A növényvédelemben alkalmazott szintetikus növényvédő szerek széles körű használata jelentős környezeti és egészségi kockázatokat hordoz, valamint hozzájárul a rezisztens kórokozó- és kártevő-populációk kialakulásához.
Ennek következtében világszerte nő az igény az alternatív, környezetbarát növényvédelmi megoldások iránt.
Az illóolajok természetes eredetű, biológiailag aktív vegyületek, amelyek számos növényfaj másodlagos anyagcseretermékei, és bizonyított antimikrobiális, fungicid, fungisztatikus, inszekticid és repellens vagy fejlődésgátló hatással rendelkeznek. Az illóolajok komplex keverékek, amelyek általában 20-100 különböző, alacsony molekulatömegű vegyületet tartalmaznak. Ezek főként terpén- és fenilpropanoid-származékok.
Fotó: hartono subagio, Pixabay
A terpének és terpenoidok (monoterpének, pl. limonén, α-pinén, β-pinén, monoterpén-alkoholok, pl. linalool, geraniol, terpinen-4-ol) kontakt vagy gyomorméregként hatnak, és jelentős szerepet játszanak a rovarok idegrendszeri működésének gátlásában, valamint a mikrobiális sejthártyák károsításában. A fenilpropanoidok, mint az eugenol (szegfűszegolaj), vagy a cinnamaldehid (fahéjolaj) komponensek pedig erős gomba- és baktériumölő aktivitással rendelkeznek, elsősorban a sejtfal és sejtmembrán szerkezetének roncsolása révén. Más esetekben az illóolajok repellens (riasztó) hatást fejtenek ki, amely esetén a kártevő rovar elkerüli az adott növénnyel kezelt területet, csökken a táplálkozás és a peterakás valószínűsége. Különösen fontos a viselkedésmódosító hatás, mivel a kártevők elleni védekezésben nem feltétlenül az egyedek teljes elpusztítása a cél, hanem a fertőzés terjedésének megakadályozása. Ha a rovar nem telepszik meg a tőkén, illetve nem szívja a növény nedveit, a vírusok, fitoplazmák átvitele is mérséklődik. Egyes illóolajok emellett antifeedáns (táplálkozásgátló) hatással bírnak, ami hosszabb távon legyengíti a rovarokat, csökkenti szaporodóképességüket és populációdinamikájukat.
Az illóolajok növényvédelmi felhasználását három fő mechanizmus alapján értékelhetjük.
Az első ezek közül a biocid hatás. Sok illóolaj-összetevő erős gomba- (Aspergillus, Penicillium, Botrytis cinerea, Fusarium), baktérium- (Erwinia, Pseudomonas, Xanthomonas sp.) és rovarölő hatással rendelkezik, képesek káros mikroorganizmusok és kártevők elpusztítására vagy gátlására. Az illóolajok hidrofób jellegük miatt képesek beépülni a mikroorganizmusok lipidmembránjába, megváltoztatva annak permeabilitását (áteresztő képességét), ami sejthalálhoz vezethet.
A második a riasztó és elriasztó hatás. Egyes illóolajok – például menta- vagy citromfűolaj – taszító (repellens) hatást gyakorolnak rovarokra (levélbogarak, tripszek, levéltetvek, atkák, kabócák), így csökkenthetik azok táplálkozását, tojásrakását vagy élőhelyválasztását. Számos illóolaj-komponens neurotoxikus hatást fejt ki a rovarokra, gátolva az acetilkolin-észteráz enzimet (ingerület-átvitelben van szerepe) vagy a GABA-receptorokat (az idegrendszer gátlását, azaz az idegsejtek működésének csökkentését szolgálják, kulcsfontosságúak az idegrendszer egyensúlyához), ami bénulást és pusztulást okoz.
A harmadik fő mechanizmus pedig az indukált rezisztencia. Bizonyos illóolaj-komponensek képesek aktiválni a növény saját védekező mechanizmusait (ún. SAR – Systemic Acquired Resistance), ami növeli a növény ellenállását a fertőzésekkel szemben, fokozva a fitoalexinek és antioxidáns enzimek termelését.
Az illóolajok nagyobb része fungicid vagy fungisztatikus hatással rendelkezik, és ezentúl a rovarölő tulajdonságok mellett rovarriasztó hatással is, amelyek jól dokumentáltak. Számos vegyületet, egyebek között kámfort, (E)-etil-cinnamátot, eugenolt, D-limonént, linaloolt, metil-chavikolt, piperitont, pinént, és timolt izoláltak különböző növényfajokból, melyek riasztó hatását számos rovar (főként levéltetvek, kabócák) ellen igazolták. Az illóolajok jelentősen csökkentik a rovarok táplálkozását azáltal, hogy hatnak a rovarok perifériás szenzilláira (kémiai ingert felfogó érzékszőrök). Az Artemisia judaica nevű ürömféléből izolált piperton és transz-etil-cinnamát, valamint az Apiaceae család tagjaiból (Apium graveolens – zeller, Petroselenum crispum – petrezselyem stb.) izolált illóolajok táplálkozásgátló hatásúak az egyes kártevő lepkefajok, molyok lárváira, hernyóira, illetve a levéltetvekre. A Pogostemon cablinból (az árvacsalánfélék családjába tartozó büdösmenta nemzetség leghíresebb képviselője, a róla elnevezett pacsuliolaj alapanyaga) és más aromás növényekből kivont illóolajokról kimutatták, hogy kivételes táplálkozásgátló hatásúak az egyes lepkefajokkal szemben.
Számos aromás növény illóolajainak akaricid és rovartáplálkozás-gátló hatásáról is számos tanulmány készült.
A Lamiaceae (ajakosok) családot mentacsaládként is ismerik, tagjai erős aromás illóolajokat, tanninokat, szaponinokat és szerves savakat tartalmaznak, melyeknek rovarölő tulajdonságai ismertek. Például az Ocimum basilicum L., Mentha rotundifolia L., Origanum vulgare L. ssp. vulgare, Rosmarinus officinalis L. és Thymus vulgaris L. biológiai aktivitását kimutatták a Tribolium castaneum Herbst (kukorica-kislisztbogár) első stádiumú lárvái ellen. Ezenkívül a Lamiaceae család széles körű biológiai aktivitással rendelkezik, beleértve a citotoxikus, antimikrobiális, antioxidáns, gyulladáscsökkentő, vérnyomáscsökkentő és rovarölő tulajdonságokat is.
A Meliaceae (mahagónifélék) család természetes anyagcseretermékei, mint például a limonoidok, szintén biológiai aktivitást mutatnak számos rovar ellen. Az egyik széles körben ismert és kereskedelmi forgalomban lévő vegyület az azadirachtin, mely táplálkozásgátló és növekedésszabályozó tulajdonságokkal rendelkezik. Az azadirachtin vegyület gátolja a tarka bagolylepke táplálkozását, növekedését és szaporodását.
Az illóolajokat nemcsak önállóan, hanem megfelelő kombinációkban is alkalmazhatjuk a nagyobb hatás elérése érdekében, azonban meg kell határozni, hogy mely kombináció mely rovarok ellen lehet hatásos.
Az ilyen kombinációk megtalálása kulcsfontosságú a kártevők kezelésében. Az illóolaj-keverékek szinergikus aktivitását figyelhetjük meg például a levéltetvek és a lepkekártevők elleni védekezésben. Az Ocimum spp. (bazsilikomfélék), a Conyza newii (betyárkóró) és a Plectranthus marruboides (kakassarkantyú) növények illóolaj-keverékének szinergikus hatását is feljegyezték néhány rovar ellen. Vagy például a fekete bors kivonatai piretrumkivonatokkal keverve vagy a c-terpénnek és a terpén-4-olnak a keverékei szintén szinergikus hatást fejtenek ki egyes rovarok esetében. A fodormenta-illóolaj az 1,8-cineollal és a karvonnal együtt nagyon magas rovarölő aktivitást mutatott. Az imidakloprid (egy széles spektrumú, felszívódó, a rovarok idegrendszerére ható neonikotinoid-származék, melynek használata az EU-ban ma már tiltott), valamint a Lavandula angustifolia és a Thymus vulgaris (kakukkfű) illóolajainak szinergikus hatása 16-20-szorosára növelte a toxicitást, mely vizsgálatok eredményeiről Faraone és munkatársai 2015-ben számoltak be. Más kísérletek igazolták, hogy az illóolajok hatékonysága kovafölddel keverve megnő például a raktári kártevők irtásában, de a korábbiakban említett fekete bors és a teafa illóolaj-keveréke is hatékony rovarirtó szernek bizonyult, 80 százalékos halálozási aránnyal. A fekete borsból és teafából, illetve rozmaringból és teafából származó illóolajok kombinációja még tovább növelte a halálozási arányt 98,33 százalékra, ami azt jelzi, hogy az olajok kombinációja szinergikus és additív hatással van a rovarölő aktivitásra. A fentiekből arra a következtethetünk, hogy az illóolajok fő összetevőinek keverékei szinergikus hatást fejtenek ki rovarölő szerként, valamint riasztó hatással bírnak a rovarok széles spektrumára, a gabonaraktári kártevőkre is.
A neem az Indiából származó trópusi fa, az Azadirachta indica A. Jus magjaiból nyert kivonat. Gombaölő, rovarölő, fonálféreg- és baktériumölő hatása van. Az azadirachtin-alapú rovarölők gátolják a rovarok vedlését, riasztó hatással vannak a kifejlett rovarokra – ezáltal távolt tartva őket a kezelt növényeken való táplálkozástól és a peterakástól –, illetve csökkentik a termékenységet.
A neem-kivonat olajos frakciója gombaölő (peronoszpóra, oidium és rozsda ellen), peszticid vagy akaricid hatású, hasonlóan az összes többi kontakt hatású rovarirtó olajhoz. Megakadályozzák a légzést, megzavarják a membránfunkciókat, és részben mérgezőek a sejtekre az olaj behatolása miatt.
A levélen olajréteget képezve gátolják a szívó szájszervű rovarok táplálkozását. Az azadirachtin-alapú készítményeket már alkalmazták a szőlőtermesztésben a kabócák, köztük a S. titanus és más szívó rovarok ellen, ahol a teljesítményt erősen befolyásolják a környezeti feltételek és az alkalmazás időzítése.
A jojoba (Simmondsia chinensis) Mexikó, Arizona és Kalifornia sivatagaiban nő, és az olajat a magvaiból nyerik. Ez az olaj körülbelül 14 százalék mérgező telített erukasavat tartalmaz, melyet gomba- és rovarölő szerként használnak számos növénykultúrában.
A citrus-illóolajok rovarölőként azonosított fő hatóanyaga a D-limonén, mely hatékonyságát a rovarok testének kiszárításával fejti ki (pl. narancsolaj, különböző készítményekben).
A fenntartható növényvédelem iránti igény növekedésével egyre nagyobb figyelem irányul az alternatív, természetes eredetű hatóanyagokra, köztük a trópusi növényekből származó illóolajokra is. Ezek közé tartozik a Morinda citrifolia L., közismert nevén noni, amelynek különböző növényi részeiből – termésből, levélből, magból – előállított kivonatait hagyományosan gyógyászati és rovarriasztó célokra is használták. Az utóbbi években illóolajának potenciális növényvédelmi alkalmazása is a kutatások fókuszába került. Jellemző komponensei közé tartoznak különböző zsírsavészterek, terpenoidok, alkoholok és fenolos vegyületek, amelyek számos rovarfaj esetében biológiai aktivitást mutattak. Ezek az anyagok hozzájárulhatnak az illóolaj repellens, antifeedáns (táplálkozásgátló) és részben toxikus hatásához. A noni illóolajának sajátos, intenzív szaga különösen fontos lehet a rovarok elleni védekezésben, mivel a rovarok kémiai érzékelése rendkívül érzékeny.
Az ilyen erős illatprofil gyakran elegendő ahhoz, hogy megzavarja a kártevők tájékozódását, táplálkozását vagy a gazdanövény felismerését.
Azt azonban meg kell jegyezni, hogy nem azonnali hatásról van szó és nem jelenti a rovar azonnali pusztulását. A növényvédelmi gyakorlat szempontjából ez a tulajdonság különösen értékes, mivel csökkentheti a kártevők által okozott közvetett károkat, például a kórokozók terjesztését. Az illóolaj hatóanyagai befolyásolhatják a rovarok idegrendszeri folyamatait, valamint azokat a kémiai jelzéseket, amelyek a gazdanövény kiválasztásához szükségesek.
Fotó forrása: Kerti Kalendárium
A kabócák ellen elsősorban repellens és táplálkozásgátló hatású illóolajokat alkalmaznak, mivel ezek a rovarok szívó szájszervűek, mozgékonyak, és sok esetben vírus- és fitoplazma-vektorok. Az illóolajok alkalmazásának célja ebben az esetben többnyire a betelepedés és a fertőzés terjedésének csökkentése, nem feltétlen az azonnali pusztítás. A szőlőkabóca (Scaphoideus titanus) elleni védekezésben az egyik legnagyobb kihívás nem magának a rovarnak a kártétele, hanem az általa terjesztett aranyszínű sárgaság (Flavescence dorée) fitoplazma. Ennek fényében különösen fontosak azok az anyagok, amelyek csökkentik a kabócák megtelepedését és táplálkozását, még akkor is, ha nem okoznak teljes mortalitást. A Morinda citrifolia illóolaj ebben az összefüggésben potenciális repellens és antifeedáns szerként értelmezhető. Intenzív illata és komplex kémiai összetétele alkalmas lehet arra, hogy megzavarja a szőlőkabóca gazdanövény-felismerését, így csökkentse a szőlőtőkék látogatottságát és a szívogatás időtartamát. Ez közvetetten mérsékelheti a fitoplazma átvitelének kockázatát. Fontos azonban hangsúlyozni, hogy a Morinda citrifolia illóolajának szőlőkabócára gyakorolt hatását jelenleg elsősorban elméleti és analógiai alapon lehet értékelni, más rovarfajokon szerzett tapasztalatokból kiindulva.
Célzott, nagyüzemi szőlészeti kísérletek még korlátozott számban állnak rendelkezésre, ezért az illóolaj jelenleg inkább kiegészítő, mintsem önálló védekezési eszközként jöhet szóba.
Egy másik kabócafaj az Empoasca vitis, mely a szőlőben a Stolbur fitoplazmát terjeszti, gazdaságilag fontos kártevője a teanövényeknek is. Kínában vizsgálták a különböző növényi illóolajok E. vitis manipulálására való felhasználását, hogy beépíthessék-e a kártevő „push-pull” védekezési stratégiájába. Megállapították, hogy a rozmaringolaj, a gerániumolaj, a levendulaolaj, a fahéjolaj és a bazsalikomolaj hatékonyan riasztotta el a kabócákat. Egyúttal kiemelték, hogy további tesztelésekre, vizsgálatokra van szükség ahhoz, hogy „push-pull” stratégiában az E. vitis elleni védekezésben biztonsággal alkalmazni tudják.
Az illóolajok a szőlőkabóca elleni védekezésben elsősorban kiegészítő, megelőző eszközként értelmezhetők. Bár önmagukban ritkán képesek teljes védelmet nyújtani, hozzájárulhatnak a kabócák megtelepedésének és kártételének csökkentéséhez, különösen alacsony vagy közepes fertőzési nyomás mellett. A jövőben további kutatásokra van szükség a hatóanyagok optimalizálása, a formulációk fejlesztése és a gyakorlati alkalmazás pontosítása érdekében, hogy az illóolajok a fenntartható szőlőtermesztés stabil elemévé válhassanak.
A gyakorlatban az illóolajok rövid hatástartammal rendelkeznek, mivel illékonyak és gyorsan lebomlanak a környezeti tényezők – UV-sugárzás, hőmérséklet, csapadék – hatására. Emiatt gyakori ismételt kezelést igényelnek, ami növeli a munka- és költségigényt. Hatékonyságuk általában elmarad a szintetikus inszekticidekétől, különösen nagy egyedszámú kabócapopulációk esetén. Ugyanakkor integrált növényvédelemben alkalmazva, más módszerekkel – például sárga lapos megfigyeléssel, mechanikai védekezéssel, illetve biológiai készítményekkel – kombinálva jelentősen hozzájárulhatnak a kártevőnyomás csökkentéséhez.
Az illóolajok egyik legnagyobb előnye, hogy környezetbarát alternatívát kínálnak. Általában gyorsan lebomlanak, nem hagynak tartós maradványokat, és kisebb kockázatot jelentenek a hasznos élő szervezetekre, például a beporzókra és ragadozó rovarokra.
Ez különösen fontos az ökológiai és biodinamikus szőlőtermesztésben, ahol a vegyszerhasználat erősen korlátozott. Ugyanakkor nem szabad figyelmen kívül hagyni a korlátokat sem. Az illóolajok standardizálása nehéz, mivel összetételük függ a növény származásától, a termesztési körülményektől és az előállítás módjától. Ezenkívül fitotoxicitási problémák is jelentkezhetnek nem megfelelő dózis alkalmazása esetén.
Dr. Németh Krisztina
Neumann János Egyetem, Kecskemét
(Az irodalomjegyzék a szerzőnél megtalálható)
