Naravno zatiranje škodljivcev: Biološke metode za trajnostni svet

V dobi naraščajoče okoljske ozaveščenosti in zaskrbljenosti zaradi negativnih vplivov sintetičnih pesticidov se biološko zatiranje škodljivcev pojavlja kot ključen in trajnosten pristop k obvladovanju škodljivcev. Ta metoda izkorišča moč same narave z uporabo koristnih organizmov za uravnavanje populacij škodljivcev. Za razliko od konvencionalnih metod, ki temeljijo na kemičnih posegih, biološko zatiranje ponuja okolju prijaznejšo in dolgoročnejšo rešitev, ki prispeva k bolj zdravim ekosistemom in varnejšim sistemom pridelave hrane po vsem svetu. Ta izčrpen vodnik raziskuje načela, metode, prednosti in izzive biološkega zatiranja škodljivcev ter ponuja praktične vpoglede tako za strokovnjake kot za navdušence, ki si prizadevajo za bolj trajnostne prakse.

Kaj je biološko zatiranje škodljivcev?

Biološko zatiranje škodljivcev, znano tudi kot biokontrola, je uporaba živih organizmov za zatiranje populacij škodljivcev. Ti organizmi, imenovani agensi za biokontrolo, vključujejo plenilce, parazitoide, patogene in tekmovalce. Glavni cilj biološkega zatiranja je zmanjšati število škodljivcev na sprejemljivo raven, preprečiti, da bi povzročali gospodarsko škodo ali predstavljali tveganje za zdravje, hkrati pa zmanjšati škodo za okolje in neciljne organizme.

Ključna načela biološkega zatiranja

Ohranjanje (konzervacija): Varovanje in spodbujanje obstoječih populacij naravnih sovražnikov, ki so že prisotni v okolju.
Povečevanje (augmentacija): Dopolnjevanje obstoječih populacij naravnih sovražnikov z izpuščanjem dodatnih osebkov, bodisi periodično ali množično.
Vnos (klasično biološko zatiranje): Vnos naravnih sovražnikov iz domačega območja škodljivca na novo območje, kjer se je škodljivec ustalil brez svojih naravnih sovražnikov.

Vrste agensov za biokontrolo

Učinkovitost biološkega zatiranja škodljivcev je v veliki meri odvisna od skrbne izbire in uporabe ustreznih agensov za biokontrolo. Te agense lahko v grobem razdelimo v naslednje kategorije:

Plenilci

Plenilci so organizmi, ki v svojem življenju ubijejo in zaužijejo več plenov. Imajo pomembno vlogo pri uravnavanju populacij škodljivcev v različnih ekosistemih.

Primeri:

Pikapolonice (Coccinellidae): Pikapolonice so požrešne plenilke uši, volnatih kaparjev, pršic in drugih žuželk z mehkim telesom. Pogosto se uporabljajo na vrtovih, v rastlinjakih in na kmetijskih poljih po vsem svetu. V mnogih evropskih državah je na primer izpuščanje pikapolonic običajna praksa v ekološkem kmetijstvu za zatiranje uši na pridelkih, kot so zelenjava in sadje.
Mrežekrilci (Chrysopidae): Ličinke mrežekrilcev so učinkoviti plenilci uši, resarjev, rastlinjakovega ščitkarja in drugih manjših žuželk. Na voljo so v komercialni prodaji in se lahko izpuščajo v rastlinjake in na vrtove za zatiranje širokega spektra škodljivcev. V Severni Ameriki se mrežekrilci pogosto uporabljajo v programih integriranega varstva rastlin (IVR) v sadovnjakih in vinogradih.
Plenilske pršice (Phytoseiidae): Te pršice so specializirane plenilke navadnih pršic in drugih pršic, ki se prehranjujejo z rastlinami. Običajno se uporabljajo v rastlinjakih in drevesnicah za zatiranje napadov pršic na okrasnih rastlinah in pridelkih. Na Nizozemskem se na primer plenilske pršice obsežno uporabljajo v rastlinjaški pridelavi za obvladovanje pršic na pridelkih, kot sta paradižnik in kumare.
Kremenjaši (Carabidae): Ti hrošči so pomembni plenilci talnih žuželk in semen plevelov. Pomagajo lahko pri zatiranju škodljivcev na kmetijskih poljih in vrtovih. V Avstraliji preučujejo potencial kremenjašev za zatiranje semen plevelov v pšenici in drugih žitnih pridelkih.

Parazitoidi

Parazitoidi so žuželke, ki svoja jajčeca odlagajo v ali na druge žuželke (gostitelja). Ličinke parazitoidov se razvijajo v gostitelju in ga na koncu ubijejo. Parazitoidi so zelo specializirani in pogosto ciljajo na določene vrste škodljivcev.

Primeri:

Parazitske ose (Braconidae, Ichneumonidae, Chalcididae): Te ose so raznolika skupina parazitoidov, ki napadajo širok spekter žuželčjih škodljivcev, vključno z ušmi, gosenicami, ščitkarji in kaparji. Pogosto se uporabljajo v programih biološkega zatiranja v kmetijstvu in gozdarstvu. V Braziliji se na primer parazitske ose uporabljajo za zatiranje trsnega sukača, glavnega škodljivca na pridelkih sladkornega trsa.
Goseničarke (Tachinidae): Te muhe so parazitoidi gosenic, hroščev in drugih žuželčjih škodljivcev. So pomembni naravni sovražniki v mnogih ekosistemih in lahko znatno prispevajo k zatiranju škodljivcev. Na Kitajskem se goseničarke uporabljajo za zatiranje azijskega koruznega molja, uničujočega škodljivca koruznih pridelkov.
Ose najezdnice iz rodu Trichogramma (Trichogrammatidae): Te drobne ose so parazitoidi jajčec, ki napadajo jajčeca različnih vrst moljev. Množično jih proizvajajo in izpuščajo na kmetijska polja za zatiranje škodljivcev, kot so jabolčni zavijač, koruzna sovka in paradižnikova sadna grizlica. Ose iz rodu Trichogramma se obsežno uporabljajo v programih IVR v mnogih državah, vključno z Združenimi državami, Kanado in Evropo.

Patogeni

Patogeni so mikroorganizmi, kot so bakterije, glive, virusi in ogorčice, ki povzročajo bolezni pri žuželkah. Uporabljajo se lahko kot biopesticidi za zatiranje populacij škodljivcev.

Primeri:

Bacillus thuringiensis (Bt): Bt je bakterija, ki proizvaja toksine, smrtonosne za določene žuželčje škodljivce, zlasti gosenice, hrošče in muhe. Bt se široko uporablja kot biopesticid v kmetijstvu, gozdarstvu in za zatiranje komarjev. Različni sevi Bt so učinkoviti proti različnim skupinam žuželk. Bt se uporablja po vsem svetu, vključno z državami v razvoju, kjer je dostop do kemičnih pesticidov lahko omejen.
Beauveria bassiana: Ta gliva okuži širok spekter žuželčjih škodljivcev, vključno z ušmi, ščitkarji, resarji in hrošči. Uporablja se kot biopesticid v kmetijstvu, hortikulturi in gozdarstvu. Beauveria bassiana se uporablja v različnih delih sveta, vključno z Afriko, za zatiranje škodljivcev na pridelkih, kot sta kava in zelenjava.
Entomopatogene ogorčice (Steinernematidae, Heterorhabditidae): Te ogorčice so mikroskopski črvi, ki parazitirajo na žuželkah. Uporabljajo se za zatiranje talnih škodljivcev, kot so ogrci, rilčkarji in sovke. Entomopatogene ogorčice se uporabljajo pri urejanju zelenic, v hortikulturi in kmetijstvu v mnogih regijah, vključno z Evropo in Severno Ameriko.
Virusi žuželk (Baculoviruses): Ti virusi so zelo specifični za določene žuželčje škodljivce, zlasti gosenice. Uporabljajo se kot biopesticidi v kmetijstvu in gozdarstvu. Bakulovirusi veljajo za okolju prijazne, ker ne škodujejo koristnim žuželkam ali drugim organizmom.

Tekmovalci (kompetitorji)

Tekmovalci so organizmi, ki tekmujejo s škodljivci za vire, kot so hrana, voda ali prostor. S tem, ko prekašajo škodljivce, lahko zmanjšajo njihove populacije.

Primeri:

Pokrovni posevki, ki zatirajo plevel: Pokrovni posevki lahko tekmujejo s plevelom za vire in tako zmanjšajo populacije plevela na kmetijskih poljih. Prav tako lahko izboljšajo zdravje tal in zmanjšajo erozijo tal. V Južni Ameriki se na primer pokrovni posevki uporabljajo za zatiranje plevela v pridelavi soje in koruze.
Antagonistični mikroorganizmi: Nekateri mikroorganizmi lahko zavirajo rast ali delovanje rastlinskih patogenov in tako varujejo rastline pred boleznimi. Te mikroorganizme lahko uporabimo kot agense za biološko zatiranje v kmetijstvu in hortikulturi.
Tehnika sterilnih žuželk (SIT): Ta tehnika vključuje spuščanje steriliziranih samcev žuželk v okolje. Sterilni samci tekmujejo s plodnimi samci za samice, kar zmanjšuje reproduktivni uspeh populacije škodljivca. SIT se uspešno uporablja za zatiranje sadnih muh, komarjev in drugih žuželčjih škodljivcev v različnih delih sveta.

Metode izvajanja biološkega zatiranja škodljivcev

Izvajanje biološkega zatiranja škodljivcev zahteva strateški pristop, ki upošteva določenega škodljivca, pridelek in okolje. Običajno se uporabljajo naslednje metode:

Ohranjevalno biološko zatiranje

Ohranjevalno biološko zatiranje vključuje prilagajanje okolja za izboljšanje preživetja, razmnoževanja in učinkovitosti obstoječih naravnih sovražnikov. To je mogoče doseči z različnimi praksami:

Zagotavljanje virov hrane: Sajenje cvetočih rastlin, ki zagotavljajo nektar in cvetni prah za koristne žuželke. Sajenje divjih cvetlic v bližini polj lahko na primer privabi pikapolonice, mrežekrilce in parazitske ose, kar jim zagotavlja hrano in zavetje. V Veliki Britaniji kmete spodbujajo k sajenju živih mej in pasov divjih cvetlic za podporo koristnim žuželkam.
Zagotavljanje zavetja: Ustvarjanje habitatov, ki nudijo zavetje naravnim sovražnikom, kot so hroščji nasipi ali žive meje. Hroščji nasipi so dvignjeni pasovi zemlje, zasajeni s travami in divjimi cvetlicami, ki zagotavljajo prezimovališča za kremenjaše in druge koristne žuželke.
Zmanjšanje uporabe pesticidov: Zmanjšanje uporabe pesticidov širokega spektra, ki lahko škodujejo koristnim žuželkam. Namesto njih je treba uporabljati selektivne pesticide ali biopesticide.
Kolobarjenje: Kolobarjenje lahko prekine življenjske cikle škodljivcev in ustvari bolj raznoliko okolje, ki podpira naravne sovražnike.
Kmetovanje brez obdelave tal: Zmanjšanje obdelave tal lahko ohrani strukturo tal in zagotovi habitat za koristne talne organizme.

Augmentativno biološko zatiranje

Augmentativno biološko zatiranje vključuje dopolnjevanje obstoječih populacij naravnih sovražnikov z izpuščanjem dodatnih osebkov. To je mogoče storiti na dva načina:

Inokulativno izpuščanje: Izpuščanje majhnega števila naravnih sovražnikov zgodaj v sezoni, da se vzpostavi samoohranitvena populacija. Ta pristop je primeren za škodljivce, ki so prisotni v majhnem številu ali se pričakuje, da bodo prišli pozneje v sezoni.
Množično izpuščanje: Izpuščanje velikega števila naravnih sovražnikov za doseganje hitrega zatiranja škodljivcev. Ta pristop je primeren za škodljivce, ki so prisotni v velikem številu ali povzročajo znatno škodo.

Povečevanje populacij se lahko izvede z nakupom komercialno dostopnih agensov za biokontrolo iz gojilnic žuželk in njihovim izpuščanjem na ciljno območje. Za uspeh sta ključnega pomena pravilna identifikacija škodljivca in izbira ustreznega naravnega sovražnika. Poleg tega je za določitev časa in pogostosti izpuščanj bistveno spremljanje populacij škodljivcev in naravnih sovražnikov.

Vnos (klasično) biološko zatiranje

Vnos ali klasično biološko zatiranje vključuje vnos naravnih sovražnikov iz domačega območja škodljivca na novo območje, kjer se je škodljivec ustalil brez svojih naravnih sovražnikov. Ta pristop se običajno uporablja za eksotične škodljivce, ki so postali invazivni in povzročajo znatno ekološko ali gospodarsko škodo.

Vnos zahteva skrbno raziskavo za identifikacijo ustreznih naravnih sovražnikov, ki so učinkoviti proti ciljnemu škodljivcu in ne ogrožajo neciljnih organizmov. Pred izpustom so naravni sovražniki običajno podvrženi strogim karantenskim postopkom in testiranjem, da se zagotovi njihova varnost in učinkovitost. Ta proces pogosto vključuje sodelovanje med raziskovalci, regulativnimi agencijami in mednarodnimi organizacijami.

Primer: Vnos polonice vrste vedalija (Rodolia cardinalis) za zatiranje avstralskega kaparja (Icerya purchasi) v kalifornijskih nasadih citrusov v poznem 19. stoletju je eden najuspešnejših primerov klasičnega biološkega zatiranja. Polonica vedalija, plenilec avstralskega kaparja, je bila uvožena iz Avstralije in je hitro obvladala škodljivca ter tako rešila kalifornijsko industrijo citrusov.

Prednosti biološkega zatiranja škodljivcev

Biološko zatiranje škodljivcev ponuja številne prednosti pred konvencionalnimi kemičnimi metodami zatiranja škodljivcev:

Okoljska trajnost: Zmanjšuje odvisnost od sintetičnih pesticidov, s čimer zmanjšuje onesnaževanje okolja in varuje koristne organizme.
Zdravje in varnost ljudi: Zmanjšuje izpostavljenost strupenim kemikalijam, spodbuja varnejšo pridelavo hrane in bolj zdravo okolje.
Dolgoročno zatiranje škodljivcev: Zagotavlja trajnostno zatiranje škodljivcev z vzpostavitvijo samoregulativnih populacij naravnih sovražnikov.
Zmanjšana odpornost škodljivcev: Zmanjšuje razvoj odpornosti škodljivcev na pesticide, kar je pogosta težava pri kemičnih metodah zatiranja.
Stroškovna učinkovitost: Dolgoročno je lahko stroškovno učinkovitejše od kemičnega zatiranja, saj lahko naravni sovražniki zagotavljajo stalno zatiranje škodljivcev brez ponavljajočih se nanosov.
Izboljšano zdravje ekosistema: Podpira biotsko raznovrstnost in izboljšuje zdravje ekosistema s spodbujanjem naravnih ekoloških procesov.

Izzivi in omejitve biološkega zatiranja škodljivcev

Čeprav biološko zatiranje škodljivcev ponuja številne prednosti, prinaša tudi nekatere izzive in omejitve:

Specifičnost: Nekateri naravni sovražniki so zelo specifični za določene škodljivce, kar omejuje njihovo učinkovitost proti širokemu spektru škodljivcev.
Počasno delovanje: Biološko zatiranje lahko doseže rezultate počasneje v primerjavi s kemičnim zatiranjem, kar zahteva potrpežljivost in skrbno spremljanje.
Okoljski dejavniki: Na učinkovitost biološkega zatiranja lahko vplivajo okoljski dejavniki, kot so temperatura, vlaga in razpoložljivost habitatov.
Kompleksnost: Izvajanje biološkega zatiranja zahteva temeljito razumevanje biologije škodljivcev, biologije naravnih sovražnikov in ekoloških interakcij.
Stroški: Začetni stroški nakupa in izpuščanja naravnih sovražnikov so lahko višji od stroškov kemičnih pesticidov.
Možnost neciljnih učinkov: V redkih primerih lahko vneseni naravni sovražniki škodujejo neciljnim organizmom ali motijo ekosisteme.

Integrirano varstvo rastlin (IVR)

Biološko zatiranje škodljivcev je najučinkovitejše, kadar je vključeno v celovit program integriranega varstva rastlin (IVR). IVR je celosten pristop k obvladovanju škodljivcev, ki združuje več strategij za zmanjšanje škode zaradi škodljivcev ob hkratnem zmanjšanju okoljskih tveganj. Strategije IVR vključujejo:

Spremljanje: Redno spremljanje populacij škodljivcev in naravnih sovražnikov za oceno pritiska škodljivcev in določitev potrebe po ukrepanju.
Preventiva: Izvajanje preventivnih ukrepov za zmanjšanje težav s škodljivci, kot so kolobarjenje, sanitacija in odporne sorte.
Biološko zatiranje: Uporaba naravnih sovražnikov za zatiranje populacij škodljivcev.
Kulturne prakse: Uporaba kulturnih praks, kot so pravilno namakanje, gnojenje in zatiranje plevela, za spodbujanje zdravja rastlin in zmanjšanje dovzetnosti za škodljivce.
Kemično zatiranje: Uporaba pesticidov samo, kadar je to nujno potrebno, in izbira najbolj selektivnih in najmanj strupenih možnosti.

IVR poudarja proces odločanja, ki upošteva gospodarske, okoljske in socialne dejavnike. Z integracijo več strategij lahko IVR doseže trajnostno zatiranje škodljivcev ob hkratnem zmanjšanju negativnih vplivov na okolje in zdravje ljudi. Programi IVR se vse bolj uveljavljajo v kmetijstvu, hortikulturi, gozdarstvu in urbanem obvladovanju škodljivcev po vsem svetu.

Študije primerov uspešnega biološkega zatiranja škodljivcev

Številni uspešni primeri biološkega zatiranja škodljivcev dokazujejo njegovo učinkovitost in potencial:

Zatiranje avstralskega kaparja v Kaliforniji: Kot smo že omenili, je vnos polonice vedalije za zatiranje avstralskega kaparja v kalifornijskih nasadih citrusov klasičen primer uspešnega klasičnega biološkega zatiranja.
Zatiranje maniokovega volnatega kaparja v Afriki: Vnos parazitske ose Anagyrus lopezi za zatiranje maniokovega volnatega kaparja (Phenacoccus manihoti) v Afriki je še ena pomembna zgodba o uspehu. Maniokov volnati kapar je bil glavni škodljivec manioke, osnovne živilske rastline za milijone ljudi v Afriki. Vnos parazitske ose je obvladal kaparja, kar je znatno povečalo pridelke manioke in izboljšalo prehransko varnost.
Zatiranje vodne hijacinte v vodnih ekosistemih: Vodna hijacinta (Eichhornia crassipes) je invazivna vodna rastlina, ki lahko zamaši vodotoke, moti plovbo in škoduje vodnim ekosistemom. Agensi za biološko zatiranje, kot sta rilčkarja Neochetina eichhorniae in Neochetina bruchi, so se uspešno uporabljali za zatiranje vodne hijacinte v mnogih delih sveta, vključno z Združenimi državami, Avstralijo in Afriko.
Zatiranje kapusovega molja na kapusnicah: Kapusov molj (Plutella xylostella) je glavni škodljivec kapusnic, kot so zelje, brokoli in cvetača. Agensi za biološko zatiranje, kot sta parazitska osa Diadegma semiclausum in bakterija Bacillus thuringiensis, so se učinkovito uporabljali za zatiranje kapusovega molja v mnogih državah.

Prihodnost biološkega zatiranja škodljivcev

Biološko zatiranje škodljivcev bo v prihodnosti igralo vse pomembnejšo vlogo pri trajnostnem kmetijstvu in varovanju okolja. Napredek v raziskavah, tehnologiji in politikah spodbuja rast in sprejemanje metod biološkega zatiranja po vsem svetu.

Ključni trendi v biološkem zatiranju škodljivcev:

Povečane raziskave in razvoj: Tekoče raziskave so osredotočene na odkrivanje novih naravnih sovražnikov, razvoj učinkovitejših biopesticidov in izboljšanje razumevanja ekoloških interakcij.
Izboljšana proizvodnja in formulacija: Napredek v tehnologijah proizvodnje in formulacije omogoča, da so agensi za biokontrolo bolj dostopni, cenovno ugodni in učinkoviti.
Izboljšani sistemi dostave: Novi sistemi dostave, kot so droni in tehnologije natančnega kmetijstva, izboljšujejo uporabo agensov za biokontrolo na kmetijskih poljih.
Večja integracija z IVR: Programi IVR vse bolj vključujejo biološko zatiranje kot ključno komponento, kar vodi k bolj trajnostnim in učinkovitim strategijam obvladovanja škodljivcev.
Politična podpora in regulacija: Vlade in regulativne agencije zagotavljajo večjo podporo biološkemu zatiranju škodljivcev s financiranjem, spodbudami in poenostavljenimi postopki registracije.
Ozaveščenost javnosti in izobraževanje: Povečana ozaveščenost javnosti in izobraževanje spodbujata povpraševanje po varnejših in bolj trajnostnih praksah obvladovanja škodljivcev.

Zaključek

Biološko zatiranje škodljivcev ponuja obetavno pot k bolj trajnostnemu in okolju prijaznemu pristopu k obvladovanju škodljivcev. Z izkoriščanjem moči narave lahko zmanjšamo svojo odvisnost od sintetičnih pesticidov, varujemo zdravje ljudi in ohranjamo zdravje naših ekosistemov. Čeprav izzivi ostajajo, tekoče raziskave, tehnološki napredek in politična podpora utirajo pot večjemu sprejemanju in učinkovitosti metod biološkega zatiranja. Medtem ko se premikamo proti bolj trajnostni prihodnosti, bo biološko zatiranje nedvomno igralo ključno vlogo pri zagotavljanju prehranske varnosti, varovanju biotske raznovrstnosti in ustvarjanju bolj zdravega okolja za vse.

Viri za nadaljnje učenje

Mednarodno združenje proizvajalcev sredstev za biokontrolo (IBMA): https://www.ibma-global.org/
Združenje proizvajalcev naravnih sredstev za biokontrolo (ANBP): https://anbp.org/
Revija BioControl: https://www.springer.com/journal/10526
Vaša lokalna kmetijska svetovalna služba ali oddelek za entomologijo na univerzi.