Přirozená ochrana proti škůdcům: Metody biologického managementu pro udržitelný svět

V éře rostoucího povědomí o životním prostředí a obav z negativních dopadů syntetických pesticidů se biologická ochrana proti škůdcům stává životně důležitým a udržitelným přístupem k managementu škůdců. Tato metoda využívá sílu samotné přírody a používá prospěšné organismy k regulaci populací škůdců. Na rozdíl od konvenčních metod, které se spoléhají na chemické zásahy, nabízí biologická ochrana ekologičtější a dlouhodobější řešení, které přispívá ke zdravějším ekosystémům a bezpečnějším systémům produkce potravin po celém světě. Tento komplexní průvodce zkoumá principy, metody, přínosy a výzvy biologické ochrany proti škůdcům a poskytuje praktické poznatky jak pro profesionály, tak pro nadšence, kteří se snaží přijmout udržitelnější postupy.

Co je biologická ochrana proti škůdcům?

Biologická ochrana proti škůdcům, známá také jako biokontrola, je využití živých organismů k potlačení populací škůdců. Tyto organismy, označované jako biokontrolní agens, zahrnují predátory, parazitoidy, patogeny a konkurenty. Primárním cílem biologické ochrany je snížit počet škůdců na přijatelnou úroveň, zabránit jim v působení hospodářských škod nebo zdravotních rizik a zároveň minimalizovat poškození životního prostředí a necílových organismů.

Klíčové principy biologické ochrany

• Konzervace: Ochrana a posilování stávajících populací přirozených nepřátel, které se již v prostředí nacházejí.
• Augmentace: Doplňování stávajících populací přirozených nepřátel vypouštěním dalších jedinců, a to buď periodicky, nebo záplavově.
• Importace (klasická biologická ochrana): Zavádění přirozených nepřátel z původní oblasti výskytu škůdce do nové oblasti, kde se škůdce usadil bez svých přirozených kontrolních mechanismů.

Typy biokontrolních agens

Účinnost biologické ochrany proti škůdcům do značné míry závisí na pečlivém výběru a aplikaci vhodných biokontrolních agens. Tyto agens lze obecně rozdělit do následujících kategorií:

Predátoři

Predátoři jsou organismy, které během svého života zabíjejí a konzumují více jedinců kořisti. Hrají významnou roli v regulaci populací škůdců v různých ekosystémech.

Příklady:

• Berušky (Coccinellidae): Berušky jsou nenasytní predátoři mšic, červců, svilušek a dalšího měkkotělého hmyzu. Jsou široce využívány v zahradách, sklenících a na zemědělských polích po celém světě. Například v mnoha evropských zemích je vypouštění berušek běžnou praxí v ekologickém zemědělství k regulaci napadení mšicemi na plodinách, jako je zelenina a ovoce.
• Zlatoočky (Chrysopidae): Larvy zlatooček jsou účinnými predátory mšic, třásněnek, molic a dalšího drobného hmyzu. Jsou komerčně dostupné a mohou být vypouštěny do skleníků a zahrad k regulaci široké škály škůdců. V Severní Americe se zlatoočky často používají v programech integrované ochrany proti škůdcům (IPM) v sadech a vinicích.
• Draví roztoči (Phytoseiidae): Tito roztoči jsou specializovaní predátoři svilušek a jiných rostlinami se živících roztočů. Běžně se používají ve sklenících a školkách k regulaci napadení roztoči na okrasných rostlinách a plodinách. Například v Nizozemsku se draví roztoči hojně využívají ve skleníkovém zahradnictví k regulaci svilušek na plodinách, jako jsou rajčata a okurky.
• Střevlíci (Carabidae): Tito brouci jsou důležitými predátory hmyzu žijícího v půdě a semen plevelů. Mohou pomoci regulovat škůdce na zemědělských polích a v zahradách. V Austrálii jsou střevlíci studováni pro svůj potenciál regulovat semena plevelů v pšenici a jiných obilninách.

Parazitoidi

Parazitoidi jsou hmyz, který klade svá vajíčka do nebo na jiný hmyz (hostitele). Larvy parazitoida se vyvíjejí uvnitř hostitele a nakonec ho usmrtí. Parazitoidi jsou vysoce specializovaní a často se zaměřují na konkrétní druhy škůdců.

Příklady:

• Parazitické vosičky (Braconidae, Ichneumonidae, Chalcididae): Tyto vosičky jsou rozmanitou skupinou parazitoidů, které napadají širokou škálu hmyzích škůdců, včetně mšic, housenek, molic a červců. Jsou široce využívány v programech biologické ochrany v zemědělství a lesnictví. Například v Brazílii se parazitické vosičky používají k regulaci zavíječe třtinového, významného škůdce cukrové třtiny.
• Kuklice (Tachinidae): Tyto mouchy jsou parazitoidy housenek, brouků a jiných hmyzích škůdců. Jsou důležitými přirozenými nepřáteli v mnoha ekosystémech a mohou významně přispět k regulaci škůdců. V Číně se kuklice používají k regulaci zavíječe kukuřičného asijského, ničivého škůdce kukuřice.
• Vosičky Trichogramma (Trichogrammatidae): Tyto drobné vosičky jsou parazitoidi vajíček, kteří napadají vajíčka různých druhů můr. Jsou masově produkovány a vypouštěny na zemědělská pole k regulaci škůdců, jako je obaleč jablečný, zavíječ kukuřičný a plodomorka rajská. Vosičky Trichogramma se hojně používají v programech IPM v mnoha zemích, včetně Spojených států, Kanady a Evropy.

Patogeny

Patogeny jsou mikroorganismy, jako jsou bakterie, houby, viry a hlístice, které způsobují onemocnění u hmyzu. Mohou být použity jako biopesticidy k regulaci populací škůdců.

Příklady:

• Bacillus thuringiensis (Bt): Bt je bakterie, která produkuje toxiny, jež jsou smrtelné pro určité hmyzí škůdce, zejména housenky, brouky a mouchy. Bt se široce používá jako biopesticid v zemědělství, lesnictví a při hubení komárů. Různé kmeny Bt jsou účinné proti různým skupinám hmyzu. Bt se používá globálně, včetně rozvojových zemí, kde může být přístup k chemickým pesticidům omezený.
• Beauveria bassiana: Tato houba infikuje širokou škálu hmyzích škůdců, včetně mšic, molic, třásněnek a brouků. Používá se jako biopesticid v zemědělství, zahradnictví a lesnictví. Beauveria bassiana se používá v různých částech světa, včetně Afriky, k regulaci škůdců na plodinách, jako je káva a zelenina.
• Entomopatogenní hlístice (Steinernematidae, Heterorhabditidae): Tyto hlístice jsou mikroskopičtí červi, kteří parazitují na hmyzu. Používají se k regulaci škůdců žijících v půdě, jako jsou ponravy, nosatci a osenice. Entomopatogenní hlístice se používají při správě trávníků, v zahradnictví a zemědělství v mnoha regionech, včetně Evropy a Severní Ameriky.
• Hmyzí viry (Baculoviry): Tyto viry jsou vysoce specifické pro určité hmyzí škůdce, zejména housenky. Používají se jako biopesticidy v zemědělství a lesnictví. Baculoviry jsou považovány za šetrné k životnímu prostředí, protože nepoškozují užitečný hmyz ani jiné organismy.

Konkurenti

Konkurenti jsou organismy, které soutěží se škůdci o zdroje, jako je potrava, voda nebo prostor. Tím, že škůdce v konkurenci předčí, mohou snížit jejich populace.

Příklady:

• Plevel potlačující krycí plodiny: Krycí plodiny mohou konkurovat plevelům o zdroje a snižovat tak populace plevelů na zemědělských polích. Mohou také zlepšit zdraví půdy a snížit její erozi. Například v Jižní Americe se krycí plodiny používají k potlačení plevelů v systémech produkce sóji a kukuřice.
• Antagonistické mikroorganismy: Některé mikroorganismy mohou inhibovat růst nebo aktivitu rostlinných patogenů a chránit tak rostliny před chorobami. Tyto mikroorganismy mohou být použity jako agens biologické ochrany v zemědělství a zahradnictví.
• Technika sterilního hmyzu (SIT): Tato technika zahrnuje vypouštění sterilizovaných samců hmyzu do prostředí. Sterilní samci soutěží s plodnými samci o partnerky, čímž snižují reprodukční úspěšnost populace škůdce. SIT byla úspěšně použita k regulaci octomilek, komárů a dalších hmyzích škůdců v různých částech světa.

Metody implementace biologické ochrany proti škůdcům

Implementace biologické ochrany proti škůdcům vyžaduje strategický přístup s ohledem na konkrétního škůdce, plodinu a prostředí. Běžně se používají následující metody:

Konzervační biologická ochrana

Konzervační biologická ochrana zahrnuje úpravu prostředí tak, aby se zlepšilo přežití, reprodukce a účinnost stávajících přirozených nepřátel. Toho lze dosáhnout různými postupy:

• Poskytování zdrojů potravy: Výsadba kvetoucích rostlin, které poskytují nektar a pyl pro užitečný hmyz. Například výsadba divokých květin v blízkosti polí s plodinami může přilákat berušky, zlatoočky a parazitické vosičky a poskytnout jim potravu a úkryt. Ve Spojeném království jsou zemědělci povzbuzováni k výsadbě živých plotů a pásů divokých květin na podporu užitečného hmyzu.
• Poskytování úkrytu: Vytváření stanovišť, která poskytují úkryt pro přirozené nepřátele, jako jsou broučí pásy nebo živé ploty. Broučí pásy jsou vyvýšené pásy půdy osázené trávami a divokými květinami, které poskytují přezimovací stanoviště pro střevlíky a další užitečný hmyz.
• Omezení používání pesticidů: Minimalizace používání širokospektrálních pesticidů, které mohou poškodit užitečný hmyz. Místo nich by se měly používat selektivní pesticidy nebo biopesticidy.
• Střídání plodin: Střídání plodin může narušit životní cykly škůdců a vytvořit rozmanitější prostředí, které podporuje přirozené nepřátele.
• Bezorebné zemědělství: Omezení zpracování půdy může zachovat její strukturu a poskytnout stanoviště pro užitečné půdní organismy.

Augmentační biologická ochrana

Augmentační biologická ochrana zahrnuje doplňování stávajících populací přirozených nepřátel vypouštěním dalších jedinců. To lze provést dvěma způsoby:

• Inokulační vypouštění: Vypuštění malého počtu přirozených nepřátel na začátku sezóny za účelem vytvoření soběstačné populace. Tento přístup je vhodný pro škůdce, kteří jsou přítomni v nízké míře nebo se očekává jejich pozdější příchod.
• Záplavové vypouštění: Vypuštění velkého počtu přirozených nepřátel k dosažení rychlé regulace škůdců. Tento přístup je vhodný pro škůdce, kteří jsou přítomni ve vysoké míře nebo způsobují značné škody.

Augmentaci lze provést nákupem komerčně dostupných biokontrolních agens z insektárií a jejich vypuštěním do cílové oblasti. Pro úspěch je zásadní správná identifikace škůdce a výběr vhodného přirozeného nepřítele. Kromě toho je nezbytné monitorování populací škůdců a přirozených nepřátel k určení načasování a frekvence vypouštění.

Importace (klasická) biologická ochrana

Importace neboli klasická biologická ochrana zahrnuje zavádění přirozených nepřátel z původní oblasti výskytu škůdce do nové oblasti, kde se škůdce usadil bez svých přirozených kontrolních mechanismů. Tento přístup se obvykle používá u exotických škůdců, kteří se stali invazivními a způsobují značné ekologické nebo hospodářské škody.

Importace vyžaduje pečlivý výzkum k identifikaci vhodných přirozených nepřátel, kteří jsou účinní proti cílovému škůdci a nepředstavují hrozbu pro necílové organismy. Před vypuštěním jsou přirození nepřátelé obvykle podrobeni přísné karanténě a testování, aby byla zajištěna jejich bezpečnost a účinnost. Tento proces často zahrnuje spolupráci mezi výzkumníky, regulačními agenturami a mezinárodními organizacemi.

Příklad: Zavedení berušky (Rodolia cardinalis) k regulaci červce (Icerya purchasi) v kalifornských citrusových hájích na konci 19. století je jedním z nejúspěšnějších příkladů klasické biologické ochrany. Beruška, predátor červce, byla dovezena z Austrálie a rychle dostala škůdce pod kontrolu, čímž zachránila kalifornský citrusový průmysl.

Přínosy biologické ochrany proti škůdcům

Biologická ochrana proti škůdcům nabízí řadu výhod oproti konvenčním chemickým metodám ochrany proti škůdcům:

• Environmentální udržitelnost: Snižuje závislost na syntetických pesticidech, minimalizuje znečištění životního prostředí a chrání užitečné organismy.
• Lidské zdraví a bezpečnost: Snižuje expozici toxickým chemikáliím, podporuje bezpečnější produkci potravin a zdravější prostředí.
• Dlouhodobá regulace škůdců: Poskytuje udržitelnou regulaci škůdců vytvořením samoregulačních populací přirozených nepřátel.
• Snížená rezistence škůdců: Minimalizuje vývoj rezistence škůdců vůči pesticidům, což je běžný problém u chemických metod ochrany.
• Nákladová efektivita: Může být z dlouhodobého hlediska nákladově efektivnější než chemická ochrana, protože přirození nepřátelé mohou poskytovat trvalou regulaci škůdců bez opakovaných aplikací.
• Zlepšené zdraví ekosystému: Podporuje biodiverzitu a zlepšuje zdraví ekosystému podporou přirozených ekologických procesů.

Výzvy a omezení biologické ochrany proti škůdcům

Ačkoli biologická ochrana proti škůdcům nabízí mnoho výhod, představuje také některé výzvy a omezení:

• Specifičnost: Někteří přirození nepřátelé jsou vysoce specifičtí pro určité škůdce, což omezuje jejich účinnost proti široké škále škůdců.
• Pomalé působení: Dosažení výsledků u biologické ochrany může být pomalejší ve srovnání s chemickou ochranou, což vyžaduje trpělivost a pečlivé monitorování.
• Environmentální faktory: Účinnost biologické ochrany může být ovlivněna environmentálními faktory, jako je teplota, vlhkost a dostupnost stanovišť.
• Složitost: Implementace biologické ochrany vyžaduje důkladné pochopení biologie škůdců, biologie přirozených nepřátel a ekologických interakcí.
• Náklady: Počáteční náklady na nákup a vypouštění přirozených nepřátel mohou být vyšší než náklady na chemické pesticidy.
• Potenciál pro necílové účinky: Ve vzácných případech mohou introdukovaní přirození nepřátelé poškodit necílové organismy nebo narušit ekosystémy.

Integrovaná ochrana proti škůdcům (IPM)

Biologická ochrana proti škůdcům je nejúčinnější, když je integrována do komplexního programu integrované ochrany proti škůdcům (IPM). IPM je holistický přístup k managementu škůdců, který kombinuje více strategií k minimalizaci škod způsobených škůdci a zároveň snižuje rizika pro životní prostředí. Strategie IPM zahrnují:

• Monitorování: Pravidelné monitorování populací škůdců a přirozených nepřátel k posouzení tlaku škůdců a určení potřeby zásahu.
• Prevence: Implementace preventivních opatření ke snížení problémů se škůdci, jako je střídání plodin, hygiena a odolné odrůdy.
• Biologická ochrana: Využívání přirozených nepřátel k potlačení populací škůdců.
• Kulturní postupy: Používání kulturních postupů, jako je správné zavlažování, hnojení a regulace plevelů, k podpoře zdraví rostlin a snížení náchylnosti ke škůdcům.
• Chemická ochrana: Používání pesticidů pouze v případě nutnosti a výběr nejselektivnějších a nejméně toxických možností.

IPM klade důraz na rozhodovací proces, který zohledňuje ekonomické, environmentální a sociální faktory. Integrací více strategií může IPM dosáhnout udržitelné regulace škůdců a zároveň minimalizovat negativní dopady na životní prostředí a lidské zdraví. Programy IPM jsou stále více přijímány v zemědělství, zahradnictví, lesnictví a městském managementu škůdců po celém světě.

Případové studie úspěšné biologické ochrany proti škůdcům

Četné úspěšné příklady biologické ochrany proti škůdcům dokládají její účinnost a potenciál:

• Regulace červce v Kalifornii: Jak již bylo zmíněno, zavedení berušky k regulaci červce v kalifornských citrusových hájích je klasickým příkladem úspěšné klasické biologické ochrany.
• Regulace červce maniokového v Africe: Zavedení parazitické vosičky Anagyrus lopezi k regulaci červce maniokového (Phenacoccus manihoti) v Africe je dalším pozoruhodným úspěchem. Červec maniokový byl významným škůdcem manioku, základní potravinové plodiny pro miliony lidí v Africe. Zavedení parazitické vosičky dostalo červce pod kontrolu, což významně zvýšilo výnosy manioku a zlepšilo potravinovou bezpečnost.
• Regulace tokozelky nadmuté ve vodních ekosystémech: Tokozelka nadmutá (Eichhornia crassipes) je invazivní vodní rostlina, která může ucpávat vodní cesty, narušovat plavbu a poškozovat vodní ekosystémy. Biokontrolní agens, jako jsou nosatci Neochetina eichhorniae a Neochetina bruchi, byly úspěšně použity k regulaci tokozelky v mnoha částech světa, včetně Spojených států, Austrálie a Afriky.
• Regulace můry zelné v brukvovitých plodinách: Můra zelná (Plutella xylostella) je významným škůdcem brukvovitých plodin, jako je zelí, brokolice a květák. Biokontrolní agens, jako je parazitická vosička Diadegma semiclausum a bakterie Bacillus thuringiensis, byly účinně použity k regulaci můry zelné v mnoha zemích.

Budoucnost biologické ochrany proti škůdcům

Biologická ochrana proti škůdcům je připravena hrát v budoucnu stále důležitější roli v udržitelném zemědělství a ochraně životního prostředí. Pokroky ve výzkumu, technologii a politice pohánějí růst a přijímání metod biologické ochrany po celém světě.

Klíčové trendy v biologické ochraně proti škůdcům:

• Zvýšený výzkum a vývoj: Probíhající výzkum se zaměřuje na objevování nových přirozených nepřátel, vývoj účinnějších biopesticidů a zlepšování porozumění ekologickým interakcím.
• Zlepšená výroba a formulace: Pokroky ve výrobních a formulačních technologiích činí biokontrolní agens dostupnějšími, cenově přijatelnějšími a účinnějšími.
• Vylepšené systémy aplikace: Nové systémy aplikace, jako jsou drony a technologie precizního zemědělství, zlepšují aplikaci biokontrolních agens na zemědělských polích.
• Větší integrace s IPM: Programy IPM stále více začleňují biologickou ochranu jako klíčovou složku, což vede k udržitelnějším a účinnějším strategiím managementu škůdců.
• Politická podpora a regulace: Vlády a regulační agentury poskytují větší podporu biologické ochraně proti škůdcům prostřednictvím financování, pobídek a zjednodušených registračních procesů.
• Povědomí a vzdělávání veřejnosti: Zvýšené povědomí a vzdělávání veřejnosti pohání poptávku po bezpečnějších a udržitelnějších postupech managementu škůdců.

Závěr

Biologická ochrana proti škůdcům nabízí slibnou cestu k udržitelnějšímu a ekologičtějšímu přístupu k managementu škůdců. Využitím síly přírody můžeme snížit naši závislost na syntetických pesticidech, chránit lidské zdraví a zachovat zdraví našich ekosystémů. Ačkoli přetrvávají výzvy, probíhající výzkum, technologický pokrok a politická podpora dláždí cestu pro větší přijetí a účinnost metod biologické ochrany. Jak se posouváme k udržitelnější budoucnosti, biologická ochrana proti škůdcům bude nepochybně hrát klíčovou roli při zajišťování potravinové bezpečnosti, ochraně biodiverzity a vytváření zdravějšího prostředí pro všechny.

Zdroje pro další studium

• Mezinárodní asociace výrobců prostředků biologické ochrany (IBMA): https://www.ibma-global.org/
• Asociace producentů přírodní biokontroly (ANBP): https://anbp.org/
• Časopis BioControl: https://www.springer.com/journal/10526
• Vaše místní zemědělská poradenská služba nebo katedra entomologie na univerzitě.