TEMA Nr. 1 - Januar 2015

Transkript

1 TEMA Nr. 1 - Januar 2015 Plantevernmiddelresistens hos skadedyr Nina Svae Johansen, Bioforsk Plantehelse nina.johansen@bioforsk.no Skadedyr kan bli resistente (motstandsdyktige) mot et kjemisk middel hvis det brukes ofte og ensidig. Resultatet er at midlet mister effekten. Resistens fører til bekjempelsesproblemer, og til at det må sprøytes oftere for å kompensere for den dårlige virkningen. Dette gir økte produksjons-, helse- og miljømessige kostnader. De viktigste praktiske resistensforebyggende tiltakene er å forebygge skadedyrangrep, ha gode rutiner for å oppdage skadedyrene tidlig, bruke skadeterskler og ikke-kjemiske bekjempelsestiltak, og å veksle mellom å bruke kjemiske plantevernmidler med forskjellige biokjemiske virkemåter når det er et begrunnet behov for kjemisk bekjempelse. Integrert plantevern er en god strategi for å unngå plantevernmiddelresistens. Resistens i Norge Utviklingen av plantevernmiddelresistens i Norge gjenspeiler i stor grad den historiske bruken av de kjemiske plantevernmidlene. De første syntetiske kjemiske skadedyrmidlene ble tatt i bruk i Norge i slutten av årene. Kjemisk bekjempelse viste seg å være lettvint, effektivt og billig, og fikk raskt stor anvendelse, ofte på bekostning av mer arbeidskrevende ikke-kjemiske bekjempelsesmetoder. Fire bredspektrede middelgrupper dominerte markedet fra 1948 og de neste 50 årene (fosformidler, klorerte hydrokarboner, karbamater og pyretroider). Fosformidlene og de klorerte hydrokarbonene var omtrent alene på markedet fram til 1970-tallet. Da ble karbamatene introdusert, og i 1980 kom pyretroidene. De klorerte hydrokarbonene har ikke vært tillatt brukt siden 1997, og det siste fosformidlet ble faset ut i Pyretroidene brukes fremdeles mye, men det er nå tendenser til økende problemer med resistens mot denne middelgruppen (tabell 1). Resistens mot klorerte hydrokarboner ble første gang påvist i Norge i Da hadde kålfluer blitt resistente mot denne middelgruppen etter 16 års bruk. Siden har det blitt påvist resistens mot midler i en eller flere av de gamle middelgruppene hos populasjoner av veksthusspinnmidd, ferskenbladlus, agurkbladlus, bomullsmellus, veksthusmellus, potetsikade, søramerikansk minerflue,

2 TEMA Tabell 1: Historisk oversikt over kjente tilfeller av resistens hos skadedyr i Norge (Johansen m.fl. 2009). Biokjemisk virkemåte, kjemisk undergruppe Introdusert på markedet 1B: Fosformidler A: Klorerte hydrokarboner A: Karbamater 1970-tallet 3A: Pyretroider 1980 Resistens Skadedyr som har utviklet resistens på minst en lokalitet påvist Veksthusspinnmidd, ferskenbladlus 1974 Veksthusspinnmidd, ferskenbladlus 1980-tallet Agurkbladlus 1998 Ferskenbladlus, bomullsmellus Kålfluer, stor kålflue, veksthusspinnmidd, ferskenbladlus 1974 Veksthusspinnmidd, frukttremidd 1974 Veksthusspinnmidd 1980-tallet Agurkbladlus Ferskenbladlus Veksthusmellus, bomullsmellus Ferskenbladlus, potetsikade, jordbærsnutebille, søramerikansk minerflue Rapsglansbille 16: Kitinbiosyntesehemmere-type Bomullsmellus 1 4A: Neonikotinoider Ferskenbladlus, bomullsmellus 1 1 På importert plantemateriale kålfluer, jordbærsnutebille og rapsglansbille (tabell 1). De fleste av disse undersøkelsene ble gjort for flere år siden, og det er behov for nye kartlegginger for å se om resistenssituasjonen har endret seg. Ulike skadedyrpopulasjoner utvikler forskjellige resistensprofiler etter hvilke midler de har vært eksponert for. For eksempel var alle de 15 norske ferskenbladluspopulasjonene som ble samlet inn i perioden mer eller mindre resistente mot fosformidler, 67 % var resistente mot pirimikarb og 87 % var resistente mot pyretroider. Siden 1990-tallet har det kommet flere nye midler på markedet. Per 1. januar 2015 er det godkjent 18 virksomme stoff med 10 forskjellige kjente biokjemiske virkemåter (BVM), samt noen virksomme stoff der den biokjemiske virkemåten ikke er kjent (tabell 2). Mange av de nye midlene har en mer selektiv virkning og smalere bruksområde enn de gamle midlene. Resistens mot de nye midlene er lite undersøkt. På verdensbasis har det fram til 2008 blitt rapportert om 4875 tilfeller av resistens hos til sammen 306 ulike skadedyrarter som går på landbruksvekster. Resistens er også påvist mot mange av de nyere middelgruppene som finnes på markedet i dag. Resistens har gjerne oppstått 6-15 år etter at middelgruppene første gang ble introdusert på markedet i områder med intensiv bruk av kjemiske midler. Resistente skadedyr kan spre seg til Norge ved egen hjelp, eller de kan introduseres med import av smittet plantemateriale. Et eksempel på det sistnevnte er introduksjonen og spredningen av bomullsmellus med julestjernestiklinger til flere veksthus på slutten av 1990-tallet. Disse mellusene var resistente mot alle midlene som var godkjent mot mellus i Norge. De hadde også nedsatt følsomhet mot imidakloprid, som ble godkjent på dispensasjon for å få kontroll på mellusa. Dette skapte store bekjempelsesproblemer for mange julestjernedyrkere. Hva er plantevernmiddelresistens? Plantevernmiddelresistens er definert som. the naturally occurring, inheritable adjustment in the ability of individuals in a population to su rvive a plant protection product treatment that would normally give effective control (EPPO 2012). Plantevernmiddelresistens er en arvelig endring hos enkeltindivider innenfor en skadedyrpopulasjon i evnen til å overleve en behandling med et plantevernmiddel som normalt skal ha god virkning når retningslinjene på etiketten er fulgt. Endringen i overlevelse oppstår vanligvis på grunn av naturlige genmutasjoner som på ulike måter fører til at det virksomme stoffet i plantevernmidlet blir mindre giftig for skadedyret. Vi sier da To fargevarianter av ferskenbladlus - 2 -

3 1 3 1 Resistensmekanismer Resistent bille Resistent bille Resistent bille For å drepe insektet, må det virksomme stoffet tas oppmottakelig av skadedyret og transporteres uten at det blir bille nedbrutt, og i store nok mengder, til virkestedet i skadedyrkroppen (f.eks. i nervecellene). Der må det virksomme stoffet aktiveres ved å inngå en forbindelse med et reseptormolekyl (f.eks. acetylkolinesterase Resistens bygges oppsom spiller en viktig rolle i overføringen av nerveimpulser mellom nerveceli en skadedyrpopulasjon lene hos insekter). Forbindelsen mellom virksomt overstoff tid og reseptor forstyrrer viktige biokjemiske prosesser hos skadedyret og fører til forgiftning. Effekten av det virksomme stoffet er doseavhengig, og skadedyret må derfor få i seg en viss mengde av plantevernmidlet (terskelmengde) for at det skal dø (figur 2). Mottakelig bille Det er påvist flere typer resistensmekanismer hos skade dyr: Mottakelig bille er arvelig og bygges gradvis Figur 1. Plantevernmiddelresistens opp i skadedyrpopulasjonen. Figur: Erling Fløistad Metabolsk resistens: Økt produksjon eller strukturell endring av enzymer som bryter ned eller bygger om det virksomme stoffet til mindre giftige forbindelser før det når virkestedet i skadedyret (figur 3a). Resistens bygges opp i en skadedyrpopulasjon Resistens bygges opp over tid at skadedyret har utviklet en resistens mekanisme mot i en skadedyrpopulasjon det virksomme over tid stoffet, og at det er blitt resistent. De resistente individene innenfor skadedyrpopulasjonen er mindre følsomme overfor det virksomme stoffet enn de øvrige individene. Langvarig, hyppig og ensidig bruk av et eller flere virksomme stoff som har samme eller nært beslektede biokjemiske virkemåter vil dermed føre til at de resistente individene overlever og oppformerer seg, mens de følsomme indi videne etter hvert dør ut. Denne seleksjonsprosessen gjør at resistensen gradvis bygger seg opp i skadedyrpopulasjonen (figur 1) Endret virkested: Reseptoren for det virksomme stoffet blir endret. Det virksomme stoffet kan da ikke binde seg til reseptoren på virkestedet i skadedyret, og giftvirkningen uteblir (figur 3b). 3. Økt sekvestrering eller ekskresjon: Et enzym eller protein binder seg til det virksomme stoffet, transporterer det bort fra virkestedet og lagrer det i f.eks. fettvev eller hemolymfe der det gjør mindre skade (sekvestrering) eller skiller det virksomme stoffet ut fra insektkroppen (ekskresjon). Behandling 4. Redusert opptak gjennom kutikula og tarmvegger: Det virksomme stoffet tas opp langsommere eller i mindre mengder. Skadedyret eksponeres til plantevernmidlet (kontakt, spising eller innånding) Opptak 5. Endret fysiologi: Skadedyrene utvikler en alternativ biokjemisk prosess til den prosessen som blir forstyrret av det virksomme stoffet, og dermed får skaden fra plantevernmidlet mindre betydning for skadedyrets overlevelse. Gjennom skadedyrets hud og tarmvegger Transport Det virksomme stoffet når virkestedet i kroppen til skadedyret 6. Endret atferd: Skadedyrene kan f.eks. unngå eller legge mindre egg på plantedeler som er behandlet med kjemiske midler. Binding til reseptor Det virksomme stoffet aktiveres Fysiologiske prosesser hos skadedyret forstyrres, forgiftning Metabolsk resistens (1) og endret virkested (2) er vanligst. Det antas at flere resistensmekanismer kan virke sammen. Hvilken resistensmekanisme som utvikles, og hvordan den påvirker skadedyrets biologi (f.eks. reproduksjonsevne), har betydning for hvordan resistensen utvikler seg i skadyrpopulasjonen og for hvilke tiltak som kan brukes for å redusere resistensproblemet. Terskelmengde nådd Skadedyret har fått i seg stor nok dose av plantevernmidlet og dør Figur 2. Generelt prinsipp for virkemåten hos skadedyrmidler. -3-

4 TEMA Tabell 2. Klassifisering av godkjente skadedyrmidler per 1. januar 2015 etter biokjemisk virkemåte. Kilde: IRAC Mode of Action Classification Scheme, version 7.3, April Kjemisk hovedgruppe og primær biokjemisk virkemåte 1: Hemmer acetylcholinesterase (AChE). Nervevirkning 3: Holder natriumkanalene åpne. Nervevirkning 4: Blokkerer nikotinformen av acetylkolinreseptorene (nachr). Nervevirkning 5: Allosterisk aktivering av nikotinformen av acetylkolinreseptorene (nachr). Nervevirkning 6: Allosterisk aktivering av kloridkanalene. Nerve- og muskelvirkning 7: Juvenilhormonhermere. Forstyrrer hudskiftet 9: Stimulerer kordotonale organer. Nervevirkning. Hemmer finmotorikk og spising hos Hemiptera og noen andre insekter 21: Hemmer elektrontransporten i mitokondriekompleks I (METI-I). Hindrer cellenes energiomsetning Biokjemisk virkemåte, undergruppe 1A: Karbamater 3A: Pyretroider og pyretriner 4A: Neonikotinoider Virksomt stoff Handelspreparat Metiokarb Provado Plus Pirimikarb Pirimor Alfa-cypermetrin Fastac 50 Decis Plantespray Deltametrin Decis Mega EW 50 Fence Esfenvalerat Sumi-Alfa Karate Zeon Lambda-cyhalothrin Karate 2,5 WG Karate 5 CS Natria insektkonsentrat Natria insektspray Konsentrat mot skadeinsekter Pyretriner (pyretrum) Proff Skadeinsekter Spray mot bladlus Spray mot skadeinsekter Provado insekt-pin Provado Plus Imidakloprid Confidor 70 WG Merit Forest Biscaya OD 240 Calypso mot Skadeinsekter Tiakloprid Calypso SC 480 Calypso spray Extemptor 5: Spinosyner Spinosad Conserve 6: Avermektiner og milbemyciner Abamektin Milbemektin Vertimec Milbeknock 7C: Pyriproksifen Pyriproksifen Admiral 10 EC 9C: Flonikamid Flonikamid Teppeki 21A: METI midd- og insektmidler Fenpyroksimat Danitron 5 SC 22: Blokkerer natriumkanalene. Nervevirkning 22A: Indoksakarb Indoksakarb Steward 23: Hemmer acetylkoenzym A karboksylase. 23: Tetronsyre - og tetram- Spirodiklofen Envidor 240 SC Hindrer fettsyntesen syrederivater (ketoenoler) Spirotretramat Movento SC 100 UN: Ukjent virkning UN: Bifenazat Bifenazat Floramite 240 SC Planteekstrakter* Planteekstrakter* Hvitløksekstrakt Ecoguard flytende Ecoguard granulat Fettsyrer kaliumsalter Konsentrat mot spinnmidd og lus Bayer Garden Insektsåpe Diverse* Ikke klassifisert* Jern(III)-fosfat Ferramol mot snegler Ferra Proff Killer snegledreper NEU 1181 M Trinol Snegledreper Snegledreper Smart Bayt Smart Bayt Profesjonell Slux * Ikke klassifisert i IRAC MoA Classification Scheme Rapsolje Svovel Konsentrat mot skadeinsekter Provado Plus Spray mot skadeinsekter Thiovit Jet - 4 -

5 Virksomt stoff Metabolsk resistens Virksomt stoff Endret virkested Insektcelle Insektcelle Nedbrytningsenzym Virksomt stoff Virkested Ingen binding, ingen forgiftning Virksomt stoff Virkested endret Ingen binding, ingen forgiftning Figur 3. De to vanligste resistensmekanismene er metabolsk resistens (a) og endret virkested (b). Biokjemisk virkemåte For å kunne velge riktig sammensetning av plantevernmidler til et resistensforebyggende bekjempelsesprogram er det viktig å kjenne til hvilken molekylstruktur og biokjemisk virkemåte det virksomme stoffet i skadedyrmidlet har. Dersom ulike virksomme stoff har en felles oppbygging av molekylstrukturen, sier vi at de strukturmessig hører til i samme kjemiske gruppe. Virksomme stoff med lik molekylstruktur har vanligvis samme biokjemiske virkemåte. Den biokjemiske virkemåten forteller hvordan midlet virker i skadedyret, dvs. hvilke reseptorer i cellene til skadedyret det virksomme stoffet reagerer med og hvilke fysiologiske prosesser hos skadedyret som dermed blir forstyrret. Figur 4 a og b viser strukturformelen til de virksomme stoffene imidakloprid og tiakloprid. Begge er nervegifter, og påvirker overføringen av nerveimpulser mellom nervecellene ved at de aktiverer nikotinformen av acetylkolinreseptorene (nachr) i den post-synaptiske overflatemembranen (den delen av nervecellen som tar imot nerveimpulser). De to virksomme stoffene har samme biokjemiske virkemåte, og er derfor begge plassert i den kjemiske gruppa neonikotinoider (BVM 4A, tabell 2). Imidakloprid og tiakloprid finnes i flere handelspreparater (per 1. januar 2015: Confidor 70 WG, Merit Forest, Provado Insekt Pin og Provado Plus, Biscaya OD 240, Calypso SC 480, Exemptor, Calypso mot skadeinsekter og Calypso Spray). Alle disse preparatene har altså samme biokjemiske virkemåte (figur 4 a og b). Et eksempel på en kjemisk gruppe skadedyrmidler med en annen struktur og biokjemisk virkemåte er pyretroider og pyretriner (BVM 3A, tabell 2). I denne gruppen finner vi bl.a. de virksomme stoffene lambda-cyhalotrin (Karatepreparater, figur 4 c), alfa-cypermetrin (Fastac 50), deltametrin (Decis-preparater og Fence) og esfenvalerat (Sumi-Alfa). Disse stoffene binder seg til reseptorer på natriumkanalene i nervecellenes aksoner (celleutløpere som leder nerveimpulser fra en nervecelle til den neste) slik at natriumkanalene blir stående åpne i stedet for, som normalt, å veksle mellom åpning og lukking. Dette endrer ionebalansen over aksonenes overflatemembran, og forstyrrer dermed formidlingen av nervesignaler gjennom aksonene. Pyretroidene (BVM 3A) er også nervegifter, men de virker på andre reseptorer og på en annen prosess i nerveoverføringen enn neonikotinoidene (BVM 4A). Pyretroidene og neonikotinoidene har altså forskjellige biokjemiske virkemåter. a b c Kjemisk gruppe: 4A Neonikotinoider Virksomt stoff: Imidakloprid Handelspreparater: Confidor 70 WG, Merit Forest WG, Provado Insect Pin og Provado Plus Kjemisk gruppe: 4A Neonikotinoider Virksomt stoff: Tiakloprid Handelspreparater: Biscaya OD 240, Calypso SC 480, Extemptor, Calypso mot skadeinsekter og Calypso Spray Kjemisk gruppe: 3A Pyretroider og pyretriner Virksomt stoff: Lambda-cyhalotrin Handelspreparater: Karate 2.5 WG, Karate 5 CS og Karate Zeon Figur 4: Klassifisering av de virksomme stoffene imidakloprid (a), tiakloprid (b) og lambda-cyhalotrin (c) etter biokjemisk struktur og biokjemisk virkemåte. Strukturbilder fra

6 TEMA Skadedyrene kan utvikle resistensmekanismer som angriper både den kjemiske strukturen og den biokjemiske virkemåten. Resistens mot lambda-cyhalotrin kan for eksempel oppstå både ved at skadedyrene øker produksjonen av enzymer som bryter ned lambda-cyhalothrin før det når virkestedet (metabolsk resistens), eller ved at det skjer en mutasjon som endrer reseptoren på virkestedet (endret virkested). Når en skadedyrpopulasjon eksponeres for et bestemt virksomt stoff skjer det en seleksjon av individer som har utviklet en resistensmekanisme mot akkurat dette stoffet. Hvis skadedyrene eksponeres gjentatte ganger for midler med det samme virksomme stoffet gir dette sterk seleksjon av resistente individer. Seleksjonspresset øker jo mer skadedyrene blir eksponert for det virksomme stoffet, særlig hvis det brukes ensidig. Kryssresistens og multiresistens Utvikling av resistensmekanismer mot det virksomme stoffet i ett handelspreparat vil ofte føre til resistens mot andre handelspreparater med samme eller nært beslektede virksomme stoff uten at skadedyrene har vært eksponert for disse. Utvikling av resistens mot ett pyretroid (BVM 3A) vil f.eks. automatisk kunne medføre helt eller delvis resistens mot andre pyretroider. Dette kalles kryssresistens. Kryssresistens er også påvist bl.a. mellom ulike neonikotinoider (BVM 4A) og mellom virsomme stoff i gruppen avermektiner og milbemyciner (BVM 6). Det kan også oppstå kryssresistens mellom virksomme stoff som har ulik struktur og biokjemisk virkemåte. Dette kan f.eks. skje ved at skadedyret øker produksjonen av generelle avgiftningsenzymer som er i stand til å bryte ned flere ulike typer kjemiske forbindelser. I slike tilfeller vil utvikling av resistens mot en bestemt gruppe av plantevernmidler automatisk føre til helt eller delvis resistens mot en annen middelgruppe. Det kan f.eks. oppstå kryssresistens mellom pyretroider (BVM 3A) og fosformidler (BVM 1B). Et skadedyr kan akkumulere to eller flere ulike resistensmekanismer som gir resistens mot to eller flere virksomme stoff med forskjellige biokjemiske virkemåter. Det er f.eks. påvist akkumulering av opptil tre ulike resistensmekanismer hos ferskenbladlus i Norge: 1) En endring i aminosyresekvensen i natriumkanalene, noe som gir resistens mot middelgruppen pyretroider (BVM 3A); 2) en endring av enzymet acetylkolinesterase, noe som gir resistens mot karbamatet pirimikarb (Pirimor, BVM 1A) og 3) økt produksjon av esteraser, noe som gir resistens mot fosformidler (BVM 1B). Vi kaller slik akkumulering av resistensmekanismer for multiresistens. Konsekvenser av resistensutvikling Plantevernmiddelresistens kan gi problemer med å bekjempe skadedyrene kjemisk. Dette fører ofte til økt bruk av kjemiske midler, med økte produksjonskostnader og risiko for skade på helse og miljø som resultat. Når midlene mister virkningen blir det færre midler som kan brukes til skadedyrbekjempelsen. Da vil de midlene som fremdeles er virksomme brukes mer ensidig, og det øker risikoen for ytterligere resistensutvikling. Vi er inne i en «resistenstredemølle» (figur 5). Resistens mot viktige kjemiske midler vil være særlig problematisk i kulturer der det er få eller ingen alternative kjemiske midler og det samtidig mangler andre effektive bekjempelsesmetoder. Resistens kan også være et problem i situasjoner der rask og effektiv kjemisk behandling er påkrevd, f.eks. ved funn av karanteneskadedyr, eller ved angrep av insekter som sprer alvorlige virussjukdommer på planter. Det er svært høye kostnader forbundet med å utvikle kjemiske midler med nye biokjemiske virkemåter. Det tar også mange år med utvikling og vurdering før midlene eventuelt blir godkjent og kommer på markedet. Det er derfor ikke realistisk at plantevernmiddelindustrien skal klare å utvikle nye kjemiske midler for å løse resistensproblemene etter hvert som de oppstår. For å ha kjemiske midler tilgjengelig som et mulig tiltak når andre bekjempelsesmetoder ikke er tilstrekkelig effektive, er det derfor viktig å forebygge resistensutvikling. Ensidig middelbruk Færre midler tilgjengelig Midlene mister effekten Resistens En ond sirkel Redusert effekt av plantevernmidlene Blanding av midler Behov for oftere behandling Figur 5. Ensidig bruk av kjemiske skadedyrmidler kan lett føre til en «resistenstredemølle»

7 Risiko for resistensutvikling Det genetiske grunnlaget for å utvikle resistens finnes naturlig i alle skadedyrpopulasjoner, dvs. at alle skade dyr i utgangspunktet har potensial for å utvikle resistens. Hvor fort resistensutviklingen skjer og hvor stabil resistensen er, avhenger av egenskaper hos plantevernmidlet og skadedyret, og av hvordan de kjemiske midlene brukes (figur 6). Egenskaper hos skadedyret Egenskaper hos plantevernmidlet Praktisk bruk av plantevernmidlene Risiko for resistensutvikling Figur 6. Mange faktorer påvirker faren for resistensutvikling. Plantevernmidlet Virksomme stoff som har kun ett spesifikt virkested er mest utsatt for resistensutvikling, og det gjelder mange av skadedyrmidlene. Slike midler har bare et angrepspunkt, og det kreves små genetiske forandringer hos skadedyret for at de skal bli resistente. Virksomme stoff med lang virkningstid gjør at skadedyrene blir eksponert over lang tid. Nedbrytingen av det virksomme stoffet vil etter hvert svekke giftvirkningen, samtidig som skadedyrene kanskje utvikler seg til mer motstandsdyktige stadier. Dette selekterer for heterozygot resistente individer i skadedyrpopulasjonen. Bredspektrede virksomme stoff dreper naturlige fiender som ellers kunne bidratt til å holde skadedyrene under den økonomiske skadeterskelen. Dessuten virker bredspektrede midler ikke bare på den skadedyrarten den kjemiske behandlingen er rettet mot, men rammer også andre skadedyrarter som er tilstede i kulturen i små mengder og som dermed kan begynne å utvikle resistens. Skadedyret Skadedyr som har størst potensiale for å utvikle resistens er arter som har høy reproduksjonsevne og kort generasjonstid. Disse skadedyrene kan bli eksponert for kjemiske midler i flere generasjoner og i flere kulturer i løpet av vekstsesongen, og de overlevende resistente individene oppformerer seg raskt etter sprøyting. Noen skadedyr har et stoffskifte, et reproduksjonsmønster eller en genetisk sammensetning som øker potensialet for resistensutvikling i forhold til andre skadedyr. Skadedyr som lett uvikler resistens finnes bl.a. innen gruppene spinnmidd, bladlus, mellus, trips, sommerfugler, biller og fluer. Rapsglansbiller Skadedyrpopulasjoner som lever isolert, f.eks. i et veksthus eller i en åker omgitt av skog, vil i liten grad få innblanding av ueksponerte, ikke-resistente individer fra omgivelsene som kan motvirke eller forsinke resistensutviklingen. Bruken av kjemiske midler Jo mer skadedyrene blir eksponert for et kjemisk middel, jo større er faren for resistensutvikling. Bruken av de kjemiske midlene har derfor stor betydning for hvor fort resistensutviklingen skjer. Bekjempelse som i høy grad er basert på kjemiske midler gir stor eksponering og dreper de naturlige fiendene som kunne senket behovet for kjemiske behandlinger. Hyppig og ensidig bruk av midler med samme biokjemiske virkemåte gir stor risiko for resistensutvikling. Andre faktorer som kan øke resistensrisikoen er rutinesprøyting, bruk av for lav dose, for dårlig avsetning av sprøytevæska på plantene, for sein behandling i forhold til angrepsgrad, feil behandlingstidspunkt i forhold til skadedyrets utviklingstadium og bruk av langtidsvirkende og bredspektrede midler. Hvis det settes fokus kun på en enkelt skadedyrart i en enkelt kultur om gangen, vil dette kunne føre til at man overser at andre skadedyrarter som forekommer i lavt antall også blir eksponert for den kjemiske behandlingen. Da blir det vanskelig å få god oversikt over hvordan de kjemiske midlene best kan settes sammen for å forebygge resistensutvikling

8 TEMA Intensiv kjemisk behandling over store, sammenhengende områder fører til at en stor del av skadedyrene i området blir eksponertfor de kjemiske midlene gjentatte ganger, og det vil være lite innslag av ubehandlede felter med ikke-resistente skadedyrindivider som kan senke seleksjonspresset på resistensutviklingen. Dette gir potensiell stor fare for resistensutvikling. Dersom det er flere kulturer i et område med høy behandlingsintensitet, vil skadedyr som har mange vertplanter kunne flytte seg fra kultur til kultur, og bli utsatt for mange kjemiske behandlinger. Vurdering av resistensrisiko Mattilsynet kan legge bruksbegrensning på preparater hvis kombinasjonen av egenskapene hos det virksomme stoffet og hos skadedyret og den agronomisk bruken av preparatet vil medføre høy risiko for resistensutvikling. Ved godkjenning av nye virksomme stoff skal risikoen for resistensutvikling vurderes, og det skal tas hensyn til hvilken rolle det nye virksomme stoffet vil få for resistensforebygging i den totale plantevernsituasjonen for det søkte bruksområdet. Informasjon om den biokjemiske virkemåten til de kjemi ske midlene, og informasjon om resistens skal etter hvert finnes på etikettene. Forebygging av resistens Integrert plantevern Plantevernmiddelresistens må tas alvorlig før problemet har oppstått. Etterpå kan det være for seint å gjøre noe for å rette opp skaden. Alle tiltak som reduserer behovet for kjemiske behandlinger er med på å redusere risikoen for resistensutvikling. De viktigste praktiske tiltakene er derfor å forebygge angrep av skadedyr, ha gode metoder og rutiner for å oppdage skadedyret tidlig, bruke skadeterskler for å vurdere behovet for bekjempelse, og å benytte biologisk bekjempelse og andre ikke-kjemiske bekjempelsestiltak i så stor grad som mulig. Dessuten bør en legge vekt på å hindre at resistente skadedyr blir spredt i Norge med planter og produkter som blir importert fra utlandet. Praktisering Riktig bruk av kjemiske midler Redusert bruk av kjemiske midler Forebygging av resistens Figur 7. De tre hjørnesteinene i resistensforebygging. Overvåking av midlenes virkning av integrert plantevern er en god strategi for å unngå plantevernmiddelresistens. Mange skadedyr er svært mobile. Det er en derfor fordel hvis resistensforebyggende strategier planlegges og gjennomføres over et større område. Riktig bruk av kjemiske midler Når det er et begrunnet behov for kjemisk bekjempelse er det viktig å unngå ensidig bruk av midler med samme biokjemiske virkemåte. Det betyr at det må veksles mellom kjemiske midler som har forskjellige biokjemiske virkemåter (figur 8). Da blir seleksjonspresset på hver enkelt resistensmekanismene redusert, og resistensproblemene kan dermed forsinkes eller unngås helt. For at dette skal fungere, må det være svært få skadedyrindivider som bærer gener som gir resistens mot de midlene som inngår i bekjempelsesprogrammet. En kjemisk behandling vil forårsake en viss seleksjon av gener som gir resistens mot den biokjemiske virkemåten til det midlet som blir brukt. Det bør derfor gå så lang tid til neste behandling med et middel med samme biokjemiske virkemåte, eller med et middel der det er fare for kryss-resistens, at økningen av resistensgener i skadedyrpopulasjonen er gått tilbake og skadedyrene har fått tilbake sin opprinnelige følsomhet for de aktuelle midlene. Hvor lang tid som er tilstrekkelig vil variere med de ulike faktorene som påvirker resistensutviklingen. BVM 1A BVM 7C Nyttedyr BVM 3A BVM 4A BVM = Biokjemisk VirkeMåte Figur 8. Veksle mellom å bruke midler med forskjellige biokjemiske virkemåter. Bruk gjerne nyttedyr i bekjempelsesprogrammet hvis det er mulig

9 På etikettens forside: Biokjemisk virkemåte Virksomt stoff Pyretroid X SC 50 3A Pyretroider og pyretriner Kjemisk navn X.50 g/l Olje i vann emulsjon Handelsnavn Kjemisk undergruppe På etikettens agronomiske del: RESISTENS Ensidig bruk av midler med samme biokjemiske virkemåte, kan føre til resistens. For å forebygge resistens bør kjemiske midler med forskjellige biokjemisk virkemåte og alternative bekjempelsesmetoder inngå i bekjempelsesprogrammet. Enkelte populasjoner av rapsglansbille kan være resistente mot 3A - Pyretroider og pyretriner. Pyretroid X 50 SC bør ikke brukes mot rapsglansbille hvis det er mistanke om resistens. Det er fare for kryssresistens med midler i gruppe 3A og 1B. Antall tillatte behandlinger per vekstsesong med midler i gruppe 3A - Pyretroider og pyretriner: 2 Figur 9. Eksempel på hvordan plantevernmiddeletiketten kan være merket med informasjon om resistens. For å velge midler til et resistensforebyggende program er det nødvendig å skaffe seg informasjon om hvilke plantevernmidler som er gode resistensbrytere for hverandre. Det er laget et internasjonalt klassifiseringssystem for skadedyrmidler der hver biokjemiske virkemåte har fått et navn og en bokstav/tall-kode (tabell 2). Dette gjør det enkelt velge midler med forskjellige biokjemiske virkemåter til bekjempelsesprogrammet. Som en tommelfingerregel kan vi si at vi kan veksle mellom midler med forskjellige koder, f.eks. mellom skadedyrmidler med kode 4A (neonikotinoider), 5 (spinosyner) og 22A (indoksakarb) mot sommerfugllarver. Det kan være unntak fra denne regelen hvis det er fare for kryssresistens mellom midler med ulik biokjemisk virkemåte. Det trengs minst 2-4 midler med forskjellige biokjemiske virkemåter for å forebygge resistensutvikling, avhengig av behandlingsbehov og hvor stor risikoen for resistensutvikling er. I situasjoner med høy risiko (kjemisk basert bekjempelse, plantevernmiddel som er utsatt for resistensutvikling, skadedyr som lett utvikler resistens og stort behandlingsbehov) bør det veksles mellom midler med 4 ulike biokjemiske virkemåter. Dette er dessverre ikke alltid mulig fordi det i mange situasjoner ikke finnes mange nok godkjente midler. Dette problemet kan reduseres i noen tilfeller ved å legge inn et vekstskifte som fører til en økning i det totale antallet biokjemiske virkemåter som er tillatt brukt på arealet i løpet av et år eller en vekstperiode. Vekstskifte kan også redusere bekjempelsesbehovet og dermed resistensrisikoen. Så langt det er mulig bør det velges kjemiske midler og behandlingsmetoder som er skånsomme mot skadedyrenes naturlige fiender. De naturlige fiendene dreper skadedyr uavhengig av om de er resistente eller ikke, og motvirker derfor seleksjonen av resistensgener i skadedyrpopulasjonen. Preparater som ikke har noe spesifikt virkested, som f.eks. insektoljer og såper, er utmerkede resistensbrytere. I tillegg er flere av dem skånsomme mot naturlige fiender og kan derfor brukes i kombinasjon med enkelte nyttedyrpreparater. For at færrest mulig skadedyrindivider med resistensgener skal overleve den kjemiske behandlingen, må effekten være god. Det er derfor viktig å behandle ved begynnende angrep og mens skadedyrene er mest følsomme for det aktelle midlet, bruke den anbefalte dosen og de behandlingsintervallene som oppgis på plantevernmiddeletiketten, og å sørge for at sprøyteutstyret er i orden og at behandlingsteknikken er optimal. Kålmøll-larve - 9 -

10 TEMA Figur 10. Det trengs en helhetlig strategi for å forebygge plantevern middelresistens. Fosformidler (BVM 1B), karbamater (BVM 1A) og pyretroider (BVM 3A) har vært brukt ensidig mot mange skadedyr over lang tid. På grunn av dette har det oppstått resistens hos noen skadedyrpopulasjoner mot midler i disse gruppene, bl.a. hos ferskenbladlus og agurkbladlus. Dette har ført til at mange dyrkere nå isteden bruker biologisk bekjempelse av disse bladlusene i veksthus. I noen distrikt er rapsglansbiller blitt resistente mot pyretroider. For disse billene er bruk av skadeterskel og sprøyting med kjemiske midler den eneste mulige bekjempelsesmetoden i dag. Resistensutviklingen hos rapsglansbillene har vært fulgt i perioden , og det er utarbeidet retningslinjer for sprøyting. Se om skadedyr i korn og oljevekster I tillegg forskes det på ikke-kjemiske bekjempelsesmetoder som fangstplanter og bruk av nytteorganismer. Vær kritisk ved kjøp av planter Mange dyrkere kjøper norske eller utenlandske planter til videre dyrking på egen gård. De innkjøpte plantene kan ha vært behandlet med kjemiske midler før salg. Dette må tas med i vurderingen av hvilke midler som bør brukes ved de neste sprøytingene. Blanding av to virksomme stoff kan bare gjøres når alle disse fire kriteriene er oppfylt: Svær få skadedyrindivider i populasjonen er resistente mot det ene midlet som inngår i blandingen, og ingen av individene er resitente mot begge midlene. Det er ikke fare for kryss-resistens mellom de virksomme stoffene i blandingen. Begge midlene i blandingen kan brukes i full anbefalt dose. Begge midlene i blandingen har like lang virkningstid. Når resistensen er blitt så høy at den får praktiske konse kvenser for bekjempelsen, er det altfor sent å blande virksomme stoff for å redusere resistensproblemet. Blanding reduserer i tillegg mulighetene for å veksle mellom midler med forskjellige biokjemiske virkemåter i tid. Feil bruk av tankblanding kan gi raskere resistensutvikling og multiresistens, og anbefales vanligvis ikke. Kan synergister brukes? Noen kjemiske stoffer kan blokkere eller forsinke metabolsk avgiftning av virksomme stoff i skadedyret. Slike stoffer kalles synergister, og er ikke egentlig plantevernmidler. Bruk av lave, ikke-dødelige doser av en synergist i kombinasjon med et plantevernmiddel kan øke effekten av midler som har begynt å miste virkningen pga. resistens. For å kunne vurdere nytten av synergister er det nødvendig å vite hvilken resistensmekanisme skadedyret har utviklet. Synergister kan hemme metabolske enzymer-systemer i skadedyret som bryter ned, sekvestrerer eller forsinker opptaket av det virksomme stoffet. De vil ikke ha noen effekt dersom resistensen skyldes endret virkested. Ta faren for at de innkjøpte plantene kan ha med seg resistente skadedyr på alvor. Skadedyr som evt. følger med import kan ha med seg resistens både mot de midlene som er på markedet, og mot midler som enda ikke er godkjent i Norge. Er blanding av midler en god ide for å løse et resistensproblem? I Norge finnes det ikke i dag ferdige blandingspreparat som er designet for å motvirke resistensutvikling, så den eneste muligheten er tankblanding. Blanding av midler med forskjellige biokjemiske virkemåter kan i enkelte tilfeller være en god strategi, men det må gjøres etter veiledning. Forskjellige nymfestadier av ferskenbladlus

11 Mistanke om resistens? Dårlig virkning av et plantevernmiddel kan ha andre årsaker enn resistens. Mistanke om resistens som årsak til manglende effekt oppstår først når: det midlet som er benyttet er anbefalt brukt (dvs. at det normalt sett skal virke) mot det aktuelle skadedyret og at skadedyret har vært i riktig utviklingsstadium for at behandlingen skal ha effekt bruksrettledning på plantevernmiddeletiketten har vært fulgt sprøyteteknikken har vært optimal sprøyteutstyret har vært i orden værforholdene under behandlingen har være gode Hvis det er mistanke om resistens mot et middel bør bruken av dette midlet og andre midler med samme biokjemisk virkemåte opphøre inntil situasjonen er undersøkt, og det bør søkes råd om videre bekjempelse av den mulig resistente skadedyret. Påvisning og overvåking av resistens Påvist resistens betyr at det er funnet en statistisk signifikant endring i følsomheten for et virksomt stoff hos en populasjon skadedyr. Påvisning gjøres ved å samle inn skadedyr på en lokalitet og undersøke hvor følsomme de er mot det virksomme stoffet. Innsamling og testing gjøres med validerte standardmetoder. Det kan også være mulig å finne ut hvilken resistensmekanisme skadedyrene har utviklet dersom disse mekanismene er kjent og det er utviklet en pålitelig påvisningsmetode. Påvisning av resistens i laboratorieforsøk bør følges opp med forsøk i felt for å undersøke i hvilken grad resistensutviklingen har praktiske konsekvenser. nødvendigvis bety at skadedyrene er resistente mot dette stoffet andre steder. Resistensovervåking i flere resistensutsatte dyrkingsområder er derfor nødvendig for å kunne gi lokal og oppdatert kunnskap om resistenssituasjonen til enhver tid, og for å kunne utarbeide relevante resistensforebyggende tiltak. Internasjonalt samarbeid om resistens Det er flere uavhengige, internasjonale ekspertgrupper som arbeider med kunnskapsoverføring, påvisningsmetodikk, overvåkingsprogram og resistensforebygging og håndtering på ulike nivåer, bl.a. Food and Agricultural Organization for the United Nation (FAO) - Division of Plant Production and Protection, European Plant Protection Organization (EPPO) - Panel of Resistance to Plant Production Products, samt flere nasjonale og regionale nettverk og grupper. The Nordic-Baltic Resistance Action Group (NORBARAG) dekker den nordlige sonen. The Insecticide Resistance Action Commitee (IRAC), er en en internasjonal sammenslutning av skadedyrmiddelprodusenter som jobber aktivt med resistensproblematikk, både når det gjelder forskning og utvikling, resistensovervåking og ulike typer informasjonsformidling. IRAC har bl.a. utviklet mange standardmetoder for påvisning av resistens, og laget et internasjonal klassifiseringssystem basert på biokjemisk virkemåte. I samarbeid med University of Michigan drifter de en global database over publiserte tilfeller av påvist resistens. Overvåking av virkningen av resistensutsatte kjemiske midler i situasjoner der det er allerede er påvist resistens, der det er mistanke om resistens eller der det er høy sannsynlighet for resistensutvikling er en viktig del av den resistensforebyggende strategien. Overvåking av høyrisikosituasjoner bør starte allerede før resistensen har begynt å utvikle seg for å få et godt grunnlag for å vurdere om følsomhet hos skadedyrene endrer seg over tid. Ved å samle inn skadedyr regelmessig fra ulike lokaliteter og teste dem for resistensutvikling mot resistensutsatte virksomme stoffer, kan begynnende resistensutvikling påvises før resistensen blir et praktisk problem. Dette bør utføres f.eks. med 1-3 års mellomrom, etter resistensrisko. På denne måten blir det mulig å sette inn tiltak for å motvirke resistensutviklingen på et tidlig tidspunkt. Siden det er så mange faktorer som virker inn på resistensutviklingen vil resistenssituasjonen, både når det gjelder resistensgrad og resistensprofil, variere fra lokalitet til lokalitet. Påvisning av resistente skadedyr mot et virksomt stoff i ett område behøver dermed ikke Larve av liten kålsommerfugl

12 TEMA Litteratur EPPO EPPO standard PP1/213(3): Efficacy evaluation of plant protection products. Resistance risk analysis. European and Mediterranean Plant Protection Organization: php?id=260 Hofsvang, T Insektmidler i Norge, en historisk oversikt. Planteforsk Grønn kunnskap 7(2): Hofsvang, T Integrert Plantevern. Bioforsk TEMA 5(12):12s. Johansen, N.S., Klingen, I., Trandem, N., Andersen, A., Kjos, Ø., Meadow, R. & Nordhus, E Plantevern-middelresistens hos skadedyr. Bioforsk FOKUS 4(2): Munthe, K. (red.) Handtering og bruk av plantevernmidler. Grunnbok, 11. utgave. Mattilsynet og Planteforsk Plantevernet. Tun Forlag, Oslo. 132s. Nauen, R., Zimmer, C.T., Andrews, M., Slater, R., Bass, C., Ekbom, B., Gustafsson, G., Hansen, L.M., Kristensen, M., Zebitz, C.P.W. & Williamsson, M.S Target-site resistance to pyrethroids in European populations of pollen beetle, Meligethes aeneus F. Pesticide Biochemistry and Physiology 103: Nordhus, E.G.M Molecular methods in species identification of Liriomyza spp. and the study of insecticide resistance in Lirimoyza spp., Bemisia tabaci and Myzus persicae. Dr. Scientiarum thesis 2005:16, Norwegian University of Life Sciences. Onstad, D.W. (ed.) Insect Resistance Management. Biology, Economics and prediction. Second edition. Academic Press, London, UK. Rotteveel, T., Jørgensen, L.N. & Heimbach, U Resistance management in Europe: a preliminary proposal for the determination of a minimum number of active substances necessary to manage resistance. EPPO Bulletin 41: Whalon, M.E., Mota Sanchez, D. & Hollingworth, R.M. (eds.) Global Pesticide International, Cromwell Press, Trowbridge, UK. Nettressurser Arthropod Pesticide Resistance Database: European Plant Protection Organization (EPPO) activities on resistance to plant protection products: htm Food and Agricultural Oranization of the United Nations (FAO), Plant production and protection division AGP: FAO Guidelines on prevention and management of pesticide resistance. September 2012: fao.org/fileadmin/templates/agphome/documents/ Pests_Pesticides/Code/FAO_RMG_Sept_12.pdf Insecticide Resistance Action Committee (IRAC): Integrert plantevern. The Nordic-Baltic Resistance Action Group (NORBARAG): Projects/Norbarag VIPS-Landbruk Informasjon om resistens hos rapsglansbiller og råd om sprøyting i vekstsesongen 2014: if105s.jsp?button=kapittel&menyvalg=4#skadedy r_i_korn_og_oljevekster BIOFORSK TEMA vol 10 nr 1 ISBN: ISSN Forsidefoto: A. Andersen Andre foto: E. Fløistad Fagredaktør: Forskningssjef Ingeborg Klingen Ansvarlig redaktør: Forskingsdirektør Nils Vagstad