INTRODUCERE
` reprezinta cea mai veche si totodata cea mai noua metoda de control al diferitelor populatii de insecte. Bacilii exista de mii de ani, evoluând în tulpini multiple.
Bacillus thuringiensis a fost folosit pentru prima data ca si insecticid biologic acum 21 de ani, când ABBOTT a lansat pe piata DiPel. Produsul a fost însa eclipsat de piretroide si alte insecticide chimice. Recent, fermierii au observat ca insecticidele chimice nu mai au aceeasi eficienta, desi pretul nu s-a schimbat. În consecinta, Bacillus thuringiensis are o noua sansa de a se afirma într-o agricultura ce se doreste a fi productiva, sigura si eficienta.
Laboratoarele ABBOTT sunt liderul mondial în cercetarea, dezvoltarea, formularea, comercializarea si aplicarea insecticidelor bazate pe Bacillus thuringiensis. Nici o alta companie nu are în spate evolutia plina de succes, cercetarile de pionierat si fondurile companiei ABBOTT.
Aceasta combinatie între experienta si dedicatie a propulsat compania ABBOTT în fruntea producatorilor de Bacillus thuringiensis. Exista motive suficiente pentru a sustine aceasta afirmatie: micile companii de biotehnologii nu au nici resursele si nici fondul de talent necesar pentru a sustine cercetarile continue si dezvoltarea, cu atât mai putin fermentarea controlata pe PC si capacitatile de evaluare a produselor biologice.
Implicarea în domeniul medicinei umane si producerea de echipamente si consumabile la cele mai ridicate standarde de calitate timp de mai multi ani a dus la crearea unui mediu de lucru cu accentul pus pe calitate. În consecinta, materialele ABBOTT pentru agricultura sunt produse cu aceeasi precizie ca si cele pentru medicina umana.
Datorita programelor noastre de cercetare a insecticidelor biologice s-au descoperit tulpini noi de Bacillus thuringiensis cu aplicatii mult mai extinse. Datorita descoperirilor din domeniul proceselor de fermentatie, al formularii si ingineriei genetice, anticipam o folosire pe o scara din ce în ce mai larga a produselor bazate pe Bacillus thuringiensis.
În acest manual sunt cuprinse toate informatiile necesare în legatura cu produsele ABBOTT: DiPel, XenTari si VectoBac. Veti afla ce sunt Bacillus thuringiensis, cum sunt facute produsele, cum se aplica pe plante, cum functioneaza, cum le este evaluata eficienta si de ce sunt superioare insecticidelor chimice, atât în ceea ce priveste costul, cât si în ceea ce priveste eficienta.
Acest manual este scris de cercetatorii si biologii nostri, experti de renume mondial în domeniul insecticidelor biologice.
Suntem mândri ca putem împarti cu dumneavoastra cunostintele noastre si speram ca va va face placere sa aflati cât mai multe despre produsele noastre. Daca doriti informatii suplimentare, contactati reprezentantul zonal R&D.
Gerald Lenna
Product Manager, Worldwide
Biological Insecticides
MODALITĂŢILE DE ACŢIUNE, TOXICITATEA sI REZISTENŢA INSECTICIDELOR BIOLOGICE
Partea I: Ce este Bacillus thuringiensis?
Bacillus thuringiensis este un microorganism în forma de bastonas, sporogen, aerob, gram pozitiv, ubicvitar.
Se gaseste în mod natural în sol si pe frunze, precum si în alte medii. Este nepatogen pentru oameni, pasari si animale, dar este letal pentru sute de mii de specii de insecte vectori ai unor boli. Diferitele tulpini de Bacillus thuringiensis manifesta o anumita specificitate pentru omizile ordinului Lepidoptera sau pentru mustele si gândacii ordinelor Diptera si Coleoptera.
Selectivitatea toxinelor bacilului pentru insecte se datoreaza modului specific de actiune al acestora. Secventele biochimice (lantul de reactii biochimice) declansate în intestinul insectelor dupa ingestia unor cristale de Bacillus thuringiensis depind de legarea specifica a toxinelor de unele molecule, numite receptori, din peretele tractului digestiv al insectei, fenomen echivalent mecanismului "cheie-broasca" în care cheia este toxina, iar receptorul este broasca. Receptorii pentru toxina se afla numai în peretele intestinului insectelor.
Pentru a dovedi siguranta produselor din Bacillus thuringiensis au fost efectuate teste extensive. Acestea au inclus:
|
Mod de prezentare |
Tulpina de Bacillus thuringiensis |
Insecte tinta |
|
DiPel |
kurstaki (Bacillus thuringiensis k) |
Omizi, viermi de diferite tipuri (plati, rotunzi etc.), molii |
|
VectoBac |
israelensis (Bacillus thuringiensis i) |
Ţântari, muste negre |
|
DiTera |
tenebrionis sau san diego (Bacillus thuringiensis t) |
Gândacul de Colorado |
|
XenTari |
aizawai (Bacillus thuringiensis a) |
Molia cu spate de diamant, viermi |
Bacillus thuringiensis este înrudit cu Bacillus cerreus, dar spre deosebire de acesta Bacillus thuringiensis sporulat contine pe lânga spor si un cristal. La microscop se poate observa ca cristalele de Bacillus thuringiensis sunt compuse din subunitati repetitive. Acest lucru este clar vizibil în fotografia unui cristal de DiPel la microscop (figura 1.). compozitia exacta a acestor subunitati nu este cunoscuta pe deplin, dar pare a fi un complex din diferite toxine, enzime si alte proteine care coopereaza pentru a obtine efectul toxic. În plus fata de toxicitatea structurilor proteice, sporul contribuie de asemenea la toxicitate, marind spectrul de actiune al Bacillus thuringiensis.
Figura 1. Fotografia unui cristal de DiPel la microscop arata alcatuirea
acestuia din unitati repetitive
Recent, cercetarile au vizat selectionarea unor gene naturale care au fost conjugate printr-un proces natural si depuse în tulpini receptoare de Bacillus thuringiensis. Aceasta abordare permite selectarea spectrului de activitate în functie de pietele tinta.
Partea a II-a: Cum functioneaza Bacillus thuringiensis
Pentru a fi eficient, Bacillus thuringiensis trebuie ingerat. Este activ numai asupra stadiilor larvare ale lepidopterelor, iar la unii gândaci actioneaza atât asupra stadiilor larvare, cât si asupra adultilor.
Activare unei forme protoxinice a proteinei toxice are loc în intestinul insectei, fiind dependenta de pH-ul si enzimele locale. Cristalele se dizolva în prezenta unui pH ridicat, iar enzimele proteolitice (asemanatoare tripsinei) din intestinul insectelor, cât si cele din cristale (posibil existente si aceste enzime) descompun cristalul în subunitati toxice cu greutate moleculara de aproximativ 65 000 Da. Aceste toxine ataca stratul bazal al intestinului gazdei, rupând peretii celulari si permitând continutului gastric foarte alcalin sa se reverse în hemocel.
Sporii de Bacillus thuringiensis pot traversa perforatiile produse de toxine si germineaza generând septicemie, fenomen cauzat de dezvoltarea bacilului în interiorul insectei, ocupând tesuturile nobile ale acesteia. Bacteria foloseste insecta ca mediu nutritiv.
Sporii au un învelis alcatuit din diferite proteine care pot avea o legatura ce cele din cristal, proteine ce par a avea un rol în producerea toxinelor active.
Efectul asupra gazdei se traduce prin anorexie, moartea celulelor bazale intestinale datorata toxinelor active, perforarea peretilor intestinali, septicemie si moarte organismului.
În concluzie, Bacillus thuringiensis ucide insectele prin urmatoarele procese:
insecta ingera o combinatie de spori de Bacillus thuringiensis si cristale;
cristalele se dizolva, produc toxine active care perforeaza si ucid celulele bazale ale intestinului;
sporii circula prin perforatii în hemocelul gazdei, germineaza si încep sa se înmulteasca;
la scurt timp dupa ingestia unei doze letale de Bacillus thuringiensis insectele nu se mai hranesc si devin imobile;
moartea gazdei survine în 3-4 zile, insecta sucombând din cauza traumatismelor, septicemiei si lipsei nutrientilor.
Partea a III- a: Biochimia cristalelor de Bacillus thuringiensis
Mod de actiune:
Diversele tulpini de Bacillus thuringiensis au diferite forme de cristale (figura 2.) si diferite varietati de toxine. De exemplu, DiPel contine cel putin patru toxine, în timp ce XenTari contine cel putin trei. Indiferent de forma, toate cristalele contin toxine.
Figura 2. Diferite forme ale cristalelor de toxine ale Bt
Partea a IV-a: Managementul rezistentei insectelor la Bacillus thuringiensis
Rezistenta la toxicitatea unui pesticid chimic apare cel mai rapid ca urmare a aplicarii repetate si frecvente a acestuia asupra unor generatii succesive de insecte. Cea mai utilizata metoda pentru a împiedica aparitia rezistentei este utilizarea unor pesticide pentru care nu a aparut înca rezistenta. Succesul acestui tip de management al rezistentei depinde de aparitia unor noi clase de pesticide.
Produsele pe baza de Bacillus thuringiensis au fost introduse acum mai bine de 20 de ani ca mijloc natural de a controla anumite populatii de insecte fara ca rezistenta acestora sa prezinte o problema. Mai mult chiar, impactul asupra mediului a fost aproape nul, produsele de Bacillus thuringiensis fiind selective, actionau numai asupra unor tipuri de insecte daunatoare si nu si asupra celor folositoare. Totusi, unii fermieri au perceput lentoarea în actiune a acestor produse. Desi unele omizi nu s-au mai hră 10410k106k ;nit dupa 2-3 minute de la expunerea la un spray, unele au trait înca pe planta timp de 2-3 zile sau chiar mai mult, pâna sa moara si sa cada.
Controlul pe termen lung al daunatorilor este asigurat în plus si de varietatea de tulpini de Bacillus thuringiensis, descoperindu-se mereu altele noi.
Totusi, în ciuda tolerantei mediului în ceea ce priveste insecticidele biologice, unele pesticide chimice mai vechi (piretroidele sintetice) au înlocuit rapid formularile pe baza de Bacillus thuringiensis, datorita actiunii rapide, costului redus si usurintei aplicarii. Folosirea pe scara larga si în repetate rânduri a acestor insecticide chimice a dus la aparitia rezistentei. Din fericire, insectele care au dezvoltat o rezistenta la piretroide, organofosforice, carbamati si alte insecticide chimice, nu au dezvoltat si o rezistenta încrucisata la insecticidele pe baza de Bacillus thuringiensis.
Rezultatele imposibilitatii de a controla rezistenta la insecticide pot fi catastrofale. În N-E Mexicului, în anii 1970, a fost detectata rezistenta la organofosforice în cazul viermelui tutunului, Heliothis virescens . În câtiva ani, valoarea rezistentei se apropia de 10 000x, productia de tutun fiind sistata pentru ca nu s-a putut controla populatia de viermi. Abia în 1990 s-a reluat productia, la 15 ani dupa acest incident, cu ajutorul piretroidelor.
În anul 1988, guvernul Thailandei a prevazut aparitia unei probleme în ceea ce priveste controlul populatiei de viermi ai bumbacului (Heliothis armigera), prin intermediul piretroidelor. Dar a survenit un obstacol: dificultatea stabilirii unui program managerial cu fermieri slab educati si neorganizati, fara posibilitati de comunicare. Toate acestea au avut ca rezultat scaderea productie de bumbac cu 80% într-un singur an, situatia nerevenind la normal nici în prezent. Din punct de vedere economic, scaderea drastica a productiei de bumbac s-a soldat cu reducerea veniturilor Thailandei, care erau bazate în principal pe acest sector agricol. Aceasta problema înca nu si-a gasit rezolvarea.
Ca o consecinta a acestor aspecte, a renascut interesul pentru utilizarea insecticidelor biologice în vederea controlarii unor populatii de insecte care nu mai raspundeau la insectele chimice. Acelasi interes l-a suscitat si întrebarea daca odata cu folosirea repetata a insecticidelor pe baza de Bacillus thuringiensis se va manifesta si rezistenta.
Partea a V-a: Rezistenta la formularile pe baza de Bacillus thuringiensis
Rezistenta potentiala a insectelor daunatoare la Bacillus thuringiensis este o problema complicata, iar parerile sunt împartite în ceea ce priveste modul de solutionare a acesteia.
Unii producatori de Bacillus thuringiensis nu au considerat ca rezistenta va fi o problema, dat fiind faptul ca este un microorganism ubicvitar si orice tip de rezistenta ar fi trebuit sa se manifeste pâna atunci. Alti producatori considera ca utilizarea unor tulpini de Bacillus thuringiensis cu spectru restrâns va atrage aceasta problema.
Firma ABBOTT se ocupa de felul în care se poate depasi rezistenta la Bacillus thuringiensis, cât si de felul în care acesta poate fi folosit pentru a depasi rezistenta la insecticidele sintetice.
Atât în laborator, cât si pe teren au fost depistate cazuri de rezistenta la Bacillus thuringiensis. Cele mei ilustrative exemple sunt reprezentate de molia din India (la care rezistenta a aparut datorita expunerii a numeroase generatii succesive) si molia cu spate de diamant, care a devenit mai dificil de controlat în partea de S-E a Statelor Unite si în Estul îndepartat.
Cercetarile referitoare la molia indiana au fost conduse de dr. William McGaughey, în Manhattan, unde el a studiat si înregistrat diferitele cazuri de rezistenta aparute si mecanismele implicate. Dr. McGaughey este o somitate în materie, cercetarile sale fiind mai ample decât ale oricarui alt grup de cercetatori.
Cercetarile asupra moliei cu spate de diamant au fost realizate în Universitatile Hawai si Cornell, sub îndrumarea dr. Bruce Tabashnik si dr. Anthony Shelton.
În ambele centre s-au izolat populatii de molii din teren care au raspuns slab sau deloc la Bacillus thuringiensis, confirmându-se în laborator diagnosticul de rezistenta.
Cercetarile timpurii au relevat existenta unor nivele scazute de rezistenta, dar studiile mai recente au aratat o crestere a rezistentei de câteva sute de ori peste cea a tulpinilor complet responsive.
Unii cercetatori considera ca mecanismul de rezistenta la Bacillus thuringiensis are la baza unele modificari biochimice în peretele intestinal, unde toxinele bacilare au receptori specifici. Cum s-a aratat mai devreme, cuplarea este esentiala pentru eficacitatea produselor pe baza de Bacillus thuringiensis.
Un remediu împotriva acestui tip de rezistenta este utilizarea unui spectru larg de toxine ale Bacillus thuringiensis si sa se aplice un protocol similar cu cel al pesticidelor chimice.
Partea a VI-a: Managementul rezistentei
Trebuie avute în vedere doua aspecte:
Bacillus thuringiensis este ideal pentru a controla insectele rezistente la insecticidele chimice;
Daca produsele se folosesc excesiv sau eronat, poate sa apara rezistenta la Bacillus thuringiensis.
Abordarea ABBOTT asupra problemei rezistentei
Firma ABBOTT este implicata în comitetele mondiale pentru managementul rezistentei. Cercetatorii firmei ABBOTT au purtat discutii cu experti din alte industrii si universitati privitoare la strategia de rezolvare a rezistentei.
Exista doua aspecte privind utilizarea Bacillus thuringiensis si evitarea rezistentei:
Partea a VII-a: Alte abordari
Exotoxinele
Pe lânga toxinele proteice, Bacillus thuringiensis poate produce si alti metaboliti. De exemplu, exotoxina cunoscuta sub numele de thuringiensin este produsa de multe tulpini, dar nu face parte din nici un produs pe baza de Bacillus thuringiensis în SUA.
Firma ABBOTT produce în prezent aceasta exotoxina pe scara larga, folosind o tulpina diferita de Bacillus thuringiensis fata de cele utilizate pentru celelalte produse, cunoscuta ca Bacillus thuringiensis varietatea darmstatdiensis, aflata în procesul de înregistrare pentru uz comercial ca pesticid.
Aceasta toxina, numita DiBeta, este vazuta de U.S.EPA ca si pesticid chimic deoarece este extrasa si utilizata într-o forma purificata. Toxina are o actiune redusa asupra acarienilor si insectelor hematofage, dar poate actiona sinergic cu toxinele proteice pentru un mai bun control al populatiilor de omizi.
Guvernul SUA stabileste regulamentele privind dezvoltarea si aparitia tuturor pesticidelor.
Desi apar în mod natural, exotoxinele sunt considerate chimicale de catre U.S.EPA si nu pot fi comercializate în formularile cu Bacillus thuringiensis în SUA pâna când nu sunt înregistrate.
Plantele transgenice
O alta abordare consta în încorporarea genelor responsabile de sinteza toxinei Bacillus thuringiensis în plante. Desi aparent avantajoasa, aceasta metoda poate duce la aparitia mai rapida a rezistentei la unele specii de daunatori, prin consumul continuu al unor doze mici.
Cercetatorii au sugerat câteva modalitati de ocolire a acestui fenomen:
designul sistemului de control al genei, astfel încât toxinele sa fie eliberate în momentul atacarii si hranirii, legând-o de gene de raspuns la aparitia leziunilor pe planta. Totusi, dat fiind faptul ca insecta consuma toxina numai prin intermediul hranirii, eliberarea acesteia de catre plante în momentul producerii leziunilor nu modifica aspectele problemei. Prezenta permanenta sau intermitenta a toxinei în plante duc la aceleasi efecte;
designul genei astfel încât toxina sa fie exprimata doar în partile plantei consumate de insecte. Nici acest fapt nu pare a fi un raspuns. Totusi, poate oferi posibilitatea protejarii unor parti ale plantei, în detrimentul altora;
utilizarea genelor pentru toxine multiple, astfel încât insectele sa fie puse în contact cu o varietate mai larga de toxine. Aceasta ar avea acelasi rezultat cu rotirea aplicarii lor. O asemenea abordare poate oferi tipul dorit de control de la produselor curente si, daca este folosita corect, poate oferi o solutie pe termen lung la problema rezistentei. Daca totusi daunatorii vor dezvolta o rezistenta la o asemenea abordare, atunci ea va avea un spectru larg si va reprezenta o adevarata problema.
În concluzie, nu toti cercetatorii sunt încântati de dezvoltarea plantelor transgenice, datorita problemei aparitiei rezistentei la Bacillus thuringiensis.
Un alt obstacol este reprezentat de drumul anevoios de înregistrare a acestor plante si colectarea de date suficiente care sa ateste pretabilitatea lor în agricultura si pentru consum, ceea ce reprezinta o investitie considerabila care, în cazul aparitiei rezistentei, ar fi complet inutila.
O asemenea abordare pare a nu asigura flexibilitatea oferita de produsele aplicate pe frunze, dar va câstiga teren odata cu dobândirea de cunostinte noi.
Toxinele Bacillus thuringiensis exprimate de alte microorganisme
O abordare alternativa este donarea unor gene de Bacillus thuringiensis unor alte microorganisme. De exemplu, MVP de la Mycogen utilizeaza o tulpina modificata de Pseudomonas în al carei genom a fost încorporata stabil o gena a Bacillus thuringiensis K. Aceasta tulpina produce cristalele, dar nu si sporul.
Dat fiind sinergismul natural dintre cristal si spor la Bacillus thuringiensis, precum si rolul sporului în producerea septicemiei, s-ar putea sa nu se ajunga la nivelul de control al daunatorilor care se obtine cu Bacillus thuringiensis natural. Totusi, aceasta abordare are meritele ei si a fost înregistrata total de EPA.
În testele de laborator efectuate de ABBOTT, MVP s-a dovedit a mai lent în actiune decât Bacillus thuringiensis natural si se pare ca încapsularea cristalului face mai dificila dizolvarea sa în intestinul insectei.
Mycogen a sugerat ca forma perfecta a cristalelor naturale ofera o performanta mai buna decât cea a neregulata din DiPel. Totusi, forma cristalelor nu este importanta, substanta din cristal fiind cea care conteaza. Informatiile care sustin ca forma cristalelor dintr-un organism recombinat influenteaza performanta produsului ar putea sa nu aiba un fundament stiintific.
Aceste controverse releva importanta sporului în produse ca DiPel sau XenTari. În produsele de recombinare din care lipseste sporul, o fractiune importanta a performantei din teren poate fi pierduta.
Pâna în prezent aceasta abordare a fost limitata la transferul unei singure gene, dar poate oferi avantaje mai mari daca se folosesc gene multiple.
Alte microorganisme care reprezinta obiectul cercetarilor curente ca acceptori de gene de Bacillus thuringiensis sunt:
Clavibacter xyli subspecia cynodontis, pentru protectia împotriva cariilor de tulpina;
Pseudomonas sau Agrobacterium, bacterii formatoare de colonii pe radacini, pentru protectia împotriva viermilor de radacina;
Algele albastre-verzi, pentru protectia împotriva tântarilor.
FERMENTAŢIA LA BACILLUS THURINGIENSIS
Fermentatia este procesul prin care Bacillus thuringiensis este crescut într-un mediu de cultura.
Produsele ABBOTT cu Bacillus thuringiensis sunt de cea mai buna calitate: fermentatia se face cu aceeasi atentie si precizie ca si în industria farmaceutica.
Procesul este supravegheat de computer, într-un mediu ultramodern. Procesul de fabricatie a DiPel are trei stadii:
Fermentarea;
Recuperarea;
Formularea.
Partea I: Procesul de fermentatie al bacillus thuringiensis - vedere de ansamblu
Partea a II-a: Cum este fermentat bacillus thuringiensis - detalii
ABBOTT mentine un "stoc-mama" de Bacillus thuringiensis din care se prepara culturile de lucru. Acestea din urma sunt mentinute pentru o perioada precisa de timp la o temperatura controlata, în vederea folosirii lor ca initiatori ai cresterii în medii de cultura.
Procesul care începe cu inocularea mediului de cultura într-un flacon si se finalizeaza cu formularea produsului are patru pasi importanti:
Inocularea într-un flacon;
Însamântarea în fermentorul pentru obtinerea culturii de start;
Însamântarea în fermentorul pentru productie;
Recuperarea.
Pasul 1
Lotul de Bacillus thuringiensis aprobat este introdus într-un flacon agitator care contine mediu de cultura steril. Aici organismele de Bacillus thuringiensis sunt crescute în conditii riguros controlate.
Specificatiile materiei prime;
Controlul sterilizarii sau decontaminarii;
Testarea produselor intermediare în timpul procesului;
Testarea produsului final;
Monitorizarea continua a calitatii.
Expertiza tehnica
Echipa de control a dezvoltarii, producerii si calitatii produselor este alcatuita din:
B.S., M.S. si Ph.D. - titluri pentru inginerii chimisti si biochimisti;
Microbiologi;
Chimisti organici - Ph.D;
Ingineri informaticieni - B.S. si M.S.;
Operatori de productie bine pregatiti.
Expertiza fermentatiei
Experienta laboratoarelor ABBOTT în procesele de fermentare si recuperare a antibioticelor se întinde pe o perioada de peste 40 de ani. ABBOTT a produs DiPel si alte produse de mai bine de 21 de ani. Cele trei enzime de fermentare si recuperare sunt foarte moderne.
Toate procesele sunt controlate de computer si monitorizate permanent pentru a asigura consistenta si cea mai buna calitate.
ASPECTE ALE FORMULĂRII
Formularea (modul de prezentare) este cheia eficientei la Bacillus thuringiensis în controlarea populatiilor de daunatori tinta.
Obiectivele tinta în formularea Bacillus thuringiensis sunt:
Partea I: Tipuri de formulari
SUSPENSII/SOLUŢII APOASE
Aceasta forma de prezentare consta din ingredientul activ fin macinat, solubilizat într-un mediu lichid. Este un sistem fin echilibrat în ceea ce priveste dimensiunea particulelor, viscozitate, pH, densitate, procentaj de solide etc.
BRICHETE
Ingredientul activ este inclus în materiale organice sau anorganice si combinat sau turnat în matrite de forme si dimensiuni diferite pentru a permite controlul acvatic al daunatorilor sau pentru a controla sau întârzia ingredientul activ.
PULBERI
Pulberile contin un procentaj scazut de ingrediente active pe suport inert - talc sau clei.
CONCENTRATE EMULSIONATE
Aceasta forma de prezentare este lichida, fiind compusa din ingredientul activ, unul sau mai multi solventi si emulsificatori care permit amestecarea cu apa.
SUSPENSIILE EMULSIONABILE
Este o formulare lichida, în care ingredientul activ este fin macinat si mentinut în suspensie într-un mediu non-apos cu ajutorul agentilor emulsificatori, care-i permit amestecul cu apa.
GRANULELE
Ingredientul activ este acoperit sau adsorbit pe particule inerte ca cele de clei, amidon de porumb sau sroturi de boabe de porumb.
SUNPENSII MICRO-ÎNCAPSULATE
Formulare lichida, în care particulele de pesticide sunt înconjurate de o membrana polimerica si suspensionate. Ingredientul activ este eliberat în timp, crescând siguranta si usurinta manipularii.
PELETELE
Sunt mai uniforme ca forma si marime decât formularile granulare. Ingredientul activ este amestecat cu un "caraus" organic sau anorganic înaintea peletizarii. Substanta activa este eliberata la contactul cu apa si umezeala.
SOLUŢIILE
În aceasta formulare, ingredientul activ si aditivii sunt complet solubilizati într-un solvent adecvat, cum ar fi apa sau un alcool.
TABLETELE
Sunt o forma de dozare uniforma ca marime si forma, cu un nivel cunoscut de substante inerte, formulate prin compresie. Rata dilutiei poate fi controlata.
GRANULELE DISPERSABILE ÎN APĂ
Sunt micropelete sau granule care disperseaza rapid la contactul cu apa. Sunt mai usor de masurat, turnat si amestecat decât pulberile umede. Este necesara agitarea.
GRANULELE SOLUBILE ÎN APĂ
Este o formulare în care atât ingredientul activ, cât si substantele inerte sunt complet solubile.
PULBERILE SOLUBILE ÎN APĂ
Formulare uscata care amestecata cu apa si dizolva rapid si formeaza o solutie.
PULBERILE HIGROSCOPICE
CONCENTRAT CU VOLUM ULTRAREDUS
Partea a II-a: Adjuvantii
Un adjuvant este un ingredient care este adaugat la mixtura pentru a ajusta sau modifica actiunea unui chimic agricol sau pentru a modifica caracteristicile fizice ale mixturii.
Tipuri de adjuvanti si definitiile standard:
ACTIVATORI
Materiale care maresc eficacitatea produselor chimice agricole.
SURFACTANŢII ANIONICI
Fractiunea activa din molecula (care contine segmentele hidrofilice si lipofilice); formeaza exclusiv ioni negativi (anioni) în momentul introducerii într-o solutie.
AGENŢI ANTISPUMARE
Substante folosite pentru a inhiba sau preveni formarea spumei.
ATRACTANŢI
Materiale care atrag diferiti daunatori.
AGENŢI DE TAMPONARE
Minimizeaza variatia pH-ului. Pot sau nu modifica pH-ul initial al solutiei.
AGENŢI DE COMPATIBILITATE
Materiale tensioactive care permit aplicarea simultana a unui fertilizant si a unui pesticid; se folosesc ca mixturi uniforme; acesti agenti îmbunatatesc omogenitatea amestecului si uniformitatea aplicarii.
ULEIURI PENTRU CULTURI
Produs emulsionabil derivat din petrol, continând 2-5% surfactant si 95-98% ulei vegetal.
ULEI CONCENTRAT PENTRU CULTURI
Produs emulsionabil derivat din petrol, continând 15-20% surfactant si 80-85% ulei vegetal.
AGENŢI ANTISPUMARE
Elimina sau suprima spuma din cisternele de aspersare.
ADJUVANŢI DE DEPUNERE
Materiale care îmbunatatesc abilitatea spray-urilor cu pesticide de a se depozita pe suprafetele tinta.
ULEI DORMANT
Ulei-spray folosit în horticultura, aplicat în timpul iernii în faza dormanta a plantei, înainte de înmugurire.
EXTENDERI
Cresc viata efectiva a produsului dupa aplicare.
ULEI-SPRAY PENTRU HORTICULTURĂ
Ulei parafinic si pesticid spray, înregistrat si utilizat pentru aplicare pe culturi. Are un rest nesulfonat de 92% vol. % de ASTMĂ D483 si are în general o zona îngusta de distilare.
UMECTANT
O substanta care creste continutul în apa sau care prelungeste timpul de uscare al unui spray apos.
SURFACTANŢII NEIONICI
O substanta care nu are capete polare ionizabile, dar care este alcatuit din segmente hidrofile si lipofile.
ULEI DE PARAFINĂ
Ulei derivat din parafina bruta.
AGENT DE PENETRARE
Un material care creste capacitatea unui produs chimic de a intra într-un substrat sau de a penetra o suprafata.
ULEI PHYTOBLAND
Ulei rafinat de parafina care contine un minim de resturi nesulfonate de 92% vol. dupa ASTMĂ D483.
AGENT DE DISPERSARE
O substanta care creste suprafata acoperita de o picatura cu un volum dat de lichid (spray).
AGENT DE DISPERSARE-ADEZIUNE
Are ambele proprietati.
AGENT DE ADEZIUNE
Substanta care faciliteaza adeziunea sau lipirea spray-ului de tinta si poate fi caracterizat prin însusiri ca: rezistenta în timp, la vânt si la apa, precum si la actiuni mecanice sau chimice.
SURFACTANŢI
Substante care îmbunatatesc proprietati legate de emulsionabilitate, dispersare, raspândire, proprietati de suprafata ale lichidelor etc.
ULEI VEGETAL
Extrase uleioase din seminte (porumb, bumbac, arahide, rapita, floarea soarelui, canola sau soia).
CONCENTRAT DE ULUI VEGETAL
Ulei vegetal emulsionabil continând 5-20% surfactant si 80-95% ulei vegetal.
AGENT DE UMEZIRE
Sinonim cu agent de dispersare.
Partea a III-a: Evaluarea formularilor
Termeni si definitii
AGLOMERARE
O colectie de particule primare sau agregate unite prin colturi sau margini cu o suprafata specifica, nediferita marcant de suma suprafetelor componentelor individuale.
AGREGARE SAU COAGUL
Un grup de particule primare unite prin fatete cu o suprafata specifica semnificativ mai mica decât suma suprafetelor particulelor constitutive.
SÂNGERARE (BLEEDIND)
Un strat fin (subtire) de lichid, observat în mod normal în formularile lichide.
CAKING
Masa solida, compacta sau strat la baza containerului; dificil de redispersat.
SMÂNTÂNIRE (CREAMING)
Un strat fin, opac de emulsie concentrata care apare fie la suprafata, fie la fundul lichidului; usor dispersabila.
DISPERSIE
Un proces prin care un solid este încorporat într-un mediu lichid, în urma acestui proces rezultând o suspensie.
EMULSIE
Un fluid constituit dintr-un amestec microscopic heterogen a doua faze, ambele în stare lichida la temperatura obisnuita ; lichide care nu se amesteca, cum ar fi apa si uleiurile, în care unul formeaza picaturi minuscule în celalalt lichid.
SPONTANEITATEA EMULSIFICĂRII
Capacitatea produsului de a forma o emulsie doar cu ajutorul agitatiei produse de aditie, mai este numita si autoemulsificare.
FLOCULARE
Agregarea de picaturi pentru a forma nori (grupari) în care fiecare picatura îsi mentine individualitatea; de obicei, proces reversibil prin agitare.
EMULSIE INVERSATĂ
În care uleiul este faza externa continua, iar apa faza interna. Are o consistenta asemanatoare cu cea a maionezei. Mai este numita si emulsie apa în ulei
ULEIERE (EXPRIMAREA ULEIULUI)
Urmatoarea faza dupa separarea emulsiei, în care picaturile de ulei emulsificate au format o faza continua.
VÂSCOZITATEA
O cuantificare a rezistentei unei substante (material) la curgere sau la frecarea interna a sistemului. Unitatile de masura sunt Poise-ul (P), centiPoise-ul (cP), secunde-Pascal (Pa. s) sau mili secunde-Pascal (m Pa. s).
Tipuri de vâscozitate
Fluidele Newtoniene: vâscozitatea nu se modifica (ex. apa, uleiurile subtiri de motor);
Fluidele non-Newtoniene: vâscozitatea variaza cu forta;
Pseudoplasticitatea: acest tip de fluid va manifesta o scadere a vâscozitatii la o crestere a ratei fortei (ex. vopsele, emulsii, dispersii);
Thixotropie: fluidele thixotropice sufera o scadere a vâscozitatii în timp ce forta la care sunt supuse ramâne constanta;
Dilatant: cresterea vâscozitatii odata cu cresterea fortei caracterizeaza lichidele dilatabile (ex. rasinile, compusii dulciurilor, amidonul de porumb în apa);
Fluid plastic: se comporta ca si solidele în conditii statice; asupra fluidului trebuie aplicata o anumita forta înaintea începerii curgerii (ex. ketchup);
Rheopectic: opusul thixotropiei.
Ilustratiile urmatoare arata o varietate de formulari si proprietatile lor.
|
|
Structura tipica pentru floculatie
Particulele primare ale pigmentului cristalin
(a) Agregate, în care particulele primare se unesc la nivelul fetelor cristalelor
(b) Aglomeratii, în care se formeaza o structura neclara prin alipirea particulelor primare la nivelul colturilor si muchiilor.
Partea a IV-a: Formularile Bt
Urmatoarele pagini contureaza un tablou al proprietatilor formularilor curente ale Bt, fabricate de laboratoarele ABBOTT.
Formulari pentru agricultura:
DiPel LDM;
DiPel WP;
DiPel 2X WP;
DiPel 2X WDG;
DiPel 10G;
DiPel 4L;
DiPel ES.
Formulari pentru paduri:
DiPel 6L;
DiPel 8L;
DiPel 12L;
DiPel 6AF;
DiPel 8AF.
B. XenTari
XenTari WDG;
XenTari ES;
XenTari AS.
VectoBac 12AS;
VectoBac G;
VectoBac CG;
VectoBac SG.
Partea a V-a: Factori care influenteaza performanta formularilor DiPel
În teren, urmatorii factori pot afecta performanta formularilor Bt:
Controlul dimensiunilor particulelor;
Stabilitatea;
Vâscozitatea;
Calitatile apei (pH, duritate);
Precipitatiile;
Amestecul la cisterna;
Rata aplicarii;
Metodele de aplicare;
Volumul de spray aplicat;
Momentul aplicarii;
Daunatorii si stadiul lor de dezvoltare;
Susceptibilitatea insectelor.
Partea a VI-a: Specificari ale formularilor
În cele ce urmeaza vor fi prezentate specificarile pentru diferitele formulari Bt.
Formulele cu B.t.k.
|
Activitate |
|||
|
Formulare |
UI/MG |
BUI/LB/Gal |
Comentarii |
|
DiPel WP |
|
|
Agricultura |
|
DiPel 2X WP |
|
|
Agricultura |
|
DiPel 10G |
|
|
Agricultura |
|
DiPel 4L |
|
|
Agricultura |
|
DiPel ES |
|
|
Agricultura |
|
DiPel 6L |
|
|
Paduri |
|
DiPel 8L |
|
|
Paduri |
|
DiPel 6AF (nou) |
|
|
Paduri |
|
DiPel 8AF |
|
|
Paduri |
Nota:
B.t.k. Bacillus thuringiensis var. kurstaki
WP pulberi higroscopice
G granule
L lichid
ES suspensii emulsionabile
AF suspensii apoase
UI/MG unitati internationale/miligram produs
BUI/LB bilioane unitati internationale/ pound
BUI/Gal bilioane unitati internationale/galon
4L, ES, 6L, 8L formulari de suspensii emulsionabile
Formulele DiPel ES (agricultura)
|
Potenta |
DiPel 6L | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Potenta |
DiPel 6AF | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Potenta |
Formularile cu B.t.i.
Nota: B.t.i. Bacillus thuringiensis var. israelensis UIT/MG unitati internationale/miligram BUIT/LB bilioane unitati internationale toxice/pound BUIT/GAL bilioane unitati internationale toxice/galon AS suspensie apoasa G granule CG granule obisnuite SG granule de nisip Formulele lichide cu B.t.i
Formulele granulare VectoBac
Rezumatul experimentului nr. 3470 II. Teste evaluative pe culturi de porumb A. Daunatorii tinta În nord intereseaza Ostrinia nubilalis, iar în regiunile mai sudice Diatraea grandiosella. Ambele specii au doua generatii care necesita control larvar. Aparitia ambelor specii are loc în acelasi timp. Prima generatie apare de obicei de la mijlocul pâna la sfârsitul lunii iunie, iar a doua la sfârsitul lunii iulie sau începutul lui august. Perioada de depunere a oualor pentru primul val dureaza câteva zile, iar al doilea val depune oua câteva saptamâni. B. Metode de aplicare Prima generatie de Diatraea grandiosella este trecuta cu vederea de cultivatori, dar în marea majoritate a cazurilor, DiPel este folosit împotriva acestei generatii. Aceasta implica aplicarea granulelor (din aer sau de pe sol) sau utilizarea chemigatiei (ex.: aplicarea materialului de stropire prin sistemul de irigare cu pivot central). Stropirile din aer nu ar trebui folosite pentru ca nu asigura un grad suficient de acoperire a plantelor. Pot exista însa unele aplicatii prin aspersare de la sol în care la substanta se adauga un agent de umezire, spray-ul îndreptându-se direct spre plante. Testele ce implica aplicarea produselor granulare pot fi realizate pe loturi mici, cu replicari. Testele pe terenuri mari, cu aplicare din aer, pot fi replicate, dar sunt greu de controlat. Aplicatiile de la sol pot fi facute prin aspersari pe loturi mici. Chemigatia este aproape imposibil de realizat în loturi experimentale mici, dar exista totusi aspersoare de gradina tip Rain-bird sau se pot modifica aspersoarele de la sol. În cazul loturilor mari se trateaza de obicei 10-20 de acri, existând 2-3 replici într-o zona de 145 acri. Loturile au forma circulara (de placinta) si au granitele marcate cu stegulete (este marcat începutul si sfârsitul zonei de tratament prin chemigatie). Datorita suprapunerilor, evaluarea se face obligatoriu în centru lotului. Replicarea unui test de chemigatie se poate face utilizând mai mult de un lot, aceasta daca toate loturile corespund în ceea ce priveste varietatea, vârsta plantelor si nivelul de infestare. Pentru chemigatie este necesar un echipament special de amestecare si injectare. De asemenea, ce si în cazul celorlalte metode de aplicare, este necesara o calibrare perfecta a echipamentului. Datele tehnice cuprinse în brosura DiPel ES pot avea caracter orientativ în ceea ce priveste cerintele chemigatiei. C. Evaluare: Evaluarea se face prin sectionarea plantei si înregistrarea unuia sau a combinatiei dintre urmatorii parametri: numarul de cavitati, numarul de larve vii, lungimea tunelurilor de hranire si procentul de plante infestate. Se poate lua în considerare si numarul de plante în care s-a produs cuibarirea. Acest tip de evaluare este comun pentru toate insectele care perforeaza (inclusiv pentru Ostrinia nubilalis si Diatraea grandiosella), deci nu se utilizeaza numai în testarile Bt. În cazul Diatraea grandiosella se mai iau în considerare si daunele provocate de larve care, înainte de a intra în iarna, se hraneste imediat sub cuticula tulpinii, la câtiva centimetri deasupra solului. Datele referitoare la recolta (cantitate/suprafata) sunt variabile si nu separa clar diferentele statistice. Cel mai sigur parametru este reprezentat de numararea cavitatilor. Aceasta numarare se face dupa intrarea în stadiul de pupa si înainte de aparitia celei de-a doua generatii. Sectionare tulpinilor la sfârsitul sezonului necesita o diferentiere vizuala a daunelor produse de cele doua generatii, aceasta daca intereseaza daunele produse doar de o singura generatie sau daunele relative ale fiecarei generatii. Pentru evaluarea celei de-a doua generatii numararea larvelor vii este un parametru sigur. O metoda utila pentru depistarea tulpinilor infestate si de evaluare a daunelor este cautarea de "gari de glont" în frunzele mature, acestea fiind rezultatul hranirii primei generatii de larve. Procentul de "gari de glont" în frunzele tinere este folosit ca prag în determinarile economice ale controlului primei generatii de larve, în timp ce densitatea masei de oua se utilizeaza în cazul celei de-a doua generatie. Pentru porumbul furajer au fost stabilite praguri mai înalte decât pentru porumbul pentru boabe sau cel dulce. Pragul mare sustine folosirea insecticidului în momentul în care încarcatura de daunatori este înca mica. Recomandarile cu privire la aceste praguri pot varia de la un stat la altul, de aceea este necesara consultarea ghidului universitar. Sectiunea a IV-a: PREZENTAREA sI INTERPRETAREA DATELORScop: în sectiunile anterioare s-a explicat modul de punere în practica a demonstratiilor si testelor cu DiPel. În aceasta sectiune sunt interpretate datele obtinute din teste sau din prezentari. Aceste prezentari vor 1) exprima metodele primare de raportare a datelor, 2) explica punctele slabe si forte ale fiecarei metode si 3) explica semnificatia analizei statistice. Cum se raporteaza datele numar de larve vii/proba; procentaj de control al larvelor; numar de fructe sau legume afectate/proba; procentaj fructe si/sau legume afectate.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Exemplu de grafic 3D
|
Graficele pot fi 2D (bidimensionale) sau 3D (tridimensionale). Cele 3D au în plus axa "z" (în adâncime). Acest tip de grafice sunt utilizate când este necesara includerea multor date în el, mai ales când se compara doua variabile. În exemplul de mai sus, "z" prezinta concentratiile, iar axa "x" tratamentele. Exemplul de mai sus nu are date statistice, deci nu putem sti daca diferentele se datoreaza tratamentelor sau hazardului.
Ocazional, graficele pot fi prezentate sub aceasta forma. Mediile tratamentelor sunt reprezentate prin puncte. Liniile care înconjoara punctele sunt limitele de încredere. Limitele de încredere descriu varianta sau variabilitatea datelor. Aceste linii ofera aceeasi informatie ca si literele care urmeaza valorile medii din tabele. Daca liniile se suprapun, cele doua valori medii nu difera semnificativ din punct de vedere statistic. În acest exemplu, DiPel la 0,5 lbs. Nu difera semnificativ de lotul netratat sau DiPel la 1,0 lbs. DiPel la 1,0 lbs. difera semnificativ de lotul netratat.
Acest tip de grafic arata o analiza a regresiei. Analizele regresiei sunt efectuate de obicei pe probe mici, mai ales când se evalueaza concentratii diferite ace aceluiasi produs. Punctele rezultate din date sunt trecute în grafic si apoi computerul trage o linie dreapta care se potriveste cel mai bine acestora.
O potrivire perfecta ar fi când toate punctele s-ar situa pe linie. O asemenea linie ar avea valoarea "R" egala cu 1.0. În exemplul de mai sus, linia nu întâlneste punctul al doilea, deci R = 0,82. De câte ori valoarea lui R este mai mare sau egala cu 0,8, linia descrie cu suficienta acuratete datele. Când R are o valoare mare, aceasta semnifica ca variabilele sunt legate într-un mod liniar. În acest exemplu, procentul de mortalitate este legat direct de concentratia DiPel.
De obicei, când datele sunt prezentate în acest mod, se raporteaza si panta liniei, care este foarte importanta. Daca panta este abrupta, rezulta ca mortalitatea de 100% va fi atinsa rapid, odata cu cresterea concentratiei. Daca panta este lina, este necesara o crestere masiva a concentratiei pentru a obtine un control total al daunatorilor.
TEHNOLOGIA DE APLICARE. OBŢINEREA CONTROLULUI
Principiul de baza în tehnologia de aplicare este simplu: din moment ce insectele sa ingere DiPel sau XenTari pentru a fi afectate, în consecinta trebuie aplicata o doza letala de toxina pe frunzele plantelor, acestea constituind hrana insectelor. Daca distribuiti uniform o doza letala pe toata suprafata terenului, insectele vor fi ucise.
Tehnologia de aplicare implica fiecare aspect al implementarii conceptului, de la tipurile de aspersoare la factorii de mediu care afecteaza întinderea si extinderea zonei de aplicare.
Scopul aceste sectiuni este oferirea de informatii asupra diverselor aspecte ale tehnologiilor de aplicare. Datorita îngrijorarii privind posibilele efecte asupra mediului, pesticidele trebuie aplicate uniform si cu acuratete. Utilizatorii de pesticide trebuie sa cunoasca foarte bine practicile si tehnicile curente în ceea ce priveste selectarea si calibrarea echipamentului si aplicarea corecta a pesticidelor.
În acest capitol sunt tratate urmatoarele subiecte:
Tipurile de aspersoare;
Factorii care afecteaza eficienta aplicarii;
Procedurile de aplicare;
Variabilele care afecteaza eficacitatea pesticidelor;
Factorii de mediu care afecteaza suprafata de teren acoperita;
Combinatii (retete) de pesticide;
Amestecarea chimicalelor;
Probleme ale aplicarii.
Partea I: Tipuri de echipamente de aspersare
Aspersoarele reprezinta cel mai utilizat echipament de aplicare, având diferite marimi si conformatii, de la modelele actionate manual la cele motorizate. În acest capitol sunt prezentate doua tipuri de echipamente de aspersare: spray-uri pentru culturi (presiune mica) si spray-uri cu jet de aer (volum mare).
Partea a II-a: Factorii cere influenteaza eficienta aplicarii
Alegerea corecta a tipului si dimensiunilor diuzelor
Alegerea corecta a tipului si dimensiunilor diuzelor reprezinta o parte importanta a aplicarii pesticidelor. Diuza corecta asigura o distributie uniforma pe tinta a materialului, cu marimi ale picaturilor corespunzatoare pentru asigurarea densitatii si concentratiei de substanta, astfel încât se poate exercita un control foarte bun al populatiei de insecte. Diuza determina cantitatea de spray aplicata pe o suprafata data, uniformitatea aplicarii, acoperirea obtinuta pe zona stropita si cât din material trece pe alte terenuri.
Tipurile de jeturi produse de diuzele de stropire
Diuzele de stropire pot produce trei tipuri de jeturi:
Jet solid;
Jet în evantai (ventilator);
Jet sub forma de con.
Desi s-au conceput mai multe tipuri de diuze pentru fiecare gen de jet necesar stropirilor, doar câteva sunt folosite la aspersarea cu presiune mica. Principalele tipuri de diuze si modelul zonei de stropire pe care îl produc sunt prezentate în continuare.
1. Ventilator aplatizat normal (Regular flat fan)
Produce un model ovalar tip ventilator, folosit în general pentru stropiri pe zone întinse. Stropirile se suprapun în proportie de 30-50% deoarece marginea exterioara produce un volum mai mic. Presiunea trebuie sa fie între 15 si 30 psi, niciodata superioara 40 psi.
Fabricantii produc diuze notate cu numere care indica unghiul de stropire si debitul (GMP - galoane/minut). De exemplu, o diuza 8002 asigura un unghi de 80o si un debit de 0,2 GMP.
2. Ventilator uniform aplatizat (Even flat fan)
Produce o stropire uniforma pe toata latimea suprafetei de stropire. Ar trebui utilizata în special în aplicatiile ce vizeaza un singur rând. Presiunea este de 15-30 psi.
3. Ventilator aplatizat cu debit mare (Flooding flat fan)
Este un model de stropire aplatizat folosit în special pentru aplicarea erbicidelor si fertilizatoarelor. Diuzele trebuie dispuse la 60 inch una de alta, sau chiar mai putin. Presiunea este de 8-25 psi.
4. Con gol cu mecanism discoid interior (Disc-core hollow cone)
Produce un model de stropire conic, aspersarea în centru fiind redusa sau absenta. Aceste diuze se folosesc în special când este necesara stropirea frunzelor. Presiunea este de 40-80 psi. Se utilizeaza 1-5 diuze per rând, în functie de dimensiunile plantelor. Notatia pentru aceste diuze este X10 "X" reprezentând "con gol", iar 10 debitul de 10 GMP (galoane per ora).
5. Con gol cu camera în spirala (Whirl chamber hollow cone)
Aceste diuze sunt concepute ca o camera în spirala deasupra unei zone de emisie conica. Produc o zona de stropire conica cu unghiul dintre suprafetele de aspersare de 30o. Sunt folosite mai ales pentru aplicarea erbicidelor.
6. Con solid (Solid cone)
Produce un model de stropire circular, cu o buna distributie a jetului. Stropirea este larga si se utilizeaza mai ales pentru tutun.
7. Strecuratori (Strainers)
Acest tip actioneaza si ca filtre pentru oprirea reziduurilor care se depoziteaza pot bloca diuzele. Marimile corespund dimensiunilor ochiurilor sitelor: 24, 50, 100 si 200/ inch.
De exemplu, diametrul ochiurilor la o diuza de 50 va fi dublu fasa de diametrul uneia de 100. Pentru fiecare marime de diuza trebuie ales cu atentie tipul de filtru, deoarece un filtru neadecvat conduce la obtinerea unui debit insuficient si la o stropire neuniforma. În general, filtrele trebuie sa aiba dimensiunile permise de diuza, adica diametrul ochiurilor filtrului trebuie sa fie mai mic decât diametrul deschiderii diuzei (orificiului de emisie).
Înainte de stropire este necesara verificarea si curatarea filtrelor pentru a asigura functionarea corespunzatoare. Aceste aspecte se executa periodic în timpul sezonului.
Debitul
Dupa cum s-a expus anterior, diuzele distribuie materialul sub o anumita forma si sunt principalele elemente care controleaza rata aplicarii. Performantele diuzei depind de urmatorii factori:
Tipul sau modelul diuzei;
Presiunea de operare;
Dimensiunea orificiului de emisie;
Distanta diuza-tinta.
Fiecare tip de diuza functioneaza cu un anumit debit care variaza cu diametrul orificiilor si cu presiunea. Instalarea unei diuze cu un orificiu de emisie marit sau cresterea presiunii vor duce la cresterea debitului.
Totusi, dublarea presiunii nu atrage dupa sine dublarea debitului, pentru acesta fiind necesara cresterea presiunii de patru ori. De exemplu, pentru a dubla debitul unei diuze de la 0,28 GMP si 20 psi la 0,56 GMP trebuie sa asiguram 80 psi.
Variatiile debit-presiune obtinute prin stropirea cu apa sunt prezentate în cataloagele fabricantilor.
Dimensiunile orificiilor de emisie al diuzelor depind de:
Rata aplicarii (GPA sau LPH - galoane/acru sau litri/hectar);
Viteza la sol (MPH - metri/ora);
Latimea stropirii (W).
Volumul
"GPA" (galoane/acru) si "LPH" (litri/hectar) se refera la volumul total de amestec stropit per acru sau hectar. Volumele de substanta aplicate cu diverse echipamente de stropire sunt definite adeseori cu ajutorul urmatorilor termeni:
ULV
Acest termen desemneaza aplicatii cu volum mic, cu debit pâna la 0,8 GPA (3LPH). Stropirile ULV folosesc materiale nediluate sau combinatii cu un caraus care nu se evapora, cum ar fi uleiul vegetal.
LV
"Volum mic"- se refera la debite de stropire de 0,8-5 GPA (3-15 LPH). Sunt aplicatii conventionale, pe baza de apa.
HV
Se refera la debite de aplicare superioare fata de 5 GPA (15 LPH).
Pozitionarea corecta a diuzei pe conductele de presiune
Pozitionarea diuzelor pentru a asigura o acoperire uniforma depinde de:
Tipul de diuza;
Spatierea diuzelor;
Unghiul de stropire;
Înaltimea conductei de presiune;
Tipul culturii stropite.
Partea a III-a: Modele de calibrare
Calibrarea reprezinta procesul de masurare a cantitatii de pesticid pe care echipamentul de care dispuneti o va depune pe suprafata-tinta.
A. De ce este necesara calibrarea
Pentru a aplica cantitatea de material antecalculata pe o suprafata data în vederea obtinerii unui control maxim al populatiei de insecte.
Pentru minimalizarea riscurilor la care sunt expusi muncitorii si mediul;
Pentru a respecta recomandarile producatorului si pentru a evita problemele legale;
Pentru a asigura functionarea corecta a echipamentului.
B. Care sunt consecintele necalibrarii
Acoperirea neadecvata a suprafetei-tinta;
Dozarea incorecta, deci controlul precar al daunatorilor;
Încalcarea recomandarilor producatorului;
Costuri ridicate;
Penalitatile pentru supradozarile ilegale;
Pagubele produse oamenilor si faunei care au contact cu ferma.
C. Când trebuie facuta calibrarea
La începutul fiecarui sezon;
De doua ori în timpul sezonului;
De câte ori se înlocuieste echipamentul defect;
De câte ori se schimba pesticidul.
D. Factorii care trebuie luati în considerare în momentul calibrarii:
Debitul prin diuza (cantitatea de lichid care iese din diuza într-un anumit timp; debitul variaza cu dimensiunea orificiului de emisie si presiunea aplicata);
Viteza la sol a aspersarii (este invers proportionala cu rata de aplicare; dublare vitezei la sol reduce cantitatea de lichid aplicata - galoane/acru - cu ˝ sau 50%).
Latimea de stropire/diuza sau spatierea diuzelor (latimea efectiv stropita/ diuza afecteaza si rata de aplicare; dublarea latimii efectiv stropite/diuza reduce GPA sau LPH cu ˝);
Partea a IV-a: Variabilele care afecteaza eficacitatea pesticidelor
Caracteristicile picaturilor
Diametrul picaturilor (microni)
Tipul de picaturi
1 galon/acru
picaturi/inch2
Distanta de plutire la o cadere de la 10 picioare (vânt 3 MPH)
Ceata uscata (dry fog)
Ceata umeda (wet fog)
Ploaie cetoasa (misty rain)
Ploaie usoara (light rain)
Ploaie puternica (heavy rain
Frunzisul plantelor si tipul suprafetei-planta
Diluant
Control asupra
Dimensiuni picaturi
Densitate picaturi
VDM (microni)
Nr./cm2
Apa
Boli
Insecte
Buruieni
Ulei
Boli
Insecte
Buruieni
Caracteristicile substantei de stropit
Exista câteva caracteristici care afecteaza acuratetea si uniformitatea aplicarii, dupa cum urmeaza:
1. Tensiunea de suprafata
Principala deosebire între apa si ulei ca diluant este tensiunea de suprafata si ratele de evaporare. Surfactantii sunt substante chimice utilizate pentru a modifica proprietatile suprafetei amestecului aplicat, adica pentru a modifica tensiunea de suprafata. Surfactantii neionici (care nu au încarcatura electrica) sunt utilizati frecvent pentru a creste nivelul de raspândire al picaturilor pe tesuturile plantelor si pentru a creste trecerea pesticidului în aceste tesuturi.
2. Densitatea
Densitatea solutiei poate afecta fluxul prin diuza. Uleiurile sunt în general mai putin dense (cântaresc mai putin) decât apa. Fluxul printr-o diuza scade pe masura ce densitatea creste. Când se face trecerea de la apa la o solutie mai densa trebuie sa facem ajustari pentru a compensa modificarile de flux. Factorii care corecteaza fluxul pentru alte solutii sunt expusi de regula în ghidul producatorului.
3. Vâscozitatea
Cresterea vâscozitatii duce la reducerea debitului prin diuza. Vâscozitatea crescuta a unor solutii poate cauza probleme deoarece acestea curg cu debite mai mici decât cele prevazute în cataloagele diuzelor. Unde se poate, amestecul poate fi diluat cu mica cantitate de apa sau ulei în vederea reducerii vâscozitatii si pentru o aplicare mai eficienta.
Evaluarea picaturilor din pânza de lichid
Pentru a putea face ajustari în ceea ce priveste acoperirea, depunerea si pierderea de material este necesara cunoasterea dimensiunilor si distributia picaturilor produse de o diuza. Pentru a evalua spectru de picaturi se poate aplica o metoda foarte simpla si necostisitoare pentru a evalua depunerea spray-ului, utilizând câteva coli de hârtie sensibila la apa si la ulei. Alte metode, ca analizatorii de imagine, pot fi mai precise, dar de obicei aceste tehnici sunt scumpe si reclama un timp mai îndelungat pentru analiza. Hârtiile pot fi plasate practic în orice loc: în mijlocul rândurilor, pe vârful tarusilor, pe frunzele plantelor etc..
Tipuri de hârtii:
Hârtii (carduri) sensibile la ulei;
Hârtii (carduri) sensibile la apa (Kromekote).
Partea a V-a: Factorii de mediu care influenteaza gradul de acoperire
Conditiile meteo au un impact major asupra acoperirii. Factorii care influenteaza plutirea includ:
Viteza si directia vântului;
Temperatura;
Umiditatea relativa;
Stabilitatea atmosferica.
Cei mai importanti factori sunt reprezentati de viteza si directia vântului. Se subîntelege ca la o viteza mare a vântului picaturile de dimensiune mica vor fi purtate pe distante mai mari.
Temperatura si umiditatea afecteaza si ele gradul de acoperire prin evaporarea picaturilor de solutie. Temperatura influenteaza turbulenta atmosferica, stabilitatea si inversiile. O atmosfera stabila sau "inversia" poate fi recunoscuta prin observarea fumului. Daca fumul nu se disipeaza sau coboara fara a se amesteca pe verticala, nu exista conditii optime pentru stropire.
În concluzie, luând în considerare atât echipamentul, cât si factorii de mediu, pentru îmbunatatirea eficientei stropirii, se recomanda:
Alegerea diuzelor care produc picaturi mai mari;
Alegerea presiunii minime;
Dispunerea conductelor la nivel coborât;
Cresterea dimensiunilor diuzelor;
Stropirea când viteza vântului este mai mica de 10 MPH (m/ora) si când bate spre suprafata vizata si nu spre alte zone "sensibile
Nu se stropeste când atmosfera este complet calma sau când exista o inversiune;
Folosirea unui aditiv pentru controlul plutirii atunci când este necesar.
Partea a VI-a: Combinatiile din cisterne (testele în pahare)
Atunci când vrem sa utilizam doua pesticide diferite sau când aditivi putem aplica un test simplu, în pahar, pentru a vedea daca sunt sau nu compatibile din punct de vedere fizic. Se procedeaza astfel:
Transformati rata aplicarii per acru în cantitate per 100 ml spray;
Introduceti în pahar 100 ml apa sau alta substanta caraus;
Adaugati pesticidele sau adjuvantii;
Închideti paharul si agitati pentru omogenizare;
Verificati paharul imediat dupa agitare si la 30 de minute dupa aceasta;
Observati daca substantele se amesteca sau nu, precipita sau spumeaza excesiv;
Partea a VII-a: Amestecarea substantelor chimice
Modul corect de amestecare a substantelor depinde de tipul si formularea acestora. Formularile concentrate emulsionabile pot fi de regula adaugate direct în cisterna de stropire, care poate fi pe jumatate plina si cu pompa în functiune. Circuitul normal va asigura o amestecare satisfacatoare.
În cazul pulberilor umede, cum ar fi DiPel WP, procedeele de amestecare trebuie sa fie diferite. Pasii pentru amestecarea unei astfel de formulari sunt urmatorii:
Umpleti o treime sau o jumatate de cisterna cu apa. Nota: într-un alt rezervor ar trebui facut un amestec mai concentrat;
Începeti agitarea cu pompa de stropire;
Adaugati pulberea umeda sau materialele uscate usor, fie ca amestec mai concentrat, fie direct din container;
Agitati pâna la o omogenizare corespunzatoare;
Umpleti cisterna si adaugati un surfactant daca este necesar.
Precautii la amestecare:
Daca aveti dubii în ceea ce priveste compatibilitatea a doua sau mai multe pesticide, faceti testul paharului;
Utilizati un agent de tamponare atunci când lucrati cu o apa foarte alcalina;
Nu încercati niciodata sa amestecati formele concentrate de pesticide; preparati solutii mai diluate si apoi amestecati.
Partea a VIII-a: Erori de aplicare
Pregatirea echipamentului de stropire pentru utilizare:
Cercetati echipamentul de stropire pentru eventuale reparatii;
Umpleti si spalati rezervorul cu agenti neutralizanti;
Verificati pompa si furtunurile daca au suferit stricaciuni datorate înghetului;
Curatati toate filtrele si sitele;
Verificati functionarea regulatorilor de presiune si supapelor;
Spalati conductele fara diuze;
Aplicati diuzele si filtrele necesare primei aplicari;
Declansati mecanismul;
Verificati debitul fiecarei diuze.
În aceasta sectiune vom trata în detaliu reglarile specifice ale echipamentului de stropire. Principiile generale sunt aceleasi pentru toate tipurile de echipamente, cu toate ca partile mecanice difera. Aplicabilitatea generala a principiilor trebuie retinuta. La sfârsitul acestei sectiuni veti gasi un tabel de calibrare care poate fi utilizat drept ghid pentru operatiune.
În cele prezentate anterior s-a discutat despre importanta calibrarii, atât din punct de vedere legal, cât si economic. Atunci când calibrati echipamentul, determinati cât si unde va ajunge substanta. În cazul Bts, trebuie sa ajunga la locul în care se hranesc larvele. De exemplu, este ineficienta aplicarea pe suprafata ciorchinilor de vita-de-vie atunci când larvele se hranesc în interiorul boabelor.
Ţinând cont de aceste aspecte, exista patru factori de baza care trebuie determinati pentru a putea calibra în mod corespunzator echipamentul:
Capacitatea cisternei;
Viteza de aplicare;
Debitul de aplicare;
Deschiderea jetului.
Cu exceptia capacitatii rezervorului, toti ceilalti factori sunt corelati. Dat fiind scopul acestei discutii, vom face în principal referiri la echipamentele de stropire pentru gradini si plantatii de vita-de-vie, deoarece aceste tipuri de echipament sunt cele mai dificil de calibrat.
Capacitatea rezervorului (cisternei)
Trebuie sa masurati capacitatea cisternei doar o singura data. Nu va bazati pe marcajele producatorului, acestea neluând în considerare întotdeauna furtunurile si coturile atasate sau capacitatea diferita a pompelor folosite în instalatia personala. Deci este mai bine sa masurati dumneavoastra însiva capacitatea rezervorului. Pentru aceasta, umpleti rezervorul cu ajutorul unei galeti cu volum cunoscut sau cu ajutorul unui apometru. Utilizati numai apa curata. Cresterea volumului poate fi observata prin fereastra rezervorului sau cu ajutorul unui baston.
Viteza aplicarii
Dispozitivele de stropire cu aer folosesc aerul pentru a dispersa substanta si pentru a realiza acoperirea zonelor de vegetatie afectate. O stropire buna trebuie sa acopere toate partile unei plante, ale unui copac sau ale unei tufe. Aerul din jurul copacului trebuie înlocuit cu cel emis de echipament, acesta din urma fiind saturat de solutie. Cu alte cuvinte, copacul trebuie înconjurat cu aer saturat cu solutie, la fel cum un pahar se umple cu apa.
Putem demonstra acest lucru prin folosirea unui singur furtun cu apa si a unui rând de pahare. Daca furtunul trece prea repede pe deasupra paharelor, acestea nu se vor umple. Daca este trecut prea lent, paharele se umplu excesiv si se revarsa, fapt care semnifica risipa.
În mod similar, daca un echipament de stropire trece prea rapid, copacul nu va fi înconjurat de aer saturat de solutie. Daca se insista, copacii se vor suprasatura si solutia se va prelinge. În consecinta, se pierde timp, solutie si combustibil.
Analogia este evidenta. Viteza de circulatie este un factor major în stropirile cu aer deoarece pentru a atinge fiecare parte a copacului este necesar timp.
O conceptie gresita foarte raspândita ca daca vom injecta o cantitate sporita de solutie în jetul de aer vom creste viteza de stropire. Acest lucru este fals. Aerul din jurul copacilor nu poate fi dislocat mai rapid prin utilizarea de extramaterial. Adaugarea surplusului de material nu permite unui echipament sa acopere un copac mai rapid, ci doar se obtine o plasare a unei mai mari cantitati de substanta în locurile în care aerul a ajuns deja.
Este o idee buna testarea prealabila a echipamentului cu apa pentru a determina urmatoarele:
Cea mai buna setare a presiunii (niciodata sub 100 psi; de dorit 250-350 psi):
Cea mai buna viteza pentru aerul suflat (pentru a testa acest lucru, stropiti rapid un rând de copaci si urmariti cu ce viteza întoarce frunzele copacilor jetul de aer).
Atentie Viteza va varia în functie de dimensiunile copacului, diferenta dintre copaci si tipul de echipament utilizat. Viteze mai mici sunt necesare pentru copacii mari, dificil de acoperit. Viteze usor crescute sunt optime pentru copacii mai mici, usor de acoperit. Vitezele de 1-3 mph (1,5-4,5 kph) sunt cel mai des utilizate. Vitezele sub sau peste acest interval sunt nesatisfacatoare.
De retinut: viteza aerului emis este cheia unei stropiri corespunzatoare cu echipamente care folosesc aerul drept caraus.
Debitul
Hotarâti-va asupra volumului (în galoane) aplicat per acru sau per hectar. Odata selectat volumul, alegeti diuzele potrivite din graficele producatorilor. Retineti ca diuzele se distrug si ca toate diuzele, chiar daca sunt noi, nu emit acelasi volum de lichid. Diferentele pot fi nesemnificative sau foarte mari, în functie de vechimea si frecventa utilizarii. Când efectuati calibrarea înaintea unui sezon de stropire, începeti cu diuze noi.
Începeti cu asezarea echipamentului pe o suprafata plana si cu umplerea cisternei. Nivelul apei va fi la cel utilizat când se stropeste. Manevrati echipamentul la viteza lui normala de operare si la presiunea data. Deschideti simultan valvele fiecarei diuze, actionând un cronometru. Continuati manevrarea pentru câteva minute, închideti valvele si înregistrati timpul scurs.
Din moment ce rezervorul a fost deja calibrat si marcat, cantitatea de apa va fi cunoscuta. Astfel, reumpleti echipamentul pâna la nivelul initial, înregistrând cantitatea de apa necesara. Pentru cele mai bune rezultate, repetati operatiunea de doua-trei ori si faceti media.
Deschiderea jetului (latimea)
Ultima determinare necesara pentru a completa calibrarea este deschiderea jetului emis. Aceasta reprezinta latimea pe orizontala a jetului si cât acopera la o singura trecere. Latimea jetului se masoara diferit în functie de pesticidul aplicat. Când echipamentul este setat pentru rânduri, deschiderea jetului este egala cu latimile combinate ale fiecarui rând si nu include spatiile dintre rânduri. Daca echipamentul este folosit pentru a aplica pesticide în gradinile de legume sau în plantatiile de vita-de-vie pe ambele laturi ale lor, latimea jetului este distanta dintre rândurile de plante.
Acum ca toti acesti patru factori sunt cunoscuti, testati echipamentul pe un rând de copaci. Frunzele ar trebui acoperite cu material. Daca penetrarea nu este suficienta, reduceti viteza. Daca jetul nu este concentrat suficient asupra copacilor, reglati aerul.
Cea mai mare cantitate de spray trebuie aplicata în centrul si în portiunea superioara a frunzisului. Ar fi buna aplicarea a doua treimi din spray pe portiunea superioara a frunzisului. Asigurati-va ca diuzele produc o oarecare suprapunere a jeturilor, astfel încât toate partile copacului sa fie acoperite.
Volumul dispersat de pompele centrifugale variaza prin selectarea dimensiunilor diuzelor si/sau numarului acestora. Presiunea de emisie va varia în functie de cantitatea de material care trece prin diuze si de conditia pompelor.
În concluzie, va amintim ca exista patru factori de baza în ceea ce priveste o calibrare optima:
capacitatea rezervorului;
viteza de aplicare;
debitul aplicarii;
latimea jetului emis.
Fisa de calibrare a echipamentului
Umpleti echipamentul la un nivel stiut.
Actionati echipamentul pentru o anumita perioada de timp (T), stropind în aceeasi maniera ca si în teren. T = ______________
Reumpleti, cuantificând cantitatea de apa în galoane: Galoane = __________
Calculati galoanele per ora (GAL x 60/T): Total Galoane/ora = __________
B. Mile/ora
Stabiliti distanta (D) în picioare: D = ________________
Masurati timpul în care echipamentul parcurge distanta.
a. Jetul I Timp = _______________
b. Jetul II Timp = _______________
c. Jetul III Timp = _______________
Media de timp (total/3)
Total = ____________ T = _____________
Calculati milele/ora
MPH = (D/T)/88 MPH = ___________
C. Acri/ora
Masurati latimea rândurilor în picioare W = _____________
Calculati milele/acru
Mile/acru = (43560/W)/5280
Mile/acru = ______________
Calculati acrii/ora: acri/ora = MPH/(mile/acru)
Acri/ora = ______________
D. Galoane/acru
Galoane/acru = (galoane/ora)/(acri/ora)
E. Acri/rezervor
Capacitatea rezervorului Galoane/rezervor = _______________
(galoane/rezervor)/(galoane/acru) Acri/rezervor = __________________
F. Cantitatea de pesticide/rezervor
Rata recomandata/acru = _____ _______ ______ _______________
(rata/acru) x (acri/rezervor)
pesticid/rezervor = ______________
G. Verificarea calibrarii
Distanta dintre copaci sau vita-de-vie (S)
__________ X __________ picioare S = ___________
Copaci sau vita-de-vie/acru (T) = 43560/S T = ___________
Numarul de copaci sau de vita-de-vie (N) stropiti cu un rezervor
N = ___________
Acrii stropiti = N/T acrii stropiti = ___________
Acrii/rezervor calculati acri/rezervor = ___________
Procent acuratete la acrii calculati/acrii stropiti x 100
acuratete = ___________
BT TEHNOLOGIE DE VÂRF
Partea I: Biologia generala a Bt
Asemanari si diferente cu alti bacili
|
Figura 1. Ciclul de crestere al bacililor. Forma vegetativa trece în faza de sporulare ca raspuns la conditiile neprielnice de mediu. |
Speciile sporogene sunt diferentiate mai departe de pozitia sporului în celula si de deformarea produsa peretelui bacterian. Sporii pot fi pozitionati central sau la extremitatile celulei bacteriene. Mai mult, sporul poate fi mai redus decât diametrul celulei bacteriene sau îl poate depasi de 2-3 ori. Aceste caracteristici sunt uniforme în cadrul unei subspecii date.
Toti Bt poseda caracterele bacililor sporulati. O exceptie este reprezentata de faptul ca unele subspecii nu manifesta un raspuns flagelar puternic, dupa cum arata unele experimente de mobilitate sau unele studii imunologice, aceasta indicând absenta probabila a flagelilor.
Bt difera de ceilalti bacili în moduri mai subtile, cum ar fi raspunsurile biochimice variate (aceste aspecte vor fi discutate în cele ce urmeaza). Bt este foarte asemanator cu o alta bacterie sporulata, Bacillus cereus, fapt determinat prin masuratori biochimice. Diferenta dintre subspeciile de Bt consta în formarea unui corp proteic parasporal, cunoscut sub numele de cristal
Într-adevar, denumirea de "cristal" este potrivita, deoarece se sintetizeaza o cantitate mare de proteina care va precipita, dând nastere cristalelor intracelulare. Sinteza acestor proteine începe de obicei în timpul procesului de sporulare si se încheie înainte de liza celulei. Dupa liza, atât sporul, cât si cristalul sunt eliberati din celula-mama.
Pentru a sugera dimensiunile microorganismului, specificam ca celula matura are o latime de 1-1,5 μm si lungimea de 4-5 μm. Sporul si cristalul au dimensiuni aproximativ egale, de 0,5 x 1-1,5 μm. O alta perspectiva asupra dimensiunilor Bt: un bilion de celule cântaresc circa o miime de gram, iar 30 trilioane de celule cântaresc o uncie.
Specificitatea de actiune a diferitelor subspecii de Bt asupra diferitelor populatii de insecte este conferita de cristal. Toxinele Bt sunt clasificate în patru patotipuri principale: (I) Lepidoptera; (II) Lepidoptera si Diptera; (III) Coleoptera si (IV) Diptera. În cadrul acestor patru tipuri exista variatii numeroase, specificitatea fiind data de modul de dispunere a subunitatilor de toxina.
Despre Bt se poate spune ca este un agent patogen facultativ pentru insecte, deoarece are capacitatea de a se hrani independent de larva gazda, dar are si capacitatea de a infecta larvele de insecte susceptibile în conditii favorabile. Abilitatea de a prospera într-o gazda larvara ofera un atu pentru Bt în raport cu B. cereus, sau alti bacili. În timpul necesar unui bacil pentru a realiza aproximativ 12 dublari celulare în sol sau pe suprafata frunzelor (aproximativ 2000 de celule), Bt poate produce peste 500 000 de celule în interiorul larvei. Atentie În natura, timpul necesar aparitiei unei generatii de bacili este mai lung decât în laborator.
Bt nu distruge populatia gazda în masura în care ar putea produce epizootii. Aceasta permite viitoarelor generatii de Bt sa aiba o sursa continua de larve-gazda. Absenta unei distrugeri complete a populatiei de insecte gazda este benefica si sub aspect comercial, deoarece sunt necesare aplicari multiple de Bt pentru un control eficient al populatiei de daunatori.
Ubicvitatea Bt
Bt este ubicvitar. Este prezent în sol, apa, insecte, pe plante (în aceste locatii a fost depistat în studiile diferitelor universitati, organisme guvernamentale sau laboratoare industriale, efectuate în ultimii 30 de ani).
Cei mai multi bacili sunt întâlniti în sol. Ei supravietuiesc în diferite tipuri de sol (cu diverse ecosisteme) si ating de obicei populatii de sute de mii pâna la milioane de bacili/gram de sol. Diversitatea genurilor si speciilor este foarte mare în ceea ce priveste bacilii din sol. O problema legata de recuperarea Bt din sol este reprezentata de separarea celulelor de Bt de alte milioane de bacili si spori asemanatori. Obtinerea acestui lucru este foarte dificila, neexistând un mediu de selectie care sa permita recuperarea exclusiva a Bt.
Bt a fost izolat din toate tipurile de sol din toata lumea. Laboratoarele ABBOTT au o experienta vasta în ceea ce priveste izolarea Bt din sol. Câteva studii coordonate de D. Burges, Glasshouse Crops Institute, U.K., A. West în Noua Zeelanda si L Casida, Universitatea Penn State, au aratat ca sporii de Bt introdusi în sol ramân latenti si se degradeaza în 2-3 ani. Formele vegetative introduse în sol vor sporula si urma calea mentionata mai sus.
Un motiv posibil pentru neproliferarea Bt în sol ar fi faptul ca unele organisme cresc mai repede decât Bt. Experimentele efectuate pâna în prezent ar putea sa nu fie suficient e sensibile pentru a masura cresterea reala a Bt din sol. De asemenea, Bt poate creste foarte bine si în alte tipuri de sol decât cele recunoscute ca fiind sigure pentru Bt.
În ceea ce priveste cresterea Bt în apa, exista foarte putine date. Am observat ca sporii ramân latenti si se descompun lent în 6-12 luni. Bt viabili pot fi izolati din apa si din sediment.
Plantele reprezinta un alt loc din care cercetatorii ABBOTT au izolat Bt (de pe suprafata frunzelor a diferite plante din zona temperata). În acest caz se pune problema caracterului restrictiv al temperaturii asupra Bt si plantelor. Multe subspecii de Bt au fost izolate de pe suprafata foliara a copacilor deciduali si a coniferelor, precum si de pe alte plante. Aceste izolate au o toxicitate pentru Trichoplusia ni mai redusa, egala sau chiar mai crescuta decât cea a tulpinii de control DiPel. Testele de imunoblotting si analiza proteinelor toxinelor au indicat ca aceste tulpini au inclus reprezentanti ai principalelor patotipuri de Bt active împotriva larvelor din ordinul Lepidoptera, Diptera si Coleoptera.
Numarul si frecventa cu care s-a decelat Bt se încadreaza în criteriile pentru epifitii frunzelor. Este posibil ca cercetarile urmatoare sa arate ca Bt este un adevarat epifit, capabil sa induca infectii letale la larvele care se hranesc cu frunze.
Descrierea Bt
Dupa izolarea tulpinilor de Bt suntem pusi în fata aceleiasi probleme cu care se confrunta si cei care cauta noi antibiotice: este izolatul unic, sau face parte din cele câteva mii pe care le avem deja în colectie? Prin efectuarea unei descrieri de baza, vom putea utiliza mai eficient bioprobele. Descriem tulpinile si din alte motive ca: protectia muncii, pentru patentari, pentru screening-ul eficient al tulpinilor noi.
Descrierea tulpinilor de Bt include:
Raspunsurile biochimice;
Antigenele flagelare;
Biologia moleculara:
a. Compozitia plasmidica;
b. Analiza ADN;
c. Identificarea genelor;
d. Generarea de anticorpi;
e. Teste Western Blot.
Descrierea biochimica si flagelara
Partea a II-a: Biologia avansata a Bt
Pentru a întelege avantajele si dezavantajele produselor bioinsecticide prezente azi pe piata, trebuie înteleasa evolutia tehnica care s-a produs la capitolul biologia Bt. În prezent, tulpinile Bt sunt modificate genetic pentru a "tinti" unele nise comerciale de pe piata. Desi cercetarea Bt este noua în domeniul biologiei moleculare, a generat mult interes în rândurile cercetatorilor datorita potentialului economic si de mediu enorm.
Începem calatoria în lumea moleculara a Bt prin studierea conceptelor de baza ale biologiei moleculare. În cele ce urmeaza sunt expuse subiectele care vor fi prezentate:
Structura ADN-ului;
Exprimarea proteinelor;
Plasmidele si cromozomii;
Analiza genelor;
Genele protoxinei DiPel;
Structura ADN-ului;
Exprimarea proteinelor;
Plasmidele si cromozomii;
Analiza genelor;
Genele protoxinei DiPel;
Genele protoxinei XenTari;
Categorisirea genelor pentru protoxine;
Sceening-ul pentru genele protoxinei Bt;
Manipularea genelor protoxinei Bt;
Protoxina Bt.
Structura ADN-ului
|
Figura 2.
|
|
Figura 3.
|
|
Figura 4. ADN-ul dublu catenar se separa pe o mica portiune. ARN-polimeraza se leaga la situsul promotor, permitând bazelor de ADN sa se lege la nucleotidele ARN. ARN-ul mesager este construit pe masura ce polimeraza se deplaseaza pe catena de ADN. |
|
Figura 5. Ribozomul se leaga la ARNm. ARNt, legati la aminoacizii specifici, se cupleaza la ARNm. Aminoacizii se leaga pentru a forma proteina. |
|
Figura 6. Schema unei gene cu transpozom |
Plasmidele si cromozomii
În toate bacteriile, inclusiv Bt, exista doua tipuri de molecule de ADN:
O molecula circulara, foarte mare, care poarta numele de "cromozom" (într-o celula bacteriana exista doar un cromozom si acesta se replica o singura data într-o diviziune celulara);
O molecula de regula circulara, uneori liniara, numita "plasmida" (plasmidele sunt mai mici decât cromozomii) (figura 7).
|
Figura 7. Schema unei plasmide cu trei gene |
|
Figura 8.
|
|
Figura 9.
|
Analiza genelor
Figura 10. O comparatie a genelor pentru protoxina din produsele DiPel si XenTari. |
Clasificarea genelor pentru protoxina
|
Figura 11. GENE ACTIVE ÎMPOTRIVA LEPIDOPTERELOR CRYIAb
|
|
Figura 14. Transferul genelor într-o gazda alternativa |
|
Figura 15. Transformarea unei gene pe un vector plasmidic |
|
Figura 17. O gena modificata de Bt într-un vector plasmidic |
|
Figura 17. Un exemplu de notare a ADN-ului AGA CTA - catena ADN sens ARG LEU - aminoacizi în proteina Modificati ADN-ul în: AGG CTT - Aceiasi aminoacizi: ARG LEU - Cititi noul cod ADN, substituind literele B cu G si C cu O AGG CTT - AGG OTT - |
|
Figura 19. Reprezentarea schematica a immunoblotting-ului |
Partea a III-a: Dezvoltarea unor noi produse Bt (abordari si consideratii)
Izolatele naturale
Bumbacul australian
Cerintele clientilor
Testarile în teren si dezvoltarea pietei
Pozitia DiPel ES
DiPel ES reprezinta un mod alternativ de actiune în ceea ce priveste controlul daunatorilor. Este eficient împotriva insectelor cu rezistenta la insecticidele chimice si nu conduce la aparitia unui nou tip de rezistenta. Este sigur pentru mediu prin reducerea cantitatii de insecticide chimice folosite si, în acelasi timp, nu afecteaza insectele folositoare. Impactul neglijabil asupra mediului face posibila utilizarea lui în zone sensibile, cum ar fi asezarile rurale si alte zone populate.
DiPel ES este potrivit pentru un program pe tot parcursul sezonului:
Singur sau împreuna cu doze mici de endosulfan se aplica la începutul sezonului;
În combinatie 2/3 cu piretinoide sintetice la mijlocul sezonului;
În combinatie cu Larvin la concentratie ovicida la sfârsitul sezonului.
BT ÎN VIITOR
Partea I: 1990, perioada descoperirilor si biotehnologiilor
Epoca insecticidelor biologice a început acum 21 de ani. Initial, utilizarea Bt a avut la baza trei factori:
Insectele rezistente (culturi de legume);
Reziduuri de pesticide toxice (tutun);
Revenirea oamenilor pentru lucrari (fructe, vita-de-vie, legume).
Acceptarea a fost limitata si de disponibilitatea insecticidelor chimice cu actiune rapida, reziduale, care erau mai ieftine si mai usor de utilizat decât cele biologice.
Introducerea piretrinoidelor sintetice a încetinit si mai mult dezvoltarea Bt, deoarece acestea erau rapide, usor de folosit si ieftine. Dar în prezent, insectele au dezvoltat rezistenta la piretrinoide, iar în anii multi fermieri s-au întors la insecticidele biologice si la programele integrate pentru a putea controla populatiile de daunatori.
Vechiul arsenal Bt consta dintr-o singura tulpina de Bt kurstaki (HD-1), comercializata sub denumirea de DiPel. Avea u singura formulare, o pulbere umeda cu potenta crescuta - DiPel WP. DiPel a fost utilizat cu succes împotriva unui grup specific de insecte, cum ar fi omizile, viermii de frunze, viermii rotunzi etc.. În prezent DiPel are o serie de formulari, cu numeroase tinte:
Pudra umeda (DiPel WP, DiPel 2X pentru legume, vita-de-vie, fructe);
Suspensie apoasa (DiPel 6AF, 8AF pentru paduri);
Suspensie emulsionabila (DiPel ES, 4L, 6L, 8L pentru bumbac, soia, porumb);
Granule dispersabile în apa (DiPel WDG pentru legume);
Granule (DiPel 10G pentru porumb).
Noi descoperiri s-au adaugat arsenalului:
Israelensis (Bti), comercializat ca VectoBac, suspensii apoase sau granule, pentru tântari si muste negre;
Aizawai (Bta) comercializat ca XenTari, pentru molii si viermi;
Tenebrionsis (Btte), înregistrat ca DiTerra pentru gândacul e Colorado;
Bacillus sphaericus, înregistrat ca VectoLex, pentru tântarii care se înmultesc în apele poluate (lagune de deversare sau bazinele de tratare din canalizari).
Partea a II-a: Ce ascunde viitorul
Tulpinile de Bt s-au dovedit a fi mai numeroase si mai variate decât s-a asteptat, astfel încât în viitor ne asteptam sa putem controla si alti daunatori precum viermii de radacina, lacustele, gândacii e bucatarie, mustele albe si afidele.
Multe dintre aceste insecte sunt controlate de parazitii si pradatorii naturali. Deci Bt are o dubla utilitate: omoara numai daunatorii si nu lezeaza pradatorii lor naturali, care pot ucide daunatorii în continuare.
Bt sunt întâlniti în natura, deci au o toxicitate scazuta pentru mamifere si nu afecteaza mediul. Data fiind siguranta lui, cerintele legate de toxicitate sunt mult mai reduse decât în cazul insecticidelor chimice si astfel se salveaza timp si bani în procesul de înregistrare.
La orizont
Prioritatile ABBOTT includ:
Noi tehnologii de formulare, utilizând microîncapsularea, granularea pe pat fluid si stimulatorii de hranire;
Întelegerea modului de actiune a Bt pentru o abordare mai buna a tintei;
Utilizarea sondelor ADN pentru a cultiva anumite trasaturi genetice necesare abordarii unor tinte specifice;
Identificarea precisa a modului în care functioneaza Bt în ceea ce priveste specificitatea de tinta si actiunea toxinei;
Izolarea individuala a toxinelor si potrivirea acestora cu insectele tinta;
Optimizarea productiei prin manipularea procesului de fermentatie;
Design-ul la cerere al toxinelor; expresia toxinelor Bt în plante sau alte organisme;
Explorarea fenomenului de rezistenta.
Succesul celor de mai sus se traduce prin eficienta maxima în teren. În teren sunt prezente mai multe variabile, ele neputând fi anticipate în totalitate în laborator. Pe lânga îmbunatatirile aduse în fabricarea produselor, ABBOTT a mai investit în cercetare, cautând solutii optime în ceea ce priveste rezistenta la ploaie, soare si protectia substantelor active fata de actiunea enzimelor plantelor.
Partea a III-a: Probleme si raspunsuri
Problemele majore ale utilizarii insecticidelor sau pesticidelor chimice sunt urmatoarele:
Reziduuri toxice;
Contaminarea apei freatice;
Impactul asupra organismelor non-tinta, inclusiv oamenii si alte forme de viata;
Siguranta muncitorilor;
Încalcarea proprietatii (când insecticidul trece si în cultura altei persoane);
Litigii scumpe, rezultate din cele expuse mai sus.
Dezvoltarea si utilizarea oricarei toxine constituie un risc. Totusi, toxinele naturale specifice pentru insecte sunt mult mai putin riscante decât cele din insecticidele chimice.
Partea a IV-a: Experienta
ABBOTT este liderul domeniului insecticidelor biologice de mai bine de 20 de ani. Produsele sale sunt fabricate cu aceeasi grija, precizie si profesionalism ca si produsele farmaceutice. Formularile ABBOTT au dus la cresterea eficientei. Tehnologia de analiza si probele biologice ale ABBOTT nu pot fi surclasate. Descoperirile analitice, cum ar fi legarea proteinelor, plierea acestora si secventializarea aminoacizilor ne-au facut sa întelegem mai bine modul de actiune al Bt.
Îmaginati-va toate acestea fara poluarea mediului si fara efecte nocive asupra oamenilor. Pe masura ce insecticidele chimice sunt înlocuite de cele biologice, impactul asupra mediului va scadea proportional.
ABBOTT Bt: o solutie naturala pentru o problema din natura
CUPRINS
MODALITĂŢILE DE ACŢIUNE, TOXICITATEA sI REZISTENŢA INSECTICIDELOR BIOLOGICE
Partea I: Ce este Bacillus thuringiensis?
Tulpini înregistrate de ABBOTT pentru diferite utilizari
Partea a II-a: Cum functioneaza Bacillus thuringiensis
Partea a III- a: Biochimia cristalelor de Bacillus thuringiensis
Rezistenta la toxinele Bacillus thuringiensis
Partea a IV-a: Managementul rezistentei insectelor la Bacillus thuringiensis
Partea a V-a: Rezistenta la formularile pe baza de Bacillus thuringiensis
Partea a VI-a: Managementul rezistentei
Abordarea ABBOTT asupra problemei rezistentei
Toxinele Bacillus thuringiensis exprimate de alte microorganisme
FERMENTAŢIA LA BACILLUS THURINGIENSIS
Partea I: Procesul de fermentatie al bacillus thuringiensis - vedere de ansamblu
Partea a II-a: Cum este fermentat bacillus thuringiensis - detalii
Partea a III-a: Evaluarea formularilor
Partea a V-a: Factori care influenteaza performanta formularilor DiPel
Partea a VI-a: Specificari ale formularilor
Unitatile internationale (U.I)
Unitatile internationala de toxicitate (U.I.T)
% toxina activa împotriva lepidopterelor
Determinarea potentei (eficacitatii)
EVALUAREA BACILLUS THURINGIENSIS
Partea I: Necesitatea cercetarilor în teren si dezvoltarea lor
B. Testarile în teren ale descoperirilor
E. Strategia de piata/demonstratii
F. Tipuri de cercetari în teren
Partea a II-a: Design-ul statistic si analizarea experimentelor
D. Tipuri de design-uri experimentale
1. DESIGN-UL COMPLET ALEATORIU (CRD)
2. DESIGN-UL BLOC COMPLET RANDOMIZAT
Partea a III-a: Teste demonstrative
3. Îmbunatatirea preciziei experimentului
2. Factori implicati în implementarea testarii
Sectiunea a III-a: EVALUAREA TESTĂRILOR CU Bt ÎMPOTRIVA DĂUNĂTORILOR BUMBACULUI sI AI PORUMBULUI
I. Testele de evaluare pe culturi de bumbac
II. Teste evaluative pe culturi de porumb
Sectiunea a IV-a: PREZENTAREA sI INTERPRETAREA DATELOR
Exemplu de date cu varianta crescuta
TEHNOLOGIA DE APLICARE. OBŢINEREA CONTROLULUI
Sectiunea I: VEDERE DE ANSAMBLU
Partea I: Tipuri de echipamente de aspersare
Partea a II-a: Factorii cere influenteaza eficienta aplicarii
Alegerea corecta a tipului si dimensiunilor diuzelor
Tipurile de jeturi produse de diuzele de stropire
Pozitionarea corecta a diuzei pe conductele de presiune
Partea a III-a: Modele de calibrare
Partea a IV-a: Variabilele care afecteaza eficacitatea pesticidelor
Frunzisul plantelor si tipul suprafetei-planta
Caracteristicile substantei de stropit
Evaluarea picaturilor din pânza de lichid
Partea a V-a: Factorii de mediu care influenteaza gradul de acoperire
Partea a VI-a: Combinatiile din cisterne (testele în pahare)
Partea a VII-a: Amestecarea substantelor chimice
Partea a VIII-a: Erori de aplicare
Sectiunea a II-a: CALIBRAREA ECHIPAMENTULUI
Sectiunea a III-a: STAŢII DE LUCRU. DEMONSTRAŢII
Fisa de calibrare a echipamentului
Partea I: Biologia generala a Bt
Asemanari si diferente cu alti bacili
Descrierea biochimica si flagelara
Partea a II-a: Biologia avansata a Bt
Clasificarea genelor pentru protoxina
Screening-ul pentru genele protoxinei Bt
Manipularea genelor protoxinei Bt
Partea a III-a: Dezvoltarea unor noi produse Bt (abordari si consideratii)
Testarile în teren si dezvoltarea pietei
Partea I: 1990, perioada descoperirilor si biotehnologiilor
Partea a II-a: Ce ascunde viitorul
Partea a III-a: Probleme si raspunsuri
|
