Cold treatment jako metoda zwalczania muszki plamoskrzydłej

Muszka plamoskrzydła, Drosophila suzukii pochodzi z południowo- wschodniej części Azji, a od 2008 roku jest notowana w Europie, zaś w Polsce odławia się od 2014 roku (Łabanowska i Piotrowski 2015). W naszym kraju, na przestrzeni lat 2014-2023 stwierdzono tylko jeden rok – 2020, z masowym występowaniem tego szkodnika i stratami w plonie owoców wynoszącymi w zależności od uprawy i położenia plantacji czy sadu od 30 do 100% (Piotrowski, 2021 2023). Choć w Polsce D. suzukii nie jest głównym szkodnikiem owoców o cienkiej skórce to stanowi jednak potencjalne zagrożenie głównie dla upraw jagodowych i pestkowych (Walsh i in. 2011). Ponadto, gatunek ten wymieniany jest na każdej liście niepożądanych organizmów w wielu krajach, dlatego chcąc eksportować do nich owoce należy zapewnić, że będą one w stu procentach wolne od muszki plamoskrzydłej. Aktualnie, do walki z tym szkodnikiem na plantacji czy w sadzie można wykorzystać wiele metod takich jak: wcześniejszy zbiór owoców tj. nim osiągną dojrzałość zbiorczą, krótsze przerwy między zbiorami, przykrywanie upraw siatkom o małych oczkach, masowe odłowy muchówek za pomocą pułapek, introdukcja parazytoidów, zabiegi chemiczne itp. to nie gwarantują one pożądanej stu procentowej skuteczności (Piotrowski 2021). Dlatego od 2022 roku, w Instytucie Ogrodnictwa − PIB, w Skierniewicach przy współpracy Zakładu Ochrony Roślin, Pracowni Entomologii i Zakładu Przechowalnictwa i Przetwórstwa Owoców i Warzyw, Pracowni Przechowalnictwa i Fizjologii Pozbiorczej Owoców i Warzyw podjęto badania nad zastosowaniem metody pozbiorczego traktowania owoców borówki wysokiej niską temperaturą (ang. cold treatment) w celu eliminacji obecnych w nich jaj i larw muszki plamoskrzydłej.

Cold treatment jest oficjalną metodą fitosanitarną mającą na celu eliminację, inaktywację lub usuwanie szkodników (Kim 2018). Metoda ta jest popularna, głównie dlatego, że można utrzymać świeżość owoców przy jednoczesnym bezpiecznym eliminowaniu szkodników oraz zastosować ją do owoców po zapakowaniu i transporcie w przypadku międzynarodowego eksportu, który wiąże się ze stosunkowo długim czasem. Ponadto przechowywanie owoców w chłodni stanowi część normalnej procedury operacyjnej w przypadku wywozu uprawianych w Polsce owoców. W celu promowania eksportu uprawianych w Polsce owoców, głównie borówki wysokiej i zapewnienia całkowitej śmiertelności jaj i larw muszki plamoskrzydłej konieczne było opracowanie metody pozbiorczej do całkowitej eliminacji tego szkodnika.

Do złożenie hodowli muszki plamoskrzydłej posłużyły jaja szkodnika otrzymane z Universitat Politècnica de València, Hiszpanii i Plant Protection Unit, Research & Innovation Center Edmund Mach Foundation z Włoch. Uzyskane kolonie szkodnika przetrzymywano w klatkach hodowlanych Bug- Dorm, w temperaturze 22±1°C, wilgotności względnej 70-80% i fotoperiodzie wynoszącym 16 godzin światła i 8 godzin ciemności. Dorosłe osobniki karmiono owocami borówki wysokiej.

Owoce do doświadczenia

Do przeprowadzenia eksperymentu z cold treatment zakupiono dojrzałe, wysokiej jakości owoce borówki wysokiej od lokalnego producenta posiadającego certyfikat GlobalG.A.P. Zakupione owoce oczyszczono wodą destylowaną, pozostawiono do wyschnięcia w temperaturze pokojowej (18- 22°C), a do momentu użycia przechowywano w temperaturze 4°C.

Cold treatment

W latach 2022-2023 przeprowadzono dwa eksperymenty z traktowaniem owoców borówki wysokiej z jajami i larwami (młodymi i dojrzałymi) chłodem.

a) Cold treatment dla jaj muszki plamoskrzydłej
Owoce borówki wysokiej przetrzymywano, w komorze klimatycznej

(22,0±0,1°C i 65% RH oraz fotoperiodzie 16:8) w klatkach hodowlanych przez 24 godziny z muchówkami D. suzukii aby złożyły do nich jaja. Następnie muchówki zostały wyłapane z klatek, a klatki z zasiedlonymi owocami zostały włożone do chłodni gdzie utrzymywano temperaturę 0,5±0,3°C. Po 3, 7 i 14 dniach klatki z owocami wyjmowano z chłodni i przetrzymywano ponownie w komorze klimatycznej przez kolejne 14 dni. Klatki lustrowano co dzień i liczono pojawiające się muchówki, które z klatek wyłapywano aby nie kopulowały. Zasiedlone owoce kontrole przetrzymywano cały czas w komorze klimatycznej.

b) Cold treatment dla niedojrzałych larw (L1-L2) muszki plamoskrzydłej Owoce borówki wysokiej przetrzymywano, w komorze klimatycznej (22,0±0,1°C i 65% RH oraz fotoperiodzie 16:8), w klatkach hodowlanych przez 24 godziny z muchówkami D. suzukii aby złożyły do nich jaja. Następnie muchówki zostały wyłapane z klatek, a klatki z zasiedlonymi owocami trzymano jeszcze przez dwa dni w komorze klimatycznej aby z jaj znajdujących się w owocach wylęgły się larwy. Następnie klatki z owocami i niedojrzałymi larwami zostały włożone do chłodni gdzie utrzymywano temperaturę 0,5±0,3°C. Po 3, 7 i 14 dniach klatki z owocami wyjmowano z chłodni i przetrzymywano ponownie w komorze klimatycznej przez kolejne 14 dni. Klatki lustrowano co dzień i liczono pojawiające się muchówki, które z klatek wyłapywano aby nie kopulowały. Zasiedlone owoce kontrole przetrzymywano cały czas w komorze klimatycznej.

c) Cold treatment dla dojrzałych larw (L3) muszki plamoskrzydłej
Owoce borówki wysokiej przetrzymywano, w komorze klimatycznej (22,0±0,1°C i 65% RH oraz fotoperiodzie 16:8), w klatkach hodowlanych przez 24 godziny z muchówkami D. suzukii aby złożyły do nich jaja. Następnie muchówki zostały wyłapane z klatek, a klatki z zasiedlonymi owocami trzymano jeszcze przez cztery dni w komorze klimatycznej aby z jajznajdujących się w owocach wylęgły się larwy i dorosły do trzeciego stadium rozwojowego. Następnie klatki z owocami i dojrzałymi larwami zostały włożone do chłodni gdzie utrzymywano temperaturę 0,5±0,3°C. Po 3, 7 i 14 dniach klatki z owocami wyjmowano z chłodni i przetrzymywano ponownie w komorze klimatycznej przez kolejne 14 dni. Klatki lustrowano co dzień i liczono pojawiające się muchówki, które z klatek wyłapywano aby nie kopulowały. Zasiedlone owoce kontrole przetrzymywano cały czas w komorze klimatycznej.

Wyniki i dyskusja

Trzy- i siedmiodniowe traktowanie owoców borówki wysokiej z jajami chłodem nie wystarczyło do osiągnięcia 100% skuteczności w zwalczaniu tego stadium szkodnika. Ich skuteczność według wzoru Abbotta wyniosła odpowiednio 83,8 i 99,4%. Natomiast czternastodniowe traktowanie chłodem wystarczyło, aby zwalczyć wszystkie jaja muszki plamoskrzydłej − skuteczność 100%. Niedojrzałe larwy w pierwszym i drugim stadium rozwojowym były bardziej wrażliwe na niską temperaturę niż jaja szkodnika. Skuteczność po trzydniowym chłodzeniu wyniosła 92,9%. Natomiast siedem i czternaście dni traktowani chłodem wystarczyło aby żadna z niedojrzałych larw nie przeżyła − skuteczność 100%. Larwy szkodnika w trzecim stadium rozwoju wykazywały podobną przeżywalność jak w pierwszym i drugim stadium larwalnym. Trzydniowe taktowanie ich chłodem dało skuteczność równą 96,6%. Jednakże przechłodzenie przez siedem i czternaście dni wystarczało, aby dojrzałe larwy szkodnika osiągnęły 100% śmiertelność (Tab. 1).

Wnioski

1. W niniejszym opracowaniu przedstawiono pierwszy dowód na reakcję Drosophila suzukii na działanie zimna to jest temperatury 0,5±0,3°C w owocach borówki amerykańskiej uprawianej w Polsce.

2. Dłuższy czas ekspozycji chłodem spowodował mniejsze szanse na przeżycie jaj i stadiów larwalnych szkodnika w owocach borówki.
3. Czternastodniowa ekspozycja stadium jaj D. suzukii na temperaturę 0,5±0,3°C w owocach borówki wystarczyła do osiągnięcia 100% śmiertelności.
4. Siedem dni ekspozycji stadium larwalnego (L1-L3) D. suzukii na 0,5±0,3°C w borówce wystarczyło do osiągnięcia 100% śmiertelności.
5. Jaja muszki plamoskrzydłej w owocach borówki wysokiej były najbardziej tolerancyjnym na zimno stadium.
6. Prowadzone przez dwa lata prace badawcze pozwalają stwierdzić, że przetrzymywanie zasiedlonych przez szkodnika owoców w temperaturze 0,5±0,3°C przez okres 14 dni powoduje całkowitą śmiertelność jaj jak i larw muszki plamoskrzydłej.
7. Opracowana metoda pozwoli na spełnienie jednego z kluczowych wymagań sanitarnych przy eksporcie owoców polskiej borówki amerykańskiej do wielu krajów.

Praca została wykonana w ramach zadania 5.1. pt.: „Opracowanie strategii zwalczania szkodników na terenie Polski oraz wsparcie działań mających na celu pozyskanie nowych rynków zbytu dla krajowych produktów pochodzenia roślinnego”, finansowanego przez Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi.