Αναζητώντας νέα φυσικά βιοκτόνα

Transcript

1 Αναζητώντας νέα φυσικά βιοκτόνα ΔΡΑΣΗ B.3: Ανάπτυξη & παραγωγή νέων φυσικών προϊόντων για την αντιμετώπιση των χωρο-κατακτητικών κουνουπιών ACTION B6: Εφαρμογή σε πιλοτικό επίπεδο των νέων φυσικών προϊόντων Agricultural University of Athens Benaki Phytopathologic al Institute

2 Έλεγχος πληθυσμού Κουνουπιών 1. Χημική Αντιμετώπιση - Συνθετικά Εντομοκτόνα: Παραδοσιακή μέθοδος: Αποτελεσματικά κυρίως σε ανοικτά πεδία με σημαντικό τους μειονέκτημα την ανάπτυξη ανθεκτικότητας σε αυτά Η χρήση (και κυρίως η κατάχρηση) τους έχει συνδεθεί με σοβαρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις και κινδύνους για τη δημόσια υγεία Έτσι, η χρησιμοποίηση πολλών από τα συνθετικά εντομοκτόνα έχει απαγορευτεί νομοθετικά, ενώ αρκετά ακόμα είναι υπό αμφισβήτηση (οδηγία 98/8/ΕΚ)

3 Έλεγχος πληθυσμού Κουνουπιών 2. Βιολογική Αντιμετώπιση: Σχετικά νέα προσέγγιση, η οποία είναι φιλική για το περιβάλλον. Ενσωματώνει ποικίλα μέσα και τεχνικές, όπως γενετικά τροποποιημένα στείρα αρσενικά, χρήση εντομοπαθογόνων μυκήτων και βακτηρίων κλπ Σημαντικότερο μειονέκτημα αποτελούν οι περιορισμοί στην κλίμακα εφαρμογής τους και ποικίλες κοινωνικές αντιδράσεις σε σχέση με τη χρήση γενετικά τροποποιημένων οργανισμών

4 Έλεγχος πληθυσμού Κουνουπιών 3. Φυσικά Βιοκτόνα: Α. Φυσικά προϊόντα: Σήμερα, η έρευνα για την μορίων με εντομοκτόνο δράση έχει εστιαστεί στην τεράστια δεξαμενή των φυσικών προϊόντων. Στο πλαίσιο αυτό έχουν αναδειχθεί ως δραστικά αρκετά οργανικά οξέα, αλκαλοειδή και φυτικές πρωτεΐνες Β. Φυτικά εκχυλίσματα: Ποικίλα μίγματα φυσικών προϊόντων που περιλαμβάνουν και τα αιθέρια έλαια, των οποίων η χρήση έχει τα παρακάτω σημαντικά πλεονεκτήματα: 1. επίδραση σε έντομα που δεν θίγει τα μεγαλύτερα ζώα, και 2. χαμηλή διεισδυτικότητα στα οικοσυστήματα. Επιπλέον, η φυσική ποικιλομορφία των συστατικών τους αποτρέπει την ανάπτυξη ανθεκτικότητας

5 Δράση B.3 Επιμέρους αντικείμενα: Απομόνωση-παραλαβή 54 φυτικών αιθερίων ελαίων από την ελληνική βιοποικιλότητα Προσδιορισμός του χημικού τους περιεχομένου Αξιολόγηση της δραστικότητάς τους για τον έλεγχο των κουνουπιών Διενέργεια μελέτης καταλληλόλητας για χρησιμοποίησή τους ως βιοκτόνων Προσδιορισμός των πλέον κατάλληλων αιθερίων ελαίων (δραστικότητα, διαθεσιμότητα, απόδοση) Παραγωγή σε μεγάλες ποσότητες για πιλοτικούς ελέγχους στο πεδίο (Δράση Β.6)

6 Συλλογή φυτικού υλικού a: Πάρνων, όρος b: Λεωνίδιο, Αρκαδία c: Άστρος, Αρκαδία d: Αντίκυρα, Βοιωτία e: Παρνασσός, όρος f: Πάρος, νήσος g: Σύμη, νήσος h: Τύμφη, όρος i: Κέρκυρα, νήσος j: Κιάτο, Κορινθία

7 Απομόνωση Αιθερίων Ελαίων Μέθοδοι: Υδροαπόσταξη με συμβατική μέθοδο Υδροαπόσταξη με μικροκύματα Ψυχρή έκθλιψη-φυγοκέντρηση (για τα βιομηχανικά απόβλητα)

8 Προσδιορισμός Χημικής Σύστασης Αεριοχρωματογραφία- Φασματομετρία Μαζών

9 Α. Αιθέρια Έλαια Κιτρωδών Φυτικό υλικό Citrus limon Citrus sinensis Citrus reticulata Citrus X paradisii Citrus aurantium Citrus japonicum

10 Σύσταση Αιθερίων Ελαίων Κιτρωδών Λεμονένιο: Επικρατών - κύριο συστατικό σε όλα τα ΑΕ Μυρκένιο: Δευτερεύων κύριο συστατικό σε 4 ΑΕ β-πινένιο: Δευτερεύων κύριο συστατικό σε 4 ΑΕ γ-tερπινένιο: Δευτερεύων κύριο συστατικό σε 4 ΑΕ

11 Β. Αιθέρια Έλαια Κέδρων Φυτικό Υλικό Juniperus phoenicea Leaves Fruit immature Fruit mature Wood Juniperus drupacea

12 Αιθέρια Έλαια Κέδρων α-πινένιο: Κύριο συστατικό σε όλα τα ΑΕ Λεμονένιο: Δευτερεύων συστατικό σε 13 ΑΕ Γερμακρένιο D: Δευτερεύων συστατικό σε 11 ΑΕ Μυρκένιο: Δευτερεύων συστατικό σε 10 ΑΕ β-φελλανδρένιο: Δευτερεύων συστατικό σε 8 ΑΕ

13 Γ. Αιθέρια Έλαια Ελληνικής Βιοποικιλότητας Επιλογή φυτικού υλικού: Rutaceae Cupressaceae Apiaceae Lamiaceae Asteraceae Solanaceae

14 Σύσταση ΑΕ Ελληνικής Βιοποικιλότητας Rutaceae 2-Εννεανόνη 2-Ενδεκανόνη Λεμονένιο Apiaceae Μεθυλο ευγενόλη α-φελλανδρένιο P-Αλλυλο ανισόλη

15 Σύσταση ΑΕ Ελληνικής Βιοποικιλότητας Lamiaceae (κύρια συστατικά) Καρβακρόλη (σε 3 ΑΕ) Ευκαλυπτόλη (σε 2 ΑΕ) p-κυμένιο (σε 2 ΑΕ) γ-τερπινένιο (σε 2 ΑΕ)

16 Αξιολόγηση Δραστικότητας Εντομοκτόνος (προνυμφοκτόνος) Δράση από τα ΑΕ που μελετήθηκαν τα 10 χαρακτηρίστηκαν ως πολύ καλής δραστικότητας, τέσσερα ως μέτριας και 19 με χαμηλή δραστικότητα. Εντομοαπωθητική Δράση 19 ΑΕ αποδείχθηκαν ως πολύ δραστικά επιδεικνύοντας deetlike δραστικότητα. Είναι αξιοσημείωτο ότι επτά ΑΕ βρέθηκαν να έχουν συγχρόνως πολύ καλή εντομοκτόνο και εντομοαπωθητική δράση.

17 Επιλογή Βιοκτόνων-Εντομοπαωθητικών Μεθοδολογία: Η επιλογή των πλέον κατάλληλων ΑΕ πραγματοποιήθηκε μέσω της ανάπτυξης ενός καινοτόμου δείκτη, που συνδυάζει την απόδοση του ΑΕ, την έκταση που απαιτείται για την παραγωγή του και τη δραστικότητά του. Η αξιολόγηση έγινε με βάση τα παρακάτω βήματα: 1. Απόδοση Φυτού: Α. Πυκνότητα Φύτευσης: Λαμβάνει υπόψη την πυκνότητα φύτευσης εκάστου φυτού, υπολογίζοντας το δυναμικό φύτευσης ανά εκτάριο. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι

18 Α. Πυκνότητα Φύτευσης Κωδικός Κάλυψη (m 2 /φυτό) Πυκνότητα φύτευσης (φυτό/εκτάριο) V ,870 V ,514 V ,804 V ,286 V ,195 V ,857 V ,174 V ,615 J J J

19 Β. Απόδοση ανά εκτάριο: Η απόδοση των ΑΕ ανά έτος για κάθε ένα εκτάριο υπολογίστηκε με βάση τον τύπο: P EO =D h *P h *Y EO P EO = παραγωγή ΑΕ ανά εκτάριο σε ml, D h = πυκνότητα φύτευσης ανά εκτάριο, P h = παραγωγή φυτικού υλικού ανά φυτό σε kg, Y EO = απόδοση ΑΕ του φυτού υπολογισμένη ως ml ΑΕ/kg φυτικού υλικού

20 Επιλογή Βιοκτόνων-Εντομοαπωθητικών 2. Δραστική Δόση (DD) και Δείκτης Εντομοαπωθητικής Αποτελεσματικότητας (EI): Η Δραστική Εντομοαπωθητική Δόση (DD) υπολογίστηκε με βάση τα αποτελέσματα της δραστικότητας, διορθωμένα με ένα συντελεστή απόδοσης DD=(DD L *10 4 )/A L DD=Δραστική Δόση σε ml/m 2, DD L =Εργαστηριακή Δραστική Δόση για 0,048 ml, A L =Επιφάνεια εργαστηριακού πειραματισμού=24 cm 2 και ο αντίστοιχος Δείκτης Αποτελεσματικότητας (EI) ως EI=(1+L E ) -1 EI=Δείκτης Αποτελεσματικότητας, L E =Αριθμός επαφών

21 Επιλογή Βιοκτόνων Εντομοαπωθητικών 3. Δραστική Δόση (DD) και Δείκτης Βιοκτόνου Αποτελεσματικότητας (EI): Η Δραστική Βιοκτόνος Δόση υπολογίστηκε με βάση τα σχετικά προνυμφοκτόνα πειράματα, διορθωμένα με έναν συντελεστή απόδοσης DD=(DD L *10 4 )/A L DD=Δραστική Δόση σε ml/m 2, DD L =Εργαστηριακή Δραστική Δόση για 0,029 ml, A L =Επιφάνεια Εργαστηριακού Πειραματισμού 10,99 cm 2 (=π*3,5 2 ) EI=M Ε *10-2 EI=Δείκτης Αποτελεσματικότητας, M E = %Θνησιμότητα Προνυμφών

22 Μελέτη Καταλληλόλητας Δείκτης Αειφορίας: Ο υπολογισμός του δείκτη αειφορίας-καταλληλότητας προς χρήση των Αιθερίων Ελαίων έγινε λαμβάνοντας υπόψη αφενός την απόδοση του φυτού και αφετέρου ανά πρείπτωση- τα πειράματα εντομοαπωθητικότητας ή προνυμφοκτόνου δράσης με τη χρήση της παρακάτω εξίσωσης: SI= Δείκτης Αειφορίας σε m 2 / εκτάριο & έτος P EO =Παραγόμενο ΑΕ σε ml / εκτάριο & έτος DD=Δραστική Δόση σε ml / m 2 EI=Δείκτης Αποτελεσματικότητας SI=(P EO *DD -1 )*EI

23 Μελέτη Καταλληλόλητας ΑΕ Κιτρωδών Κωδικός Βιοκτόνος SI Εντομοαπωθητική SI C C C C 04 N/A C C C C C

24 Μελέτη Καταλληλόλητας ΑΕ Κιτρωδών Κωδικός Βιοκτόνος SI Εντομοαπωθητική SI C C C C C C C C C

25 Μελέτη Καταλληλόλητας ΑΕ Κέδρων Κωδικός Βιοκτόνος SI Εντομοαπωθητική SI J J J J J J J J J

26 Μελέτη Καταλληλόλητας ΑΕ Κέδρων Κωδικός Βιοκτόνος SI Εντομοαπωθητική SI J J J 16 N/A J , J J J J J

27 Μελέτη Καταλληλόλητας ΑΕ Κέδρων Κωδικός Βιοκτόνος SI Ενομοαπωθητική SI J J J 28 N/A 4.89 J J 30 N/A J J J J

28 Μελέτη Καταλληλόλητας ΑΕ Βιοποικιλότητας Κωδικός Βιοκτόνος SI Εντομοαπωθητική SI V V V , V , V , V 12 1, , V 14 1, V V 16 1, ,205.47

29 Παραγωγή ΑΕ σε Πιλοτική Κλίμακα ΑΕ Κιτρωδών C 15: Παραπροϊόν από τη διαδικασία χυμοποίησης των πορτοκαλιών Συστατικό C 15 α-πινένιο 0,65 σαμπινένιο 0,59 μυρκένιο 4,08 (+)-3-καρένιο 0,49 λεμονένιο 91,03 α-τερπινολένιο 0,82 δεκανάλη 0,90 κιτράλη 0,43 βαλενσένιο 0,49 ΣΥΝΟΛΟ 99,48

30 Παραγωγή ΑΕ σε Πιλοτική Κλίμακα ΑΕ Κέδρων J 17: Juniperus phoenicea ΑΕ από μη ώριμους καρπούς που συλλέγονται το καλοκαίρι Απόδοση ΑΕ: % Συστατικά J 17 α-πινένιο 57,58 καμφένιο 0,90 1-β-πινένιο 3,43 μυρκένιο 5,24 α-φελλανδρένιο 1,41 (+)-3-καρένιο 5,08 β-φελλανδρένιο 8,27 γ-τερπινένιο 0,41 α-τερπινολένιο 1,75 καμφορά 1,31 α-τερπινεόλη 3,05 πιπεριδόνη 0,56 β-καρυοφυλλένιο 1,71 α-ουμουλένιο 0,94 γερμακρένιο D 5,69 γερμακρένιο B 1,98 ΣΥΝΟΛΟ 99,31

31 Παραγωγή ΑΕ σε Πιλοτική Κλίμακα ΑΕ Βιοποικιλότητας V12: Origanum onites φυτικό υλικό από το φυτό όταν είναι σε πλήρη άνθηση, συλλογή στο τέλος της άνοιξης Απόδοση ΑΕ: 6.73% Συστατικά V 12 α-θουγιένιο 1,34 μυρκένιο 1,55 α-τερπινένιο 1,23 p-κυμένιο 4,95 γ-τερπινένιο 4,59 α-τερπινολένιο 1,20 4-τερπινεόλη 1,26 καρβακρόλη 80,11 β-καρυοφυλλένιο 1,20 γερμακρένιο D 0,83 β-μπισαμπολένιο 1,64 ΣΥΝΟΛΟ 99,90

32 Δοκιμές Πεδίου σε Πιλοτική Κλίμακα

33 Δοκιμές Πεδίου σε Πιλοτική Κλίμακα

34 Δοκιμές Πεδίου σε Πιλοτική Κλίμακα

35 Δοκιμές Πεδίου σε Πιλοτική Κλίμακα

36 Δοκιμές Πεδίου σε Πιλοτική Κλίμακα

37 Δοκιμές Πεδίου σε Πιλοτική Κλίμακα

38 Δοκιμές Πεδίου σε Πιλοτική Κλίμακα