Rovarpatogén fonálférgek (Heterorhabditis bacteriophora) alkalmazása az amerikai kukoricabogár (Diabrotica virgifera virgifera) lárvái ellen

A kukorica a búza és a rizs mellett az emberiség legjelentősebb gabonanövénye. A világon vetésterülete 140-160 millió hektár, Magyarországon pedig a legnagyobb területen termesztett kultúra, mely a búzával együtt szántóterületünk 50%-át teszi ki. A növény termesztéstechnológiája könnyű, növényvédelme kiforrott, ökonómiai oldalát tekintve pedig jól jövedelmező növény, így a legtöbb esetben a gazdák preferálják a monokultúrában történő termesztését. A kukoricatermesztés során a megfelelő agrotechnikai eljárások mellett (talajművelés, tápanyagellátás, vetett tőszám, gyomirtás) egyre nagyobb kihívást jelent az amerikai kukoricabogár (Diabrotica virgifera virgifera) elleni védekezés. A faj napjainkban az egyik legjelentősebb kuko­rica­kártevővé vált, így nagy befolyással rendelkezik a kialakuló termés mennyiségére és minőségére egyaránt.

Elsődleges kárt a kártevő lárvaalakja okozza, mely május második dekádja körül kel ki az előző éveben lerakott és áttelelt petékből és rágószájszerve segítségével a fiatal növények gyökereit támadja. Kártételének következtében a növények megdőlnek, száruk jellegzetesen meggörbül, amit hattyúnyak jelenségnek nevezünk. Az imágók fő és egyben legveszélyesebb kártétele pedig a bibeszálak visszarágásában nyilvánul meg. Nagy populáció esetében a bibeszálakat kefére rágják, melynek következménye a nem megfelelő terméskötődés.

A károsító elterjedésével egyenes arányban nőtt az ellene való védekezés költsége. Hazánkban jelenleg a károsítók közül a kukoricabogár elleni védekezésre fordított költségek a legmagasabbak. Az inszekticideket a lárvák és az imágók ellen egyaránt felhasználják, melyeknek együttes költsége (kijuttatási + szerköltség) jelentős, vetekszik a hibrid vetőmag árával.

A kukoricabogár elleni védekezés Európában elterjedt módszerei a talajfertőtlenítés, valamint az inszekticides állománykezelés. A fenntartható mezőgazdasági gyakorlat tükrében, kísérletek indultak a biológiai védekezés fejlesztésének terén is. A lárvák elleni legeredményesebb kémiai védekezés hazánkban a vetéssel egymenetben történő talajfertőtlenítőszer kijuttatás. A legnépszerűbb talajinszekticid hatóanyag a teflutrin (Force 1,5 G), mely megfelelő tartamhatással rendelkezik a vetés időpontjától az első lárvák megjelenéséig, de hektár költsége a legmagasabb.

A kukoricabogár és más talajlakó kártevő (pl. drótférgek, pajorok) elleni védekezés vegyszeres lehetőségei egyre inkább leszűkülnek, ezért a kutatások középpontjába kerültek olyan biológiai megoldások, melyek káros mellékhatások nélkül a célfajt pusztítják, mint például a rovarpatogén fonálférgek. Laboratóriumi vizsgálatok során bizonyításra került, hogy egyes fonálférgek képesek bejutni a kártevő lárvájába és bennük felszaporodva annak pusztulását okozzák. Ilyen fajok a Steinernema glasseri, S. arenarium, S. abassi, S. bicornatum, S. feltiae, S. krausszei, S. carpocapsae és a Heterorhabditis bacterio­phora. A vizsgált fajok közül a Heterorhabditis bacterio­phora bizonyult a leghatékonyabbnak, 77%-os mortalitását okozva a kukoricabogár lárváknak.

A fonálférgek, mint vektorok, velük szimbiózisban élő baktériumokat juttatnak be a károsítók testébe, melyek azt elfolyósítják, ezáltal felvehető táplálékot biztosítanak a fonálférgek számára, így járulnak hozzá azok felszaporodásához. Az elpusztult lárvában a fonálférgek tovább szaporodnak és 12 nap múlva az új juvenil infektív lárvák kiszabadulnak és új „áldozatokat keresnek” fel. A bejutástól számított 2-3 napon belül a megtámadott lárva elpusztul. A nematódák szaganyagok kiválasztása révén kutatják fel gazdaszervezeteiket (pl. CO2 kibocsátás). A gyártási körülmények és a költségek alapján a Heterorhabditis bacterio­phora a legalkalmasabb entomopatogén fonálféreg biológiai növényvédőszer gyártására. Ezen kívül ígéretesnek bizonyult még a Steinernema arenarium és a Steinernema feltiae is.

A fonálféreg alapú biológiai készítmények eredményességét nagymértékben meghatározza a talajba juttatás módja. A CABI project keretein belül a hazai kísérletek 2004 és 2007 között folytak, ahol a nematódák hatékonyságát értékelték különféle kijuttatási technikák (talajba injektálás és talajra permetezés) mellett a kukoricabogár lárvára vonatkozóan. Talajba injektálás esetén folyóméterenként 230 000 fonálféreg került kijuttatásra, a talajra permetezés pedig 400 000 db/m2 dózissal történt. A hatékonyságot a gyökérkártétel értékelésével állapították meg. Az alkalmazott módszerek több mint 50%-kal csökkentették a lárvák kártételét. A legeredményesebb hatás (a lárvák 68%-os mortalitását) akkor volt megfigyelhető, amikor a fonálférgeket a vetéssel egymenetben a talajba injektálták.

A rovarpatogén fonálférgeknek számos kedvező hatása van, például felhasználhatók biogazdálkodásban, nem károsítják a hasznos szervezeteket (méhek, földigiliszták) valamint csökkentik a kialakuló rezisztencia kockázatát.

Anyag és módszer

Kísérleteinket két éven keresztül (2019 és 2021) a Nyugat-Dunántúlon, Gyömörén és Röjtökmuzsajon végeztük az entomopatogén fonálférgek különböző kijuttatási formájának alkalmazásával. A kísérleti készítmény a Dianem (Heteror­habditis bacteriophora) volt. A fonálféreg kezelések hatását mindkét évben a teflutrin hatóanyagú Force 1,5 G (15 kg/ha) talajfertőtlenítő szerhez és kezeletlen kontrollhoz hasonlítottuk. A kezelések módját és a kísérlet körülményeit az 1. táblázat tartalmazza.

A por alakú Dianem készítményből víz hozzáadásával kíméletes keverés mellett törzsoldatot készítettünk. A fonálférgek életképességéről Petri csészébe kivett szűrlet mikroszkópos vizsgálatával győződtünk meg. A nagyparcellás kísérletnél az oldatot a 3000 literes permetezőben hígítottuk tovább oly módon, hogy a keverő és nyomószűrőket eltávolítottuk a nematódák sérüléseinek elkerülése érdekében.

A bekevert készítményt 400 l/ha és 600 l/ha dózisban a teljes felületre permeteztük, majd ásóborona segítségével bedolgoztuk a talajba (2. kép).

Mivel a felületpermetezéssel való kijuttatás munkaigényes, bonyolult folyamat, arra gondoltunk, hogy a fonálférgeket érdemes lehet injektálva kijuttatani a vetéssel egymenetben. Erre állítottunk be kísérleteket a 2021-es évben. A vetéssel egymenetben történő injektálásnak előnye a felületpermetezéssel szemben, hogy a nematódák sérüléseinek kockázata csökkenthető, valamint UV fény általi kitettségük elkerülhető, mely a vitalitásukat nagy mértékben befolyásolja. A kisparcellákon a kísérleti oldat talajba való injektálásához elektromos pipettát használtunk. Modellezve a szántóföldi kísérletet a megnyitott magágyba tettük a kukoricamagokat, ráfecskendeztük a törzsoldatot és rögtön betemettük a megnyitott barázdát.

Eltérő hektáronkénti vízmennyiségekkel juttattuk ki a fonálférgeket (50-100-200 l/ha), hogy megállapítsuk, van-e összefüggés a kijuttatott vízmennyiség és a nematódák larvicid hatása között. Az eltérő vízmennyiségekkel történt kezeléseket a 2. táblázat szemlélteti.

A kísérletek kiértékelésének módszere minden évben azonos volt. Egyrészt vizsgáltuk a növényenkénti lárvaszámot: egy parcellából kisparcellák esetén 5 db, nagyparcella esetében 10 db növény került kiásásra 20 x 20 cm-es földlabdával. Számoltuk az élő lárvákat a növény földlabdájáról levert földben, valamint a kiásott gödörben (az L3-as lárva, szabadbáb állapot, az esetlegesen éppen a földből előjövő imágók között nem tettünk különbséget).

Másrészt értékeltük a kiásott gyökerek visszarágottságának mértékét a módosított Iowa-skála alapján.

A gyökérminták megvétele előrejelzésre alapozottan történt, a területre kihelyezett szexferomoncsapdával ellátott sárga fogólapok segítségével. Az első imágók megjelenésekor azonnal kezdtük a munkát, ugyanis ez alapján biztosak lehettünk benne, hogy a talajban lévő lárvák fejlődése a végéhez közeledik (L3; báb) és a gyökérkártétel már befejeződött.

A kiásott gyökereket parcellánként felcímkézett zsákba helyeztük, majd a gyömörei telephelyre szállítottuk. Áztatást követően sor került a módosított Iowa-skála szerinti gyökér­visszarágottság meghatározására (3. kép).

A lárvaszámokat és gyökérkártételi értékeket folyamatosan rögzítettük, majd matematikai, statisztikai módszerek segítségével elemeztük (Oneway Anova és Tuky Post Hoc teszt).

Eredmények

2019 évi kezelések (Gyömöre)

A 2019-ben a kiásott 160 gyökéren 33 kukoricabogár lárvát találtunk. A kezelt parcellákban lényegesen kevesebb lárva fordult elő a kontrollhoz képest. A legkevesebb lárva a Force 1,5 G-vel kezelt parcellán volt (0,05 db/növény). Ennél kissé nagyobb lárvaszámot találtunk a fonálféreggel kezelt parcellák esetében (0,13 és 0,15 db/növény). A kezeletlen kontroll parcellán tapasztaltuk a legnagyobb lárvaszámot (0,5 db/növény).

A statisztikai elemzés szerint, az átlagos növényenkénti lárvaszámot tekintve a Dianem alacsony dózisa, a Dianem magasabb dózisa és a Force 1,5 G kezelés is szignifikáns különbséget mutat a kontrollhoz képest, viszont a kezelések között egymáshoz viszonyítva szignifikancia nem tapasztalható. Tehát az alacsony és a magas fonálféreg dózis hatása között nincsen jelentős különbség. A gyökérkártétel sem a kezelt, sem a kontroll területeken nem haladta meg a módosított Iowa-skála szerinti 3,5 értéket, a kártételi küszöböt, ahol már a kártevő profitveszteséget okoz. A legkisebb gyökérkártétel 2019-ben a Force 1,5 G-vel kezelt parcellán volt tapasztalható. Jó eredményt mutatott a Dianem alacsony dózisban, melynél a módosított Iowa-skála értéke átlagosan 1,45.

Az összes kezelés eredményesnek bizonyult és szignifikánsan eltért a kontrolltól. Az alacsonyabb és a magasabb dózisú kezelések között nem volt kimutatható különbség. Továbbá, nem mutatható ki statisztikailag igazolható eltérés a fonálférges kezelések és a Force 1,5 G talajfertőtlenítő hatása között.

2021-évi kezelések (Röjtökmuzsaj-Gyömöre)

Röjtökmuzsajon több lárvát találtunk, mint Gyömörén 2021-ben. A kezeletlen kontroll parcellákon volt a legmagasabb az átlagos növényenkénti lárvaszám, (4,95 és 1,05). Ettől minden kezelés statisztikailag bizonyítható módon eltért. A legkevesebb lárva mindkét helyszínen a Force 1,5 G -vel kezelt mintaterületen fordult elő. A fonálférges kezelések eredményesen működtek és visszaszorították a lárvaszámokat. A talajfertőtlenítés hatásától nem maradtak el jelentősen az eltérő vízdózissal injektált fonálférges kezelések. Statisztikai vizsgálat szerint a fonálférges kezelések és a talajfertőtlenítés hatása között nincs szignifikáns különbség egyik helyszínen sem.

Röjtökmuzsajon a nagyobb lárvaszámokkal egybevágóan nagyobb gyökérkártételek alakultak ki a gyömörei mintaterülethez képest. A kontroll parcellán a gyökérkártétel elérte a módosított Iowa-skálán a 3,55-öt, az összes többi nagyon jól elkülönült. A legkisebb kártételt a Force 1,5 G-vel kezelt parcellán tapasztaltuk (1,28 Gyömöre). A fonálférges kezelések is hasonlóan jól működtek mindhárom vízdózisban: 1,48 és 2,4 közötti értékekkel. A kezelt parcellák minden esetben szignifikánsan eltértek a kezeletlen kontrolltól. A nematódás kezelések és a talajfertőtlenítés hatása között nem volt kimutatható szignifikáns különbség egyik vízdózisban sem.

Következtetések és javaslatok

A rovarpatogén fonálférgek (Heterorhabditis bacteriophora) képesek a teflutrinhoz hasonló mértékben ökonómiai szint alá csökkenteni a kukoricabogár lárvák számát a talajban, alkalmazásukkal elkerülhető a súlyos gyökérkárosítás és a profitvesztés. A kukoricabogarak természetes populációjának nagysága eltért a vizsgált területeken és években. A kártételi küszöböt a két éves vizsgálat alatt csak 2021-ben Röjtökmuzsajon haladta meg a gyökérvisszarágottság, azonban a fonálférges kezelések a kisebb kártevő nyomás esetén is hatásosak voltak.

A nagyparcellán felületpermetezéssel kijuttatott fonálféreg készítmény a Dianem a kisebb dózisban (2 milliárd db/ha) is eredményesen csökkentette a lárvák számát és a gyökérkártételt. A nagy dózis (3 milliárd db/ha) csak olyan kis mértékben javította a hatást, hogy azt a nagyobb költségvonzata miatt nem érdemes szántóföldön alkalmazni.

Injektálással a fonálférgek pontosan a vetési sorba, a mag környékére juttathatók és elkerülhetők bizonyos öko­ló­giai körülmények (pl. UV hatás) hatására létrejövő életképesség­csökke­nés, ezért előnyösebb, mint a felületpermetezés, ahol a talajra permetezett fonálférgeket külön menetben kell a talajba dolgozni. A különböző vízdózisokkal injektált fonálférgek lárvaölő hatását a 2021-es kísérlet során sikerült bizonyítani. Eredményeink szerint, a különböző vízmennyiségekkel (50-100-200 l/ha), a vetéssel egymenetben a talajba injektált 2 milliárd db/ha fonálféreg kezelések között nincs igazolható, szignifikáns különbség. Tehát elegendő a hektáronként kisebb vízdózis a hatás kifejtéséhez. Gyakorlati szempontból ennek nagy jelentősége van, mert fizikailag sokkal könnyebb 50 l vizet a vetéssel egymenetben a területre kihordani, mint a többlet­terhelést jelentő 200 litert. Az is prognosztizálható, hogy esetleg 50 l/ha-nál kisebb vízmennyiséggel is működhetnek a fonálférgek. Annak megállapításához, hogy a vízmennyiség meddig csökkenthető úgy, hogy közben megmarad a fonálférgek életképessége és lárvicid hatása, további vizsgálatokra van szükség.

A fonálféreg alapú biológiai készítménnyel a fenntartható mezőgazdasági gyakorlatot figyelembe véve eredményesen védekezhetünk az egyik legnagyobb területen termesztett kultúrnövényünk egyik legveszélyesebb károsítója ellen. A nematódák alkalmazása sérülékenységük, ökológiai tényezőkkel szembeni érzékenységük és kis méretük miatt fokozott körültekintést követel.

Vörös Levente – Ábrahám Rita
Széchenyi István Egyetem
Albert Kázmér Mosonmagyaróvári Kar
Növénytudományi Tanszék
(Biokultúra 2022/6)

A főszerkesztő megjegyzése: a cikkben említett szintetikus rovarölő szerek természetesen nem használhatók az ökológiai gazdálkodásban. A cikk közlésével célunk az, hogy bemutassuk, léteznek hatékony biológiai védekezési eljárások, amelyeket a biogazdák is használhatnak.