktoré poškodzujú črevnú stenu. Cez poškodenie v črevnej stene preniká obsah čreva do telesnej dutiny. Napadnutý živočích prestáva žrať behom 30 minút až niekoľko hodín a hynie asi za 2-7 dní. Prípravky je najvhodnejšie aplikovať v dobe výskytu mladých lariev.

Mŕtve a hynúce larvy tmavnú a zostávajú prichytené na listoch niekoľko dní.

Prípravky obsahujúce baktériu B. thuringiensis obsahujú buď biomasu vitálnych spór finalizovaných spolu s pevným alebo tekutým nosičom, alebo iba toxikogénny kryštál. Produkty na báze B. thuringiensis sú formulované ako tekuté koncentráty, zmáčateľné prášky, poprašky alebo granule.

Aj keď sa B. thuringiensis množí v tele infikovaného hmyzu, spóry a toxické kryštály sa obyčajne nevytvárajú. Preto zahynuté larvy obyčajne neslúžia ako zdroje novej infekcie a v prípade výskytu škodcu znova sú nutné opakované postreky.

Izoláty B. thuringiensis sú kategorizované pomocou antigénov (H – antigény) a sú zaraďované do sérotypových skupín a do kmeňov. V súčasnosti je známych viac ako 1000 kmeňov B. thuringiensis, ktoré sú zaradené asi do 30 podruhov. Najvýznamnejšie kmene sú B. thuringiensis ssp. kurstaki, B. t. ssp. tenebrionis a B. t. ssp. israelensis. Medzi ďalšie kmene patria B. t. ssp. San Diego (prípravok M-One proti larvám pásavky zemiakovej a imágam Pyrrhalta luteola) a B. t. ssp. aizawai (prípravok Certain proti larvám vijačky voštinovej).

B. thuringiensis ssp. kurstaki sa používa proti larvám motýľov (molička kapustová, mlynárik kapustový, mora kapustová, vijačka kukuričná, obaľovač púčikový, obaľovač záhradný, obaľovač jablčný, mníška zlatorítka, mníška veľkohlavá, priadkovec obrúčkavý, spriadač americký, piadivka jesenná...). V Slovenskej republike boli povolené prípravky Dipel, Biobit FC, alebo Biobit WP. K ďalším patria Bactur, Bactospeine, Caterpillar Killer, Futura, Javelin, Thuricide, Topside, Tribactur alebo Worm Attack. Pri teplote +5-+20°C sú prípravky účinné až dva roky. Najcitlivejšie sú najmladšie štádiá lariev. Optimálny termín použitia prípravku je asi jeden týždeň od maximálneho náletu samčekov do feromónových lapačov. Pri aplikácii prípravku sa odporúča teplota nad 15°C. Ak sa predpokladá počas aplikácie dážď, ošetrenie treba odložiť, pretože prípravok by mal na rastlinách zaschnúť. Ak kladenie vajíčok niektorých druhov motýľov trvá dlhšie, odporúča sa ošetrenie o 14 dní opakovať. Aplikácia prípravkov sa robí podľa návodu na etikete. Napríklad balenie 100 ml je určené na ošetrenie plochy 4-13 árov v závislosti od plodiny a škodcu. Spóry vystavené priamemu slnečnému žiareniu sú životaschopné asi 1 hodinu.

B. t. ssp. tenebrionis (prípravky Novodor FC alebo Trident) je účinný proti pásavke zemiakovej (zemiaky, rajčiaky, baklažán), chrobákom z čeľade nosánikovité a iným druhom chrobákov.

Hostiteľmi B. t. ssp. israelensis sú larvy smútiviek (Sciaridae), larvy komárov (Culicidae) a larvy komárov z čeľade Simuliidae.

Poddruh B. thuringiensis subsp. aizawai (prípravky XenTari, Florbac, Agree, Design) má význam proti regulácii druhov z rodu Spodoptera a ďalších morovitých, ktoré sú len čiastočne citlivé alebo rezistentné k B.thuringiensis subsp. kurstaki.

Gény entomopatogénnych baktérií sa cestou génového inžinierstva včlenili do kultúrnych rastlín a v súčasnom období existujú odrody rastlín, ktoré sú úplne odolné proti škodcom. Typickým príkladom sú hybridy kukurice obsahujúce gény entomopatogénnych baktérií, ktoré spôsobili ich odolnosť proti vijačke kukuričnej a ďalším druhom z radu motýle.

Prípravky na báze B. thuringiensis majú negatívny účinok aj na chránené druhy motýľov. Preto by sa nemali používať v oblastiach s výskytom chránených motýľov a ich použitie by sa malo robiť iba v prípade naozaj škodlivého výskytu húseníc škodlivých druhov.

Entomopatogénne huby z radu Entomophthorales sú najvýznamnejšie a najefektívnejšie patogény napádajúce vošky.

Životný cyklus Entomophthorales prebieha všeobecne tak, že konídionosiče uvoľňujú konídiá, ktoré sú pokryté rôsolovitou lepkavou hmotou. Keď konídium dopadne na vlhký substrát iný ako hostiteľ, môže produkovať sekundárne konídium, ktoré môže produkovať terciálny konídonosič a konídium. tento proces sa môže opakovať kým sa protoplazma vyčerpá. Sekundárne a terciálne konídiá sa môžu stať odpočinkovými spórami. Špeciálnym typom sekundárneho konídia je capillikonídium (kapilospóra), ktorá sa tvorí na štíhlej kapilárnej rúrke vyvíjajúcej sa na primárnom alebo sekundárnom konídiu.

Vo vnútri telesnej dutiny hmyzu Entomophthorales tvoria hýfové telieska, protoplasty a hýfy. Najčastejšie sú hýfové telieska, ktoré sa rozmnožujú pučaním. Sú pomerne veľké a necirkulujú voľne v telesnej dutine ale prenikajú do kompaktných hostiteľových pletív ako sú svaly a tukové teleso.

Obdobie od infekcie po smrť hmyzu môže trvať 3-12 dní.

Po smrti telo hmyzu tvrdne a mumifikuje a obsahuje hubové stroma. Vo vnútri stroma sa môžu tvoriť odpočinkové spóry. Keď je vlhkosť veľmi vysoká a teplota primeraná, huba sporuluje tvorením reproduktívnych (konídionosiče) alebo vegetatívnych hýf cez integument hmyzu. Mŕtvy hmyz je pokrytý mycéliom.

Sexuálne rozmnožovanie Entomophthorales prebieha fúziou fragmentov mycélia alebo hýfových teliesok, ktoré tvoria hrubostenné zygospóry alebo odpočinkové spóry. Redukčné delenie sa v priebehu vývojového cyklu nezistilo. Steny odpočinkových spór obsahujú chitín a proteín, vo vnútri spóry sa nachádza veľká tuková kvapka bohatá na nasýtené mastné kyseliny. Tvorbu odpočinkových spór stimulujú nevhodné podmienky pre rast huby ako sú nízke teploty, krátka fotoperióda a tma. Také podmienky sú obyčajne na jeseň a v zime. Klíčenie odpočinkových spór prebieha obyčajne po období kľudu a iba malé percento ich klíči okamžite. Preto použitie takýchto spór v ochrane rastlín proti hmyzu je veľmi problematické. Jarné teploty indukujú asynchrónne klíčenie odpočinkových spór, ktoré produkujú nové spóry (balistospóry), ktoré môžu infikovať vošky na rastlinách.

Medzi najdôležitejšie druhy Entomophthorales infikujúce vošky sa pokladajú Erynia neoaphidis a Conidiobolus obscurus.

Aplikácia Entomophthorales sa robila rôznymi metódami. Vypúšťali sa umelo infikované vošky a aplikovali sa vošky usmrtené hubou, odpočinkové spóry alebo mycélium, prípadne hýfové telieska. Veľká pozornosť sa venuje využitiu odpočinkových spór, ale problémy sú v malej patogenite použitých kmeňov húb, redukovanej životaschopnosti spór, nízkej klíčivosti spór a nerovnomernom klíčení spór. Perspektívne sa javí použitie mycélia alebo hýfových teliesok. Napriek tomu, že tieto morfologické štádiá sú krehké a podliehajú podmienkam prostredia, malo by byť možné zlepšiť techniky a metódy na prípravu biopreparátov. Je to aj jediná metóda použitia takých druhov, ktoré nemajú odpočinkové spóry.

Druhy z rodu Beauveria spôsobujú nákazu, ktorá sa nazýva biela muskardina. Z veľkého počtu druhov sa po revízii vytvorili iba dva – B. bassiana a B. tenella (syn. B. brogniartii). Hostiteľmi sú rôzne druhy hmyzu, najmä motýle, piliarky, chrobáky a bzdochy. Iba výnimočne sa vyskytuje na muchách alebo na voškách. Konídiá klíčia na povrchu kutikuly a vlákna huby prenikajú do telesnej dutiny hostitela. V tele hostitela sa tvoria hýfové telieska, ktoré sa prenášajú po celom tele. Hmyz hynie v čase, keď sú zničené lymfocyty, ktoré hynú pri napadnutí hýfových teliesok. V mŕtvom jedinci sa tvoria dlhšie vlákna a na nich valcovité konídiá – endokonídiá (blastospóry) veľké 2-3 x 7 μm. Hmyz zarastie zvnútra hýfami a má syrovitú konzistenciu. Neskôr tvrdne. Hýfy prerastajú na povrch tela pri dostatočnej vlhkosti. Na povrchu tela sa tvoria vzdušné konídiá. Prípravok Boverol (Česká republika) sa používa proti niektorým chrobákom (pásavka zemiaková, nosánik ligurčekový, larvy chrústov). Obsahuje konídiá v koncentrácii 1011 v jednom grame. Prípravok Boverosil (Česká republika) je registrovaný proti skladovým škodcom. K ďalším prípravkom obsahujúcim hubu B. bassiana patria Ostrinil (Francúzsko) a Boverin (bývalý ZSSR). Proti chrústom sa odporúčajú prípravky Engerlingspilz (Švajčiarsko), Schweizer-Beauveria (Švajčiarsko) a Melocont (Rakúsko), ktoré obsahujú spóry B. tenella.

Voška hrachová usmrtená entomopatogénnou hubou Erynia neoaphidis

 

Larva vijačky kukuričnej infikovaná hubou Beauveria bassiana

 

Vystavené: 10.11.2003

Autor textu : prof. Ing. Ľudovít Cagáň, CSc.