Almaültetvények ökológiai művelésének hatásai

A kártevők szabályozása és a beporzás két olyan ökoszisztéma szolgáltatás, amelyek nélkülözhetetlenek az élelmiszer előállítás fenntarthatósága szempontjából, továbbá gazdasági értékük is jelentős. A konvencionális gazdálkodás gyakran károsítja a természetes ellenségek és beporzó rovarok populációit. Az ökológiai gazdálkodást alternatív módszerként javasolják a kedvezőtlen hatások enyhítésére, mivel az helyi, vagy akár tájlépték szintjén is helyreállíthatja az ízeltlábú közösségeket és az általuk nyújtott ökoszisztéma szolgáltatásokat.

Több tanulmány is igazolta az ökológiai gazdálkodás beporzásra gyakorolt kedvező hatását. Az ökológiai gabona területeken a levéltetvek predációja is nagyobb mértékű volt a mérések szerint, ám kedvezőtlenül befolyásolták azt a rovarölő szerekkel végzett kezelések. Két káposzta kártevő parazitoidja esetében is megfigyelték, hogy a növényvédő szerek ezek esetében magasabb mortalitást eredményezett, mint a gazdaállatoknál.

Az almaültetvények egyrészt évelő növényekből, másrészt pedig egyéb, állandó szerkezetű növényzetből állnak, mint pl. a gyeptakaró, vagy a sövények, és ez a szerkezet alapvetően változatlan marad az ültetvény teljes élettartama során. Ennek köszönhetően stabil élőhelyet biztosít az ízeltlábúaknak, amelyek lényegesen több fajjal és nagyobb egyedszámban képviseltetik magukat, mint az egyéves kultúrákban.

A konvencionális almaültetvényekben széles körben és gyakran védekeznek a kártevők és betegségek ellen. Ezzel szemben az bio almatermesztésben elsősorban az ökológiai folyamatokra támaszkodnak és a minimális növényvédő szer használattal, vagy azok teljes elhagyásával támogatják a rovarok magas egyedszámát és a biodiverzitást.

Bár számos tudományos publikáció igazolja az ökológiai gazdálkodás ízeltlábúak egyedszámára és a fajok változatosságára gyakorolt kedvező hatását, ez nem mindig jelenti az ökoszisztéma szolgáltatások növekedését. Nagyon kevés olyan tanulmány áll rendelkezésre, különösen évelő kultúrákban, amely a biodiverzitás ökoszisztéma szolgáltatásokra (mint a biológiai védekezés és a beporzás) kifejtett hatását elemzi. Ugyancsak kevés az olyan kutatás, amely során ezzel együtt az ökológiai gazdálkodás hatásait is vizsgálták.

A kutatók éppen ezért azt a célt tűzték ki, hogy az ökológiai gazdálkodás két ökoszisztéma szolgáltatásra, a biológiai védekezésre és a beporzásra gyakorolt hatását vizsgálják, melyek nagyban befolyásolják az alma ültetvények hozamát és a termés minőségét. Feltételezték, hogy a fenntarthatóbb gazdálkodási módok felé való elmozdulás következtében javulhat e két szolgáltatás. A biológiai védekezéssel kapcsolatban kidolgoztak egy módszert, amelynek segítségével megbecsülték a természetes ellenségek hatását egy tipikus alma kártevő esetében, szabadföldi körülmények között. Mindemellett monitorozták a vizsgált szolgáltatásokért felelős élőlényeket és értékelték a beporzás alma minőségére kifejtett hatását.

A vizsgálatokat Svédország déli részén, annak legjelentősebb almatermesztő régiójában végezték. A táj itt elég változatos, 21,9% erdő, 69,3% növénytermesztésre szolgáló terület jellemző, ebből 32,7% szántó. Az almatermesztő területek a szántók és az erdők között helyezkednek el, területük 1293 ha (0,2%). A kutatók kilenc almaültetvényt jelöltek ki mintegy 120 km2-es területen belül, melyeket különböző gazdálkodók kezelése alatt álltak. Négy gyümölcsöst az európai integrált gyümölcstermesztési, öt almást pedig az ökológiai irányelvek szerint műveltek. Valamennyi ültetvény legalább 2 km-re helyezkedett el egymástól.

A négy integrált művelés alatt álló (a továbbiakban szokványos) ültetvényben hasonló növényvédelmi intézkedéseket és növényvédő szereket alkalmaztak, eltérő gyakorisággal. Ezek növényvédelme jellemzően egy-két levéltetű és egy moly elleni kezelésből állt, egy ültetvény kivételével, ahol az almamoly ellen nem védekeztek. Az egyik szokványos ültetvényben atkaölőt is használtak.

Az ökológiai ültetvények közül négy az EU bio rendeletnek megfelelő tanúsítással rendelkezett, egyet pedig az ökológiai irányelvek szerint műveltek, kémiai növényvédő szerek és műtrágya alkalmazása nélkül. A vegetációs időszakban az öko ültetvényekben az ökológiai előírások szerint engedélyezett rovarirtó szereket sem alkalmaztak.

A szokványos és az öko ültetvények homogén és heterogén (jelentős mennyiségű nem termesztett növényekből álló élőhelyekkel is borított) mezőgazdasági területeken helyezkedtek el. A táj jelentősen befolyásolhatja a természetes ellenségek és a beporzó rovarok előfordulását, ezáltal hatást gyakorolhat a biológiai védekezésre és a beporzásra. A területek borítási adatainak felhasználásával kiszámoltak egy mutatót, amely az élőhely komplexitását fejezte ki.

Biológiai védekezés

Szürke almalevéltetű (Dysaphis plantaginea)

Szürke almalevéltetű (Dysaphis plantaginea)

A biológiai védekezés mérésére egy új módszert fejlesztettek ki a kutatók. Szürke almalevéltetű (Dysaphis plantaginea) kolóniákat vizsgáltak két éves konténeres almafákon. Ezek a fák teljesen azonos tápanyag-utánpótlást és növényvédelmi kezelést kaptak, így biztosították a kutatók az azonos körülményeket, hogy kizárják az eltéréseket, amelyek befolyásolhatják a levéltetvek fejlődését és a biológiai védekezést. Valamennyi ültetvényben kihelyeztek 5 konténeres fát áprilisban, hogy alkalmazkodhassanak a környezethez, illetve az ültetvényekben élő ízeltlábúak megtelepedhessenek rajtuk amilyen korán csak lehetséges.

Június második hetében levéltetveket telepítettek a fákra, zárt kis kalitkákban. Minden konténeres fán négy kalitkát, gyümölcsösönként 20 kolóniát helyeztek el, különböző ágakon. Még áprilisban minden egyes fára felhelyeztek egy hálót, hogy kizárják a természetes ellenségeket, és ebben a hálóban is elhelyeztek egy levéltetveket tartalmazó dobozt (gyümölcsösönként 5 darabot). Hat héten át követték a tetű kolóniák sorsát és számlálták őket. A dobozok eltávolítása előtt hangyaetetőket telepítettek, hogy a tetű kolóniákat ne lepjék meg a hangyák. Az etetők hatékonynak bizonyulnak a hangya-levéltetű kapcsolat megzavarásában az almásokban, ami egyébként befolyásolhatná a természetes ellenségek viselkedését. A hangyák etetésére 20%-os cukoroldattal töltött, megfordított, kupaknál perforált 0,5 l-es palackokat erősítettek a fák törzsére.

Beporzás

Minden vizsgálati területen kiválasztottak 10 fát, legalább 5 m távolságra egymástól. Májusban, amikor a legtöbb almavirág eljutott a zöld bimbós állapotba, kiválasztottak minden fán két hasonló méretű ágat nyílt beporzásra és ezeket szalaggal megjelölték. A kiválasztott fák közül 5 esetében egy ágat beborítottak szúnyoghálóval, hogy kizárják a beporzó rovarokat, de a szél mozgása érvényesülhessen. Minden ágon megszámolták a virágokat.

A beporzás sikerességét betakarítás előtt értékelték. Augusztus 26-án mind a jelölt, mind pedig a betakart ágakról betakarították a termést. Kiszámolták a kötődés arányát, és minden egyes gyümölcs esetében feljegyezték a kifejlett és a nem kifejlett magok számát. A gyümölcs minőségére vonatkozóan több paramétert is figyelembe vettek, így a gyümölcs átmérőjét és a cukortartalmat is. Ezek mellett hat, egymáshoz közel elhelyezkedő, talajviszonyok tekintetében a leginkább hasonló ültetvényről szedtek területenként öt almát, melyeket fagyasztóban tároltak, és 15 napon belül megmérték a vas, bór, kalcium, kálium, magnézium, cink és foszfor tartalmukat.

Természetes ellenségek és beporzók

Az először telepített, illetve újratelepített levéltetű kolóniák esetében feljegyezték, és a lehető legpontosabban meghatározták az őket elfogyasztó, vagy velük kapcsolatba kerülő természetes ellenségeket. A természetes ellenségeket nem távolították el a kolóniáktól. Emellett egy adott időszakban hetente gyűjtöttek ízeltlábúakat az összes ültetvényben, azonos módszerekkel. A mintákat fagyasztóban tárolták, majd mikroszkóp segítségével végezték el a határozást.

A beporzó rovarok látogatását 19 egymást követő napon át vizsgálta egy kutató, az alma fő virágzási időszakában, szigorúan meghatározott körülmények között. Itt is igyekeztek a lehető legpontosabban beazonosítani a rovarfajokat és egyúttal feljegyezték a megfigyelt jelölt ágakon a virágok számát is.

Eredmények

Biológia védekezés: a kihelyezett levéltetű kolóniákban az összes kifejlett levéltetű 76%-a élt túl és szaporodott a kihelyezéskor használt doboz eltávolítása előtt, míg a kolóniák 4,8%-a elpusztult a túl kicsi mérete miatt (kevesebb, mint 5 egyed). A kezdeti kolónia méret nem különbözött a kontroll (hálóval borított), a szokványos és az öko területek között, amikor eltávolították a kolóniákat védő kis dobozkákat. A kontroll kolóniák exponenciális növekedést mutattak az ellenségektől védett területeken. A természetes ellenségeknek kitett kolóniák mérete mindkét művelési mód esetében csökkent. A kolóniák eltűnését a ragadozóknak tulajdonították, mivel a szürke almalevéltetű kolóniák nem szóródnak szét, hanem a felcsavarodott levelek védelmében csoportosulnak. Ezt a viselkedést a kontroll kolóniák esetében is megfigyelték az első néhány hét során. Ezt követően a nimfák elkezdtek a fiatalabb hajtások felé vándorolni az ágakon. A kolóniák csökkenésének mértéke eltérő volt az egyes művelési módok között. Több kolónia élt túl a szokványos ültetvényekben, mint az ökológiaiban. Az öko almásokban a kolóniák többsége eltűnt egy hónapon belül, míg a szokványos ültetvényekben a kolóniák sokkal hosszabb ideig fennmaradtak és nagyobb méretet értek el.

Természetes ellenségek előfordulása: az első négy hét során nagyobb volt a természetes ellenségek jelenléte, egészen addig, amíg az ökológiai almásokban eltűntek a levéltetű kolóniák. A statisztikai elemzés szerint a természetes ellenségek sokkal hamarabb és sokkal gyakrabban jelentek meg az ökológiai ültetvényekben élő kolóniáknál. Leggyakrabban a mezei virágpoloska (Anthocoris nemorum [L.]) kifejlett és nimfa példányait, a közönséges fülbemászó (Forficula auricularia) nimfáit és a levéltetvész-gubacsszúnyog (Aphidoletes aphidimyza [Rondani]) lárváit találták meg. A mezeipoloska-félék családjába tartozó (Miridae) fajokat kizárólag az öko almásokban találták meg. A levéltetvész-gubacsszúnyog és a zengőlégy lárvák sokkal gyakoribbak voltak a kései, jól fejlett kolóniáknál, míg a többi ragadozó inkább a kolóniák fejlődésének korábbi szakaszában jelent meg. Parazitált levéltetű múmiákat nem találtak a vizsgálat során.

A levéltetű kolóniáknál megfigyelt természetes ellenség fajok 1150 egyedét gyűjtötték be, ezek a fajok a következők: mezei virágpoloska (Anthocoris nemorum), törpe virágpoloska (Orius minutus [L.]), gyümölcsfapoloska (Atractotomus mali [Meyer-Dür]), közönséges fülbemászó (Forficula auricularia), közönséges fátyolka (Chrysoperla carnea s.l.), közönséges barnafátyolka (Hemerobius humulinus [L.]), hétpettyes katicabogár (Coccinella septempunctata [L.]), tízpettyes katica (Adalia decempunctata [L.]), kétpettyes katicabogár (Adalia bipunctata [L.]), tizennégypettyes füsskata (Propylea quatuordecimpunctata [L.]), közönséges lágybogár (Cantharis fusca [L.]), szegélyes lágybogár (Cantharis lateralis [L.]), mezei lágybogár (Cantharis livida [L.]), feketéllő lágybogár (Cantharis nigricans [Muller]), sötét lágybogár (Cantharis obscura [L.]), (Cantharis pallida [L.]) és rőt lágybogár (Cantharis rufa [L.]).

A zengőlegyek, fátyolkák és gubacsszúnyog fajok kifejlett egyedeit nem vették figyelembe a vizsgálat folyamán, mivel ezek nem fogyasztanak levéltetveket. Az adott ragadozó fajok egyedszáma minden mintavétel alkalmával magasabb volt az ökológiai almásokban. A természetes ellenség fajok egyedszámában tapasztalt eltérések főleg a ragadozó poloskák egyedszámának eltéréseiből adódtak. Szinte valamennyi ragadozó fajt nagyobb számban gyűjtötték be az ökológiai területekről, a fülbemászók kivételével. Az egyenletességi index is sokkal magasabb volt szinte valamennyi mintázáskor az ökológiai ültetvényekben és a szokványos almásoktól szignifikáns eltérést mutatott.

Beporzás: A kijelölt ágakon megszámolt virágok száma a szokványos és öko ültetvényeken nem tért el egymástól. A hálóval beborított gallyakon nagyon kevés alma termett, és ezekben nagyon kevés magot találtak, a szabadon álló gallyakhoz képest. Kissé jobb kötődést és nagyobb számú magot találtak az öko almásban. Statisztikailag azonban az egyes gazdálkodási módok között nem mutattak ki különbséget. A beporzók látogatásában sem mértek eltérést.

Beporzók előfordulása: a beporzó rovarok túlnyomó többsége háziméh volt (42,5%), ez a faj volt a leggyakoribb a szokványos és ökológiai ültetvényekben egyaránt. A magányos méhek 21,7%-ban, a zengőlegyek 14,6%-ban voltak jelen. A poszméhek elég alacsony, 10,6%-os jelenlétet mutattak és 10,6%-ban figyeltek meg egyéb légy fajokat.

Alma minősége: az alma mérete negatív korrelációt mutat a beporzás sikerességével (kisebb méretű és tömegű alma, kevesebb mag). A beporzás a cukortartalomra nem volt hatással. Az ásványianyag-tartalmat összességében kedvezően befolyásolta, szignifikáns eredményt kaptak a kalcium, a kálium és a magnézium, marginálisan szignifikáns eredményt a foszfor esetében és nem volt mérhető hatása a bór és a vas tartalomra.

Összegzés

A kutatók eredményei egyértelműen erőteljes összefüggést mutatnak az ültetvényeken végzett gazdálkodási mód és a biológiai védekezés között. Az ökológiai gazdálkodásnak köszönhetően az alma egyik legjelentősebb kártevője, a szürke almalevéltetű természetes ellenségei nagyobb diverzitással és nagyobb egyedszámban képviseltették magukat. Ezek a következtetések összhangban vannak a más növényfajokkal végzett vizsgálatok eredményeivel, ahol a biológiai védekezésben tapasztalt eltérések összefüggésben álltak a ragadozó fajok közösségeinek változásaival. Egy vizsgálatban azt találták, hogy az ökológiai gazdálkodás kedvezően hat az entemofág (rovarevő) fajok egyenletességére, ami a burgonyabogár esetében magasabb biológiai védekezést eredményezett. Egy másik kutatás szerint a gabonafélékben az ökológiai gazdálkodás kedvezően befolyásolta a futóbogarak biodiverzitását, ennek következtében azok sokkal több levéltetvet fogyasztottak. Az ökológiai gazdálkodás beporzók diverzitására és egyedszámára gyakorolt hatása jelentős, azonban helyi szinten a beporzásra gyakorolt pozitív hatása már nem ennyire egyértelmű. Egyéves kultúrákban néhány vizsgálatban találtak összefüggést az ökológiai gazdálkodás és a jobb beporzás között, de ez nincs mindig így. Szőlőben például a kutatók nem találtak eltérést a beporzásban az öko és a szokványos művelési mód között. Itt arra következtettek, hogy az ökológiai gazdálkodás helyi szinten lehet, hogy nem elegendő a megporzási szolgáltatás javítására, illetve a hatás kultúrafüggő is lehet. Az egyévesekkel összehasonlítva az évelő kultúrákban a növényzet változatossága kevésbé függ a művelési módtól. Ugyanez áll az almaültetvényekre is, amelyek az egyéves kultúrákkal ellentétben számos változatos, de tartósan fennmaradó szerkezeti elemet biztosítanak, mint pl. a fordulók, utak, a gyümölcsösöket szegélyező sövények, amelyek a gyümölcsösbe csalogathatják a beporzó rovarokat.

Az ökológiai gazdálkodás beporzásra és biológiai védekezésre gyakorolt ellentétes hatását az is okozhatja, hogy a két szolgáltatás időbeli eloszlása különböző és az érintett fajok diszperziós képessége (szétszóródási képessége) is eltérő. A beporzó rovarok rendkívül mozgékonyak, főképp a virágzási időszakban tartózkodnak a gyümölcsösben. Ebben az időszakban a gazdálkodók az integrált növénytermesztés elveinek megfelelően általában kerülik a rovarirtó szerek alkalmazását. Ezzel szemben a természetes ellenségek egy jelentős hányada a teljes vegetációs időszakban táplálkozik, szaporodik és betölti szerepét a növényvédelemben, ezáltal jóval nagyobb a kitettségük a művelés hatásainak, mint a beporzóknak. A kutatók arra következtettek, hogy a biológiai védekezés megfelelő művelési megoldásokkal kedvezően befolyásolható, míg a tájléptékű tényezők valószínűleg inkább a beporzásra vannak nagyobb hatással.

A levéltetű kolóniák vizsgálata során megállapították, hogy a biogyümölcsösben több természetes ellenséget találtak és ezek több levéltetvet fogyasztottak el. Sőt, a bio területeken korábban jelentek meg ezek a fajok. A mezőgazdaság intenzifikálásával kapcsolatban a biológiai védekezés időbeli dinamikáját eddig nem igazán vizsgálták. Ugyancsak kevés információ áll rendelkezésre arról, hogy az ökológiai gazdálkodás miként befolyásolhatja a természetes ellenségek megjelenésének idejét. Egy korábbi vizsgálatban azt találták, hogy őszi búzában a természetes ellenségek korábbi felbukkanása a fajok féltermészetes élőhelyekről való beáramlásának köszönhető. Jelen tanulmány eredményeiből arra következtettek, hogy az ökológiai gazdálkodás egyéb mechanizmusokon keresztül is hatást gyakorolhat a kártevők és ellenségeik egyidejű megjelenésére. A biológiai védekezés értékeit összevetették a természetes ellenségek aktivitásával, ezzel kideríthették mely fajok okozhatták az eltéréseket. A ragadozó poloskák, különösen a mezei virágpoloska a többi ragadozó fajnál korábban és nagyobb gyakorisággal jelent meg a levéltetű kolóniáknál. Emellett a ragadozó poloskák egyedszámában is jelentős eltérést találtak az öko és szokványos ültetvények között. Ez befolyásolhatta a ragadozó-levéltetű találkozás valószínűségét, és lehet ez vezetett ahhoz, hogy az ökológiai ültetvényben korábban észlelték a ragadozó fajok megjelenését. Valószínűleg a szokványos almásokban a korai időszakban végzett növényvédő szeres kezelések okozták a ragadozó poloskák esetében feljegyzett csökkenést. Érdekes, hogy pont a korai növényvédő szeres kezelésekről gondolják a gazdálkodók és gyakorlati szakemberek széles körben azt, hogy ezek nem zavarják meg a természetes ellenségeket az almásban. Azonban a kutatók most igazolták, amit más szerzők korábban is állítottak, hogy ezek a kezelések igenis zavaró hatásúak, melynek következménye érezhetően megmutatkozik a biológiai védekezésben is.

Jól látható, hogy az alma profitál a rovarmegporzásból, hiszen a hálóval letakart virágokból kevesebb gyümölcs, és azokban kevesebb mag fejlődött. A házi méhek voltak a leggyakoribb látogatók, majd követték őket a vad méhfajok, a zengőlegyek kevésbé voltak gyakoriak. A gyümölcs minőségét, az ásványi anyag tartalom tekintetében, befolyásolta a beporzás sikeressége. Ennek oka lehet az, hogy a nagyobb számú mag több ásványi anyagot tartalmazott. A gyümölcs ásványi anyag tartalma táplálkozási szempontból is jelentős lehet, de lényeges a tárolás, eltarthatóság szempontjából is. Az alma méretét negatívan befolyásolta a beporzás sikeressége. Korábban megfigyelték a Cox fajta esetében, hogy a több mag negatív hatással volt a gyümölcs méretére, de a Gála esetében ezzel ellentétes jelenséget jegyeztek fel. A Cox fajtához hasonlóan a jelen kutatásban szereplő Aroma fajta virágai is csoportosan nőnek. Ebben az esetben a magas beporzás eredményeként a csoportban a szomszédos termések között versengés alakul ki a helyért és a fényért. A kisebb méretű termés viszont nem feltétlenül hátrány, hiszen a piacon általában a közepes nagyságú alma a legkelendőbb.

Az ízeltlábúak ökoszisztéma szolgáltatásainak elősegítéséhez sokkal jobban meg kell ismernünk azok működési mechanizmusait. A kutatók most bizonyították, hogy a gyümölcsösökben az ökológiai művelési mód jelentős hatást gyakorol a természetes ellenségek közösségeire. Az ellenségek megjelenésének időzítése is jobb, minek következtében a kártevők száma erőteljesebben csökken. Az ültetvények művelési módja a biológiai védekezés egyik fő mozgató ereje. Az almatermesztők számos módon tehetnek a biológiai védekezésért, például azzal, hogy a természetes ellenségeket nem megzavaró gyakorlatot alkalmazzák, vagy ha a korai időszakban különböző élőhelyek kialakításával támogatják a ragadozó fajokat. Ugyancsak a korai időszakban fontos lehet a kritikus fajok, mint a szürke almalevéltetű és azok természetes ellenségeinek monitorozása, hogy elkerüljék a felesleges rovarirtó szerek használatát és ezzel is javítsák a biológiai védekezést.

A vizsgálatban a beporzás sikerességére nem volt pozitív hatással az ökológiai művelési mód, azonban a megfelelő beporzás fontos, nem csak a hozam, hanem az alma minősége szempontjából is. Magányos méheket és a méheken kívül más rovarfajokat is gyakran megfigyeltek mind az öko, mind a szokványos gyümölcsösökben. Ez arra enged következtetni, hogy már az integrált termesztés növényvédőszer használatára vonatkozó irányelvei is kedvezően hatnak az almatermesztők számra kiemelkedően fontos ökoszisztéma szolgáltatásokra, az ökológiai művelést megközelítő szinten. Kiemelkedő a vadméhek alma beporzásában betöltött szerepe, fontos ezek védelme és fennmaradása is, hogy a jövőben ne csak a házi méhek beporzásától függjünk.

Fordította: Nagy Judit
(Biokultúra 2019/4-5)
Forrás: https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com