Biologiset torjuntaeliöt sinunkin pellossasi 13.06.2012 Heikki Hokkanen Maataloustieteitten laitos Helsingin yliopisto
Miksi maapallo on vihreä? jokaista kasvilajia kohti >100 eläinlajia! - kasveja noin 422 000 lajia (250 000) - eläimiä ehkä 30-100 miljoonaa lajia to a first approximation, every animal is an insect (J. Kukalová-Peck) >3/4 kaikista eläinlajeista hyönteisiä biomassa: - lintuja 0,5 kg/ha - ihmisiä 7 kg/ha - hyönteisiä >2000 kg/ha (tr) n. 1000 kg/ha (lv) pelkästään muurahaisten kokonaisbiomassa > ihmisten!!
Kasvinsyöjien runsautta rajoittavat ennen kaikkea: eliöitten luontaiset viholliset kasvien oma puolustus kilpailu Elinympäristön ominaisuudet muokkaavat kaikkien näitten tekijöitten vaikutusta
Monimuotoisuutta tarkasteltava eri tasoilla: 1. Viljelykasvilajien sisäinen MM 2. Peltoympäristön MM 3. Viljelymaiseman alueellinen MM Tavoitteena: Lajien säilyminen Agroekosysteemin optimitoiminta Tuotantovarmuus Esteettisiä tavoitteita? Keinoja: - suojavyöhykkeet, -kaistat,.. - reunojen 'pehmentäminen' - sekakasvustot - petopankit - viljelyjärjestelmät Viljelymaiseman alueellinen MM: Tärkeä aluetason MM:lle esim. pölyttäjähyönteiset muut hyötyeliöt; tuholaiset
Kymmenittäin (sadoittain) tutkimuksia monimuotoisuuden merkityksestä tuhohyönteisten runsauteen. Pääsääntöisesti on todettu, että tuholaiset ovat vähälukuisempia monimuotoisessa kasvustossa monokulttuuriin verrattuna: 49 lajia kaikkiaan 69:stä lajista
Samaten 74% tutkimuksista on osoittanut, että myös aluetason (maisema) monimuotoisuus vaikuttaa hyötyeliöitä lisäävästi ja 45%:ssa tuholasmäärät olivat laskeneet Ruohomaisen kasvillisuuden monimuotoisuus oli tärkeintä luontaisten vihollisten kannalta Mekanismeja: - vaikutus tuholaisten kolonisaatioon - vaikutus luontaisiin vihollisiin
Hyönteisten runsauden pellolla määräävät: 1. niiden muutto pellolle ja pellolta pois 2. hyönteisten syntyvyys ja kuolevuus Hyönteislajin ja pellon sekä luonnonympäristön muun lajiston lisäksi näihin vaikuttavat erityisesti ulkoiset tekijät kuten lämpötila ilmankosteus sadeolot valo ilmanvirrat
Muutto: Useimmat lajit talvehtivat pellon ulkopuolella: tuomikirva munana tuomen oksilla viljakukko aikuisena karikkeessa rapsikuoriainen aikuisena karikkeessa jotkut kuitenkin pellolla: tähkäsääski, vehnäsääski esikotelona maassa litusääski maassa Muuttoa voi tapahtua kaukaakin: kaalikoi jopa tuhansia km tuomikirva ja muita kirvoja koloradonkuoriainen Muuttoajankohdan määrää sää paikallissää, lämpösumma,
Alkurunsauden määrää talvehtimisen onnistuminen Talven ankaruus: vaikutus suurinta kasvin oksilla ja rungolla talvehtiviin, vähiten syvällä maassa talvehtiviin Talven pituus: erittäin suuri merkitys; aikainen ja lämmin kevät voi jättää henkiin paljon yksilöitä (luteet, kirpat, rapsikuoriaiset...) Lisääntyminen Ilmiömäinen kyky lisääntyä: jopa satoja-tuhansia munia/naaras jotta kanta ei kasvaisi pitäisi noin 98-99% niistä kuolla! Esim. tuomikirvan kanta voi 30-kertaistua viikossa jos kesäkuun alussa orailla yksi kirva 5-10 lehteä kohti heinäkun alussa pellolla 3 metrin kerros kirvoja elokun alussa yli 100 km korkea kirvamassa!!! Viljakirvan lisääntyminen hitaampaa (elokuussa olisi vain pari m) Sääoloilla keskeinen rooli mutta niiden vaikutukset monitahoisia!!
Luonnon- ja peltoympäristön vuorovaikutus - lajit voidaan jakaa karkeasti peltolajeihin ja luononympäristölajiehin. Ne esiintyvät osin molemmissa ympäristöissä mutta määrät ovat erilaiset - eräät lajit, esim. 60% hämähäkeistä, eivät esiintyisi pelloilla lainkaan ellei luonnonympäristöä olisi vieressä (sveitsiläinen tutkimus) - maakiitäjäisillä tilanne erilainen: 16% riippuvainen luonnonympäristöstä; tosin talvehtimispaikkana nurmi tai piennar on erittäin tärkeä!
Luonnon- ja peltoympäristön vuorovaikutus Tuho- ja hyötyeliöitten liikkuminen luonnon- ja peltoympäristön välillä: - yllättävän suuri liikkuvuus, mm. ilmaplankton, pitkin kesää - valtaosa ilmaplanktonin lajeista ei esiinny pelloilla - vähän lentävät lajitkin liikkuvat paljon - erilaiset reunat ja muut esteet vaikeuttavat liikkumista
Liikkumisesteet Saksassa keskimäärin jo 3,6 km maantietä neliökilometrillä ja luku kasvaa koko ajan Tutkittiin merkittyjen maakiitäjäisten kykyä/halua liikkua erilaisten teiden yli [ habitaatin pirstoutumista ]
- ruohoinen peltotie ei ole merkittävä este - soratie: juoksevat mieluummin vieressä kuin yli: merkittävä este - pikitie: samoin - rautatie: samoin
Liikkumisesteillä voi olla suuri merkitys esim. yritettäessä päästä suotuisasta habitaatista toiseen: matka pitenee helposti ylivoimaisen pitkäksi
Luontaisten vihollisten liikkumiskyvyllä ja mahdollisuuksilla on merkittävä rooli tuholaiskantojen kurissapitämisen kannalta! Esimerkiksi maakiitäjäisten leviäminen kevätviljapellolle keväällä voi kestää viikkoja. Ne talvehtivat piennaralueilla tai nurmissa, josta orastumisen myötä leviävät pellolle. Ne eivät tehokkaasti leviä ennen kirvojen migraatiota kuin n. 25 m pientareelta pellolle päin => kauempana on petotyhjiö ja kirvojen kannankehitys voi tapahtua melko rajoituksetta.
Yhteenveto monimuotoisuudesta: Monimuotoisuus eri tasoillaan on hyvin tärkeää: se sekä vakauttaa tuholaiskantojen vaihtelua, että alentaa keskimääräisiä tiheyksiä. Näin ei tapahdu kaikissa oloissa eikä kaikilla lajeilla; voi olla kokonaan päinvastainenkin vaikutus. Pelkän monimuotoisuuden sijaan merkittävämpi tässä mielessä on toiminnallinen monimuotoisuus tulos on paljon parempi jos tiedämme avainlajien ominaisuudet, vaatimukset, ja vuorovaikutusmekanismit.
Rapsikuoriaisen luontaisia vihollisia Pedot Loispistiäiset Sienitaudit Nosema Patogeeniset sukkulamadot
Tärkeitä peltoekosysteemin petolajeja Juoksujalkaiset - Chilopoda Tuhatjalkaisia eli kaksoisjalkaisia (Diplopoda). Nämä ovat karikkeensyöjiä
Phalangida - lukit Suomessa 12 lajia hämähäkkieläimiä!
Varsinaiset hämähäkit Suomessa 643 lajia Hämähäkit ovat moniruokaisia petoja. Kasveilla esiintyy eniten verkkoja kutovia riippuhämähäkkejä (Linyphiidae) ja pallohämähäkkejä (Theridiidae) sekä väijyen saalistavia rapuhämähäkkejä (Thomisidae). Susihämähäkit (Lycosidae) saalistavat hyönteisiä maan pinnalla. Rapuhämhäkki Misumena vatia Linyphiidae: Linyphia triangularis, yksi Eurooan yleisimpiä riippuhämähäkkejä
Hyppyhämähäkki Marpissa muscosa Susihämähäkki Pardosa sp. (Lycosidae)
Euroopan ehkä tunnetuin hämähäkkilaji, Araneus diadematus, ristihämähäkki
Kasvipetopunkit - Phytoseiidae Kasvipetopunkit elävät kasveilla saalistaen muita punkkeja ja pieniä hyönteisiä. Monet käyttävät ravinnokseen myös siitepölyä. Petopunkkeja on saatavana punkkien ja ripsiäisten biologiseen torjuntaan, ansaripetopunkki vihannespunkin torjuntaan ja ripsiäispetopunkki Amblyseius cucumeris mm. mansikkapunkin torjuntaan. Petopunkit ovat alle 0,5 mm pituisia Phytoseiulus persimilis Ansaripetopunkki
Euseius finlandicus Merkittävä, moniruokainen kasveja viottavien punkkien saalistaja mm. hedelmä-tarhoissa ja marjaviljelmillä Mansikan petopunkki Anthoseius rhenanus Tärkeä mansikkapunkin luontainen torjuja
Hyrräpetopunkit (Anystidae) elävät kasveilla liikkuen nopeasti hyrrämäiseen tapaan saalista etsien. Ne saalistavat pieniä hyönteisiä ja muita punkkeja. Hyrräpetopunkit esiintyvät yleisimmin pensailla. Anystis baccarum (yllä) ja A. agilis (vas.)
Samettipunkit (Trombidae) Elävät maaperässä ja syövät hyönteisten munia, pieniä toukkia ja punkkeja. Toukka-asteet loisivat hyönteisillä ja hämähäkeillä. Samettipunkkien merkitystä tuhoeläinten luontaisina vihollisina ei tarkemmin tunneta. 3 mm
Maakiitäjäiset Carabidae Maakiitäjäiset ovat yleisiä ja lajeja on runsaasti (Viikin pelloilta kerätty 74 lajia). Aitokiitäjäiset (Carabus) ja sysikiitäjäiset (Pterostichus) käyttävät ravinnokseen mm. etanoita ja hyönteistoukkia. Pienemmät lajit (esim. svuissa Bembidion ja Trechus) syövät hyön-teisten toukkia ja munia. Myös maakiitäjäisten toukat ovat petoja. Suomessa noin 600 lajia
A large, iridescent green, woodland carabid (Calosoma) that feeds mainly on insect grubs and often climbs trees to hunt caterpillars (actual size 25-35 mm long) (yllä) Drawing of typical carabid larva (Pterostichus)
Hyrräkiitäjäisiä Bembidion Tärkeitä munapetoja mm. kaalikärpäsellä (syövät muitakin pieniä otuksia!)
Lyhytsiipiset kovakuoriaiset - Staphylinidae Suomessa 988 lajia Runsaslajisin kovakuoriaisheimomme. Suurin osa lajeista on petoja, jotka saalistavat muita hyönteisiä ja punkkeja kasveilla ja maassa. Myös toukat ovat petoja; ne liikkuvat pääasiassa maan pinnalla. Vaajakaslaji Tachyporus hypnorum, 5-7 mm
Karalyhytsiipinen Aleochara bilineata Epätyypillinen mutta tärkeä laji: on sekä peto että parasitoidi!! Aikuinen syö mm. Delia-suvun kärpästen munia, ja toukat loisivat niitten (mm. kaalikärpästen) koteloita. Tärkeä kaali- ja sipulikärpäsen kannanrajoittaja (suvussa muitakin lajeja)
Leppäpirkot Coccinellidae Erityisesti kirvapetoja, mutta saalistavat myös muita hyönteisiä; osa lajeista käyttää ravinnokseen punkkeja. Joitakin lajeja on saatavana kirvojen biologiseen torjuntaan. Pisteiden lukumäärän mukaan on nimetty ainakin 2, 4, 5, 7, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 19, 20, 22, 24 ja 28-pistepirkko! Suomessa 58 lajia
Munia ja pikku toukkia, myöhemmin toukkiin tulee täpliä; kotelo muistuttaa vähän koloradonkuoriaisen toukkaa Toukat ovat ahneita kirvapetoja
Leppäpirkot usein kertyvät talvehtimaan sankoin joukoin ison kiven juureen...
Petoluteet - Hemiptera Typpyluteet (Pentatomidae): osa moniruokaisia petoja, jotka saalistavat kasveilla esiintyviä hyönteisiä ja niiden toukkia. Yleisimpiä lehtipuilla ja pensailla sekä ruohomaisilla kasveilla Nokkaluteet (Anthocoridae) ovat yleisiä koko maassa. Ovat moniruokaisia petoja ja saalistavat kirvoja, kemppejä, punkkeja, ja pieniä hyönteisiä. Esiintyvät runsaimmin pensailla ja lehtipuilla, mutta myös ruohomaisilla kasveilla. Nokkaluteita (Orius) on saatavana ripsiäisten biologiseen torjuntaan. Alla lehvänokkalude Anthocoris nemorum (4 mm), hyvin yleinen hedelmätarhoissa, marjaviljelmillä ym.
Naskaliluteet (Nabiidae) Yleisiä koko maassa. Moniruokaisia petoja, saalistavat muita hyönteisiä kasvustossa liikkuen. Etenkin ruohomaisilla kasveilla. 7-9 mm Kuneluteet (Miridae) Kuneluteisiin kuuluu runsasti kasveja vioittavia lajeja, mutta myös petoja Monet käyttävät kasviravinon ohella punkeja ja pieniä hyönteisiä. Alla Macrolophus caliginosus, jota myydään biologiseen torjuntaan (jauhiaiset, punkit). 5 mm
Harsokorennot (Chrysopidae) Toukat ovat petoja, jotka saalistavat etenkin kirvoja, mutta myös hyönteistoukkia. Useimpien lajien aikuiset syövät mettä ja mesikastetta. Harsokorentoja on saatavana kirvojen biologiseen torjuntaan. Chrysoperla carnea, 14 mm
Petokärpäset: Asilidae
Petopistiäiset: mm. hietapistiäiset, muurahaiset, ampiaiset
Kukkakärpäset (Syrphidae) Toukat ovat kirvapetoja, jotkut lajit syövät myös muita pehmeäihoisia hyönteisiä. Aikuiset vierailevat kukissa ja syövät mettä. Samalla ne toimivat myös pölyttäjinä.
Äkämäsääsket Näihin kuuluu lajeja, joitten toukat ovat kirva- ja punkkipetoja. Aikuiset syövät vain mesikastetta. Saatavana kirvojen ja vihannespunkin biologiseen torjuntaan. Kirvasääski ja sen toukkia, toukat 2-3 mm
Loishyönteisiä (loispedot, parasitoidit)
Endoparasitoidi - sisäloinen Kaaliperhosen Pieris brassicae koteloasteen sisäloinen Pteromalus puparum
Trichogramma munakiilukaisia
Encarsia formosa - jauhiaiskiilukainen toukkaa ansarijauhiainen loisitaan (aikuinen) whitefly
Vainopistiäisiä - Braconidae
Aitoloispistiäisiä - Ichneumonidae
Loiskärpäsiä - Tachinidae loiskärpäsen muna
Hyönteisviruksia Electron micrographs of a crosssection through granulosis viruses (GV) on the left and nuclear polyhedrosis viruses (NPV) on the right. Omenakääriäisen virustautinen toukka; virusvalmiste ruskomäntypistiäisen virustautiin kuolleita toukkia
Hyönteisten sienitauteja Osa on obligatoorisia patogeeneja, osa fakultatiivisia Tunnetan yli 750 lajia...
Entomophthora muscae Hyvin yleinen, kärpäsiä ym. kaksisiipisiä tappava sienitauti
Vihermykoosi Metarhizium anisopliae infektoituneita seppäkuoriaisen toukkia ( juurimatoja ) riisin kaskas (rice brown planthopper); oikealla vihermykoosiin, vasemmalla valkomykoosiin kuollut yksilö
Valkomykoosi Beauveria bassiana Tukkimiehentäi Hylobius abietis Maissikoisan toukka Saksanturilaan toukka
Hyönteisiä tappavat bakteerit Bacillus thuringiensis
Hyönteisiä tappavat sukkulamadot: Steinernema & Heterorhabditis
Rapsikuoriaisen luontaisia vihollisia Pedot Loispistiäiset Sienitaudit Nosema Patogeeniset sukkulamadot
Rapsikuoriaisen loispistiäiset Kaksi lajia: Phradis morionellus (Ichneumonidae) Diospilus capito (Braconidae)
Tärkeimmät rapsikuoriaispistiäiseen vaikuttavat tekijät: pellon muokkaus rypsin puinnin JÄLKEEN: mekaanisesti tappaa 75% yksilöistä torjuntaruiskuukset: - rypsissä [OK ennen kesäkuun puolväliä] - rypsiä seuraavassa kasvustossa (tavallisesti kevätvilja) viljelykierron fyysinen sijoittelu: mitä lähempänä edellisen vuoden rypsilohko on, sitä parempi [ muuttotappiot väh.]
LUONTAISET PATOGEENIT OVAT KADONNEET PELTOMAASTA!!
Tuhohyönteisten hallinta luonnon omia mekanismeja matkien on tehokkain ja kestävin tapa suojella viljeltäviä kasveja tuhoilta. Se vaatii toimintamekanismien tuntemista kasvien omien puolustusominaisuuksien hyödyntämistä viljely-ympäristön monimuotoisuutta luontaisten vihollisten toiminnan tukemista
Kiitän kiinnostuksestanne