Stonka ziemniaczana jest wśród szkodników roślin rolniczych gatunkiem pierwszoplanowym, który rokrocznie zagraża uprawom ziemniaka. Znane są aspekty biologii tego owada, potencjał jego szkodliwości oraz wymagania klimatyczne i środowiskowe. Warto wspomnieć, że na skutek zmian klimatycznych w kierunku ocieplenia owad ten skrócił swój cykl pełnego rozwoju w Polsce o jeden dzień, przez co w optymalnych warunkach trwa on 34 dni. Pozwala to na wykształcenie dwóch pokoleń szkodnika w jednym sezonie wegetacyjnym (rys. 1). Już w połowie XX w. opracowano metody sygnalizacji i zwalczania stonki ziemniaczanej, wśród których najważniejszą rolę odgrywa do dziś metoda chemiczna, która wymaga jednak ciągłych badań i udoskonaleń. Głównym powodem takiej sytuacji jest ewolucyjna zdolność szkodnika do szybkiego przystosowania się do zmiennych warunków i czynników selekcji, zarówno naturalnych (opór środowiska), jak i sztucznych, opracowanych w laboratoriach chemicznych (substancje czynne stosowane w środkach ochrony roślin). Trwająca ponad 60 lat selekcja przy użyciu insektycydów jest dla stonki niczym innym, jak przyśpieszonym doborem kierunkowym, który preferuje osobniki o określonych wartościach cech genetycznych. Zabiegi chemiczne przeżywają te owady, które posiadają geny kodujące zmienione wersje enzymów detoksykacyjnych lub mutacje w genach kodujących białka komórek nerwowych będące celem insektycydów, budowę i skład kutikuli, względnie mechanizmy zmieniające ekspresję i nnych kluczowych genów.

MECHANIZM NABYWANIA ODPORNOŚCI

Badania molekularne ostatnich lat dowodzą silnego oddziaływania na geny czynników selekcyjnych powodujących również możliwość dziedziczenia cech nabytych w trakcie życia osobniczego owada, nieopartych na mutacjach, lecz na tak zwanych czynnikach epigenetycznych*. Procesy epigenetyczne nie zmieniają genomu w sensie utraty lub dodania nukleotydu w pojedynczych genach skutkujących mutacją, natomiast wpływają na program funkcjonowania genów, czyli na biochemię komórek. Najistotniejszym czynnikiem jest fakt polegający na tym, że zmieniony program funkcjonowania genów jest dziedziczony. Zjawiskiem opartym na tak zwanych przełącznikach epigenetycznych* można wytłumaczyć między innymi bardzo szybkie narastanie odporności owadów na insektycydy, ale również szybki powrót do wrażliwości po zaprzestaniu selekcji daną substancją czynną. Osobniki posiadające zmiany epigenetyczne* prawdopodobnie przekazują kopie swoich zmienionych programów genetycznych do następnych pokoleń tak długo, jak długo oddziałują czynniki selekcji. Zjawisko to może skutkować odpornością na środki ochrony roślin.

Mechanizmy odporności stonki ziemniaczanej na substancje toksyczne polegają najczęściej na szybkim rozkładzie toksyny na drodze enzymatycznej, szybkim jej wydalaniu, zmniejszonym przenikaniu substancji czynnej przy kontakcie owada z trucizną, zmianie zachowania lub zmianie budowy molekularnej receptorów toksyn w organizmie owada. Mechanizmy te, wykształcone ewolucyjnie, są charakterystyczne dla każdego gatunku owada, dlatego występują duże różnice we wrażliwości owadów na te same toksyny.

Instytut Ochrony Roślin - PIB w Poznaniu w ramach zleconego przez Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi Programu Wieloletniego monitoruje poziom wrażliwości stonki ziemniaczanej na substancje czynne insektycydów zalecanych do zwalczania tego szkodnika, a wyniki monitoringu publikowane są w mediach przeznaczonych dla praktyki rolniczej. Zalecane substancje czynne do ochrony plantacji ziemniaka przed stonką ziemniaczaną w 2017 roku, wraz z krótką charakterystyką zakresu odporności szkodnika, podane są w tabeli.

Z wyjątkiem bioinsektycydu opartego na białkach produkowanych przez bakterie Baccillus thuringiensis, które uszkadzają jelito środkowe stonki ziemniaczanej, pozostałe zarejestrowane insektycydy są neurotoksynami, działającymi aktywnie na układ nerwowy owada. Ich podstawową cechą jest bardzo szybkie działanie na szkodniki. Aktywność toksyczna każdej substancji czynnej uzależniona jest od jej właściwości molekularnych, od których zależy szybkość przenikania do organizmu i łączenia się z odpowiednim receptorem w komórce nerwowej. Od budowy molekularnej zależy również szybkość zanikania substancji na skutek parowania, promieniowania słonecznego, temperatury, właściwości translaminarne i systemiczne w roślinie. Znajomość właściwości wybranego insektycydu pomaga w trafnym wyborze środka ochrony roślin w zależności od przewidywanej pogody, stadium rozwojowego roślin ziemniaka o raz szkodnika.

TERMIN ZWALCZANIA

Optymalnym terminem zabiegu przeciwko stonce ziemniaczanej jest okres wystąpienia stadium larwalnego L2/L3. Progiem szkodliwości jest w tym okresie 15 larw na jednej roślinie. Zabieg chemicznego zwalczania można również wykonać w przypadku silnego ataku chrząszczy po przezimowaniu na wczesnych odmianach ziemniaka lub pokolenia letniego na odmianach późnych. Progiem szkodliwości jest występowanie na uprawie średnio jednego chrząszcza na 1 m2 uprawy (fot. 2). W zależności od przebiegu pogody w 2017 r. okresy występowania poszczególnych stadiów rozwojowych stonki ziemniaczanej mogą być zmienne i zdarza się, że równocześnie na plantacji występują zarówno złoża jaj, jak i różne stadia larwalne, dlatego należy często monitorować poziomy liczebności szkodnika i odpowiednio reagować. Dokonując wyboru mniej znanego albo nowego środka do zwalczania stonki ziemniaczanej, nie należy sugerować się jego nazwą handlową, lecz - przede wszystkim - nazwą substancji czynnej. Obecnie w Polsce, ze względu na możliwość importu równoległego pomiędzy państwami UE** oraz wprowadzanie do obrotu środków generycznych (posiadających ten sam skład, co środek oryginalny), plantatorzy mają bardzo szeroki wybór rozmaitych środków chemicznych. Należy jednak zdawać sobie sprawę, że wiele tych środków, choć ma inną nazwę, zawiera tę samą substancję czynną, w związku z czym ich mechanizm działania jest identyczny. Na przykład deltametryna występuje w 10 zalecanych środkach, a chloropiryfos aż w 18 itp.

PAMIĘTAJMY O ROTACJI SUBSTANCJI CZYNNYCH

Przystępując do zwalczania stonki ziemniaczanej, należy pamiętać, że w strategii zapobiegania odporności tego szkodnika bardzo ważne jest przestrzeganie rotacji substancji czynnych w kolejnych zabiegach ochrony ziemniaka. Chodzi o spowolnienie selekcji lokalnej populacji tego owada ukierunkowanej na jeden z wymienionych mechanizmów. Rotacja powinna dotyczyć przypadków, w których zachodzi konieczność powtórzenia zabiegu na plantacji w tym samym sezonie wegetacyjnym, jak również kolejnych lat zwalczania szkodnika w danym gospodarstwie. Zwróćmy uwagę, że te same substancje czynne często występują w wielu środkach o różnych nazwach handlowych. Jeśli mamy do czynienia z mieszaninami substancji czynnych, to przy rotacji należy uwzględnić mechanizmy komponentów tej mieszaniny. W praktyce ochrony ziemniaka przed stonką ziemniaczaną mamy zalecane mieszaniny pyretroidowo-neonikotynoidowe oraz pyretroidowo-fosforoorganiczne.

Podejmując decyzję o przeprowadzeniu zabiegu chemicznego zwalczania stonki ziemniaczanej na plantacji, pamiętajmy o obowiązujących zasadach integrowanej ochrony roślin. Próg szkodliwości określa tylko finansowy wymiar decyzji - wartość uratowanego plonu i koszt zabiegu. Nie wykazuje on natomiast ważnych aspektów środowiskowych i przyrodniczych, których wartość jest niewymierna, a które mają wpływ na różnorodność biologiczną środowiska rolniczego. Im dłużej trwa sezon wegetacyjny, tym większa różnorodność organizmów na plantacji, tak więc każdy późniejszy zabieg stanowi dla tych organizmów ryzyko zatrucia. Po chemiczne zabiegi ochrony ziemniaka przed stonką sięgajmy więc tylko w uzasadnionych koniecznością przypadkach.

*Zidentyfikowano trzy biochemiczne struktury wpływające na ekspresję genów. Pierwsza to grupy metylowe, które przyłączają się do DNA i blokują poszczególne geny. Druga polega na zmianach chemicznych w białkach, wokół których owijają się łańcuchy DNA. Trzecia to molekuły kwasu rybonukleinowego, tzw. mikroRNA, które nie pozwalają na to, aby odczytany kod genetyczny doprowadził do wyprodukowania przez komórki konkretnych białek.

**Sprowadzony środek ochrony roślin posiada tę samą substancję czynną (substancje czynne), co najmniej: tę samą moc, tę samą drogę podania oraz tę samą postać jak produkt dopuszczony do obrotu na terytorium Rzeczypospolitej Polskiej lub postać zbliżoną, która nie powoduje powstania różnic toksyczności w stosunku do produktu dopuszczonego do obrotu na terytorium Rzeczypospolitej Polskiej.

Artykuł ukazał się w najnowszym czerwcowym wydaniu miesięcznika "Farmer"