Prof. dr hab. Stanisław Ignatowicz SGGW Katedra Entomologii Stosowanej Warszawa Czy możliwe jest zwalczanie szkodników o znaczeniu sanitarnym metodą ozonowania pomieszczeń? 1
Plan wykładu Najpierw omówimy Układ oddechowy owadów, aby zrozumieć - jak działają toksyczne gazy, q potem q Wrażliwość owadów na ozon, Możliwości zastosowania ozonu w zwalczaniu owadów i innych szkodników o znaczeniu sanitarnym. q 2
Typowe szkodniki o znaczeniu sanitarnym do zwalczania 3
Przetchlinki Toksyczne gazy wnikają w ciało owada poprzez przetchlinki. Przetchlinka - otwór w nieprzepuszczalnej powłoce owadów, umożliwiający wymianę gazową. 4
Przetchlinki Owady mają 10 par przetchlinek: 2 pary na tułowiu, 8 par na odwłoku. 5
Tchawki mają budowę segmentową. 6
Tchawki W każdym segmencie są rozgałęzienia poprzeczne, podłużne, grzbietowe, środkowe, brzuszne. W czasie aktywności owadów (chodzenie, lot) następuje wymiana powietrza w tchawkach. Tchawki sztywne rurki, rozgałęziają się na drobne tracheole (0.2-1.0 µm). 7
Tracheole Tracheole - wypustki dużych, gwiaździstych komórek, które siecią okrywają organy i tkanki i w ten sposób dostarczają im tlenu. 1 tracheole; 2 tchawki; 3 spiralne zgrubienia 8
Tchawki - tracheole Tlen z tchawek do tracheoli, a potem z tracheoli drogą dyfuzji przedostaje się do tkanek. 9
Owady oddychają z przerwami Chronią się przed O3 (utlenieniem organów ciała), gdy przetchlinki otwarte. zamknięta przetchlinka Chronią się przed utratą wody, gdy przetchlinki otwarte. 10
Owady oddychają z przerwami Przetchlinki zamykają się i otwierają. zamknięta przetchlinka Tlen z tracheoli drogą dyfuzji przedostaje się do tkanek. Dwutlenek węgla jest wydalany przez skórę. 11
Zamknięta przetchlinka gąsienicy 12
Pestycydy o działaniu oddechowym Przedostają się do ciała przez system oddechowy: gazy (fumiganty), pary cieczy, sublimujące ciała stałe. Z powietrzem dostają się do tchawek, potem do krwi, tkanek ciała, Blokują enzymy oddechowe; paraliżują mięśnie obsługujące przetchlinki. 13
Gdy czują gaz trujący zamykają (!) 14
Gdy czują gaz trujący udają martwe (!) 15
Udają martwe Nie poruszają się brak innych czynności życiowych = mniejsze zapotrzebowanie na tlen. Bez oddychania mogą wytrzymać wiele godzin. Szkodnik ulega uśpieniu (narkoza); śmierć znacznie później. Właściwe stężenie gazu C x T stężenie gazu i czas ekspozycji. 16
C x T = contans [wielkość stała] Jeśli stężenie gazu gwałtownie się obniży (przedwcześnie zakończony zabieg): Szkodniki przebudzą się. Nie otrzymają dawki letalnej: zabieg nieskuteczny. 17
Wpływ ozonu na owady 18
Brak wpływu ozonu w stężeniu 0,3 ppm przez 22-26 dni przybyszka amerykańska, Periplaneta americana Nauphoela cinerea mrówka ognista, Solenopsis invicta CxT Levy R., Jouvenaz P., Cromroy H. L. 1974. Tolerance of three species of insects to prolonged exposures to ozone. Environ. Entomol., 3 (1): 184-185 19
Doświadczenie z gryzkami W stalowych binach z 13,600 kg pszenicy. Jeden bin ozonowano, drugi kontrola. Szkodniki umieszczono w binach na 1-, 2-, 3- i 4 dni. Stężenia ozonu: 0, 25, 50 i 70 ppmv. 20
Ozon przeciwko gryzkom Przy stęż. 70 ppmv był b. skuteczny przeciw samicom Liposcelis bostrychophila i Liposcelis paeta już po 1 dniu. Ozon nie był skuteczny przeciw jajom nawet po 4 dniach ekspozycji. Liposcelis bostrychophila 21
Roztocze kurzu domowego (kurzolubki) Mała komora (50 cm3) z 40 60 żywymi kurzolubkami (temp. 25 C, R.H.=75%). Ozon w stęż. 0.19 10.62% (v/v). Im wyższe stęż., tym szybsza śmierć roztoczy. Jae-Hyuk Hari et al. 2006. Killing Effect of Ozone on House Dust Mites, the Major Indoor Allergen of Allergic Disease. J. Intern. Ozone Assoc., 28 (3):191-196. 22
Roztocze kurzu domowego Im wyższe stęż., tym szybsza śmierć roztoczy. Liniowa zależność między wartością C x T a (%) śmiertelnością roztoczy. Wartość C xt potrzebna do uzyskania 100% śmiertelności roztoczy - 400 mgjae-hyuk Hari et al. 2006. Killing Effect of Ozone on House Dust Mites, the Major Indoor min/l. Allergen of Allergic Disease. J. Intern. Ozone Assoc., 28 (3):191-196. 23
Pluskwa domowa Śmiertelność 100% uzyskano po 150 min przy 1800 ppm ozonu. Śmiertelność 100% uzyskano po 48 h przy 80 ppm ozonu + 1% H2O2. 24
http://blog.bedbugcentral.com Company Cooper Pest Solutions, 2008 None of the treatments were effective (no mortality was observed). Based upon our observations we have signifcant concerns regarding the ability to generate, and hold high enough concentrations of ozone, to achieve mortality within a structure. There are additional concerns regarding the ability of ozone to effectively penetrate all of the environments used as harborages by bed bugs. At the current time we do not view ozone as a viable alternative for treatment of structures infested with bed bugs. 25
Z prób frmy Cooper Pest Solutions, 2008 Żaden zabieg nie był skuteczny (nie zaobserwowano śmiertelności). Na podstawie naszych obserwacji mamy duże wątpliwości, czy możliwe jest wytworzenie i utrzymanie wystarczająco wysokich stężeń ozonu, aby uzyskać śmiertelność pluskiew w pomieszczeniu. Są dodatkowe wątpliwości dotyczące możliwości penetracji ozonu we wszystkie miejsca, które służą pluskwie za kryjówki. Obecnie nie uważamy ozonu jako istotnego zamiennika służącego do zwalczania pluskwy zasiedlającej obiekty. 26
Barciak większy 460-920 mg O3/m3 Młode gąsienice i osobniki dorosłe b. wrażliwe kilka h. Najbardziej odporne: jaja 48 h. Możliwa dezynsekcja plastrów pszczelich 27
Barciak większy 215-430 ppm Młode gąsienice i osobniki dorosłe b. wrażliwe kilka h. Najbardziej odporne: jaja 48 h. 1 ppm = 2,14 mg O3/m3 28
Light brown apple moth (Epiphyas postvittana) Polifagiczna zwójkówka australijska. Obiekt kwarantannowy w USA. 29
Epiphyas postvittana, ozon przez 24 h, 7oC Śmiertelność poczwarek po 810 dniach po zabiegu Stężenie ozonu (ppm) Jaja Śmiertelność poczwarek po 2-3 dniach po zabiegu Kontrola 60.8 1.0 6.0 50 100 500 1000 2000 72.6 77.0 19.3 74.2 99.8 98.0 99.8 30
Epiphyas postvittana, ozon przez 24 h, 7oC LC99.9 dla jaj 1091 ppm; LC99.9 dla poczwarek po 2 dniach po zabiegu 274 ppm. 31
Epiphyas postvittana, ozon przez 24 h, 7oC 32
Wpływ ozonu na muchy Jaja, larwy, poczwarki i dorosłe Musca domestica, Stomoxys calcitrans i Drosophila melanogaster poddano wysokim stężeniom ozonu przez 19 godzin. Ozon nieznacznie hamuje wylęg larw z jaj (o 15-17%); bez wpływu na jaja Drosophila. Bez wpływu na larwy i poczwarki. Musca domestica R. Levy, Y.J. Chiu, H.L. Cromroy (1972). Effects of ozone on three species of Diptera. Environmental Entomology 1 (5), 608-611. 33
Wpływ ozonu na wylęgi muchy W podobnym czasie larw, ich linienie, przepoczwarczanie, pojawianie się dorosłych w zabiegu i kontroli. Brak wpływu ozonu na przebieg rozwoju. Ozonowanie dorosłych stymulowało składanie jaj, a Bolimuszka, w wyniku: znaczne Stomoxys calcitrans zwiększenie liczby jaj i wzrost liczebności owadów R. Levy, Y.J. Chiu, H.L. Cromroy (1972). Effects of ozone on three species of Diptera. Environmental Entomology 1 (5), 608-611. potomnych w porównaniu z 34
600 ppm Kuczman Culicoides variipennis 96% śmiertelności po 30 min. 100% śmiertelności po 60 min. 35
Mrówki (robotnice), 10.000 ppm (1%) Czas ekspozycji (godz.) % śmiertelności Kontrola 5.2 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 8.0 16.0 36
Skórnik kolczatek, 10.000 ppm Czas ekspozycji (godz.) Młode larwy Larwy wyrośnięte Kontrola 0 1.5 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 8.0 98.5 17.1 79.1 98.9 99.2 37
Przybyszka amerykańska, 10.000 ppm Owady, w tym karaczany, są bardzo odporne na toksyczne działanie ozonu. Czas ekspozycji (godz.) Stadia młodociane Osobniki dorosłe Kontrola 0 4.8 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 8.0 91.0 96.1 99.1 87.8 95.2 38
Rozkruszek drobny, 10.000 ppm Czas ekspozycji (godz.) % śmiertelności Kontrola 0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 8.0 83.6 93.1 97.7 98.5 99.1 99.5 39
Wrażliwość owadów na podwyższone stężenie ozonu w powietrzu gatunku szkodnika, stadium rozwojowego, wilgotności, temperatury, stężenie ozonu w powietrzu, wydajność generatora (l/h), czas ekspozycji, C x T, O2/CO2 w powietrzu, 40
Możliwe jest stosowanie średnich stężeń przez dłuższy okres czasu (kilka dni) LETALNE: Stężenie 200-500 ppm przez kilka godzin. Stężenie 25-50 ppm przez kilka dni. Dwutlenek węgla stymuluje otwieranie się przetchlinek. Może ozon + CO2 da efekt synergizmu? 41
Największe zastosowanie w przechowalnictwie zbóż Zboża są w silosach przechowywane latami (miesiącami). Zabieg z zastosowaniem ozonu w stężeniu <50 ppm przez kilka dni (tygodni). Możliwa recyrkulacja ozonu przez masę zboża (JSystem). 42
Zastosowanie ozonu na owady w pomieszczeniach? 43
Zastosowania ozonu w dezynsekcji Zastosowania pomocnicze: Repelent owadów Zakłócenie komunikowania się owadów Maskowanie pokarmu 44
Repelent owadów W pomieszczeniu z odpadami i wokół niego zawsze mniej much, gdy był systematycznie ozonowany. 45
Zakłócenie komunikowania się owadów Ozon niszczy feromony płciowe, ścieżkowe, alarmowe, inne. Zakłóca komunikowania się owadów. 46
Maskowanie pokarmu Szkodnik nie znajduje produktu. Samica omacnicy spichrzanki składa jaja w miejsca, które nie dostarczą pokarmu jej larwom. 47
Zachowanie się karaczanów Węchem karaczan znajduje pokarm, a potem drogę do kryjówki. Ozon niszczy zapachy nie tylko pokarmu, ale też ślady prowadzące do kryjówki. 48
Zachowanie się karaczanów Karaczany nie opuszczą swojej kryjówki, jeśli nie wyczuwają drogi powrotnej. Nie opuszczą też wtedy, gdy nie wyczuwają zapachu pokarmu. 49
Inne zastosowania ozonu w dezynsekcji Usunięcie zastosowanego produktu biobójczego po wykonaniu skutecznego zabiegu. Usunięcie pozostałości z rozkładu produktu biobójczego. 50
Zastosowanie ozonu w celu usunięcia dzikich zwierząt 51
Usuwanie dzikich zwierząt z obiektów Wokół ozonowanego pomieszczenia na odpady brak aktywności szczurów, ptaków i much. Zapachowo mniej atrakcyjne pomieszczenie. 52
Usuwanie gryzoni z obiektów Gryzonie bardzo wrażliwe na ozon. Można je wypłoszyć ozonem z trudno dostępnych miejsc. Harbison B. 2002. Using ozone to control pests. Pest Control Technology online, 27.09.2002. 53
Usuwanie dzikich zwierząt z obiektów Skunks bardzo wrażliwy na ozon. Udane wypłoszenie skunksa z budowanego domu. Udane usunięcie zapachu, jaki po sobie pozostawił. Harbison B. 2002. Using ozone to control pests. Pest Control Technology online, 27.09.2002. 54
WNIOSKI Wrażliwe: wirusy, bakterie, grzyby. Tolerują ozon: roztocze, owady. 55
Ozonowanie jedna z metod integrowanego zwalczania organizmów szkodliwych Nie jest możliwe uzyskanie w krótkim czasie (T) wysokiej śmiertelności owadów i roztoczy przy zastosowaniu niskich stężeń ozonu (C). Ozon w zabiegach dezynsekcji ma ograniczone zastosowanie. CxT= contans 56
Ozonowanie jedna z metod integrowanego zwalczania organizmów szkodliwych Ozonowanie może być jednym z elementów IPM. Potrzeba dalszych badań i prób. IPM Generator ozonu powinien być elementem wyposażenia każdej frmy DDD. 57
Tym bardziej, że Zabieg gazowania z zastosowaniem ozonu: przyjazny środowisku, zabieg akceptowany w produkcji ekologicznej. 58
Literatura Beard R. L. 1965. Observations on house fies in high-ozone environments. Ann. Entomol. Soc. Amer., 58 (3): 404-405. Harbison B. 2002. Using ozone to control pests. Pest Control Technology online, 27.09.2002. Jae-Hyuk Hari et al. 2006. Killing Effect of Ozone on House Dust Mites, the Major Indoor Allergen of Allergic Disease. J. Intern. Ozone Assoc., 28 (3):191-196. Levy R., Chiu Y. J., Cromroy H. L. 1972. Effects of ozone on three species of Diptera. Environmental Entomology 1 (5): 608-611. Levy R., Jouvenaz P., Cromroy H. L. 1974. Tolerance of three species of insects to prolonged exposures to ozone. Environ. Entomol., 3 (1): 184-185. 59
Dziękuję bardzo za uwagę! 60