Účinnost přírodních látek při regulaci mandelinky bramborové v pásmech vodních zdrojů

11. 08. 2021 Ing. Luboš Petříček; Česká zemědělská univerzita v Praze Škůdci Zobrazeno 1893x

Regulace mandelinky bramborové je každoročním problémem pro řadu zemědělců, kteří do svých osevních plánů zahrnuli pěstování brambor. Mandelinka bramborová je škůdce, který má potenciál zničit celou úrodu a mít zásadní vliv na celkový výnos a finanční bilanci. Ochrana proti ní je ale mnohdy komplikovaná, ať už z důvodu častého rozvoje rezistence, nebo z důvodu nutnosti dodržování přísných restrikcí v ochranných pásmech vodních zdrojů. Tento fakt podnítil potřebu blíže se zaměřit na účinnost biologických přípravků.

Používání pesticidů v ochranných pásmech vodních zdrojů

Používání pesticidů v ochranných pásmech vodních zdrojů je legislativně ukotveno ve vyhlášce č. 137/1999 Sb. vypracované Ministerstvem životního prostředí s účinností od 1. srpna 1999. Použití přípravků na ochranu rostlin je regulováno z důvodu zabezpečení kvality vodních zdrojů a zabránění jejich případné kontaminace, kterou můžou právě pesticidy zapříčinit. Může se jednat zejména o těžké kovy a dusičnany, které mohou v lidském organizmu dále reagovat nebo se ukládat a způsobovat vážné zdravotní komplikace. Stejně tak mohou mít kontaminanty vody negativní vliv na teplokrevné a vodní organizmy a ovlivnit přirozenou biodiverzitu. Právě znečištění vody je jedním z nejpalčivějších globálních problémů 21. století a kvůli klimatickým změnám, intenzifikaci zemědělství a průmyslu a všeobecnému zvyšování nároků na životní standard se předpokládá, že tyto problémy se budou dále prohlubovat.

Stanovení a klasifikace ochranných pásem probíhá na základě odborného posouzení stavu, které přihlíží k jakosti a zdravotní nezávadnosti vodního zdroje ve vztahu k jeho hydrologickému povodí a hydrogeologickému rajónu. Při začlenění vodního zdroje do ochranného pásma se sleduje množství parametrů. Mezi hlavní z nich patří geomorfologické, klimatické a pedologické poměry.

Rezistence mandelinky bramborové vůči insekticidům

Seznam registrovaných přípravků na českém trhu je aktualizován s přihlédnutím mimo jiné na rozvoj rezistence a možnost použití v ochranných pásmech vodních zdrojů. Právě schopnost rozvoje rezistence a s tím související neúčinnost přípravků na ochranu rostlin je pro mandelinku bramborovou typická. Rozvoj rezistence se děje na základě dvou mechanizmů.

První z nich - tzv. typ kdr - je podmíněn bodovou genovou mutací v genu pro protein, který slouží na membráně buněk mandelinky bramborové jako receptor pro danou účinnou látku.

Druhým mechanizmem je metabolicky podmíněná rezistence. Na snadném rozvoji rezistence se spolupodílí vysoká schopnost intenzivního růstu populace ve velmi krátkém časovém období. Základním účinným řešením vedoucím k zabránění rozvoje rezistence je periodické střídání přípravků na ochranu rostlin s rozdílným mechanizmem účinku. Součástí antirezistentní strategie rotace skupin účinných látek, které budou aplikované na každou následující generaci mandelinky bramborové. V boji proti rozvoji rezistence hraje klíčovou roli celorepublikový plošný monitoring rezistence, který je podporován ministerstvem zemědělství a svou činnost zahájil v roce 2017.

Mandelinka bramborová

K zabezpečení účinné ochrany proti mandelince bramborové a správnému načasování aplikace přípravků je výhodné znát její anatomii a fyziologii. Mandelinka bramborová (Leptinotarsa decemlineata) přezimuje v půdě ve stadiu dospělce. Na jaře vylézá a zakládá novou generaci. Klade žlutě až oranžově zbarvená vajíčka délky asi 0,8 až 1 mm a lepí je v hnízdech na spodní stranu listů. Zbarvení je závislé na délce vývoje, čerstvě nakladená vajíčka mají barvu sytou, po čas vývoje tmavnou. Larva prochází čtyřmi instary. Líhne se oligopodní larva se třemi páry končetin. V závislosti na stáří mění barvu (výrazně červená po okrově hnědou) a velikost (na konci vývoje až 16 mm). Po zakuklení do volné kukly s neobalenými končetinami se objeví dospělí brouci velikosti 8 až 16 mm s typickou kresbou, dobře známou všem zemědělcům, zahrnující 10 podélných černých pruhů na silných krovkách. Brouci mandelinky bramborové jsou výborní letci, kteří bohužel pro zemědělce, dokáží doletět i na velké vzdálenosti a kolonizovat tak i vzdálené porosty.

Kromě brambor (Solanum tuberosum) škodí hrubým žírem až holožírem i na dalších rostlinách z čeledi Solanaceae. Běžný je tak výskyt mandelinky bramborové na rostlinách rajčat (Solanum lycopersicum) a baklažánu (Solanum melongena). Rozpoznávání a vyhledávání hostitelských rostlin je broukům umožněno díky vyvinutí citlivých čichových receptorů. Kromě výborné schopnosti létat a osidlovat vzdálené hostitelské rostliny se dospělci mandelinky bramborové vyznačují extrémně vysokou plodností. Jedna samička je schopna naklást 300 až 800 vajíček. V klimaticky nepříznivém období v závislosti na délce slunečního svitu mandelinka bramborová vstupuje do diapauzy. Dochází při ní k reverzibilní degeneraci létacích svalů.

Pokusy s biologickými přípravky

Ověření účinnosti biologických přípravků na regulaci mandelinky bramborové v porostech brambor v porovnání s konvenčními přípravky probíhalo paralelně na dvou maloparcelkových pokusech v roce 2019. Přehled pokusných variant přípravků pro jednotlivé lokality je uveden v tabulce 1 a 2.

První lokalita Uhříněves se nachází v Praze, náleží do řepařské výrobní oblasti a jsou zde zastoupeny především jílovité půdy. Pokusný pozemek je charakteristický hloubkou ornice 32 cm a nízkým až středním obsahem humusu.

Druhou lokalitou byla lokalita Skoupý na Příbramsku ve Středočeském kraji. Pedologické vlastnosti půdy zde splňují podmínky pro kambizem se středně hlubokou až hlubokou půdou.

Na obou lokalitách byla půda obhospodařována standardním způsobem používaným pro produkci brambor.

Tab. 1: Přehled pokusných variant na lokalitě Uhříněves

Tab. 2: Přehled pokusných variant na lokalitě Skoupý

Výsledky

Účinnost použitých biologických přípravků byla průběžně sledována a hodnocena. Spočívala v posouzení výskytu jednotlivých vývojových stadiích mandelinky bramborové v založených porostech. Nejlepších výsledků z hlediska regulace výskytu mandelinky bylo na obou lokalitách dosaženo s biologickým přípravkem Spintor. Naopak přípravek NeemAzal vykazoval účinnost nižší, jak je patrné z následujícího zjednodušeného grafického znázornění (graf 1).

Pro každého zemědělce je klíčová zejména výnosová odezva. Ta se lišila na jednotlivých lokalitách. Rozdíly mohly být způsobeny jinými klimatickými a hydrologickými poměry a kvalitou půdy, stejně tak jako svou roli jistě sehrál také odlišný tlak škůdce. Ten byl zejména v lokalitě Skoupý v porovnání s roky před maloparcelkovým pokusem extrémně silný. Výnosová odezva na aplikaci biologických přípravků byla v lokalitě Skoupý o 0,6 % vyšší v porovnání s konvenčními přípravky. Naopak v lokalitě Uhříněves byl zaznamenán výnos hlíz po aplikaci biologických přípravků o 14,5 % nižší než po aplikaci konvenčních přípravků.

Z výše popsaných výsledků maloparcelkových pokusů je patrné, že s biologickými přípravky lze úspěšně regulovat larvy a brouky mandelinky bramborové a dosáhnout srovnatelného výsledku jako při použití běžných konvenčních insekticidů. Hypotéza, která předpokládala také srovnatelnou výnosovou odezvu, ale byla potvrzena jen částečně, pouze na lokalitě Skoupý, zatímco na lokalitě Uhříněves byla hypotéza zamítnuta.

Ekonomická náročnost ošetření porostů brambor biologickými přípravky se liší podle výběru přípravku. Lze volit z registrovaných přípravků Spintor a NeemAzal.

Použití přípravku NeemAzal ve velkoprodukci by bylo nákladné, hodí se spíše pro menší pěstitele. Výhodou přípravku ale je, že u obsažené účinné látce nebyl prokázán rozvoj rezistence ani při opakované aplikaci. Přípravek obsahuje extrakty z jader tropického stromu zederachu indického (Azadirachta indica). Hlavní aktivní složky azadirachtin a tetranortritarpinoid mají schopnost narušit metamorfózu hmyzu.

Cena přípravku Spintor je v přepočtu na 100 m² ošetřované plochy několikanásobně nižší než cena přípravku NeemAzal. Spintor obsahuje účinnou látku spinosad, která vzniká v přirozených podmínkách fermentační činností bakterie Saccharopolyspora spinosa, která se běžně vyskytuje v půdě. Spinosad obsahuje komponenty spinosyn A aspinosyn D, které působí toxicky na nervový systém mandelinky bramborové. Následkem expozice spinosadu je pozastaven žír a přibližně po 24 hodinách od expozice následuje paralýza a usmrcení. Vzhledem k insekticidním účinkům látky spinosad a s přihlédnutím k tomu, že je zároveň šetrná k životnímu prostředí a nemá negativní vliv na zdraví člověka, po ní byla zaznamenána zvýšená globální poptávka. Lze proto předpokládat, že další celosvětové výzkumy se v následujících letech budou věnovat alternativním možnostem její izolace.

Graf 1: Průměrná účinnost přípravků na výskyt brouků a larev v průměru obou lokalit

Další biologické alternativy

Další alternativní biologické možnosti ochrany porostů brambor před mandelinkou bramborovou, které byly v minulosti popsány, ale zatím nejsou obsaženy v komerčně dostupných přípravcích vhodných pro velkoprodukci, spočívají v použití extraktů rostlin a hub nebo látek produkovaných mikroorganizmy.

Do skupiny rostlin, z kterých je možné extrahovat látky vykazující insekticidní nebo repelentní účinek, lze zařadit rostliny z čeledí Piperaceae a Geraniaceae. Slibné účinky vykazují také extrakty z pelyňku, řebříčku, zimostrázu, vratiče obecného, ambroně východní a rostliny jírovec maďal. Další vhodnou a šetrnou alternativou pro konvenční insekticidy, se zdají být limonin a jeho deriváty. Byly extrahovány ze semen grapefruitu a vykazují účinek proti žíru, růstu a vývoji mandelinky bramborové. Neméně zajímavou skupinou látek, které vykazují toxickou aktivitu proti mnoha organizmům, jsou saponiny. Jsou extrahovány z více rostlin, například tolice vojtěšky, mydlice lékařské, konvalinky vonné a průtržníku lysého. Zejména zajímavé účinky na mandelinku bramborovou vykazují saponiny získané z kůry stálezeleného stromu mydlokor tupolistý. Jako nervový jed na zástupce hmyzí říše působí nikotin, alkaloid extrahovaný z rostlin tabáku. Z hub je to bedla vysoká, u které byly popsány negativní účinky na růst a vývoj larev mandelinky bramborové. Konkrétně se jedná o biologicky aktivní látky izolované z jejích plodnic.

Mezi produkty mikroorganizmů, u kterých byl popsán negativní účinek na vitalitu mandelinky bramborové, je řazen již výše jmenovaný spinosad. Dále lze mezi takové produkty zařadit krystalické inkluze produkované grampozitivní bakterií Bacillus thurigiensis během tvorby spor. Insekticidy na bázi Bacillus thurigiensis jsou vysoce specifické a nevykazují škodlivé vlivy na životní prostředí.

Všechny tyto látky mají potenciál zařadit se mezi běžně užívané insekticidy. Vzhledem k jejich dostupnosti, a hlavně šetrnosti pro životní prostředí, na kterou bude v nejbližších letech kladen stále větší důraz, lze předpokládat, že se na ně zaměří pozornost odborníků z celého světa. Zejména extrakty z rostlin, které se v přírodě hojně vyskytují, by mohly být vhodnou a ekonomicky výhodnou alternativou.

Výsledek vznikl za částečné podpory projektu QK1920214 Inovace systémů pěstování brambor v ochranných pásmech vodních zdrojů s omezenými vstupy pesticidů a hnojiv vedoucí ke snížení znečištění vody a zachování konkurenceschopnosti pěstitelů brambor.

Vytvořeno na základě diplomové práce pod vedením Ing. Petra Dvořáka, Ph.D.