Beginnershandleiding voor microbiële biopesticiden: soorten en hoe te gebruiken

Overzicht

• Wat zijn microbiële biopesticiden?
• Hoe werken ze: werkingswijzen
  • Direct mechanisme
  • Indirect mechanisme
• Voordelen en impact op duurzame landbouw
• Soorten microbiële biopesticiden
  • Bacteriële biopesticiden
  • Schimmelbiopesticiden
  • Virale biopesticiden
• Hoe worden ze toegepast?
• De kloof overbruggen: microbiële biopesticiden en duurzame landbouw
  • Groene chemie verbinden met duurzame ontwikkeling
  • Biopesticiden in geïntegreerd plaagbeheer (IPM)
• Uitdagingen en toekomstige vooruitzichten van biopesticiden

Wat zijn microbiële biopesticiden?

Microbiële biopesticiden, of microbiële middelen, zijn biologische controle producten die microscopisch kleine levende organismen (of hun bijproducten) als belangrijkste actieve ingrediënt bevatten.

De toepassing van microbiële biopesticiden is vergelijkbaar met andere ongediertebestrijdingsproducten, zoals met een spuitfles, in de grond of op gebladerte, om een ​​paar voorbeelden te noemen. Ze zijn bijzonder effectief in het bestrijden van ongedierte met weinig schadelijke effecten, in tegenstelling tot synthetische pesticiden.

Enkele voorbeelden van microbiële pesticiden zijn:

• BETK-03®(BETK-03® CL, BETK-03® PE)
• Serenade® (BR)
• BioCeres EC®(US, CA)
• Attracap® (DE)
• Capex® (FR, GB)
• Nexy® (FR, US)
• V10® (DE, GB, CA, ES)

Microbiële biopesticiden zijn slechts één type biocontrolemiddel. Er zijn er nog andere, zoals:

• macrobiologie
• semiochemische producten
• natuurlijke stoffen

Microbiële biopesticiden zijn doorgaans gebaseerd op virussen, bacteriën of schimmels, maar kunnen ook oömyceten of algen bevatten.

We kunnen microbiële stoffen in twee groepen verdelen op basis van hun functionaliteit:

• antagonist microbiële stoffen – microbiële middelen die ziekteverwekkers bestrijden, waaronder parasitaire nematoden

• entomopathogene microbiële stoffen – microbiële middelen die insectenplagen bestrijden  

Hoe werken ze: werkingswijzen

Microbiële biopesticiden zijn specifiek in hun werkingswijzen en richten zich meestal op één of een klein aantal plagen en pathogenen. De effecten en werkingswijzen van een microbiële stof zijn afhankelijk van de beoogde plaag of pathogeen en het micro-organisme dat in het product zit. Er zijn ook zowel directe als indirecte manieren waarop deze biopesticiden plagen en pathogenen kunnen onderdrukken.

Direct mechanisme

Sommige microbiële biopesticiden doden of remmen de plaag of ziekteverwekker rechtstreeks, bijvoorbeeld:  

• Entomopathogene microben kunnen werken tegen insecten- en mijtplagen. Meestal raakt de gastheer van het insect geïnfecteerd door het eten (inname) van microben of door de penetratie van microben door zijn huid (cuticula). Het insect kan sterven aan beide directe infectie of via toxines vrijgelaten.
• Microbiële antagonisten die zowel boven- als ondergronds plantpathogenen bestrijden, hebben ook een directe werking: 
  • Parasitisme: de antagonist “eet” de ziekteverwekker. Sommige schimmels kunnen bijvoorbeeld voedingsstoffen van andere schimmels krijgen en zo de groei van de ziekte beperken.  
  • Antibiose (Of productie van remmende producten): remmende stoffen die door de antagonist worden geproduceerd, beperken of verminderen de activiteit en groei van de ziekteverwekker.

Indirect mechanisme

Hiermee worden werkingswijzen bedoeld waarbij het biopesticide de plaag of ziekteverwekker niet rechtstreeks doodt of remt, maar in plaats daarvan omstandigheden creëert die de groei van de plaag of ziekteverwekker beperken.

Microbiële antagonisten kunnen pathogenen indirect bestrijden via twee belangrijke werkingswijzen:

• Concurrentie (of concurrerende uitsluiting): de antagonist kan concurreren met de plantenziekte om voedsel of ruimte, en deze uiteindelijk overtreffen. Dit werkt goed tegen schimmelpathogenen die plantenwortels koloniseren.
• Inductie van plantenresistentie: de antagonist kan het vermogen van de plant om ziektes te bestrijden verbeteren. De toepassing moet voorafgaan aan de detectie van de ziekte. Bijvoorbeeld door middel van zaadbehandelingsproducten.

Voordelen en impact op duurzame landbouw

Naast de effectieve bestrijding van plagen en ziekten bieden microbiële biopesticiden nog veel meer voordelen.

 Deze omvatten:

• Ze laten weinig tot geen giftige resten achter
• Ze ontbinden snel
• Veel hebben een nul- of lage herintreding (REI) en preharvest-intervallen (PHI)
• Ze hebben complexe werkingsmechanismen die het voor plagen en ziekteverwekkers moeilijk maken om resistentie te ontwikkelen
• Ze zijn specifiek in hun activiteit en richten zich op één of een klein aantal plagen
• Ze zijn compatibel met de meeste biologische producten en synthetische pesticiden en kunnen daarom in het milieu worden opgenomen. Geïntegreerde plaagbestrijding (IPM) programma's.  

In tegenstelling tot synthetische chemische pesticiden vormen microbiële biopesticiden weinig risico voor het milieu en spelen ze een belangrijke rol in duurzame landbouw. ​​Ze kunnen de biodiversiteit, de gezondheid van de bodem en de waterkwaliteit beschermen en tegelijkertijd plagen effectief bestrijden. Wanneer ze worden opgenomen in IPM-programma's, verminderen deze biopesticiden de behoefte aan chemicaliën en verhogen ze de oogstopbrengst. Microbiële biopesticiden kunnen daarom een ​​veerkrachtig en gezond ecosysteem bevorderen, wat uiteindelijk duurzame landbouw bevordert. 

Soorten microbiële biopesticiden

Bacteriële biopesticiden

Bacteriële biopesticiden zijn de meest voorkomende en gebruikte vorm van microbiële biologische bestrijding. De meeste van deze producten zijn insecticiden, wat betekent dat ze insectenplagen zoals motten, rupsen, kevers en vliegen bestrijden.

Entomopathogene bacteriën

Bacteriële biopesticiden worden vaak direct op het gewas aangebracht. Zodra een insectenplaag ze binnenkrijgt, besmet het de gastheer. De bacteriën laten toxines vrij in het insect die de darmcellen aanvallen en de darmen van het insect perforeren. Het insect sterft binnen een paar dagen.

Veel voorkomende entomopathogene biopesticiden bevatten de bacteriën van het geslacht Bacil.

• Bijvoorbeeld BETK-03® (CL, PE) is een bevochtigbaar poeder dat bacteriën bevat van de Bacillus thuringiensis (soort Kurstaki) soorten. Het poeder wordt gemengd met water en gespoten op bladeren die door de plaag zijn aangetast. Dit product richt zich op rupsen van vlinders en motten (Lepidoptera), waaronder de tomatenmineermot (Absoluut tuta), de oosterse fruitmot (Cydia molesta) en de fruitmot (Cydia pomonella). Wanneer rupsen het product binnenkrijgen, werken de bacteriën in op de darmen van het insect, wat leidt tot verlamming. Rupsen kunnen zich niet meer voeden en sterven uiteindelijk.

Antagonistische bacteriën

Bacil bacteriën komen ook veel voor in producten die gericht zijn op bodem- en bladpathogenen (door blad overgedragen). Hieronder vallen ook parasitaire nematoden. Ze kunnen ziekten voorkomen en bestrijden via verschillende mechanismen, zoals concurrentie en antibiotica.

• Bijvoorbeeld, de Serenade® (BR) biopesticide bevat de bacteriesoort Bacillus subtilis. Het beperkt de groei van talrijke bladpathogenen, zoals die welke echte meeldauw, vroege meeldauw, botrytis en meer veroorzaken. Het werkt door antibiose, wat betekent dat de bacteriën remmende verbindingen produceren die de groei van de pathogeen beperken.

Schimmelbiopesticiden

Entomopathogene schimmels

Schimmelinsecticiden dringen het lichaam van insectenplagen binnen zodra ze ermee in contact komen. De schimmel vermenigvuldigt zich in het insect en verlamt het via de geproduceerde schimmeltoxines en doodt het uiteindelijk. Vier geslachten komen veel voor onder de entomopathogene schimmels: Beauveria, Isaria, Metarhizium en Paecilomyces.

• BioCeres EC®(US, CA) is een biopesticide dat sporen van de Beauveria bassiana schimmel. Het richt zich op ongedierte zoals witte vlieg, trips en bladluis. Zodra het op de insecten wordt gespoten, infecteert het ze en na een paar dagen veroorzaakt het sterfte.

Antagonistische schimmels

Veel schimmelproducten die gericht zijn op ziekten bevatten schimmels uit de geslacht Trichoderma spp.Ze werken tegen wortelpathogenen zoals Fusarium wortelrot en echte meeldauw.

Sommige producten zoals Nexy® (FR, US) bevatten gisten die met plantpathogenen concurreren om voedingsstoffen. Het is actief tegen de grauwe schimmel (Botrytis spp.) of een aantal pathogene Penicillium species.

Afla-Guard GR® (VS) is een schimmelbiopesticide dat een pathogene schimmel die in maïs groeit, verdringt en bestrijdt.

Virale biopesticiden 

Entomopathogene virussen 

Insecten moeten het virus eten voordat het effect kan hebben. Insecten nemen het virus op door zich te voeden met de plant waar het product op is aangebracht. Het virus infecteert vervolgens de darmen van het insect en verspreidt zich door het insect, dat binnen een paar dagen sterft. Zodra het insect sterft, barst zijn lichaam uiteindelijk open en laat het virus los in de omgeving, wat nieuwe gastheren kan infecteren.

Virale biopesticiden bevatten doorgaans baculovirussen. Nucleopolyhedrosisvirussen (NPV's) en granulovirussen (GV's) zijn de meest gebruikte genera van baculovirussen.

Bijvoorbeeld Capex® (FR, GB) is een product op basis van een granulovirus dat werkt tegen de zomerfruitbladroller (Adoxofyes orana), een plaag die zich voedt met verschillende fruitgewassen.

Cryptex® (KE, UG) is een ander viraal product dat bestrijdt de valse fruitmot (Thaumatotibia leucotreta) in citrusvruchten.

Antagonistische virussen

Sommige virussen kunnen plantenziekten bestrijden door de plant beter in staat te stellen ziekteverwekkers, waaronder andere virussen, te bestrijden.

Dit is het geval voor de V10® (DE, GB, CA, ES) biopesticide, een viraal biopesticide dat het Pepino Mosaic Virus (PepMV) in tomaten bestrijdt. Dit product werkt als een vaccin voor de plant. Het virus in het product is hetzelfde virus dat de planten aanvalt, maar is een minder virulente variant. U kunt dit product preventief gebruiken en de plant helpen zich voor te bereiden op een eventuele aanval van een schadelijke virusvariant.

Hoe kunnen microbiële biopesticiden worden toegepast?

Er zijn veel manieren om microbiële biopesticiden toe te passen op de doelplagen. De toepassingsmethode is afhankelijk van het actieve ingrediënt (bacteriën, schimmels, virussen, etc.), de doelplaag of -ziekte en de formulering van het product.

Microbiële biopesticiden zijn er in verschillende formuleringen, waaronder bevochtigbare poeders (WP), in water dispergeerbare korrels (WDG) en suspensieconcentraten (SC). Vloeibare formuleringen worden bijvoorbeeld vaak gespoten of opgenomen in het irrigatiesysteem. Microbiële stoffen kunnen worden toegediend aan de zaden, grond, stekken, zaailingen of volwassen/volwassen planten.

Enkele toepassingsmethoden zijn:

• Zaadbehandeling: het microbiële biopesticide wordt op zaden aangebracht voor het zaaien. Het voorkomt dat ziekteverwekkers de wortels koloniseren en beschermt het gewas in de vroege stadia. U kunt de zaden in de microbe dompelen of ermee besproeien.
• Zaailingen dippen: U kunt zaailingen of wortels van zaailingen onderdompelen in een mengsel dat het microbiële product bevat.
• Bodemtoepassing: het microbiële biopesticide kan direct in de grond worden aangebracht om bodemgebonden ziekten en wortelplagen te bestrijden. U kunt het product in de grond verwerken zoals het is (bijvoorbeeld korrels) of eerst met water mengen.
• Toepassing van bladspray: het product wordt direct op de bladeren van de plant gespoten, gericht op bladziekten en plagen die zich voeden met de bovenste delen van de plant. Bij deze methode moet u letten op omgevingsomstandigheden, zoals regen, UV-straling en temperatuur, die de werkzaamheid van een product aanzienlijk kunnen beïnvloeden.

De kloof overbruggen: microbiële biopesticiden en duurzame landbouw

Groene chemie verbinden met duurzame ontwikkeling

Microbiële biopesticiden worden gemaakt van natuurlijk voorkomende micro-organismen. Hun gerichte werking maakt ze veiliger voor nuttige organismen en biodiversiteit, terwijl hun snelle afbraak in het milieu langdurige bodem- en waterverontreiniging voorkomt. Door de gezondheid van de bodem te verbeteren en de biodiversiteit te behouden, dragen microbiële biopesticiden bij aan duurzamere landbouwpraktijken. Het integreren van deze microbiële biopesticiden in landbouwsystemen ondersteunt duurzame voedselproductie en zorgt voor een gezonder ecosysteem.

Biopesticiden in geïntegreerd plaagbeheer (IPM)

Het lage risico en de effectiviteit van microbiële biopesticiden maken ze een waardevol element om op te nemen in IPM-programma's. Ze zijn compatibel met veel andere biologische producten, waaronder macrobiologie zoals roofdieren, en ze presteren nog beter in combinatie met scouting- en monitoringmethoden. Het gebruik van microbiële producten in IPM kan helpen de afhankelijkheid van chemische pesticiden te verminderen en boeren kunnen op die manier productievere en ecologisch duurzamere landbouwsystemen opzetten, wat voedselzekerheid en de gezondheid van het ecosysteem waarborgt.

Uitdagingen en toekomstige vooruitzichten van biopesticiden

De adoptie van biopesticiden kent uitdagingen zoals een beperkte houdbaarheid of wisselende werkzaamheid vanwege omgevingsomstandigheden. Bovendien kan een gebrek aan bewustzijn onder boeren het wijdverbreide gebruik ervan belemmeren. Echter, lopend onderzoek richt zich altijd op het verbeteren van de stabiliteit en werkzaamheid van biopesticiden. Verwacht wordt dat technologische vooruitgang op dit gebied de huidige beperkingen zal overwinnen.

Gemakkelijkere toegang tot informatie en meer kennis over biopesticiden kunnen de acceptatie verder stimuleren, waardoor biologische gewasbeschermingsmiddelen een fundamenteel onderdeel van duurzame landbouw worden. Hulpmiddelen zoals de CABI BioProtection Portal  het bewustzijn vergroten en het gebruik van biologische bestrijdings- en biologische pesticidenproducten vergemakkelijken door gratis toegang te bieden tot informatie over geregistreerde producten en door boeren educatieve content aan te bieden over duurzame ongediertebestrijdingspraktijken.

Voor de volgende stap, bekijk onze blog:

• Het selecteren van het juiste biopesticide of biologische bestrijdingsproduct voor uw behoeften