NICIENIE OWADOBÓJCZE (Steinernematidae, Heterorhabditidae) JAKO NATURALNY CZYNNIK OPORU ŚRODOWISKA W WARUNKACH MIEJSKICH

Transkrypt

1 Proceedings of ECOpole Vol. 2, No Magdalena DZIĘGIELEWSKA 1 NICIENIE OWADOBÓJCZE (Steinernematidae, Heterorhabditidae) JAKO NATURALNY CZYNNIK OPORU ŚRODOWISKA W WARUNKACH MIEJSKICH ENTOMOPATHOGENIC NEMATODES (Steinernematidae, Heterorhabditidae) AS A NATURAL FACTOR OF ENVIRONMENTAL RESISTANCE IN URBAN CONDITIONS Streszczenie: Przeprowadzone badania ekologiczne, w wybranych zieleńcach Szczecina, miały na celu określenie moŝliwości wykorzystania nicieni owadobójczych do biologicznego zwalczania szkodników zieleni miejskiej. Badaniami objęto 14 skwerów o zróŝnicowanym stopniu antropopresji (poza lub wzdłuŝ ciągów komunikacji miejskiej) i roślinności, z których pobierano próbki glebowe do analizy na obecność nicieni owadobójczych (Steinernematidae, Heterorhabditidae). Na podstawie stopnia poraŝenia owadów pułapkowych oceniano zagęszczenie nicieni w badanej glebie. Obecność nicieni stwierdzono w 70% ogółu pobranych próbek, gdzie dominowały nicienie z rodziny Heterorhabditidae -, wykryty w 60% próbek z nicieniami. Słowa kluczowe: urbicenoza, nicienie owadobójcze, występowanie, czynniki biologiczne SkaŜenie środowiska stanowi powaŝną barierę dla występowania wielu gatunków zwierząt [1]. W zmienionych warunkach, zoocenozy charakteryzują się mniejszą liczbą gatunków i tracą zdolność samoregulacji. Dochodzi do zachwiania równowagi między fitofagami i zoofagami. Ochrona zieleni na terenach zurbanizowanych natrafia na szereg ograniczeń wynikających z konieczności zachowania wszelkich środków ostroŝności podczas stosowania zabiegów ograniczających występowanie szkodników [2]. Stąd coraz większą rolę przypisuje się biologicznym metodom ochrony roślin, opartym na wykorzystaniu róŝnych mikroorganizmów do ograniczania populacji szkodliwych owadów [3]. Nicienie z rodziny Steinernematidae i Heterorhabditidae posiadają szereg zalet, które predysponują je do wykorzystania w biologicznej ochronie roślin, przede wszystkim są bezpieczne dla środowiska i zwierząt stałocieplnych oraz wykazują duŝą skuteczność w ograniczaniu populacji szkodliwych owadów [4]. Poznanie biologii i ekologii poszczególnych gatunków pasoŝytniczych nicieni, ich powiązań ze środowiskiem i konkretnymi Ŝywicielami wydaje się konieczne dla efektywnego wykorzystania tych poŝytecznych zwierząt w praktyce. Celem przeprowadzonych badań było stwierdzenie obecności nicieni owadobójczych w wybranych zieleńcach Szczecina, określenie ich roli jako naturalnych czynników oporu środowiska oraz moŝliwości wykorzystania lokalnych populacji tych nicieni do biologicznego zwalczania szkodników w miastach. Teren badań i metody Badaniami objęto 14 zieleńców zlokalizowanych w centrum i na obrzeŝach Szczecina, charakteryzujących się zróŝnicowanym stopniem antropopresji (poza lub wzdłuŝ ciągów 1 Katedra Ochrony Roślin, Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa, Akademia Rolnicza, ul. J. Słowackiego 17, Szczecin, tel , fax , entomology@agro.ar.szczecin.pl

2 434 Magdalena Dzięgielewska komunikacji miejskiej) w których, podczas całorocznej obserwacji, stwierdzono wyraźną dominację szkodliwych owadów - foliofagów, posiadających w ciągu swojego cyklu rozwojowego kontakt z glebą (tabele 1 i 2). Glebę do analizy na obecność nicieni owadobójczych (Steinernematidae, Heterorhabditidae) pobrano jednorazowo, jesienią 2006 roku, nakłuwając wyznaczoną powierzchnię 50-krotnie w losowo wybranych, równomiernie rozmieszczonych punktach. Glebę spod drzew pobierano w promieniu 0,5 2 m od pnia drzewa. Z kaŝdego pobrano ok. 600 cm 3 gleby, którą przewieziono do laboratorium. Izolację nicieni z gleby wykonywano w oparciu o metodę owadów pułapkowych [5]. Wyizolowane nicienie przypisano do gatunku na podstawie cech morfologicznych i morfometrycznych larw inwazyjnych trzeciego stadium rozwojowego [6, 7]. Analizę statystyczną zaleŝności między stopniem poraŝenia roślin przez fitofagi oraz stopniem poraŝenia owadów pułapkowych Galleria mellonella przez nicienie owadobójcze (p < 0,05) wykonano przy uŝyciu programu STATISTICA 7.1. Numer Termin pobierania gleby Opis stanowisk wyznaczonych do badań Descripion of sites for research Miejsce pobierania gleby Rodzaj zieleńca Tabela 1 Table 1 Odległość od ulicy [m] I Park Kownasa aleja z kasztanowcem białym 10 II ul. Marcina skarpa przyosiedlowa porośnięta irgą 2 III ul. S. Moniuszki, Ŝywopłot wzdłuŝ ulicy Jasne Błonia z ligustrem 0,5 IV zadrzewienia z dębem Lasek Arkoński szypułkowym i dębem las miejski bezszypułkowym 100 V Park Kownasa 1 (lewa strona) aleja z dębem bezszypułkowym 50 VI Park Kownasa 2 (prawa strona) aleja z dębem bezszypułkowym 50 VII Wojska Polskiego chodnik aleja z kasztanowcem białym 5 VIII Wojska Polskiego torowisko aleja z kasztanowcem białym 0,5 IX ul. J. Słowackiego 1 róŝanka 10 X ul. J. Słowackiego róŝanka 15 XI ul. J. Słowackiego 3 róŝanka 20 XII al. Piastów róŝanka 4 XIII pl. Rodła 1 róŝanka 2 XIV pl. Rodła 2 róŝanka 2 Wyniki i ich omówienie Na podstawie analizy gleby pobranej z 14 zieleńców, w centrum i na obrzeŝach Szczecina, obecność nicieni owadobójczych stwierdzono w ponad 70% ogółu pobranych prób (tab. 2). Uzyskane wyniki potwierdzają powszechność występowania tych pasoŝytów

3 Nicienie owadobójcze (Steinernematidae, Heterorhabditidae) jako naturalny czynnik oporu środowiska 435 w glebie [8]. Spośród trzech wyizolowanych z gleby gatunków nicieni dominował jeden -, stwierdzony w 60% próbek z nicieniami. Pozostałe gatunki, tj. Steinernema affine i, stanowiły odpowiednio 10 i 30% pozytywnych prób z nicieniami. Wysoką, ponad 50%, frekwencję nicieni zanotowano równieŝ w Czechach [9] oraz w Anglii [10]. W innych krajach Europy procentowy udział nicieni w glebie był niŝszy i wahał się od 5 do 35% [11-13]. Tabela 2 PoraŜenie owadów pułapkowych Galleria mellonella przez nicienie owadobójcze wyizolowane z gleby pobranej w pobliŝu ciągów komunikacji miejskiej lub poza wzmoŝonym natęŝeniem ruchu ulicznego Table 2 Trap insect striking Galleria mellonella by entomopathogenic nematodes isolated from the soil sampled near urban traffic routes or outside increased road traffic areas Numer Dominujący gatunek fitofagu Stopień uszkodzenia roślin przez fitofagi [%] Obecność nicieni owadobójczych/ wyizolowany gatunek nicienia PoraŜenie owadów pułapkowych Galleria mellonella przez nicienie owadobójcze [%] przy ulicy II Otiorrhynchus rotundatus 20-0 III Otiorrhynchus rotundatus 80 Steinernema affine 35,1 VII Cameraria ohridella VIII Cameraria ohridella ,1 XII 35 5,5 XIII 10 3,7 XIV 20 7,4 średnie poraŝenie roślin przez owady (± odchylenie standardowe) 52,14±39,77 średnie poraŝenie owadów pułapkowych przez nicienie (± odchylenie standardowe) 8.97±12,18 poza ruchem ulicznym I Cameraria ohridella IV Biorrhiza pallida Neuroterus quercusbaccarum V Curculio glandium Marsh VI Curculio glandium Marsh IX X XI Arge pagana, A. ochropus Arge pagana, A. ochropus Tortricidae średnie poraŝenie roślin przez owady (± odchylenie standardowe) ,57±23,58 średnie poraŝenie owadów pułapkowych przez nicienie (± odchylenie standardowe) - nie stwierdzono nicieni owadobójczych; stwierdzono nicienie owadobójcze 12,9 24 3,7 38,9 7,4 12,41±14,41

4 436 Magdalena Dzięgielewska Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono zróŝnicowany stopień zagęszczenia nicieni owadobójczych w pobranych próbach, uzaleŝniony od miejsca poboru gleby oraz od gatunku potencjalnego Ŝywiciela (tab. 2). Ogółem owady pułapkowe Galleria mellonella były poraŝane przez nicienie maksymalnie w 40%. W róŝankach w obecności szkodliwych błonkówek z podrzędu rośliniarek (Hymenoptera: Symphyta) dominowały nicienie z rodziny Heterorhabditidae, chociaŝ ich zagęszczenie w glebie było stosunkowo niskie (tab. 2). WyŜszy stopień poraŝenia owadów testowych G. mellonella (do 24%) przez H. megidis zanotowano w zadrzewieniach z Quercus robur L. i Q. sesilis Ehrh. (stanowisko V, VI), gdzie masowo występował słonik Ŝołędziowiec. Natomiast w alei z kasztanowcem białym Aesculus hippocastanum L. (stanowisko VIII), gdzie od kilku lat obserwuje się gradację szrotówka kasztanowcowiaczka Cameraria ohridella, wyizolowano z gleby, gatunek pospolicie występujący w strefie klimatu umiarkowanego, charakteryzujący się szerokim kręgiem potencjalnych Ŝywicieli [14]. W badaniach nie stwierdzono zaleŝności między lokalizacją zieleńców, w pobliŝu lub poza obszarem nasilonego ruchu ulicznego, a występowaniem nicieni owadobójczych. Warunkiem trwałości populacji nicieni owadobójczych z rodziny Steinernematidae i Heterorhabditidae w środowisku jest przede wszystkim obecność Ŝywiciela i jego dostępność. Z uzyskanych obserwacji wynika, Ŝe w miejscach masowego pojawiania się szkodliwych owadów występują równieŝ pasoŝytnicze nicienie, które mogą stanowić naturalny, biologiczny czynnik oporu środowiska (tab. 2). Wnioski 1. Obecność lokalnych populacji nicieni owadobójczych (Steinernematidae, Heterorhabditidae) w glebach miejskich daje moŝliwość ich skutecznego wykorzystania w walce biologicznej z groźnymi szkodnikami roślin, które w ciągu swojego Ŝycia mogą mieć kontakt z pasoŝytniczymi nicieniami. Do gatunków pospolicie występujących w glebach miejskich naleŝą oraz, nicienie dostępne w biopreparatach, odporne na zanieczyszczenia środowiska i antropopresję. 2. Cykl rozwojowy nicieni z rodziny Heterorhabditidae, w którym pojawia się pokolenie hermafrodytyczne, predysponuje te pasoŝyty do występowania w środowiskach ubogich, zdegradowanych, charakteryzujących się niewielkim zróŝnicowaniem faunistycznym. Obojnactwo pozwala rozmnaŝać się przez samozapłodnienie, nawet jeśli dany osobnik jest izolowany. Jest to cecha nie tylko pasoŝytów, ale często takŝe gatunków pionierskich [15]. 3. Decyzja o zastosowaniu określonego biopreparatu z nicieniami owadobójczymi przeciwko wybranym szkodnikom zieleni miejskiej powinna być poprzedzona analizą gleby, potwierdzającą naturalne występowanie tych pasoŝytów w danym środowisku, co pozwoli na większą skuteczność zastosowanego zabiegu ochronnego. Literatura [1] Pisarski B., Chudzicka E., Nowakowski E., Skibińska E. i Jędryczkowski W.: Wpływ zieleni na kształtowanie środowiska miejskiego. PWN, Warszawa [2] Łabanowski G. i Soika G.: Progr. Plant Protect./Post. Ochr. Roślin, 2003, 43(1), [3] Tomalak M.: Progr. Plant Protect./Post. Ochr. Roślin, 2002, 42(1),

5 Nicienie owadobójcze (Steinernematidae, Heterorhabditidae) jako naturalny czynnik oporu środowiska 437 [4] Ehlers R.-U.: Biochem. Sci. Technol., 1996, 6, [5] Bedding R.A. i Akhurst R.: Nematologica, 1975, 21, [6] Kaya H.K. i Stock S.P.: Manual of Techniques in Insect Pathology (Red. Lacey L.A.). Academic Press, San Diego, London, Boston, New York, Sydney, Tokyo, Toronto [7] Hominik W.M., Briscoe B.R., del Pino F.G., Heng J., Hunt D.J., Kozodoy E., Mráček Z., Nguyen K.B., Reid A.P., Spiridonov S., Stock P., Sturhan D., Waturu C. i Yoshida M.: J. Helminthol., 1997, 71, [8] Hominick W.M.: Entomopathogenic nematology, [W:] Entomopathogenic nematology, Gaudler (Red.). CAB International [9] Mráček Z., Bečvář S. i Kindlmann P.: Folia Parasit., 1999, 46, [10] Hominik W.M. i Briscoe B.R.: Parasitology, 1990, 100, [11] Özer N., Keskin N. i Kirbas Z.: Nematologica, 1995, 41, [12] Mráček Z. i Webster J.M.: Nematologica, 1993, 25(4), [13] Sturhan D. i Lišková M.: Nematologica, 1998, 44(5), 586. [14] Peters A.: Biochem. Sci. Technol., 1996, 6, [15] Combes C.: Ekologia i ewolucja pasoŝytnictwa. Długotrwałe wzajemne oddziaływania. WN PWN, Warszawa ENTOMOPATHOGENIC NEMATODES (Steinernematidae, Heterorhabditidae) AS A NATURAL FACTOR OF ENVIRONMENTAL RESISTANCE IN URBAN CONDITIONS Summary: Entomopathogenic nematodes of the family Steinernematidae and Heterorhabditidae have a number of advantages which predispose them to be used in biological plant protection. Most of all, they are safe for the environment and homeothermic animals and show high effectiveness in reducing the size of populations of harmful insects (Ehlers 1996). Learning about biology and ecology of particular species of parasitic nematodes, their relations with the environment and specific hosts seems to be crucial for the effective use of these beneficial animals in practice. The aim of the conducted research was to state the occurrence of insecticidal nematodes in selected green areas of Szczecin, determine their role as natural factors of environmental resistance and possibilities of using local populations of these nematodes for biological pest control in cities. The research encompassed 14 squares of a diversified degree of anthropopressure (outside or along city transport routes) from which soil samples were taken for the analysis of the presence of entomopathogenic nematodes (Steinernematidae, Heterorhabditidae). The concentration of nematodes in investigated soil was assessed on the basis of the degree of the disease of trap insects. The presence of nematodes was stated in 70% of tested soil samples where nematodes of the family Heterorhabditidae dominated, especially (60% with nematodes). Keywords: urban environment, entomopathogenic nematodes, occurrence, biological factors