Αξιολόγηση του thiamethoxam για την αντιμετώπιση εντόμων αποθηκευμένων γεωργικών προϊόντων και τροφίμων
Authors: Τσαγανού Φωτούλα 
Published: January 2022

Θέμα της διδακτορικής διατριβής ήταν η αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της δραστικής ουσίας (δ.ο.) thiamethoxam, ενός νεονικοτινοειδούς δεύτερης γενιάς, για την αντιμετώπιση των κυριότερων κολεοπτέρων εντόμων αποθηκευμένων γεωργικών προϊόντων, από τη στιγμή που για τη συγκεκριμένη δραστική δεν υπάρχουν αρκετά διαθέσιμα πειραματικά δεδομένα και αποτελέσματα. Η διατριβή αποτελείται από δύο μέρη. Στο εισαγωγικό μέρος παρουσιάζεται ο προβληματισμός που υπάρχει γύρω από την αποθήκευση των γεωργικών προϊόντων, αναλύοντας τόσο τα έντομα που ευθύνονται για το πρόβλημα αυτό, όσο και τις μεθόδους που υπάρχουν για την αντιμετώπισή τους. Επιπρόσθετα, δίνονται πληροφορίες για τα κυριότερα έντομα που χρησιμοποιήθηκαν στις βιοδοκιμές. Κατόπιν γίνεται μια παρουσίαση των νεονικοτινοειδών εντομοκτόνων, με αναφορά στον τρόπο δράσης τους, στα χαρακτηριστικά τους, με τελική κατάληξη την αναφορά στο thiamethoxam, που είναι και το θέμα της διατριβής, τη χρήση του, τις προοπτικές και τους περιορισμούς του στην Ελλάδα και στην Ευρώπη.Στο πειραματικό μέρος περιγράφονται οι διαδικασίες που πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Εντομολογίας και Γεωργικής Ζωολογίας του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, για την αξιολόγηση της δραστικής ουσίας thiamethoxam, γίνεται σχετική ανάλυση των αποτελεσμάτων, εξάγονται συμπεράσματα και γίνεται συζήτηση για αυτά και για την περαιτέρω έρευνα που μπορεί να γίνει μελλοντικά. Πιο συγκεκριμένα, ακολουθήθηκε μια σειρά από έξι (6) πειραματικές ενότητες με τη μέθοδο των εργαστηριακών βιοδοκιμών, όπου η εφαρμογή του thiamethoxam γινόταν απευθείας στο προϊόν ή σε επιφάνειες που προσομοίαζαν με τα υλικά αποθήκευσης για την αντιμετώπιση των ειδών εντόμων αποθηκών που εξετάσαμε. Επιπλέον αξιολογήθηκε η επίδραση ορισμένων βιοτικών (είδος δημητριακού και ποσοστό κάλυψής του με εντομοκτόνο) και αβιοτικών παραγόντων (θερμοκρασία και υγρασία) στην αποτελεσματικότητα του εντομοκτόνου.Αναφορικά με την πρώτη πειραματική ενότητα, το thiamethoxam αξιολογήθηκε σε διαφορετικές συγκεντρώσεις (0.01, 0.1, 0.5, 1, 2, 5 και 10 ppm, δηλ. mg δ.ο./kg δημητριακού) για την αντιμετώπιση των ακμαίων επτά κολεοπτέρων, εχθρών των αποθηκευμένων προϊόντων (Cryptolestes ferrugineus, Oryzaephilus surinamensis, Prostephanus truncatus, Rhyzopertha dominica, Sitophilus granarius, Sitophilus oryzae και Tribolium confusum). Η θνησιμότητα των ακμαίων καταγράφηκε μετά από 1, 2, 7, 14 και 21 ημέρες έκθεσης στο υπό εξέταση εντομοκτόνο με εφαρμογή του απευθείας στο δημητριακό. Μετά από 65 ημέρες από το τελευταίο χρονικό διάστημα έκθεσης έγινε καταμέτρηση του αριθμού των απογόνων. Σύμφωνα με τα αποτελέσματά μας, παρατηρήθηκε ότι με την αύξηση της συγκέντρωσης του εντομοκτόνου, υπήρξε ταυτόχρονη αύξηση στη θνησιμότητα όλων των ακμαίων εντόμων που συμμετείχαν στις βιοδοκιμές. Θέλοντας να παρουσιάσουμε μια αρχική κατάταξη ως προς την ευαισθησία των εντόμων στο thiamethoxam, από το πιο ευαίσθητο στο πιο ανθεκτικό, τα είδη μπορούν να καταταγούν ως εξής: P. truncatus >R. dominica = S. granarius = S. oryzae > T. confusum = O. surinamensis > C. ferrugineus. Η παραγωγή των απογόνων ήταν σημαντικά μειωμένη ιδιαίτερα στις υψηλές συγκεντρώσεις, όπου ήταν αμελητέα. Τα δεδομένα αυτής της ενότητας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον καθορισμό της δυναμικής του εντομοκτόνου αυτού να χρησιμοποιηθεί σαν προστατευτικό σπόρων, καθώς οι συγκεντρώσεις είναι αντίστοιχες με άλλα εντομοκτόνα που χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό σήμερα σε εμπορική κλίμακα.Η αποτελεσματικότητα του thiamethoxam αξιολογήθηκε και στη δεύτερη ενότητα, για την αντιμετώπιση των ακμαίων πέντε ειδών εντόμων, των R. dominica, S. oryzae, P. truncatus, O. surinamensis και T. confusum, εκθέτοντάς τα σε μια σειρά σύντομων εκθέσεων στο εντομοκτόνο. Με τις βιοδοκιμές αυτές, ο στόχος ήταν να μελετηθεί η ταχύτητα δράσης του εντομοκτόνου, μετά από σύντομες εκθέσεις. Τα ακμαία των ανωτέρω ειδών εκτέθηκαν σε σκληρό σιτάρι ή σε αραβόσιτο (στην περίπτωση του P. truncatus) στα οποία είχε εφαρμοστεί thiamethoxam σε διαφορετικές συγκεντρώσεις (0.1, 1 και 10 ppm), για χρονικά διαστήματα 0, 2, 4, 6, 8, 16, 40 και 72 ωρών, κατά τα οποία καταγράφηκε η άμεση θνησιμότητα. Στη συνέχεια τα ζώντα ακμαία μεταφέρθηκαν στα μη ψεκασμένα δημητριακά αντίστοιχα και η θνησιμότητά τους καταγράφηκε 7 ημέρες αργότερα (καθυστερημένη θνησιμότητα). Η παραγωγή των απογόνων κάθε είδους μετρήθηκε 65 ημέρες αργότερα. Ταυτόχρονα με τη θνησιμότητα γινόταν και καταγραφή των ατόμων που ήταν ακινητοποιημένα. Η άμεση θνησιμότητα ήταν χαμηλή σε όλες τις σύντομες εκθέσεις, με εξαίρεση αυτή της υψηλής συγκέντρωσης του εντομοκτόνου και μετά από διάστημα 72-96 ωρών. Στις συνθήκες αυτές, και κατά τη διάρκεια του διαστήματος αυτού, όλα τα ζώντα άτομα ήταν ακινητοποιημένα. Η καθυστερημένη θνησιμότητα αυξήθηκε περαιτέρω με την αύξηση της δόσης του εντομοκτόνου και την αρχική έκθεση, αλλά η άμεση κατάρριψη ήταν εξαιρετικά χαμηλή, με εξαίρεση το P. truncatus. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το O. surinamensis ήταν το λιγότερο ευαίσθητο είδος, ενώ το P. truncatus ήταν το πιο ευαίσθητο στο thiamethoxam. Τα ευρήματα δείχνουν ότι, παρόλη την αυξημένη θνησιμότητα που παρουσιάζεται, η ανάκαμψη των εντόμων μετά την άμεση κατάρριψη είναι πολύ πιθανή μετά από τις σύντομες εκθέσεις. Με τη λογική αυτή, στις μερικώς ψεκασμένες περιοχές στις οποίες εκτίθενται τα έντομα μόνο για σύντομα διαστήματα, μπορεί να μειωθεί η αποτελεσματικότητα του thiamethoxam.Στην τρίτη πειραματική ενότητα αξιολογήθηκε το thiamethoxam για την αποτελεσματικότητά του, κατά την εφαρμογή του με άνιση κατανομή, σε δύο είδη δημητριακού (σκληρό σιτάρι και ρύζι), στην αντιμετώπιση των R. dominica και S. oryzae. Ο σκοπός των βιοδοκιμών ήταν η αξιολόγηση της μερικής εφαρμογής του εντομοκτόνου στο δημητριακό, όπως επίσης και η ελάχιστη απαιτούμενη ποσότητα που χρειάζεται να εφαρμοστεί το εντομοκτόνο στο προϊόν, ώστε να διασφαλιστεί η αποτελεσματικότητά του. Η άνιση κατανομή πραγματοποιήθηκε με ανάμειξη του εντομοκτόνου στη μάζα του δημητριακού, χρησιμοποιώντας έξι διαφορετικές ποσοστιαίες αναλογίες ψεκασμένου και μη ψεκασμένου σπόρου δημητριακού (ποσοστό 0, 5, 10, 25, 50 και 100 % ψεκασμένου δημητριακού). Το thiamethoxam εφαρμόστηκε στους σπόρους σε δύο διαφορετικές δόσεις, 1 και 5 ppm. Η θνησιμότητα των ακμαίων των R. dominica και S. oryzae αξιολογήθηκε μετά από χρονικά διαστήματα 7 και 14 ημερών. Ανεξάρτητα από τη δόση του εντομοκτόνου που χρησιμοποιήθηκε, η θνησιμότητα των ακμαίων αυξήθηκε με την αύξηση, τόσο της ποσοστιαίας αναλογίας του ψεκασμένου σπόρου, όσο και με το χρόνο έκθεσης. Γενικά, το R. dominica αποδείχθηκε να είναι πιο ευαίσθητο συγκριτικά με το S. oryzae. Στο ρύζι, η θνησιμότητα των ακμαίων και στα δύο είδη, ήταν χαμηλότερη από ότι στο σιτάρι, ειδικά στo 1 ppm, ανεξάρτητα από την ποσοστιαία αναλογία εφαρμογής. Η αύξηση του ποσοστού της εφαρμογής με thiamethoxam στη μάζα των σπόρων είχε σαν αποτέλεσμα τη μείωση της παραγωγής απογόνων και στα δύο δημητριακά. Η παραγωγή απογόνων και των δύο ειδών σε ψεκασμένο σιτάρι και ρύζι ήταν σημαντικά χαμηλότερη από εκείνη στα φιαλίδια ελέγχου. Στo 1 ppm, δεν υπήρχε παραγωγή απογόνων στην εφαρμογή με ποσοστό 100% στο ρύζι. Στην υψηλότερη δόση, υπήρχε μηδενική παραγωγή απογόνων σε εφαρμογή της τάξης των 25, 50 και 100 % και στα δύο προϊόντα.Η εφαρμογή του thiamethoxam με άνιση κατανομή αξιολογήθηκε περαιτέρω για την αποτελεσματικότητά του στην τέταρτη πειραματική ενότητα, σε σκληρό σιτάρι για την αντιμετώπιση των R. dominica και S. oryzae. Η άνιση κατανομή έγινε πραγματοποιώντας στρώσεις ψεκασμένου δημητριακού με το εντομοκτόνο, μέσα σε πλαστικά φιαλίδια, με τέτοιο τρόπο ώστε να γίνει η δημιουργία έξι κατηγοριών ανάλογα με την ποσότητα της στρώσης του ψεκασμένου δημητριακού με thiamethoxam (χωρίς καθόλου εντομοκτόνο, πλήρης ψεκασμένη μάζα, ψεκασμένο το ανώτερο ή κατώτερο μέρος της μάζας του δημητριακού κατά το 1/8, ψεκασμένο το ανώτερο και το κατώτερο μέρος της μάζας του δημητριακού κατά το 1/8, δηλ. συνολικά το 1/4, ψεκασμένο το ανώτερο ή κατώτερο μέρος της μάζας του δημητριακού κατά το 1/4 και ψεκασμένο το ανώτερο ή κατώτερο μέρος της μάζας του δημητριακού κατά το 1/2). Ο παράγοντας του τρόπου της εισαγωγής των εντόμων αξιολογήθηκε πριν και μετά την τοποθέτηση του δημητριακού στα φιαλίδια, με στόχο την αξιολόγηση της μερικής εφαρμογής, καθώς και της ελάχιστης απαιτούμενης ποσότητας του προϊόντος στο οποίο έχει εφαρμοστεί το εντομοκτόνο και με το οποίο μπορεί να διασφαλιστεί η αποτελεσματικότητά του. Επίσης μια άλλη διαφοροποίηση έγινε ακολουθώντας την ίδια διαδικασία, με χρήση ψεκασμένης στρώσης είτε στο ανώτερο, είτε στο κατώτερο μέρος του δημητριακού στο φιαλίδιο (πάνω ή κάτω). Η θνησιμότητα καταγράφηκε μετά από 14 ημέρες, όπου όλα τα ακμαία απομακρύνθηκαν και μετά από 65 ημέρες μετρήθηκε η παραγωγή των απογόνων. Γενικά, η θνησιμότητα και των δύο εντόμων μειώθηκε με το μέγεθος της ψεκασμένης στρώσης στα φιαλίδια. Από τα είδη που εξετάστηκαν, η ευαισθησία των R. dominica και S. oryzae ήταν σχεδόν η ίδια σε όλες τις εφαρμογές. Επίσης, η θνησιμότητα ήταν χαμηλότερη όταν τα εκτεθειμένα ακμαία των R. dominica και S. oryzae είχαν τοποθετηθεί πριν την εισαγωγή του δημητριακού στα φιαλίδια. Η άνιση κατανομή του thiamethoxam σε στρώσεις του δημητριακού αποδείχθηκε αρκετά αποτελεσματική για την αντιμετώπιση των R. dominica και S. oryzae.Στην πέμπτη πειραματική ενότητα εξετάστηκε η επίδραση δύο αβιοτικών παραγόντων (της θερμοκρασίας και της σχετικής υγρασίας) στην αποτελεσματικότητα του thiamethoxam, για τρία είδη εντόμων αποθηκευμένων προϊόντων, των R. dominica, S. oryzae και T. confusum. Οι παράγοντες αυτοί που χαρακτηρίζουν κατά κάποιο τρόπο το περιβάλλον της αποθήκης επηρεάζουν σημαντικά τη δράση των εντομοκτόνων. Οι βιοδοκιμές πραγματοποιήθηκαν σε σκληρό σιτάρι, σε έξι συνδυασμούς από τρία επίπεδα θερμοκρασίας, 20, 25 και 30 oC και δύο επίπεδα σχετικής υγρασίας (Σ.Υ.), 55 και 75%. Το εντομοκτόνο δοκιμάστηκε σε τρεις διαφορετικές δόσεις (0.1, 1 και 5 ppm) και η θνησιμότητα των ακμαίων καταγράφηκε μετά από χρονικό διάστημα έκθεσης 7, 14 και 21 ημερών. Η παραγωγή απογόνων μετρήθηκε 65 ημέρες αργότερα. Η θνησιμότητα των ακμαίων των R. dominica και S. oryzae επηρεάστηκε από τις αλλαγές στη θερμοκρασία (αύξηση της θνησιμότητας με την αύξηση της θερμοκρασίας) ανεξάρτητα από το επίπεδο της σχετικής υγρασίας, σε όλες τις δόσεις του εντομοκτόνου που εξετάστηκαν και για όλα τα χρονικά διαστήματα. Για το R. dominica σημειώθηκε σημαντική επίδραση της υγρασίας στη χαμηλότερη δόση (0.1 ppm) στους 25 °C μετά από έκθεση 7 ημερών και στους 30 °C μετά από έκθεση 14 και 21 ημερών. Σύμφωνα με τα αποτελέσματά μας, το T. confusum βρέθηκε να είναι το λιγότερο ευαίσθητο από τα τρία έντομα που εξετάστηκαν, ανεξάρτητα από τους αβιοτικούς παράγοντες. Σε μια κατάταξη των εντόμων για την ευαισθησία τους στο εντομοκτόνο, από το πιο ευαίσθητο στο λιγότερο ευαίσθητο στο thiamethoxam, τα είδη κατατάσσονται ως: R. dominica >S. oryzae >T. confusum, χωρίς να γίνεται διάκριση στα επίπεδα της θερμοκρασίας ή της σχετικής υγρασίας.Στην έκτη ενότητα αξιολογήθηκε η τοξικότητα του thiamethoxam σε έξι διαφορετικές επιφάνειες (τσιμέντο, μέταλλο, ξύλο, λινό, πλαστικό και κεραμικό πλακίδιο), με σκοπό τη διερεύνηση της δυνατότητας χρήσης του σε διάφορες επιφάνειες που απαντώνται σε αποθηκευτικούς χώρους. Οι βιοδοκιμές έκθεσης στο εντομοκτόνο έγιναν για δύο συγκεντρώσεις, 0.05 and 0.1 mg/cm2 και εξετάστηκαν σε αυτές έξι είδη εντόμων αποθηκευμένων προϊόντων, τα S. granarius, S. oryzae, T. confusum, T. castaneum, C. ferrugineus και O. surinamensis. Η άμεση κατάρριψη των εντόμων καταγράφηκε μετά από έκθεση 1, 3 and 7 ημερών στην ψεκασμένη επιφάνεια, με βάση τον Σταθμισμένο Δείκτη Θνησιμότητας (Standardized Lethality Index). Σύμφωνα με τον Δείκτη αυτόν, οι μετρήσεις της άμεσης κατάρριψης διαβαθμιζόταν από το “0” έως το “4”, όπου το “0” αντιπροσώπευε τα ακμαία που κινούνταν κανονικά, και το “4” αντιπροσώπευε τα νεκρά ακμαία. Βασισμένοι στα αποτελέσματα, η άμεση κατάρριψη των εντόμων φαίνεται να οδηγεί στη θνησιμότητα παρά στην ανάκαμψή τους και η σειρά κατάταξης των εντόμων που εξετάστηκαν σύμφωνα με τη φθίνουσα ευαισθησία στο thiamethoxam είναι S. granarius ≥ S. oryzae > T. castaneum ≥ O. surinamenis ≥ C. ferrugineus ≥ T. confusum. Γενικά, από τις επιφάνειες που εξετάστηκαν, η αποτελεσματικότητα του thiamethoxam ήταν μικρότερη στη λινή, ξύλινη και τσιμεντένια επιφάνεια, συγκρινόμενη με τη μεταλλική και πλαστική επιφάνεια. Παρόλα αυτά σε εκθέσεις άνω των 7 ημερών, ο τύπος της επιφάνειας δεν είχε επίδραση στην αποτελεσματικότητα του thiamethoxam.Εν κατακλείδι και βασιζόμενοι στα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι το thiamethoxam έχει υψηλή αποτελεσματικότητα σ΄ ένα ευρύ φάσμα κολεοπτέρων εντόμων κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης των αγροτικών προϊόντων, η οποία δεν φαίνεται να επηρεάζεται ιδιαίτερα από ορισμένους από τους βιοτικούς και αβιοτικούς παράγοντες που εξετάσθηκαν.