Když jsme v roce 1999 procházeli ve státech Iowa a Illinois různá zemědělská a univerzitní pracoviště zabývající se ochranou plodin, zajímali jsme se hlavně o boj proti plevelům a ze hmyzích škůdců proti zavíječi kukuřičnému (Ostrinia nubilalis) v USA nazývaným "evropský kukuřičný vrták" (european corn borer).
To proto, že přicházely zprávy, že tento škůdce poměrně rychle expanduje z jihu na naše území.
Přestože jsme měli možnost seznámit se s bohatou literaturou, zaujali nás méně výklady o problému dalšího škůdce kukuřice "kukuřičných kořenových červů" (corn rootworms), což jsou larvy dvou druhů brouků Diabrotica virgifera virgifera LeConte (v USA nazývaným západní) a Diabrotica barberi Smith & Lawrence (nazývaným severní). Nemají český název; snad by se z analogie s americkým názvem zavíječe hodil "americký kořenožrout kukuřičný".
Náš malý zájem pramenil z mylné představy, že jde o americký problém, který se nás netýká. Přehlédli jsme, že je již v Evropě a působí škody i v Michiganu, jehož tuhé zimy jsou někdy i studenější než u nás. Nyní vidíme, že tento škůdce se rychle šíří na sever z ohniska v okolí Bělehradského letiště, kde byl poprvé nalezen v polovině července 1992 (Baca 1994). Nezbývá, než to napravit a s tímto broukem se seznámit.
Hlavní nebezpečí představuje druh virgifera. Také podle amerických zkušeností je mnohem invazivnější. Samice snáší přes tisíc vajíček, kdežto druh barberi jen čtvrtinu. Larvy virgifera jsou lepšími konkurenty a lépe snášejí nepříznivé podmínky. Vajíčka nemají takovou citlivost na ochlazení během diapauzy. Co však je pro naše klimatické podmínky nejvýznamnější, vajíčka virgifera jsou uložena hlouběji v půdě než u druhu barberi (Gray et al. 1992). Pokud neuvádíme jinak, budeme se dále zabývat druhem virgifera, neboť ten byl přenesen do Evropy.
Melhus et al. 1954 uvádějí, že diabrotica existoval jako škůdce kukuřice v Guatemale už před 5000 lety. Je patrně subtropického původu a primárně žil na předchůdcích kukuřice. Dále sledoval vývoj a rozšiřování kukuřice a jako významný škůdce nastoupil v Americe po zavedení evropského způsobu orby a velkoplošných monokultur. Rychlost šíření v Michiganu je odhadována na 80 km severně, 60 km severovýchodně a 40 km východně za rok. Rozšíření v Evropě dokumentuje Berger (1998). Rychlost šíření je podmíněna pohyblivostí dospělců.
Brouci jsou trávově zelení o velikosti slunéčka. Vylétají po východu slunce a před západem, optimálně při teplotách 22 oC až 27 oC. Jsou pasivními letci, hlavním faktorem v jejich přemísťování je vítr. To platí zejména o samicích, které vylétají nad úroveň porostu. Coats et al. (1986) zjistil, že vytrvalý let může být 45 minut až téměř čtyři hodiny. Největší vzdálenost na jeden let byla 24 km a za den 40 km. Tyto údaje se týkají samic dva až devět dní po oplození. Inhibice syntézy juvenilního hormonu stimuluje k dlouhým letům. Schopnost šíření na velké vzdálenosti byla též potvrzena výskytem rezistence vůči aldrinu v populacích geograficky vzdálených.
Brouci se živí zelenými částmi rostlin a larvy kořeny. Dospělci konzumují různé rostlinné tkáně, včetně listů, pylu a pestíků. Průměrná doba života samice je 78,2 dne (Hill 1975) a páří se jen jednou na rozdíl od samců. Zhruba 12 dní po oplození samice snáší přes 1000 vajíček v průměrně 13 snůškách oddělených asi pětidenním intervalem. Sledováním vlivu teploty mezi 16 oC a 30 oC bylo zjištěno, že snůška je největší při teplotě okolo 26 oC.
Vajíčka procházejí diapauzou během chladného období. Do bodu mrazu nemá délka trvání chladu vliv na vylíhnutí. Při dalším poklesu teploty a delší době trvání nízkých teplot podíl jedinců vylíhlých z vajíček klesá. Lawson (1986) odhadl, že každý (stupeň x den) pod nulou snižuje líhnutí o 0,38 %. Dalším faktorem snižujícím líhnutí je zavodnění. Optimální je 50 - 60 % vodní kapacity. Vyšší obsah vody potlačuje líhnutí a přežívání larev. Také zhutnění půdy působí nepříznivě. Při hospodaření bez orby může takovéto zhutnění škody způsobené larvami omezit.
Významné je mapování hostitelských rostlin. Branson a Ortman (1967, 1970) zjistili schopnost larev přežít deset dní na 18 travách (nikoli ovsu) a dokončit vývoj na 13. Brouci se vyvinuli zejména na béru (Setaria), ale byli menší. Zaplevelení bérem však snižuje přežití larev snad proto, že se zmenšuje kořenový systém kukuřice.
Pohyb larev v půdě studovalo mnoho autorů a názory na jeho mechanismus jsou rozdílné. Záleží na druhu půdy, její struktuře a vlhkosti. Obecně se pohybují na vzdálenost do 30 cm, někdy až do 40 cm. Zdá se prokázáno, že larvy se pohybují proti gradientu CO2, což je podle Bernklau a Bjostad (1998) jediný těkavý produkt kukuřičných kořenů, na který reagují. Jakmile dosáhnou kontaktu s kukuřičnými kořeny, již na CO2 nereagují. U kořenu se pohybují směrem ke kořenové špičce. Rozlišuje se pohyb přemísťovací a pátrací. První je na delší vzdálenosti, druhý lokalizovaný. Ke změně prvního na druhý dochází po kontaktu s kořenem kukuřice a pšenice, kořeny ovsu, béru a sóji takový vliv nemají.
Vliv kořenového žíru larev na výnos kukuřice závisí na mnoha okolnostech. Snižuje se plocha listů, sušina a výnos zrna, ale údaje jsou značně rozdílné podle roku, kdy byl vliv sledován. Nejmarkantnější jsou ztráty v suchých letech. Společné je pozorování, že největší ztráty způsobí poléhání rostlin vyvolané žírem. Další souhlasný názor potvrzuje negativní vliv žíru na příjem dusíku. To na druhou stranu znamená, že přihnojení dusíkem může škody podstatně snížit. Godfrey et al. (1993) zjistili negativní, ale i pozitivní vliv na rychlost fotosyntézy v závislosti na roku pozorování.
Monitorování podle snůšky vajíček je pouze výzkumná metoda, jelikož je velmi pracná a nákladná. Gray et al. (1992) zjistili monitorováním v Jižní Dakotě, že 60 % vajíček je v horizontu pod 10 cm. U druhu barberi naopak 66 % bylo nad hloubkou 10 cm. Také monitorování larev je možné jen pro výzkum. Jelikož se vyskytují v ohniscích, lze dosáhnout 50% přesnosti analýzou deseti a 25% přesnosti analýzou 139 sond (krychle o straně 18 cm včetně kořenového systému) na jednom poli.
Monitorování dospělců poskytuje přesnost 30 % počítáním jedinců na dvou rostlinách na 27 místech. Zvýšení přesnosti vyžaduje počet míst zvětšit. Praktickou metodu navrhuje Hein & Toffelson (1985): Na poli rovnoměrně rozmístit 12 lapáků Pherocon AM během posledních tří týdnů v srpnu. Pokud je v nich více než šest brouků, je nutné očekávat, že škody způsobené v příští sezóně budou ekonomicky významné. V reálu však farmáři raději přidají při setí na jaře insekticid, než aby rozmísťovali a monitorovali lapáky.
Jak lze snížit poškození tímto škůdcem? Z dostupných pramenů plynou tyto možnosti:
Rotace plodin
Bača & Jovanovič (2001) prováděli výzkum v letech 1999 a 2000 pomocí feromonových lapáků od července do září ve Výzkumném ústavu kukuřice Zemun Polje (Jugoslávie). Porovnávali tři schémata: (1) monokultura kukuřice od roku 1986, (2) rotace kukuřice - ozimá pšenice, (3) rotace kukuřice - sója a (4) rotace kukuřice - ozimá pšenice - sója. Výsledky jsou uvedeny v tabulce. Z nich je zřejmé to, co lze očekávat z biologie diabrotica: střídání plodin významně přispívá ke snížení počtu škůdců. Jiná otázka je (a na tu protokol citované práce neodpovídá), jak se projeví množství kukuřičných polí v okolí. Při velké schopnosti migrace dospělců bude jistě mít tento faktor nemalý význam.
Orba vynášející snůšku vajíček na povrch a vystavující je tím mrazu
Četné studie, které sledovaly vliv orby obecně (Gray & Tollefson 1988), ukázaly, že výsledky jsou spíše závislé na srážkách, typu a vlhkosti půdy v dané sezóně než na způsobu orby. Zdá se, že jediným průkazným výsledkem je snížení zamoření larvami při bezorebném postupu, patrně v souvislosti se zhutněním půdy. Ukazuje se však, že orba má pozitivní vliv tehdy, zvyšuje-li vliv nízkých teplot v tuhých zimách bez sněhu. Proto způsob orby, který vynese vajíčka z hloubky pod 10 cm na povrch a vystaví je nízkým teplotám, může snížit množství vylíhlých larev.
Opožděný výsev a další agrotechnická opatření
Podle Branson (1989) vylíhlá larva musí nejpozději do 72 hodin najít hostitele. Nenajde-li ho během 24 hodin, přežívání larev se snižuje o 45 %. Oloumi-Sadeghií & Levine (1989) studovali v laboratoři přežití vylíhlých larev při hladovění. Při teplotních režimech 21 oC, 27/16 oC a 27 oC bylo maximální přežití šest, sedm a šest dní. Tomu odpovídá zkušenost farmářů, že odklad setí až na začátek června snižuje poškození porostů. Výjimkou byla léta 1996 a 1997, kdy líhnutí larev bylo extrémně zpožděno až na polovinu června. Záleží však na typu hybridů, protože u některých vede pozdní výsev ke snížení výnosu, které nemůže být kompenzováno úsporou na insekticidu zapravovaném do půdy.
Jak jsem uvedl, regenerace poškozených kořenů a vývoj rostlin závisí do značné míry na přísunu dusíku a naopak jsou inhibovány nedostatkem vláhy. Proto se škody mohou snížit přihnojení dusíkem a nejmenší škody jsou na zavlažovaných porostech (Davis & Coleman 1997).
Použití insekticidů zapravených do půdy při setí kukuřice
Jde o nejčastěji používaný postup a záleží na místních podmínkách a strojovém vybavení, jaká je jeho ekonomika. Z hlediska ochrany půdního edafonu je to postup naprosto nežádoucí. Potvrdilo se, že nižší než toxické dávky nejsou účinné (chlorethoxyfos, tefluthrin, terbufos).
Použití transgenních hybridů
Podobně jako při omezování zavíječe kukuřičného lze i proti škodám působeným diabrotica použít transgenní Bt hybridy vybavené Cry toxinem účinným na coleoptera. Situace je však jiná z hlediska rizika vzniku rezistence. Dospělci zavíječe se s toxinem nesetkají a larvy nemají možnost měnit hostitele. Obojí neplatí pro diabrotica. Dospělci nejenže se s toxinem setkají, ale mají možnost díky přelétání střídat žír na transgenních i netransgenních rostlinách (za předpokladu reálné situace, že ne všechny porosty kukuřice budou transgenní). Stejně tak larvy, které se mohou živit nejen na kořenech kukuřice, ale i určitých plevelů, například béru, mohou střídat zdroj potravy obsahující a neobsahující toxin. To ovšem značně zvyšuje možnost vzniku rezistence. Alela rezistence je jen částečně recesivní, v důsledku toho heterozygotní jedinci jsou méně citliví na Cry toxin. Kromě toho citlivost přirozeně klesá s postupným vývojem larev.
V souhrnu by transgenní odrůdy byly účinné při minimálním nebezpečí vzniku rezistence, kdyby všechny odrůdy v doletu dospělců byly transgenní, porosty nebyly zapleveleny rostlinami, které mohou sloužit jako alternativní hostitel pro larvy, koncentrace toxinu dosahovala v rostlině alespoň LD99 a existovala refugie dostatečně velké s možností intenzivního páření dospělců.
Tento příspěvek měl za cíl seznámit naši zemědělskou veřejnost s možností nástupu dalšího škůdce kukuřice a poskytnout informace pro úvahy, jak na tuto situaci reagovat.
Prof. RNDr. Jaroslav Drobník, DrSc.
