Prirodna kontrola štetnika: Biološke metode upravljanja za održivi svijet

U eri rastuće ekološke svijesti i zabrinutosti zbog negativnih utjecaja sintetičkih pesticida, biološka kontrola štetnika pojavljuje se kao ključan i održiv pristup upravljanju štetnicima. Ova metoda koristi snagu same prirode, upotrebljavajući korisne organizme za regulaciju populacija štetnika. Za razliku od konvencionalnih metoda koje se oslanjaju na kemijske intervencije, biološka kontrola nudi ekološki prihvatljivije i dugoročnije rješenje, doprinoseći zdravijim ekosustavima i sigurnijim sustavima proizvodnje hrane diljem svijeta. Ovaj sveobuhvatni vodič istražuje principe, metode, prednosti i izazove biološke kontrole štetnika, pružajući praktične uvide kako za profesionalce, tako i za entuzijaste koji žele usvojiti održivije prakse.

Što je biološka kontrola štetnika?

Biološka kontrola štetnika, poznata i kao biokontrola, jest upotreba živih organizama za suzbijanje populacija štetnika. Ovi organizmi, koji se nazivaju biokontrolni agensi, uključuju predatore, parazitoide, patogene i kompetitore. Primarni cilj biološke kontrole je smanjiti broj štetnika na prihvatljivu razinu, sprječavajući ih da uzrokuju ekonomsku štetu ili predstavljaju zdravstvene rizike, uz minimalnu štetu za okoliš i neciljane organizme.

Ključni principi biološke kontrole

• Konzervacija: Zaštita i poticanje postojećih populacija prirodnih neprijatelja koji su već prisutni u okolišu.
• Augmentacija: Nadopunjavanje postojećih populacija prirodnih neprijatelja ispuštanjem dodatnih jedinki, bilo periodično ili inundativno.
• Importacija (klasična biološka kontrola): Uvođenje prirodnih neprijatelja iz autohtonog područja štetnika u novo područje gdje se štetnik ustalio bez svojih prirodnih kontrola.

Vrste biokontrolnih agenasa

Učinkovitost biološke kontrole štetnika uvelike ovisi o pažljivom odabiru i primjeni odgovarajućih biokontrolnih agenasa. Ti se agensi mogu općenito klasificirati u sljedeće kategorije:

Predatori

Predatori su organizmi koji ubijaju i konzumiraju više jedinki plijena tijekom svog života. Oni igraju značajnu ulogu u regulaciji populacija štetnika u različitim ekosustavima.

Primjeri:

• Bubamare (Coccinellidae): Bubamare su proždrljivi predatori lisnih uši, štitastih moljaca, paučinastih grinja i drugih kukaca mekog tijela. Široko se koriste u vrtovima, staklenicima i na poljoprivrednim poljima diljem svijeta. Na primjer, u mnogim europskim zemljama, ispuštanje bubamara uobičajena je praksa u ekološkoj poljoprivredi za kontrolu najezde lisnih uši na usjevima poput povrća i voća.
• Zlatooke (Chrysopidae): Ličinke zlatookih učinkoviti su predatori lisnih uši, tripsa, bijelih mušica i drugih malih kukaca. Komercijalno su dostupne i mogu se ispuštati u staklenicima i vrtovima za kontrolu širokog spektra štetnika. U Sjevernoj Americi, zlatooke se često koriste u programima integriranog suzbijanja štetnika (IPM) u voćnjacima i vinogradima.
• Predatorske grinje (Phytoseiidae): Ove su grinje specijalizirani predatori paučinastih grinja i drugih grinja koje se hrane biljkama. Uobičajeno se koriste u staklenicima i rasadnicima za kontrolu najezde grinja na ukrasnim biljkama i usjevima. Na primjer, u Nizozemskoj se predatorske grinje ekstenzivno koriste u stakleničkoj hortikulturi za suzbijanje paučinastih grinja na usjevima poput rajčice i krastavaca.
• Trčci (Carabidae): Ovi su kornjaši važni predatori kukaca koji žive u tlu i sjemena korova. Mogu pomoći u kontroli štetnika na poljoprivrednim poljima i u vrtovima. U Australiji se proučava potencijal trčaka za kontrolu sjemena korova u pšenici i drugim žitaricama.

Parazitoidi

Parazitoidi su kukci koji polažu svoja jaja u ili na druge kukce (domaćina). Ličinke parazitoida razvijaju se unutar domaćina, na kraju ga ubijajući. Parazitoidi su visoko specijalizirani i često ciljaju specifične vrste štetnika.

Primjeri:

• Parazitske ose (Braconidae, Ichneumonidae, Chalcididae): Ove ose čine raznoliku skupinu parazitoida koji napadaju širok raspon štetnih kukaca, uključujući lisne uši, gusjenice, bijele mušice i štitaste uši. Široko se koriste u programima biološke kontrole u poljoprivredi i šumarstvu. Na primjer, u Brazilu se parazitske ose koriste za kontrolu bušača šećerne trske, glavnog štetnika usjeva šećerne trske.
• Gusjeničarke (Tachinidae): Ove muhe su parazitoidi gusjenica, kornjaša i drugih štetnih kukaca. Važni su prirodni neprijatelji u mnogim ekosustavima i mogu značajno doprinijeti kontroli štetnika. U Kini se gusjeničarke koriste za kontrolu azijskog kukuruznog moljca, destruktivnog štetnika usjeva kukuruza.
• Ose najeznice (Trichogrammatidae): Ove sićušne ose su parazitoidi jaja koji napadaju jaja različitih vrsta moljaca. Masovno se proizvode i ispuštaju na poljoprivredna polja za kontrolu štetnika poput jabučnog savijača, kukuruzne sovice i sovice povrtnice. Ose najeznice se ekstenzivno koriste u IPM programima u mnogim zemljama, uključujući Sjedinjene Američke Države, Kanadu i Europu.

Patogeni

Patogeni su mikroorganizmi, poput bakterija, gljivica, virusa i nematoda, koji uzrokuju bolesti kod kukaca. Mogu se koristiti kao biopesticidi za kontrolu populacija štetnika.

Primjeri:

• Bacillus thuringiensis (Bt): Bt je bakterija koja proizvodi toksine smrtonosne za određene štetne kukce, osobito gusjenice, kornjaše i muhe. Bt se široko koristi kao biopesticid u poljoprivredi, šumarstvu i kontroli komaraca. Različiti sojevi Bt učinkoviti su protiv različitih skupina kukaca. Bt se koristi globalno, uključujući i zemlje u razvoju gdje pristup kemijskim pesticidima može biti ograničen.
• Beauveria bassiana: Ova gljivica inficira širok raspon štetnih kukaca, uključujući lisne uši, bijele mušice, tripse i kornjaše. Koristi se kao biopesticid u poljoprivredi, hortikulturi i šumarstvu. Beauveria bassiana koristi se u raznim dijelovima svijeta, uključujući Afriku, za kontrolu štetnika na usjevima poput kave i povrća.
• Entomopatogene nematode (Steinernematidae, Heterorhabditidae): Ove nematode su mikroskopski crvi koji parazitiraju na kukcima. Koriste se za kontrolu štetnika koji žive u tlu, poput grčica, pipa i sovica pozemljuša. Entomopatogene nematode koriste se u upravljanju travnjacima, hortikulturi i poljoprivredi u mnogim regijama, uključujući Europu i Sjevernu Ameriku.
• Virusi kukaca (Baculovirusi): Ovi virusi su visoko specifični za određene štetne kukce, osobito gusjenice. Koriste se kao biopesticidi u poljoprivredi i šumarstvu. Bakulovirusi se smatraju ekološki prihvatljivima jer ne štete korisnim kukcima ili drugim organizmima.

Kompetitori

Kompetitori su organizmi koji se natječu sa štetnicima za resurse, poput hrane, vode ili prostora. Nadjačavanjem štetnika, mogu smanjiti njihove populacije.

Primjeri:

• Pokrovni usjevi koji suzbijaju korov: Pokrovni usjevi mogu se natjecati s korovima za resurse, smanjujući populacije korova na poljoprivrednim poljima. Također mogu poboljšati zdravlje tla i smanjiti eroziju. Na primjer, u Južnoj Americi pokrovni usjevi koriste se za suzbijanje korova u sustavima proizvodnje soje i kukuruza.
• Antagonistički mikroorganizmi: Određeni mikroorganizmi mogu inhibirati rast ili aktivnost biljnih patogena, štiteći biljke od bolesti. Ovi se mikroorganizmi mogu koristiti kao biokontrolni agensi u poljoprivredi i hortikulturi.
• Tehnika sterilnih kukaca (SIT): Ova tehnika uključuje ispuštanje steriliziranih muških kukaca u okoliš. Sterilni mužjaci natječu se s plodnim mužjacima za partnerice, smanjujući reproduktivni uspjeh populacije štetnika. SIT se uspješno koristi za kontrolu voćnih mušica, komaraca i drugih štetnih kukaca u raznim dijelovima svijeta.

Metode primjene biološke kontrole štetnika

Primjena biološke kontrole štetnika zahtijeva strateški pristup, uzimajući u obzir specifičnog štetnika, usjev i okoliš. Uobičajeno se koriste sljedeće metode:

Konzervacijska biološka kontrola

Konzervacijska biološka kontrola uključuje modificiranje okoliša kako bi se poboljšalo preživljavanje, reprodukcija i učinkovitost postojećih prirodnih neprijatelja. To se može postići različitim praksama:

• Osiguravanje izvora hrane: Sadnja cvjetnica koje pružaju nektar i pelud za korisne kukce. Na primjer, sadnja divljeg cvijeća u blizini polja usjeva može privući bubamare, zlatooke i parazitske ose, pružajući im hranu i sklonište. U Ujedinjenom Kraljevstvu poljoprivrednike se potiče na sadnju živica i cvjetnih traka za podršku korisnim kukcima.
• Osiguravanje skloništa: Stvaranje staništa koja pružaju sklonište prirodnim neprijateljima, poput "buba-banki" ili živica. "Buba-banke" su uzdignute trake zemlje zasađene travama i divljim cvijećem, pružajući stanište za prezimljavanje trčaka i drugih korisnih kukaca.
• Smanjenje upotrebe pesticida: Minimiziranje upotrebe pesticida širokog spektra koji mogu naštetiti korisnim kukcima. Umjesto toga treba koristiti selektivne pesticide ili biopesticide.
• Plodored: Rotiranje usjeva može prekinuti životne cikluse štetnika i stvoriti raznolikije okruženje koje podržava prirodne neprijatelje.
• Obrada tla bez oranja (No-till): Smanjenje obrade tla može očuvati strukturu tla i pružiti stanište korisnim organizmima u tlu.

Augmentativna biološka kontrola

Augmentativna biološka kontrola uključuje nadopunjavanje postojećih populacija prirodnih neprijatelja ispuštanjem dodatnih jedinki. To se može učiniti na dva načina:

• Inokulativno ispuštanje: Ispuštanje malog broja prirodnih neprijatelja rano u sezoni kako bi se uspostavila samoodrživa populacija. Ovaj pristup je prikladan za štetnike koji su prisutni u malim količinama ili se očekuje da će stići kasnije u sezoni.
• Inundativno ispuštanje: Ispuštanje velikog broja prirodnih neprijatelja kako bi se postigla brza kontrola štetnika. Ovaj pristup je prikladan za štetnike koji su prisutni u velikim količinama ili uzrokuju značajnu štetu.

Augmentacija se može provesti kupnjom komercijalno dostupnih biokontrolnih agenasa iz insektarija i njihovim ispuštanjem na ciljano područje. Pravilna identifikacija štetnika i odabir odgovarajućeg prirodnog neprijatelja ključni su za uspjeh. Dodatno, praćenje populacija štetnika i prirodnih neprijatelja bitno je za određivanje vremena i učestalosti ispuštanja.

Importacijska (klasična) biološka kontrola

Importacija, ili klasična biološka kontrola, uključuje uvođenje prirodnih neprijatelja iz autohtonog područja štetnika u novo područje gdje se štetnik ustalio bez svojih prirodnih kontrola. Ovaj se pristup obično koristi za egzotične štetnike koji su postali invazivni i uzrokuju značajnu ekološku ili ekonomsku štetu.

Importacija zahtijeva pažljivo istraživanje kako bi se identificirali prikladni prirodni neprijatelji koji su učinkoviti protiv ciljanog štetnika i ne predstavljaju prijetnju neciljanim organizmima. Prije ispuštanja, prirodni neprijatelji obično se podvrgavaju rigoroznoj karanteni i testiranju kako bi se osigurala njihova sigurnost i učinkovitost. Ovaj proces često uključuje suradnju između istraživača, regulatornih agencija i međunarodnih organizacija.

Primjer: Uvođenje vedalije (Rodolia cardinalis) za kontrolu australskog crvca (Icerya purchasi) u kalifornijskim nasadima citrusa krajem 19. stoljeća jedan je od najuspješnijih primjera klasične biološke kontrole. Vedalija, predator australskog crvca, uvezena je iz Australije i brzo je stavila štetnika pod kontrolu, spasivši kalifornijsku industriju citrusa.

Prednosti biološke kontrole štetnika

Biološka kontrola štetnika nudi brojne prednosti u odnosu na konvencionalne kemijske metode kontrole štetnika:

• Ekološka održivost: Smanjuje ovisnost o sintetičkim pesticidima, minimizirajući onečišćenje okoliša i štiteći korisne organizme.
• Ljudsko zdravlje i sigurnost: Smanjuje izloženost otrovnim kemikalijama, promičući sigurniju proizvodnju hrane i zdraviji okoliš.
• Dugoročna kontrola štetnika: Pruža održivu kontrolu štetnika uspostavljanjem samoregulirajućih populacija prirodnih neprijatelja.
• Smanjena otpornost štetnika: Minimizira razvoj otpornosti štetnika na pesticide, što je čest problem kod kemijskih metoda kontrole.
• Isplativost: Dugoročno može biti isplativija od kemijske kontrole, jer prirodni neprijatelji mogu pružiti kontinuiranu kontrolu štetnika bez ponovljenih primjena.
• Poboljšano zdravlje ekosustava: Podržava biološku raznolikost i poboljšava zdravlje ekosustava promicanjem prirodnih ekoloških procesa.

Izazovi i ograničenja biološke kontrole štetnika

Iako biološka kontrola štetnika nudi mnoge prednosti, ona također predstavlja i neke izazove i ograničenja:

• Specifičnost: Neki prirodni neprijatelji su visoko specifični za određene štetnike, što ograničava njihovu učinkovitost protiv širokog spektra štetnika.
• Sporo djelovanje: Biološka kontrola može sporije postizati rezultate u usporedbi s kemijskom kontrolom, zahtijevajući strpljenje i pažljivo praćenje.
• Okolišni čimbenici: Na učinkovitost biološke kontrole mogu utjecati okolišni čimbenici poput temperature, vlažnosti i dostupnosti staništa.
• Složenost: Primjena biološke kontrole zahtijeva temeljito razumijevanje biologije štetnika, biologije prirodnih neprijatelja i ekoloških interakcija.
• Trošak: Početni trošak kupnje i ispuštanja prirodnih neprijatelja može biti veći od troška kemijskih pesticida.
• Potencijal za neciljane učinke: U rijetkim slučajevima, uvedeni prirodni neprijatelji mogu naštetiti neciljanim organizmima ili poremetiti ekosustave.

Integrirano suzbijanje štetnika (IPM)

Biološka kontrola štetnika najučinkovitija je kada je integrirana u sveobuhvatni program integriranog suzbijanja štetnika (IPM). IPM je holistički pristup upravljanju štetnicima koji kombinira više strategija kako bi se minimizirala šteta od štetnika uz smanjenje rizika za okoliš. Strategije IPM-a uključuju:

• Praćenje: Redovito praćenje populacija štetnika i prirodnih neprijatelja kako bi se procijenio pritisak štetnika i utvrdila potreba za intervencijom.
• Prevencija: Primjena preventivnih mjera za smanjenje problema sa štetnicima, kao što su plodored, sanitacija i otporne sorte.
• Biološka kontrola: Korištenje prirodnih neprijatelja za suzbijanje populacija štetnika.
• Agrotehničke mjere: Primjena agrotehničkih mjera kao što su pravilno navodnjavanje, gnojidba i kontrola korova kako bi se promicalo zdravlje biljaka i smanjila osjetljivost na štetnike.
• Kemijska kontrola: Korištenje pesticida samo kada je to nužno i odabir najselektivnijih i najmanje toksičnih opcija.

IPM naglašava proces donošenja odluka koji uzima u obzir ekonomske, ekološke i društvene čimbenike. Integriranjem više strategija, IPM može postići održivu kontrolu štetnika uz minimiziranje negativnih utjecaja na okoliš i ljudsko zdravlje. IPM programi se sve više usvajaju u poljoprivredi, hortikulturi, šumarstvu i urbanom upravljanju štetnicima diljem svijeta.

Studije slučaja uspješne biološke kontrole štetnika

Brojni uspješni primjeri biološke kontrole štetnika pokazuju njezinu učinkovitost i potencijal:

• Kontrola australskog crvca u Kaliforniji: Kao što je ranije spomenuto, uvođenje vedalije za kontrolu australskog crvca u kalifornijskim nasadima citrusa klasičan je primjer uspješne klasične biološke kontrole.
• Kontrola maniokinog crvca u Africi: Uvođenje parazitske ose Anagyrus lopezi za kontrolu maniokinog crvca (Phenacoccus manihoti) u Africi još je jedna značajna priča o uspjehu. Maniokin crvac bio je glavni štetnik manioke, osnovne prehrambene kulture za milijune ljudi u Africi. Uvođenje parazitske ose stavilo je crvca pod kontrolu, značajno povećavajući prinose manioke i poboljšavajući sigurnost hrane.
• Kontrola vodenog zumbula u vodenim ekosustavima: Vodeni zumbul (Eichhornia crassipes) invazivna je vodena biljka koja može začepiti vodene putove, ometati plovidbu i štetiti vodenim ekosustavima. Biokontrolni agensi, poput pipa Neochetina eichhorniae i Neochetina bruchi, uspješno su korišteni za kontrolu vodenog zumbula u mnogim dijelovima svijeta, uključujući Sjedinjene Američke Države, Australiju i Afriku.
• Kontrola kupusnog moljca na kupusnjačama: Kupusni moljac (Plutella xylostella) glavni je štetnik kupusnjača, kao što su kupus, brokula i cvjetača. Biokontrolni agensi, poput parazitske ose Diadegma semiclausum i bakterije Bacillus thuringiensis, učinkovito se koriste za kontrolu kupusnog moljca u mnogim zemljama.

Budućnost biološke kontrole štetnika

Biološka kontrola štetnika spremna je igrati sve važniju ulogu u održivoj poljoprivredi i zaštiti okoliša u budućnosti. Napredak u istraživanju, tehnologiji i politici potiče rast i usvajanje metoda biološke kontrole diljem svijeta.

Ključni trendovi u biološkoj kontroli štetnika:

• Povećano istraživanje i razvoj: Kontinuirano istraživanje usmjereno je na otkrivanje novih prirodnih neprijatelja, razvoj učinkovitijih biopesticida i poboljšanje razumijevanja ekoloških interakcija.
• Poboljšana proizvodnja i formulacija: Napredak u tehnologijama proizvodnje i formulacije čini biokontrolne agense dostupnijima, cjenovno prihvatljivijima i učinkovitijima.
• Poboljšani sustavi primjene: Novi sustavi primjene, poput dronova i tehnologija precizne poljoprivrede, poboljšavaju primjenu biokontrolnih agenasa na poljoprivrednim poljima.
• Veća integracija s IPM-om: IPM programi sve više uključuju biološku kontrolu kao ključnu komponentu, što dovodi do održivijih i učinkovitijih strategija upravljanja štetnicima.
• Politička podrška i regulacija: Vlade i regulatorne agencije pružaju veću podršku biološkoj kontroli štetnika kroz financiranje, poticaje i pojednostavljene procese registracije.
• Javna svijest i edukacija: Povećana javna svijest i edukacija potiču potražnju za sigurnijim i održivijim praksama upravljanja štetnicima.

Zaključak

Biološka kontrola štetnika nudi obećavajući put prema održivijem i ekološki prihvatljivijem pristupu upravljanju štetnicima. Korištenjem snage prirode, možemo smanjiti našu ovisnost o sintetičkim pesticidima, zaštititi ljudsko zdravlje i očuvati zdravlje naših ekosustava. Iako izazovi ostaju, kontinuirano istraživanje, tehnološki napredak i politička podrška utiru put za veće usvajanje i učinkovitost metoda biološke kontrole. Dok se krećemo prema održivijoj budućnosti, biološka kontrola štetnika nedvojbeno će igrati ključnu ulogu u osiguravanju sigurnosti hrane, zaštiti biološke raznolikosti i stvaranju zdravijeg okoliša za sve.

Resursi za dodatno učenje

• Međunarodno udruženje proizvođača biokontrole (IBMA): https://www.ibma-global.org/
• Udruženje proizvođača prirodne biokontrole (ANBP): https://anbp.org/
• Časopis BioControl: https://www.springer.com/journal/10526
• Vaš lokalni poljoprivredni savjetodavni ured ili sveučilišni odjel za entomologiju.