L entomopatogenní houby v posledních desetiletích způsobily revoluci v ochraně proti škůdcům v zemědělství a lesnictví. Jejich schopnost přirozeně napadat hmyz, který přenáší choroby nebo způsobuje škody na plodinách, je stále více ceněna v kontextu, kdy je dopad tradičních chemických produktů na životní prostředí zdrojem obav.
Výzkumné týmy, specializované firmy a zemědělci dnes usilovně pracují na vývoji biologických řešení, v nichž tyto houby hrají klíčovou roli. Díky svému cílenému působení proti četným hmyzím přenašečům a škůdcům představují udržitelnou, účinnou a bezpečnou alternativu k chemicky syntetizovaným pesticidům.
Co jsou entomopatogenní houby a jak se chovají?
Entomopatogenní houby jsou organismy, které mohou způsobit onemocnění a nakonec i smrt hmyzu a dalších členovců. V současné době je známo více než 750 druhů, které jsou seskupeny hlavně do řádů Hypocreales (Ascomycota) a Entomophthorales (Zygomycota). Tyto houby mají ve svém životním cyklu dvě hlavní fáze: parazitickou fázi, která trvá od infekce až do smrti hostitele, a saprofytickou fázi, která nastává po smrti hmyzu a houba přežívá díky využití organické hmoty dostupné v prostředí.
Infekce začíná, když se na kutikule hmyzu usadí houbové spory (konidie). Na rozdíl od jiných patogenů, jako jsou bakterie nebo viry, hmyz nemusí houbu pohltit; k infekci dochází přímo přes povrch těla. Proces zahrnuje několik fází, které probíhají následovně:
- Přistoupení: Spory se přichytí na kutikulu hmyzu. Po přichycení klíčí a vytvoří specializovanou strukturu zvanou apresorium, která usnadňuje přichycení a následné pronikání.
- Klíčení a pronikání: Spor vytváří zárodečnou trubici, která prochází kutikulou, a to díky kombinaci fyzického tlaku a působení enzymů, jako jsou proteázy, lipázy a chitinázy.
- Kolonizace a produkce toxinů: Houba napadá vnitřní tkáně hmyzu, větví jeho hyfy a produkuje toxiny, jako je beauvericin a další sloučeniny, které oslabují imunitní systém hostitele a urychlují jeho smrt.
- Smrt a sporulace: Poté, co hmyz uhyne, se houba v těle množí a vytváří nové spory, které mohou za příznivých podmínek prostředí infikovat další jedince.
Tento proces způsobuje smrt hmyzu buď fyzickým růstem mycelia v jeho těle, nebo toxickým působením metabolitů uvolňovaných houbou. Díky této specifičnosti a účinnosti se entomopatogenní houby staly nezbytnými spojenci v biologické kontrole.
Hlavní druhy entomopatogenních hub v hubení škůdců
Dvě z nejvíce studovaných a používaných entomopatogenních hub v zemědělském světě jsou Beauveria bassiana y Metarhizium brunneum (a jeho odrůda anisopliae). Každý z nich má specifické vlastnosti, díky nimž je vhodný pro boj s různými druhy škůdců a přenašečů.
Beauveria bassiana:
Tato bavlněná, bílá nebo krémově žlutá houba je schopna infikovat více než 200 druhů hmyzu patřících do různých řádů. Je široce používán jako biopesticid a prokázal velkou účinnost v zahradnických, ovocných a okrasných plodinách, stejně jako v ochraně lesů. Jeho mechanismus účinku je založen na výše popsaných krocích, kde je penetrace a vnitřní kolonizace usnadněna vylučováním toxinů, jako je beauvericin, beauverolidy a další látky s insekticidními vlastnostmi.
V praktických aplikacích, Beauveria bassiana Lze jej aplikovat listovými postřiky, do pastí s naočkovanými organismy nebo dokonce lokální závlahou. Klíčem k jeho účinnosti je skutečnost, že musí přijít do přímého kontaktu s cílovým hmyzem; bez tohoto kontaktu se požadovaného účinku nedosáhne. Klíčení a působení houby podporují faktory, jako je relativní vlhkost (ideálně nad 90 %) a teplota mezi 23 a 25 °C.
Metarhizium brunneum:
Dříve známý jako Metarhikum anisopliaeTato houba je obzvláště účinná při kontrole půdních škůdců a hmyzích přenašečů, jako je např. Philaenus spumarius, klíčový přenašeč bakterií Xylella fastidiosa což způsobilo vážné problémy olivovníkům a dalším středomořským plodinám. V pokusech byl kmen EAMa 01/58-Su M. brunneum podařilo se významně snížit přežití tohoto hmyzu jak přímým kontaktem, tak i krmením se dříve ošetřenými rostlinami.
Akce Metarhizium brunneum Není omezen pouze na hmyz; může také kolonizovat kořenové prostředí rostlin a nabízet další výhody, jako je zlepšená funkce kořenového systému, zvýšená výživa a odolnost vůči abiotickým stresovým podmínkám. Díky tomu jsou tyto houby cennými nástroji v udržitelném integrovaném managementu.
Nedávný výzkum a pokroky ve využití entomopatogenních hub
V posledních letech se zintenzivnily studie zaměřené na vývoj praktických a efektivních aplikací entomopatogenních hub v různých zemědělských prostředích. Týmy, jako je ten na Univerzitě v Córdobě (UCO), se zaměřují na identifikaci původních kmenů schopných bojovat proti hmyzím přenašečům závažných onemocnění, jako je Xylella fastidiosa nebo HLB (citrusové greening).
Výrazným příkladem je použití M. brunneum snížit populaci přenašečů Philaenus spumarius u olivovníků, což v laboratoři prokázalo snížení přežití a změny v přenosové kapacitě patogenu. Kromě toho se připravují polní zkoušky, které by tyto výsledky dále ověřily v reálných podmínkách, zejména v silně postižených oblastech, jako je jižní Itálie.
V odvětví citrusů testují společnosti jako Koppert a mezinárodní konsorcia účinnost entomopatogenních hub v hubení škůdců, jako je africká psylla (Trioza erytreae), vektor HLB. Tento typ strategie je klíčový, protože v současné době neexistuje lék na tuto nemoc a kontrola hmyzích přenašečů je nejlepší obranou proti jejímu šíření.
Jak se aplikují entomopatogenní houby: metody a doporučení
Účinnost entomopatogenních hub závisí do značné míry na tom, jak a kdy jsou aplikovány. Mezi běžné metody patří:
- Aplikace na list: Spočívají v postřiku kapalnými nebo pevnými přípravky na plodiny, což umožňuje sporám přijít do kontaktu s hmyzem nacházejícím se na listech a stoncích.
- Lokální zavlažování neboli „zavlažování“: Používá se hlavně proti půdním škůdcům, přičemž houba se aplikuje do kořenové zóny nebo kolem rostliny.
- Naočkované pasti nebo návnady: Hmyz je přitahován na specifická místa, kde se houba nachází v optimálních podmínkách pro jeho infekci.
Pro dosažení nejlepších výsledků by měly být houby aplikovány za vhodných podmínek prostředí, s udržováním vysoké vlhkosti a středních teplot. Kromě toho je důležité aplikovat přípravek v době, kdy je cílový hmyz nejrozšířenější, a zajistit, aby bylo složení kompatibilní s jinými biologickými ošetřeními nebo agronomickými postupy (např. krycí plodiny nebo přítomnost pomocného hmyzu).
Kompatibilita a synergie: vegetační kryt a pomocná fauna
Jedna z nejinovativnějších oblastí výzkumu zkoumá kombinaci entomopatogenních hub s rostlinným krytem za účelem podpory větší biodiverzity a přítomnosti přirozených nepřátel. Studie Univerzity Jaume I a UCO ukazují, že kombinované využití rostlinných krytů a hub jako Metarhizium brunneum Zlepšuje kontrolu škůdců, jako jsou octomilky, zvyšuje infekční účinnost houby a snižuje progresi škodlivého hmyzu do dospělých stádií.
Zásadním aspektem je analýza možného dopadu na užitečné predátory. Polní pokusy ukázaly, že ačkoli aktivita některých skupin, jako například brouci, použití entomopatogenních hub negativně neovlivňuje jiné klíčové predátory (ušáky, pavouky) a dokonce zvyšuje aktivitu mravenců, kteří také přispívají k biologické kontrole.
Tato kompatibilita mezi různými technikami managementu otevírá nové možnosti integrované kontroly, která je schopna udržet tlak škůdců na minimu a minimalizovat používání chemikálií.
Výhody a omezení použití entomopatogenních hub ve srovnání s jinými strategiemi
Ve srovnání s tradičními insekticidy mají entomopatogenní houby řadu výhod:
- Selektivita a specificita: Obvykle napadají pouze určité skupiny škůdců a šetří pomocnou faunu a další užitečné organismy.
- Bezpečnost: Nezanechávají nebezpečné zbytky ani neovlivňují zdraví lidí, domácích ani divokých zvířat.
- Snadná výroba a manipulace: Mohou být množeny ve velkých objemech a aplikovány se stávajícími stroji, čímž se snadno integrují do zemědělských postupů.
- Přizpůsobivost: Pro každé prostředí lze vybrat původní kmeny, což zvyšuje jejich účinnost a perzistenci.
Existují však určité faktory, které mohou omezit jeho účinnost:
- Ekologické předpoklady: Houby potřebují pro klíčení a správný vývoj vysokou vlhkost a mírné teploty.
- Přímý kontakt: Je nezbytné, aby spory dosáhly povrchu těla hmyzu; proto je klíčové pokrytí a distribuce aplikace.
- Vytrvalost: Nepříznivé podmínky prostředí nebo přímé sluneční záření mohou snížit životaschopnost spor v terénu, ačkoli se složení přípravků vylepšuje, aby se prodloužila jejich trvanlivost.
Příběhy úspěchu a příklady kontrolovaných škůdců
Potenciál entomopatogenních hub je patrný v široké škále škůdců, na které se osvědčily, a to jak ve vědeckých pokusech, tak i na velkých zemědělských farmách. Některé pozoruhodné příklady zahrnují:
- Hubení ovocných mušek v citrusových plodech: Aplikace Metarhizium brunneum V polních podmínkách v kombinaci s rostlinným krytem dosáhly míry infekce přes 60 %.
- Snížení populací Philaenus spumarius a zadržování Xylella fastidiosa v olivovnících: Použití vybraných kmenů úspěšně snižuje přežití přenašečů a snižuje riziko šíření bakterií.
- Kontrola běžných škůdců v zelenině a ovocných stromech: Na seznamu cílových druhů, proti kterým se tyto houby již úspěšně používají, jsou larvy bílých, kurkulionidní, můry rajčatové, molice, mšice, moučné ploštice a třásněnky.
V Chile bylo díky práci experimentální stanice Quilamapu a její sbírce více než 800 původních kmenů dosaženo dobrých výsledků v kontrole klíčových zemědělských škůdců. Na evropské úrovni zemědělské politiky podporují integraci ekologicky šetrných technik – jako je například využívání těchto hub – v souladu s cíli Evropské zelené dohody a společné zemědělské politiky.
Výzvy, směry budoucího výzkumu a perspektivy
Vývoj a aplikace entomopatogenních hub jako primárního a doplňkového nástroje v biologické kontrole nadále rychle napreduje. Existují mezinárodně uznávané projekty, jako například BeXyl nebo TropicSafe, které integrují výzkum, vývoj nových formulací a mezinárodní koordinaci s cílem reagovat na výzvy, jako je například omezení šíření... X. nepříjemné nebo HLB v citrusových plodech.
Klíčovým aspektem budoucího úspěchu je výběr vhodného rostlinného krytu, který odradí hmyzí přenašeče, a také posouzení ekologického a ekonomického dopadu karanténních, izolačních a eradikačních opatření. Výzkumníci neustále hledají specifické kmeny přizpůsobené každému prostředí a také aplikační metody, které maximalizují účinnost a minimalizují nežádoucí účinky na místní biodiverzitu.
Kombinace entomopatogenních mikroorganismů, krycích plodin a dalších biologických metod spolu s udržitelnými zemědělskými politikami a omezením používání syntetických pesticidů je klíčem k řešení problémů v oblasti hubení škůdců v kontextu změny klimatu, environmentálních požadavků a ochrany zemědělské produkce.
