Kawalan biologi augmentatif: Kuasa mempertingkatkan ekosistem

Gambaran Keseluruhan

• Memahami kawalan biologi
  • Apakah tiga jenis kawalan biologi?
• Kawalan biologi augmentatif: apakah itu, dan mengapa menggunakannya?
  • Apakah kelebihan kawalan biologi augmentatif?
  • Apakah cabaran yang berkaitan dengan kawalan biologi augmentatif?
• Arah masa depan

Pertanian, yang melibatkan tanaman dan pengeluaran ternakan, adalah penting untuk memenuhi keperluan asas manusia untuk makanan. Walau bagaimanapun, apabila populasi global bertambah, begitu juga permintaan untuk makanan¹, menambah tekanan kepada industri perladangan untuk mencapai hasil tanaman dan daging yang lebih tinggi.

Akibatnya, permintaan tambahan terhadap alam sekitar telah mengurangkan kepelbagaian tanaman dan menyumbang kepada kehilangan biodiversiti². Pertanian moden sangat bergantung pada input sintetik seperti racun perosak kimia, yang boleh membahayakan kesihatan manusia dan alam sekitar serta merosakkan tanah, menjadikan pertanian tidak mampan³.

Akibatnya, terdapat keperluan mendesak untuk amalan pertanian yang lebih mampan. Kawalan biologi, kaedah pengurusan perosak semulajadi, menawarkan alternatif yang mampan kepada racun perosak kimia dengan kesan alam sekitar yang berkurangan⁴. Di sini, kita melihat kawalan biologi augmentatif dan meneroka potensi, cabaran dan strateginya untuk meningkatkan pengambilan dalam kalangan petani secara global.

Memahami kawalan biologi

Kawalan biologi, juga dikenali sebagai bioperlindungan atau biokawalan, melibatkan memanfaatkan sebatian sumber semula jadi, sebatian serupa semula jadi, atau organisma hidup untuk mengawal rumpai, perosak dan penyakit dengan mengurangkan populasi mereka ke tahap yang boleh diurus. Kawalan bio bukan baru; ia telah digunakan dengan jayanya selama lebih 100 tahun dan pra-tarikh kawalan kimia dengan racun perosak⁴.

Perosak dan rumpai yang tidak terkawal boleh memusnahkan tanaman, ternakan dan ekosistem, menjejaskan ekonomi dan kesihatan manusia. Biocontrol menawarkan alternatif yang mampan dan kos efektif kepada kaedah kimia atau manual, yang mempunyai kelemahan yang ketara. Bahan kimia, walaupun berkesan, merosakkan kesihatan alam sekitar dan manusia. Kaedah manual atau mekanikal cenderung susah payah dan mahal.

Apakah tiga jenis kawalan biologi?

Terdapat tiga kategori kawalan biologi yang berbeza:  

• Biokawalan augmentatif ialah strategi kawalan perosak yang melibatkan peningkatan populasi musuh semulajadi dan patogen dengan melepaskan lebih banyak ke alam sekitar.
• Kawalan biologi klasik, juga dikenali sebagai biokawalan pengimportan, melibatkan penggunaan organisma bukan asli, seperti pemangsa, dan memperkenalkannya ke kawasan yang terjejas, di mana ia boleh menurunkan kepadatan perosak ke tahap yang boleh diurus.  
• Bioproteksi pemuliharaan menggunakan strategi untuk memelihara populasi musuh semula jadi yang sudah berada dalam persekitaran yang terjejas.

Di sini, kami memberi tumpuan kepada biokawalan augmentatif sahaja. Dua lagi blog khusus untuk kawalan biologi klasik dan pemuliharaan akan menyusul. Sementara itu, baca blog kami 'Jenis kawalan biologi‘untuk butiran lanjut.

Kawalan biologi augmentatif: apakah itu, dan mengapa menggunakannya?

Peningkatan dalam kawalan bio melibatkan peningkatan populasi musuh semulajadi atau patogen yang ada. Ini dicapai dengan melepaskan musuh semulajadi (makrob atau agen biokawalan invertebrata) Atau patogen (agen mikrob) secara terkawal. Walaupun kaedah kawalan bio, iaitu kawalan biologi klasik, telah wujud sejak sekian lama, kawalan augmentatif agak baru. Sejak penemuannya, saintis telah mengenal pasti banyak musuh semula jadi dan patogen, dan membangunkan strategi pengeluaran, penghantaran dan pelepasan yang optimum.

Beberapa kajian telah menjelaskan janji kawalan augmentatif. Satu kertas kerja meneroka kejayaan melepaskan parasitoid telur yang diternak di makmal (Hadronotus pennsylvanicus) dalam menguruskan pepijat skuasy (Anasa tristis) dengan mengurangkan kadar penetasan⁵. Laporan lain telah menyerlahkan kepentingan strategi kawalan augmentatif yang direka dengan teliti dengan mengambil kira kadar pelepasan optimum dan konteks landskap^6,7.

Kawalan bio augmentatif boleh digunakan dalam strategi yang berbeza berdasarkan kekerapan dan jumlah pelepasan agen:

• Kawalan inokulasi melibatkan pembebasan kecil, konsisten musuh atau patogen semulajadi sepanjang musim. Strategi pencegahan ini biasanya digunakan apabila terdapat perosak tetapi bukan masalah yang ketara.  
• Kawalan inundatif ialah pendekatan reaktif atau kuratif kepada wabak perosak yang memerlukan kawalan segera. Ia melibatkan pelepasan sejumlah besar agen kawalan bio untuk mencapai kesan yang cepat.  

Apakah kelebihan kawalan biologi augmentatif?

Kawalan biologi augmentatif mempunyai beberapa kelebihan berbanding kaedah lain, seperti kawalan kimia dengan racun perosak. Ia berdasarkan kaedah atau sebatian semula jadi, menjadikannya tidak toksik kepada manusia dan alam sekitar. Ia jauh lebih selamat dan lebih mampan alam sekitar kerana ia mengelakkan kerosakan akut dan kronik kepada kesihatan dan alam sekitar daripada racun perosak kimia.

Strategi kawalan bio dibangunkan dengan memilih agen biokawalan yang secara semula jadi menyasarkan perosak; penyelidikan telah menunjukkan bahawa strategi yang disasarkan mencapai kecekapan yang lebih baik. Selain itu, kadar rintangan jauh lebih rendah daripada kaedah kimia, dan usaha penyelidikan berterusan sedang mencari untuk mengenal pasti agen kawalan baharu dan membangunkan strategi yang dioptimumkan.

Dari segi kos, kawalan augmentatif biasanya lebih mampan dari segi ekonomi berbanding kawalan kimia kerana ia mengelakkan kesan merosakkan pada kesihatan tanah, yang boleh meningkatkan hasil tanaman dalam jangka panjang. Strategi pembesaran pencegahan mengelakkan risiko wabak perosak, mengatasi kehilangan pendapatan daripada hasil yang dimusnahkan oleh perosak. Akhirnya, strategi ini adalah berdaya maju untuk penanam organik, membolehkan penanam memasuki pasaran organik⁸.

Apakah cabaran yang berkaitan dengan kawalan biologi augmentatif?

Walaupun terdapat potensi dan kisah kejayaan yang berkaitan, kawalan biologi augmentatif bukan tanpa batasannya, dan strategi untuk mengatasi cabaran ini adalah penting untuk menggalakkan penggunaan strategi pertanian lestari ini⁸.

Walaupun pembesaran biologi mempunyai faedah kos jangka panjang yang agak besar, agen kawalan bio tidak selalunya lebih murah daripada rakan kimia mereka. Tambahan pula, disebabkan sifat hidup banyak musuh semula jadi, mereka mungkin memerlukan penyimpanan dalam keadaan tertentu atau kemudahan khusus yang mungkin tidak tersedia untuk semua penanam. Walau bagaimanapun, tidak semua ejen biokawalan memerlukan ini, dan penyelidikan masa depan mungkin akan membangunkan strategi untuk menangani perkara ini.

Kawalan augmentatif memerlukan pengetahuan, perancangan, dan kesabaran:

1. Penanam dan penasihat mesti mengenal pasti perosak dengan jayanya.
2. Mereka perlu membangunkan strategi penambahan, yang melibatkan pemilihan ejen biokawal yang betul dan memutuskan dos pelepasan, masa dan kekerapan.

Penasihat boleh mengurangkan beban penyelidikan dan perancangan dan menyokong penanam dalam mengoptimumkan strategi. Walaupun terdapat kelebihan pendekatan augmentatif, ia memerlukan tenaga kerja, dengan aplikasi semula yang kerap dan pemerhatian populasi perosak diperlukan. Selain itu, sifat kawalan bio yang disasarkan boleh mewakili satu cabaran kerana strateginya akan khusus untuk perosak tertentu. Usaha penyelidikan dan pembangunan yang berterusan sedang berusaha untuk mengatasinya.

Halangan penting untuk pengambilan adalah keperluan untuk lebih banyak pendidikan yang mengelilingi kelebihan pembesaran biologi dan cara melaksanakannya dengan jayanya. Maklumlah, pengguna selalunya lebih cenderung untuk berpegang kepada apa yang mereka tahu, racun perosak kimia, daripada mencuba sesuatu yang baharu. Selain daripada menggunakan penasihat sebagai sumber maklumat, sumber akses terbuka seperti Portal BioPerlindungan CABI bertujuan untuk mendidik pengguna tentang pertanian lestari.

Arah masa depan

Kawalan biologi augmentatif memberikan penyelesaian yang menjanjikan dan mampan untuk pertanian moden, menangani keperluan mendesak untuk pengurusan perosak yang mesra alam. Kelebihannya berbanding kaedah kimia termasuk keselamatan, keberkesanan, dan kemampanan ekonomi dan alam sekitar. Usaha penyelidikan dan pembangunan masa hadapan harus menangani cabaran seperti kos, keperluan penyimpanan dan jurang pengetahuan. Yang penting, pendidikan tentang biokawalan juga penting untuk menggalakkan kesedaran tentang alternatif kepada racun perosak dan meningkatkan pengambilan secara global.

Untuk mengetahui lebih lanjut tentang strategi biokawalan augmentatif, lihat julat sumber berharga yang terdapat dalam Sumber Portal BioProtection CABI, atau jika anda sudah bersedia untuk memilih produk, lawati kami halaman produk.

Sumber

1. Negara U. Penduduk. Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu. Diakses pada 6 Disember 2023. https://www.un.org/en/global-issues/population
2. Gámez-Virués S, Perović DJ, Gossner MM, et al. Penyederhanaan landskap menapis ciri spesies dan memacu homogenisasi biotik. Nat Commun. 2015;6(1):8568. doi:10.1038/ncomms9568
3. Meehan TD, Werling BP, Landis DA, Gratton C. Penyederhanaan landskap pertanian dan penggunaan racun serangga di Midwestern Amerika Syarikat. Proc Natl Acad Sci. 2011;108(28):11500-11505. doi:10.1073/pnas.1100751108
4. Bale JS, Van Lenteren JC, Bigler F. Kawalan biologi dan pengeluaran makanan yang mampan. Philos Trans R Soc B Biol Sci. 2008;363(1492):761-776. doi:10.1098/rstb.2007.2182
5. Boyle SM, Salom S, Schultz P, Lopez L, Weber DC, Kuhar TP. Kawalan biologi augmentatif untuk pepijat skuasy (Hemiptera: Coreidae) menggunakan parasitoid telur, Hadronotus pennsylvanicus (Hymenoptera: Scelionidae). Prischmann-Voldseth D, ed. Entomol Persekitaran. 2023;52(5):779-786. doi:10.1093/ee/nvad079
6. Orang ramai DW. Kesan Kadar Pelepasan Terhadap Keberkesanan Agen Kawalan Biologi Augmentatif. J Serangga Sci. 2007;7(15):1-11. doi:10.1673/031.007.1501
7. Perez-Alvarez R, Nault BA, Poveda K. Keberkesanan kawalan biologi augmentatif bergantung pada konteks landskap. Sci Rep. 2019;9(1):8664. doi:10.1038/s41598-019-45041-1
8. Bianchi FJJA, Ives AR, Schellhorn NA. Interaksi antara pertanian konvensional dan organik untuk perkhidmatan kawalan bio merentasi landskap. Ecol Appl. 2013;23(7):1531-1543. doi:10.1890/12-1819.1
9. Van Lenteren JC. Keadaan kawalan biologi augmentatif komersial: banyak musuh semula jadi, tetapi kekurangan pengambilan yang mengecewakan. BioControl. 2012;57(1):1-20. doi:10.1007/s10526-011-9395-1