Az amerikai kukoricabogár közép-európai megjelenése a visszavetett állományok kötelező talajfertőtlenítésének technológiába illesztését generálta.
A különböző hasznosítású kukorica hibridek termesztéstechnológiai intenzitása jelentősen eltér. Az egységnyi területre vetített hozamok tekintetében megkülönböztethetők a nagy- és kis értékű végterméket biztosító szaporítóanyagok. Ennek megfelelően intenzív előállítás technológia jellemzi a csemege- és a vetőmag kukorica előállítást, míg ezekhez képest jóval extenzívebb a siló- és a szemes, takarmánykukorica termesztése. Míg az előbbi csoport esetében az eredményes gazdálkodás érdekében a vegetációt megelőzően és közben is nagy mennyiségű input anyag (műtrágya, növénykondicionáló szerek, öntözővíz stb.) és kézimunkaerő kerül felhasználásra, addig az utóbbi csoport esetében jóval mérsékeltebb számú az ilyen jellegű beavatkozás.
Ez a trend természetesen a növényvédő szeres kezelések számában is tetten érhető. Így például csemegekukoricában a vegyszeres védekezést a címerhányás kezdetétől (általában június végétől) július végéig 2-3 alkalommal szokták elvégezni. A későn vetett, vagy másodvetésként termesztett csemegekukoricában a védekezést augusztus közepétől szinte a betakarításig, 3-4 rovarölő szeres kezelésben is részesíthetik.
Értelemszerűen e vegetációban végzett többszöri védekezések megvalósítása extenzív termesztés technológiájú kukoricákban nem lehet gazdaságos. Ezen ágazatok költség-jövedelem viszonyai nem tették lehetővé, ill. e kultúrák növény-egészségügyi állapota sem indokolta az állományban végzett pótlólagos kezelések kivitelezését. A klímaszélsőségek, illetve a részben általa kiváltott kártevő spektrum és kármérték változás kukoricában, azonban megkövetelte e felfogás átértékelését, a kukorica előállítás technológiájának új alapokra helyezését.
Az amerikai kukoricabogár közép-európai megjelenése a visszavetett állományok kötelező talajfertőtlenítésének technológiába illesztését generálta. Az elmúlt évtizedek legveszélyesebb kukorica kártevőjévé váló kukoricamoly, viszont nem csupán a csemege- és vetőmag-előállító táblákon teszi egyre inkább szükségszerű elemmé a vegetációban végzett állománypermetezéseket. Meissle és munkatársai (2010) európai felmérése szerint meglehetősen eltér az egyes országok, régiók kukoricában végzett rovarölő szeres kezeléseinek megítélése, száma.
Spanyolország Ebro-völgyében termesztett árukukoricák több mint felét kezelik állományban, esetenként két alkalommal is. Délnyugat-Németország és Lengyelország déli területein illetve Magyarország jelentős kukoricatermesztő vidékein is nagy felületen végeznek (a területek 20-40 %) rovarölő szeres állománykezeléseket. Észak-európai országokban (pl.: Hollandia, Dánia, Franciaország északi része), viszont nem, vagy csak elenyésző e technológia alkalmazása. Természetesen ez a déli területek gazdagabb kártevő közösségével magyarázható.
Az ezredfordulót követő évtized e kijuttatásai során leggyakrabban alkalmazott hatóanyagai a piretroidok és a szerves foszforsavészterek, de az indoxakarbot, a neonikotinoidokat és a diflubenzuront is használták az európai termelők. A kukorica állománypermetezésére felhasználható hatóanyagok listája napjainkra jelentős változáson esett át: a foszforsavészterek nagy része kivonásra került a neonikotinoidok kereskedelmét, felhasználását EU moratórium tiltja, diflubenzuron kukoricában történő felhasználása nem engedélyezett (1107/2009/EK, 485/2013/EU rendeletek). Így napjainkban a nagyszámú pietroid hatóanyag mellett, a csökkentett kínálatú foszforsav észterek, a hormon-analógok és egyéb fejlődésszabályozók, a természetes eredetű toxinok és újfajta hatásmechanizmusú hatóanyagok használhatók fel ilyen célzattal (NÉBIH 2015).
Ez a változás azt is tükrözi, hogy a hatékonyság mellett egyre inkább előtérbe került a fenntarthatóság. Ezt követően tekintsük át az elérhető szakirodalmak alapján összeállított, kukoricában alkalmazható hatóanyagok, hatóanyagcsoportok legfőbb jellemzőit, kiemelve azok környezetbarát sajátságait (1. táblázat).
1. táblázat Kukoricában 2015-ben engedélyezett rovarölő szerek márkanevei és hatóanyagai
(https://novenyvedoszer.nebih.gov.hu/Engedelykereso/kereso).
Magyarázat: A: piretroidok; B: szerves foszforsav észterek; C: neonikotinoidok; D: fenilpirazolok; E: kitinszintézist gátlók; F: ekdiszteroidok; G: indoxakarb; H: klórantraniliprol; I: avermektinek; J: Bt-toxin analógok
Piretroidokból áll rendelkezésre a legszélesebb hatóanyag kínálat: lambda-cihalotrin, béta-ciflutrin, cipermetrin, zéta-cipermetrin, alfametrin, eszfenvalerát, etofenprox. Idegmérgek. Hatásmechanizmusuk során a Na+ csatornák áteresztőképességét blokkolják, tartós ingerületet hozva létre. Alacsony hőmérsékleten is jól hatnak. Nagyon gyors, taglózó hatásúak, így a kezelés után a rovarok esetleg magukhoz térhetnek (ez szinergista vegyületekkel feloldható). A piretroidok könnyen előállíthatók, stabilak. Emlősökre gyakorolt mérsékelt toxicitásuk azzal magyarázható, hogy a változó testhőmérsékletű állatok (halak, rovarok, kétéltűek) idegrendszerében hiányzik az idegpályákat védő hialin hüvely, ezért az idegmembrán könnyebben hozzáférhető a piretroidok számára, mint az állandó testhőmérsékletű állatokban.
Lipidoldékonyságuk révén a növények leveleiről nehezen mosódnak le, a kutikulába bejutva, illetve a talajban is kevéssé mobilisek, a talajszemcsékhez kötődnek. A talaj baktériumflórája és maguk a növények is néhány hét alatt lebontják őket. Hátrányuk, hogy egyéb ízeltlábú, nem célszervezetekre (pl.: méhekre, halakra) rendkívül mérgezőek, illetve a kezelések során gyors rezisztencia és keresztrezisztencia kialakulását figyelték meg.
A piretroidok kontakt tulajdonságából adódóan hatáskifejtésük gyors, nincs tartamhatásuk. Ezt a hátrányt kiküszöbölendő, az elhúzódó hatáskifejtést célozza e hatóanyagok újszerű, mikrokapszulázott (CS) kiszerelése. E kapszulákba zárt hatóanyag védve van a nap ultraviola sugarainak lebontó hatásától, emellett jó esőállósággal is rendelkezik. A hatóanyag diffúzióval szabadul fel. Így akár több napos tartamhatást is biztosít. Emellett az apró méretű mikrokapszulák egyenletesebben borítják a növény felületét, tökéletesebb a lefedettség (e technológia a szerves foszforsav észterek formázásánál is ismert megoldás).
Korábban kukoricában is széles hatóanyag kínálattal rendelkező szerves foszforsav észtereket napjainkban csupán a klórpirifosz, klórpirifosz-metil és a dimetoát képviseli. Közös célpontjuk az acetil-kolint (ingerület átvitelért felel) bontó acetilkolin-észteráz enzim. Légzési, gyomor- és idegmérgek, melyek szisztemikus (felszívódó) hatásúak. Széles hatásspektum és hosszabb hatásidőtartam jellemzi őket. Nagyon jó a vízoldhatóságuk, ezért a bioakkumuláció (táplálékláncban történő feldúsulás) veszélye nem áll fenn. Gyorsan bomlanak, így a környezetben nem perzisztensek (az engedélyezett dózisban kijuttatva, 1 éven belül inaktív termékekre bomlik). A növényben gyorsan bomlanak és nem halmozódnak fel az élő szervezetben. Sajnos hátrányként jelentkezett több hatóanyagukkal kapcsolatban a keresztrezisztencia. Kedvezőtlen tulajdonságuk még, hogy emlős toxicitásuk igen jelentős. Ezzel magyarázható a hatóanyagcsalád több vegyületének visszavonása, használatának felfüggesztése, betiltása.
A neonikotinoidok, más néven nitro-metilének, szintén idegmérgek. A nikotinokhoz hasonlóan, hatásukat az acetil-kolin receptoron való megkötődésének gátlásával fejtik ki. A vegyület az ingertovábbításkor megkötődik a receptoron, így elfoglalva az acetil-kolin helyét. Szisztemikus hatásúak. Felhasználásuk széleskörű, csávázószerként, talajfertőtlenítőként, állománypermetező szerként egyaránt ismertek. A kukoricában állománypermetezésre engedélyezett acetamiprid és tiakloprid hatóanyagok a méhekre szelektív hatású, nem jelölés köteles hatóanyagok.
Felhasználási területük az elmúlt években jelentős korlátozás alá esett. Ismert, hogy az Európai Bizottság 485/2013/EU végrehajtási rendelete a klotianidin, tiametoxam és imidakloprid hatóanyagú növényvédő szerek vetőmag- vagy talajkezelés céljára történő felhasználását a méhekre vonzó kultúrákban két évre felfüggesztette, az állománykezelést pedig a virágzás utáni alkalmazásra, illetve növényházi alkalmazásra korlátozta.
A fenilpirazolok közé tartozó fipronil hatóanyag elterjedését a hírhedt klórozott szénhidrogénekkel kapcsolatos rezisztencia jelenségek késztették. Sikerük a klórozott szénhidrogénektől eltérő hatásukban keresendő. Az ún. GABA-receptorokon keresztül ható idegmérgek. A fipronilt főleg bogarak és lepkék lárvái, kifejlett bogarak és sáskák ellen használják a mezőgazdaságban. Bár alkalmazása kisebb környezeti kockázattal jár, mint pl. a ciklodiéneké, az Egészségügyi Világszervezet a mérsékelten veszélyes vegyi anyagok közé sorolja. Méhek, madarak és édesvízi gerinctelenek számára igen mérgező. Emlősök számára viszonylag veszélytelen, de az egészségügyi kockázat nem teljesen elhanyagolható.
1. ábra: A kitinszintézist gátló inszekticidek kijuttatástechnológiája (Forrás: http://www.bayercropscience.hu/WEBSET_DOWNLOADS/82/alsystin_alk.jpg)
Környezetbarát vegyületek már, s egyben kielégítik a fenntarthatóság kritériumát a kitinszintézist gátló vegyületek. Kukoricában a teflubenzuron és a lufenuron hatóanyagok engedélyezettek. A rovarlárvák fejlődésének akadályozásán keresztül fejtik ki hatásukat. A hatóanyagok konkrétan a kitin-szintetáz enzim működését bénítják, amely az utolsó enzim a kitin szőlőcukorból való szintézisében. A vegyület táplálékkal jut be a rovarlárva szervezetébe, melynek hatásai azonban átnyúlnak a bábok, sőt a lerakott peték fejlődésére is. A vedlés kezdetekor a kezelt hernyók képtelenné válnak kinőtt lárvabőrük levedlésére. Szelektív hatásuk azon alapszik, hogy kizárólag a fejlődésben lévő alakokra hatnak (1. ábra). Sajátos hatásmódjából következően egyéb, nem célszervezetek hernyói is áldozatul eshetnek, ugyanakkor hatástalan a már kifejlett rovarokra, emlősökre, madarakra, halakra. A teflubenzuron és a lufenuron gyorsan lebomlik a melegvérűek szervezetében, és bomlástermékei eltávoznak, raktározódása a szervezetben nem következik be. A vegyületek nem perzisztensek, ugyanakkor levélfelületen nagyon stabilak.
A rovarok hormonháztartását befolyásoló szerek közé tartozik a metoxifenozid. Környezetbarát vegyület, mely a fenntarthatóság kritériumainak eleget tesz. Egyben szelektív rovarölő szer, mely kitűnő tojásölő és egyedülálló lárvaölő hatással bír. A metoxifenozid a lepkék vedlését irányító ekdizon hormont mímeli (ekdiszteroid). A hatóanyag felvétele után felgyorsított vedlés indul el, amit a lárva nem tud befejezni, ezért éhen pusztul. Hatásukra a vedlészavar következtében életképtelen lárva fejlődik. Melegvérűekre általában nem mérgezőek, s célszervezetekben is hatásuk hosszabb idő után manifesztálódik.
Az indoxakarb egy új típusú hatásmechanizmussal rendelkező molekula. A Na+ áramlását gátolja az idegsejtekben es az idegsejtek között. A kiváltott teljes ingerhiány táplálkozás gátlást, paralízist, teljes bénultságot okoz, amely rövid időn belül az érzékeny rovarok pusztulásához vezet. A hatóanyag lárvaölő, de tojásölő hatással is rendelkezik. Főleg gyomorméregként hat, de kutikulán át is felszívódik. A táplálkozás gátlás 2-6 órán belül, a teljes pusztulás 1-1,5 nap alatt várható. Melegvérűekre, egyéb ízeltlábú célszervezetekre nem toxikus. Így rendkívül környezetbarát. Kijuttatása csepegtető öntöző berendezésen keresztül (chemigation v. investigation technológia) is megoldható, intenzív termesztéstechnológiájú kukoricákban
Szintén újszerű hatásmechanizmusú molekula a klórantraniliprol, mely egyben napjaink legnagyobb mennyiségben eladott rovarölő hatóanyaga a világon. Sikere rendkívül környezetbarát tulajdonságaival magyarázható. Hatása rianodin-receptor (RyRs) aktiválásán keresztül történik.
2. ábra: A klórantraniliprol hatáskifejtésének helye (Forrás: DuPont; www.nov-szer.hu/upload/documents/Dupont/alma.pdf)
A hatóanyag aktiválja a rianodin receptorokat, ezzel a Ca2+ tárhelyek ürülését okozza a rovarok sima es harántcsíkolt izomsejtjeiben (2. ábra). Ennek következménye az izom összehúzódás hiánya vagy paralízis, mely végül a célszervezet pusztulásához vezet. Elsősorban lárva alakok ellen hatásos, imágók ellen hatástalan. Így hatékonyságának egyértelmű feltétele a célzott, előrejelzésre alapozott kijuttatás. Így biztosítható, hogy az érzékeny megjelenési alak találkozzon a biológiailag aktív vegyülettel.
Az avermektinek közé sorolandó abamektin a Streptomyces avermitilis gomba által termelt neurotoxin, mely a fonálférgek és az ízeltlábúak ellen is hatásos. Az avermectin B1a-t és az avermectin B1b-t. Ezek 4:1 arányú keverékét tartalmazza az abamektin, mely 1985 óta van forgalomban. Mélyhatású vegyület, amely a levél fonákán is elpusztítja az atkákat. A lepkék (Lepidoptera) ellen is hatásos vegyületek.
3. ábra: A Bt-toxin hatásmechanizmusa (http://www.slideshare.net/zainbbt/bt-crops alapján)
A Bt-toxin analógok természetes körülmények között megtalálható, rovarölő tulajdonsággal bíró Bacillus thuringiensis által termelt delta-endotoxin (cry-toxin) hatását kiaknázó szerek. A toxint a baktérium elölt spóráinak formájában, zárványokba zártan forgalmazzák. A zárványtestek feloldódnak a bélcsatorna lúgos pH-ja miatt, és a kiszabaduló toxinfehérje-kristályok a lárva bélcsatornájának receptoraihoz kötődnek. A bélcsatorna felületén perforációkat, szakadásokat hoznak létre, a sebzéseken át patogén mikroorganizmusok jutnak a bélcsatornába és szepszist okoznak (3. ábra). A cry-toxinok receptorspecifikusak, így a szerek nagyon szelektívek. Környezetbarátok, az ökológiai gazdálkodásban fontos szerepet játszanak engedélyezett készítményei.
Összességében a leküzdésre váró kukoricakárosítók elleni harcra megfelelő arzenál áll rendelkezésre, melyek közül a jövő versenyképes hatóanyagait, azon vegyületek képviselik, melyek eleget tesznek hatékonyság mellett a fenntarthatóság kritériumainak is.
Irodalom
Meissle, M., Mouron, P., Musa, T., Bigler, F., Pons, X., Vasileiadis, V.P., Otto, S., Antichi, D., Kiss, J., Palinka, Z., Dorner, Z., van der Weide, R., Groten, J., Czembor, E., Adamczyk, J., Thibord, J.-B., Melander ,B., Cordsen Nielsen, G., Poulsen, R.T., Zimmermann, O., Verschwele, A., Oldenburg, E. (2009): Pests, pesticide use and alternative options in European maize production: current status and future prospects. Journal of Applied Entomology, 134 (5): 357-375.
NÉBIH (2015): engedélyezett növényvédő szerek listája. https://novenyvedoszer.nebih.gov.hu/Engedelykereso/kereso
1107/2009 EK rendelet: Az Európai Parlament és a Tanács 1107/2009/EK rendelete a növényvédő szerek forgalomba hozataláról valamint a 79/117/EGK és a 91/414/EGK tanácsi irányelvek hatályon kívül helyezéséről.
485/2013/EU rendelet: az imidakloprid, klotianidin és tiametoxám hatóanyagokkal kezelt vetőmagok forgalmazása és felhasználásának tiltásával kapcsolatban.
Dr. Keszthelyi Sándor
KE Agrár- és Környezettudományi Kar, Növénytudományi Intézet
