Tom XXX ROŚLINY OLEISTE OILSEED CROPS 2009 Paweł Węgorek, Marek Mrówczyński, Joanna Zamojska Instytut Ochrony Roślin Państwowy Instytut Badawczy w Poznaniu Wpływ insektycydów na ilość i jakość plonu rzepaku ozimego The influence of insecticides on the quality and quantity of oilseed rape Słowa kluczowe: słodyszek rzepakowy, insektycydy, owadopylność, ochrona owadów zapylających, plonowanie rzepaku Wielkość plonowania rzepaku ozimego uzależniona jest od bardzo wielu czynników uwzględnianych w prawidłowej technologii produkcji. Ważnym elementem technologii jest ochrona chemiczna przed szkodliwymi owadami i ochrona entomofauny zapylaczy. Zalecane w Polsce insektycydy do zwalczania głównego szkodnika rzepaku słodyszka rzepakowego (Meligethes aeneus F.) należą do neurotoksyn z grup chemicznych o zróżnicowanej efektywności działania w stosunku do tego szkodnika i zróżnicowanej selektywności w odniesieniu do pszczoły miodnej (Apis mellifera L.), co wpływa na poziom obcopylności i plonowania rzepaku. W pracy przedstawiono wyniki ochrony rzepaku przy użyciu insektycydów z różnych grup chemicznych, charakteryzujących się różnym poziomem toksyczności dla pszczół i słodyszka rzepakowego. Key words: pollen beetle, insecticides, pollinator, oilseed rape yield Modern production systems incorporate many factors that can affect final yields of oilseed rape. Chemical control of insect pests together with effect against beneficial pollinators is an important element of this technology. Pollen beetle (Meligethes aeneus F.) is the main pest of oilseed rape in Poland; recommended insecticides for their control are neurotoxins from various chemical classes and these have differing effectiveness against this pest. These xenobiotics can influence beneficial insect behaviour, especially that of the honeybee (Apis mellifera L.) resulting in varying levels of pollination and hence varying yields of oilseed rape. This study considers oilseed rape protection when using insecticides from different chemical classes with varying toxicity against both pollen beetle and honeybee. Wstęp Chemiczna ochrona rzepaku ozimego przed szkodnikami jest niezbędnym elementem technologii uprawy (Muśnicki i in. 2005). Rzepak ozimy atakowany jest przez kilkadziesiąt gatunków agrofagów z różnych grup taksonomicznych, wśród których najgroźniejsze są szkodliwe owady. Do ich zwalczania używa się syntetycznych neurotoksyn należących do trzech grup chemicznych: związki fosforoorganiczne, pyretroidy oraz neonikotynoidy (Węgorek 2007). W chemicznej
258 Paweł Węgorek ochronie rzepaku szczególną uwagę zwraca się dziś na dwa problemy: konieczność ochrony pożytecznej entomofauny oraz unikanie następstw zjawiska odporności na insektycydy (Pruszyński 2005). Wymaga to bardzo dobrej znajomości zarówno korzystnych cech, jak i wad substancji aktywnych zalecanych do ochrony rzepaku, zwłaszcza w fazach rozwoju, kiedy zagrożenie ze strony głównego szkodnika słodyszka rzepakowego jest największe i kiedy krzyżowe zapylanie roślin przez pszczoły nie powinno być zakłócane. Przedstawione w pracy doświadczenia miały na celu określenie skuteczności ochrony rzepaku przed słodyszkiem rzepakowym i występującymi równolegle szkodnikami przy użyciu insektycydów o różnej toksyczności dla pszczół oraz wykazanie różnic wysokości i jakości plonu w zależności od wersji chemicznej ochrony. Przeprowadzono dwuletnie doświadczenia polowe z użyciem insektycydów należących do trzech grup chemicznych: pyretroidów, związków fosforoorganicznych i neonikotynoidów. Materiał i metody W doświadczeniach polowych używano następujących środków (dawki insektycydów obliczano zakładając zużycie wody w wysokości 200 l na 1 ha): acetamipryd (neonikotynoidy) (Mospilan 20 SP o zawartości 20% substancji aktywnej): zalecana dawka polowa 120 g/ha, co odpowiada koncentracji 120 ppm, chloropiryfos (związki fosforoorganiczne) (Pyrinex 480 EC o zawartości 480 g/l substancji aktywnej): zalecana dawka polowa 0,6 l/ha, co odpowiada koncentracji 1440 ppm, lambda-cyhalotryna (pyretroidy) (Karate Zeon 050 CS o zawartości 50 g/l substancji aktywnej): zalecana dawka polowa 0,12 l/ha, co odpowiada koncentracji 30 ppm. Badania przeprowadzono w stacji doświadczalnej Instytutu Ochrony Roślin Państwowego Instytutu Badawczego w Poznaniu Winna Góra w roku 2007 i 2008 na poletkach doświadczalnych rzepaku ozimego odmiany Ontario (COBORU 2004). Ontario jest odmianą populacyjną średnio-wczesną, liniową, typu 00, charakteryzującą się bardzo dobrą zimotrwałością, niskimi roślinami i odpornością na wyleganie. Trzy wydzielone parcele pola, o powierzchni 30 m 2 każda, opryskiwano trzema insektycydami: Mospilan 20 SP, Pyrinex 480 EC i Karate Zeon 050 CS, w dawkach zalecanych do stosowania. Zabiegi opryskiwania wykonywano czterokrotnie, co 6 8 dni, od fazy BBCH 50 do fazy BBCH 79. Równolegle prowadzono doświadczenia nad plonowaniem rzepaku przy całkowitej izolacji roślin. Użyto w tym celu izolatorów o łącznej powierzchni 30 m 2, pokrytych przewiewnym materiałem, przepuszczającym światło i powietrze. Zastosowanie izolatorów uniemożliwiało zarówno owadopylność roślin, jak i nalot słodyszka rzepakowego oraz
Wpływ insektycydów na ilość i jakość plonu rzepaku ozimego 259 innych szkodników. Rośliny były izolowane od fazy rozwoju BBCH 50 aż do zbioru. Wielkość powierzchni kontrolnej (nie chronionej chemicznie) wynosiła również 30 m 2. Po zbiorach określano plonowanie roślin w każdym wariancie doświadczenia, jak również przeprowadzono analizę masy i składu nasion rzepaku w laboratorium Pracowni Chemicznej Katedry Żywienia Zwierząt i Gospodarki Paszowej Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu. Dla obliczeń statystycznych zastosowano analizę wariancji i procedurę Fishera. Wyniki W roku 2007 zasiedlanie rzepaku przez słodyszka rzepakowego na polach doświadczalnych IOR PIB w Winnej Górze, podobnie jak na terytorium całej Polski, było stosunkowo powolne (Węgorek i in. 2008). Na nalatywanie i żerowanie słodyszka rzepakowego miały wpływ warunki środowiskowe, głównie klimatyczne, które spowodowały opóźnienie ataku słodyszka na doświadczalną plantację. Kulminacyjny atak nastąpił w takiej fazie fizjologicznego rozwoju roślin (BBCH powyżej 61), kiedy ich wrażliwość na żerowanie słodyszka rzepakowego nie była już silna. Również liczebność i gęstość populacji szkodnika była znacznie mniejsza niż w latach 2005 2006. Miało to wyraźny wpływ na plonowanie doświadczalnego rzepaku, co uwidoczniło się wysokim plonem w obiekcie kontrolnym (tab. 1), gdzie nie prowadzono chemicznej ochrony (3313 kg/ha). Plon i niektóre parametry nasion uzyskane w doświadczeniu w roku 2007 Yield and some seeds parameters obtained in the experiment in 2007 year Tabela 1 Wersja Version Plon Yield [kg/ha] Masa 1000 nasion Weight of 1000 seeds [g] Sucha masa Dry mass Popiół Raw ashes Białko ogólne Total protein Tłuszcz Raw oil Kontrola Control 3313,0 4,86 92,98 4,20 19,67 38,11 Izolator Isolator 4026,7 4,46 92,92 4,20 19,84 38,10 Acetamipryd 3773.3 4,81 93,29 4,02 19,26 38,75 Lambda-cyhalotryna 3762,1 4,60 93,25 4,07 19,65 38,68 Chloropiryfos 3656,7 4,72 93,54 4,01 19,68 39,91
260 Paweł Węgorek Dokładna analiza i interpretacja wyników zawartych w tabeli 1 wykazała, że najwyższą wagę plonu z powierzchni chronionych chemicznie uzyskano w wersji ochrony przy użyciu acetamiprydu (3773,30 kg/ha, co było wartością o 12,2% wyższą niż w obiekcie kontrolnym). Również masa 1000 nasion w tej wersji ochrony miała największą wartość, zdecydowanie większą niż w innych wariantach chemicznej ochrony, co można łączyć z większym udziałem obcopylności wynikającym z ochrony pszczół zapylających rzepak. W wersji z użyciem pyretroidu (lambda-cyhalotryna), który ma działanie szkodliwe i repelentne dla pszczół (www.sitem.herts.ac.uk/aeru/footprint/pl) oraz w wersji z użyciem chloropiryfosu substancji nieselektywnej i bardzo toksycznej dla tych owadów (www.sitem.herts. ac.uk/aeru/footprint/pl), masa 1000 nasion była wyraźnie niższa. Zawartość głównych badanych składników nasion rzepaku nie wykazała istotnych różnic. Z przeliczeń (iloczyn plonu i % zawartości konkretnego składnika nasion) wynika jednak, że z jednostki powierzchni również najwięcej białka i tłuszczu uzyskano w wersji ochrony rzepaku acetamiprydem, ponieważ zwyżka plonu rekompensuje różnice zawartości tych składników w nasionach. Ogólnie można przyjąć, że w warunkach doświadczenia w roku 2007, kiedy nalot słodyszka nie był silny, dobrą ochronę uzyskano we wszystkich wersjach ochrony chemicznej. Jednak wskaźniki uzyskane podczas analizy nasion wskazują na najlepszy efekt ochrony przy użyciu acetamiprydu. Nie przeprowadzono analizy ekonomicznej uwzględniającej ceny poszczególnych środków ochrony i zabiegów chemicznych. W roku 2008 atak słodyszka rzepakowego na polach doświadczalnych był umiarkowany, ale nastąpił wcześniej niż w roku 2007 (Węgorek i in. 2008). Rzepak został zaatakowany w fazie BBCH 51. Nalot trwał dłużej i do skutecznej ochrony potrzebne były 3 4 zabiegi chemiczne. Bardzo silny w roku 2008 był atak chowacza podobnika, który nastąpił w początkowej fazie kwitnienia BBCH 61 i również wymagał interwencji chemicznej. Przedstawione w tabeli 2 wyniki doświadczenia z izolatorami są interesujące ze względu na kilka ważnych parametrów. Po pierwsze wynika z nich, że brak chemicznej ochrony w warunkach naturalnych prowadzi do dużej zniżki plonu nasion rzepaku ozimego, zwłaszcza w przypadku silnego ataku jakiegokolwiek gatunku szkodnika (Mrówczyński 2003). W konkretnym przypadku doświadczenia (bardzo silny atak chowacza podobnika w Winnej Górze w 2008 roku), spadek ten wyniósł około 28% w stosunku do maksymalnego plonu uzyskanego w izolatorach oraz wersji ochrony acetamiprydem. W doświadczeniu stwierdzono spadek zawartości tłuszczu w nasionach roślin odizolowanych od owadopylności (najmniejsza zawartość ze wszystkich kombinacji, podobnie jak to miało miejsce w doświadczeniu z 2007 roku). W izolatorze zawartość tłuszczu, który jest najważniejszym z przemysłowego punktu widzenia składnikiem nasion, była aż o 4,98% niższa niż w wersji ochrony chemicznej lambda-cyhalotryną, w której była najwyższa. W konkretnym przypadku doświad-
Wpływ insektycydów na ilość i jakość plonu rzepaku ozimego 261 czenia najwyższą zawartość tłuszczu odnotowano w wersji ochrony chemicznej lambda-cyhalotryną. Jednak w wersji tej odnotowano plon niższy niż w wersji ochrony acetamiprydem o 315,9 kg/ha. Mnożąc wielkość plonu przez ilość zawartego w nim tłuszczu dla wersji doświadczenia z acetamiprydem wynosi to 1736,04 kg tłuszczu/ha, a dla wersji ochrony lambda-cyhalotryną 1635,11 kg tłuszczu (różnica wynosi 100,92 kg, mimo że nasiona w wersji ochrony acetamiprydem miały niższą o 0,81% zawartość tłuszczu). Nadwyżka plonu rekompensuje więc niewielki spadek zawartości tłuszczu w tej wersji doświadczenia. Plon i niektóre parametry nasion uzyskane w doświadczeniu w roku 2008 Yield and some seeds parameters obtained in the experiment in 2008 year Tabela 2 Wersja Version Plon Yield [kg/ha] Masa 1000 nasion Weight of 1000 seeds [g] Sucha masa Dry mass Popiół Raw ashes Białko ogólne Total protein Tłuszcz Raw oil Kontrola Control 2996,5 6,839 93,57 4,04 20,85 42,16 Izolator Isolator 4194,2 6,881 93,58 4,71 24,16 37,62 Acetamipryd 4154,2 7,191 94,13 4,39 21,51 41,79 Lambda-cyhalotryna 3838,3 7,201 94,50 4,37 20,36 42,60 Chloropiryfos 3693,2 7,185 93,53 4,15 21,21 41,41 Analiza statystyczna dwuletnich wyników badań wykazała istotne różnice w wysokości plonu (p = 0,015) (tab. 3). Tabela 3 Analiza statystyczna wyników dwuletnich badań Statistical analysis of two years research Wersja Version Plon Yield [kg/ha] Masa 1000 nasion Weight of 1000 seeds [g] Sucha masa Dry mass Popiół Raw ashes Białko ogólne Total protein Tłuszcz Raw oil Kontrola Control 3154,8 c 5,85 a 93,27 a 4,12 a 20,26 a 40,13 a Izolator Isolator 4110,5 a 5,67 a 93,25 a 4,45 a 22,00 a 37,86 a Acetamipryd 3963,8 ab 6,00 a 93,71 a 4,20 a 20,38 a 40,27 a Lambda-cyhalotryna 3800,2 ab 5,90 a 93,87 a 4,22 a 20,00 a 40,64 a Chloropiryfos 3675,0 b 5,95 a 93,53 a 4,08 a 20,44 a 40,66 a
262 Paweł Węgorek Przyglądając się tabeli warto zwrócić uwagę na inne parametry dotyczące składu nasion wykształconych przez rośliny na poletkach kontrolnych, ponieważ są one najbardziej zbliżone do naturalnych, gdzie owadopylność oraz nieograniczony atak szkodników wpływają na plonowanie, zdrowotność i fizjologię roślin. Patrząc na umieszczone w tabeli 1 i 2 wyniki widać, że ochrona rzepaku acetamiprydem dała zarówno w doświadczeniu w 2007, jak i w 2008 roku najlepszy efekt biorąc pod uwagę wymiar ekonomiczny. Podczas wysokiego zagrożenia upraw rzepaku przez słodyszka rzepakowego, kiedy występuje konieczność powtarzania zabiegów chemicznych, acetamipryd jako przedstawiciel grupy neonikotynoidów powinien być zalecany przynajmniej do jednego zabiegu. W świetle przeprowadzonych doświadczeń jest insektycydem, który w ochronie rzepaku przed szkodliwymi owadami wydaje się najmniej ingerować w naturalne procesy środowiskowe związane z biologią i etologią owadów zapylających, jednakże wnioski te powinny być poparte wynikami dalszych badań naukowych. W strategii ochrony rzepaku ozimego przed szkodnikami, w fazach rozwoju BBCH 53 67, dobór substancji aktywnej powinien uwzględniać zarówno ograniczanie narastania zjawiska odporności jak i ochronę owadów zapylających a w szczególności pszczoły miodnej. W praktyce rolniczej nie zaleca się obecnie używania jednej substancji aktywnej do stałej ochrony, ponieważ powoduje to szybsze wykształcenie odporności zwalczanych szkodników (Węgorek i in. 2009). Wnioski 1. Wyeliminowanie lub ograniczenie owadopylności w uprawie rzepaku ozimego przynosi negatywny efekt w postaci obniżki zawartości tłuszczu w nasionach. 2. Ochrona rzepaku ozimego przed słodyszkiem rzepakowym przy użyciu insektycydu o małej szkodliwości dla pszczół wpływa na zwiększenie plonu i wyższą zawartość tłuszczu w nasionach. 3. W sytuacji występowania odporności słodyszka rzepakowego na niektóre substancje aktywne insektycydów zalecanych w Polsce do jego zwalczania, acetamipryd powinien być użyty w każdej wersji strategii ochrony rzepaku ozimego jako wymiennik dla innych grup chemicznych.
Wpływ insektycydów na ilość i jakość plonu rzepaku ozimego 263 Literatura COBORU Centralny Ośrodek Badania Odmian Roślin Uprawnych. 2004. Lista Opisowa Odmian. Rośliny Rolnicze. Cz. I. Zbożowe, przemysłowe, rzepak: 137-150. Mrówczyński M. 2003. Studium nad doskonaleniem ochrony rzepaku ozimego przed szkodnikami. Rozpr. Nauk. Inst. Ochr. Roślin, 10: 61. Muśnicki Cz., Bartkowiak-Broda I., Mrówczyński M. (red.). 2005. Technologia produkcji rzepaku. Wieś Jutra, Warszawa: 203 ss. Pruszyński S. 2005. Ochrona entomofauny pożytecznej na plantacjach. W: Muśnicki Cz., Bartkowiak-Broda I., Mrówczyński M. (red.). Technologia produkcji rzepaku. Wieś Jutra: 131-135. Węgorek P. 2007. Historia odporności owadów na insektycydy na przykładzie stonki ziemniaczanej (Leptinotarsa decemlineata Say). Inst. Ochr. Roślin, Poznań, 68 ss. Węgorek P., Korbas M., Krawczyk R., Zamojska J. 2008. Raport z pól. Nasz Rzepak, 2 (17): 34-37. Węgorek P., Drożdżyński D., Mrówczyński M., Zamojska J. 2009. Dynamics of acetamiprid disappearance in oilseed rape plant tissues in connection with its toxic action against pollen beetle (Meligethes aeneus F.) and its influence on ecological aspect of oilseed rape chemical protection. Ecological Chemistry and Engineering, A 16 (1-2): 83-90. Węgorek P., Mrówczyński M., Zamojska J. 2009. Strategia zapobiegania odporności słodyszka rzepakowego w Polsce. Instytut Ochrony Roślin Państwowy Instytut Badawczy: 8 ss. www.sitem.herts.ac.uk/aeru/footprint/pl.