Augalų kenkėjų kontrolė nematodais

Entomopatogeniniai nematodai – naujos kartos žaladarių vabzdžių kontrolė!

Nematodai, arba apvaliosios kirmėlės – reikšminga organizmų grupė, pagal paplitimą gamtoje užimanti pirmą vietą tarp visų dirvos daugialąsčių organizmų. Nematodai minta dirvoje esančiomis organinėmis dalelėmis, bakterijomis, vieni kitais ar parazituoja augalus. Tarp jų yra ir tokių, kurie užkrečia kai kurių rūšių vabzdžius ir juose vystosi, taip sukeldami jų žūtį. Šios mažytės apvaliosios kirmėlės atlieka svarbų vaidmenį natūraliai reguliuojant vabzdžių populiacijų tankį. Todėl, palyginti neseniai geriau ištyrus šių organizmų biologiją bei ekologiją, ištobulinus masinio jų masinio dauginimo technologijas, imta juos naudoti kaip veiksmingą biologinę augalų kenkėjų vabzdžių kontrolės priemonę. Šios grupės nematodai vadinami entomopatogeniniais (EPN) (1 pav.). Tai – parazitiniai nematodai, kurie mutualistiniais ryšiais susiję su jų žarnyne gyvenančiomis simbiotinėmis bakterijomis. Šiuo metu yra nustatyta daugiau kaip 90 rūšių entomopatogeninių nematodų, priklausančių dviem – Steinernematidae (75 rūšys) ir Heterorhabditidae (18 rūšių) – šeimoms.

1 pav. Laisvai gyvenantys entomopatogeninių nematodų „dauer“ stadijos jaunikliai.

Entomopatogeninių nematodų gyvenimo ciklas bendrais bruožais pavaizduotas 3 pav. Beveik visas, išskyrus vieną – trečia jauną, dar vadinamą „dauer“, vystymosi stadijas šie nematodai praleidžia vabzdžio šeimininko kūne. Infektyvūs „dauer“ stadijos nematodai – vieninteliai galintys gyventi laisvai dirvožemyje. „dauer“ jauniklių vystymasis yra sustabdytas – ne vabzdžio kūne jie toliau vystytis negali. Neradę tinkamo vabzdžio per keletą savaičių „dauer“ jaunikliai žūva. Pagrindinė šios stadijos jauniklių funkcija – plitimas,. Jie aktyviai ieško vabzdžio šeimininko dirvožemyje ir jį aptikę, įsiskverbia į jo kūną per įvairias angas – burną, anusą, kvėptukus, o kartais specializuoto burnos aparato pagalba – tiesiog per kutikulę. Patekus į vabzdžio kūno ertmę, į ją iš nematodų virškinimo sistemos išleidžiamos simbiotinės bakterijos, priklausančios Xenorhabdus spp. ir Photorhabdus spp. gentims, kurios pradeda sparčiai daugintis ir šeimininko kūne sukelia audinių ir organų uždegimą. Šeimininkas nuo užkrėtimo pradžios paprastai žūva per 24–72 valandas. „Dauer“ jaunikliai atnaujina vystymosi procesą ir neriasi į ketvirtos jaunos stadijos nematodus. Nematodai maitinasi besidauginančiomis bakterijomis ir vabzdžio audiniais, tęsdami vystymosi ciklą (iš viso šešios vystymosi stadijos: kiaušinis, 4 jaunos ir suaugusi), kol neišeikvojami visi maisto ištekliai. Tada „dauer“ jaunikliai apleidžia vabzdžio šeimininko kūną ir ieško naujų aukų (3 pav.). Dėl šios priežasties, EPN veiksmingumas dar padidėja, nes užkrečiami ir tie kenkėjai, kurie išvengė EPN infekcijos po pirminio apdorojimo.

2 pav. EPN gyvenimo ciklas.

a) b) 3 pav. Vaškinio ugniuko (Galleria mellonella) vikšrą apleidžiantys entomopatogeniniai nematodai (a) ir EPN infekuotos grikinuko (Phyllopertha horticola) lervos išilginis pjūvis (b).

Entomopatogeniniai nematodai yra išskirtinai mirtini daugeliui kenksmingiausių žaladarių vabzdžių rūšių, tuo pačiu būdami saugūs augalams ir kitiems gyvūnams. Dėl didelio EPN produktų saugumo laipsnio, juos naudojant nereikalingos kaukės ar kitos asmeninę saugą užtikrinančios priemonės, skirtingai nei naudojant chemikalus ar net Bacillus thuringiensis pagrindu pagamintus bioinsekticidus. Taip pat, nėra rizikos šių produktų likučiais užteršti gruntinius vandenis, jie nepavojingi bitėms, kitiems augalų apdulkintojams ir naudingiesiems nariuotakojams, nėra karencijos laikotarpio. Dauguma biologinių preparatų kenkėjų žūtį sukelia po kelių dienų ar net savaičių, tuo tarpu nematodai savo simbiotinių bakterijų pagalba žaladarių vabzdžių žuvimą sukelią per 24–48 val. Nors yra žinoma, jog šie nematodai geba užkrėsti įvairių rūšių vabzdžius, moksliniais lauko tyrimais naudingiesiems ar kitiems netiksliniams vabzdžiams jokio žalingo poveikio nenustatyta.

Dar vienas šių organizmų privalumas – jie gali būti paskleisti naudojant standartinę purškimo (nugariniai, motoriniai, aukšto slėgio, motorizuoti purkštuvai) ir laistymo  įrangą (laistytuvai, irigacijos sistemos).

Steinernema feltiae (4 pav.) – šios rūšies entomopatogeniniai nematodai yra ypač veiksmingi prieš lervinės stadijos dvisparnius vabzdžius, pvz.: grybinius, daiginius uodelius, storakojus bei ilgakojus uodus, vaisines muses. Taip pat naikina ir kai kurių drugių rūšių lervas, lervinės stadijos tripsus. S. feltiae iš kitų EPN išsiskiria gebėjimu išlaikyti veiksmingumą santykinai žemoje – net iki 10°C – temperatūroje. Tai ypač naudinga savybė EPN panaudojimui vėsesnio klimato vidutinių platumų kraštuose, kaip Lietuvoje, taip pat, gali būti naudojama gana anksti pavasarį. Šios rūšies EPN šeimininko infekavimo strategija yra mišri – tarp užpuoliko ir aktyvaus medžiotojo. Dėl šios priežasties šie nematodai veiksmingi prieš nejudrius ir aktyviai judančius dirvoje vabzdžius.

4 pav. Steinernema feltiae „dauer“ jaunos stadijos nematodai.

Steinernema carpocapsae (5 pav.) – ko gero išsamiausiai ištirta EPN rūšis. Geroji šios rūšies EPN ypatybė – santykinai ilga suformuliuotų produktų laikymo trukmė. Kambario temperatūroje tokie produktai gali būti laikomi net keletą mėnesių. S. carpocapsae ypač veiksmingi prieš įvairių drugių lervas – verpikų, pelėdgalvių, lapsukių ir kt. Taip pat šios rūšies EPN naikina kai kurių rūšių straubliukus ir kinivarpas. Šie nematodai yra tipiniai „užpuoliko“ šeimininko infekavimo strategijos atstovai. Jaunikliai „tupi“ vertikalioje padėtyje ant galinės kūno dalies prie pat dirvos paviršiaus. Kai pro šali juda tinkamas vabzdys šeimininkas, jauniklis „iššauna“ ir prisitvirtina prie jo kūno. Dėl šios priežasties šie EPN ypač tinkami labai mobilių, gyvenančių dirvos paviršiuje vabzdžių kontrolei. S. carpocapsae efektyviausiai kontroliuoja kenkėjus 22–28°C temperatūroje.

5 pav. Steinernema carpocapsae „dauer“ jaunos stadijos nematodai.

Heterorhabditis bacteriophora (6 pav.) – pasižymi ypatingu efektyvumu prieš drugių ir vabalų lervas, bei kai kurių nepilnos metamorfozės vabzdžių suaugėlius. Tai – tipinė „medžiojanti“ rūšis, kai jaunikliai aktyviai ieško tinkamo vabzdžio šeimininko dirvoje. Šie EPN labai efektyviai naikina šaknų pjovėjus, juodąjį pjovėją, grikinuko, vasarinio grambuolio lervas. Tai šiltamėgė rūšis ir efektyviausiai kontroliuoja kenkėjus, kai dirvožemio temperatūra aukštesnė nei 20°C. Temperatūrai nukritus žemiau 20°C, veiksmingumas mažėja.

EPN produktais gali būti kontroliuojami tokie kenkėjai: