L entomopatogēnās sēnītes pēdējās desmitgadēs ir revolucionizējuši lauksaimniecības un mežsaimniecības kaitēkļu apkarošanu. To spēja dabiski uzbrukt kukaiņiem, kas pārnēsā slimības vai nodara kaitējumu kultūraugiem, arvien vairāk tiek novērtēta kontekstā, kurā tradicionālo ķīmisko produktu ietekme uz vidi rada bažas.
Mūsdienās pētnieku komandas, specializēti uzņēmumi un lauksaimnieki cītīgi strādā, lai izstrādātu bioloģiskus risinājumus, kuros šīm sēnēm ir izšķiroša nozīme. Pateicoties mērķtiecīgai iedarbībai pret daudziem kukaiņu pārnēsātājiem un kaitēkļiem, tās ir ilgtspējīga, efektīva un droša alternatīva ķīmiski sintezētiem pesticīdiem.
Kas ir entomopatogēnās sēnītes un kā tās darbojas?
Entomopatogēnās sēnītes ir organismi, kas var izraisīt slimības un galu galā nāvi kukaiņiem un citiem posmkājiem. Pašlaik ir zināmas vairāk nekā 750 sugas, kas galvenokārt iedalītas Hypocreales (Ascomycota) un Entomophthorales (Zygomycota) kārtās. Šīm sēnēm dzīves ciklā ir divas galvenās fāzes: parazītiskā fāze, kas ilgst no inficēšanās līdz saimnieka nāvei, un saprofītiskā fāze, kas notiek pēc kukaiņa nāves un sēne izdzīvo, izmantojot vidē pieejamās organiskās vielas.
Infekcija sākas, kad sēnīšu sporas (konidijas) nogulsnējas uz kukaiņu kutikulas. Atšķirībā no citiem patogēniem, piemēram, baktērijām vai vīrusiem, kukainim nav jānorij sēnīte; infekcija notiek tieši caur ķermeņa virsmu. Process ietver vairākus posmus, kas norit šādi:
- Pievienošanās: Sporas piestiprinās pie kukaiņa kutikulas. Kad tās ir piestiprinājušās, tās dīgst un veido specializētu struktūru, ko sauc par appressoriju, kas atvieglo piestiprināšanos un sekojošu iekļūšanu.
- Dīgšana un iespiešanās: Spora ģenerē dīgļa caurulīti, kas iziet cauri kutikulai, pateicoties fiziskā spiediena un tādu enzīmu kā proteāžu, lipāžu un hitināžu iedarbības kombinācijai.
- Kolonizācija un toksīnu ražošana: Sēnīte iebrūk kukaiņa iekšējos audos, sazarojot tā hifas un ražojot toksīnus, piemēram, beauvericīnu un citus savienojumus, kas vājina saimnieka imūnsistēmu un paātrina tā nāvi.
- Nāve un sporulācija: Pēc kukaiņa nāves sēnīte vairojas tā ķermenī, radot jaunas sporas, kas labvēlīgos vides apstākļos var inficēt citus īpatņus.
Šis process izraisa kukaiņa nāvi vai nu micēlija fiziskas augšanas dēļ tā ķermenī, vai arī sēnītes izdalīto metabolītu toksiskās iedarbības dēļ. Šī specifika un efektivitāte ir padarījusi entomopatogēnās sēnītes par būtiskiem sabiedrotajiem bioloģiskajā kontrolē.
Galvenās entomopatogēno sēņu sugas kaitēkļu apkarošanā
Divas no visvairāk pētītajām un izmantotajām entomopatogēnajām sēnēm lauksaimniecības pasaulē ir Beauveria bassiana y Metarhizium brunneum (un tās šķirne anisopliae). Katram no tiem ir īpašas īpašības, kas padara tos piemērotus dažādu kaitēkļu sugu un pārnēsātāju apkarošanai.
Beauveria bassiana:
Šī vates formas, baltā vai krēmīgi dzeltenā sēne spēj inficēt vairāk nekā 200 dažādu kārtas kukaiņu sugas. To plaši izmanto kā biopesticīdu, un tas ir pierādījis lielu efektivitāti dārzkopībā, augļu un dekoratīvajās kultūrās, kā arī mežu aizsardzībā. Tā darbības mehānisms ir balstīts uz iepriekš aprakstītajiem posmiem, kur iekļūšanu un iekšējo kolonizāciju veicina tādu toksīnu kā beauvericīna, beauverolīdu un citu vielu ar insekticīdām īpašībām sekrēcija.
Praktiskos pielietojumos, Beauveria bassiana To var lietot, izsmidzinot lapas, slazdos ar inokulētiem organismiem vai pat ar lokālu apūdeņošanu. Tā efektivitātes atslēga ir fakts, ka tam jānonāk tiešā saskarē ar mērķa kukaini; bez šī kontakta vēlamais efekts netiks sasniegts. Tādi faktori kā relatīvais mitrums (ideālā gadījumā virs 90%) un temperatūra no 23 līdz 25°C veicina sēnītes dīgšanu un darbību.
Metarhizium brunneum:
Agrāk pazīstams kā Metarhizium anisopliaeŠī sēne ir īpaši efektīva augsnes kaitēkļu un kukaiņu pārnēsātāju, piemēram,, kontrolēšanā. Philaenus spumarius, galvenais baktēriju pārnesējs Xylella fastidiosa kas ir radījis nopietnas problēmas olīvkokiem un citām Vidusjūras kultūrām. Pētījumos EAMa 01/58-Su celms M. brunneum ir izdevies ievērojami samazināt šo kukaiņu izdzīvošanu gan tieša kontakta ceļā, gan barojoties ar iepriekš apstrādātiem augiem.
Darbība Metarhizium brunneum Tas neaprobežojas tikai ar kukaiņiem; tas var arī kolonizēt augu sakņu vidi, piedāvājot papildu priekšrocības, piemēram, uzlabotu sakņu sistēmas darbību, palielinātu uzturu un izturību pret abiotiskiem stresa apstākļiem. Tas padara šīs sēnes par vērtīgiem instrumentiem ilgtspējīgā integrētā apsaimniekošanā.
Jaunākie pētījumi un sasniegumi entomopatogēno sēnīšu izmantošanā
Pēdējos gados ir pastiprinājušies pētījumi, lai izstrādātu entomopatogēno sēņu praktiskus un efektīvus pielietojumus dažādos lauksaimniecības apstākļos. Tādas komandas kā Kordovas Universitātē (UCO) koncentrējas uz vietējo celmu identificēšanu, kas spēj apkarot tādu nopietnu slimību pārnēsātājus kā Xylella fastidiosa vai HLB (citrusaugļu zaļošana).
Spilgts piemērs ir M. brunneum lai samazinātu vektoru populāciju Philaenus spumarius olīvkokos, laboratorijā pierādot izdzīvošanas samazināšanos un izmaiņas patogēna pārneses spējā. Turklāt tiek gatavoti lauka izmēģinājumi, lai vēl vairāk apstiprinātu šos rezultātus reālos apstākļos, īpaši smagi skartajos apgabalos, piemēram, Itālijas dienvidos.
Citrusaugļu nozarē tādi uzņēmumi kā Koppert un starptautiski konsorciji testē entomopatogēno sēnīšu efektivitāti kaitēkļu, piemēram, Āfrikas ceļtekas (Trioza erytreae), HLB vektors. Šāda veida stratēģija ir izšķiroša, jo slimībai pašlaik nav izārstēšanas, un kukaiņu vektoru kontrole ir labākā aizsardzība pret tās izplatību.
Kā tiek izmantotas entomopatogēnās sēnītes: metodes un ieteikumi
Entomopatogēno sēnīšu efektivitāte lielā mērā ir atkarīga no tā, kā un kad tās tiek lietotas. Dažas izplatītas metodes ietver:
- Lapu apstrāde: Tie sastāv no šķidru vai cietu preparātu izsmidzināšanas uz kultūraugiem, ļaujot sporām nonākt saskarē ar kukaiņiem, kas atrodami uz lapām un kātiem.
- Lokalizēta apūdeņošana vai "mērcēšana": To galvenokārt izmanto augsnes kaitēkļu apkarošanai, sēnīti uzklājot sakņu zonai vai ap augu.
- Inokulēti slazdi vai ēsmas: Kukaiņus pievelk noteiktas vietas, kur sēnītei ir optimāli apstākļi inficēšanai.
Lai sasniegtu labākos rezultātus, sēnītes jālieto piemērotos vides apstākļos, uzturot augstu mitruma līmeni un vidēju temperatūru. Turklāt ir svarīgi lietot produktu laikā, kad mērķa kukaiņi ir visizplatītākie, un nodrošināt, lai tā sastāvs būtu saderīgs ar citām bioloģiskajām apstrādēm vai agronomiskajām praksēm (piemēram, segkultūrām vai palīgkukaiņu klātbūtni).
Savietojamība un sinerģija: veģetācijas sega un palīgfauna
Viens no inovatīvākajiem pētījumu virzieniem pēta entomopatogēno sēņu kombināciju ar augu segas ieviešanu, lai veicinātu lielāku bioloģisko daudzveidību un dabisko ienaidnieku klātbūtni. Jaume I universitātes un UCO pētījumi liecina, ka augu segu un sēnīšu kombinēta izmantošana kā Metarhizium brunneum Tas uzlabo kaitēkļu, piemēram, augļu mušu, kontroli, palielinot sēnītes infekciozo efektivitāti un samazinot kaitīgo kukaiņu progresēšanu pieaugušu īpatņu stadijās.
Būtisks aspekts ir analizēt iespējamo ietekmi uz labvēlīgajiem plēsējiem. Lauka izmēģinājumi ir atklājuši, ka, lai gan dažu grupu, piemēram, vaboles, entomopatogēno sēnīšu izmantošana negatīvi neietekmē citus galvenos plēsējus (ausspārņus, zirnekļus) un pat pastiprina skudru aktivitāti, kas arī veicina bioloģisko kontroli.
Šī dažādu pārvaldības metožu savietojamība paver jaunas iespējas integrētai kontrolei, kas spēj samazināt kaitēkļu radīto spiedienu līdz minimumam un samazināt ķīmisko vielu lietošanu.
Entomopatogēno sēnīšu izmantošanas priekšrocības un ierobežojumi salīdzinājumā ar citām stratēģijām
Salīdzinot ar tradicionālajiem insekticīdiem, entomopatogēnajām sēnītēm ir daudz priekšrocību:
- Selektivitāte un specifiskums: Tie parasti uzbrūk tikai noteiktām kaitēkļu kukaiņu grupām, saudzējot palīgfaunu un citus labvēlīgus organismus.
- Drošība: Tie neatstāj bīstamas atliekas un neietekmē cilvēku, mājdzīvnieku vai savvaļas dzīvnieku veselību.
- Vienkārša ražošana un apstrāde: Tos var pavairot lielos apjomos un lietot ar esošo tehniku, viegli integrējot lauksaimniecības praksē.
- Pielāgojamība: Vietējās šķirnes var atlasīt katrai videi, palielinot to efektivitāti un noturību.
Tomēr pastāv daži faktori, kas var ierobežot tā efektivitāti:
- Vides apstākļi: Sēnēm nepieciešams augsts mitrums un maiga temperatūra, lai tās dīgtu un pareizi attīstītos.
- Tiešais kontakts: Ir svarīgi, lai sporas sasniegtu kukaiņu ķermeņa virsmu; tāpēc galvenais ir lietošanas pārklājums un izplatīšana.
- Noturība: Nevēlami vides apstākļi vai tieši saules stari var samazināt sporu dzīvotspēju laukā, lai gan preparāti tiek uzlaboti, lai palielinātu to glabāšanas laiku.
Veiksmes stāsti un kontrolētu kaitēkļu piemēri
Entomopatogēno sēnīšu potenciāls ir acīmredzams plašajā kaitēkļu klāstā, pret kuriem tās ir pierādījušas savu efektivitāti gan zinātniskos izmēģinājumos, gan liela mēroga lauksaimniecības saimniecībās. Daži vērā ņemami piemēri ir:
- Augļu mušu kontrole citrusaugļos: Pieteikumi par Metarhizium brunneum Lauka apstākļos apvienojumā ar augu segu tie ir sasnieguši inficēšanās līmeni virs 60%.
- Populāciju samazināšanās Philaenus spumarius un ierobežošana Xylella fastidiosa olīvkokos: Atlasītu celmu izmantošana ir veiksmīgi samazinājusi vektoru izdzīvošanu un baktēriju izplatīšanās risku.
- Biežāk sastopamo kaitēkļu apkarošana dārzeņos un augļu kokos: Baltie kāpuri, kurkulionīdi, tomātu kodes, baltmušas, baltblusiņas, laputis, miltrasas blaktis un tripši ir to mērķa sugu sarakstā, pret kurām šīs sēnes jau tiek veiksmīgi izmantotas.
Čīlē, pateicoties Quilamapu eksperimentālās stacijas darbam un tās vairāk nekā 800 vietējo celmu kolekcijai, ir sasniegti labi rezultāti galveno lauksaimniecības kaitēkļu apkarošanā. Eiropas līmenī lauksaimniecības politika veicina videi draudzīgu metožu integrāciju, piemēram, šo sēņu izmantošanu, saskaņā ar Eiropas zaļā kursa un kopējās lauksaimniecības politikas mērķiem.
Izaicinājumi, turpmāko pētījumu virzieni un perspektīvas
Entomopatogēno sēnīšu izstrāde un pielietošana kā primārs un papildinošs instruments bioloģiskajā kontrolē turpina strauji attīstīties. Ir starptautiski atzīti projekti, piemēram, BeXyl vai TropicSafe, kas integrē pētniecību, jaunu formulu izstrādi un starptautisku koordināciju, lai risinātu tādus izaicinājumus kā izplatības ierobežošana. X. kaitinošas vai HLB citrusaugļos.
Izšķirošs aspekts turpmākajiem panākumiem ir atbilstoša augu segas izvēle, lai atturētu kukaiņu pārnēsātājus, kā arī karantīnas, ierobežošanas un izskaušanas pasākumu ekoloģiskās un ekonomiskās ietekmes novērtēšana. Pētnieki nepārtraukti meklē specifiskas šķirnes, kas pielāgotas katrai videi, kā arī lietošanas metodes, kas maksimāli palielina efektivitāti un samazina neparedzētu ietekmi uz vietējo bioloģisko daudzveidību.
Entomopatogēno mikroorganismu, augu seguma kultūru un citu bioloģisko metožu kombinācija, kā arī ilgtspējīga lauksaimniecības politika un sintētisko pesticīdu lietošanas samazināšana ir būtiska, lai risinātu kaitēkļu apkarošanas problēmas klimata pārmaiņu, vides prasību un lauksaimnieciskās ražošanas aizsardzības kontekstā.
