Insekticidní účinky esenciálního oleje z fenyklu obecného na hmyz

30. 08. 2023 Ing. Matěj Novák; Česká zemědělská univerzita v Praze Škůdci Zobrazeno 810x

Rok od roku se snižuje počet povolených účinných látek insekticidních přípravků syntetického původu, proto je důležité se poohlédnout po možných alternativách. Mezi takové alternativy patří mikrobiální přípravky (přípravky na bázi entomopatogenních bakterií a virů), či přípravky na bázi rostlinných látek neboli botanické pesticidy. V současné době jsou některé takové přípravky dostupné jak v České republice, tak i v ostatních zemích EU.

Botanické pesticidy

Botanické pesticidy fungují na bázi sekundárních metabolitů, jsou tedy zcela přírodního původu. Jednou z hlavních výhod botanických pesticidů je, že obsahují několik účinných látek. Díky tomu se přepokládá, že u škodlivých organizmů nehrozí vznik rezistence proti těmto přípravkům. Další jejich výhodou je, že jsou na rozdíl od syntetických pesticidů v přírodě lehce degradovatelné. Kromě toho díky většímu množství účinných látek vykazují účinky na širší spektrum škodlivých organizmů, takže některé botanické pesticidy mohou najednou vykazovat insekticidní, akaricidní, baktericidní i fungicidní účinky. Na hmyz pak tyto přípravky mohou působit i repelentně (odpuzují hmyz), antifidantně (odrazují od žíru) či antiovipozičně (odrazují od kladení vajíček).

Komplikovanou vlastností botanických pesticidů je rychlé rozkládání jejich reziduí v životním prostředí. Tato rezidua jsou velmi rychle odbourávána vlivem teploty, slunečního záření, vzduchu, vlhkosti či mikroorganizmy na látky, které se stávají biologicky nedostupnými a již nejsou toxické. Na jednu stranu je to výhoda, například při pěstování plodové zeleniny, kdy se spotřebitel nemusí bát, že v produktu budou rezidua pesticidů, ale na druhou stranu tato vlastnost přináší i určitá negativa. Hlavním problémem je možná nízká perzistence účinnosti těchto přípravků. Nicméně firmy vyrábějící komerční přípravky se tomu snaží zamezit pomocí různých stabilizátorů, které mohou prodloužit trvání účinku těchto produktů.

Mezi další nevýhody patří pracná výroba, nutnost vytváření zpracovatelských a skladovacích zařízení či nutnost mít dostatek kvalitního rostlinného materiálu. Obecně pěstování rostlin pro produkci botanických pesticidů může vyžadovat veliké plochy, na kterých se pěstitel bude muset vzdát pěstování výnosnějších nebo potřebnějších plodin.

V rámci laboratorních pokusů, které probíhaly ve sklenících a laboratořích Výzkumného ústavu rostlinné výroby v.v.i. byly testovány insekticidní účinky esenciálního oleje (EO) z fenyklu proti dospělcům kyjatky travní (Metopolophium dirhodum) a housenkám zápředníčka polního (Plutella xylostella).

Fenyklový esenciální olej

V esenciálním oleji z fenyklu je obsaženo celé spektrum látek. Mezi nejvíce obsažené sloučeniny patří fenchon (16,9–34,7 %), estragol (2,5–66,0 %) a trans-anethol (7,9–77,7). Esenciální olej může mít insekticidní, fungicidní a baktericidní účinky. Antifungální aktivita byla prokázána například proti některým původcům chorob rostlin, jmenovitě Aspergillus niger či Fusarium oxysporum.

Slibné insekticidní účinky byly pozorovány na některých škůdcích zahradních a polních plodin, například na mšici broskvoňové (Myzus persicae), kyjatce hrachové (Acyrthosiphon pisum), či na housenkách blýskavky Spodoptera littoralis. Účinnost toho oleje byla také zjištěna proti některým skladištním škůdcům, jako například pilousi rýžovému (Sitophilus oryzae) a zrnokazu čínskému (Callosobruchus chinensis).

Pokusy s kyjatkou travní

Kyjatka travní

Primárním hostitelem kyjatky travní jsou růže, významně však škodí na sekundárních hostitelích, kterými jsou obilniny. V porostech obilnin se objevuje v dubnu až květnu (obr. 1). Kyjatka způsobuje přímé škody sáním od fáze metání do mléčné zralosti. Místa, kde došlo k sání, žloutnou, listy se kroutí a zasychají. Krom toho na místech, kde byla vylučována medovice, se objevují černě. Na rozdíl od kyjatky osenní (Sitobion avenae) ji nenajdeme sát v klasech.

Významnější než škody způsobené sáním je však nepřímé poškození způsobené přenosem virů, především viru žluté zakrslosti ječmene (BYDV). Tento virus je přenášen perzistentně, což znamená, že do těla kyjatky se virus dostává při sání šťáv z nakažené rostliny a po několika hodinách či dnech je při dlouhodobějším sáním přenášen na další hostitelskou rostlinu. Virus v těle hmyzu setrvává dlouhodobě až celoživotně. Mezi hostitele tohoto viru patří pšenice, ječmen, žito, oves, kukuřice a jílky. Rezervoárem jsou trávy a obilné výdroly. Onemocnění je velmi hospodářsky významné, v některých letech a lokalitách může dojít k až 80% ztrátám.

Obr. 1: Dospělá samička kyjatky travní s nymfami

Laboratorní pokusy

Při laboratorních pokusech byli bezkřídlí dospělci kyjatek introdukováni na vcházející rostlinky pšenice pěstované v kruhových květináčích (obr. 2). Následně došlo k ošetření testovanými koncentracemi fenyklového esenciálního oleje pomocí laboratorního rosiče. Testované emulze obsahovali 0,5 % Tweenu 85, který byl přidán jako smáčedlo. Po ošetření byly na jednotlivé květináče instalovány průdyšné kryty, aby bylo zabráněno k přesunu či úniku testovaného hmyzu. Mortalita kyjatek byla vyhodnocena po 48 hodinách od ošetření. Jako standard byl použit přípravek Rock Effect, jehož účinnou látkou je olej z pongamie hladké (Pongamia pinnata). Přípravek byl aplikován v koncentraci doporučené výrobcem (1,5 %).

Obr. 2: Zakryté květináče s dospělci kyjatky travní introdukovanými na pšenici

Výsledky

Esenciální olej z fenyklu se ukázal pro tyto kyjatky jako výrazně toxický. Z výsledku testované koncentrační řady (graf 1) byly pomocí probitové analýzy odhadnuty letální koncentrace na různé úrovni. LC₃₀ (taková koncentrace, při které zahyne 30 % jedinců) byla odhadnuta na 0,11 ml/l (0,106 mg/ml), letální koncentrace LC₅₀ na 0,29 ml/l (0,28 mg/ml) a letální koncentrace LC₉₀ na 2,79 ml/l (2,7 mg/ml). Nejvyšší testovaná koncentrace EO (2 ml/l) a přípravek Rock Effect způsobili skoro stejnou mortalitu kyjatek, tedy 88,0 % a 88,4 % (graf 1).

V porovnání s výsledky dalších publikovaných prací zkoumající insekticidní účinky esenciálních olejů proti mšicím lze dojít k závěru, že EO z F. vulgare v LC₅₀ a LC₉₀ odhadnutých v této práci (0,29 ml/l a 2,79 ml/l, respektive 0,28 mg/ml a 2,7 mg/ml) vychází pro kyjatku travní jako toxičtější než EO z rozmarýny lékařské (Rosmarinus officinalis; LC50=8,3 mg/ml), aksamitníku tenkolistého (Tagetes terniflora; LC₅₀=26,9 mg/ml), pepřovce Schinus areira (LC50=18,2 mg/ml), stévie sladké (Stevia rebaudiana; LC₅₀=5,1 ml/l, LC₉₀=10,8 ml/l), voňatky Cymbopogon winterianus (LC₅₀ = 3,6 ml/l, LC₉₀=6,6 ml) a korymbie Eucalyptus citriodora (LC₅₀=4,0 ml/l, LC₉₀ =11,5 ml/l).

Graf 1: Závislost mortality dospělců kyjatky travní na koncentraci esenciálního oleje (EO)

Pokusy se zápředníčkem polním

Zápředníček polní

Zápředníček polní je druh motýla, jehož housenky škodí na řepce a brukvovité zelenině. Na listech poškozených rostlin jsou pozorovány dlouhé miny způsobené housenkami 1. instaru, další instary se přesouvají na povrch spodní strany listů, kde vyžírají okénka.

Zápředníček přezimuje ve stadiu kukly na zbytcích rostlin. V našich podmínkách mívá 4–5 generací za rok. První generace motýlů se objevuje v květnu, kdy samice kladou jednotlivě nebo v malých skupinkách vajíčka na spodní stranu listů. V létě dochází k vývoji jedné generace za měsíc. Na řepce největší škody způsobuje 4. a 5. generace.

Zápředníček polní je obávaným škůdcem mimo jiné i proto, že u něj rychle vznikla rezistence skoro proti všem používaným skupinám účinných látek, jako jsou karbamáty, organofosfáty, organochlorové pesticidy, pyretroidy, neonikotinoidy nebo abamektin. Byla u něj prokázána i rezistence vůči bakterii Bacillus thuringiensis, která je základem některých mikrobiálních přípravků. Objevuje se však rezistence i proti novějším látkám, jmenovitě vůči spinosadu a indoxakarbu. Z botanických pesticidů se jako účinné ukázaly přípravky ze zederachu indického (Azadirachta indica).

Laboratorní pokusy

Z laboratorních chovů byly vyselektovány housenky 3. instaru a následně byly ošetřeny pomocí laboratorní rozprašovače v Petriho miskách vystlaných filtračním papírem. Po postřiku byly housenky přesunuty do čistých a suchých Petriho misek, opět vystlaných filtračním papírem. Do těchto Petriho misek byl jako potrava pro housenky přidán kus listu kedlubnu (obr. 3). Po 24 hodinách došlo k vyhodnocení pokusu. Jako standard posloužil přípravek SpinTor (účinná látka spinosad), který byl aplikován v koncentraci doporučené výrobcem 0,05 %.

Pro demonstraci vlivu EO z fenyklu na mortalitu zápředníčků byl založen ještě jeden pokus, ve kterém došlo k ošetření mladých kedluben, na které byly několik dní před tím nakladeny vajíčka zápředníčků. Kedlubny byly ošetřeny emulzí o koncentraci způsobující 100% mortalitu larev zápředníčků (zjištěno ve výše popsaném pokusu), tedy 6 ml EO/l vody a jako smáčedlo bylo přidáno 0,5 % Tweenu 85. K ošetření došlo poté, co housenky vylezly ze svých min na povrch. Následně pak pozorován a fotograficky zaznamenáván vývoj poškození na ošetřených a neošetřených rostlinách. Rostliny byly fotografovány 1., 4., a 7. den po ošetření (obr. 4, 5, 6).

Obr. 3: Larvy 3. instaru zápředníčka polního v Petriho miskách s potravou (list kedlubnu)

Výsledky

Esenciální olej z fenyklu způsobil významnou mortalitu zápředníčka polního u všech testovaných koncentrací. Pomocí probitové analýzy byla na základě výsledků testované koncentrační řady (graf 2) odhadnuta LC₅₀ na 4,46 ml/l (4,30 mg/ml) a LC₉₀ na 4,99 ml/l (4,80 mg/ml). Nejvyšší testovaná koncentrace EO, tedy 5 ml/l, způsobila stejně jako přípravek SpinTor 100% mortalitu (graf 2).

Na obrázcích 4, 5 a 6 je jasně viditelná potenciální účinnost ošetření esenciálním olejem. Ochrana však není 100%. Žír na ošetřených rostlinách mohl být způsoben housenkami, které se vylíhly až po ošetření, a tak se nedostaly do kontaktu s EO, či housenkami, které v době ošetření byly ukryty na místech, kde se k nim postřik nedostal.

Při porovnání s výsledky dalších publikovaných prací na toto téma vychází esenciální olej z fenyklu pro housenky zápředníčka polního v LC₅₀ a LC₉₀ odhadnutých v této jako toxičtější pouze v případě srovnání s EO ze zázvorníku lékařského (Zingiber officinale; LC₅₀=5,8759 mg/ml). Naopak esenciální oleje z cedru himalajského (Cedrus deodara; LC₅₀ =1,08 mg/ml), puškvorce obecného (Acorus calamus; LC₅₀ = 0,29 mg/ml) a routy Murraya koenigii (LC₅₀=1,93 mg/ml) jsou pro housenky zapředníčka toxičtější než esenciální olej z fenyklu.

Graf 2: Závislost mortality larev zápředníčka polního na koncentraci esenciálního oleje (EO)

Obr. 4: Vizuální účinek EO na zápředníčky 1. den po ošetření - vlevo ošetřeno, vpravo kontrola

Obr. 5: Vizuální účinek EO na zápředníčky 4. den po ošetření - vlevo ošetřeno, vpravo kontrola

Obr. 6: Vizuální účinek EO na zápředníčky 7. den po ošetření - vlevo ošetřeno, vpravo kontrola

Závěr

Esenciální olej z fenyklu obecného vykazoval výborný účinek proti kyjatce travní a ukázal se být pro tento druh toxičtější než další esenciální oleje, se kterými se proti této kyjatce v minulosti prováděly testy. Lze ho tedy doporučit jako potenciální účinnou látku botanických insekticidů cílených proti mšicím.

Testovaný esenciální olej vykázal i dobré larvicidní účinky proti housenkám zápředníčka polního, u kterého má smysl hledat nové účinné látky, protože v současnosti už existují rezistentní populace proti mnoha syntetickým pesticidům.

Lze tedy říci, že esenciální olej z fenyklu je perspektivní látkou pro praktickou ochranu rostlin.

Vytvořeno na základě diplomové práce pod vedením Prof. Ing. Pavla Ryšánka, CSc. a za konzultace s Doc. Ing. Romanem Pavelou, PhD.