Δημοσιεύσεις σε Επιστημονικά Περιοδικά & Συνέδρια

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Τα έντομα είναι από τους σημαντικότερους ζωικούς εχθρούς που προσβάλλουν τα αποθηκευμένα γεωργικά προϊόντα και τα τρόφιμα. H προστασία των αποθηκευμένων προϊόντων από εντομολογικούς εχθρούς βασίζεται κυρίως σε κατασταλτικές μεθόδους, σε αντίθεση με τα ελλιπή μέτρα πρόληψης που συχνά παρατηρούνται. Παράλληλα, η συνεχής και αλόγιστη χρήση των εντομοκτόνων επαφής και των καπνιστικών (αερίων) εντομοκτόνων έχει οδηγήσει σε ανθεκτικούς πληθυσμούς, φαινόμενο που συχνότατα καθιστά τις χημικές εφαρμογές σε πολλές περιπτώσεις αναποτελεσματικές. Η κατανόηση της ανάπτυξης ανθεκτικότητας στα εντομοκτόνα είναι σημαντική για τον σχεδιασμό μεθόδων πρόληψης αλλά και διαχείρισης των ανθεκτικών πληθυσμών εντόμων. Ωστόσο, τα στοιχεία ύπαρξης ανθεκτικών πληθυσμών στην Ελλάδα, είναι λιγοστά, παρόλο που η μακροχρόνια αποθήκευση σιτηρών είναι κοινή πρακτική σε τοπικές αποθήκες και σιλό. Με βάση τα ανωτέρω, στην παρούσα εργασία, το Εργαστήριο Εντομολογίας και Γεωργικής Ζωολογίας, του Τμήματος Γεωπονίας Φυτικής Παραγωγής και Αγροτικού Περιβάλλοντος, της Σχολής Γεωπονικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας σε συνεργασία με τον συνεταιρισμό αγροτικών προϊόντων «ΘΕΣΓΗ», συνέλλεξαν πληθυσμούς εντόμων από τους χώρους και τα προϊόντα του συνεταιρισμού, με επιτόπιες επισκοπήσεις αλλά και διάφορες μεθόδους δειγματοληψίας. Η δειγματοληψία αποσκοπούσε στην επισήμανση της ύπαρξης ανθεκτικότητας των πληθυσμών αυτών σε διάφορα ευρέως χρησιμοποιούμενα εντομοκτόνα, με βάση εργαστηριακές μελέτες που πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο. Με βάση τα αποτελέσματα της έρευνας, τα περισσότερα των ειδών εντόμων βρέθηκαν να είναι ανθεκτικά στη φωσφίνη. Ταυτόχρονα, οι συνιστώμενες δόσεις των δραστικών επαφής deltamethrin, cypermethrin και pirimiphos-methyl δεν μπόρεσαν να καταπολεμήσουν πλήρως ορισμένους πληθυσμούς των ειδών αυτών. Συνεπώς, η παρακολούθηση της ανάπτυξης-ύπαρξης ανθεκτικότητας σε δεδομένο χώρο μπορεί να μειώσει τις αστοχίες της απεντόμωσης λόγω της ανάδειξης των ανθεκτικών πληθυσμών εντόμων σε αυτόν.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Η παρούσα έρευνα είχε ως στόχο την αξιολόγηση της εντομοκτόνου δράσης της γης διατόμων εναντίων του αλευροσκούληκου, Tenebrio molitor, είδος που αποτελεί εχθρό των αποθηκευμένων προϊόντων, αλλά ταυτόχρονα εκτρέφεται πλέον και ως εναλλακτική πηγή πρωτεΐνης. Για τον σκοπό αυτό, πραγματοποιήθηκε σειρά εργαστηριακών βιοδοκιμών τόσο με ενήλικα όσο και με προνύμφες του T. molitor εκτεθειμένα σε διαφορετικές δόσεις γης διατόμων, δηλαδή των 0, 50, 100, 250 και 1000 mg γης διατόμων ανά κιλό προϊόντος (ppm). Η θνησιμότητα των εντόμων καταγράφηκε μετά από 7, 14 και 21 ημέρες έκθεσης. Μετά από αυτό το διάστημα, τα φιαλίδια με τις προνύμφες εξεταζόντουσαν μια φορά την εβδομάδα για την καταγραφή της εμφάνισης ενηλίκων. Με βάση τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας, η επιβίωση των ενηλίκων δεν επηρεάστηκε σημαντικά από την εφαρμογή της γης διατόμων. Ομοίως, η θνησιμότητα μικρών και μεγάλων προνυμφών ήταν χαμηλή, ανεξάρτητα από το διάστημα έκθεσης και τη δόση του εντομοκτόνου. Τέλος, η εμφάνιση ενηλίκων στις περισσότερες περιπτώσεις δεν επηρεάστηκε σημαντικά από την εφαρμογή της γης διατόμων και στις δύο βιοδοκιμές με μικρές και μεγάλες προνύμφες. Γενικά, τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης δείχνουν ξεκάθαρα ότι οι δόσεις της γης διατόμων που εξετάσθηκαν εδώ δεν επηρεάζουν σημαντικά τα ενήλικα και τις προνύμφες του T. molitor. Λαμβάνοντας υπόψη το αυξημένο ενδιαφέρον για την μαζική εκτροφή του T. molitor σε παγκόσμια κλίμακα ως εναλλακτική πηγή πρωτεΐνης, και δεδομένου ότι αυτό το είδος συνήθως εκτρέφεται σε προϊόντα (υποστρώματα) που είναι κατάλληλα για την ανάπτυξη άλλων σημαντικών εντόμων – εχθρών των αποθηκευμένων προϊόντων, η προσθήκη μικρών δόσεων γης διατόμων στο υπόστρωμα εκτροφής μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέσο για την αντιμετώπιση της «διασταυρωμένης προσβολής» σε γραμμές παραγωγής T. molitor από άλλα είδη εντόμων αποθήκευσης.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Πρόσφατα, η χρήση της γης διατόμων για την αντιμετώπιση εντόμων στα μετασυλλεκτικά στάδια αγροτικών προϊόντων, όπως τα δημητριακά και τα όσπρια, έχει τραβήξει το ενδιαφέρον από αρκετές ερευνητικές ομάδες σε διάφορες περιοχές του κόσμου. Καθότι η γη διατόμων έχει μηδενική τοξικότητα για τον άνθρωπο και τα θερμόαιμα, η εφαρμογή της αποτελεί μια λίαν ελπιδοφόρο και εναλλακτική μέθοδο αντιμετώπισης των εντομολογικών εχθρών στα αποθηκευμένα προϊόντα, σε μια προσπάθεια απομάκρυνσης από τα συμβατικά χημικά εντομοκτόνα. Επιπλέον μπορεί να εφαρμοστεί και σε βιολογικά προϊόντα, για τα οποία υπάρχουν ελάχιστα διαθέσιμα μέσα καταπολέμησης. Η δράση της είναι αποκλειστικά μηχανική, ωστόσο διάφοροι παράγοντες συμβάλλουν στην αποτελεσματικότητα της γης διατόμων εναντίων των εντομολογικών εχθρών στην αποθήκη. Ενδεικτικά, η γη διατόμων παρουσιάζει διαφορετική εντομοκτόνο δράση ανάλογα το γένος του εντόμου – στόχου, ή τα επίπεδα ατμοσφαιρικής υγρασίας και θερμοκρασίας του χώρου. Με βάση τα ανωτέρω, στην παρούσα εργασία, το Εργαστήριο Εντομολογίας και Γεωργικής Ζωολογίας, του Τμήματος Γεωπονίας Φυτικής Παραγωγής και Αγροτικού Περιβάλλοντος, της Σχολής Γεωπονικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας σε συνεργασία με τον συνεταιρισμό αγροτικών προϊόντων «ΘΕΣΓΗ», πραγματοποιήθηκε σειρά από εργαστηριακές βιοδοκιμές προκειμένου να αξιολογηθεί η εντομοκτόνος δράση της γης διατόμων, εναντίον των πιο σημαντικών εχθρών που προσβάλλουν τα αποθηκευμένα προϊόντα του συνεταιρισμού. Τα είδη των εντόμων που επιλέχθηκαν είναι ύψιστης σημασίας παγκοσμίως, καθώς έχουν ευρύ κύκλο τροφικών προτιμήσεων. Μέσω των αποτελεσμάτων των βιοδοκιμών, προσδιορίστηκαν τα «κρίσιμα» διαστήματα έκθεσης και δόσης της γης διατόμων που απαιτούνται για την θανάτωση των εντόμων. Επιπρόσθετα, ερευνήθηκε η αποτελεσματικότητα της ΓΔ υπό την επίδραση διαφόρων βιοτικών και αβιοτικών παραγόντων, όπως το είδος του εντόμου-στόχου, η θερμοκρασία και η υγρασία του χώρου, προκειμένου να γίνει κατανοητή και η συμπεριφορά της μεθόδου σε μεγάλο εύρος συνθηκών. Συνοπτικά, τα διαφορικά είδη εντόμων που χρησιμοποιήθηκαν στις βιοδοκιμές παρουσίασαν διαφορετικά ποσοστά θνησιμότητας ανάλογα με την δόση της γης διατόμων σε σιτάρι. Η αύξηση της θερμοκρασίας και η μείωση της σχετικής υγρασίας αύξησε τη θνησιμότητα των εντόμων σε ορισμένους από τους συνδυασμούς που δοκιμάστηκαν. Η θνησιμότητα των εντόμων επηρεάστηκε και από την περίοδο έκθεσης στο εντομοκτόνο, υποδηλώνοντας ότι ο χρόνος στον οποίο εκτίθενται ένα έντομο στη γη διατόμων είναι ένας κρίσιμος παράγοντας για την καταπολέμησή του. Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας συμβάλλουν στην υιοθέτηση και αξιοποίηση της γης διατόμων σε ευρύτερη κλίμακα στο πλαίσιο της Ολοκληρωμένης Διαχείρισης των αποθηκευμένων προϊόντων με τη χρήση οικολογικά συμβατών μεθόδων.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

The utilization of inert dusts, such as diatomaceous earths (DEs), has been successfully evaluated against a wide range of major stored-product pest species, as an environmentally friendly alternative to conventional insecticides, emphasizing further their prominent position in Integrated Pest Management (IPM) protocols. However, the majority of the published research about the DEs’ insecticidal efficacy has been conducted under laboratory conditions in small-scale samples (usually in small vials containing few grams of grains) and against specific insect species, while field and semi-field applications for the same purpose are scarce. Thus, the objective of this work was to evaluate the insecticidal activity of a commercial DE formulation against stored product species that were either artificially or naturally infected hard wheat, under “real-world” storage conditions. For this purpose, DE doses of 0 (control), 500 and 1000 ppm were applied in a series of lots of 20 kg of hard wheat stored in polypropylene woven bags and kept from August to December in a storage facility in Central Greece. According to our results, even the lower DE dose significantly suppressed the insect populations of Sitophilus oryzae (L.) (Coleoptera: Curculionidae), Rhyzopertha dominica (F.) (Coleoptera: Bostrychidae) and Trogoderma granarium Everts (Coleoptera: Dermestidae) that were artificially added in the wheat bags but also of five other insect pest species that were found in the commodity, based on weekly monitoring via probe traps or grain samples. Rhyzopertha dominica, T. granarium and S. zeamais were the most numerous species found, while T. granarium was the most frequently sampled species. In general, the probe traps were more sensitive to captures, as compared to the grain samples. The evaluation of the grain quality (bulk density, insect damaged kernels) throughout the trials indicated higher insect infestations in the untreated wheat as compared with the treated one. At the same time, grain bulk density was lower in the treated that in the untreated wheat. We conclude that DE applications can effectively suppress the populations of a wide range of stored insect species, offering a prolonged protection under a wide range of environmental conditions.

Keywords: Inert dusts; diatomaceous earth; stored product pests; grain quality; bulk density

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Στις μέρες μας, αντιμετωπίζουμε διάφορα προβλήματα που σχετίζονται με την αλόγιστη χρήση των χημικών εντομοκτόνων. Οι αυξανόμενες ανησυχίες για τη βιοποικιλότητα, την ευημερία των ζώων και των ανθρώπων και την επισιτιστική ασφάλεια πιέζουν τον αγροτικό τομέα προς μια πιο βιώσιμη προσέγγιση για την καταπολέμηση των παρασίτων με την αντίστοιχη έρευνα να κινείται προς αυτή την κατεύθυνση, αναζητώντας δηλαδή, πιο φιλικές προς το περιβάλλον λύσεις που θα υιοθετηθούν στα πρωτόκολλα ολοκληρωμένης διαχείρισης παρασίτων (IPM). Από αυτή την άποψη, οι αδρανείς σκόνες, ειδικά η γη διατόμων, αποτελούν μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση για την πρόληψη και την καταπολέμηση διαφόρων εντομολογικών εχθρών και όχι μόνο. Η γη διατόμων αφορά μια μορφή πυριτίου που απαντάται στη φύση ως ιζηματογενές πέτρωμα, που αποτελείται από τον απολιθωμένο εξωσκελετό προϊστορικής άλγης, τα οποία ονομάζονται διάτομα. Παρόλο που η χρήση της γης διατόμων αφορά κυρίως την προστασία των αποθηκευμένων προϊόντων έναντι των εντομολογικών εχθρών, βρίσκει εφαρμογή και εναντίον εντόμων υγειονομικής σημασίας, όπως κοριούς ή κατσαρίδες, ή εναντίον εντόμων αγρού. Στην παρούσα εργασία, γίνεται μια ανασκόπηση της παρούσας βιβλιογραφικής έρευνας όσον αφορά την χρήση και αποτελεσματικότητα της γης διατόμων έναντι διαφορετικών αρθροπόδων και κάτω από διάφορα σενάρια εφαρμογής. Ο μηχανισμός δράσης της γης διατόμων, οι εφαρμογές τους σε εμπορική κλίμακα και οι προκλήσεις που σχετίζονται με την υιοθέτησή τους στα προγράμματα IPM αναλύονται με λεπτομέρεια.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

We evaluated formulations of diatomaceous earth and zeolite originated from natural deposits from Greece as insecticides in concrete and steel surfaces for the control of three major beetle species of stored products: Sitophilus oryzae (L.) (Coleoptera: Curculionidae), Rhyzopertha dominica (F.) (Coleoptera: Bostrychidae) and Tribolium confusum Jacquelin du Val (Coleoptera: Tenebrionidae). The formulations were tested as dusts at 0.5 or 1 g/m². Our results indicated that, in most of the cases tested, the inert materials caused 100% adult mortality for all three species, even at the lowest dose, after 7 days of exposure. At the same time, there were no considerable differences in the insecticidal effect of the formulations between concrete and steel surfaces. Among the species tested, R. dominica was the most susceptible, followed by S. oryzae and T. confusum. Our results indicate that natural resource-based inert silicaceous deposits could be used with success in stored product protection against insects at dose rates that are comparable with other commercially available inert material-based formulations.

Keywords: diatomaceous earth; zeolite; natural insecticides; stored product insects; structural treatments

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Τα έντομα είναι από τους σημαντικότερους ζωικούς εχθρούς που προσβάλλουν τα αποθηκευμένα γεωργικά προϊόντα και τα τρόφιμα. H προστασία των αποθηκευμένων προϊόντων από εντομολογικούς εχθρούς βασίζεται κυρίως σε κατασταλτικές μεθόδους, σε αντίθεση με τα ελλιπή μέτρα πρόληψης που συχνά παρατηρούνται. Παράλληλα, η συνεχής και αλόγιστη χρήση των εντομοκτόνων επαφής και των καπνιστικών (αερίων) εντομοκτόνων έχει οδηγήσει σε ανθεκτικούς πληθυσμούς, φαινόμενο που συχνότατα καθιστά τις χημικές εφαρμογές σε πολλές περιπτώσεις αναποτελεσματικές. Στην παρούσα εργασία, το Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας σε συνεργασία με συνεταιρισμό αγροτικών προϊόντων, αναζήτησαν και κατέγραψαν με επιτόπιες επισκοπήσεις, τα κρίσιμα σημεία σε αποθηκευτικούς χώρους και προϊόντα του συνεταιρισμού, που δύναται να συμβάλλουν στην αύξηση των εντομολογικών αλλά και των μυκητολογικών προσβολών. Oι επισκοπήσεις συνοδεύτηκαν και από διάφορες μεθόδους δειγματοληψίας για την συλλογή και αναγνώριση των υπαρχόντων εντόμων και παθογόνων στα προϊόντα, καθώς και την αξιολόγηση της ύπαρξης ανθεκτικότητας σε διάφορα εντομοκτόνα. Διάφορα είδη εντόμων αλλά και μυκήτων βρέθηκαν στο σύνολο των αποθηκών. Η πλειοψηφία των ειδών εντόμων αφορούσαν σημαντικά έντομα αποθηκών, ενώ στους σπόρους των δημητριακών βρέθηκαν σαπρόφυτα που προκαλούν σήψη κατά την αποθήκευση και μπορεί να παράγουν μυκοτοξίνες (αφλατοξίνες). Τα περισσότερα των ειδών εντόμων βρέθηκαν να είναι ανθεκτικά στη φωσφίνη. Ταυτόχρονα, οι συνιστώμενες δόσεις των δραστικών επαφής deltamethrin, cypermethrin και pirimiphos-methyl δεν μπόρεσαν να καταπολεμήσουν πλήρως ορισμένους πληθυσμούς των ειδών αυτών.
Η εργασία υλοποιήθηκε στο πλαίσιο της Δράσης ΕΡΕΥΝΩ – ΔΗΜΙΟΥΡΓΩ - ΚΑΙΝΟΤΟΜΩ και συγχρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Ένωση και Εθνικούς Πόρους μέσω του Ε.Π. Ανταγωνιστικότητα, Επιχειρηματικότητα & Καινοτομία (ΕΠΑνΕΚ) (κωδικός έργου: Τ2ΕΔΚ-03532).

Λέξεις κλειδιά: Έντομα αποθηκών, μυκοτοξίνες, αποθηκευμένα δημητριακά, εντομοκτόνα, φωσφίνη, ανθεκτικότητα.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Insects are the most important pests of stored agricultural products, as they can cause significant quantitative but also quality degradations in the product. Thus, food protection from such pests is of great importance in order to prevent postharvest losses and secure food availability. Today, the protection of stored products is mainly based on suppressive methods, in contrast to the lack of preventive measures. At the same time, the continuous and improper use of contact and gaseous insecticides has led to resistance development in several major insect species, and is posing a continuous threat to the sustainability of these key treatments. In the present work, the University of Thessaly in collaboration with a cooperative of agricultural products, carried out on-site inspections, indicating all the critical points in storage facilities and products of the cooperative, which can contribute to the increase of entomological and fungal infestations. Τhe inspections were accompanied by various sampling methods in order to collect and identify at the laboratory scale the existing species and pathogens in the stored products, as well as to evaluate the existence of resistance to the most widely used insecticides, using different diagnostic protocols. Various insect species and fungi were found in all the warehouses. The collected insects, Rhyzopertha dominica (F.) (Coleoptera: Bostrychidae), Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae) and Cryptolestes ferrugineus (Stephens) (Coleoptera: Laemophloeidae), are major pests of stored products worldwide. Saprophytes that cause serious degradations during storage and can produce mycotoxins were found in the cereals. Most of the insect species collected from stored cereals and legumes were found to be resistant to phosphine, by using the standard Phosphine Tolerance kit (PTT) (Detia Degesch GmbH, Laudenbach, Germany). At the same time, the tested populations did not indicate significant traits of resistance to the active ingredients deltamethrin and pirimiphos-methyl in dose-response bioassays, but in many cases, the recommended label doses were not able to completely control some populations of these species. The results of the present work underline the importance of population on the efficacy of insecticides that are currently in use in stored product protection. Moreover, the use of the residual grain protectants as an alternative solution to fumigation can be proposed as a means to mitigate tolerance/resistance to phosphine, but the continuous use of contact insecticides is equally risky on the basis of resistance development.

This research was co-financed by the European Regional Development Fund of the European Union and Greek national funds through the Operational Program Competitiveness, Entrepreneurship and Innovation, under the call RESEARCH–CREATE-INNOVATE (T2E∆K-03532).

Key words: Stored product insects, mycotoxins, stored cereals, insecticides, resistance, phosphine.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Η γη διατόμων είναι πιθανώς ένα από τα ασφαλέστερα και πιο αποτελεσματικά φυσικά εντομοκτόνα. Παρόλο που ο μηχανισμός δράσης των φυσικών αυτών ορυκτών είναι μηχανικός και μη εξειδικευμένος, η εντομοκτόνος ιδιότητα των γαιών διατόμων ποικίλει ανάλογα με το είδος του εντόμου – στόχου και του σταδίου ανάπτυξής του, από το προϊόν στο οποίο θα εφαρμοστεί, καθώς και από τα επίπεδα θερμοκρασίας και ατμοσφαιρικής υγρασίας. Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκαν βιοδοκιμές στο πεδίο, προκειμένου να αξιολογηθεί η εντομοκτόνος δράση διάφορων δόσεων της γης διατόμων, εναντίον ακμαίων και προνυμφών των Sitophilus oryzae (L.) (Coleoptera: Curculionidae), Rhyzopertha dominica (F.) (Coleoptera: Bostrychidae) και Trogoderma granarium Everts (Coleoptera: Dermestidae). Το πείραμα έλαβε χώρα στις εγκαταστάσεις του Αγροκτήματος του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας σε πραγματικές συνθήκες αποθήκευσης. Σακιά με σκληρό σιτάρι επιπάστηκαν με 0 (μάρτυρας), 500 και 1000 ppm (mg εντομοκτόνου/ κιλό σπόρων) γης διατόμων, τα οποία στη συνέχεια μολύνθηκαν με άτομα των ως άνω ειδών. Από τις ποσότητες αυτές, λάμβανε χώρα δειγματοληψία, τόσο απ’ ευθείας από το προϊόν, όσο και από παγίδες που είχαν τοποθετηθεί στο σωρό του σιταριού. Η διαδικασία αυτή διήρκεσε τέσσερεις μήνες (Αύγουστος – Δεκέμβριος). Τα συλλεχθέντα έντομα από τις παγίδες και τα δείγματα σπόρου αναγνωρίζονταν στο Εργαστήριο και καταμετρούνταν ανά είδος. Με βάση τα αποτελέσματα των δειγματοληψιών, σταδιακή μείωση του πληθυσμού των εντόμων παρατηρήθηκε με την αύξηση της δόσης της γης διατόμων στα σακιά σε σχέση με τον μάρτυρα (0 ppm). Παράλληλα, η δειγματοληψία με χρήση παγίδας probe φάνηκε αποτελεσματικότερη μέθοδος σε σχέση με την συλλογή δειγμάτων σπόρων. Μέσω των αποτελεσμάτων των βιοδοκιμών, προσδιορίστηκαν τα «κρίσιμα» διαστήματα έκθεσης και δόσης της γης διατόμων καθώς και των αβιοτικών παραγόντων που απαιτούνται για την θανάτωση των εντόμων. Η εργασία υλοποιήθηκε στο πλαίσιο της Δράσης ΕΡΕΥΝΩ – ΔΗΜΙΟΥΡΓΩ - ΚΑΙΝΟΤΟΜΩ και συγχρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Ένωση και Εθνικούς Πόρους μέσω του Ε.Π. Ανταγωνιστικότητα, Επιχειρηματικότητα & Καινοτομία (ΕΠΑνΕΚ) (κωδικός έργου: Τ2ΕΔΚ-03532).

Λέξεις κλειδιά: Έντομα αποθηκών, φυσικά εντομοκτόνα, αποθηκευμένα δημητριακά, αδρανείς σκόνες, γη διατόμων.