Monitoring odporności agrofagów na środki ochrony roślin - najnowsze wyniki badań
Odporność agrofagów na chemiczne środki ochrony roślin jest dla rolnictwa zjawiskiem o dużym znaczeniu ekonomicznym i ekologicznym. Dlatego jego monitoring stał się stałym elementem programów ochrony roślin rolniczych w Polsce.
Odporność dotyczy zarówno szkodliwych owadów, grzybów, jak i chwastów, ponieważ w każdej z tych grup organizmów występują gatunki, które bądź uodporniły się na niektóre substancje czynne środków ochrony roślin, bądź zmieniły poziom wrażliwości w kierunku odporności. Im dłużej trwa selekcja pod wpływem środków chemicznych, tym ryzyko wystąpienia tego zjawiska staje się wyższe. Różnorodne mechanizmy odporności organizmów żywych na substancje dla nich toksyczne kontrolowane są przez geny. Większy polimorfizm i zmienność genetyczna wpływają na większy potencjał wykształcenia odporności danego gatunku lub populacji agrofaga.
Trwa batalia o neonikotynoidy
Najbardziej znane przypadki dotyczą owadów
Pierwszym gatunkiem, którego odporność na insektycydy przyniosła gospodarczo wymierne straty była stonka ziemniaczana. Owad ten uodpornił się najpierw na niektóre substancje czynne środków fosforoorganicznych, a następnie pyretroidów. Wprowadzona przez Instytut Ochrony Roślin - PIB strategia zapobiegania temu zjawisku przyczyniła się do zahamowania odporności stonki ziemniaczanej w obu wymienionych grupach chemicznych, a wprowadzenie środków z grupy neonikotynoidów skutecznie rozwiązywało problem z ochroną ziemniaka przed tym szkodnikiem.
W dniu dzisiejszym stwierdza się już przypadki populacji o zmniejszonej wrażliwości na tiametoksam. Obserwuje się też populacje odporne na malation z grupy związków fosforoorganicznych oraz indoksakarb z grupy oksadiazyn. Ponownie zaczyna narastać odporność na pyretroidy. Wymaga to monitorowania odporności tego szkodnika i wprowadzania na bieżąco odpowiednich korekt do programów ochrony ziemniaka, a przede wszystkim, przemiennego stosowania środków o różnych mechanizmach działania.
Podobnie wygląda dziś sytuacja odnośnie szkodników rzepaku. Stale obserwuje się wysoką odporność słodyszka rzepakowego na substancje czynne pyretroidów. Coraz częściej stwierdza się również przypadki występowania populacji tego szkodnika o słabszej wrażliwości na niektóre substancje czynne z grupy neonikotynoidów. Niezmiennie dobrze natomiast na słodyszka rzepakowego działa związek fosforoorganiczny – chloropiryfos oraz indoksakarb.
Inne są wyniki monitoringu wrażliwości chowacza podobnika. Owad ten, w odróżnieniu od słodyszka rzepakowego, jest bardzo wrażliwy na pyretroidy, z wyjątkiem jednej substancji – tau-fluwalinatu, gdzie stwierdza się wzrost odporności tego gatunku. Niestety, po wycofaniu zapraw opartych na neonikotynoidach, znacznie wzrosły problemy w zwalczaniu szkodników rzepaku występujących jesienią.
Duży problem powoduje między innymi odporność mszycy brzoskwiniowo-ziemniaczanej będącej wektorem wirusa żółtaczki rzepy (TuYV). W badaniach IOR - PIB najwyższą wrażliwość mszyca brzoskwiniowa wykazywała w odniesieniu do dwóch substancji czynnych: acetamiprydu (z grupy neonikotynoidów) i chloropiryfosu (z grupy związków fosforoorganicznych). Odporność tego owada odnotowano na obiektach traktowanych substancją fosforoorganiczną - fosmetem, substancjami czynnymi z grupy pyretroidów oraz indoksakarbem. Liczne sygnały braku skuteczności zabiegów insektycydowych dotyczą również pchełki rzepakowej, śmietki kapuścianej oraz tantnisia krzyżowiaczka.
Wszystko o środkach ochrony roślin. Powstała baza wiedzy
Rosnący problem wśród chorobotwórczych grzybów
Monitoring odporności chorobotwórczych grzybów prowadzony w IOR - PIB wskazuje na coraz powszechniej występujące zjawisko odporności na fungicydy z grup chemicznych często wykorzystywanych w ochronie roślin rolniczych. Benzymidazole, ze względu na powszechnie występującą mutację u patogenów wywołujących: chwościka buraka, septoriozę paskowaną liści pszenicy, łamliwość źdźbła zbóż, czy szarą pleśń, stały się fungicydami nieskutecznymi w ograniczaniu w/w chorób.
Prowadzony monitoring wskazuje także na obniżającą się skuteczność strobiluryn u C. beticola (chwościk buraka) czy Z. tritici (septorioza paskowana liści pszenicy). Systematycznie wzrasta liczba szczepów grzybów (C. beticola, O. yallundae, O. acuformis, Z. tritici), o podwyższonej odporności na triazole, choć ze względu na bardziej skomplikowane mechanizmy determinujące odporność na tę grupę fungicydów, skuteczność tych środków w wielu przypadkach pozostaje wysoka, np. w ochronie zbóż przed fuzariozą kłosów. Obecnie formy chwościka buraka odporne na fungicydy występują zwłaszcza na południu i południowym wschodzie, gdzie warunki atmosferyczne najbardziej sprzyjają rozwojowi tego grzyba. W rejonach tych plantatorzy wykonują niekiedy trzy, a nawet cztery zabiegi ochronne w sezonie.
Fakt stosowania stosunkowo wąskiej grupy substancji grzybobójczych dopuszczonych do zabiegów w buraku znacząco wpływa na wzrost zagrożenia pojawiania się na nie odporności. C. beticola na terenie całego kraju wykazuje pełną odporność na tiofanat metylu (benzymidazole). Coraz częściej stwierdzana jest też odporność na triazole. Na południu i południowym wschodzie odporność taką wykazuje już około 50 proc. izolatów grzyba badanych w laboratorium Terenowej Stacji Doświadczalnej IOR - PIB w Toruniu. Wraz z przesuwaniem się w stronę centrum kraju, nasilenie tego zjawiska słabnie, jednak także w centrum dotyczy około 20 proc. izolatów. W ostatnim czasie stwierdzono pojawienie się odporności na strobiluryny, stosunkowo niedawno wprowadzone do stosowania w buraku cukrowym w Polsce.
W 2017 r. na Opolszczyźnie na kilku plantacjach zaobserwowano całkowity brak skuteczności fungicydów zawierających: benzymidazole, triazole, strobiluryny oraz ich mieszanki. Na plantacjach tych, mimo ponawianych zabiegów, nie udało się zatrzymać silnego rozwoju choroby.
Problemy herbicydowe po wymarznięciu plantacji
Niemoc dotknęła chwasty jedno- i dwuliścienne
W grupie herbicydów w naszym kraju najwięcej zgłoszeń nieskuteczności zabiegów dotyczy obecnie chwastów jednoliściennych, tj. miotły zbożowej i wyczyńca polnego. Sporadycznie pojawiają się doniesienia o niewrażliwości owsa głuchego. Na dzień dzisiejszy można jednak uznać, że jest to raczej problem lokalny, aczkolwiek i tutaj konieczny jest także monitoring tego gatunku. Problem odporności miotły zbożowej dotyczy obecnie obszarów o powierzchni kilkuset tysięcy hektarów, głównie w północnych rejonach Polski. Przyczyną jest intensywna ochrona herbicydowa wielkoobszarowych pól oraz zubożony płodozmian zdominowany przez zboża oraz uproszczenia uprawowe i monokultury.
Spośród gatunków dwuliściennych, coraz częściej wykazujących odporność na herbicydy, w pierwszej kolejności wymienić należy chabra bławatka. Pojawiają się także sygnały o lokalnym uodparnianiu się maku polnego i maruny bezwonnej. W związku z tym, przedsiębiorcom rolnym zaleca się przeprowadzanie szczegółowej inspekcji pól, w celu wczesnego wykrycia nieskuteczności zabiegów herbicydowych. W przypadku chwastów dwuliściennych, nieskuteczność zabiegów dotyczy głównie herbicydów z grupy inhibitorów syntazy acetylomleczanowej (ALS), w tym szczególnie sulfonylomoczników (np. tibenuronu i chlorosulfuronu). Chwasty jednoliścienne z kolei, oprócz inhibitorów ALS, mogą wykazywać odporność także na herbicydy z grupy inhibitorów karboksylazy acetylo CoA, popularnie zwane gramicydami. Ten rodzaj odporności (na dwa mechanizmy działania), to tzw. odporność wielokrotna, uznawana za najbardziej niebezpieczną.
O szybkości narastania odporności wśród chwastów decydują cechy biologiczne poszczególnych gatunków, takie jak np. produkcja dużej ilości nasion (na przykład jedna roślina miotły zbożowej może wyprodukować nawet 10 000 ziarniaków!), wydawanie kilku pokoleń w sezonie wegetacyjnym, duża zmienność genetyczna i, co za tym idzie, występowanie wielu biotypów.
Wpływ pogody na działanie herbicydów
Sposoby zapobiegania
Podstawowe zalecenia odnośnie zapobiegania uodparnianiu się agrofagów na środki ochrony roślin pozostają dla wszystkich grup środków wciąż aktualne.
Naczelną zasadą powinno być rotacyjne stosowanie dostępnych do zwalczania konkretnego gatunku agrofaga substancji czynnych. Ze względu na zjawisko odporności krzyżowej, należy również zmieniać grupy chemiczne, uwzględniając mechanizm ich działania. Zasadą powinno być również stosowanie danej substancji czynnej środka ochrony roślin tylko jeden raz w sezonie wegetacyjnym.
Należy pamiętać, że w środowisku rolniczym istnieje cały szereg organizmów pożytecznych, których ochrona ma wielkie znaczenie dla regulacji liczebności agrofagów. Przykład wycofania niektórych insektycydowych zapraw nasiennych rzepaku z ekologicznego punktu widzenia był bardzo niekorzystny. Rolnicy są zmuszeni jesienią do wielokrotnych oprysków nalistnych młodych roślin rzepaku, co skutkuje z jednej strony szybkim procesem uodparniania się szkodników, a z drugiej strony, przez zatrucia entomofauny pożytecznej zmniejsza opór naturalny środowiska.
Przed stosowaniem mieszanin środków ochrony roślin należy rozważyć, czy zwalczany agrofag nie wykształcił odporności na jakąkolwiek substancję czynną mieszaniny.
Bardzo ważny jest dobór terminu zabiegu. Należy bezwzględnie przestrzegać progów szkodliwości agrofagów. Ważne jest, aby śledzić prognozy pogody, pod kątem odpowiedniej temperatury dla danej substancji czynnej. W przypadku stosowania herbicydów doglebowych duże znaczenie ma odpowiednia wilgotność gleby, a przy zabiegach wczesno nalistnych optymalna faza rozwoju chwastów (2-3 liście).
Po stwierdzeniu lokalnej odporności jakiegokolwiek gatunku agrofaga na substancję czynną środka przeznaczonego do jego zwalczania, należy zaprzestać stosowania tej substancji aż do momentu ponownego wystąpienia wrażliwości. Takie zjawisko występuje często w przyrodzie, ponieważ odporność może być wywołana czynnikami epigenetycznymi lub przystosowanie osobników odpornych okazuje się gorsze niż wrażliwych. Po upływie kilku lub kilkunastu pokoleń odporność może zaniknąć.
Opracowanie przygotował Zespół Autorów: prof. dr hab. P. Węgorek, prof. dr hab. M. Korbas, dr hab. J. Piszczek, prof. IOR-PIB, dr hab. R. Kierzek, prof. IOR-PIB, dr hab. K. Matysiak, prof. IOR-PIB, dr J. Zamojska, dr K. Pieczul, dr P. Strażyński, mgr D. Dworzańska, mgr J. Danielewicz IOR-PIB w Poznaniu
