KONTROLA BIOLOGICZNA: RODZAJE, STRATEGIE, ZALETY I PRZYKŁADY - BIOLOGIA - 2026

Kontrola biologiczna polega na wykorzystaniu żywych organizmów w celu stłumienia populacji innych szkodliwych osobników zwanych „dżumą”. Ma na celu zmniejszenie wpływu określonego agrofaga do ekonomicznie akceptowalnego poziomu.

Wprowadzenie organizmów kontrolnych do ekosystemu pozwala na przywrócenie równowagi ekologicznej w środowiskach zmienionych przez przeludnienie szkodników. Ogólnie rzecz biorąc, wzrost liczby szkodników wynika z niewłaściwego stosowania praktyk związanych z eksploatacją przemysłową, leśną lub rolniczą.

Kontrola biologiczna. Źródło: pixabay.com

Szkodnikiem jest każdy niepożądany gatunek, zwierzę lub roślina, który jest szkodliwy dla rozwoju gatunków rodzimych. Szkodniki mogą działać na uprawach rolnych lub leśnych, przechowywanych produktach, gospodarstwach hodowlanych, budynkach i domach, a nawet ludzi.

Stosowanie pestycydów i pestycydów pochodzenia chemicznego jest powszechną praktyką w agronomicznym zwalczaniu szkodników. W rzeczywistości jest to jedna z praktyk, które najbardziej zwiększają koszty produkcji.

Rzeczywiście, ciągłe stosowanie produktów chemicznych powoduje nierównowagę ekologiczną i zanieczyszczenie środowiska. Ponadto ogranicza obecność pożytecznych organizmów i naturalnych wrogów, wzmacniając odporność szkodników na pestycydy.

Z drugiej strony stosowanie produktów chemicznych powoduje gromadzenie się toksycznych pozostałości w żywności, dlatego poszukuje się naturalnej alternatywy kontroli, aby ograniczyć stosowanie agrochemikaliów w terenie.

Z tej perspektywy biologiczna kontrola szkodników pojawia się jako alternatywa dla zwalczania chemicznego. Jest to również praktyka przyjazna środowisku, która zapewnia zdrową żywność i eliminuje stosowanie chemicznych pestycydów.

Rodzaje

Zwalczanie biologiczne odbywa się poprzez udział i działanie naturalnych wrogów szkodników. Organizmy te żywią się i rozmnażają kosztem innych organizmów, które kolonizują i niszczą.

Biologiczne środki zwalczania w rolnictwie to na ogół owady, grzyby lub mikroorganizmy, które działają poprzez redukcję populacji szkodników. Ci naturalni wrogowie mogą działać jako drapieżniki, parazytoidy lub patogeny.

Predators

Są to wolno żyjące gatunki, które żywią się innymi gatunkami podczas ich cyklu życiowego. Larwy i postacie dorosłe drapieżników wyszukują zdobycz w uprawie i żywią się nią.

Parazytoidy

Są to gatunki, które na jednym ze swoich etapów rozwoju mają zdolność rozwoju na żywicielu lub w jego obrębie. Parazytoid składa jaja na żywicielu lub wewnątrz żywiciela, larwa rośnie i rozwija się, a ostatecznie ją eliminuje.

Patogeny

Są to gatunki (bakterie, grzyby czy wirusy), które wywołują choroby u określonych organizmów, osłabiają je i niszczą. Entomopatogeny wnikają do żywiciela przez przewód pokarmowy lub naskórek żywiciela, zaszczepiając chorobę i powodując śmierć.

Charakterystyka wrogów naturalnych

• Szeroki zakres adaptacji do fizycznych i klimatycznych zmian środowiska.
• Specyfika określonego szkodnika.
• Muszą wykazywać wyższy wzrost populacji w stosunku do wzrostu epidemii.
• Posiadaj wysoki poziom eksploracji, zwłaszcza gdy gęstość zarazy jest niska.
• Wymaga zdolności do przetrwania i zmiany nawyków żywieniowych przy częściowym lub całkowitym braku szkodnika.

Strategie

W integralnym zarządzaniu uprawą biologiczna kontrola stanowi strategię mającą na celu zmniejszenie populacji organizmów uważanych za szkodniki. Istnieją różne rodzaje lub strategie kontroli biologicznej, w zależności od zastosowanego procesu i sposobu działania.

• Klasyczny
• Szczepienie ochronne
• Powódź
• Ochrona

Sterowanie b

Zastosowana strategia polega na wprowadzeniu egzotycznego gatunku na obszar lub uprawę, którą chce się chronić. Celem jest ustanowienie naturalnego wroga, który reguluje poziom populacji organizmu szkodnika.

Metodę tę stosuje się na obszarach dotkniętych przez szkodnika, który nie przedstawia naturalnych wrogów, a jego przeludnienie może spowodować znaczne szkody. Ponieważ chcesz, aby środek zwalczający ustabilizował się z czasem, jest idealny do trwałych upraw, takich jak leśnictwo lub drzewa owocowe.

Przykładami tej kontroli jest parazytoid Cephalonomia stephanoderis (osa z Wybrzeża Kości Słoniowej) stosowany do biologicznego zwalczania Hypothenemus hampei (Coffee Broca). Podobnie parazytoid Cleruchoides noackae (pasożytnicza osa jaj) stosowany do zwalczania Thaumastocoris peregrinus (pluskwa Eucalyptus).

Sterowanie b

Ta metoda polega na uwolnieniu środka kontroli biologicznej na dużą skalę, którego celem jest zwalczanie określonego szkodnika. Strategia polega na staniu się naturalnym wrogiem, powielaniu i kontrolowaniu przez określony czas.

Jest to technika stosowana w uprawach krótkookresowych lub jednorocznych, ponieważ efekt nie jest trwały. Ponadto jest stosowana jako metoda kontroli prewencyjnej, jest stosowana, gdy krytyczne poziomy uszkodzeń nie zostały jeszcze zgłoszone.

Stosowany efektywnie staje się kontrolą podobną do stosowania pestycydów, ze względu na swoją skuteczność i szybkość. Przykładami środków stosowanych do zaszczepiania są owady lub grzyby entomopatogenne, stosowane jako mikroorganizmy biokontrolerów.

Opryskiwanie zawiesin grzybami entomopatogennymi na uprawie umożliwia grzybowi wtargnięcie do organizmu owada, powodując śmierć. Na przykład w warzywach szkodnik zwany mączlikiem (Trialeurodes vaporariorum) jest zwalczany przez zawiesiny grzyba Verticillium lacanii lub Lecanicillium lecanni.

Sterowanie b

Technika powodziowa polega na uwolnieniu dużej liczby czynników kontrolnych z masywnych piskląt na poziomie laboratoryjnym. Celem tej techniki jest osiągnięcie tego, że biokontrolery działają przed ich rozproszeniem lub nieaktywnością w kulturze.

Celem tej strategii jest, aby środek zwalczający działał bezpośrednio na organizm szkodnika, a nie na jego potomstwo. Przykładem jest zwalczanie omacnicy prosowianki (Ostrinia nubilalis) poprzez masowe i kontrolowane wypuszczanie os z rodzaju Trichogramma.

Sterowanie b

Opiera się na interakcji między gatunkami agroekosystemu w celu wzmocnienia jego obrony przed atakiem szkodników. Obejmuje nie tylko uprawy i wrogów naturalnych, ale całe środowisko, w tym warunki środowiskowe i człowieka.

Jest to związane z integralnym zarządzaniem uprawą i chociaż jest to nowa technika, stanowi metodę zrównoważoną. Przykładem jest umieszczenie pasm żywych wokół plantacji, co sprzyja tworzeniu korzystnego środowiska dla naturalnych wrogów szkodników.

Korzyść

Plan zwalczania szkodników obejmujący skuteczną kontrolę biologiczną ma wiele zalet, wśród których możemy wymienić:

• Zwalczanie biologiczne pozwala zwalczać szkodniki bez pozostawiania toksycznych pozostałości w środowisku.
• Na poziomie środowiskowym jest to bezpieczna metoda sprzyjająca bioróżnorodności.
• To jest specyficzne. Nie ma szkodliwego wpływu na inne gatunki, które nie są uważane za szkodniki określonej uprawy.
• Nie obserwuje się odporności szkodników. Więc jest bardzo skuteczny.
• Wdrożenie kontroli biologicznej jest długotrwałe i często trwałe.
• Jego koszt jest relatywnie niższy w porównaniu ze stosowaniem pestycydów chemicznych.
• Jest to metoda zalecana przy dużych systemach produkcyjnych i na niedostępnym terenie.
• Ten rodzaj zwalczania jest uważany za skuteczną alternatywę w kompleksowym programie zwalczania szkodników.

Niedogodności

Jak każda metoda kontroli, niewłaściwe stosowanie i monitorowanie kontroli biologicznej może prowadzić do niedogodności, wśród których można zauważyć:

• Brak wiedzy na temat zasad, reguł i przepisów dotyczących kontroli biologicznej.
• Niewielkie środki ekonomiczne na zakup niezbędnego sprzętu do manipulacji organizmami kontrolnymi.
• Dostępność organizmów do kontroli biologicznej.
• Wymagany jest wyspecjalizowany personel, co zwiększa koszty na poziomie szkolenia i kontraktacji.
• Obecność naturalnych wrogów kontrolujących organizmów.
• Zróżnicowanie między cyklem życia organizmów szkodliwych a organizmami używanymi do zwalczania.

Przykład drapieżnika

Drapieżne roztocza

Roztocza z rodziny Phytoseiidae stanowią jeden z głównych biologicznych środków zwalczania innych gatunków szkodników stawonogów. Są to gatunki o polifagicznych zwyczajach, które mogą żerować na jajach innych gatunków, larwach lub małych owadach.

Drapieżne roztocza. Źródło: pixabay.com

Te roztocza żyją na wolności, łatwo poruszają się po ziemi, chwastach i uprawach, w których lokalizują swoją zdobycz. Ponadto są wszystkożernymi, którym udaje się przeżyć na innych pokarmach, takich jak kora, próchnica lub pyłki; pozostając w środku, czekając na swoją zdobycz.

Rzeczywiście, te Phytoseiidae są naturalnymi wrogami innych roztoczy, takich jak Acaridids, Eryophytes, Tarsonemids, Tetraniquids i Tideids. Podobnie stwierdzono, że jedzą inne owady, takie jak Aleyrodids, Coccids, Psocopterans i larwy Thysanoptera.

Drapieżne chrząszcze

Tak zwane biedronki lub nierozłączki charakteryzujące się żywym ubarwieniem to typowe chrząszcze wykorzystywane do zwalczania biologicznego. Są to owady polifagiczne, które znajdują się w różnych agroekosystemach w ciągłym poszukiwaniu pożywienia.

Biedronki lub gołąbki. Źródło: pixabay.com

Te małe chrząszcze należą do rodziny Coccinellidae i można je spotkać w różnych ekosystemach. Żywią się jajami i larwami owadów drapieżnych, a także mniejszymi dorosłymi.

Biedronki są drapieżnikami mszyc, roztoczy i wełnowców w gatunkach naturalnych i uprawach handlowych, stąd ich znaczenie gospodarcze. Jednak one z kolei mają naturalnych wrogów, takich jak ptaki, ważki, pająki i płazy.

Sznurowadła

Koronka to małe, jasnozielone owady z dużymi żółtymi oczami, które są biokontrolerami różnych szkodników upraw. Jego znaczenie polega na zdolności do łagodzenia populacji szkodników i przyczyniania się do ograniczenia stosowania pestycydów chemicznych.

Sznurowanie. Źródło: pixabay.com

Owady te należą do rodziny Chryzopidów z rzędu Neuroptera, będąc drapieżnikami wciornastków, mszyc, przędziorków i wełnowców. Ich aparat do żucia ułatwia im spożywanie jaj i larw meszek, motyli i oliwek.

Przykład parazytoidów

Osy pasożytnicze

Osy pasożytnicze lub parazytoidalne to różne gatunki należące do rzędu błonkoskrzydłych, które pasożytują na jajach lub larwach innych gatunków. Są naturalnymi wrogami gąsienic motyli, robaków z rodziny chrząszczy, mączlików, roztoczy i mszyc.

Osa pasożytnicza. Źródło: allyouneedisbiology.wordpress.com

Jego sposób działania polega na składaniu jaj na owadzie żywicielu lub wewnątrz niego, zarówno w stadium jaja, larwy, jak i w stadium dorosłym. Parazytoid rozwija się w żywicielu lub na nim, żerując na nim, by ostatecznie go zabić.

Te parazytoidy są specyficzne, specjalizują się w pasożytowaniu na określonym żywicielu, najlepiej w jego pierwszych fazach życia. Istnieje wiele różnych parazytoidów, z których najpowszechniejsze są rodziny Braconidae, Chalcidoidea, Ichneumonidae, Proctotrupoidea i Stephanoidea.

Muchy pasożytnicze

Muchy na ogół należą do Zakonu Diptera. Są to owady uważane za pasożyty różnych szkodników komercyjnych, mimo że stały się potencjalnymi przekaźnikami chorób zwierząt domowych i ludzi.

Muchy pasożytnicze. Źródło: pixabay.com

Ze względu na cechy ich narządów do składania jaj ograniczają się do umieszczania ich na powierzchni żywiciela. Później, gdy larwy się pojawią, zakopują się w szkodniku, karmią go i ostatecznie pożerają.

Gatunek Pseudacteon obtusus służy do zwalczania populacji mrówek ognistych (Solenopsis invicta) przypadkowo wprowadzonych do Stanów Zjednoczonych.

Muchy składają jaja w mrówce, a kiedy larwy się rozwijają, uwalniają substancję chemiczną, która rozpuszcza błonę żywiciela, eliminując ją.

Przykład patogenów

Bacillus thuringiensis

Gram (+) bakterie z rodziny Bacillaceae występujące we florze bakteryjnej gleby i wykorzystywane do biologicznego zwalczania szkodników. Jest patogenem szkodników, takich jak larwy Lepidoptera, muchy i komary, chrząszcze, pluskwy i nicienie.

Bacillus thuringiensis. Źródło: dr Todd Parker, Assoc Director for Laboratory Science, Div of Preparedness and Emerging Infections at CDC, via Wikimedia Commons

Bacillus thuringiensis w fazie sporulacji wytwarza kryształy endotoksyn o właściwościach owadobójczych. Nałożony na liście roślin owad zjada je, odurza się i powoduje śmierć.

Beauveria bassiana

Grzyb z klasy Deuteromycetes stosowany do biologicznego zwalczania różnych owadów uważanych za szkodniki, wywołujących chorobę miękką muscardina. Jest biokontrolerem wielu różnych stawonogów, takich jak gąsienice, mszyce, roztocza, termity, mączliki i wciornastki czy przędziorków.

Beauveria bassiana atakuje larwę motyla. Źródło: Tsanjuan, źródło Wikimedia Commons

Stosowane jako środek zwalczający konidia grzyba są spryskiwane na uprawę lub aplikowane bezpośrednio do gleby. W kontakcie z żywicielem konidia przylegają, kiełkują, przenikają i wytwarzają toksyny, które wpływają na układ odpornościowy, powodując śmierć.

Bibliografia

1. Cabrera Walsh Guillermo, Briano Juan i Enrique de Briano Alba (2012) Biological Pest Control. Nauka dzisiaj. Vol. 22, nr 128.
2. Gómez Demian i Paullier Jorge (2015) Biological Pest Control. Państwowy Instytut Badań Rolniczych.
3. Guédez, C., Castillo, C., Cañizales, L. i Olivar, R. (2008). Kontrola biologiczna: narzędzie zrównoważonego i zrównoważonego rozwoju. Academia, 7 (13), 50–74.
4. Smith Hugh A. i Capinera John L. (2018) Naturalni wrogowie i kontrola biologiczna. Publikacja nr ENY-866. Odzyskane pod adresem: edis.ifas.ufl.edu
5. Nicholls Estrada Clara Inés (2008) Biologiczna kontrola owadów: podejście agroekologiczne. Redakcja University of Antioquia. ISBN: 978-958-714-186-3.