Fosforowodór jest podejrzewany o rakotwórcze oddziaływanie na ludzi i zwierzęta domowe, a bromek metylu bardzo skutecznie niszczy ozon w stratosferze.

Zgodnie z Protokołem Montrealskim z dniem 1 stycznia 2005 r. wycofaliśmy bromek metylu z zastosowań w rolnictwie. Obecnie do fumigacji możemy stosować tylko fosforowodór. Jednak jego znaczenie może być bardzo ograniczone, gdyż szkodniki łatwo tworzą rasy odporne na ten gazowy środek ochrony roślin. Rola metod niechemicznych, w tym metod fizycznych, w ochronie przechowywanych produktów niewątpliwie wzrośnie. Ale czy te metody mogą zastąpić zabiegi gazowania?

Metody fizyczne polegają na wykorzystaniu do niszczenia szkodników następujących czynników fizycznych: wysokiej lub niskiej temperatury, wilgotności, promieniowania, ciśnienia, dźwięku, kontrolowanej atmosfery, obojętnych pyłów i odpornych na szkodniki opakowań.

1. Kontrolowana (= zmodyfikowana) atmosfera. Zmodyfikowaną atmosferę uzyskuje się w szczelnym pomieszczeniu (komorze) z przechowywanymi produktami po dodaniu azotu (N2) w takiej ilości, że stężenie tlenu wynosi <1% lub po dodaniu dwutlenku węgla (CO2) w celu obniżenia zawartości tlenu poniżej 8%. Ostatnio częściej stosuje się atmosfery modyfikowane azotem, a nie CO2, gdyż taki zabieg jest tańszy i wygodniejszy. W tak zmodyfikowanych atmosferach szkodniki giną po 2-3 tygodniach w temperaturze 25-30oC. Zabieg zwalczania szkodników tą metodą jest zabiegiem długotrwałym.

Zwykle uszczelnienie pomieszczeń przygotowane do gazowania bromkiem metylu jest tu wystarczające, jednak gdy są stosowane wysokie stężenia azotu lub dwutlenku węgla dodatkowe uszczelnienia są niezbędne.

Dezynsekcja termiczna

2. Wysokie temperatury. Stosowanie wysokich temperatur polega na krótkotrwałym ogrzaniu porażonych produktów do temperatury 50-70oC i następnie schłodzeniu. Taki zabieg skutecznie niszczy szkodniki i jednocześnie zapobiega uszkodzeniu wrażliwych produktów. Dezynsekcja większości produktów następuje po ich ogrzaniu do temp. 65oC przez okres krótszy niż 1 min. Zabieg jest jednak bardzo energochłonny, a metoda wymaga zainwestowania znacznych środków finansowych w celu wybudowania instalacji do stosowania ogrzewania większych partii produktów. Zabiegi prowadzane są w komorach grzewczych i próżniowych. W Australii opracowano metodę ogrzewania ziarna zbóż (fluid-bed heating system) o wydajności 150 t w ciągu godziny.

Dezynsekcja przez wymrażania

3. Niskie temperatury. Stosowanie niskich temperatur (zamrażania) produktów porażonych przez szkodniki stosuje się tylko na małą skalę, np. do ochrony obiektów muzealnych czy małych ilości produktów spożywczych. Śmiertelność szkodników uzyskuje się po kilkudniowym zamrażaniu produktu do temp. -15oC lub niższej. Zamrażanie powinno być szybkie, aby zapobiec aklimatyzacji szkodników.

Poniżej temperatury 10oC rozmnażanie się większości szkodników ustaje, ale przy temp. 4oC dorosłe wielu owadów są żywe nawet przez wiele miesięcy, chociaż ich stadia rozwojowe giną. Szkodniki pochodzenia tropikalnego takie jak Sitophilus oryzae, S. zeamais, Tenebrioides mauritanicus, Lasioderma serricorne są wrażliwe, inne (Cryptolestes spp., strąkowce, rozkruszki i larwy motyli) są odporne. Schładzanie produktów lub pomieszczeń z produktami jest stosowane w celu zahamowania rozmnażania się szkodników oraz w celu ich ochrony przed ponownym porażeniem, a nie jako typowy zabieg dezynsekcyjny.

Dezynsekcja Promieniowaniem Jonizującym

4. Promieniowanie jonizujące. W celu dezynsekcji produktów rolniczych promieniowanie jonizujące może być stosowane w wysokich dawkach powodujących natychmiastowe zabicie występujących w produkcie owadów, roztoczy i nicieni lub częściej w niskich dawkach wywołujących ich sterylność płciową.

Wysokie dawki (>2 kGy) promieniowania jonizującego są zalecane np. do dezynsekcji opakowań wielokrotnego użytku (worków jutowych). Niskie dawki promieniowania jonizującego (do 1 kGy) są zalecane do radiacyjnej dezynsekcji płodów rolnych porażonych przez różne szkodniki. Taki zabieg hamuje rozwój form młodocianych szkodników, wywołuje sterylność płciową i śmierć dojrzałych osobników w ciągu kilku tygodni. Szkodniki należące do różnych gatunków, czy nawet ras jednego gatunku, różnią się wrażliwością na promieniowanie jonizujące. Oddziaływanie promieniowania na owady i roztocze zależy też od ich wieku, płci, pokarmu, temperatury i wielu innych czynników. Im młodsze jest stadium rozwojowe szkodnika, tym wyższa jest jego wrażliwość na promieniowanie jonizujące. Otrzymanie sterylnych osobników dorosłych muchówek, chrząszczy czy roztoczy wymaga zastosowania różnych dawek promieniowania.

Szkodniki należące do rzędu motyli są znacznie bardziej odporne na sterylizujące działanie promieniowania jonizującego niż chrząszcze i rozkruszki. Często dawka 1,0 kGy promieniowania gamma nie sterylizuje wszystkich samic i samców, ale znacznie obniża ich płodność. Skuteczność promieniowania gamma i szybkich elektronów w wywoływaniu sterylności szkodników jest podobna.

Promienie jonizujące muszą dobrze penetrować napromieniowywany materiał. Gdy stosowane są przenikliwe promienie X lub gamma, wtedy warstwa produktów lub opakowań może być znaczna. Natomiast grubość materiałów napromieniowywanych przyśpieszonymi elektronami powinna być dostosowana do ich przenikliwości. Elektrony przyśpieszone w akceleratorach nadają się szczególnie do dezynsekcji materiałów sypkich (ziarno zbóż). Mają one zastosowanie np. w porcie Odessa do dezynsekcji importowanych zbóż przed złożeniem w silosach.

Zabieg z zastosowaniem promieniowania jonizującego w dawce do 0,5 kGy nie niszczy od razu wszystkich szkodników, ale stwarza sytuację, że pozostające w przechowywanym produkcie sterylne owady i roztocze “chronią” go przed ponownym zasiedleniem przez szkodniki, które po zabiegu dostają się do magazynu. Sterylne szkodniki pozostają w magazynie i kopulują z osobnikami, które nie otrzymały dawki promieniowania jonizującego powodującej ich bezpłodność, albo dostały się do przechowalni wraz z nową partią produktu. W wyniku takich kopulacji samice składają sterylne jaja, z których nie rozwijają się potomne osobniki.

Feromony na owady

5. Metody biotechniczne (feromony). W ostatnich latach coraz częściej stosuje się chwytne pułapki feromonowe do wykrywania wczesnego porażenia przechowywanych produktów, a nawet do bezpośredniego zwalczania szkodników w magazynach. Feromony są związkami chemicznymi wydzielanymi przez owady i inne bezkręgowce do środowiska, na które reagują osobniki tego samego gatunku reagują określonym zachowaniem. W zależności od pełnionych funkcji wyróżnia się feromony płciowe, alarmowe, znacznikowe, agregacyjne, dystrybucyjne.

U szkodników magazynowych są dwa podstawowe typy komunikowania się za pomocą feromonów. U owadów, których osobniki dorosłe żyją krótko (do jednego miesiąca) i w tym okresie nie odżywiają się, samice wydzielają feromon płciowy, na który reagują samce (mkliki, strąkowce, skórnikowate). U owadów, których osobniki dorosłe żyją długo (ponad miesiąc) i muszą się odżywiać w okresie reprodukcji, samce produkują feromony agregacyjne, na które reagują samice i samce (np. wołki, trojszyki).

W ochronie roślin stosuje się feromony w pułapkach wykonanych z mas plastycznych lub kartonu i pokrytych od środka nieschnącym lepem. W takiej pułapce umieszcza się gąbczastą masę nasyconą feromonem. Z dość znacznej odległości feromony wabią szkodniki, które przyklejają się do ścianki pułapki i giną. Różne są cele i sposoby stosowania pułapek feromonowych w przechowalniach:

wykrywanie szkodników w pomieszczeniach magazynowych i określenie ich liczebności (“monitorowanie”) za pomocą pojedynczych pułapek;
masowe wyłapywanie szkodnika poprzez rozmieszczenie licznych pułapek w celu obniżenia liczebności populacji szkodnika (“mass trapping”);
zakłócenie komunikowania się samic z samcami (dezorientacja), co uniemożliwia łączenie się w pary (“mating disruption”);
zwalczanie szkodników nową metodą, polegająca na tym, że do pułapki wabiącej dodaje się insektycydy (np. pyretroidy, biopreparaty – Bacillus thuringiensis, wirusy lub zarodniki grzybów owadobójczych).

Pułapki najczęściej wykorzystuje się do wykrywania szkodników, gdyż działają szczególnie skutecznie wtedy, gdy populacja szkodnika jest mała. Służą też do określenia miejsc występowania szkodnika i liczebności populacji. Na podstawie otrzymanych informacji podejmuje się decyzję o zwalczaniu chemicznym szkodników. Skuteczna metoda zwalczania szkodników magazynowych eliminującą stosowanie fumigacji może polegać na: (1) masowym wyłapywaniu szkodników do licznych pułapek rozmieszczonych w magazynie; (b) stosowaniu feromonów w stężeniu zakłócającym normalne komunikowanie się płci i/lub (c) wykonaniu zabiegów atrakcydalnych.

6. Obojętne pyły. Pyły obojętne są od dawna zarejestrowane w niektórych krajach i stosowane w ochronie ziarna zbóż i nasion motylkowych w zabiegach zapobiegawczych (profilaktycznych). Nie służą do dezynsekcji materiału porażonego, lecz do jego ochrony przed porażeniem. Są szczególnie skuteczne w suchych materiałach i suchych pomieszczeniach magazynowych. W odpowiednich warunkach szybko zabijają szkodniki, a po zastosowaniu nawet małych dawek można osiągnąć całkowitą ich śmiertelność. Pyły obojętne otrzymane z ziemi okrzemkowej (np. Dryacide) dodane do suchego ziarna zbóż zapewniają ochronę produktu przez wiele lat. Pyły odgrywają ważną rolę w integrowanej metodzie zwalczania szkodników magazynowych, gdyż utrzymują liczebność szkodników na tak niskim poziomie, że zwalczanie ich innymi metodami jest niepotrzebne. Zawiesiny wodne niektórych pyłów stosuje się w profilaktycznych zabiegach opryskiwania pustych magazynów. W naszych przechowalniach nie znajdują jednak szerszego zastosowania, gdyż tracą owadobójcze właściwości w wilgotności wyższej niż 75% w.w.p.

Do najważniejszych typów pyłów obojętnych należą (a) ziemia okrzemkowa (amorficzne uwodnione krzemiany) otrzymywana z osadów okrzemkowych; dodawana jest do przechowywanego ziarna w dawce 1 kg/t lub nawet mniejszej; (b) aerożele krzemowe: bardzo lekkie, niehigroskopijne pyły o wysokiej aktywności owadobójczej; są stosowane w dawkach niższych niż pyły otrzymywane z ziemi okrzemkowej; (c) niekrzemowe pyły, np. fosforyty i fosforany. Fosforyty były od dawna stosowane w egipskich przechowalniach, a fosforan trójwapniowy skutecznie niszczy owady i rozkruszki i jest dodawany do niektórych produktów w dawce 1-3% w celu ochrony ich przed tymi szkodnikami.

Biologiczna dezynsekcja

7. Metody biologiczne. Biologiczne metody ochrony produktów magazynowanych przed szkodnikami zaliczane są do metod zapobiegawczych, gdyż zastosowane czynniki biologiczne mogą przez dłuższy okres czasu chronić przechowywane produkty. Stosuje się klasyczne metody biologiczne polegające na wykorzystaniu drapieżców i parazytoidów oraz metody mikrobiologiczne.

Możliwości szerszego stosowania klasycznych metod biologicznych są ograniczone, gdyż każdy owad, pożyteczny czy szkodnik, nie powinien znajdować się w produkcie spożywczym. Np. szkodniki i owady pożyteczne są zanieczyszczeniem w mące. Można wykorzystywać tylko małe, drobne organizmy pożyteczne (Bracon hebetor, Trichogramma evanescens, Xylocoris flavipes), które najczęściej przebywają poza warstwą przechowywanego produktu i pojawiają się w produkcie tylko wtedy, gdy atakują szkodniki.

Większe możliwości stosowania w ochronie produktów magazynowych mogą mieć metody mikrobiologiczne. Przeprowadzono udane próby zwalczania szkodników magazynowych za pomocą preparatów zawierających bakterie, wirusy i pierwotniaki. Już w r. 1927 zwalczano szkodliwe gąsienice motyli w magazynach za pomocą Bacillus thuringiensis Berl. Pozostałości preparatów opartych o B. thuringiensis działają ponad rok i skutecznie niszczą wrażliwe gatunki. Niestety, stwierdzono już pierwsze przypadki odporności larw motyli na B. thuringiensis. Pojedyncze preparaty wirusowe (głównie bakulowirusy) są już produkowane i stosowane w magazynach. Wirusy i pierwotniaki mogą być stosowane w metodzie zwalczania szkodników magazynowych, polegającej na przywabianiu ich do pułapek i niszczeniu.

Profilaktyka w zwalczaniu owadów

8. Higiena i profilaktyka. Ogólnogospodarcze zabiegi sanitarne mają na celu niedopuszczenie do rozwoju szkodników w magazynach. Czystość w pomieszczeniach musi być utrzymywana przez cały rok, a gruntowne porządki należy wykonywać co najmniej dwa razy do roku. Magazyny częściowo lub całkowicie zapełnione należy chronić przed przywleczeniem szkodników z zewnątrz. Produkty i opakowania przed złożeniem do magazynu należy kontrolować, czy nie zawierają w nich szkodników. Produkty porażone nie powinny być składowane w pobliżu zdrowych.

Te i inne zabiegi sanitarne odgrywają kluczową rolę w ochronie produktów magazynowych, ale często nie są stosowane lub są wykonywane niedbale.

9. Metoda integrowana. Niechemiczne metody zwalczania szkodników w magazynach są dobrze poznane, ale w praktyce są stosowane na małą skalę. Potrzebny jest z naszej strony poważny wysiłek badawczo-wdrożeniowy, aby metody te znalazły trwałe i właściwe miejsce w praktyce przechowalniczej, szczególnie wtedy, gdy zabraknie nam fumigantów do gazowania zmagazynowanych produktów.

Należy różne niechemiczne metody zwalczania szkodników w magazynach stosować jednocześnie, w metodzie integrowanej, gdyż tylko kompleksowe zwalczanie szkodników daje najlepsze wyniki i ogranicza skutki uboczne stosowania pestycydów. Integrowane zwalczanie szkodników magazynowych będzie możliwe tylko wtedy, gdy opracowane zostaną skuteczne metody wykrywania szkodników w produktach i wdrożone zostaną zasady nadzorowanego zwalczania. Każdy magazyn należy kontrolować przed zabiegiem w celu określenia, jakie szkodniki w nim występują i czy ich liczebność przekracza próg opłacalności. Na postawie uzyskanych danych zaleca się zabiegi chemiczne i niechemiczne dostosowane do danej, konkretnej sytuacji.

Opracował:

Prof. dr hab. Stanisław Ignatowicz
SGGW, Katedra Entomologii Stosowanej, Warszawa.