Jaké škody způsobují plevele zemědělství?

Škůdci ovlivňující plodiny, lesnictví a ekosystémy po celém světě

Od domestikace před asi 10 10 lety byly plodiny ohrožovány řadou škůdců, což způsobilo ztráty na plodinách, které často způsobují hladomor a sociální napětí. V průměru 28 až XNUMX procent plodin je kvůli škůdcům při pěstování vyplýtváno na celém světě (Savary et al., 2019). K dalším ztrátám dochází po sklizni, přičemž situace je nejhorší v rozvojových zemích. Kromě ztrát na úrodě může navíc přítomnost mykotoxinů (toxinů produkovaných houbami) v potravinách a krmivech představovat vážnou hrozbu pro zdraví lidí a zvířat (Magan, Medina a Aldred, 2011; Van Der Fels-Klerx, Liu a Battilani , 2016).

Historické i současné příklady jasně ukazují, jak obrovské škody mohou být způsobeny při výskytu škůdců.

Dva klasické příklady hmyzích škůdců demonstrují ekonomické a sociální náklady způsobené expanzí invazních druhů. Jedním z nich je invaze révokazu (Daktulosphaira vitifoliae) do evropských vinic a jejich ničení v druhé polovině devatenáctého století, a druhým příkladem je mandelinka bramborová (Leptinotarsa ​​decemlineata) ve dvacátém století, který rychle osídlil bramborová pole. Oba tito škůdci pocházejí ze Spojených států. V poslední době se v důsledku měnící se populační dynamiky objevilo několik druhů hmyzu ze Severní Ameriky, o nichž dříve nebylo známo, že by byly vážně zamořeny, jako škůdci ničící lesy. Patří mezi ně: hadí můra osika (Phyllocnistis populiella), můra vrbového listu (Micrurapteryx salicifoliella) a můra (Nepytia janetae). Od počátku 1990. let zničily miliony hektarů osikových, vrbových a jedlově smrkových lesů (Bebber, Ramotowski a Gurr, 2013). Mezi další původní druhy, které se staly škůdci, patří borovička jižní a borievka horská (Dendroctonus frontalis и Dendroctonus ponderosae), stejně jako brouk borový (Dendroctonus rufipennis), které se v poslední době široce rozšířily a infikovaly komerčně cenné borovice a smrky (Anderegg, Kane a Anderegg, 2013; Bebber, Ramotowski a Gurr, 2013).

Klasické příklady škod způsobených chorobami na plodinách a lesních plodinách zahrnují masivní hladomor v Irsku ve 1840. letech XNUMX. století způsobený ztrátou úrody brambor v důsledku Phytophthora infestans, epidemie kávové rzi na Cejlonu v 1860. letech XNUMX. století způsobená Hemileia vastatrix, a velký bengálský hladomor v roce 1943 způsobený Helminthosporium oryzae (Schumann, 1991). Dalším důležitým příkladem, na který by se nemělo zapomínat, je zničení kaštanu amerického (Castanea dentata) fytopatogenní houba Cryphonectria parasitica: Do 1950. let 80. století uhynulo 1991 procent kaštanů (Schumann, XNUMX), což vážně ovlivnilo krajinu v celé zemi. Hrozba nezmizela. Nyní se šíří nové a nebezpečnější kmeny rzi Puccinia graminis (Saunders, Pretorius a Hovmøller, 2019) a Puccinia striiformis (Liu et al., 2017) a novou invazivní linii Phytophthora infestans rychle nahradil jiné genotypy plísně pozdní (Cooke et al., 2012). Náhlý úbytek olivovníků způsobený Xylella fastidiosa subsp. pauca, která zničila miliony olivovníků v Apulii (Itálie) a která ohrožuje i další evropské a středomořské země, je příkladem toho, jak může patogen ovlivnit plodiny a krajinu regionu (Sicard et al., 2018; Schneider et al., 2020). V Kalifornii a Oregonu ve Spojených státech amerických, stejně jako v jiných oblastech, houba Phytophthora ramorum, která způsobuje náhlé odumírání dubů, představuje hrozbu pro lesní ekosystémy (Rizzo, Garbelotto a Hansen, 2005), zatímco jiné druhy Phytophthora, Jako P. kernoviae и P. agathidicida, poškozují ikonické a kulturně významné stromy kauri na Novém Zélandu (Scott a Williams, 2014) a P. pinifolia poškozuje lesy v Chile (Duran et al., 2008).

Kromě hmyzu a patogenů mohou vážné škody způsobit i háďátka. Podle Williamsona a Gleasona (2003) patří hlístice mezi nejhojnější organismy na planetě a ovlivňují všechny ekosystémy. Většina z nich žije volně a je neškodná pro rostliny, jako jsou háďátka, která se živí mikroorganismy, jako jsou bakterie, ale malý počet druhů háďátek jsou obligátní rostlinní parazité a některé z těchto rostlinných parazitických háďátek mohou představovat vážnou hrozbu pro řízené i neřízené. ekosystémy. V zemědělství do skupiny hlístic, které způsobují největší ekonomické škody, patří přisedlí endoparaziti, včetně rodů heteroderní и balón (oba rody jsou cystotvorná), stejně jako rod Meloidogyn (háďátka s kořenovými uzly). V lesnictví vadnou jehličnany onemocnění způsobené Bursaphelenchus xylophilus (háďátko borovicové), je jednou z nejničivějších invazivních chorob postihujících borovice (Pinus spp.) a mají významný dopad na přírodní ekosystémy v Africe, Severní Americe, Asii a Evropě (CABI, 2021a). Toto háďátko způsobuje zvláště vážné škody ve východní Asii, včetně Číny, Japonska a Korejské republiky (Ikegami a Jenkins, 2018).

Konečně, některé druhy rostlin jsou samy o sobě škůdci. Plevele jsou „nežádoucí rostliny“ v zemědělství, zahradnictví, lesnictví a neobhospodařovaných ekosystémech (Juroszek a von Tiedemann, 2013a; Korres et al., 2016; Wan a Wang, 2019). Proto je plevel nebo plevel rostlina rostoucí na nesprávném místě a/nebo ve špatnou dobu. Plevele mají řadu vlastností, které mohou být prospěšné. Některé druhy plevelů mohou být prospěšné pro ekosystém, například tím, že poskytují potravu pro opylovače, jako jsou včely, vytvářejí stanoviště pro mnoho užitečných organismů a pokrývají půdu, čímž snižují erozi půdy. Mohou být také prvními rostlinami, které kolonizují poškozené půdy nebo ekosystémy (například po požárech, sesuvech půdy), zpevňují břehy řek a písečné duny. Navíc to mohou být tradiční léčivé rostliny. Na druhou stranu plevel může svým pylem způsobit kontaktní dermatitidu nebo alergické reakce a může být pro hospodářská zvířata toxické (Ziska, Epstein a Schlesinger, 2009). Mohou mít také negativní dopad tam, kde jejich přítomnost není žádoucí. Mnoho plevelů má odolnost vůči různým environmentálním stresům, stejně jako vysokou úroveň fenotypové plasticity a evolučního potenciálu (Clements a DiTommaso, 2011), díky čemuž jsou extrémně konkurenceschopné ve srovnání s plodinami, které byly vyšlechtěny pro uniformitu. Z tohoto důvodu mohou plevele způsobit velké ztráty na množství i kvalitě plodin a dalších rostlin a stanovišť, protože soutěží o podzemní (např. voda a živiny) a nadzemní (např. světlo) zdroje (Karnakakis et al., 2018; Naidu, 2015; Peters, Breitsameter a Gerowitt, 2014; Ramesh et al., 2017). Například je nemožné pěstovat mrkev bez kontroly plevele (Daucus carota) i na osobním pozemku, protože sazenice mrkve mají špatnou konkurenceschopnost.