Резистентност на вредителите към пестициди

Контролиране на вредителите с пестициди

В продължение на хиляди години хората са контролирали или са се опитвали да контролират насекомите и други членестоноги, растителните патогени, гризачите и други гръбначни вредители. Забележим прогрес в борбата с вредителите е постигнат едва през последните 50 години. Това значително предимство е осъществено посредством синтетичните, създадени от човека пестициди, включващи основно инсектициди, хербициди и фунгициди. Първият пестицид ДДТ, чието инсектицидно действие е открито през 1939 год. е имал големи постижения в борбата срещу вредителите. ДДТ е използван много успешно през Втората световна война за контрол на малария и коремен тиф. През 1945 год. е въведен като инсектицид в земеделието и високият ефект от това е довел до неимоверно увеличаване на производството и употребата му. По-късно, поради доказаната силна токсичност спрямо хората и животните, през 70-те и 80-те години на миналия век (Van et al., 2001; Holm et al., 2006), ДДТ е забранен в повечето развити страни. Скоро след намирането на ефикасно средство за борба с комарите и други летящи насекоми и земеделски вредители, се забелязва намаляване на ефективността на тези нови химически оръжия. Нивата на приложение на пестицидите (използваните количества) са увеличени, за да се възстановят първоначалните степени на контрол, които намаляват за много кратък период. Намаленото ниво на контрол и евентуалната му загуба в много области са обяснени с появата на резистентност на вредителите към използваните химикали.

Какво е пестицидна резистентност

Почти всички пестициди са селективни в някаква степен - убиват определени видове вредители и оставят други незасегнати, поради факта, че някои видове са природно резистентни към определени пестициди. Обаче, през последните 40 год. са отбелязани случаи, където вредител, който е бил чувствителен към даден пестицид, става резистентен към този пестицид или към цяла фамилия пестициди.

Пестицидната резистентност е генетично базиран феномен. Резистентност се получава, когато популацията на вредителите - например насекоми, е изложена на пестициди. Когато това се случи, не загиват всички неприятели. Тези индивиди, които оцеляват, в повечето случаи са генетично предразположени да бъдат устойчиви към пестициди. Повтарянето на третирането и завишаването на дозата от инсектицида ще убие по-голям брой индивиди, но някои резистентни насекоми ще оцелеят. Потомството на оцелелите индивиди ще носи генетичната конструкция на своите родители. Голяма част от това потомство ще наследи способността да оцелява при експозиция от инсектицида и ще стане по-голямата пропорция с всяка успешна генерация на популацията (Alyokhin et al., 2008). Поради краткия репродуктивен период на много вредители - поколение от множество насекоми може да се появи в рамките на няколко седмици, много поколения могат да бъдат продуцирани само за един сезон през годината. Лесно е да се види, че повторното прилагане на един инсектицид бързо ще елиминира всички чувствителни насекоми в популацията, главно селектирайки тези индивиди, които са резистентни. За кратък период цялата популация от насекоми ще бъде резистентна. Колкото повече пъти популацията е изложена на пестициди, особено широкоспектърни, толкова по-бърза резистентност ще се развие. Резистентност се развива по подобен начин при други вредители, като преносители на болести по растенията, плевели и гризачи. Обикновено формирането на резистентна популация започва към пестицид, който първоначално осъществява много добър контрол.

Пестицидната резистентност е способността на живите форми да развиват толерантност към пестицидите. Вредителите (плевели, насекоми, акари, причинители на болести по растенията и др.), които стават резистентни към пестицида няма да бъдат засегнати от неговото действие. Когато вредителите станат резистентни е много по-трудно тяхното контролиране чрез съответния пестицид.

Резистентност обикновено се развива чрез генетични мутации и селекция. Типовете мутации могат да включват: промени във физиологичните процеси във вредителя, които правят пестицида безвреден за него; промяна в мястото, където пестицидът навлиза във вредителя, така, че да стане недостъпен; промяна в поведението на вредителя, така че да избегне пестицида. Резистентни вредители се селектират по време на тяхното възпроизводство. Във всяка популация вредители може да има такива, които да не бъдат убити от пестицида. Когато оцелелите представители се размножават, някои от техните малки наследяват пестицидната резистентност. Тези вредители няма да бъдат засегнати при следващата употреба на пестицида. С всяко следващо поколение става все по-трудно да се контролира популацията. Ако често се прилага същият пестицид, ще има повече резистентни вредители, отколкото чувствителни.

Как вредителите развиват резистентност към пестицидите

Употребата на пестициди не създава резистентни вредители, (т.е. пестицидите не причиняват генетични мутации, които правят вредителите резистентни към този продукт). По-точно, пестицидите не засягат резистентните индивиди, които съществуват естествено в популацията и това позволява да се увеличи броят им. Въпреки, че съществуват изключения, повечето популации вредители съдържат няколко индивида, които са природно резистентни към пестицида. Тази резистентност съществува поради разнообразието, което винаги присъства в популацията на този вредител, или поради природно срещащите се генетични мутации, които предават устойчивостта. Нормално, устойчивите на пестицида индивиди включват само малка фракция от природната популация на вредителите (в противен случай, хората не биха използвали този пестицид като мярка за контрол). В отсъствие на пестицида, броят на резистентните индивиди остава нисък, защото те нямат предимство пред другите - чувствителните представители на популацията. С други думи, резистентните към пестицида индивиди не са по-успешни в репродукцията си, отколкото чувствителните представители. В много случаи, резистентните вредители са в действителност по-слабо конкурентни в природни условия, отколкото са чувствителните (Daly et al., 1998). Резистентните вредители могат да бъдат по-малко дейни от чувствителните представители на популацията. Когато са използвани пестициди, пропорцията на резистентните индивиди се увеличава за сметка на чувствителните. Чувствителните насекоми са унищожавани или отслабени достатъчно, така че да не могат да дадат обичайното потомство, докато резистентните индивиди продължават да се възпроизвеждат поне толкова добре, колкото преди. Ако вредителите са изложени често на един и същ пестицид, резистентният вид продължава да нараства. В зависимост от характеристиките и на вредителя, и на пестицида, популацията, състояща се почти изцяло от резистентни индивиди може да нарасне в продължение на няколко поколения.

Фактори, повлияващи развитието на резистентни вредители

Скоростта, с която резистентната популация се развива е свързана с възможността резистентните вредители да се оплодят с други резистентни вредители и по този начин да произведат високо резистентно поколение. Когато чувствителните и резистентните вредители се оплодят, тяхното поколение не е напълно резистентно и създаването на напълно резистентна популация е забавено. Вероятността два резистентни индивида да се оплодят зависи от първоначалната ефективност на пестицида и от това колко нашироко и често е прилаган.

• Високо токсичните пестициди убиват повечето от чувствителните вредители. Тъй като повечето от оцелелите вредители са резистентни, по-голямата част от следващото поколение също ще бъдат резистентни, дори преди пестицидите да бъдат приложени отново. По-слабо токсичните продукти позволяват някои чувствителни вредители да оцелеят и да се оплодят с резистентни и по този начин ограничават броя на високо резистентните вредители в следващото поколение.

• Когато нееднократно се използва един и същ пестицид (или друг, със същия начин на действие) срещу същата популация, чувствителните видове никога не получават шанс за възстановяване и пропорцията на резистентните индивиди се увеличава с всяко поколение.

• Колкото повече се прилагат пестициди, толкова по-малко чувствителни индивиди остават в областта да се оплождат и да продуцират чувствително поколение.

Проблемът с резистентността към пестицидите

Понастоящем вредители, които преди години са били сериозна заплаха за човешкото здраве и земеделието и са били сложени под контрол от пестицидите, сега се завръщат. Комарите, които пренасят малария, сега в действителност са резистентни към всички използвани срещу тях инсектициди. Този проблем се е появил, тъй като организмите, които причиняват малария също са станали резистентни към лекарствата, използвани за третиране на болестта при хората. Много популации от Сorn earworm, Helicoverpa zea, (Lepidoptera: Noctuidae), които атакуват редица земеделски култури по целия свят, включително царевица, памук, домати, тютюн и фъстъци са резистентни към множество пестициди (Archer & Bynum, 1994; Dowd & White, 2002). Тъй като много поколения от един вредител могат да се получат в рамките на една година, е лесно да се види как резистентността може да се развие много бързо при много видове вредители. Според последни проучвания, съществуват над 500 вида насекоми и акари, които са резистентни към пестицидите. Над 270 вида плевели, над 150 растителни патогени и няколко вида плъхове са станали резистентни към пестициди, които в началото са контролирали тяхното разпространение. Множествената резистентност - резистентност към повече от един пестицид и към пестициди, принадлежащи към повече от един химически клас, се разпространява бързо. Съществуват над 1000 резистентни комбинации насекомо/инсектицид и поне 17 вида насекоми, които са резистентни към всички основни групи инсектициди. Пестицидите не бива да бъдат смятани за основното решение на проблема с вредителите, но тяхното прилагане обикновено е съществена част от програмата за управление на вредителите. Пестицидната резистентност драстично намалява възможността да се постави броя на вредителите под прага на икономическата вредност.

След като даден вид вредител стане резистентен към определен пестицид, един от методите за контрол е използването на различен пестицид, особено такъв, от различен химически клас, който има различен начин на действие срещу вредителя. Възможността да се използва друг пестицид, с цел да се избегне или отложи развитието на резистентност в популацията на вредителите зависи от възможността за адекватно прилагане на пестициди с различен начин на действие. Този метод обаче не е най-доброто решение, но той позволява вредителя да бъде контролиран, докато бъдат развити други стратегии. Тези стратегии често включват използването на пестициди по-малко от обикновено и понякога с намалено ниво на прилагане.

Превенция на пестицидната резистентност

Пестицидна резистентност означава, че пестицидът не за дълго контролира вредителя, болестта или плевела, за който е предназначен. Diamondback moth, Plutella xylostella (Lepidoptera: Yponomeutidae), вредител по синап, рапица, зелеви култури е бил първият насекомен неприятел, развил резистентност срещу DDT през 50-те години. DBM е развил резистентност към множество синтетични пиретроиди и органофосфорни (Sun et al., 1992). Този пример показва как некоректната употреба на пестициди не за дълго е решение на проблема с вредителите. DBM случаят е катализатор за прилагането на интегрирани мерки за избягване на пестицидната резистентност. Загубата на контрол върху вредители, болести или плевели, дължащо се на прекомерна употреба на пестициди или пестицидни групи може да даде резултат в големи загуби на добивите и необходимостта да се използват скъпи алтернативни методи и продукти. Използването на интегрирани стратегии за защита от вредители ще намали риска от развитието на резистентност и също ще допринесе за опазването на чиста околна среда.

Все повече и повече видове вредители стават резистентни към пестицидите. Поради редица причини, намалява наличността на пестицидни продукти, които могат да бъдат използвани срещу вредителите. Разходите за тестване и проучване на тяхното действие са значителни. Редица регулативни мерки са засегнали наличността на пестицидите. U.S. Environmental Protection Agency (Американската агенция за защита на околната среда) е забранила или ограничила употребата на редица пестициди през последните две десетилетия. Много фирми - производители на пестициди намаляват регистрацията на своите продукти, поради големите разходи, свързани с този процес, което също води до ограничаване разнообразието от продукти за растителна защита.

Когато популацията на вредителите стане резистентна към даден пестицид, потребителите на пестициди губят ценно и често пъти единствено средство да държат вредителите под контрол. Следователно, много важен момент е пестицидите да бъдат използвани по начин, който не позволява изграждането на резистентна популация от вредители. Пестицидна резистентност се развива, когато пестицидите се използват прекалено често или когато един и същ или подобен пестицид се използват повторно.

Необходимо е намиране на алтернативни и по-ефективни методи за борба срещу вредителите. Развитието на резистентна популация от вредители може да бъде предотвратено или поне отложено чрез:

• Смяна на пестицида - използване на различен пестицид, с различен механизъм на действие, през годините, предпазва изграждането на популация от вредители, които са резистентни към даден пестицид.

• Ротация на културите - отглеждане на различни култури, обикновено благоприятни за различни видове вредители и изискващи употребата на различни пестициди.

• IPM - Integrated Pest Management (Интегрирано управление на вредителите) - използване на други интегрирани техники за управление на вредителите (внедряване на биоагенти, отглеждане на растения, които са резистентни към вредители), намаляващи необходимостта от химическа интервенция за контрол на вредителите (Jahn et al., 2007). IPM е ефективен и надежден метод за борба в дългосрочен план и съвкупността от мерките му има за цел избягване на много от рисковете, свързани с употребата на пестициди.

• Да не се прекалява с употребата на продукти за растителна защита. Общо, максимум три третирания трябва да се прилагат през всеки сезон на реколта и не повече от две последователни пръскания преди преминаването към употреба на продукти от друга химическа група. Да не се намалява препоръчаната за приложение доза, защото това може лесно да доведе до оцеляване на вредителя или болестта и развитието на резистентност в оцелялата популация. Една и съща активна субстанция може да бъде продавана под няколко различни търговски наименования; при закупуването на препарат е необходимо да се проверява активната субстанция.

• Редовно обследване на реколтата, с цел да се установят първите признаци на заболяване или нашествие на плевели и вредители. Умение да се идентифицират ранните фази на нашествие.

• Използване на чист посадъчен материал, здрави семена; осигуряване на добро напояване и подхранване на растенията, защото слабите растения са атакувани първи; стриктен контрол на плевелите в близко разположени площи с култури, особено ако те могат да бъдат добри гостоприемници за вредители и болести; ротация на културите.

• Безразборното използване на пестициди може да причини бързо развитие на резистентност при вредители, болести и плевели; за избягването на това да се прилага стратегията на IPM; да се избягват широкоспектърни инсектициди в ранните фази на развитие на културите за да се подпомогне развитието на полезните насекоми.

• Отлагане развитието на резистентност чрез ротация на различни активни субстанции и ограничаване на тяхната употреба в определени периоди от годината; да се спазват съответните инструкции за честота на прилагане на пестицидите.

• Да не се използва смес от инсектициди за борба с вредителите.

Намаляване на пестицидната резистентност може да се постигне и чрез: използване на пестициди само в случаите когато това е наистина необходимо; използване на толерантни към вредителите или резистентни към тях растителни сортове; осигуряване употребата на пестициди в най-подходящото време; използване на селективни пестициди, които бързо се разпадат; използване на резервоарни смеси от пестициди, само когато имат различни видове действие; спазване на препоръчаната доза за приложение; ако даден пестицид не действа, да не се третира повторно с пестицид от същата група; прилагането на пестицида да става по такъв начин, че всички растителни части да получават подходящата доза.

В последно време един ярък пример за последиците от неправилното третиране с пестициди е разпространението на Доматения миниращ молец, Tuta absoluta (Lepidoptera: Gelechiidae). Доматеният молец създава трудности при контролирането му, поради особености в биологията и поведението му, най-вече поради лесното развитие на резистентност. Вследствие отрицателните аспекти от прилагането на инсектициди, е необходимо химическото третиране да се замени или комбинира с други алтернативни методи, щадящи околната среда. От 1991 год. насам е постигнат значителен прогрес в биологичното контролиране на този нападател (Marchiori et al., 2004). В момента в световен мащаб се прилага комбинация от мерки за борба с неприятелите, които включват: внедряване на биоагенти, масово излавяне на възрастните, съобразени химични третирания с инсектициди, както и разнообразни агротехнически мероприятия. За контрол на Tuta absoluta са съобщени следните биоагенти: Trichogramma pertiosum, Trichogramma achaeae, Macrolophus caliginosus, Nesidiocoris tenuis, Nabis pseudoferus (проучва се в Испания, с цел прилагане в оранжерии). Яйчният паразит Trichogramma achaeae в оранжерийни условия е показал висока ефикасност - 91.74% в югоизточните части на Испания. В България има много успешно приложение на интегрирана борба при оранжерийно производство в Кресна. Използва се само Macrolophus pygmaeus (Hemiptera: Miridae) като биоагент в комбинация от други мерки.

Употребата на пестициди е утвърдена технология в съвременната земеделска практика, която при коректно прилагане, не би трябвало да има вредно въздействие върху човешкото здраве и околната среда. Неправилната употреба на химическите средства за растителна защита (превишаване на дозата, неспазване на карантинните срокове, употреба на неразрешени продукти и пр.), освен че създава резистентност във вредителите, води и до натоварване на водите и почвата с остатъци, които по пътя на хранителната верига достигат и засягат човека. Тези факти изискват работа в две направления: стриктен контрол върху търговията и употребата на ПРЗ и въвеждането на интегрираните методи за борба с вредителите, които в световен мащаб намират все по-голямо приложение.

Источник: Център за оценка на риска към БАБХ