Biologiczna metoda ograniczania owadów szkodliwych i metody jej wzmacniania w uprawach polowych

Transkrypt

1 Biologiczna metoda ograniczania owadów szkodliwych i metody jej wzmacniania w uprawach polowych Dr hab. Jolanta Kowalska prof. IOR-PIB Fot. M. Tomalak, IOR-PIB Poznań

2 Dlaczego metody niechemiczne w ochronie roślin? Wyraźnie negatywny, długotrwały wpływ niektórych związków chemicznych na środowisko (szereg środków doglebowych) Uodpornianie się agrofagów na środki chemiczne Ograniczona skuteczność środków chemicznych w niektórych typach upraw Możliwa fitotoksyczność niektórych związków Wysoka skuteczność środków biologicznych w niektórych typach upraw (pieczarkarnie, szklarnie) Szczególne wymagania konsumentów, importerów, etc. (żywność ekologiczna, dla małych dzieci ) Szczególne wymagania ochrony środowiska (ujęcia wodne, lasy)

3 Środowiska naturalne są znacznie bogatsze w liczbę rosnących tam roślin i bytujących organizmów, niż pola uprawne. Na polu uprawnym występują rośliny uprawne i ich szkodniki, owady pożyteczne tzn. wrogowie naturalni szkodników, zapylacze oraz duża liczba gatunków spełniających określoną rolę. A więc na polu uprawnym, w sadzie, ogrodzie czy na łące występują szkodniki, które mogą powodować straty w plonie i nasi sprzymierzeńcy, którzy niszcząc gatunki szkodliwe pozwalają nam wielokrotnie rezygnować z wykonywania zabiegów chemicznych czy je ograniczyć.

4 W relacji rolnictwo bioróżnorodność wyjątkowe miejsce zajmuje ochrona roślin, która chroni rośliny uprawne przed zespołem organizmów szkodliwych zagrażającym plonom oraz wprowadza do środowiska substancje chemiczne, co może stanowić istotne zagrożenia dla wielu elementów tegoż środowiska. Źródło: internet

5 DO PODSTAWOWYCH ZADAŃ OGRANICZAJĄCYCH I ELIMINUJĄCYCH WPŁYW OCHRONY ROŚLIN NA RÓŻNORODNOŚĆ BIOLOGICZNĄ NA OBSZARACH ROLNICZYCH NALEŻY: - zachowanie różnorodności środowisk (szczególnie siedlisk gatunków rzadkich i ginących), - utrzymanie ekstensywnie użytkowanych możliwie dużych powierzchni łąk i pastwisk, - ochronę i renaturalizację ekosystemów podmokłych, - ochronę gleb przed erozją, - zwiększenie przy odpowiednim doborze gatunków, powierzchni zalesionej, zachowanie lokalnych tradycyjnych odmian roślin uprawnych i zwierząt, - gdzie znajduje to uzasadnienie, rozwój rolnictwa ekologicznego. Źródło

6 Powstaje pytanie jak zauważyć i jak racjonalnie wykorzystać naszych sprzymierzeńców w ochronie upraw? Pierwsza, to stworzyć im warunki do rozwoju. Wiele z nich, przede wszystkim osobniki dorosłe pasożytów, odżywia się pyłkiem i nektarem roślin kwitnących, a wiele poszukuje schronienia nie znajdując go na pozbawionym chwastów polu uprawnym. Wiele gatunków pożytecznych poszukuje miejsc zimowania. Dlatego też dla podtrzymania i zwiększenia ich liczebności, konieczne jest pozostawienie lub nawet tworzenie tzw.,,użytków ekologicznych, a więc oczek wodnych, zadrzewień czy kęp krzewów

7 Drugi, bardzo ważny element, to ochrona gatunków pożytecznych w czasie zabiegów ochroniarskich, szczególnie tych przeprowadzanych insektycydami. Przed podjęciem decyzji o wykonaniu zabiegu upewnijmy się, że zabieg jest konieczny, że liczba szkodników przekroczyła próg ekonomicznej szkodliwości i że zabieg jest opłacalny. Jeżeli zabieg jest konieczny wybierajmy środek selektywny

8 Trzeci, to znajomość naszych sprzymierzeńców. W badaniach określono gatunki najważniejsze i odgrywające największe znaczenie w ograniczaniu liczebności szkodników. Wystarczy obserwować kolonię mszyc żeby stwierdzić ile gatunków pożytecznych drapieżców i pasożytów traktuje tego szkodnika jako pokarm znajdują się tam drosłe chrząszcze i larwy kilku gatunków biedronek, larwy złotooków, bzygowatych, i innych drapieżnych muchówek, a wreszcie wiele gatunków pasożytów, których obecność poznajemy po obecności mumii mszyc. Fot. M. Tomalak

9 Wirusy owadobójcze Wirusy granulozy Wirusy poliedrozy Fot. M. Tomalak

10 Mikroorganizmy Grzyby owadobójcze Entomophtora spp. Beauveria bassiana Fot. M. Tomalak

11 Mikroorganizmy Bakterie owadobójcze Bacillus thuringiensis

12 Zwalczanie mszyc Aphidius sp. Aphelinus abdominalis Fot. M. Tomalak

13 Biedronka odżywia się mszycami oraz innymi szkodnikami roślin, takimi jak: tarczniki, wełnowce, czerwce. Drapieżne są larwy (4 stadia) i imago. Dorosła biedronka zjada kilkadziesiąt mszyc dziennie, a larwa zjada kilkaset mszyc w ciągu swojego rozwoju Źródło: internet

14 Fot. Paweł Bereś Z prawej: złotook, owad dorosły; z prawej: larwa złotooka zjada m.in. mszyce, wciornastki, młode gąsienice omacnicy

15 Fot. Paweł Bereś Pająki sieciowe zjadają m.in. mszyce

16 Fot. Paweł Bereś Kosarze zjadają m.in. mszyce

17 Pszczoła na kukurydzy pamiętajmy o tym wykonując zabiegi ochronne

18 Metody biologiczne w integrowanej ochronie roślin Obowiązujące przepisy Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1107/2009, dotyczące wprowadzania do obrotu środków ochrony roślin i Dyrektywy Zrównoważonego Stosowania Pestycydów nakazujące oraz określające zasady stosowania integrowanej ochrony roślin, jednoznacznie stwierdzają, że... zawsze wtedy, gdy jest to możliwe, priorytetowo należy traktować niechemicznie i naturalne rozwiązania alternatywne. Źródło: internet

19 METODY BIOLOGICZNE są jedną z najszerzej stosowanych GRUP NIECHEMICZNYCH METOD OCHRONY ROŚLIN. Wykorzystują one bezpieczne dla zdrowia ludzkiego i środowiska pożyteczne czynniki biologiczne. Pod względem pochodzenia czynniki te dzielone są na dwie główne grupy, tj. - naturalnie występujące w danym środowisku oraz - pochodzące z innych obszarów i/lub produkowane przemysłowo, a następnie wprowadzane lub uwalniane do danego środowiska. W szerokim znaczeniu do czynników biologicznych zaliczane są wirusy oraz mikroorganizmy patogeniczne i / lub konkurencyjne w stosunku do agrofagów (tj. bakterie, pierwotniaki, grzyby), pożyteczne makroorganizmy (tj. drapieżne roztocze i owady, pasożytnicze owady, nicienie), substancje pochodzenia roślinnego i zwierzęcego (tj. ekstrakty, aktywne molekuły) oraz semiozwiązki (feromony, allomony, kairomony).

20 W PRAKTYCE OCHRONY ROŚLIN WYKORZYSTYWANE SĄ TRZY GŁÓWNE STRATEGIE STOSOWANIA METOD BIOLOGICZNYCH TJ. KLASYCZNA, AUGMENTAYWNA I KONSERWACYJNA. Każda z tych strategii znalazła inne zastosowanie i wykorzystuje różne czynniki biologiczne. Klasyczna metoda biologiczna polega na wprowadzaniu do środowiska pożytecznych, zwykle egzotycznych czynników biologicznych w celu zwalczenia lub istotnego ograniczenia populacji szkodników pochodzenia rodzimego lub obcego. Organizmy te pozyskiwane są zwykle z obszarów ich naturalnego występowania i uwalniane na nowych terenach, gdzie spodziewane jest ich zadomowienie się oraz skuteczne utrzymywanie szkodnika na niezagrażającym poziomie.

21 Metoda augmentatywna polega na okresowym wprowadzaniu do upraw pożytecznych mikro- i / lub makroorganizmów pochodzących z masowej hodowli. Organizmy te podlegają odpowiedniej formulacji i są dostarczane w formie biopreparatu. W tej strategii działanie czynnika biologicznego powinno być możliwie natychmiastowe, a jego zadomowienie się na nowym obszarze nie jest spodziewane. Jest to strategia najczęściej stosowana w uprawach komercyjnych (uprawy pod osłonami, pieczarkarnie, sady oraz niektóre uprawy polowe i leśne).

22 Metoda konserwacyjna wykorzystuje naturalnie występujące oraz specjalnie wprowadzane na obszary rolnicze i leśne elementy krajobrazu, umożliwiające i wzmacniające rozwój populacji pożytecznych organizmów, które naturalnie występują w tych środowiskach. Głównym celem podejmowanych działań jest poprawa jakości środowiska życia tych organizmów poprzez urozmaicenie krajobrazu, a w konsekwencji tworzenie zacienień i kryjówek, odpowiednich miejsc zimowania oraz zabezpieczenie niezbędnej, różnorodnej bazy pokarmowej dla naturalnie występujących entomofagów. Bardzo ważnym elementem tej strategii jest racjonalne stosowanie selektywnych środków chemicznych. Fot. D. Sosnowska, IOR-PIB

23 METODY AGROTECHNICZNE rozumiane jako część metod niechemicznych Obejmują zwalczanie szkodników polegające na świadomych zmianach warunków środowiska, których celem jest ułatwienie rozwoju roślinie, ułatwienie jej przeżycia w momencie kontaktu ze szkodnikiem oraz pogorszenie życia szkodników.

24 Zabiegi: METODY AGROTECHNICZNE, c.d. - uprawa roli - rośliny lepiej rosną, stają się silniejsze, są bardziej odporne. Podorywka i orka głęboka powodują niszczenie wielu stadiów zimujących szkodników oraz niszczenie resztek pożniwnych (ma znaczenie, gdyż w ten sposób blokujemy możliwość ujawnienia się zarodników) - nawożenie - silniejszy wzrost rozwoju roślin, przyspieszenie rozwoju roślin, wrażliwsza część szybciej się rozwija - zmianowanie nie stosowanie zmianowania prowadzi do zmęczenia gleby przez nagromadzenie się szkodników. Unikanie kontaktu rośliny z patogenem (dotyczy patogenu, który przez dłuższy czas utrzymuje się na resztkach i w okresie pojawienia się dogodnego żywiciela atakuje)

25 Zabiegi: Metody agrotechniczne, c.d. - stosowanie zdrowego materiału rozmnożeniowego - termin siewu i sadzenia - trzeba stosować odpowiedni termin siewu i sadzenia, gęstość, głębokość. Pozwala to na uniknięcie zbiegnięcia się fazy największej wrażliwości rośliny uprawnej z obecnością agrofaga. - niszczenie chwastów - (występując w łanie zmienia się mikroklimat, zwiększa się wilgotność powietrza, większa możliwość rozwoju patogenu; chwasty są też żywicielami pośrednimi)

26

27 Termin ALLELOPATIA pochodzi z języka greckiego i dosłownie oznacza tyle co allelo wzajemnie i pathos odczuwanie. Jest to zjawisko polegające na wzajemnym oddziaływaniu biochemicznym na siebie roślin oraz mikroorganizmów, które może mieć charakter zarówno korzystny i stymulować roślinę do wzrostu i rozwoju jak i niekorzystny stanowiąc czynnik hamujący. W praktyce możliwość wykorzystania głównie w uprawach amatorskich

28 Wybrane przykłady allelopatii jako element niechemicznej metody ochrony Silnym wabikiem dla mszyc jest nasturcja, która posadzona w towarzystwie innych gatunków często skutecznie je przed nimi chroni. Przed chorobami grzybowymi natomiast skutecznie chronią szczypior i czosnek, które posiadają w swoich lotnych olejkach związki siarki, dzięki czemu skutecznie ochronią np. przed mączniakiem prawdziwym. Idealnym towarzystwem dla jest także lawenda o silnym działaniu antyseptycznym a dzięki temu, że podobnie jak tymianek, mięta i majeranek skutecznie odstrasza mrówki. Źródło: internet

29 Rośliny poprzez korzenie, pędy i kwiaty wydzielają substancje, które korzystnie lub niekorzystnie wpływają na inne gatunki. Znając ich wzajemne oddziaływanie, można odpowiednio zagospodarowywać ogrody. Warto pamiętać, że: - marchew i cebula chronią się wzajemnie przed szkodnikami (połyśnica marchwianka i śmietka cebulanka); - buraki dobrze rosną w sąsiedztwie cebuli, fasoli karłowej, porów, kapusty i korzystnie oddziałują na te warzywa; - cebula, szczypiorek i czosnek są dobrymi sąsiadami dla pomidorów i truskawek, a złymi dla grochu i fasoli; - kapusta najlepiej czuje się w sąsiedztwie buraków, sałaty, selera; - dynia powinna rosnąć razem z kukurydzą i fasolą, ale z dala od ziemniaków; - winorośli służy sąsiedztwo morwy białej.

30 Między warzywami lub wokół zagonów warto siać i sadzić rośliny przyprawowe. Szczególnie dobrze oddziałują: kolendra, smagliczka nadmorska w uprawie bobu; kminek na groch; koper ogrodowy na rośliny z rodziny kapustnych, sałatę i ogórki; estragon na kapustne; cząber na kapustne, cebulę i fasolę; bazylia i majeranek na kapustne; mięta na kapustne, fasolę i groch. Źródło: internet

31 WPŁYW INFRASTRUKTURY EKOLOGICZNEJ NA AGROFAGI I ORGANIZMY POŻYTECZNE W UPRAWACH WARZYW Zastosowanie upraw mieszanych (współrzędnych itp.), których komponentem, oprócz warzyw, są także takie rośliny, jak: fasola szparagowa, facelia, gorczyca czy koniczyna biała, a także zastosowanie metod uprawy wpływających na zmianę struktury przestrzennej upraw, wpływa często na zmniejszenie liczebności agrofagów w ich obrębie poprzez: dezorientację wizualną (mszyce), dezorientację zapachową (śmietki, połyśnica marchwianka), przywabianie organizmów pożytecznych (bzygowate, biedronkowate, pasożytnicze błonkówki i muchówki), tworzenie bariery fizycznej dla przemieszczających się owadów (piętnówki, pchełki), -dostarczanie miejsc schronienia oraz poprawę warunków bytowania naziemnej entomofauny (np. biegaczowate).

32 WPŁYW OBECNOŚCI DRZEW I KRZEWÓW ROSNĄCYCH W SĄSIEDZTWIE PÓL NA SZKODNIKI WARZYW ORAZ NA ORGANIZMY POŻYTECZNE Wiele prac z tego zakresu dotyczy oddziaływania roślin dziko rosnących na połyśnicę marchwiankę. Szkodnik ten przelatuje zarówno na drzewa i krzewy znajdujące się w sąsiedztwie pól, jak i na wysokie rośliny takie, jak: pokrzywa, kukurydza czy nawet ziemniak, na których znajduje zarówno dogodne miejsca schronienia przed wiatrem, deszczem czy wysoką temperaturą, jak i źródło pokarmu w postaci pyłku, nektaru czy spadzi.

33 Istotną rolę w tworzeniu łańcuchów pokarmowych odgrywają drzewa i krzewy, na których rozwijają się pierwsze kolonie mszyc, stanowiących wczesną wiosną źródło pokarmu dla nielicznych w tym okresie drapieżnych bzygowatych. W koloniach Myzus cerasi (F.) na czereśni i wiśni stwierdzono 19 gatunków bzygowatych, większość z nich spotykana jest później w koloniach mszyc na roślinach warzywnych. Bzygowate jako wyspecjalizowani drapieżcy działają z pewnym opóźnieniem istotnym jest zapewnienie im wczesną wiosną licznych źródeł pokarmu. Można to osiągnąć poprzez wprowadzanie w pobliże pól uprawnych, zwabiających je roślin, na których rozwijają się mszyce, nie będące szkodnikami roślin uprawnych.

34 Mszyca burakowa (Aphis fabae Scop.). Wpływ rzędowej (na przemian) uprawy bobu z facelią na występowanie mszycy burakowej (A. fabae) oraz drapieżnych bzygowatych (Syrphidae). Autorzy stwierdzili mniej mszyc we współrzędnej uprawie bobu z facelią oraz zwiększenie liczebności larw bzygowatych, przy czym proporcje liczbowe pomiędzy drapieżcą a ofiarą były najkorzystniejsze na roślinach bobu rosnących w sąsiedztwie facelii.

35 Drapieżne bzygowate Syrphidae Postacie dorosłe Syrphidae zbierano z kwiatów roślin dziko rosnących takich, jak: jaskier (Ranunculus sp.), trybuła pospolita (Antthriscus vulgaris Pers.), podagrycznik pospolity (Aegopodium podagraria L.), mniszek pospolity (Taraxacum officinale Web.), rumian (Anthemis sp.), dziurawiec (Hypericum sp.) i innych. W czasie sezonu wegetacyjnego obserwuje się pewną regulowaną kolejność nalotu bzygowatych na rośliny. Wiosną, odwiedzają one kwiaty roślin jaskrowatych, kapustowatych czy różowatych. Późną wiosną i wczesnym latem muchówki te spotykane są na selerowatych, a w pełni lata i jesienią na astrowatych.

36 Obserwowano w koloniach Aphis fabae Scop. na burakach więcej larw Syrphidae w środowiskach bogatych w dziko rosnące rośliny, których kwiaty odwiedzane są przez postacie dorosłe Syrphidae. Większość autorów podkreśla, że rośliny dziko rosnące są bardziej atrakcyjne dla drapieżnych bzygowatych, aniżeli ozdobne, uprawiane w ogrodach.

37 Fot. Paweł Bereś Z lewej: bzyg, owad dorosły; z prawej: larwa bzyga

38 Błonkówki kruszynkowate walczą z omacnicą Przykładem pasożyta spotykanego na plantacjach kukurydzy są błonkówki z rodzaju kruszynkowate. Kruszynek jest znany tym wszystkim, którzy mają problem z omacnica prosowianką, gdyż jest pasożytem jaj tego motyla. Warto jednak wiedzieć, że choć człowiek sam wprowadza kruszynka na plantacje za pomocą odpowiednich biopreparatów, to wiele gatunków występuje na kukurydzy w sposób naturalny. Ich liczebność jednak zwykle jest niewielka, stąd nie są w stanie poradzić sobie ze pasożytowaniem większej liczby jaj omacnicy prosowianki i innych szkodliwych gatunków owadów. Pożyteczne działanie kruszynka polega na tym, że dorosłe błonkówki składają do jaj żywiciela od jednego do kilkunastu swoich jaj, z których rozwijają się larwy. Wyjadają one zawartość jaja żywiciela, które staje się czarne. Po przepoczwarczeniu się, ze zniszczonych jaj szkodników wylatuje nowe pokolenie kruszynków

39 Muchówki z rodziny rączycowate Ciekawym pasożytem szkodliwych owadów są muchówki z rodziny rączycowate. Osobniki dorosłe przypominają wyglądem muchę domową i odżywiają się nektarem, ale to ich larwy są sprzymierzeńcami człowieka w walce z wieloma szkodnikami m.in. omacnicą prosowianką. Dorosłe muchy składają jaja albo bezpośrednio do ciała gąsienic albo pozostawiają je na roślinach, skąd wylęgłe larwy same wchodzą do ciała żywiciela. Wewnątrz ciała żywiciela, larwy rączyc odżywiają się tkankami, przy czym zwykle taki owad gospodarz nadal żyje. Dopiero wyrośnięte larwy chcąc przepoczwarczyć się opuszczają żywiciela, obok którego zwykle spotyka się poczwarkę. Zwykle dopiero wówczas żywiciel ginie na skutek zbyt dużego uszkodzenia tkanek i rozerwania powłok ciała

40 Źródło: internet

41 Fot. Paweł Bereś Gąsienica omacnicy zaatakowana przez rączyce - poczwarka rączycy obok martwej gąsienicy

42 Pchełki ziemne (Phyllotreta sp.). Współrzędna uprawa kapusty z koniczyną białą i fasolą szparagową, jak też z aksamitką i nagietkiem wpływała wyraźnie na zmniejszenie liczby chrząszczy oraz uszkodzeń przez nie powodowanych. Źródło: internet

43 Piętnówka kapustnica (Mamestra brassicae L.). Opanowanie główek kapusty przez drugie pokolenie tego szkodnika w uprawie na przemian rzędowej z koniczyną było prawie dwukrotnie mniejsze aniżeli w uprawie jednorodnej, co związane było ze zwiększoną śmiertelnością gąsienic w wyniku działalności drapieżców Źródło: internet

44 Szkodniki grochu Interesujące wyniki uzyskano badając współrzędną uprawę grochu z gorczycą białą. stwierdzono zmniejszenie liczebności larw i postaci dorosłych oprzędzików (Sitona sp.), wciornastka grochowego, a także liczby nasion uszkodzonych przez strąkowa. Uprawiając groch, wykę i lędźwian w czystym siewie oraz w mieszankach z pszenżytem i owsem, uzyskano obniżenie zasiedlenia roślin przez mszycę grochową w granicach od 18,2% do 63,9%.

45 Wykorzystanie pasów kwietnych testowano w sadach jabłoniowych w Czechach, gdzie wysiewano wybrane gatunki roślin nektarodajnych w pasach między rzędami drzew w sadzie. Pasy kwietne oddzielone były od siebie trzema rzędami drzew, a co 6 rzędów drzew wysiano koniczynę. W pierwszym roku badań zaobserwowano większe występowanie bzygowatych, rączycowatych, gąsieniczkowatych i innych gatunków w pasach kwietnych w porównaniu z pasem koniczyny. Omawiane badania potwierdziły, że spektrum naturalnych wrogów szkodników było związane ze składem gatunkowym roślin wysiewanych w pasach, takich jak Trybula leśna, Krwiściąg mniejszy, Krwawnik pospolity, Marchew zwyczajna, Koniczyna polna, Wieżyczka gładka i Komonica zwyczajna. Pasy kwiatowe mogą okazać się nieskuteczne w zwiększaniu populacji naturalnych wrogów szkodników i owadów zapylających, jeśli okoliczne pola są często opryskiwane insektycydami o szerokim spektrum działania.

46 Wybrane pozycje literatury Kazimierz Wiech, Andrzej Wnuk, Elżbieta Wojciechowicz-Żytko, Beata Jankowska Wpływ infrastruktury ekologicznej na agrofagi i organizmy pożyteczne w uprawach warzyw. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 49 (3) 2009 Stefan Pruszyński. Bioróżnorodność a ochrona. Metody biologiczne w integrowanej ochronie roślin. Organizmy pożyteczne w środowisku rolniczym (eds. Sosnowska D., Tomalak M.) ss.96

47 Dziękuję za uwagę Fot. M. Tomalak, J. Kowalska