Praćenje i prognoza pojave štetnih organizama

Ishodi učenja:

• Naučiti važnost praćenja i prognoze pojave štetnika.
• Definirati najpopularnije i najčešće korištene tehnike praćenja i objasniti njihovu uporabu u integriranom suzbijanju štetnika (IPM).

Mnogi proizvođači rutinski primjenjuju sredstva za zaštitu bilja prema sezonskom rasporedu kada se sumnja na napad štetnika, ili kada je populacija štetnika već visoka, pa ju je teško suzbiti. Rutinska primjena sredstva za zaštitu bilja dovodi do visokog ukupnog troška suzbijanja štetnika tijekom proizvodnog ciklusa. Osim toga, prekomjerna primjena može sredsta za zaštitu bilja učiniti neučinkovitima zbog razvoja rezistentnosti štetnika, a neadekvatna primjena može uzrokovati i fitotoksičnost. Sve stroži zakonski propisi otežavaju korištenje sredstava za zaštitu bilja.

U Europskoj uniji se suzbijanje štetnika u konvencionalnoj proizvodnji provodi prema načelima integrirane zaštite bilja (IZB). IZB se temelji na integraciji svih dostupnih metoda i alata s ciljem održavanja populacije štetnika ispod praga štetnosti. Isti pristup primjenjuje se i u ekološkoj proizvodnji. Razlika u odnosu na konvencionalnu proizvodnju kakva se prakticira u EU, je u tome što je u konvencionalnoj proizvodnji dozvoljena i primjena kemijskih sredstava za zaštitu bilja (SZB), dok se u organskoj proizvodnji može koristiti samo ograničen broj proizvoda. Stoga bi praćenje štetnih organizama kao jedno od temeljnih načela IPM-a trebalo primjenjivati i za kontrolu štetnih organizama u ekološkoj poljoprivredi.

Vrlo se često određeni broj štetnika na biljkama kao i niska razina oštećenja mogu tolerirati. Takav koncept temelj je integriranog suzbijanja štetnika. Utjecaj prisutnosti štetnika i šteta koje izaziva ovisi o mnogim čimbenicima, među ostalim i o tolerantnosti proizvođača. Zato je određivanje pragova odluke postalo kompleksno.

Populaciju štetnika treba početi pratiti prije uvođenja ili primjene mjera suzbijanja štetnika. Praćenje uključuje sustavno prikupljanje, bilježenje i analizu opažanja tijekom vremena. Najvažnije je naučiti kako je visina šteta i kvaliteta usjeva povezana s brojnošću štetnika u lovkama. Zatim je na temelju informacija dobivenih praćenjem potrebno prilagoditi mjere suzbijanja. Poljoprivrednici koji sustavno prate usjeve mogu razviti vlastite pragove odluke za suzbijanje. Za svaku od metoda praćenja trebaju se razviti posebni numerički pragovi.

Prećenje štetnih organizama

Prećenje štetnih kukaca

Za suzbijanje štetnih kukaca potrebno je najprije utvrditi stanje štete i izraditi optimalan plan suzbijanja, uzimajući u obzir uvjete i karakteristike okoliša. Praćenje štetnih kukaca prvi je i osnovni korak pravilnoga suzbijanja štetnika u integriranoj i ekološkoj proizvodnji. Kukci se mogu pratiti korištenjem raznih alata za praćenje, kao što su: feromonske lovke, svjetlosne lovke, obojene ljepljive lovke, usisne lovke itd. Metode praćenja štetnika obično su dugotrajne i zahtijevaju značajan trud u identifikaciji vrsta nakon ručnog hvatanja na terenu.

Podatci o ulovu u lovkama koriste se u brojne svrhe, za: (1) ekološke studije, (2) praćenje migracije kukaca, (3) utvrđivanje pridošlica u agroekosustave, (4) pokretanje terenskih istraživanja i uzorkovanja, (5) utvrđivanje vremena suzbijanja (primjene SZB-a), (6) definiranje fenoloških modela, (7) predviđanje veličine generacije i (8) suzbijanje štetnika.

Predviđanje pojave i brojnosti štetnika važan je dio strategije integrirane zaštite bilja (IZB) koja se u najvećem dijelu podudara sa zaštitom bilja u ekološkoj proizvodnji. Rana upozorenja i prognoze utemeljene na biofizičkim metodama osiguravaju dovoljno vremena za odluku o suzbijanju nadolazeće najezde štetnika, i tako mogu minimizirati gubitke usjeva, optimizirati suzbijanje štetnika i smanjiti troškove uzgoja.

Također postoji potreba da se spriječi sekundarna šteta i širenje tijekom kontinuirana praćenja nadopunjavanjem primarnog suzbijanja sa savjesnim suzbijanjem prema planiranim metodama. Budući da se praćenje provodi tijekom cijelog vegetacijskog razdoblja kulturne biljke, treba se u kratkom vremenskom razdoblju usredotočiti na veliku površinu, uzimajući u obzir vrijeme kada je intenzivna šteta nastala i vrijeme kada se može provesti suzbijanje.

Praćenje štetnih kukaca s pomoću lovki

Ulov u lovci može upozoriti na prisutnost, žarišta, migraciju i aktivnost kukaca, te pružiti relativnu mjeru gustoće populacije kukaca. Usporedbe broja odraslih štetnika ulovljenih na određene datume uzorkovanja mogu pokazati mijenja li se brojnost štetnika u usjevima ili ostaje relativno konstantna tijekom dužeg razdoblja. Procjena ulova u lovci može pomoći u određivanju potreba za suzbijanjem, vremena primjene i učinkovitosti prethodnih mjera suzbijanja.

Među raznim metodama i uređajima koji se koriste u praćenju štetnih kukaca, najpopularnije su i naširoko korištene feromonske lovke za selektivno praćenje pojedinih vrsta, svjetlosne lovke za vrste koje privlači svjetlost i obojene ljepljive lovke za vrste koje privlači boja. Dok se odrasli mužjaci obično hvataju u feromonske lovke, odrasli štetnici oba spola hvataju se u svjetlosne lovke i u/na obojene ljepljive lovke. Svjetlosne lovke i obojene ljepljive lovke mogu se koristiti za otkrivanje prisutnosti vrsta i za proučavanje distribucije i kretanja populacije (migracije u ekosustavu) na određenom području. Ljepljive lovke daju zanimljive rezultate i mogu se smatrati nepristranim sustavima praćenja. Ne zahtijevaju izvor napajanja i jeftine su, no za točnu identifikaciju i utvrđivanje broja potrebno ih je detaljno pregledati, što može potrajati jer je rukovanje ljepljivim lovkama prilično teško i dugotrajno.

a) Feromonske lovke

Feromoni su tvari koje se koriste za komunikaciju specifičnu za određenu vrstu. Obično feromone proizvode ženke da bi privukle mužjake. Komercijalno se proizvode sintetiziranjem odgovarajućih komponenata koje se postavljaju u dozatore koji se, ovisno o proizvodnji, mogu staviti u lovke različitih izvedbi.

Slika 2.3. Lovka s feromonom (foto: Lemic, D.)

Feromonske lovke korisne su za praćenje pojave štetnika da bi se otkrili dovoljno rano, prije nego što pričine ekonomsku štetu u usjevu. S pomoću feromonskih lovki (slika 2.3) može se pratiti pojava i brojnost odraslih štetnika te predvidjeti šteta na usjevu u sljedećoj godini. Nakon što se identificiraju ključni parametri staništa, može se predvidjeti zaraza na godišnjoj razini, pa se tako poljoprivrednici mogu informirati o odgovarajućim strategijama suzbijanja potrebnih za tekuću i sljedeću godinu usjeva. Na primjer, izlazak ličinaka može se predvidjeti na temelju brojnosti odraslih jedinki i jaja u godini prije ponovne sjetve određena usjeva.

U ekološkoj poljoprivrednoj proizvodnji suzbijanje štetnika mora se temeljiti na prognozama brojnosti populacije. Utvrđivanje čimbenika koji pozitivno ili negativno utječu ili ograničavaju rast populacija štetnika olakšava razvoj strategija usmjerenih na usporavanje širenja štetnika i posljedično na smanjenje štete na usjevima.

b) Obojene ljepljive lovke

Lovljenje kukaca na obojene ljepljive lovke najučinkovitija je metoda praćenja štetnih kukaca u usjevima, i često može ukazati na prisutnost kukca dovoljno rano da se poduzmu adekvatne mjere suzbijanja. Ljepljive lovke koriste se kao jedna od učinkovitijih strategija za praćenje različitih vrsta kukaca. To je jednostavna metoda za procjenu gustoće populacije štetnika jer su takve lovke jeftine i ne zahtijevaju stručnu radnu snagu. Pomažu u razvoju ekološki prihvatljive strategije suzbijanja, ekonomski su pristupačne i zahtijevaju manje tehničkog rada.

Za praćenje, hvatanje i imobilizaciju štetnika služe ljepila na lovkama. Takve su lovke obično izrađene od kartona sa slojem ljepila ili plastičnih pločica s obnovljivim slojem ljepila. Karton se može presavijati u obliku šatora ili položiti ravno. Poklopac šatora štiti površinu ljepila od prašine i drugih nečistoća. Neke lovke s ljepilom sadrže i određenu vrstu mirisa za privlačenje pojedinih štetnika.

Slika 2.4.Obojene ljepljive lovke (foto: Lemic, D.)

Ljepljive lovke privlače štetne kukce specifičnim spektrom boja (slika 2.4). Ne zahtijevaju mamac ili atraktante, ali se njihova privlačnost može poboljšati eteričnim uljima, poput melisina, limunova ili cimetova ulja. Različite vrste životinja pokazuju specifičnu sklonost prema bojama, tako da jedinka reagira na određen spektar vidljive svjetlosti. Sklonost prema bojama koju pokazuju kukci prilično je dojmljiv fenomen koji je privukao pozornost u temeljnim i primijenjenim znanostima.

Svijetložuta (otprilike 550 do 600 nm valne duljine) vrlo je privlačna za mnoge kukce. Odrasli cvjetni štitasti moljci, tripsi, lisni mineri, lisne buhe, neke muhe, krilate lisne uši, ali i parazitoidi, mogu se pratiti žutim ljepljivim lovkama. Primjerice, postavljanjem žutih ljepljivih lovki u proizvodnji presadnica s jednom do dvije lovke na 50 do 100 m2 može se uhvatiti značajan broj cvjetnih štitastih moljaca. Plave ljepljive lovke najprivlačnije su kalifornijskom tripsu i nekim drugim vrstama tripsa.

Lovke pružaju relativnu mjeru brojnosti kukaca; uspoređivanje broja odraslih jedinki ulovljenih između određenih datuma uzorkovanja može pokazati mijenja li se gustoća štetnika ili ostaje relativno konstantna tijekom dugoročnog razdoblja.

c) Svjetlosne lovke

Korištenje svjetla za lovljenje kukaca koji lete noću odavno je uhodana tehnika. Svjetlosne lovke najčešće se rabe za uzorkovanje faune moljaca (npr. kukuruzni moljac, Ostrinia nubilalis), ali privlače i druge kukce, uključujući odrasle vodene kukce (npr. voden-cvjetove, muljare i tulare).

Ovisno o namjeni, postoji mnogo metoda i varijacija u tehnologiji koja se stalno unapređuje. Svjetlosne lovke najbolje su za istraživanje populacija ili određivanje zemljopisne distribucije kukaca koji lete noću, zato što se mnoge vrste koje se ulove noću praktički ne mogu otkriti drugim metodama uzorkovanja. Svjetlosne lovke potencijalno otkrivaju bogatu raznolikost mnogih različitih kukaca. Pružaju informacije o raznolikosti sastava vrsta u svim godišnjim dobima, krajolicima, ekološkim područjima, nadmorskim visinama, ali i u doba noći. Svjetlost ne privlači kukce ‒ zbunjuje ih i odvodi s odabrane putanje leta. Neki kukci lete oko svjetla, drugi se jednostavno smjeste na različitim udaljenostima od svjetlosti i odlete nakon nekog vremena. Kukci vrlo dobro vide zeleno, plavo i ultraljubičasto (UV) svjetlo, žuto i narančasto vide slabo, a crveno ili infracrveno svjetlo ne vide uopće. Različite vrste izvora svjetlosti proizvode svjetlost različitih valnih duljina (boja) i stoga nisu jednako učinkovite za hvatanje kukaca. Svjetlosne lovke najučinkovitije su za hvatanje kukaca koji lete noću u neposrednoj blizini ‒ do 500 m od izvora svjetlosti. Svjetlo može biti učinkovito na većim udaljenostima ‒ do 1 km ili više ‒ ako je postavljeno na blago povišenu poziciju. Učinkovitost ovisi o smjeru i brzini vjetra, zato što kukci lete sa smjerom vjetra, a mnogi miruju na jakom vjetru. Let također ovisi o temperaturi i vlazi, a kiša ga može zaustaviti ili smanjiti. Na sve se to mora paziti kada se svjetlosne lovke koriste u svrhu praćenja i usporedbe štetnika. Što više varijabli trebalo bi svaki put ostati istima, ili što sličnijima, da bi se postigla standardizacija.

Slika 2.5.Svjetlosna lovka (foto: Virić Gašparić, H.)

Mnogo je vrsta svjetlosnih zamki; mogu se napajati s pomoću 240 V AC ili 12 V DC, UV ili bijelog svjetla (punog spektra), mogu skupljati žive kukce ili djelovati kao lovka za ubijanje.

Ulovi iz svjetlosne lovke pružaju važne informacije o raznolikosti noćnih kukca, njihovim afinitetima za različite valne duljine svjetlosti, te za razumijevanje i predviđanje funkcioniranja populacije. Takve informacije, kada su pravilno dokumentirane, terenski istraživači mogu koristiti na više načina. Odabir svjetlosnih lovki da bi privukli određene redove kukaca pomaže im u tome.

Svjetlosnim se lovkama provodi pasivno uzorkovanje, njihova široka uporaba u istraživanju raznolikosti kukaca u kopnenim ekosustavima omogućena je time što zadržavaju kukce živima, i relativno su jeftine. Na primjer, svjetlosne lovke često se i naširoko koriste za standardizirano praćenje komaraca, kao i za praćenje moljaca i drugih vrsta koje se smatraju štetnicima.

Praćenje biljnih bolesti

Praćenje biljnih bolesti u njihovoj ranoj fazi od iznimne je važnosti jer može spriječiti oštećenja biljaka i omogućiti rano suzbijanje bolesti. U prošlosti su se otkrivanjem biljnih bolesti bavili isključivo stručnjaci. Praćenje biljnih bolesti zahtijeva veliku količinu rada i vremena te zavidnu razinu znanja. Identifikacija i dijagnoza može se obaviti vizualnim opažanjem simptoma bolesti na biljci. Vizualno praćenje bolesti ne daje željen rezultat jer je promatranje golim okom nepouzdano i povećava mogućnost pogrešne dijagnoze. Također, zahtijeva sudjelovanje stručnjaka, što je dugotrajno i skupo. Stoga su takve metode neučinkovite.

Automatsko i brzo otkrivanje bolesti biljaka važno je za otkrivanje simptoma bolesti u ranim fazama, kada se pojavi na mladom listu biljke. Takvi se listovi izdvajaju, a na njima se prepoznaju karakteristike pojedine bolesti te se listovi razvrstavaju na temelju izgleda.

U nekim se pristupima automatskom otkrivanju bolesti usredotočuje na uspostavljanje mreže za nadzor biljnih bolesti utemeljene na korištenju mobilnih telefona, a u drugima se koriste satelitske snimke. Za otkrivanje bolesti u modulu za nadzor koristi se računalni vid i strojno učenje za otkrivanje biljnih bolesti na temelju slika zaraženih listova. U pristupima utemeljenima na zaraženim listovima oslanja se na korištenje uređaja za obradu slika, poput pametnih telefona. To može biti ograničeno u područjima bez signala.

Slika 2.6.Detekcija gljivičnih biljnih bolesti na temelju hiperspektralnih slika. A: pjegavost lista na šećernoj repi. B: fusarijska palež na pšenici (Mahlein, 2016.)

Praćenje korova

Praćenje korova prvi je korak u bilo kojem programu suzbijanja. Suzbijanje korova specifičnih za određeno područje (SSWM) strategija je u kojoj se ta radnja razlikuje unutar polja da bi se suzbijanje prilagodilo varijabilnostima na polju koje se vide u različitoj gustoći i sastavu populacije korova. Taj se koncept temelji na činjenici da su populacije korova često nepravilno raspoređene unutar polja.

Korovi često rastu u žarištima, tako da ih možda neće trebati suzbijati nakon nicanja ili preoravati cijelo polje radi suzbijanja. Spot tretman može uštedjeti vrijeme i novac uz postizanje dobre zaštite od korova.

Najtočnija je metoda procjene brojnosti populacije korova prebrojavanje broja biljaka na području poznate veličine na nekoliko mjesta. Kvadrant, koji može biti kvadratni ili kružni, trebao bi se koristiti za izračunavanje broja biljaka korova. Broj i mjesto prebrojavanja potrebnih za procjenu populacije variraju ovisno o području.

Slika 2.6.Uzorkovanje i procjena gustoće korova (foto: Lemic, D.)

Veličina kvadranta ovisi o gustoći korova. Mali kvadranti (0,1 m2) dovoljni su za populacije korova od više od 200 biljaka po četvornom metru. To bi značilo više od 20 biljaka po kvadrantu. Za manju gustoću korova treba povećati veličinu kvadranta (do 1m2) da bi se omogućilo utvrđivanje brojnosti između pet i 50 biljaka po kvadrantu.

Treba napraviti najmanje pet mjerenja u svakom od najmanje četiri kvadranta, znači 20 brojenja za određeno područje. Što se više mjerenja provodi, to je procjena točnija.

Za svaku pronađenu vrstu korova treba bilježiti broj biljaka. Istovremeno s brojenjem biljaka treba bilježiti razvojne stadije korova i njihov sastav. Treba obratiti pozornost jesu li biljke male i oštećene, ili su zaražene kukcima ili bolestima. Također se moraju napraviti bilješke o svim prisutnim korovima. Zapisi bi se trebali moći provjeravati i pokazati promjene u gustoći i spektru korova tijekom vremena. Ti zapisi mogu biti korisni kao rano upozorenje na problem koji se pojavljuje.

Prognoza pojave štetnih organizama

Prognoza pojave štetnika mora uzeti u obzir osobine štetnika i najvažnije čimbenike okoliša i domaćina. Većina modela prognoze pojave štetnika razmatra fenologiju štetnika i njegova domaćina. Da bi se mjere suzbijanja mogle planirati s maksimalnom učinkovitošću, u programima suzbijanja štetnika bilo bi poželjno imati podatke za točnu prognozu pojave. Ovisno o mjestu i godišnjem dobu, dinamika štetnika pokazuje varijabilnosti u vremenu i intenzitetu.

Štetnici u agroekosustavima prilagođavaju se brzim promjenama okoliša koje se događaju zbog izmjene usjeva i provedenih mjera suzbijanja. Zbog toga pokazuju veći stupanj nestabilnosti na razini populacije. Štetnici se razlikuju po svojoj biologiji i po reakciji na promjene u okolišu. Oni u hladnijim klimatskim uvjetima općenito imaju manji broj generacija i duža razdoblja mirovanja, a u toplijim klimatskim uvjetima, zbog kontinuiranih mogućnosti reprodukcije i dostupnosti hrane, većina vrsta pokazuje polimodalne obrasce pojavljivanja s više generacija u godini. Sezonske temperature zraka i raspored oborina važni su čimbenici koji određuju distribuciju štetnih organizama na globalnoj razini.

Da bi se mogla predvidjeti pojava štetnika i pravilno donijeti odluka o suzbijanju, iznimno je važno dobro razumijeti kretanja u populaciji štetnika. Uspješne prediktivne tehnike moraju biti što jednostavnije i utemeljene na poznavanju biologije i ekologije važnih štetnika.

Zbog izmjena vremenskih uvjeta, pojava se obično odvija u relativno kratkom vremenskom razdoblju i nije ju preteško pratiti. Za procjenu vjerojatne brojnosti štetnika na glavnom usjevu pomaže procjena brojnosti na alternativnim domaćinima na kojima prezimljuje.

Prognoza pojave kukaca

Kukci nisu u stanju regulirati temperaturu tijela, stoga njihov razvoj ovisi o temperaturi kojoj su izloženi. Studije dinamike populacije kukaca često uključuju modeliranje rasta populacije u ovisnosti od temperature okoline. Najčešći model za stopu razvoja, koji se često naziva zbrajanje efektivnih dnevnih temperatura, pretpostavlja linearni odnos između brzine razvoja i temperature između donjeg i gornjeg praga razvoja. Ova metoda dobro funkcionira kada su temperature optimalne. Model baziran na sumi temperatura koristi se kao dio sustava za potporu poljoprivrednicima pri predviđanju potrebe suzbijanja i donošenju odluke o suzbijanju.

Ekološke tablice jedan su od najkorisnijih alata u proučavanju dinamike populacije kukaca s manjim brojem generacija. Takve tablice bilježe niz uzastopnih mjerenja koja otkrivaju promjene populacije tijekom životnog ciklusa vrste u njezinu prirodnu okruženju. Za izgradnju populacijskih modela koji odgovaraju stvarnom razvoju vrsta važni su dugoročni podatci dobiveni iz pažljivo osmišljenih i provedenih populacijskih studija u kojima su svi relevantni čimbenici točno izmjereni. Cilj je analize razvoja kukaca razviti populacijski model koji oponaša stvarne uvjete. Osim što se prati visina populacije vrste, treba pažljivo identificirati i mjeriti neovisne čimbenike koji uzrokuju smrtnost, kao što su paraziti, grabežljivci, patogeni i vremenski čimbenici. Iz takvih podataka može se odrediti ključni čimbenik odgovoran za povećanje i smanjenje broja štetnika iz generacije u generaciju.

Prognoza pojave biljnih bolesti

Prognoza pojave biljnih bolesti sustav je koji se koristi za predviđanje pojave patogena ili promjene u jačini zaraze patogenom. Na polju poljoprivrednici koriste te sustave za donošenje odluka o ekonomski opravdanim mjerama suzbijanja bolesti. Takvi sustavi moraju sadržavati i dodatne informacije o osjetljivosti biljke domaćina, a uključuju trenutačne i predviđene vremenske uvjete, da bi se mogla dati preporuka. Obično se daje preporuka je li suzbijanje patogena potrebno.

Sustavi prognoze pojave biljnih bolesti temelje se na pretpostavkama o interakcijama patogena s domaćinom i okolinom. Cilj je točno predvidjeti kada će tri čimbenika ‒ domaćin, okoliš i patogen ‒ biti u takvoj interakciji da se bolest može pojaviti i uzrokovati ekonomske gubitke.

U sustavima predviđanja može se koristiti jedan od nekoliko parametara za izračun rizika od bolesti ili kombinaciju čimbenika. Jedan od prvih sustava predviđanja temeljio se na indeksu zimske temperature, jer bi niske temperature ubile vektora patogena, pa ne bi ni došlo do izbijanja bolesti.

Metoda prognoze pojave bolesti trebala bi se temeljiti na:

1. čimbenicima (mikroklimatskim) koji utječu na početnu pojavu i naknadno širenje inokuluma


2. temeljitu poznavanju životnog ciklusa patogena


3. načinu širenja patogena


4. gruboj procjeni količine inokuluma za koje se očekuje da će se širiti putem propagula, tla, zraka, vektora itd.


5. poznavanju mehanizma infekcije domaćina


6. poznavanju osjetljivosti biljke domaćina u različitim fazama rasta


7. meteorološkim podatcima (makroklimatski uvjeti) područja.

Procjena potencijalne gustoće korova

Potencijalna gustoća korova može se procijeniti na nekoliko načina. Ako korovi daju sjeme, prebroji se broj sjemenaka ili organa u kojemu se razvijaju sjemenke, te broj sjemenaka u tom organu u danom uzorku. To daje procjenu ukupna broja proizvedenih sjemenaka.

Složenija, ali točnija, metoda je uzimanje uzoraka tla, prosijavanje i pranje uzoraka te prebrojavanje sjemenaka korova u tim uzorcima. Ta metoda često je ograničene uporabe u istraživanjima jer je dugotrajna i ovisi o vještinama identifikacije sjemena.

Jedan od načina je i navodnjavanje male površine i identifikacija i prebrojavanje proklijalih korova. To se može učiniti ujesen, ali nije uvijek realističan pokazatelj mogućeg nicanja korova zbog složene prirode mirovanja sjemena.

Korištenje podataka iz prošlih praćenja omogućuje procjenu brojnih čimbenika, kao što su vrste prisutnih korova, gustoća, banka sjemena u tlu i lokacija. Omogućuje praćenje promjena tijekom vremena.