Organizmy regulujące w naturalnych warunkach liczebność szkodników zwykliśmy nazywać pożytecznymi, 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 rozróżnia się trzy główne metody:
1. introdukcję, czyli trwałe osiedlanie na nowych terenach wrogów naturalnych, sprowadzonych z innych regionów lub kontynentów,
2. ochronę pożytecznych organizmów poprzez dokonywanie w środowisku korzystnych dla nich zmian oraz stosowanie środków im nie zagrażających (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 możliwości zwalczania szkodników za pomocą
środków ochrony roślin są znacznie ograniczone, co sprzyja wzrostowi występowania ich wrogów naturalnych tj. organizmów pasożytniczych, drapieSnych, patogenicznych oraz antagonistycznych. Kształtując i modyfikując krajobraz otaczający działkę oraz wykorzystując naturalne zjawiska i procesy ekologiczne można zapobiec masowemu namnażaniu się szkodników oraz wpłynąć pozytywnie na wzrost liczby wrogów naturalnych. Poprzez kształtowanie krajobrazu oraz biologicznej różnorodności, zostawiając na działce kępy drzew,
pasy wiatrochronne czy krzewy i zadrzewienia stwarza się idealne warunki dla rozwoju organizmów pożytecznych, które mogą zasiedlać działkę w sposób naturalny redukować liczebność występujących tam agrofagów.
Ważnym zjawiskiem występującym na działce jest posiadanie różnych gatunków
roślin produkujących dużą ilość nektaru i pyłku. Główną korzyścią tego jest dostarczenie pożądanego środowiska dla pożytecznych owadów i innych stawonogów, które naturalnie utrzymują liczebność populacji szkodników na bezpiecznym poziomie.
Do najważniejszych drapieżców wykorzystujących takie środowisko należą: biedronki, złotooki, drapieżne 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 poSytecznych zasadniczo można ograniczyć liczebność szkodników i konieczność stosowania insektycydów.
Organizmy pożyteczne
Jednym z czynników biologicznych stosowanych do zwalczania szkodników roślin są drapieżne i pasożytnicze owady i roztocze. Wśród nich można wyróżnić entomofagi, czyli organizmy odżywiające się owadami oraz akarifagi czyli organizmy odżywiające się roztoczami. W obrębie relacji występujących pomiędzy szkodnikiem a jego wrogiem naturalnym należy wymienić drapieżnictwo, gdzie drapieżca to organizm, który zabija i zjada osobniki innego gatunku (układ: drapieżca-ofiara).
Drugą formą współżycia dwóch organizmów jest pasożytnictwo, w której jeden czerpie korzyści ze współżycia, drugi ponosi z tego tytułu szkody. Osobnika, który czerpie korzyści z pasożytnictwa nazywamy pasożytem, który wykorzystuje stale lub okresowo organizm żywiciela jako źródło pożywienia i środowisko życia, a tego, który ponosi szkody – żywicielem. W obrębie pasożytów wyróżnia się parazytoidy. Parazytoidy są to pasożyty, których larwy zabijają żywiciela, a dorosłe osobniki żyją wolno. Większość pasożytów szkodników to parazytoidy.
Należy jednak pamiętać, że aby korzystać z organizmów pożytecznych należy 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 można 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 różne czynniki introdukcja musi zostać zakończona sukcesem. Prowadzone od kilkunastu lat próby introdukcji z Ameryki Północnej do Polski drapieżnych 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 ważną 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 dużych 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 pasożytniczej 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 różnych gatunków szkodników, w tym omacnicy prosowianki.
Drapieżne owady i roztocza stanowią liczną grupę organizmów pożytecznych,
występujących powszechnie naturalnie i spełniają istotną rolę w regulowaniu liczebności wielu szkodników. W warunkach naturalnych najlepiej poznane gatunki drapieżników należą do rzędu pluskwiaków różnoskrzydłych (Heteroptera), siatkoskrzydłych (Neuroptera), skorków (Dermaptera), chrząszczy (Coleoptera) i muchówek (Diptera). U większości tych grup drapieżnikami mogą być zarówno larwy, jak i osobniki dorosłe, lub tylko jedno z tych stadiów. Natomiast wśród drapieżnych pluskwiaków, które oprócz występowania nturalnie,
są specjalnie namnażane 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 odżywiają 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 ważnym drapieżnym pluskwiakiem jest dziubałeczek mączlikowy (Macrolophus caliginosus). Jest on powszechnie stosowany przeciwko mączlikom, głównie w uprawach warzyw, ale ponieważ jest to polifag, zakupiony i wypuszczany na uprawy w formie nimf zwalcza również przędziorki i wciornastki.
Spośród drapieżnych chrząszczy największe znaczenie mają naturalnie występujące w uprawach biegaczowate i biedronkowate. Drapieżny tryb życia prowadzą zarówno ich larwy, jak i osobniki dorosłe. Biegaczowate zjadają głównie gąsienice motyli, larwy chrząszczy i błonkówek, natomiast biedronkowate są efektywnymi drapieżcami 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 również dwa gatunki drapieżnych 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 ważną grupą wśród drapieżców są drapieżne roztocza, które wykorzystywane są w biologicznej ochronie roślin w uprawach szklarniowych i sadowniczych. Aktywnie poszukują ofiar zarówno postacie larw, jak i osobniki dorosłe, żywią 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 drapieżcą przędziorków w szklarniach.
Istotną rolę odgrywają również 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 duży potencjał rozrodczy i dużą aktywność, ale również 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 dużą żarłocznością 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. Ważną informacją przy stosowaniu tych wrogów naturalnych jest to, że można je wypuszczać profilaktycznie na uprawie, przed wystąpieniem szkodnika. Z grupy drapieżnych roztoczy dużego znaczenia nabrał gatunek Typhlodromus pyri występujący na drzewach owocowych. Dzięki swej wysokiej skuteczności w zwalczaniu różnych gatunków przędziorków został włączony do ochrony sadów w systemie integrowanej produkcji owoców. Drapieżne, pożyteczne zwierzęta, które również pełnią ważną rolę w łańcuchu troficznym i uzupełniają obraz pożytecznych organizmów wspomnianych wyżej gromad owadów czy pajęczaków znajdują się w wielu innych grupach systematycznych takich jak płazy, gady, ptaki czy wiele gatunków ssaków.
Oprócz wyżej wymienionych organizmów pożytecznych z grupy pasożytniczych i
drapieżnych owadów i roztoczy jest wiele grup żywych organizmów wykazujących naturalne zdolności skutecznego konkurowania z organizmami szkodliwymi i mogą one znaleźć bezpośrednie zastosowanie na działkach. Należą tu: wirusy, bakterie, grzyby pasożytnicze i 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 namnażają się w komórkach kręgowców i roślin, a ponadto rokują duże nadzieje na przyszłość. Atakują one głównie jądra komórkowe wrażliwych tkanek gospodarza i są jedną z najczęstszych przyczyn zamierania owadów przez nie zaatakowanych. Wtręty wirusa spożywane są przez owada wraz z pokarmem. Spożyte wraz z pokarmem wtręty wirusa w pierwszej fazie infekcji zakażają 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 wrażliwych owadów.
Bakterie
W oparciu o dotychczasowy stan wiedzy i wyniki badań w biologicznej ochronie rośli nuprawnych 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, gdyż należą do niej bardzo znane owadobójcze gatunk,i takie jak: Bacillus thuringiensis, B. popilliae i B. lentimorbus o ogromnym potencjale do wykorzystania w biologicznym
zwalczaniu różnych grup szkodliwych owadów. W wyniku intensywnych badań nad bakterią B. thuringiensis i jej podgatunków stwierdzono, że 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 żołądkowym. Zarodniki i kryształy spożyte przez wrażliwe owady – gąsienice motyli lub larwy chrząszczy powodują ich śmierć. Rozpuszczona krystaliczna toksyna paraliżuje i uszkadza jelito, wskutek czego owady przestają żerować, następuje ogólne zakażenie 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 pasoSytnicze 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 można 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 należą 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 rozmnażają 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 odżywia, a po śmierci często jedynym objawem porażenia może być zmieniony kolor ciała.
W procesie chorobowym bardzo ważny jest pierwszy etap porażenia 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 różnych gatunków grzybów. W Polsce zarejestrowany jest jeden mikoinsektycyd Preferal do zwalczania mączlika szklarniowego w uprawie pomidora szklarniowego oraz siedem micofungicydów do ograniczenia występowania różnych chorób w uprawach rolniczych.
Nicienie owadobójcze
Inaczej sytuacja przedstawia się z biopreparatami opartymi na bazie nicieni oraz
pasożytniczymi i drapieżnymi stawonogami, których ze względu na brak konieczności rejestracji asortyment ciągle się powiększa. Obecnie dostępnych na naszym rynku jest już kilkanaście biopreparatów nicieniowych do zwalczania różnych szkodników. Zidentyfikowano 23 rodziny nicieni będące pasożytami owadów. Siedem z nich może 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. Ważnym 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 może egzystować poza ciałem owada. Larwy inwazyjne przenoszą w swoim jelicie bakterie symbiotyczne, które po wniknięciu do ciała gospodarza są uwalniane stając się bezpośrednią przyczyną zakażenia i śmierci owada. Obecnie nicienie owadobójcze są powszechnie stosowane głównie w pieczarkarniach i szklarniach do zwalczania muchówek i przylżeńców.
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 żerujących w magazynach i przechowalniach. Preparaty nicieniowe stosować można w formie podlewania, ale również opryskiwania. Na skuteczność działanie tych biopreparatów mają wpływ takie czynniki jak: temperatura, wilgotność, pH gleby, nasłonecznienie oraz nawożenie. Nicienie owadobójcze
znalazły również 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 żerować, 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, można także zahamować proces uodporniania się owadów na chemiczne środki ochrony roślin.
Ważnym elementem jest również to, że 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 również brak fitotoksyczności dla roślin oraz bezpieczeństwo dla zdrowia ludzi i środowiska.
Działka to siedlisko wielu pożytecznych organizmów, które w naturalnych warunkach utrzymują liczebność roślinożerców na poziomie bezpiecznym dla roślin. O znaczeniu tych mieszkańców działki często zapominamy, a przecież ich pożyteczną działalność możemy ,,wspomóc’’ odpowiednimi zabiegami lub przynajmniej docenić – PO PROSTU NIE NISZCZĄC’’.
Dr inż. Żaneta Fiedler
Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy
ul. Władysława Węgorka 20,
60-318 Poznań
Adres e-mail: Z.Fiedler@ior.poznan.pl
źródło: EM-WORLD Polska
