Effektív mikroorganizmusok, különböző Bacillus thuringiensis készítmények használata a növényvédelemben

A növényvédelem csupán az 1957-es évektől használja tudatosan, de megkérdőjelezhetetlen érdemei miatt, a biotechnológusok ebben a készítményben látják a növényvédelem jövőjét. A mai biotechnikai körülmények között történő, különböző BT törzsek felszaporítása, illetve az ebből keletkezett toxinkristályok kinyerése laboratóriumi körülmények között zajlik, főleg az USA – ban (pl.: Valent Biosciences Corp., Certis USA Corp.). Ezek a korszerű készítmények már nem a biológiailag instabil baktériumot tartalmazzák, hanem az ebből kinyert spórákat illetve toxinkristályokat, ezért a biológiai rovarölő szerek eltarthatósága már megegyezik a kémiai növényvédő szerekével (2-3 év). Egy azon készítmény akár több típusú toxint is tartalmazhat (pl.: Dipel; cry1Aa, cry1Ab, cry1Ac), ezért hatásmechanizmusa jobb, illetve a rezisztencia kialakulását is megakadályozza.

A Bacillius thuringiensis (BT) készítmények, Magyarországi viszonylatban

Darvas Béla szerint: “Kezdetben igen sok egészségügyi gyanú kísérte a korát messze megelőző felfedezést. Magyarországon már a 70-es években ismertük, mint jó hatású, szelektív növényvédő szert (Darvas és mtsi 1979), de alkalmazására közvetlenül fogyasztott élelmiszernövényeken csak jóval később került sor. 1994-ben Magyarországon az akkor egyedüliként kapható Dipel(tm) forgalma (2,3 tonna) a rovarölő szerforgalom 0,1%-át tette csupán ki (Anonymous 1994). A világpiacon eközben kb. 1% ez az érték, amellyel még így is a legjelentősebb üzleti sikert elért biopreparátum. A világ peszticid piacának csupán 0,5%-át adták az ún. biopeszticidek az 1990-es évben, és ennek is mintegy 90%-át a B. thuringiensis tartalmú készítmények forgalma jelentette (Neale 1997). Ugyanakkor a legnagyobb bővülést is erre a területre prognosztizálják - évi 20%-os emelkedés (Adams és mtsi 1996) -, a B. thuringiensis tartalmú készítmények valamennyi rovarölő szert "leköröző" környezetbarát tulajdonságai miatt (Darvas 1999).”

A baktérium hatásmechanizmusa

A baktérium jellegzetességei közé tartozik, hogy spóraképzése során különböző toxinkristályokat termel, melyek bizonyos rovarokra mérgezően hatnak. A BT készítményeknek több törzse is nyilván van tartva, melyek mind más és más rovar csoportokra hatnak, az általuk termelt toxin függvényében.
A hatóanyag elfogyasztása után a rovarok bélcsatornájában a lúgos pH hatására aktiválódik, megbénítja az emésztő rendszer ezen szakaszát, majd felbontja. A rovarkártevők immunrendszer hiányában, teljesen védtelenek a további baktériumok ellen, ezért elpusztulnak. A BT toxinok hatásfoka elsősorban a felvett mennyiségtől és a kártevők fejlettségi állapotától függ. A fiatal lárvák gyors anyagcseréje miatt viszonylag kis mennyiségű méreganyag is elég a védekezéshez, de például almamoly esetében, amely viszonylag gyorsan berágja magát a gyümölcs belsejébe, magasabb dózist érdemesebb használni. A baktérium készítmények hatásmechanizmusa főleg a fiatal lárvák ellen nyújt biztos védelmet, de kimutatták már fejlett rovarok (imágók) elleni hatását is.

Az EU – ban, a BT készítmények 3 törzse engedélyezett

1.    Bacillus thuringiensis kurstaki: készítményei a Dipel és a Dipel ES, főleg lepkehernyók (amerikai fehér medvelepke stb.) és gyümölcsmoly lárvák (almamoly, keleti gyümölcsmoly, szilvamoly, barackmoly) elleni védekezésre.
2.    Bacillus thuringiensis tenebrionis: készítménye a Novodor FC, csak levélbogarak, illetve ormányosbogarak lárváira hatnak (alma bimbólikasztó bogár, szőlő levélsodró).
3.    Bacillus thuringiensis israelensis: készítményei Vectobac, Corabac, főleg a közegészségügy kártevői ellen hatnak (szúnyoglárvák)

Rezisztencia kialakulása

A kémiai rovarölő készítményeknél, a megfelelő szerrotálás hiányában a kártevők rezisztensé vállhatnak a kiadott készítmény hatására. A biopeszticidek (ide sorolhatóak a BT készítmények is) ettől hamarabb elbomlanak és kevesebb időt érintkeznek a rovarkártevőkkel ezért csak nagyon szélsőséges esetben alakulhat ki rezisztencia. A rövid idejű hatás egyik hátránya, hogy fokozott odafigyelést igényel, ugyanis ezek a készítmények főleg lárvákra és petékre használhatóak nagy hatásfokkal. Az imágó kártevőket illetve a hatóanyag kijuttatásától számított néhány napon belül kikelt lárvákat már nem károsítja.

A BT készítmények a gyakorlatban

Mivel a BT készítmények fiatal lárvák ellen hatékonyak, ezért a jó hatékonyság eléréséhez elengedhetetlen fontosságú a pontos időzítés. Így a kezeléseket mindig rajzásmegfigyelés alapján kell elvégezni. A kártevő lepkék rajzása feromoncsapdákkal figyelhető meg. A csapdákat a vegetációs időszakban 2-3 naponta ellenőrizni kell és a megfogott lepkék mennyiségét fel kell jegyezni. Az első erősebb fogás után várható a peterakás növekedése, majd az embrionális fejlődés lezajlása (ennek időtartama fajtól és hőmérséklettől függ) után a lárvakelés. Az az optimális, ha a tömeges lárvakelés legelején permetezzük ki a BT készítményeket, így a kis lárvák gyorsan felveszik a letális dózist és hamar elpusztulnak. Bogarak elleni védekezés során a rendszeres vizuális megfigyelés szükséges a lárvakelés meghatározásához. A BT készítmények hatékonyságát befolyásolja a növények permetszer-fedettsége is. Csak tökéletes fedettség mellett várható jó hatékonyság, ezért minél finomabb porlasztású permetezőfúvókát kell használni. Fontos, hogy a levelek fonákján is biztosítva legyen a megfelelő fedettség.

A permetlé mennyiség is befolyásolja a hatékonyságot. Az engedélyezett BT készítmények előírt dózisai 300-600 l/ha vízmennyiségre vannak megadva. Ha a jó fedettség eléréséhez ennél több víz kell, akkor a permetszer dózisát is arányosan növelni kell! Figyelni kell még a permetezés idejének kiválasztására. Mivel a baktériumspórákat és toxinkristályokat az UV sugárzás károsítja, ezért inkább az esti, hajnali órákban kell a kezeléseket elvégezni. A permetezést követő 6 órában lehulló csapadék a permetszert még lemossa. A BT készítmények hatástartama 7-10 nap, tehát elhúzódó kártevő rajzás esetén 8-10 naponta célszerű ismételni a kezeléseket.

Biológiai készítmények révén a BT hatóanyagú növényvédő szerek környezet terhelő hatása nagyon csekély. Főleg fehérje tartalmú anyagok révén könnyen és rövid időn belül lebomlanak, nagyon szelektívek, csak egy vagy néhány fajra hatnak, a hasznos rovarokat kímélik. Ha mindezekre odafigyelünk, a BT készítményekkel számos veszélyes kártevő támadását eredményesen háríthatjuk el ökológiai gazdálkodásban is a környezet szennyezése, a hasznos élő szervezetek pusztítása és veszélyes szermaradványok nélkül.

A kísérletben 4 BT készítményt és ezek hatásfokát vizsgáltuk, Debrecenbe a pallagi ültetvényben. A vizsgálat során a különböző készítmények toxinjaira szabott kártevő rovarok ellen. A védekezést lárvakelés időszakára időzítettük, igy egy magasabb hatásfokot tudtunk elérni.
A Dipel DF: keleti gyümölcsmoly és almamoly ellen 85% - ban bizonyult hatásosnak, mely a gyakorlati megvalósítás után igen jó aránynak számít. A feromonos légtérterítés kellőképpen ki tudja egészíteni ezt a készítményt, és együttes hatásuk szinte teljeskörű.
A Genesis BT és a Bactospeine WG közel ugyanazt a hatást hozta, sajnos ezek mellett szükség volt más biológiai készítmények használatára is.
A Novodor FC gyakorlati hatását a bimbólikasztó bogárral szemben mértük, a vizsgálat nemvárt sikereket eredményezett. A rovar kártevők több mint 75% - át ki tudtuk ezzel a készítménnyel védeni. A teljeskörű védelem érdekében szintén kiegészítő védekezést ajánlott elvégezni.

A BT készítmények külföldi eredményei
Az Egyesült Államokban 2014-ben sikerült a Bacillus thuringiensis egyes génjeit, génmódosítás során átültetni a kukoricába, ezáltal a kultúrnövény minden egyes sejtje, valamilyen mértékben termelte a BT toxinjait. Mivel a növény vegetatív részei tartalmazták a baktérium toxinjait, ezért bármiféle külső behatás nélkül tudott védekezni a kártevők ellen (pl.: amerikai kukoricabogár).
A természet válasza: 2015-ben asz USA legnagyobb kukorica termelő államában megjelent az ún. “superbug”, egy olyan lárva, ami már nem pusztult el a kukorica, BT módosított génjeitől.

Összefoglalás
A 21. században, hazánkban és a világon, az ökológia, vegyszermentes termesztés jelentősen felértékelődött, ezért a Bacillus thuringiensis (BT) készítmények is, a jelenkori biotermesztés alapjait jelentik. Itthon és külföldön több kutatócsoport számolt be, illetve a saját vizsgálataim is alátámasztják, hogy ezek a készítmények célzott, okszerű használatával a rovarkártevőink ellen hatásosan tudunk védekezni úgy, hogy a hasznos életformáinkat megkíméljük. Az ökolológiai lábnyomunk csökkentése érdekében, a természettel való közös munka, a mezőgazdaság jövője érdekében kulcsfontosságú szerepe jelentős.
    
Szakirodalmi áttekintés
1.    Darvas B. (1999): Történetek a Bacillus thuringiensis-ről. Élet és Tudomány, 54 (5): 141-143.
2.    Teruo Higa (2007): Effektív mikroorganizmusokkal oldjuk meg Földünk probémáit.
3.    László Gyula (2008): Biokultúra 2008/2
4.    Pécs Miklós (BME – 2009): A biotechnológia természettudományi alapjai – 4.4 Biopeszticidek
5.    Lwarence K. Nakamura and Howard T. Dulmage: Bacillus thuringiensis Culures Available From the U.S. Department of Agriculture