Repina pipa (Bothynoderes punctiventris Germar 1824., Col.: Curculionidae) : životni ciklus, ekologija i suzbijanje na velikim površinama masovnim ulovom

The sugar beet weevil (SBW) (Bothynoderes punctiventris, Germar 1824, Coleoptera: Curculionidae) is a very important pest of sugar beet. The life cycle and ecology of this pest has been studied in neighboring countries 20 and more years ago, while the data on SBW life cycle and ecology in the conditions of Croatia don’t exist. Due to the specific morphological structure of SBW, their large feeding capacity and the small leaf area of plants at the time of insecticide application, insecticides often give very poor results and require repeated treatment, which is not in accordance with the principles of integrated pest management (IPM) nor with the rational use of pesticides in modern agriculture. Therefore, it is necessary to consider non-pesticide plant protection measures and other available methods that are compatible with all agricultural practices. Knowledge on the life table parameters of pests allows for the successful implementation of control in accordance with the principles of IPM. The area-wide mass trapping of SBW using aggregation pheromones in the previous year’s sugar beet fields within a particular larger area might provide the possibility of reducing the pest population and reduces the need to apply insecticides what is in accordance with IPM. The entomopathogenic nematode (EPN) Heterorhabditis bacteriophora Poinar may have significant potential to reduce SBW population and shall be integrated with other measures into the strategy for SBW control. During the four years (2012-2015) life table parameters and the population characteristics of SBW have been investigated. Area–wide (AW) mass trapping was implemented within a total area of 6 km2 (in 2014 additional 8.8 km2). The pheromone traps (15/ha) were installed on all previous years sugar beet fields in AW at the beginning of SBW emergence. The efficacy of three different doses of EPNs (3, 5 and 7 million of nematodes/10 m2) on beet weevil larvae in two year field trials has been established. The degree day accumulation (DDA) for SBW emergence can be calculated based on the soil temperature at 10 cm depth by the use the temperature of 5°C as the thermal threshold. The first emergence started when DDA reaches 20°C (first two decades of March). However, the emergence depends on the existing snow layer as well as on the availability of food. Weevils completed emergence when DDA reaches 428°C what usually happen in the first week of May. The largest proportions of specimens (which emerge from overwintering) were established in 14th and 15th week of the year (between 95 and 102 Julian day - JD). Males of SBW emerge first and dominate in the adult population up to 15th week of the year when an equally sex ratio is present. Afterward adult population is dominated by females. SBW development in eastern Croatia is very similar with those in the neighboring countries (Serbia and Hungary). Overwintering adults are present in the fields up to the beginning of July. Newly developed adults emerge from the soil in July. Although the development stage of egg takes 10-15 days, due to expanded time of weevil emergence, in prevailing conditions, eggs were found on average in 102 days (between 112th and 214th JD), larvae development established up to 143 days (between 122th and 265th JD) and pupae development up to 102 days (between 143th and 245th JD). It is established that population growth positively correlate with air (r=0.9409**) and soil temperature (r= 0.9307**) during the vegetation period and negatively correlate with the amount of precipitation in vegetation period (r= -7971**) as well as with the amount of precipitation in May (r= -0.7794**). Population growth rate depends on the ratio between new and old sugar beet fields in marked area (r= 0.7813**). With increasing the share of newly sown sugar beet field, the population growth increases. Overwintering success depends on the air and soil temperature prevailed in the period of overwintering and doesn’t depend on the amount of precipitation. In the conditions of very high population, baited traps were useful in terms of lowering SBW population. Mass trapping of SBW on the “old” sugar beet fields in marked area significantly reduced the number of insecticide applications and the amount of used insecticides with keeping the damage and weevil infestation on the same or even lower level comparing to the fields outside AW. EPN, H. bacteriophora has a potential in suppressing the SBW. EPNs shows dose response in the conditions of moderate intensity attack. In such conditions, the highest dose resulted with the efficacy of 92.46 %. AW mass trapping shall be combined with other non-pesticide measures for control SBW. The EPN might serve as good tool to be implemented into AW programms. The research results significantly contribute to the ability of sugar beet producers to introduce mandatory principles of integrated pest management in their production and enable environmentally acceptable control of SBW which almost became a limiting factor in the production of sugar beet.Repina pipa (Bothynoderes punctiventris Germar 1824, Coleoptera: Curculionidae) predstavlja najznačajnijeg štetnika šećerne repe na području istočne Hrvatske. Životni ciklus i ekologija štetnika istražena je u susjednim zemljama prije više od 20 godina, a isti podatci u uvjetima koji prevladavaju na području Hrvatske ne postoje. Zbog specifične morfološke građe i velikog kapaciteta ishrane pipe te male lisne površine biljaka u vrijeme primjene insekticida, zadovoljavajući učinak insekticida često izostaje te su potrebni dodatni tretmani. Ponavljanje insekticidnih tretmana nije u skladu s načelima integrirane zaštite bilja (IZB) niti s racionalnom upotrebom pesticida u suvremenoj poljoprivredi. Stoga je neophodno istražiti i primijeniti ne-pesticide mjere u zaštiti bilja kao i sve druge raspoložive metode koje su kompatibilne dobroj poljoprivrednoj praksi. Neke od tih raspoloživih metoda su primjena entomopatogenih nematoda ali i masovni ulov agregacijskim feromonima. Iz povijesti i današnje prakse postoje brojni primjeri masovnog suzbijanja štetnika na velikim površinama engl. „Area-Wide Pest Management“ (AW). Masovno suzbijanje na velikim površinama predstavlja sustavnu organiziranu kontrolu ukupne populacije štetnika na širem području. Za razliku od pojedinačnih mjera suzbijanja koje provodimo s kratkoročnim ciljem trenutačnog smanjenja štete na određenoj površini, dugoročni je cilj ove metode je smanjiti napad štetnika u određenom području ispod one brojnosti koja može izazvati štete. Ova metoda u skladu je s načelima IZB jer ima za cilj populaciju štetnika svesti ispod praga odluke, a istovremeno se suzbijanje provodi nekom od ekološki prihvatljivih metoda. Suzbijanje masovnim ulovom koristi se na pojedinačnim poljima, ali i u programima suzbijanja na velikim površinama. Ono se zasniva se na korištenju atraktanta kojim se kukci privlače do klopke u koju se hvataju u velikom broju. Mamci s agregacijskim feromonima uspješno privlače pipe koje ostaju zadržane u mamcima. Repinu pipu prema brojnim autorima treba zadržati na mjestu prezimljenja i ne dozvoliti prijelaz na nova repišta. Provedeno istraživanje polazi od hipoteza: (1) parametri životnog ciklusa repine pipe u uvjetima istočne Hrvatske nedovoljno su poznati te su pod utjecajem agro-ekoloških uvjeta, a njihovo poznavanje omogućava uspješnu provedbu zaštite bilja u skladu s načelima IZB. (2) masovni ulov repine pipe, korištenjem feromonskih trapova na prošlogodišnjim repištima (engl. „Area-Wide Pest Management“(AW) omogućava smanjenje populacije štetnika i smanjuje potrebu za primjenom insekticida, što je u skladu s IZB, (3) uporaba entomopatogenih nematoda (EPN) smanjuje populaciju repine pipe te se može integrirati s drugim mjerama u strategiji suzbijanja ovog štetnika. Da bi se dokazale postavljene hipoteze postavljeni su ciljevi istraživanja: (1) utvrditi parametre životnog ciklusa repine pipe, (2) implementirati masovni ulov pipa putem feromonskih trapova na prošlogodišnjim repištima i utvrditi njegovu učinkovitost, (3) utvrditi učinkovitost EPN u smanjenju populacije repine pipe. Istraživanje je provedeno tijekom četiri godine (2012.-2015.) na području istočne Slavonije (Tovarnik). Podatci o vremenskim uvjetima (srednja dnevna temperatura zraka i tla na dubini 10 cm i dnevna količina oborina) prikupljeni su s meteoroloških postaja Gradište i Vukovar. Dinamika izlaska odraslih s prezimljenja utvrđena je pomoću feromona agregacije postavljenih na mjestima prezimljenja. Suma efektivnih temperatura (SET) za izlazak repine pipe je izračunata temeljem termalnog praga od 5 °C na dubini od 10 cm. Temeljem utvrđene dinamike izlaska utvrđena je SET kod koje se javljaju prva imaga. Pregledima tla i vizualnim pregledima biljaka utvrđena je pojava pojedinih razvojnih stadija repine pipe kao i promijene seksualnog indeksa tijekom vegetacije. Temeljem utvrđene zaraze polja prije i nakon prezimljenja utvrđene su promjene u visini populacije te je utvrđen utjecaj klimatskih čimbenika na fluktuaciju populacije. Kreiran je fenogram razvoja repine pipe u uvjetima istočne Hrvatske. Masovni ulov pipe feromonima agregacije proveden je na površini od 6 km2 u 2012., 2013. i 2015. godini a u 2014. godini je površina na kojoj je proveden masovni ulov iznosila 14,8km2. Korišteni su feromoni agregacije u količini od 15 klopki/ha, a postavljani su na sva polja u području masovnog ulova koja su u prethodnoj godini bila zasijana šećernom repom. Sva novo zasijana polja šećerne repe redovito su pregledavana jednom tjedno. Standardnim metodama pregleda biljaka utvrđena je zaraza/m2 a pregledane biljke su obzirom na oštećenja klasificirane po skali 0-5. Utvrđena je zaraza po Towsend-Heubergeru. Na poljima u području masovnog ulova detaljno je vođena evidencija broju insekticidnih tretmana i o količini i vrsti primijenjenog insekticida. Radi usporedbe sa zarazom, štetama i primjenom insekticida na poljima izvan područja masovnog ulova na isti način je jednom tjedno utvrđivana visina zaraze i štete te je vođena evidencija o primjeni insekticida. Uspjeh masovnog suzbijanja utvrđen je (a) usporedbom ulova pipe u feromonskim mamcima i procijenjene visine populacije na području masovnog ulova; (b) usporedbom visine zaraze i visine šteta utvrđenih na poljima šećerne repe u području masovnog suzbijanja i izvan tog područja; (c) usporedbom broja tretiranja i utroška djelatne tvari insekticida za suzbijanje repine pipe na poljima u području području masovnog suzbijanja i izvan tog područja; Učinkovitost primjene entomopatogene nematode Heterorhabditis bacteriophora Poinar za suzbijanje repine pipe utvrđena je primjenom pripravka Nematop (e-Neema) u tri različite doze (3, 5 i 7 milijuna nematoda / 10 m2) na polja šećerne repe u vrijeme pojave ličinki repine pipe u dvogodišnjim poljskim pokusima. Vremenski uvjeti na području istočne Hrvatske značajno su varirali u godinama istraživanja (2012. - 2015.). Količina oborina u 2014. i 2015. bila je u skladu s 40-godišnjim prosjekom. Tijekom 2013. godine količina oborina bila je viša za 30 % od prosjeka. Za razliku od ostalih godina istraživanja, vegetacijsko razdoblje u 2012. godini je bilo obilježeno ekstremno visokim temperaturama, koje nisu povoljne za razvoj i razmnožavanje repine pipe. Rezultati istraživanja utvrdili su detaljne informacije o životnom ciklusu repine pipe u uvjetima istočne Hrvatske, te glavne čimbenike koji utječu na rast populacije. Biologija repine pipe u uvjetima istočne Hrvatske vrlo je slična onoj u susjednim zemljama (Srbija i Mađarska). Prva pojava štetnika je zabilježena kada SET dosegne 20 °C (prve dvije dekade ožujka). Međutim, izlazak štetnika ovisi i o sloju snijega i o dostupnosti hrane. Repina pipa završava izlazak iz tla kada SET dosegne 428 °C, što je uobičajeno za prvi tjedan svibnja. Najveći udio populacije (koji je izlazio nakon prezimljenja) pojavio se tijekom 14. i 15. tjedna u godini (između 95. i 102. dana u godini). Mužjaci repine pipe prvi izlaze iz tla i dominiraju u populaciji odraslih do 15. tjedna u godini, kada se seksualni indeks izjednačava. Nakon toga u populaciji odraslih prevladavaju ženke. Temeljem podataka o pojavi pojedinih razvojnih stadija kreiran je fenogram razvoja repine pipe u uvjetima istočne Hrvatske. Potpuno razvijene jedinke repine pipe nakon prezimljenja izlaze na površinu i prisutne su na poljima šećerne repe do početka srpnja. Nova generacija repine pipe izlazila je iz tla u srpnju. Iako razvojni stadij jaja traje 10-15 dana, zbog produženog vremena izlaska pipe iz tla, jaja se mogu pronaći tijekom 102 dana (između 112. i 214. dana u godini). Utvrđeno je da se ličinke razvijaju u razdoblju do 143 dana (između 122. i 265. dana u godini), a kukuljice u razdoblju od 102 dana (između 143. i 245. dana u godini). Uspjeh prezimljenja štetnika ovisi o temperaturi zraka i tla koje prevladavaju u zimskom periodu. Nije utvrđena korelacija između uspjeha prezimljenja štetnika i količine padalina. Rast populacije štetnika je bio najmanji u 2014. godini, a najviši u 2012. Utvrđena je pozitivna korelacija rasta populacije s temperaturom zraka u vegetacijskom razdoblju (r = 0.9409 **) i tla (r = 0,9307 **) te negativna korelacija s količinom padalina u vegetacijskom razdoblju (r = 0.7971 **), kao i s količinom padalina u svibnju (r = -0,7794 **). Također, rast populacije repine pipe ovisi o zastupljenosti novo zasijanih polja i prošlogodišnjih polja šećerne repe (r = 0,7813 **). Stoga, sjetva novih površina šećerne repe na širem području treba biti pomno planirana kako bi se smanjila mogućnost rasta populacije repine pipe. Populacija repine pipe na području masovnog ulova je bila visoka u sve četiri godine istraživanja. Utvrđena brojnost proljetne populacije štetnika na prošlogodišnjim repištima bila je između 28.000 i 78.000 pipa /ha, što je 10 – 20 puta veća brojnost od ekonomskog praga koji iznosi 1.000 do 3.000 pipa/ha. Masovnim ulovom agregacijskim feromonima uhvaćeno je od 0,7 do 11,59 % proljetne populacije. Iako je postignuto smanjenje populacije u pojedinim godinama bilo manje od 1 %, masovnim ulovom ostvareno je smanjenje brojnosti populacije repine pipe u 2014. i 2015. godini u odnosu na 2012. i 2013. godinu. Na području masovnog ulova broj tretmana i količina insekticida po jedinici površine značajno su smanjeni u odnosu na polja izvan područja masovnog ulova. Broj tretiranja insekticidima u području masovnog ulova bio je u skladu s načelima IZB dok je broj tretmana i količina primijenjenih insekticida izvan područja masovnog ulova znatno prelazila dozvoljene količine. Jedan tretman insekticidima primijenjen na rubovima polja i jedan po cijeloj površini unutar područja masovnog ulova dovoljan je za očuvanje šećerne repe te održavanje brojnosti štetnika ispod ekonomskog praga. Entomopatogena nematoda H. bacteriophora ima potencijal u suzbijanju repine pipe. Ostvareni rezultati ukazuju na visoku učinkovitost sve tri doze EPN u uvjetima vrlo niskog intenziteta napada štetnika. U uvjetima umjerenog intenziteta napada EPN rezultira različitom učinkovitosti. Najniža doza nije bila učinkovita dok je najviša doza rezultirala sa 92,46 % učinkovitosti. Doza od 5 milijuna nematoda / 10 m2 je preporučena od strane proizvođača u suzbijanju drugih pipa, no navedena doza ne daje zadovoljavajuću učinkovitost u uvjetima umjerene (ili čak i niske) brojnosti štetnika (42,86 %). Kao biološka mjera suzbijanja štetnika, entomopatogene nematode bi trebale biti usmjerene na suzbijanje odrasle populacije. Nužno je mjeru provesti u sklopu dobro razvijene strategije u kojoj trebaju biti obuhvaćene sve raspoložive mjere, uključujući masovni ulov na velikim površinama. Nova saznanja o biologiji repine pipe omogućava razvoj novih strategija zaštite šećerne repe od repine pipe. Masovnim ulovom pomoću agregacijskih feromona na prošlogodišnjim repištima moguće je smanjiti visinu populacije repine pipe te smanjiti broj tretiranja insekticidima. Takav pristup omogučava poljoprivrednim proizvođačima zaštitu usjeva u skladu s načelima IZB s ne više od dva insekticidna tretmana unutar sezone. Upotreba entomopatogenih nematoda (H. bacteriophora) ima značajan potencijal u smanjenju brojnosti štetnika i može poslužiti kao dobar alat u provedbi AW programa. Postignuti rezultati provedenog istraživanja značajno doprinose povećanju kapaciteta proizvođača šećerne repe za uvođenjem obaveznih načela integrirane zaštite bilja u proizvodnju i omogućavaju ekološki prihvatljivu zaštitu šećerne repe od repine pipe koja je postala limitirajući čimbenik u proizvodnji šećerne repe