PL227522B1 - Dyspenser feromonowy wabiący chrząszcze kornika drukarza - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest dyspenser feromonowy wabiący chrząszcze kornika drukarza.

Techniki zwalczania szkodników z wykorzystaniem związków semiochemicznych, zwłaszcza feromonów, stanowią najnowocześniejszą, selektywną i bezpieczną dla człowieka i środowiska naturalnego grupę metod ochrony roślin uprawnych, w tym także lasów i są powszechnie stosowane jako element tzw. zintegrowanych metod zwalczania szkodników (IPM). Przeglądowe omówienie znajduje się przykładowo w A. Kunca i inni, „Skodlive ćinitele leśnych drevin a ochrona pred nim, Narodne Lesnicke Centrum, 2007 r. (www.nlcsk.sk/files/1497.pdf; dostępne 10 12 2014).

Znanych jest wiele feromonów działających jako przynęty na szkodniki wtórne występujące w drzewostanach iglastych. Wśród tych owadów największe problemy sprawia kornik drukarz (Ips typographus), który przy masowym pojawię powoduje znaczne szkody w drzewostanie lasów świerkowych i mieszanych z udziałem świerka. Kontrolę liczebności tego chrząszcza można dokonywać przez stosowanie różnego rodzaju pułapek zwalczających i prognozujących stan populacji kornika drukarza. Często wyłożonym drzewom pułapkowym (pułapki klasyczne) towarzyszą pułapki feromonowe, które zawierają najczęściej jako przynętę syntetyczny feromon agregacyjny szkodnika. Jego głównym składnikiem jest (S)-cis werbenol (R. Jakus i inni J. Appl. Entomol. 2002, 126, 306).

Aktywność przynęty można znacząco wzmocnić po przez dodanie drugiego komponentu, takiego jak np. optycznie czynny (S)-ipsdienol (CAS 35628-00-3), który umożliwia uzyskanie mieszanki składników o synergicznym działaniu. Oba komponenty razem z 2-metylo-3-buten-2-olem (A. Bakke i inni Naturwissenschaften 1977, 64, 98) lub 2-metylo-3-butyn-2-olem (H. Erdmann i inni J. Chem. Ecol. 1987, 13, 1555) stanowią najczęściej spotykaną mieszankę feromonu agregacyjnego na kornika drukarza w komercyjnych dyspenserach. Mieszanina werbenolu, zwłaszcza cis-werbenolu wraz z racemicznym ipsdienolem oraz z metylobutenolem została ujawniona także w opisie nr PL 108 328.

Dla większej atrakcyjności wszystkie składniki tej mieszaniny muszą być obecne w odpowiednich ilościach, ponieważ kornik drukarz reaguje bardzo wrażliwie na proporcje składników w mieszance, co ma istotne znaczenie dla skutecznego działania pułapek.

Ważnym elementem dyspensera feromonowego jest więc także odpowiedni dozownik, zapewniający długotrwałe, równomierne uwalnianie substancji czynnej.

Znane są dozowniki w postajci torebki foliowej z polietylenu, w której znajduje się materiał chłonny nasycony feromonem. Przykładem tego jest dozownik dostępny pod nazwą Pheroprax (firma BASF AG), czy jeż firmy angielskiej AgriSense-BSC Ltd pod nazwą Ipsgone. Uwalnianie feromonu następuje wskutek dyfuzji przez folię polietylenową. Wadą tych dozowników jest to, że uwalnianie feromonu zależy w dużym stopniu od warunków pogodowych, co prowadzi do znacznego ograniczenia kontroli w uwalnianiu przynęty do środowiska naturalnego. Z tego powodu, a także innych (przede wszystkim zakończenia uwalniania się przynęty) okres działania tego typu dozowników nie przekracza z reguły 8 tygodni. Aby poprawić okres efektywnego działania dyspensera stosuje się inny rodzaj dozownika stanowiącego komorę na przynętę, wykonanego z tworzywa sztucznego, zwłaszcza kopolimerów olefiny i octanu winylu o zawartości octanu winylu 10-17% wag. (np. dyspenser Pheroprax ampułka firmy BASF AG) lub ze szkła w formie fiolki zakręcanej od spodu korkiem z odpowiednio dobraną membraną (dyspenser Langlock firmy Sitagro AG).

Z wymienionych dyspenserów lepsze własności wabiące kornika drukarza posiada Pheroprax ampułka, który wykazuje wysoką aktywność wobec chrząszczy I. typographies przez cały ich okres wegetacyjny, tj. 12-14 tygodni. Dyspenser tego rodzaju jest przedstawiony w opisie zgłoszenia patentowego nr EP 413 325. Zgodnie z powyższym zgłoszeniem, dyspenser ma jedną lub dwie komory o objętości od 0,1 do 5 ml, o grubości ścianki od 0,1 do 1 mm i jest wykonany z kopolimeru etylen/octan winylu o udziale octanu winylu w zakresie od 10 do 15%. W takim dyspenserze umieszcza się mieszaninę składającą się z S-cis-werbenolu i 2-metylo-3-biiten-2-olu i ipsdienolu.

Kopolimer może być zabarwiony pigmentem nieorganicznym, w celu zapobiegania niekorzystnym skutkom działania światła. Podobne urządzenie zostało ujawnione w opisie patentowym nr EP 1 827 096, z tym, że w komorach umieszcza się inną mieszaninę feromonów, przeznaczoną do zwalczania rytownika pospolitego.

Ipsdienol jest ważnym składnikiem feromonu kornika, jednak charakteryzuje się silną tendencją do polimeryzacji pod wpływem tlenu. Z tego powodu skuteczność wabienia kornika przez feromon nie jest równomierna w czasie wielotygodniowego uwalniania składników mieszaniny, co w konsekwencji może prowadzić do znacznie niższych odłowów szkodnika w pułapki od spodziewanych.

PL 227 522 B1

Celem wynalazku było rozwiązanie tego problemu.

Dyspenser feromonowy wabiący chrząszcze kornika drukarza posiada jedną komorę wypełnioną mieszaniną feromonową składającą się z (S)-cis-werbenolu, racemicznego ipsdienolu oraz 2metylo-3-buten-2-blu i/albo 2-metylo-3-butyn-2-olu, wykonaną z lekko zabarwionego, transparentnego kopolimeru etylen/octan winylu o zawartości octanu winylu w zakresie od 10 do 20% wag. i według wynalazku charakteryzuje się tym, że mieszanina feromonowa umieszczona w komorze jest uprzednio wymieszana i odgazowana w warunkach gazu obojętnego oraz wprowadzona do komory w atmosferze gazu obojętnego, a komora jest wykonana z kopolimeru o wskaźniku szybkości płynięcia w zakresie od 3,6 do 14,8 g/10 min, oznaczanym zgodnie z ASTM D 1238 w 190°C i pod obciążeniem 2,16 kg.

Korzystnie, gazem obojętnym jest argon.

Korzystnie, wskaźnik szybkości płynięcia kopolimeru zawiera się w zakresie od 6,8 do 13,2 g/10 min.

Korzystnie, komora dyspensera według wynalazku ma kształt prostopadłościenny z zaokrąglonymi narożnikami albo kształt rurkowy, o powierzchni przekroju poprzecznego w zakresie od 1 do 5 cm² i długości w zakresie od 20 do 60 mm.

Dyspenser według wynalazku zawiera mieszaninę feromonową składającą się z 2 do 6% wag., korzystnie 4 do 5% wag. (S)-cis-werbenolu, 0,1 do 1% wag., korzystnie 0,3 do 0,8% wag. racemicznego ipsdienolu, 92 do 97 wag. 2-metylobut-3-yn-2-olu i/lub 2- metylobut-3-en-2-olu, w przeliczeniu na całkowitą masę mieszaniny feromonowej.

Materiał z tworzywa sztucznego tworzący komorę korzystnie stanowi jasnobrązowy, transparentny kopolimer etylen/octan winylu o zawartości octanu winylu w zakresie od 13 do 18% wag. Udział środka barwiącego w kopolimerze nie powinien przekraczać 1% wag., a korzystnie zawiera się w zakresie od 0,001 do 0,1% wag.

W dyspenserze według wynalazku co najmniej 90% powierzchni ścianek tworzących komorę ma grubość w zakresie od 0,1 do 1,5 mm, korzystnie w zakresie od 0,2 do 1,0 mm, a stosunek powierzchni ścianek tworzących komorę do wewnętrznej jej objętości mieści się w zakresie od 1 do 8 cm^-1. Końcówka wlewowa do komory prostopadłościennej może być zamknięta w dowolny sposób, przykładowo metodą zgrzewania termicznego.

Komora dyspensera korzystnie zawiera mieszaninę feromonową w ilości od 1 do 5 ml, korzystnie od 2 do 3 ml.

Mieszanina feromonowa dyfunduje przez ścianki komory i jest w kontrolowany sposób uwalniania do otoczenia, podobnie jak w opisanych wcześniej, znanych urządzeniach tego rodzaju.

Obecność gazu obojętnego w komorze i dobór kopolimeru etylen/octan winylu o odpowiednim wskaźniku szybkości płynięcia zapewnia ciągłe uwalnianie feromonu jeszcze po 14 tygodniach, w ilości i o składzie wymaganym dla skutecznego działania pułapki.

Rozwiązanie to stało się możliwe, mimo ograniczonej ochrony przed światłem słonecznym, dzięki umieszczeniu w komorze dyspensera mieszaniny feromonowej wytworzonej w atmosferze gazu obojętnego, a więc bez obecności tlenu powietrza oraz wprowadzonej do komory dyspensera w takiej samej atmosferze. Atmosfera gazu obojętnego wewnątrz ampułki dozownika zabezpiecza składniki mieszanki feromonowej przed rozkładem. W szczególności dotyczy to ipsdienolu, który ma silną skłonność do polimeryzacji.

Użycie dyspensera według wynalazku umożliwiło zastosowanie w kompozycji mieszanki feromonowej racemicznego ipsdienolu zamiast stosowanego dotychczas, znacznie droższego czystego enancjomeru (S)-ipsdienolu.

Oprócz komory dyspenser według wynalazku może mieć również środki do umocowania urządzenia w pułapkach z przynętą, np. uchwyt z otworem dla przechodzących środków mocujących, takich jak drut i tym podobne.

Urządzenie według wynalazku można w zwykły sposób stosować do zwalczania chrząszczy z gatunku Ips typographus. Na ogół stosuje się je razem ze sztucznymi pułapkami (np. segmentowa pułapka IBL-3, pułapka szczelinowa typu Theysohn) lub klasycznymi pułapkami na chrząszcze.

Dyspenser według wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku fig. 1 oraz w poniższych przykładach.

P r z y k ł a d 1

W kolbie trójszyjnej o poj. 500 ml umieszczono w atmosferze argonu 5,4 g (35,5 mmola) (S)-ciswerbenolu i 151,7 g (185 ml, 1,76 mola) 2-metylobut-3-en-2-olu, a następnie po rozpuszczeniu się osadu wkroplbno pod argonem 1,13 g (7,4 mmola) racemicznego ipsdienolu w temperaturze pokojowej. Całość mieszano za pomocą mieszadła magnetycznego przez 15 min i odgazowano przez zacią4

PL 227 522 B1 gnięcie próżni (130 mm Hg) i wyrównanie ciśnienia, wprowadzając do kolby świeżą porcję argonu. Proces ten powtórzono jeszcze trzykrotnie. Przygotowaną mieszankę feromonową użyto do napełniania urządzeń z komorą (dyspenser DF), takich jakie przedstawiono na fig. 1, wykonanych z jasno brązowo zabarwionego, transparentnego kopolimeru octan winylu-etylen o następujących właściwościach:

- zawartość octanu winylu: 13-14% wag;

- wskaźnik szybkości płynięcia: 12-13 g/10 min (w 190°C/2,16 kg zgodnie z ASTM D 1238).

Dyspenser przedstawiony na rysunku posiadał w środkowej części komorę 2 o długości 33 mm, litą powierzchnię 3 z tego samego tworzywa z otworem na zawieszkę w dolnej części, a w górnej części wlewkę 1 do komory o średnicy wewnętrznej 3 mm. Średnia powierzchnia przekroju poprzecznego komory wynosiła ok. 2,4 cm², objętość komory około 6 ml. Grubość ścianek komory w połówce zwróconej do zawieszenia wynosiła 930 μm ± 50 μm.

Przez wlewkę 1 do komory 2 wprowadzano argon, a następnie wysyconą argonem przygotowaną wcześniej mieszankę feromonową w ilości 3 ml, o składzie: 3,41% wag. (S)-cis-werbenolu, 0,71% wag. racemicznego ipsdienolu, 95,88% wag. 2-metylobut-3-en-2-olu. Następnie, wlewkę zaślepiano przez zgrzanie termiczne.

P r z y k ł a d 2

Urządzenia napełnione feromonem (DF) badano w okresie około 1,5 miesiąca w warunkach komory klimatycznej z wymuszonym obiegiem powietrza, w temperaturze 25 °C i stałej wilgotności 60%, w odstępach czasowych od 4 do 8 dni, pod kątem ubytku masy. W tym celu urządzenia zawieszano w komorze klimatycznej KBF-240 firmy BINDER GmbH.

Wyniki podane w tabeli 1 stanowią pomiary dla trzech urządzeń, tj. 2 dyspenserów DF (DF i DF') i, dla celów porównawczych, znanego, najskuteczniejszego obecnie na rynku, dyspensera dwukomorowego wykonanego z kopolimeru etylen/octan winylu (K), zawierającego mieszaninę (S)-cisverbenolu, (S)-ipsdienolu i 2-metylobut-3-en-2-olu, jednak bez obecności argonu. Wyniki badań przedstawiono również w formie graficznej na fig. 2.

T a b e l a 1

Dyspenser	Ilość odparowanego feromonu [g]
1 dzień	4 dni	9 dni	19 dni	26 dni	33 dni	40 dni	48 dni	55 dni
DF	0,00	0,46	1,25	1,94	2,44	2,82	3,00	3,04	3,04
DF’	0,00	0,40	1,27	1,99	2,48	2,81	2,92	2,96	2,97
K	0,00	0,76	1,47	2,03	2,29	2,31	2,32	2,32	2,32

Dane w tabeli 1 pokazują, że feromon ze znanego dyspensera K zakończył się uwalniać ponad 2 tygodnie wcześniej w porównaniu z dyspenserem DF.

P r z y k ł a d 3

Urządzenia napełnione feromonem (DF) zawieszono w dwóch typach pułapek: IBL-3 firmy Z.

D. CHEMIPAN i skrzyniowo-szczelinowo-pionowej (SSP) firmy Produkcyjno-Handlowo-Usługowej TIM z Gołaczew.

Stanowiska umieszczono w starym drzewostanie świerkowym (wiek ok. 100 lat) na terenie Nadleśnictwa Browsk, w leśnictwie Jelonka; oddział 157B i 157D.

Pułapki o różnej konstrukcji zawieszono naprzemiennie na wysokości 2 m nad ziemią w odległości 30-40 m od siebie. Każdy z typów pułapek zastosowano z dyspenserem testowanym DF i porównawczym K w trzech powtórzeniach.

Na powierzchni oddziału 157B zastosowano po jednej pułapce każdego typu z badanymi dyspenserami, natomiast na oddziale 157D użyto po dwie pułapki każdego typu na każdy rodzaj dyspensera.

W każdym przypadku oznaczano liczbę schwytanych w pułapki kornika drukarza w określonym czasie oraz łączną liczbę schwytanych chrząszczy w czasie całego okresu badania.

Wartości te podano w tabeli 2.

PL 227 522 B1

T a b e l a 2

Liczba chrząszczy kurnika drukarza odłowionego do dwóch typów pułapek z dwoma rodzajami wabików (oddział 157B)

Data, typ pułapki	DF	K	Razem
2014-06-16
IBL-3	16,5 tys.	16,5 tys.	33,0 tys,
SSP	19,3 tys.	20,2 tys.	39,5 tys.
2014-07-21
IBL-3	102,1 tys.	81,1 tys.	183,2 tys.
SSP	108,8 tys.	86,0 tys.	194,8 tys.
Razem
dla pułapki IBL-3	118,6 tys.	97,6 tys.	216,2 tys.
dla pułapki SSP	128,1 tys.	106,2 tys.	234,3 tys.
dla obu pułapek	246,7 tys.	203,8 tys.	450,5 tys.

Średnia (z dwóch pomiarów) liczba chrząszczy kornika drukarza odłowionego do dwóch typów pułapek z dwoma rodzajami wabików (oddział 157D)

Data, typ pułapki	DF	K	Razem
2014-06-16
IBL-3	5,5 tys.	5,5 tys.	11,0 tys.
SSP	6,4 tys.	6,7 tys.	13,1 tys.

We wszystkich przypadkach (dla obu stanowisk i rodzajów pułapek), wielkości odłowów do pułapek zawierających dyspenser DF były lepsze o około 20% od znanego dyspensera K, co wskazuje na wyraźną tendencję do lepszej skuteczności wabienia chrząszczy.

Claims (7)

1. Dyspenser feromonowy wabiący i chrząszcze kornika drukarza, posiadający jedną komorę wypełnioną mieszaniną feromonową składającą się z (S)-cis-werbenolu, racemicznego ipsdienolu oraz 2-nietylo-3-buten-2-olu i/albo 2-metylo-3-butyn-2-olu, wykonaną z lekko zabarwionego, transparentnego kopolimeru etylen/octan winylu o zawartości octanu winylu w zakresie od 10 do 20% wag., znamienny tym, że mieszanina feromonową umieszczona w komorze (2) jest uprzednio wymieszana i odgazowana w warunkach gazu obojętnego oraz wprowadzona do komory (2) w atmosferze gazu obojętnego, a komora (2) jest wykonana z kopolimeru o wskaźniku szybkości płynięcia w zakresie od 3,6 do 14,8 g/10 min, oznaczanym zgodnie z ASTM D 1238 w 190°C i pod obciążeniem 2,16 kg.

2. Dyspenser według zastrz. 1, znamienny tym, że gazem obojętnym jest argon.

3. Dyspenser według zastrz. 1, znamienny tym, że wskaźnik szybkości płynięcia kopolimeru zawiera się w zakresie od 6,8 do 13,2 g/10 min.

4. Dyspenser według zastrz. 1, znamienny tym, że komora (2) ma kształt prostopadłościenny z zaokrąglonymi narożnikami albo kształt rurkowy.

5. Dyspenser według zastrz. 1, znamienny tym, że komora (2) ma powierzchnię przekroju poprzecznego w zakresie od 1 do 5 cm² i długość w zakresie od 20 do 60 mm.

6. Dyspenser według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera mieszaninę feromonową składającą się z 2 do 6% wag. cis-verbenolu, 0,1 do 1% wag. racemicznego ipsdienolu, 92 do 97 wag. 2-metylobut-3-yn-2-olu i/lub 2-metylobut-3-en-2-olu, w przeliczeniu na całkowitą masę mieszaniny feromonowej.

7. Dyspenser według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej 90% powierzchni ścianek tworzących komorę (2) ma grubość w zakresie od 0,1 do 1,5 mm, a stosunek powierzchni ścianek tworzących komorę do wewnętrznej jej objętości mieści się w zakresie od 1 do 8 cm^-1.