Využití agregačního feromonu lýkožrouta vrcholkového
Milan Švestka, Lukáš Drašar, Viktor Janauer, Pavel Drašar
Ochrana borových porostů před škůdci nabývá na důležitosti s tím, jak roste jejich zatížení. Lýkožrout vrcholkový (Ips acuminatus Gyllenhal) je významný škůdce našich borových porostů. Škody na porostech se v suchých obdobích výrazně zvyšují. Článek shrnuje současné znalosti získané studiem agregačního feromonu a možnosti jeho využití při monitorování početnosti lýkožrouta vrcholkového.
Specifika odchytu lýkožrouta vrcholkového
U lýkožrouta vrcholkového jsou významné určité charakteristiky chování, které je nutno při jeho monitorování a odchytu vzít v úvahu. Zdá se, že na rozdíl např. od lýkohuba borového (Tomicus piniperda) a dalších příbuzných druhů nedokáže rozeznat snadno - bez pomoci isoprenoidů a podobných látek, např. feromonů, jež pomohou lýkožroutu rozeznat cílovou rostlinu podle „vůně“ - druh stromu před tím, než na něj usedne. Z toho důvodu je zřejmá užitečnost použití feromonových odparníků na stromové lapáky, které broukům pomohou v orientaci, odparník pomůže lýkožroutu rozeznat „cíl“. Lýkožrout napadá části stromů s tenkou kůrou - nalézáme jej tedy ve vrcholkových částech stromů a ve větvích. To může být způsobeno snadnějším uvolňováním isoprenoidů a podobných látek (jež je schopen škůdce analyzovat) do vzduchu z částí stromů s tenkou kůrou (lepší prostupnost pro těkavé isoprenoidy). Brouci se proto při rojení pohybují více v úrovni korun borovic, což ovlivňuje využití a účinnost lapáků i feromonových lapačů.
Účinnost feromonových odparníků
Četnost odchytu v lapačích je významně nižší než u příbuzných kůrovců, např. lýkožrouta smrkového, za podobných okolností. Tento fakt byl potvrzen i experimentálně, a to např. v česko-kanadské studii, kdy byly odchyty imág lýkožrouta vrcholkového v lapačích umístěných v korunách borovic až desetinásobně vyšší oproti stejným lapačům umístěným na zemi. Feromonové odparníky zde vykázaly pozitivní, až desetinásobný účinek při lákání imága lýkožrouta vrcholkového k odparníku, ale nevyvolaly hromadnou agregaci s vysokými odchyty (k hromadné agregaci nedochází ani v korunách borovic), jak je obvyklé např. při použití feromonových lapačů proti lýkožroutu smrkovému (Ips typographus) nebo lýkožroutu lesklému (Pityogenes chalcographus). Oproti tomu odparníky upevněné v období letního rojení na stromových lapácích vyvolaly na 60 % lapáků silné osazení (intenzivní odchyt) a prokázaly možnost výrazného zvýšení atraktivity těchto lapáků i odchytu imág lýkožrouta vrcholkového. Aktivní směs feromonu ve složení (S)-cis-verbenol, (+/-)-ipsenol a (+)-ipsdienol byla velmi selektivní a pro jiné druhy kůrovců v lokalitách pokusů nebyla tato směs atraktivní.
Odparníky je možné prakticky využít při monitorování průběhu rojení a pro posílení atraktivity stromových lapáků. Počty odchycených jedinců pak musí být vyhodnoceny nikoli v absolutních číslech, ale relativně s přihlédnutím k poloze, výšce umístění, počasí a zejména škodám (počtu napadených stromů), působeným lýkožroutem vrcholkovým. Pro možnost vyhodnocování stupně výskytu a ohrožení lesního porostu se jeví vhodné v budoucnu stanovit číselné hodnoty odchytů, které budou korelovat s aktuálním zatížením i jinou metodou.
Možnosti ochrany
Pro budoucí studia a hodnocení ohrožení lesních porostů je vysoce zajímavé to, že lýkožrout vrcholkový útočí na borovice i v symbióze s některými plísněmi, jako např. Ophiostoma brunneo-ciliatum Math, případně s nimi v symbióze žije. Genetický výzkum lýkožrouta vrcholkového může v budoucnosti vést k vývoji nových typů moderních prostředků boje s tímto škůdcem tak, aby přímo zasáhly důležité životní funkce. Jeho rozmnožování, a tudíž i rozšíření lze ovlivnit biologickými faktory, jako například řízením reprodukce. Lýkožrout vrcholkový je odolný proti mrazu až do teploty –35 °C. Při této nízké teplotě přežívá, protože jeho tkáň je vybavena ochranou proti zmrznutí podobnou „fridexu“, která obsahuje ethylenglykol či jiné polyoly.
Souhrnně zpracované přehledy způsobů a mechanizmů omezujících výskyt lýkožrouta vrcholkového zahrnují historická pojednání o použití nejrůznějších preparátů, od HCH a DDT a podobných klasických insekticidů rozpuštěných v motorové naftě přes použití nutričních faktorů a terpenů až po modernější feromonové směsi obsahující ipsenol, ipsdienol a verbenol, případně jen ipsdienol a ipsenol, či 2-methyl-3-buten-2-ol a cis-verbenon nebo (S)-cis-verbenol v nejrůznějších kombinacích.
Pro boj se škůdcem byly navrženy i možnosti ochrany s využitím přirozených nepřátel. Jako bioracionální prostředky regulace populací byly vyzkoušeny i směsi, které lýkožrouta vrcholkového mají odpuzovat, jež obsahovaly (2E,4Z)-methyl-deka-2,4-dienoát. Praktické realizace se však tato myšlenka zatím nedočkala.
Pro odchyt a monitoring lýkožrouta vrcholkového není u nás zatím žádný feromonový prostředek běžně na trhu (není zapsán v Seznamu povolených přípravků). V zahraničí se používá například rakouský Acuwit, popsaný např. v pracích Ústavu ochrany lesa Spolkové lesní správy. V loňském roce byl u nás vyzkoušen český odparník Pheagr-IAC (s počty odchycených jedinců srovnatelnými s dříve zkoušeným experimentálním kanadským výrobkem). K lákání je použita feromonová směs obsahující (S)-cis-verbenol, ipsdienol a ipsenol. Využití výše uvedených odparníků v praxi je však podmíněno zapsáním do úředního registru (Acuwit nebyl v ČR testován, Pheagr-IAC čeká na konečnou registraci.)
Poznatky a doporučení vyplývající z výzkumu
- Účinnost feromonových odparníků v lapačích k lákaní lýkožrouta vrcholkového je významně nižší než u lýkožrouta smrkového či lesklého. To je dáno objektivními faktory chemické komunikace tohoto škůdce. Zvyšuje se při použití v korunách stromů, což je ale provozně nereálné a není to ani potřebné, pokud k předpokládaným nižším odchytům uživatel přihlédne. Odchyt feromonovými lapači by v počátcích požívání měl korelovat s jinou metodou sledování škůdců.
- Feromonové lapače mohou sloužit zejména ke zjišťování výskytu a průběhu rojení lýkožrouta vrcholkového, v případě masového nasazení i ke snižování stavu škůdce. Umisťují se kolem porostních stěn, v porostních mezerách a světlinách, ve vzdálenosti minimálně 5 m od živých stromů. Pro monitorování rojení se lapače rozmisťují v rozestupu 50 m, v případě využití lapačů i pro snižování stavu se jejich rozestup snižuje dle okolností až na 10–20 m. Důležitá je včasná instalace feromonových odparníků ještě před počátkem rojení, které se vyznačuje výrazným vrcholem v průběhu 3–5 dnů za příznivého počasí.
- Stromové lapáky bez feromonového odparníku umístěného do neodvětvené korunové části lapáku často zůstávají neobsazené. Při zatraktivnění lapáku feromonovým odparníkem začíná nálet lýkožrouta vrcholkového ihned po začátku rojení a kůrovci nejdříve osazují okolí feromonového odparníku. Osazování částí lapáku s hladkou kůrou se postupně rozšiřuje v průběhu rojení a pokračuje ještě při sesterském rojení. Stromové lapáky se rozmisťují přímo v ohroženém porostu při okrajích i uvnitř porostu v rozestupu 20 m i méně, v závislosti na stupni ohrožení porostu.
- Vývoj dalších konstrukčně a materiálově inovovaných odparníků by měl zvýšit potřebné rozšíření možností bioracionální ochrany lesů.
Práce na tomto projektu byly finančně podpořeny společností SciTech, spol. s r.o., Praha a výzkumným záměrem MSM6046137305.
Použitá literatura:
Baader E.J., Comparative Studies on Semiochemicals in Pityogenes-Spp (Col., Scolytidae) and their Potential Usage in Pest-Management Systems, Journal of Applied Entomology-Zeitschrift fur Angewandte Entomologie 107 (1): 1-31 (1989).
Bakke A., Aggregation pheromone components of the bark beetle Ips acuminatus. Oikos 31(2), 184-8 (1978).
Brattli J.G., Andersen J., Nilssen A.C., Primary attraction and host tree selection in deciduous and conifer living Coleoptera : Scolytidae, Curculionidae, Cerambycidae and Lymexylidae, Journal Of Applied Entomology 122 (7): 345-352 (1998).
Cognato A.I., Sperling F.A.H., Phylogeny of Ips DeGeer species (Coleoptera: Scolytidae) inferred from mitochondrial cytochrome oxidase I DNA sequence, Molecular Phylogenetics and Evolution 14(3), 445-460 (2000).
El-Sayed A.M., The Pherobase, http://www.pherobase.com/database/species-Ips-acuminatus.html [24/1 2005].
Franklin A.J., Debruyne C., Grégoire J.-C., Recapture of Ips typographus L. (Col., Scolytidae) with attractants of low release rates: localized dispersion and environmental influences, Agricultural and Forest Entomology, 2 (4): 259 (2000).
Gehrken U., Winter survival of an adult bark beetle Ips acuminatus Gyll, Journal of Insect Physiology 30(5), 421-9 (1984).
Guerard N., Dreyer E., Lieutier F., Interactions between Scots pine, Ips acuminatus (Gyll.) and Ophiostoma brunneo-ciliatum (Math.): estimation of the critical thresholds of attack and inoculation densities and effects on hydraulic properties in the stem, Annals of Forest Science 57 (7): 681-690 (2000).
Herard F., Mercadier G., Natural enemies of Tomicus piniperda and Ips acuminatus (Col, Scolytidae) on Pinus sylvestris near Orleans, France: Temporal occurrence and relative abundance, and notes on eight predatory species, Entomophaga 41 (2): 183-210 1996.
Hutacharern C., Ungwijarnpanya S., Chemical control of insect attacking freshly felled pine, Thai Journal of Agricultural Science 17(3), 177-87 (1984); Chem. Abstr. 102, 19556 (1985).
Chararas C., Primary and secondary attraction in three Scolytidae species (Ips) and the mechanism of colonization. Comptes Rendus des Seances de l'Academie des Sciences, Serie D: Sciences Naturelles 290(4), 375-8 (1980).
Knížek, M., Zahradník P., Kůrovci na jehličnanech, Lesnická práce 3/2004, příloha str. I-VIII a citace tam uvedené.
Kohnle U., Kopp S., Francke W., Inhibition of the attractant pheromone response in Ips acuminatus (Gyll.) by I. sexdentatus (Boerner) (Coleoptera, Scolytidae), Journal of Applied Entomology 101(3), 316-19 (1986).
Kohnle U., Vite J.P., Erbacher C., Bartels J., Francke W., Aggregation response of European engraver beetles of the genus Ips mediated by terpenoid pheromones, Entomologia Experimentalis et Applicata 49(1-2), 43-53 (1988).
Kostal V., Tamura M., Tollarova M., Zahradnickova H., Enzymatic capacity for accumulation of polyol cryoprotectants changes during diapause development in the adult red firebug, Pyrrhocoris apterus, Physiological Entomology 29 (4): 344-355 (2004).
Krehan H., Steyrer G., Perny B., Preier P., Die Insektenfamilie der Borkenkäfer, deren Biologie, Bedeutung und deren Schäden. BFW, Institut für Forstschutz, Wien; http://bfw.ac.at/400/2168.html?http://bfw.ac.at/400/2248.html (24/1 2005).
Levieux J., Cassier P., The Transportation of Conifers Pathogenous Fungi by the European Xylophagous-Beetler, Annee Biologique 33 (1): 19-37 (1994).
Lieutier F., Garcia J., Yart A., Vouland G., Pettinetti M., Morelet M., Ophiostomatales (Ascomycetes) Associated With Ips-Acuminatus Gyll (Coleoptera, Scolytidae) In Scots Pine (Pinus-Sylvestris L) In South-Eastern France, And Comparison With Ips-Sexdentatus Boern, Agronomie, 11(9), 807-817 (1991).
Loefquist J., Byers J., Combatting spruce bark beetles and composition therefor, Patent Int. Appl. WO 8911221 A1 19891130 (1989), Chem. Abstr. 112, 231332 (1990).
Loyning M.K., Kirkendall L.R., Mate discrimination in a pseudogamous bark beetle (Coleoptera: Scolytidae): Male Ips acuminatus prefer sexual to clonal females, Oikos 77 (2): 336-344 (1996).
Loyning M.K., Reproductive performance of clonal and sexual bark beetles (Coleoptera : Scolytidae) in the field, Journal of Evolutionary Biology 13 (5): 743-748 (2000).
Moser J.C., Perry T.J., Bridges J.R., Yin H.F., Ascospore Dispersal Of Ceratocystiopsis-Ranaculosus, A Mycangial Fungus Of The Southern Pine-Beetle, Mycologia 87 (1): 84-86 (1995).
Rudnev D.F., Kononova N.E., Effectiveness of insecticides in the control of bark beetles and other pests damaging trees and wood, Nauk. Pratsi, Ukr. Nauk. Doslidnii Inst. Zakhistu Roslin 11, 124-35 (1962).
Seybold S.J., Blumenburg M., Titze J., Francke W., The Origin and Activity of Isoprenoids in Pines and Pine Bark Beatles, Chemické listy 97, s319-s322 (2003).
Stauffer C., Lakatos F., Hewitt G.M., The phylogenetic relationships of seven European Ips (Scolytidae, Ipinae) species, Insect Molecular Biology 6(3), 233-240 (1997).
Švestka M., Vývoj a využití feromonu lýkožrouta vrcholkového – Ips acuminatus, Thayensia (Znojmo) 2001, 4: 153-159.
Švestka M., Wiesner Ch., Výsledky výzkumu vývoje a využití feromonu lýkožrouta vrcholkového - Ips acuminatus v ochraně lesa, Zprávy lesnického výzkumu 44: 12-17 (1999).
Švestka M., Zhodnocení pokusu a závěr k protokolu o pokusu s přípravky na ochranu rostlin č. 04/10/01 až /05, VÚLHM Znojmo, 2004.
Vite J.P., Bakke A., Renwick J.A.A., Pheromones in Ips (Coleoptera: Scolytidae): occurrence and production, Can. Entomol. 104, 1967-1975 (1972).
VÚLHM, Bark Beetle Occurrence in Spruce Stands, http://www.silvarium.com/en/info/zelenazprava_12.html .
Zahradník P., Knížek M., Lýkožrout vrcholkový Ips acuminatus (Gyll.), Lesnická práce 12/1999, příloha I; http://www.silvarium.cz/lesprace/99/12/_priloha1.html
Adresy autorů:
Ing. Milan Švestka, DrSc.
VÚLHM Jíloviště-Strnady
e-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
Ing. Lukáš Drašar
VŠCHT Praha
e-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
Ing. Viktor Janauer,
L.E.S. CR, spol. s r. o., Jíloviště-Strnady
e-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
Prof. RNDr. Pavel Drašar, DSc.
VŠCHT Praha a SciTech, spol. s r. o., Praha
e-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.