Natūrali kenkėjų kontrolė: biologinio valdymo metodai tvariam pasauliui

Didėjančio aplinkosauginio sąmoningumo ir susirūpinimo dėl neigiamo sintetinių pesticidų poveikio eroje biologinė kenkėjų kontrolė tampa gyvybiškai svarbiu ir tvariu kenkėjų valdymo metodu. Šis metodas išnaudoja pačios gamtos galią, pasitelkdamas naudingus organizmus kenkėjų populiacijoms reguliuoti. Skirtingai nuo įprastų metodų, kurie remiasi chemine intervencija, biologinė kontrolė siūlo ekologiškesnį ir ilgalaikį sprendimą, prisidedantį prie sveikesnių ekosistemų ir saugesnių maisto gamybos sistemų visame pasaulyje. Šis išsamus vadovas nagrinėja biologinės kenkėjų kontrolės principus, metodus, privalumus ir iššūkius, teikdamas praktinių įžvalgų tiek profesionalams, tiek entuziastams, siekiantiems taikyti tvaresnes praktikas.

Kas yra biologinė kenkėjų kontrolė?

Biologinė kenkėjų kontrolė, dar žinoma kaip biokontrolė, yra gyvų organizmų naudojimas kenkėjų populiacijoms slopinti. Šie organizmai, vadinami biokontrolės agentais, apima plėšrūnus, parazitoidus, patogenus ir konkurentus. Pagrindinis biologinės kontrolės tikslas yra sumažinti kenkėjų skaičių iki priimtino lygio, užkertant kelią ekonominei žalai ar pavojui sveikatai, tuo pačiu sumažinant žalą aplinkai ir netiksliniams organizmams.

Pagrindiniai biologinės kontrolės principai

• Išsaugojimas: Esamų natūralių priešų populiacijų, jau egzistuojančių aplinkoje, apsauga ir gausinimas.
• Papildymas: Esamų natūralių priešų populiacijų papildymas paleidžiant papildomus individus, periodiškai arba masiškai.
• Importavimas (klasikinė biologinė kontrolė): Natūralių priešų introdukavimas iš kenkėjo gimtojo regiono į naują vietovę, kurioje kenkėjas įsitvirtino be savo natūralių kontrolės mechanizmų.

Biologinės kontrolės agentų tipai

Biologinės kenkėjų kontrolės veiksmingumas daugiausia priklauso nuo kruopštaus tinkamų biokontrolės agentų parinkimo ir taikymo. Šiuos agentus galima plačiai suskirstyti į šias kategorijas:

Plėšrūnai

Plėšrūnai yra organizmai, kurie per savo gyvenimą nužudo ir suvartoja daugybę grobio individų. Jie atlieka svarbų vaidmenį reguliuojant kenkėjų populiacijas įvairiose ekosistemose.

Pavyzdžiai:

• Boružės (Coccinellidae): Boružės yra grobuoniškos amarų, miltuotųjų skydamarių, voratinklinių erkių ir kitų minkštakūnių vabzdžių plėšrūnės. Jos plačiai naudojamos soduose, šiltnamiuose ir žemės ūkio laukuose visame pasaulyje. Pavyzdžiui, daugelyje Europos šalių boružių paleidimas yra įprasta praktika ekologinėje žemdirbystėje siekiant kontroliuoti amarų antplūdžius ant tokių kultūrų kaip daržovės ir vaisiai.
• Auksaakės (Chrysopidae): Auksaakių lervos yra veiksmingos amarų, tripsų, baltasparnių ir kitų smulkių vabzdžių plėšrūnės. Jas galima įsigyti komerciškai ir paleisti šiltnamiuose bei soduose, siekiant kontroliuoti platų kenkėjų spektrą. Šiaurės Amerikoje auksaakės dažnai naudojamos integruotos kenkėjų kontrolės (IKK) programose soduose ir vynuogynuose.
• Plėšriosios erkės (Phytoseiidae): Šios erkės yra specializuotos voratinklinių erkių ir kitų augalais mintančių erkių plėšrūnės. Jos dažnai naudojamos šiltnamiuose ir medelynuose, siekiant kontroliuoti erkių antplūdžius ant dekoratyvinių augalų ir pasėlių. Pavyzdžiui, Nyderlanduose plėšriosios erkės plačiai naudojamos šiltnamių sodininkystėje, siekiant valdyti voratinklines erkes ant tokių kultūrų kaip pomidorai ir agurkai.
• Žygiai (Carabidae): Šie vabalai yra svarbūs dirvožemyje gyvenančių vabzdžių ir piktžolių sėklų plėšrūnai. Jie gali padėti kontroliuoti kenkėjus žemės ūkio laukuose ir soduose. Australijoje tiriamos žygių galimybės kontroliuoti piktžolių sėklas kviečių ir kitų javų pasėliuose.

Parazitoidai

Parazitoidai yra vabzdžiai, kurie deda kiaušinius kituose vabzdžiuose (šeimininke) arba ant jų. Parazitoidų lervos vystosi šeimininko viduje ir galiausiai jį nužudo. Parazitoidai yra labai specializuoti ir dažnai puola konkrečias kenkėjų rūšis.

Pavyzdžiai:

• Parazitinės vapsvos (Braconidae, Ichneumonidae, Chalcididae): Šios vapsvos yra įvairi parazitoidų grupė, puolanti platų vabzdžių kenkėjų spektrą, įskaitant amarus, vikšrus, baltasparnius ir skydamarius. Jos plačiai naudojamos biologinės kontrolės programose žemės ūkyje ir miškininkystėje. Pavyzdžiui, Brazilijoje parazitinės vapsvos naudojamos cukranendrių gręžikui, pagrindiniam cukranendrių pasėlių kenkėjui, kontroliuoti.
• Tachinos (Tachinidae): Šios musės yra vikšrų, vabalų ir kitų vabzdžių kenkėjų parazitoidai. Jos yra svarbūs natūralūs priešai daugelyje ekosistemų ir gali reikšmingai prisidėti prie kenkėjų kontrolės. Kinijoje tachinos naudojamos azijiniam kukurūzų gręžikui, destruktyviam kukurūzų pasėlių kenkėjui, kontroliuoti.
• Trichogramos vapsvos (Trichogrammatidae): Šios mažytės vapsvos yra kiaušinių parazitoidai, puolančios įvairių drugių rūšių kiaušinius. Jos masiškai auginamos ir paleidžiamos į žemės ūkio laukus, siekiant kontroliuoti tokius kenkėjus kaip obuolinis vaisėdis, kukurūzų auslindė ir pomidorų vaisėdis. Trichogramos vapsvos plačiai naudojamos IKK programose daugelyje šalių, įskaitant Jungtines Valstijas, Kanadą ir Europą.

Patogenai

Patogenai yra mikroorganizmai, tokie kaip bakterijos, grybai, virusai ir nematodai, kurie sukelia vabzdžių ligas. Jie gali būti naudojami kaip biopesticidai kenkėjų populiacijoms kontroliuoti.

Pavyzdžiai:

• Bacillus thuringiensis (Bt): Bt yra bakterija, gaminanti toksinus, kurie yra mirtini tam tikriems vabzdžių kenkėjams, ypač vikšrams, vabalams ir musėms. Bt plačiai naudojama kaip biopesticidas žemės ūkyje, miškininkystėje ir uodų kontrolėje. Skirtingos Bt atmainos veiksmingos prieš skirtingas vabzdžių grupes. Bt naudojama visame pasaulyje, įskaitant besivystančias šalis, kuriose prieiga prie cheminių pesticidų gali būti ribota.
• Beauveria bassiana: Šis grybas užkrečia platų vabzdžių kenkėjų spektrą, įskaitant amarus, baltasparnius, tripsus ir vabalus. Jis naudojamas kaip biopesticidas žemės ūkyje, sodininkystėje ir miškininkystėje. Beauveria bassiana naudojama įvairiose pasaulio dalyse, įskaitant Afriką, kenkėjams kontroliuoti tokiose kultūrose kaip kava ir daržovės.
• Entomopatogeniniai nematodai (Steinernematidae, Heterorhabditidae): Šie nematodai yra mikroskopinės kirmėlės, parazituojančios vabzdžius. Jie naudojami dirvožemyje gyvenantiems kenkėjams, tokiems kaip grambuolių lervos, straubliukai ir pelėdgalvių vikšrai, kontroliuoti. Entomopatogeniniai nematodai naudojami vejos priežiūroje, sodininkystėje ir žemės ūkyje daugelyje regionų, įskaitant Europą ir Šiaurės Ameriką.
• Vabzdžių virusai (Baculoviruses): Šie virusai yra labai specifiški tam tikriems vabzdžių kenkėjams, ypač vikšrams. Jie naudojami kaip biopesticidai žemės ūkyje ir miškininkystėje. Bakulovirusai laikomi draugiškais aplinkai, nes nekenkia naudingiems vabzdžiams ar kitiems organizmams.

Konkurentai

Konkurentai yra organizmai, kurie konkuruoja su kenkėjais dėl išteklių, tokių kaip maistas, vanduo ar erdvė. Išstumdami kenkėjus, jie gali sumažinti kenkėjų populiacijas.

Pavyzdžiai:

• Piktžoles slopinantys tarpiniai augalai: Tarpiniai augalai gali konkuruoti su piktžolėmis dėl išteklių, mažindami piktžolių populiacijas žemės ūkio laukuose. Jie taip pat gali pagerinti dirvožemio sveikatą ir sumažinti dirvožemio eroziją. Pavyzdžiui, Pietų Amerikoje tarpiniai augalai naudojami piktžolėms slopinti sojų pupelių ir kukurūzų auginimo sistemose.
• Antagonistiniai mikroorganizmai: Tam tikri mikroorganizmai gali slopinti augalų patogenų augimą ar aktyvumą, apsaugodami augalus nuo ligų. Šie mikroorganizmai gali būti naudojami kaip biologinės kontrolės agentai žemės ūkyje ir sodininkystėje.
• Sterilių vabzdžių metodas (SVM): Šis metodas apima sterilizuotų patinų paleidimą į aplinką. Sterilūs patinai konkuruoja su vaisingais patinais dėl patelių, mažindami kenkėjų populiacijos reprodukcinę sėkmę. SVM sėkmingai naudojamas vaisinėms muselėms, uodams ir kitiems vabzdžių kenkėjams kontroliuoti įvairiose pasaulio dalyse.

Biologinės kenkėjų kontrolės įgyvendinimo metodai

Biologinės kenkėjų kontrolės įgyvendinimas reikalauja strateginio požiūrio, atsižvelgiant į konkretų kenkėją, pasėlį ir aplinką. Dažniausiai naudojami šie metodai:

Išsaugojamoji biologinė kontrolė

Išsaugojamoji biologinė kontrolė apima aplinkos modifikavimą, siekiant pagerinti esamų natūralių priešų išgyvenamumą, dauginimąsi ir veiksmingumą. Tai galima pasiekti įvairiomis praktikomis:

• Maisto šaltinių teikimas: Žydinčių augalų, teikiančių nektarą ir žiedadulkes naudingiems vabzdžiams, sodinimas. Pavyzdžiui, laukinių gėlių sodinimas šalia pasėlių laukų gali pritraukti boružes, auksaakes ir parazitines vapsvas, suteikiant joms maisto ir prieglobstį. Jungtinėje Karalystėje ūkininkai skatinami sodinti gyvatvores ir laukinių gėlių juostas, kad palaikytų naudingus vabzdžius.
• Prieglobsčio teikimas: Buveinių, teikiančių prieglobstį natūraliems priešams, tokių kaip vabalų pylimai ar gyvatvorės, kūrimas. Vabalų pylimai yra pakeltos žemės juostos, apsodintos žolėmis ir laukinėmis gėlėmis, teikiančios žiemojimo buveinę žygiams ir kitiems naudingiems vabzdžiams.
• Pesticidų naudojimo mažinimas: Plataus spektro pesticidų, galinčių pakenkti naudingiems vabzdžiams, naudojimo mažinimas. Vietoj jų reikėtų naudoti selektyvius pesticidus arba biopesticidus.
• Sėjomaina: Augalų kaita gali sutrikdyti kenkėjų gyvavimo ciklus ir sukurti įvairesnę aplinką, palaikančią natūralius priešus.
• Neariminė žemdirbystė: Dirvos dirbimo mažinimas gali išsaugoti dirvožemio struktūrą ir suteikti buveinę naudingiems dirvožemio organizmams.

Papildomoji biologinė kontrolė

Papildomoji biologinė kontrolė apima esamų natūralių priešų populiacijų papildymą paleidžiant papildomus individus. Tai galima padaryti dviem būdais:

• Inokuliacinis paleidimas: Nedidelio skaičiaus natūralių priešų paleidimas sezono pradžioje, siekiant sukurti save palaikančią populiaciją. Šis metodas tinka kenkėjams, kurie yra žemo lygio arba tikimasi, kad pasirodys vėliau sezone.
• Masinis paleidimas: Didelio skaičiaus natūralių priešų paleidimas, siekiant greitos kenkėjų kontrolės. Šis metodas tinka kenkėjams, kurie yra aukšto lygio arba daro didelę žalą.

Papildymą galima atlikti perkant komerciškai prieinamus biokontrolės agentus iš vabzdžių veisyklų ir paleidžiant juos į tikslinę sritį. Tinkamas kenkėjo identifikavimas ir atitinkamo natūralaus priešo parinkimas yra labai svarbūs sėkmei. Be to, būtina stebėti kenkėjų ir natūralių priešų populiacijas, siekiant nustatyti paleidimų laiką ir dažnumą.

Importavimas (klasikinė) biologinė kontrolė

Importavimas, arba klasikinė biologinė kontrolė, apima natūralių priešų introdukavimą iš kenkėjo gimtojo regiono į naują vietovę, kurioje kenkėjas įsitvirtino be savo natūralių kontrolės mechanizmų. Šis metodas paprastai naudojamas egzotiniams kenkėjams, kurie tapo invaziniais ir daro didelę ekologinę ar ekonominę žalą.

Importavimas reikalauja kruopščių tyrimų, siekiant nustatyti tinkamus natūralius priešus, kurie yra veiksmingi prieš tikslinį kenkėją ir nekelia grėsmės netiksliniams organizmams. Prieš paleidžiant, natūralūs priešai paprastai yra griežtai karantinuojami ir tikrinami, siekiant užtikrinti jų saugumą ir veiksmingumą. Šis procesas dažnai apima mokslininkų, reguliavimo agentūrų ir tarptautinių organizacijų bendradarbiavimą.

Pavyzdys: Vedalijos vabalėlio (Rodolia cardinalis) introdukavimas, siekiant kontroliuoti lovelinį skydamarį (Icerya purchasi) Kalifornijos citrusų giraitėse XIX a. pabaigoje, yra vienas sėkmingiausių klasikinės biologinės kontrolės pavyzdžių. Vedalijos vabalėlis, lovelinio skydamario plėšrūnas, buvo importuotas iš Australijos ir greitai suvaldė kenkėją, išgelbėdamas Kalifornijos citrusų pramonę.

Biologinės kenkėjų kontrolės privalumai

Biologinė kenkėjų kontrolė siūlo daugybę privalumų, palyginti su įprastais cheminiais kenkėjų kontrolės metodais:

• Aplinkos tvarumas: Mažina priklausomybę nuo sintetinių pesticidų, sumažinant aplinkos taršą ir apsaugant naudingus organizmus.
• Žmonių sveikata ir sauga: Mažina sąlytį su toksiškomis cheminėmis medžiagomis, skatinant saugesnę maisto gamybą ir sveikesnę aplinką.
• Ilgalaikė kenkėjų kontrolė: Užtikrina tvarią kenkėjų kontrolę, sukuriant save reguliuojančias natūralių priešų populiacijas.
• Sumažėjęs kenkėjų atsparumas: Sumažina kenkėjų atsparumo pesticidams vystymąsi, kas yra dažna problema taikant cheminės kontrolės metodus.
• Ekonomiškumas: Ilgainiui gali būti ekonomiškesnė nei cheminė kontrolė, nes natūralūs priešai gali užtikrinti nuolatinę kenkėjų kontrolę be pakartotinių purškimų.
• Pagerėjusi ekosistemos sveikata: Palaiko biologinę įvairovę ir gerina ekosistemos sveikatą, skatinant natūralius ekologinius procesus.

Biologinės kenkėjų kontrolės iššūkiai ir apribojimai

Nors biologinė kenkėjų kontrolė siūlo daug privalumų, ji taip pat kelia tam tikrų iššūkių ir apribojimų:

• Specifiškumas: Kai kurie natūralūs priešai yra labai specifiški tam tikriems kenkėjams, todėl jų veiksmingumas prieš platų kenkėjų spektrą yra ribotas.
• Lėtas veikimas: Biologinė kontrolė gali duoti rezultatus lėčiau nei cheminė kontrolė, todėl reikalauja kantrybės ir kruopštaus stebėjimo.
• Aplinkos veiksniai: Biologinės kontrolės veiksmingumą gali paveikti aplinkos veiksniai, tokie kaip temperatūra, drėgmė ir buveinių prieinamumas.
• Sudėtingumas: Biologinės kontrolės įgyvendinimas reikalauja išsamaus kenkėjų biologijos, natūralių priešų biologijos ir ekologinių sąveikų supratimo.
• Kaina: Pradinė natūralių priešų pirkimo ir paleidimo kaina gali būti didesnė nei cheminių pesticidų kaina.
• Galimas poveikis netiksliniams organizmams: Retais atvejais introdukuoti natūralūs priešai gali pakenkti netiksliniams organizmams arba sutrikdyti ekosistemas.

Integruota kenkėjų kontrolė (IKK)

Biologinė kenkėjų kontrolė yra veiksmingiausia, kai ji integruota į išsamią integruotos kenkėjų kontrolės (IKK) programą. IKK yra holistinis požiūris į kenkėjų valdymą, derinantis kelias strategijas, siekiant sumažinti kenkėjų žalą ir aplinkos riziką. IKK strategijos apima:

• Stebėjimas: Reguliarus kenkėjų ir natūralių priešų populiacijų stebėjimas, siekiant įvertinti kenkėjų spaudimą ir nustatyti intervencijos poreikį.
• Prevencija: Prevencinių priemonių, tokių kaip sėjomaina, sanitarija ir atsparių veislių naudojimas, įgyvendinimas siekiant sumažinti kenkėjų problemas.
• Biologinė kontrolė: Natūralių priešų naudojimas kenkėjų populiacijoms slopinti.
• Kultūrinės praktikos: Kultūrinių praktikų, tokių kaip tinkamas drėkinimas, tręšimas ir piktžolių kontrolė, taikymas siekiant skatinti augalų sveikatą ir sumažinti jautrumą kenkėjams.
• Cheminė kontrolė: Pesticidų naudojimas tik esant būtinybei ir selektyviausių bei mažiausiai toksiškų variantų parinkimas.

IKK pabrėžia sprendimų priėmimo procesą, kuriame atsižvelgiama į ekonominius, aplinkos ir socialinius veiksnius. Integruodama kelias strategijas, IKK gali pasiekti tvarią kenkėjų kontrolę, kartu sumažindama neigiamą poveikį aplinkai ir žmonių sveikatai. IKK programos vis plačiau taikomos žemės ūkyje, sodininkystėje, miškininkystėje ir miestų kenkėjų valdyme visame pasaulyje.

Sėkmingos biologinės kenkėjų kontrolės atvejų studijos

Daugybė sėkmingų biologinės kenkėjų kontrolės pavyzdžių rodo jos veiksmingumą ir potencialą:

• Lovelinio skydamario kontrolė Kalifornijoje: Kaip minėta anksčiau, vedalijos vabalėlio introdukavimas, siekiant kontroliuoti lovelinį skydamarį Kalifornijos citrusų giraitėse, yra klasikinis sėkmingos klasikinės biologinės kontrolės pavyzdys.
• Maniokinio miltuotojo skydamario kontrolė Afrikoje: Parazitinės vapsvos Anagyrus lopezi introdukavimas, siekiant kontroliuoti maniokinį miltuotąjį skydamarį (Phenacoccus manihoti) Afrikoje, yra dar viena žymi sėkmės istorija. Maniokinis miltuotasis skydamaris buvo pagrindinis maniokos, pagrindinio maistinio augalo milijonams žmonių Afrikoje, kenkėjas. Parazitinės vapsvos introdukavimas suvaldė miltuotąjį skydamarį, žymiai padidindamas maniokos derlių ir pagerindamas maisto saugumą.
• Vandeninės hiacinto kontrolė vandens ekosistemose: Vandeninis hiacintas (Eichhornia crassipes) yra invazinis vandens augalas, kuris gali užkimšti vandens kelius, sutrikdyti laivybą ir pakenkti vandens ekosistemoms. Biologinės kontrolės agentai, tokie kaip straubliukai Neochetina eichhorniae ir Neochetina bruchi, buvo sėkmingai naudojami vandeniniam hiacintui kontroliuoti daugelyje pasaulio vietų, įskaitant Jungtines Valstijas, Australiją ir Afriką.
• Kopūstinio pelėdgalvio kontrolė kryžmažiedžių pasėliuose: Kopūstinis pelėdgalvis (Plutella xylostella) yra pagrindinis kryžmažiedžių augalų, tokių kaip kopūstai, brokoliai ir žiediniai kopūstai, kenkėjas. Biologinės kontrolės agentai, tokie kaip parazitinė vapsva Diadegma semiclausum ir bakterija Bacillus thuringiensis, buvo veiksmingai naudojami kopūstiniam pelėdgalviui kontroliuoti daugelyje šalių.

Biologinės kenkėjų kontrolės ateitis

Biologinė kenkėjų kontrolė ateityje vaidins vis svarbesnį vaidmenį tvariame žemės ūkyje ir aplinkos apsaugoje. Mokslinių tyrimų, technologijų ir politikos pažanga skatina biologinės kontrolės metodų augimą ir taikymą visame pasaulyje.

Pagrindinės biologinės kenkėjų kontrolės tendencijos:

• Padidėję moksliniai tyrimai ir plėtra: Vykdomi moksliniai tyrimai yra skirti naujų natūralių priešų atradimui, veiksmingesnių biopesticidų kūrimui ir ekologinių sąveikų supratimo gerinimui.
• Patobulinta gamyba ir formuliacija: Gamybos ir formuliacijos technologijų pažanga daro biokontrolės agentus prieinamesnius, įperkamesnius ir veiksmingesnius.
• Patobulintos tiekimo sistemos: Naujos tiekimo sistemos, tokios kaip dronai ir tiksliosios žemdirbystės technologijos, gerina biokontrolės agentų taikymą žemės ūkio laukuose.
• Glaudesnė integracija su IKK: IKK programos vis dažniau įtraukia biologinę kontrolę kaip pagrindinį komponentą, kas lemia tvaresnes ir veiksmingesnes kenkėjų valdymo strategijas.
• Politikos parama ir reguliavimas: Vyriausybės ir reguliavimo agentūros teikia didesnę paramą biologinei kenkėjų kontrolei per finansavimą, paskatas ir supaprastintus registracijos procesus.
• Visuomenės sąmoningumas ir švietimas: Didėjantis visuomenės sąmoningumas ir švietimas skatina saugesnių ir tvaresnių kenkėjų valdymo praktikų paklausą.

Išvada

Biologinė kenkėjų kontrolė siūlo perspektyvų kelią link tvaresnio ir aplinkai draugiškesnio kenkėjų valdymo požiūrio. Išnaudodami gamtos galią, galime sumažinti priklausomybę nuo sintetinių pesticidų, apsaugoti žmonių sveikatą ir išsaugoti mūsų ekosistemų sveikatą. Nors iššūkių išlieka, nuolatiniai moksliniai tyrimai, technologijų pažanga ir politikos parama atveria kelią didesniam biologinės kontrolės metodų pritaikymui ir veiksmingumui. Judėdami link tvaresnės ateities, biologinė kenkėjų kontrolė neabejotinai atliks lemiamą vaidmenį užtikrinant maisto saugumą, saugant biologinę įvairovę ir kuriant sveikesnę aplinką visiems.

Ištekliai papildomam mokymuisi

• Tarptautinė biokontrolės gamintojų asociacija (IBMA): https://www.ibma-global.org/
• Natūralių biokontrolės gamintojų asociacija (ANBP): https://anbp.org/
• Žurnalas „BioControl“: https://www.springer.com/journal/10526
• Jūsų vietinis žemės ūkio konsultavimo biuras arba universiteto entomologijos katedra.