Zalacznik 2, Biologia, Kofeina
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 49 (4) 2009
WYKORZYSTANIE METOD BIOLOGICZNYCH
W WALCE ZE SZKODNIKAMI RZEPAKU OZIMEGO
M
AGDALENA
D
UDA
1
,
F
RANCISZEK
D
UBERT
2
1
Uniwersytet Rzeszowski
Zamiejscowy Wydział Biotechnologii
Sokołowska 26, 36-100 Kolbuszowa
mduda@univ.rzeszow.pl
2
I. WSTĘP
W Polsce średnie straty w plonach rzepaku ozimego, spowodowane żerowaniem
szkodników wynoszą 15–50%, a często stają się przyczyną całkowitego zniszczenia
plantacji (Mrówczyński i Pruszyński 2007). Odkąd człowiek podjął się uprawy roślin,
ich ochrona stała się podstawą jego działalności rolniczej. Już w starożytności walczono
ze szkodnikami wykorzystując między innymi pułapki chwytne, czy wyciągi z roślin
(Murphy 1995). Najpopularniejszą metodą zwalczania agrofagów jest stosowanie che-
micznych środków ochrony, które są skuteczne i wydajne, ale niestety, stanowią zagro-
żenie dla środowiska. Jednym z poważniejszych problemów jest wykształcenie przez
szkodniki odporności na stosowane insektycydy, brak rozkładu i długie zaleganie pesty-
cydów w środowisku.
W walce biologicznej z agrofagami roślin rzepaku ozimego można wykorzystać
substancje pochodzenia naturalnego, takie jak: antyfidanty, które w kontakcie ze szkod-
nikami hamują żerowanie i składanie jaj (działają jak deterenty) lub odstraszają od
żerowania i składania jaj (repelenty), stymulatory, czy arestanty.
Ogromne znaczenie dla rozwoju metod biologicznych mają bakterie
Bacillus thu-
ringensis
– z jednej strony źródło genu Bt (warunkuje odporność roślin na szkodniki),
z drugiej – składnik biopreparatów owadobójczych.
II. NATURALNI WROGOWIE SZKODNIKÓW
Wykorzystanie naturalnych wrogów szkodników napotyka na wiele ograniczeń, np.
zachodzi konieczność ich rozmnażania w warunkach laboratoryjnych i późniejszego
wprowadzania (rozprzestrzeniania) na teren plantacji, konieczność stałej kontroli li-
czebności ich populacji, także ryzyko wyginięcia (niesprzyjające warunki pogodowe,
Instytut Fizjologii Roślin im. Franciszka Górskiego
Polska Akademia Nauk
Niezapominajek 21, 30-239 Kraków
Metody biologiczne a szkodniki rzepaku ozimego
1949
brak rozmnażania), czy obowiązek poprawy warunków bytowania i ochrony przed dzia-
łaniem pestycydów (właściwy monitoring populacji szkodnika, odpowiedni czas
i dawki stosowanych środków chemicznych) (Boczek 2001). Mimo tego wykorzystanie
drapieżców, patogenów, czy pasożytów szkodliwej entomofauny jest jednym z ważniej-
szych narzędzi w walce biologicznej.
Najliczniejszą grupę naturalnych wrogów szkodników rzepaku stanowią parazytoidy
z rodziny gąsieniczkowatych –
Ichneumonidae
, a wśród nich gatunki z rodzaju
Phradis
i
Tersilochus
. Klukowski i wsp. (2006) wskazuje na błonkówki, jako te organizmy,
które w znaczący sposób redukują liczebność larw szkodliwych owadów, np. w przy-
padku chowacza podobnika (
Ceutorhynchus assimilis
) jest to
Stenomalina gracilis
(Walker), słodyszka rzepakowego (
Meligethes aeneus
) –
Tersilochus heterocerus
(Thomson), a chowacza brukwiaczka (
C. napi
) –
T. fulvipes
(Grav.). Z kolei naturalnym
parazytoidem pchełki rzepakowej (
Psylliodes chrysocephala
) jest
T. microgaster
.
Wśród naturalnych wrogów wymienia się też chrząszcze należące do biegaczowa-
tych (
Carabidae
). W Polsce najliczniej reprezentowanym gatunkiem jest
Poecilus cu-
preus
, który niszczy larwy i imagines szkodników.
III. INSEKTYCYDY MIKROBIOLOGICZNE
W wykazie środków ochrony roślin objętych Dyrektywą 91/414/EEC tylko 2,6% to
preparaty biologiczne, w tym około 1% stanowią insektycydy mikrobiologiczne. Naj-
większy udział mają preparaty wykorzystujące
B. thuringensis
. Ich owadobójcze dzia-
łanie polega na niszczeniu przewodu pokarmowego owada. Jedną z ważniejszych zalet
insektycydów biologicznych jest specyfika wobec szkodnika, brak kumulacji w środo-
wisku i dopuszczenie do stosowania w rolnictwie ekologicznym. Bioinsektycydy jako
naturalne środki owadobójcze zawierają patogeny, które ograniczają liczebność popula-
cji szkodliwych owadów. Wśród entomopatogenów wymienia się wirusy, bakterie,
grzyby. Na choroby wirusowe najbardziej narażone są gąsienice motyli z rzędu
Lepi-
doptera
, w mniejszym stopniu przedstawiciele
Hymenoptera
,
Diptera
i wreszcie
Cole-
optera
(do których należą między innymi chowacze, czy słodyszek rzepakowy) (Igna-
towicz 2003). Choroby wywołane przez grzyby (mikozy) są skutkiem wydzielania tok-
syn i enzymów, które rozkładają ciało owada, ograniczają jego płodność i żywotność.
W przypadku rzepaku wykorzystuje się
Zoopthora radicans
do kontroli żerowania
tantnisia krzyżowiaczka (
Plutella xylostella
L.), natomiast do zwalczania larw bielin-
ków, rolnic i mszyc, organizmy z rodzaju
Entomophtora
(Boczek 2001).
IV. ZWIĄZKI WYTWARZANE PRZEZ ROŚLINY
Na szkodniki działają bodźce chemiczne będące związkami pokarmowymi zawar-
tymi w roślinach (węglowodany, lipidy, białka) i substancje specyficzne lub drugorzęd-
ne (alkaloidy, glikozydy, olejki lotne). Przyjmuje się, że rośliny wytworzyły substancje
specyficzne jako broń przeciw roślinożercom, ale w miarę ewolucji szkodniki wykorzy-
stały je jako atraktanty, dzięki którym rozpoznają rośliny żywicielskie. Wysoka zawar-
tość glukozynolanów i ich metabolitów w roślinach rzepaku jest wykorzystywana przez
1950
Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 49 (4) 2009
owady jako identyfikatory. Obecność glukozynolanów indolowych w roślinach rzepaku
zapewnia im ochronę przed szkodnikami i chorobami, natomiast produkty rozpadu
glukozynolanów alkenowych są szkodliwe, np. stając się atraktantami dla szkodników.
Glukozynolany i kwas askorbinowy decydują między innymi o odporności rzepaku na
mszyce (Mrówczyński i wsp. 2005).
Glukozynolany kapusty, gorczycy, czy rzepiku wabią między innymi chowacza po-
dobnika i pchełkę rzepakową. Zastosowanie tych roślin zastępczych na obrzeżach plan-
tacji powoduje zatrzymywanie szkodników i ochronę właściwej uprawy (Moyes i Ray-
bould 2001). Sinalbin zawarty w koleoptylach i młodych liściach gorczycy odstrasza
P. xylostella
, natomiast wydzieliny korzeni gorczycy białej (
Sinapis alba
) i czarnej
(
Brassica nigra
) są toksyczne dla rolnic –
Agriotes
(Parker i Howard 2001).
Intensywne poszukiwania gatunków roślin i zawartych w nich substancji skierowane
są w dużej mierze na ocenę ich aktywności owadobójczych, repelentnych, czy możli-
wości zaburzenia pobierania i wykorzystania pokarmu.
Olejki zapachowe uwalniane z roślin wargowych wykazują aktywność insektycy-
dową, antyfidantową i repelentną przeciwko szkodnikom polowym i magazynowym
(Isman 2006). Odstraszające działanie składników emitowanych z roślin lawend na
owady znalazło potwierdzenie w badaniach laboratoryjnych (wyniki niepublikowane)
i polowych. Spośród monitorowanych gatunków owadów najbardziej wrażliwe na
uwalniane substancje zapachowe okazały się osobniki chowacza podobnika, w nieco
mniejszym stopniu chowacza czterozębnego i brukwiaczka (Duda i Dubert 2008a).
Osobniki słodyszka rzepakowego i pchełek nie reagowały na składniki olejku lawen-
dowego (Duda i Dubert 2007).
Stosowanie olejku lawendowego (produkt komercyjny) potwierdziło jego odstrasza-
jące działanie w stosunku do chowaczy żerujących na rzepaku ozimym. W badaniach
polowych i laboratoryjnych badano także działanie niektórych składników olejku.
Lavandulol wykazywał repelentne działanie na wszystkie testowane gatunki chowaczy,
natomiast na linalol niewrażliwe okazały się osobniki chowacza czterozębnego (Duda
i Dubert 2008b). Rośliny lawendy i czosnku są repelentami dla larw muchy domowej,
a w rolnictwie ekologicznym preparaty z czosnku znajdują zastosowanie do zwalczania
niektórych szkodników rzepaku – pchełek, śmietek i rolnic (Peterson i Coats 2001). Do
zwalczania mszyc stosuje się biopreparaty takie, jak: rotenon, pyretrum, czy olejki cy-
trusowe (Isman 2006).
V. MODYFIKACJE GENETYCZNE ROŚLIN
Postępy biologii molekularnej pozwalają na modyfikacje genów, które wprowadzo-
ne do organizmu roślinnego warunkują odporność na szkodniki, patogeny, czy nicienie,
czyli niektóre z organizmów odpowiedzialnych za obniżenie plonów roślin. Na drodze
krzyżowania międzygatunkowego do roślin rzepaku ozimego wprowadzono cechę od-
porności na nicienie
Heterodera schachtii
, rośliny transformowano także genem Bt
(pochodzącym z bakterii
B. thuringensis
) nadając im odporność na
P. xylostella
(Bart-
kowiak-Broda i Mikołajczyk 2003). W przypadku roślin genetycznie zmodyfikowanych
(GM) jednym z problemów jest wzrost odporności szkodników na te rośliny – zaobser-
wowano to między innymi w przypadku
P. xylostella
.
Metody biologiczne a szkodniki rzepaku ozimego
1951
VI. PODSUMOWANIE
Rzepak ozimy jest najpowszechniej uprawianą rośliną oleistą w strefie klimatu
umiarkowanego. Nasiona rzepaku mają szerokie zastosowanie dla produkcji tworzyw
sztucznych, detergentów, leków oraz kosmetyków (Murphy 1995).
Dzięki zastosowaniu metod klasycznych, biotechnologicznych i biologii molekular-
nej stało się możliwe genetyczne ulepszenie jakości oleju i śruty rzepakowej, co pozwo-
liło na wprowadzenie do uprawy podwójnie ulepszonych, populacyjnych i mieszańco-
wych odmian rzepaku. Zwiększenie plenności rzepaku jest możliwe przy uprawie od-
mian odpornych na choroby, szkodniki, mrozoodpornych i zimotrwałych, a w miarę
potrzeby, o zróżnicowanym składzie kwasów tłuszczowych w oleju oraz glukozynola-
nów w śrucie (Bartkowiak-Broda i Mikołajczyk 2003).
Jednym z aspektów walki biologicznej jest wykorzystanie organizmów żywych (pa-
togeny, parazytoidy) do redukcji liczebności populacji szkodników. Niezwykle istotna
jest ocena znaczenia bodźców fizycznych lub chemicznych odstraszających owady
przed żerowaniem i składaniem jaj (np. olejek lawendowy odstraszający niektóre
szkodniki rzepaku ozimego).
Stosowanie chemicznych środków ochrony roślin nadal pozostaje podstawową me-
todą zwalczania szkodników, gdyż dla większości szkodliwej entomofauny zasiedlają-
cej rośliny rzepaku ozimego nie ma skutecznych (sprawdzonych) alternatywnych metod
zwalczania.
VII. LITERATURA
Bartkowiak-Broda I., Mikołajczyk K. 2003. Wykorzystanie metod biologii molekularnej w ho-
dowli jakościowej rzepaku ozimego (
Brassica napus
L.). Post. Nauk Rol. 6: 83–92.
Boczek J. 2001. Nauka o Szkodnikach Roślin Uprawnych. Wyd. SGGW, Warszawa, 432 ss.
Duda M., Dubert F. 2007. Efektywność zastosowania roślin lawendy wąskolistnej (
Lavandula
angustifolia
L.) do ograniczania liczebności szkodliwych owadów w uprawach rzepaku ozi-
mego (
Brassica napus
L.). Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin 47 (4): 128–130.
Duda M., Dubert F. 2008a. Wpływ
Lavandula angustifolia
L. na występowanie chowaczy
w uprawie rzepaku ozimego. s. 348–351. W: „Poszukiwanie Nowych Rozwiązań w Ochronie
Upraw Ekologicznych” (E. Matyjaszczyk, red.). Inst. Ochr. Roślin – PIB, Poznań, 393 ss.
Duda M., Dubert F. 2008b. Wpływ linalolu i olejku lawendowego na żerowanie chowaczy
w uprawach rzepaku ozimego. 48. Sesja Nauk. Inst. Ochr. Roślin. Streszczenia, Poznań,
31 styczeń – 1 luty 2008, s. 300.
Dyrektywa 91/414/EWG z dnia 15 lipca 1991 dotycząca wprowadzania do obrotu środków
ochrony roślin.
Ignatowicz S. 2003. Preparaty biologiczne do zwalczania szkodników. Działkowiec 1: 39–41.
Isman M.B. 2006. Botanical insecticides, deterrents, and repellents in modern agriculture and an
increasingly regulated world. Ann. Rev. Entomol. 51: 45–66.
Klukowski Z., Büchs W., Hokkanen H., Menzler–Hokkanen I., Luik A., Nilsson C., Ulberg B.,
Williams I. 2006. Biologiczne aspekty ochrony rzepaku ozimego przed szkodnikami w Euro-
pie – projekt „Master” (EU). Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin 46 (2): 367–369.
Moyes C.L., Raybould A.F. 2001. The role of spatial scale and interspecific variation in secon-
dary chemistry in host-plant location by
Ceutorhynchus assimilis
(
Coleoptera
:
Curculioni-
dae
). Proc. R. Soc. Lond. B 268: 1567–1573.
Mrówczyński M., Wachowiak H., Muśnicki C., Jodłowski M., Heimann S. 2005. Uszkadzanie
Odmian Rzepaku Ozimego przez Szkodniki. Wyd. Inst. Ochr. Roślin, Poznań, 64 ss.
1952
Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin, 49 (4) 2009
Mrówczyński M., Pruszyński S. 2007. Metodyka Integrowanej Produkcji Rzepaku Ozimego
i Jarego. Wyd. PIORIN, Warszawa, 96 ss.
Murphy D.J. 1995. Designer oilseed rape – biotechnological possibilities and commercial reali-
ties. Vol. 4. s. 1332–1334. W: ,,Rapeseed Today and Tomorrow. Proceedings of the Inter-
national GCIRC Rapeseed Congress”. Cambridge, 7 July 1995.
Parker W.E., Howard J.J. 2001.
The biology and management of wireworms (
Agriotes
spp.) on
potato with particular reference to the United Kingdom.
Agr. Forest Entomol. 3 (2): 85–98.
Peterson C., Coats J. 2001. Insect repellents – past, present and future. Pesticide Outlook 12:
154–158.
M
AGDALENA
D
UDA
,
F
RANCISZEK
D
UBERT
USING OF BIOLOGICAL METHODS
IN THE CONTROL OF WINTER OILSEED RAPE PESTS
SUMMARY
Brassica napus
L. is an important plant cultivated in Poland. The growing area of this plant is
increasing continually and it is associated with canola oil, used as engine fuel. Unfortunately, it
causes the increase of the range of occurrence of pests, diseases and weeds. The intensive studies
were undertaken toward using the biological methods in plant protection with a full spectrum of
organisms (pathogens, parazytoids), natural products and volatile compounds emitted by plants.
The last one might have repellent activity on oilseed rape pests. For example, essential oil pro-
duced by lavender plants has a repellent effect on
Ceutorhynchus
sp.
Key words:
biological methods, pests,
Brassica napus
L.
[ Pobierz całość w formacie PDF ]