Progress in Plant Protection

Mechaniczne i biologiczne metody ochrony roślin przed agrofagami w kontekście strategii Europejskiego Zielonego Ładu
Mechanical and biological methods of plant protection against agrophages in the context of the European Green Deal strategy

Krzysztof Kapela, e-mail: krzysztof.kapela@uws.edu.pl

Uniwersytet w Siedlcach, Wydział Nauk Rolniczych, Instytut Rolnictwa i Ogrodnictwa, Bolesława Prusa 14, 08-110 Siedlce, Polska

Anna Majchrowska-Safaryan, e-mail: anna.majchrowska-safaryan@uph.edu.pl

Uniwersytet w Siedlcach, Wydział Nauk Rolniczych, Instytut Rolnictwa i Ogrodnictwa, Bolesława Prusa 14, 08-110 Siedlce, Polska
Abstract

Intensywny rozwój rolnictwa w Europie spowodował, iż obecnie wszystkie kraje członkowskie Unii Europejskiej odczuwają w coraz więk­szym stopniu jego negatywne konsekwencje, takie jak wyczerpywanie się zasobów naturalnych, zwiększoną erozję i utratę naturalnej żyzności gleb, wzrost znaczenia nowych chorób i szkodników, niedobory wody, ograniczenie produkcji biomasy i spadek różnorodności biologicznej organizmów. W kontekście wspólnej polityki rolnej, a także potrzeby ograniczenia stosowania chemicznej ochrony upraw rolniczych, metody agrotechniczne, a także mechaniczne i biologiczne zyskują na znaczeniu. Mechaniczne metody ochrony roślin przed agrofagami polegają głównie na mechanicznym niszczeniu zagrożeń lub niedopuszczeniu ich do roślin na polu czy płodów rolnych przechowywanych w magazynie. Natomiast w metodach biologicznych wykorzystuje się wirusy, mikroorganizmy i makroorganizmy do zwalczania agrofagów jako alternatywę dla chemicznej ochrony roślin. W niniejszej publikacji przedstawiono wybrane, dostępne metody mechaniczne i biologiczne pozwalające na minimalizację chemizacji rolnictwa.

 

The intensive development of agriculture in Europe has caused that all European Union member states are currently increasingly expe­riencing negative consequences such as depletion of natural resources, increased erosion and loss of natural soil fertility, increased importance of new diseases and pests, water shortages, reduced biomass production and decreased biodiversity of organisms. In the context of the common agricultural policy, as well as the need to limit the use of chemical protection of agricultural crops, agrotechnical and also mechanical and biological methods are gaining in importance. Mechanical methods of protecting plants against pests main­ly consist in mechanical destruction of threats or preventing them from reaching plants in the field or agricultural products stored in storage. Biological methods, on the other hand, use viruses, microorganisms and macroorganisms to combat pests as an alternative to chemical plant protection. This publication presents available mechanical and biological methods that allow for minimizing the use of chemicals in agriculture.

Key words
Europejski Zielony Ład; metody mechaniczne; metody biologiczne; integrowana ochrona roślin; European Green Deal; mechanical methods; biological methods; integrated plant protection
References

Arthurs S., Dara S.K. 2018. Microbial biopesticides for invertebrate pests and their markets in the United States. Journal of Inver­tebrate Pathology 165: 13–21. DOI: 10.1016/j.jip.2018.01.008

 

Ayilara M.S., Adeleke B.S., Babalola O.O. 2022. Bioprospecting and challenges of plant microbiome research for sustainable agri­culture, a review on soybean endophytic bacteria. Microbial Ecology 85 (3): 1113–1135. DOI: 10.1007/s00248-022-02136-z

 

Baker B.P., Green T.A., Loker A.J. 2020. Biological control and Integrated Pest Management in organic and conventional systems. Biological Control 140 (5): 104095. DOI: 10.1016/j.biocontrol.2019.104095

 

Bałazy S. 2000. Zróżnicowanie grup funkcjonalnych grzybów entomopatogenicznych. [Functional differentiation of entomopatho­genic fungi]. Biotechnologia 3 (50): 11–32.

 

Berini F., Katz C., Gruzdev N., Casartelli M., Tettamanti G. 2018. Microbial and viral chitinases: Attractive biopesticides for inte­grated pest management. Biotechnology Advances 36 (3): 818–838. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2018.01.002

 

Boell 2020. Pobrane z: https://pl.boell.org/pl/2020/05/07/zielony-lad-szansa-dla-polskich-rolnikow-zapewnia-komisarz-janusz-wojciechowski

 

Boguś M.I. 2000. Grzyby patogenne jako źródło insektycydów. [Pathogenic fungi as a source of insecticides]. Biotechnologia 3 (50): 33–46.

 

Borges S., Alkassab A.T., Collison E., Hinarejos S., Jones B., McVey E. 2021. Overview of the testing and assessment of effects of microbial pesticides on bees: strengths, challenges and perspectives. Apidologie 52: 1256–1277. DOI: 10.1007/s13592-021- 00900-7

 

Chang J.H., Choi J.Y., Jin B.R., Roh J.Y., Olszewski J.A., Seo S.J. 2003. An improved baculovirus insecticide producing occlusion bodies that contain Bacillus thuringiensis insect toxin. Journal of Invertebrate Pathology 84 (1): 30–37. DOI: 10.1016/S0022- 2011(03)00121-6

 

Ciepiel J. 2023. Rodzaje produktów mikrobiologicznych stosowanych w rolnictwie. s. 6–11. W: Poradnik Preparaty mikrobiolo­giczne dla roślin rolniczych. Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa, Puławy, 56 ss. ISBN 978-83-7562-406-9. DOI: 10.26114/por.iung.2023.12.01

 

Czerko Z., Goliszewski W., Jankowska J., Lutomirska B., Nowacki W., Trawczyński C., Zarzyńska K. 2020. Metodyka integrowa­nej produkcji ziemniaków. Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Oddział w Jadwisinie, 41 ss.

 

Dara S.K. 2017. Insect resistance to biopesticides. University of California Agriculture and Natural Resources. eJournal Strawber­ries and Vegetables. https://ucanr.edu/blogs/blogcore/postdetail.cfm?postnum=25819

 

De Oliveira J.L., Fraceto L.F., Bravo A., Polanczyk R.A. 2021. Encapsulation strategies for Bacillus thuringiensis: from now to the future. Journal of Agricultural and Food Chemistry 69 (16): 4564–4577. DOI: 10.1021/acs.jafc.0c07118

 

EC 2023. European Commission (EC). Search Active Substances, Safeners and Synergists. Available online: https://ec.europa.eu/ food/plant/pesticides/eu-pesticides-database/start/screen/active-substances [dostęp: 22.06.2023].

 

Europejski Zielony Ład (European Green Deal, COM(2019) 640) 2019. Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady Europejskiej, Rady, Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów. online: https://eur-lex.europa.eu/resource. html?uri=cellar:b828d165-1c22-11ea-8c1f-01aa75ed71a1.0016.02/DOC_1&format=PDF

 

Europejski Zielony Ład 2021. Pobrane z: https://www.consilium.europa.eu/pl/policies/green-deal/ [dostęp: 06.06.2021].

 

Farmer 2023. https://www.farmer.pl/produkcja-roslinna/ochrona-roslin/piorin-zatrzymano-2040-ton-nielegalnych-pestycydow, 137760.html

 

Fenibo E.O., Grace N.I., Matambo T. 2021. Biopesticides in sustainable agriculture: a critical sustainable development driver governed by green chemistry principles. Frontiers in Sustainable Food Systems 5: 619058. DOI: 10.3389/fsufs.2021.619058

 

Fenibo E.O., Grace N.I., Weiz N., Tonderayi M. 2022. The potential and green chemistry attributes of biopesticides for sustainable agriculture. Sustainability 14 (21): 14417. DOI: 10.3390/su142114417

 

García M.G., Sánchez J.I.L., Bravo K.A.S., Cabal M.D.C., Pérez-Santín E. 2022. Review: Presence, distribution and current pesticides used in Spanish agricultural practices. Science of the Total Environment 1 (845): 157291. DOI: 10.1016/j.scito­tenv.2022.157291

 

Ginter A. 2021. Małe gospodarstwa rolne wobec wyzwań zrównoważonego rozwoju i Zielonego Ładu. Monografia. Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczo-Humanistycznego w Siedlcach, 174 ss. ISBN 978-83-66541-76-4.

 

Godyń A., Rabcewicz J. 2022. Poradnik użytkowania sprzętu do ochrony roślin metodami niechemicznymi. Wydanie II. Instytut Ogrodnictwa – Państwowy Instytut Badawczy, Skierniewice, 55 ss. ISBN 978-83-67039-09-3.

 

GUS 2023. Rocznik Statystyczny Rolnictwa. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa. file:///C:/Users/Ania/Downloads/rocznik_ statystyczny_rolnictwa_2023%20(2).pdf

 

Hamid B., Zaman M., Farooq S., Fatima S., Sayyed R.Z., Baba Z.A., Sheikh T.A., Reddy M.S., Enshasy H.E., Gafur A., Suriani N.L. 2021. Bacterial plant biostimulants: a sustainable way towards improving growth, productivity, and health of crops. Su­stainability 13 (5): 2856. DOI: 10.3390/su13052856

 

Harish S., Murugan M., Kannan M., Parthasarathy S., Prabhukarthikeyan S., Elango K. 2021. Entomopathogenic viruses. s. 1–57. W: Microbial Approaches for Insect Pest Management (Omkar, red.). Springer, New York, NY, 446 ss. DOI: 10.1007/978-981- 16-3595-3

 

He D.C., He M.H., Amalin D.M., Liu W., Alvindia D.G., Zhan J. 2021. Biological control of plant diseases: an evolutionary and eco-economic consideration. Pathogens 10 (10): 1311. DOI: 10.3390/pathogens10101311

 

Helepciuc F.E., Todor A. 2022. Improving the authorization of microbial biological control products (MBCP) in the European Union within the EU Green Deal framework. Agronomy 12 (5): 1218. DOI: 10.3390/agronomy12051218

 

Holka M., Kowalska J. 2023. The potential of adjuvants used with microbiological control of insect pests with emphasis on organic farming. Agriculture 13 (9): 1659. DOI: 10.3390/agriculture13091659

 

https://www.gov.pl/web/rolnictwo/wyszukiwarka-srodkow-ochrony-roslin

 

Hummadi E.H., Dearden A., Generalovic T., Clunie B., Harrott A., Cetin Y. 2021. Volatile organic compounds of Metarhizium brunneum influence the efficacy of entomopathogenic nematodes in insect control. Biological Control 155: 104527. DOI: 10.1016/j.biocontrol.2020.104527

 

Kalyabina V.P., Esimbekova E.N., Kopylova K.V., Kratasyuk V.A. 2021. Pesticides: formulants, distribution pathways and effects on human health – a review. Toxicology Report 8: 1179–1192. DOI: 10.1016/j.toxrep.2021.06.004

 

KE 2023. European Commission (EC). Directive 2009/128/EC of the European Parliament and of the Council of 21 October 2009 Establishing a Framework for Community Action to Achieve the Sustainable Use of Pesticides. Available online: http://data. europa.eu/eli/dir/2009/128/oj [dostęp: 22.06.2023].

 

Komisja Europejska 2020a. Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady, Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Spo­łecznego i Komitetu Regionów Unijna Strategia na rzecz bioróżnorodności 2030 Przywracanie przyrody do naszego życia. Bruksela, 20.05.2020. COM(2020) 380 final.

 

Komisja Europejska 2020b. Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady, Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Spo­łecznego i Komitetu Regionów Strategia „od pola do stołu” na rzecz sprawiedliwego, zdrowego i przyjaznego dla środowiska systemu żywnościowego. Bruksela, 20.05.2020. COM(2020) 381 final.

 

Kowalska J., Tyburski J., Matysiak K., Tylkowski B., Malusá E. 2020. Field exploitation of multiple functions of beneficial micro­organisms for plant nutrition and protection: real possibility or just a hope? Frontiers in Microbiology 11: 1904. DOI: 10.3389/ fmicb.2020.01904

 

Kumar J., Ramlal A., Mallick D., Mishra V. 2021. An overview of some biopesticides and their importance in plant protection for commercial acceptance. Plants 10 (6): 1185. DOI: 10.3390/plants10061185

 

Kuźmiar A., Włodarczyk K., Gromadzka P., Siara A., Wolińska A. 2021. Aktualny stan wiedzy na temat biopreparatów stosowa­nych w rolnictwie. Wydawnictwo KUL, Lublin, 32 ss. ISBN 978-83-8061-964-7.

 

Łabanowski G. (red.). 2014. Metodyka integrowanej ochrony roślin ozdobnych w ogrodach przydomowych. Instytut Ogrodnictwa, Skierniewice, 115 ss.

 

Majchrowska-Safaryan A., Tkaczuk C., Baj-Wójtowicz B. 2023. Występowanie grzybów entomopatogenicznych w glebach sie­dlisk o zróżnicowanym użytkowaniu. Agronomy Science 78 (1): 5–18. DOI: 10.24326/as.2023.4956

 

Majchrowska-Safaryan A., Tkaczuk C., Wrzosek M. 2024. The effect of humic substances on the colony growth and conidial germination of entomopathogenic fungi from the genus Metarhizium. Sustainability 16 (9): 3616. DOI: 10.3390/su16093616

 

Malinowska E., Jankowski K., Wyrębek H., Truba M. 2015. Struktura sprzedaży i zużycia środków ochrony roślin w Polsce w latach 2000–2012. [Sale and use structure of plant protection products in Poland in the years 2000–2012]. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczo-Humanistycznego w Siedlcach 104: 173–185.

 

Michalak D., Rydz-Żbikowska A. 2022. Jakie działania są niezbędne dla sprostania wyzwaniom Zielonego Ładu i uczynienia go szansą dla polskiego rolnictwa? https://www.press.uni.lodz.pl/index.php/wul/catalog/download/501/2363/1188?inline=1

 

Miniewska M. 2016. Integrowana ochrona roślin. Dolnośląski Ośrodek Doradztwa Rolniczego we Wrocławiu, 20 ss.

 

MRiRW 2023. Ministry of Agriculture and Rural Development. Register of Plant Protection Products. Available online: https:// www.gov.pl/web/rolnictwo/rejestr-rodkow-ochrony-roslin [dostęp: 22.06.2023].

 

Ojuederie O.B., Chukwuneme C.F., Olanrewaju O.S., Ayilara M., Adegboyega T.T., Babalola O.O. 2021. Contribution of mi­crobial inoculants in sustainable maintenance of human health, including test methods and evaluation of safety of micro­bial pesticide microorganisms. Chapter 10. W: Biopesticides: Botanicals and Microorganisms for Improving Agriculture and Human Health (T.O. Adejumo, R.T. Voegele, red.). Cuvillier Verlag, Göttingen, Germany, 283 ss.

 

Oszust K., Pylak M., Frąc M. 2021. Trichoderma-based biopreparation with perbiotics supplementation for the naturalization of raspberry plant rhizosphere. International Journal of Molecular Sciences 22 (12): 6356. DOI: 10.3390/ijms22126356

 

Pathak V.M., Verma V.K., Rawat B.S., Kaur B., Babu N., Sharma A., Dewali S., Yadav M., Kumari R., Singh S., Mohapatra A., Pan­dey V., Rana N., Cunill J.M. 2022. Current status of pesticide effects on environment, human health and it’s eco-friendly mana­gement as bioremediation: A comprehensive review. Frontiers in Microbiology 13: 962619. DOI: 10.3389/fmicb.2022.962619

 

Piszczek J., Strażyński P., Mrówczyński M. (red). 2018. Metodyka integrowanej ochrony buraka cukrowego i pastewnego dla do­radców. Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Poznań, 184 ss. ISBN 978-83-64655-44-9.

 

Piwowar P. 2012. Postęp w dziedzinie chemicznej ochrony roślin w Polsce i jego determinanty. Zeszyty Naukowe Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie 12 (1): 138–147. DOI: 10.22630/PRS.2012.12.1.13

 

Pruszyński S. (red.). 2016. Metody ochrony w integrowanej ochronie roślin. Centrum Doradztwa Rolniczego w Brwinowie, Od­dział w Poznaniu, 150 ss. ISBN 978-83-60232-80-4.

 

Przybył J., Kowalik I. 2012. Mechaniczna pielęgnacja plantacji buraków cukrowych. [Mechanical weed control of sugar beet]. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering 57 (4): 68–72.

 

Rani L., Thapa K., Kanojia N., Sharma N., Singh S., Grewal A.S., Srivastav A.L., Kaushal J. 2021. An extensive review on the consequences of chemical pesticides on human health and environment. Journal of Cleaner Production 283: 124657. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.124657

 

Raport 2021. Wpływ Europejskiego Zielonego Ładu na polskie rolnictwo. Konsorcjum autorów: Instytut Rozwoju Wsi i Rolnic­twa Polskiej Akademii Nauk (IRWiR PAN) – lider konsorcjum, Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy (IUNG – PIB), Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu (UPP). https://www.irwirpan.waw.pl/dir_upload/site/ files/IRWiR_PAN/RAPORT.pdf

 

Ruiu L. 2018. Microbial biopesticides in agroecosystems. Agronomy 8 (11): 235. DOI: 10.3390/agronomy8110235

 

Runge T., Latacz-Lohmann U., Schaller L., Todorova K., Daugbjerg C., Termansen M., Liira J., Le Gloux F., Dupraz P., Leppa­nen J. 2022. Implementation of eco-schemes in fifteen European Union Member States. EuroChoices 21 (2): 19–27. DOI: 10.1111/1746-692X.12352

 

Samada L.H., Tambunan U.S.F. 2020. Biopesticides as promising alternatives to chemical pesticides: a review of their current and future status. OnLine Journal of Biological Sciences 20 (2): 66–76. DOI: 10.3844/ojbsci.2020.66.76

 

Silva V., Mol H.G., Zomer P., Tienstra M., Ritsema C.J., Geissen V. 2019. Pesticide residues in European agricultural soils – A hidden reality unfolded. Science of The Total Environment 653: 1532–1545. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.10.441

 

Sosnowska D. 2018. Konserwacyjna metoda biologiczna wsparciem integrowanej ochrony roślin i rolnictwa ekologicznego. [The contribution of conservation biological control method to integrated plant protection and organic farming]. Progress in Plant Protection 58 (4): 288–293. DOI: 10.14199/ppp-2018-040

 

Sosnowska D. 2019. Grzyby pasożytnicze i antagonistyczne w biologicznej ochronie roślin w Polsce. [Parasitic and antagonistic fungi in biological plant protection in Poland]. Progress in Plant Protection 59 (4): 223–231. DOI: 10.14199/ppp-2019-029

 

Sporleder M., Lacey L.A. 2021. Biopesticides. s. 463–497. W: Insect Pests of Potato: Global Perspectives on Biology and Mana­gement (P. Giordanengo, C. Vincent, A. Alyokhin, red.). Elsevier, Oxford, UK. DOI: 10.1016/b978-0-12-386895-4.00016-8

 

Šunjka D., Špela M. 2022. An alternative source of biopesticides and improvement in their formulation – recent advances. Plants 11 (22): 3172. DOI: 10.3390/plants11223172

 

Tkaczuk C. 2008. Występowanie i potencjał infekcyjny grzybów owadobójczych w glebach agrocenoz i środowisk seminatural­nych w krajobrazie rolniczym. [Occurrence and infective potential of entomopathogenic fungi in the soils of agrocenoses and semi-natural habitats in agricultural landscape]. Rozprawa naukowa nr 94. Wydawnictwo Akademii Podlaskiej, Siedlce, 160 ss.

 

Tkaczuk C., Majchrowska-Safaryan A., Harasimiuk M. 2016. Występowanie oraz potencjał infekcyjny grzybów entomopatoge­nicznych w glebach z pól uprawnych, łąk i siedlisk leśnych. [The occurrence and infective potential of entomopathogenic fungi in the soil of arable fields, meadows and forest habitats]. Progress in Plant Protection 56 (1): 5–11. DOI: 10.14199/ppp-2016- 001

 

Toader G., Chiurciu V., Maierean N., Sevciuc P., Burnichi V.F.F., Trifan D., Rîșnoveanu L., Cătălin-Ionuț E., Toader E.V., Ilie L. 2020. Economic advantages of using bacterial biopreparations in agricultural crops. s. 230–237. W: Agrarian Economy and Rural Development – Realities and Perspectives for Romania. International Symposium, 11th Edition. The Research Institute for Agricultural Economy and Rural Development (ICEADR), Bucharest.

 

Tomalak M. 2010. Rynek biologicznych środków ochrony roślin i przepisy legislacyjne. [Market for biological control agents and their legal regulation]. Progress in Plant Protection 50 (3): 1053–1063.

 

Wasilewska-Nascimento B. 2021. Niedoceniony potencjał grzybów owadobójczych w uprawie ziemniaka. [The underestimated potential of entomopathogenic fungi in potato cultivation]. Ziemniak Polski 31 (4): 40–48.

 

Woodrow J.E., Gibson K.A., Seiber J.N. 2018. Pesticides and related toxicants in the atmosphere. Reviews of Environmental Con­tamination and Toxicology 247: 147–196. DOI: 10.1007/398_2018_19

 

Wrzaszcz W., Prandecki K. 2020. Agriculture and the European Green Deal. Zagadnienia Ekonomiki Rolnej/Problems of Agricul­tural Economics 365 (4): 156–179. DOI: 10.30858/zer/131841

 

Zhang W.J., van der Werf W., Pang Y. 2011. A simulation model for vegetable-insect pest-insect nucleopolyhedrovirus epidemic system. Journal of Environmental Entomology 33 (3): 283–301.

 

ZPP 2023. https://zpp.net.pl/wp-content/uploads/2023/04/17.04.2023-Stanowisko-ZPP-Redukcja-zuzycia-srodkow-ochrony-roslin-zagrozeniem-dla-polskiej-gospodarki-rolnej.pdf

Progress in Plant Protection (2024) 64: 135-144
First published on-line: 2024-09-10 12:32:54
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2024-013
Full text (.PDF) BibTeX Mendeley Back to list