Nechemická ochrana skladů a skladovaných substrátů před škůdci

02. 09. 2019 Ing. Václav Stejskal, Ph.D., Ing. Radek Aulický, Ph.D.; Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. Praha-Ruzyně Skladování Zobrazeno 2807x

V současné době je celosvětový trend nahrazující chemické za nechemické metody v boji proti škůdcům. Sklady obilovin, olejnin a luštěnin mohou být v tomto směru příkladem pro polní zemědělskou výrobu. Ve skladech komodit se totiž nechemické metody s úspěchem využívají již mnoho desítek let: např. běžnou a široce rozšířenou součástí sladovacích technologií v ČR je aktivní větrání. Výhodou nechemických, zejména fyzikálních metod je, že nezanechávají v surovinách rezidua pesticidů a ošetřovaní škůdci nemají vůči těmto metodám rezistenci….nebo jen ve velmi omezené míře. Proto mnozí autoři tvrdí, že nechemická kontrola skladištních škůdců je nejdůležitějším trvale udržitelným přístupem k ochraně plodin před hmyzem a roztoči.

Jak tyto metody působí? Všeobecně se soudí, že jsou pomalé. To však není obecné pravidlo a platí většinou jen o biologické ochraně. Fyzikálních metody mohou mít naopak velmi rychlý efekt: hmyz může být okamžitě usmrcen mechanicky nebo tepelným nebo mrazovým šokem. Některé fyzikální však metody poskytují i dlouhodobou a perzistentní ochranu. Mohou totiž dlouhodobě vytvářet takové nepříznivé nebo stresové podmínky prostředí, ve kterých hmyz a roztoči sice krátkodobě přežívají, ale nejsou schopni efektivního rozmnožovaní a dalšího populačního vývoje. Metod nechemického boje je celá plejáda, a jejich jen přehledový popis by převyšoval rozsah obvyklého odborného článku. Tento příspěvek proto přináší základní informace o vybraných metodách nechemické ochrany skladů a skladovaných substrátů před škůdci.

Přehled vybraných nechemických metod

Prosev a aspirace

Třídění a čištění zrnitých suchých komodit se provádí na soustavě plochých sít, na rotačních sítech a trierovém válci a pomocí proudu vzduchu nazývaném aspirace (často s recirkulací vzduchu). Aspirací se odstraňuje nejen významná část prachu ale i roztočů. Skladištní roztoči jsou, jako lehké polétavé nečistoty, odstraňováni spolu s obilním prachem na základě jejich velmi nízké hmotnosti a mikroskopicky drobné velikosti (tj. 0,2–0,6 mm). Brouci jsou z mezi-zrnového prostoru odstraňováni pomocí sít s různou velikostí oka.

Zde je zapotřebí zdůraznit, že pomocí výše uvedených mechanických technologií prosevů nelze odstranit škůdce s interním vývojem uvnitř zrn (tj. např. pilouse a zrnokaze) a přilepená vajíčka na povrchu substrátů. Rovně je těžké odstranit a některé sekundární škůdce, pokud jsou zalezlí v prasklinách zrn. Nicméně zahraniční autoři Songa a Rono (2010) zjistili, že periodické prosevy luštěnin uskladněných na malých farmách redukovaly výskyt a populační růst škodlivých zrnokazů na luštěninách.

Vysoká proporce roztoči se dá odstranit z obilí (jako součást prachu)

Vajíčka zrnokazů se nedají odstranit prosevem

Aktivní větrání (provzdušňování) a přetahování (přepouštění) obilnin

Nejefektivnější a nejbezpečnější metodou ochrany před škůdci zrnin je skladování suroviny při nízké relativní vlhkosti vzduchu a nízké vlhkosti a teplotě komodity. Proto je v ČR chlazení (tj. pod 5–13 °C v závislosti na druhu členovce) a sušení komodity nejobvyklejší metodou k uchování kvality a k ochraně před rozvojem populací škodlivého hmyzu a roztočů. Tradičně se používají dvě metody a technologie, které snižují vlhkost a teplotu komodity: tj. aktivní větrání a přepouštění komodit.

Přepouštění komodit vede k efektivnímu promíchání různých partií (s různou teplotu a vlhkostí), celkové průměrné snížení teploty komodity, narušení krust a horkých hnízd. Navíc přepouštění vede k mechanickému hubení části škůdců a jejich vývojových stadií. Přepouštění komodity však vyžaduje párovou prázdnou skladovací buňku a je energeticky náročné. Při přepouštění infestovaných komodit může dojít k zamoření dopravních cest škůdci. Navíc může přepouštění působit mechanická poškození a praskliny zrnin; vyšší rizika zejména vznikají u velmi suchých nebo křehkých komodit.

Aktivní větrání je ke komoditě „šetrnější“ a nevyžaduje párovou prázdnou buňku. Pro účely aktivního větrání je na trhu dostupný široký sortiment výkonných nízkotlakých i vysokotlakých ventilátorů. V současné době jsou technologie aktivního větrání instalovány ve většině velkých obilních skladů České Republiky. Pro účely aktivní větrání v podlahových skladech (hangárech) jsou nejčastější využívané vestavěné přejezdné pod-podlahové či nadúrovňové provzdušňovací kanály a podlahové perforované tunely. Tyto kanály a tunely jsou napojené vně skladu zpravidla na více fixních ventilátorů, případně využívající jeden či několik přemístitelných ventilátorů. Nedávno v Číně vyvinili vědci tzv. horizontální aktivní ventilaci komodit do podlahových skladů. Z hlediska aktivního provzdušňování však problémem zůstávají malé farmy, kde technologie aktivní ventilace často chybí. Zde však mohou pomoci mobilní provzdušňovací pylony nebo jehly s ventilátory. Některé typy mobilních zařízení jsou převážně určeny pro vyřešení problémů tzv. „horkých míst“ (způsobených dýcháním škůdců nebo činností mikroorganizmů) v uskladněném obilí. Princip aktivního větrání je prostý: do skladů se vhání okolní vzduch, který obilí ochlazuje a snižuje jeho vlhkost. Existují softwarové modely a aplikace, které optimalizují větrání v různých typech skladů vzhledem ke komoditě a aktuální teplotě a vlhkosti vzduchu.

Vlivem subletálních vlhkostí a teplot sice škůdci (členovci) sice bezprostředně nezahynou, ale zpomalí vývoj. Ze skupiny skladištních členovců jsou nejméně odolní vůči nízké vlhkosti skladištní roztoči. Důvodem je, že povrch těla roztočů má slabší a jinak strukturovanou vrstvu integumentu než hmyz, takže roztoči snadněji ztrácejí vodu. Proto se mohou množit a žít až při relativní vlhkosti vzduchu nad 65–70%. Optimum pro rychlý rozvoj populace roztočů je 80–85 % relativní vlhkosti vzduchu.

Relativní vlhkost vzduchu je v rovnováze s obsahem vody skladovaných surovin. Rovnováha je však u různých surovin různá; záleží zejména na obsahu tuků. Takže i hraniční hodnoty vlhkosti pro bezpečné skladování z hlediska napadení roztoči jsou různé pro obilniny a olejniny. Uvádí se, že čím větší obsah tuků, tím menší je obsah vody. Např. při relativní vlhkosti vzduchu 70 %, mají obilniny obsah vody 13–15 %, zatímco olejniny 6–10 %.

Mražení

Některé společnosti aplikují mražení k hubení škůdců napadajících speciální komodity s vysokou přidanou hodnotou. Převážně se používají mrazící komory s konstantní teplotou -20 °C. Ošetřované komodity a výrobky jsou obvykle v co nejslabší vrstvě rozloženy na podnosech pro ošetření a exponovány přibližně po dobu 24–48 hodin. Tato krátká expozice se týká citlivých neaklimatizovaných škůdců. Pokud nejsou komodity ve slabé vrstvě ale balené, tak je navíc je zapotřebí započítat čas, který je nutný, aby došlo k promražení celého profilu komodity až do jejího centra. Adler (2010) uvádí, že jedna společnost v Německu provozuje chladicí komoru s použitím kapalného dusíku, který může poskytovat teploty v komoře vymrazovací teploty až -80 °C pro rychlejší dezinsekci v centru velkých balení o hmotnosti 1 tuny (tzv. big-bagů).

Je zapotřebí vzít v úvahu, že při určitých režimech a podmínek prostředí v průběhu rozmrazování ošetřené komodity hrozí riziko kondenzace vody na obalech, pod obaly a v komoditě (tj. riziko vlhnutí komodity a nárůstu plísní).

Biologický boj a jeho použití ve skladech

Biologický boj je založen na vztahu mezi dravcem - predátorem a jeho kořistí. V přírodě nebo ve skladech existuje mezi predátorem a jeho kořistí často rovnováha vedoucí k situaci, že dravec není schopen zcela vyhubit svou kořist. Biologický boj - s lidským zásahem - poruší tuto rovnováhu ve prospěch dravce. Biologický boj byl vypracován a prověřen v praxi proti škodlivým akaroidním roztočům na skladovaném obilí a osivech. Používaným predátorem je roztoč dravý (Cheyletus eruditus), který se živí škodlivými roztoči, a tak snižuje jejich populace nebo je lokálně eradikuje. V zahraničí, zejména v Německu, jsou prodávány biologická agens a bio-přípravky, které zahrnují parazitické a dravé blanokřídlé (vosičky) na kontrolu skladištních zavíječů a brouků.

Dravý roztoč - užívá se k biologickému boji ve skladech

Řízené hypoxické atmosféry (ŘA)

Řízené hypoxické atmosféry jsou atmosféry, ve kterých jsou uměle změněné vzájemné poměry a přesně řízené koncentrace běžných atmosférických plynů (CO₂, N₂, O₂), které vedou k zahubení škodlivých organizmů. Ve srovnání s tradičními toxickými fumiganty, jako je např. fosforovodík, Řízené hypoxické atmosféry obvykle vyžadují delší expoziční doby. Jejich účinnost a rychlost působení se zásadním způsobem mění při synergickém účinku vysokého tlaku a vysokých teplot. Atmosférický dusík (N₂) nebo oxidu uhličitý ( CO₂) jsou pro hmyz chemicky interní plyny a při jejich použití jako řízené hypoxické atmosféry způsobují úhyn hmyzu nedostatek kyslíku; oxid uhličitý má navíc silný narkotizační efekt. Hmyz hyne, stoupne-li koncentrace oxidu uhličitého asi nad 40–60%. Byly též testovány vzácné plyny jako argon a helium, ty však mají podobné účinky jako dusík a ukázalo se, že jsou pro komerční využití příliš drahé. Relativní hustota dusíku (0,97) je velmi blízká relativní hustotě vzduchu. Z toho důvodu je při ošetření dusíkem nutné udržovat definovaný přetlak, aby se zabránilo pronikání atmosférického kyslíku do ošetřovaného objektu difúzí drobnými štěrbinami. Ve srovnání s tím má oxid uhličitý mnohem větší hustotu (1,53) a tedy i tendenci klesat k zemi. Proto postačuje zajišťovat po celou dobu ošetření dostatečnou koncentraci oxidu uhličitého při vrcholu izolovaného prostoru.

Pozor však na rizika: při vypouštění se může oxid uhličitý nebezpečně kumulovat v nižších patrech, podúrovňových prostorech, technologických rozvodech a u podlahy skladů a může způsobit rychlou narkotizaci a udušení osob v těchto zónách!

Různé druhy hmyzu a jejich vývojová stadia mají odlišnou citlivost vůči řízené hypoxické atmosféře. Motýli, škodící skladovaným produktům jsou mnohem citlivější vůči řízené hypoxické atmosféře než pilousi a další brouci. Předpokládá se, že nejodolnější jsou dipauzující housenky skladištních škůdců. Totéž platí pro hypopální stadia roztočů. Nicméně systematické údaje v tomto ohledu chybí. V závislosti na složení směsi řízené hypoxické atmosféry se letální expoziční doba zkracuje při teplotách stoupajících přibližně od 10 °C a výše.

Donedávna se využívaly ochranné atmosféry především v menších plynotěsných komorách a vacích. Díky výzkumu v ČR je v současné době v ČR v provozu (Podravka Lagris a.s.) plně funkční systém 72 silových buněk, ve kterých je možné ošetřit a konzervovat komodity inertní atmosférou dusíku.

Řízené atmosféry - napouštění sil dusíkem

Řízené atmosféry v silech - zdroj dusíku

Závěry a perspektivy využití

Některé nechemické metody jsou ve skladech komodit v ČR obecně zavedené a široce používané. Jsou důležitou součástí programu integrované ochrany před škůdci (IOR - IPM) dle směrnic EU. Rovněž jsou základem ochrany před škůdci v režimech organického zemědělství, které nedovolují použití syntetických pesticidních látek. Obecnou výhodou metod fyzikální ochrany pro všechny uživatele je, že nevyžadují povolení a registrace a, jak bylo již řečeno v úvodu, neponechávají v ošetřených komoditách žádná chemická rezidua. Proto nemají většinou rovněž žádné ochranné lhůty. Komodita je tak prodeji či jinému přímému využití ihned po ukončení ošetření.

Nevýhodou některých fyzikálních způsobů jsou vysoké požadavky na vstupní energie.

Efektivní aplikace biologického boje proti škůdcům zase vyžaduje určitý stupeň odbornosti a je časově náročná.

V současné době tak některé z nechemických metod zůstávají ekonomicky efektivní především pro ošetření nákladných komodit, menších balení komodit nebo komodit produkovaných v režimu „bio“.

I když nemusí být (zejména formy biologického boje) ve všech případech použitelné či dostupné, mohou postupující celosvětové zákazy či omezení chemických pesticidních sloučenin vést k oživení nebo zvýšenému využití těchto metoda důležité být na to připraven.

Článek vznikl za podpory projektu MZE-RO 0418.