Sustainable approaches to oilseed rape pest control : steps towards to integrated pest management

ABSTRACT. Intensive agricultural has diminished the natural and semi-natural habitats in the agricultural landscapes, negatively impacting biodiversity. To maintain a biologically diverse agricultural landscape supporting various species, diversity and heterogenity are crucial. Oilseed rape, one of the most important crops in agriculture, is an attractive food source for many arthropods. However, it faces challenges from several insect pests such as the pollen beetle and cabbage seedpod weevil. Synthetic insecticides are mainly used to control the pests but both pests have developed resistance. Therefore, finding effective environmentally friendly pest control methods is crucial. The study revealed that winter oilseed rape fields located over 500m from the previous year's field had significantly fewer pollen beetles and cabbage seedpod weevils compared to fields closer than 500m. Field-adjacent habitats had minimal impact on pest abundance, highlighting the significance of temporal and spatial separation of crop fields in mitigating pest populations. The study also explored parasitoid presence, revealing high parasitism rates in all years, even up to 90%, consistently exceeding the 32% threshold for effective natural pest control. Parasitism rates were not significantly affected by the distance from the previous year's oilseed rape fields but thrived in landscapes with diverse natural and semi-natural areas. Essential oils like Cinnamomum verum and Cuminum cyminum proved to be effective against the cabbage seedpod weevil. However, the results also showed their lethal effect on parasitoids, both adults and larvae. Moreover, monitoring for species that may benefit from the changing climate conditions, build up their populations and reach to pest status, is crucial. The study identified C. sulcicollis, previously uncommon in Estonia damaging oilseed rape plants. While not presently considered an important pest, climate-induced distribution changes may alter its status. This highlights the urgency of studying various species affecting oilseed rape, especially given the changing climate. The thesis provides an important information about the biology of both pests and their natural enemies, along with practical guidance for producers on crop rotation. It emphasizes the importance of a diverse landscape and finding alternative means of control to reduce the use of synthetic insecticides, aligning with the goals of the European Union agricultural strategy "Farm to Fork".

Publication of this thesis is supported by the Estonian University of Life Sciences and the European Union’s European Regional Development Fund (Estonian University of Life Sciences ASTRA project “Value-chain based bio-economy”).

LÜHIKOKKUVÕTE. Põllumajanduse intensiivistumine on vähendanud poollooduslike elupaikade osakaalu põllumajandusmaastikul, mõjutades negatiivselt sealset elurikkust. Raps on üks olulisimaid põllumajanduskultuure tootjatele, kuid samal ajal ka atraktiivne toidutaim paljudele lülijalgsetele. Rapsil on arvukalt putukkahjureid, kellest tähtsaimad on naeri-hiilamardikas ja kõdra-peitkärsakas. Kahjurite senised sünteetilistel sisenditel põhinevad tõrjemeetodid vajavad hädasti asendamist uute, keskkonna¬sõbralike ja „Talust taldrikule“ strateegiaga kooskõlas olevate lähenemisviisidega. Üks kestliku kahjuritõrje strateegiaid on ajalis-ruumiline manipuleerimine põldude ja maastikuelementide paiknemisega põllumajandusmaastikul. Doktoritöö valmistamise käigus tehtud katsete tulemusena selgus, et talirapsi põldude eraldamine eelmise aasta rapsipõldudest rohkem kui 500 m võrra vähendab oluliselt hiilamardikate ja kõdra-peitkärsakate arvukust põllul võrreldes nende põldudega, mis asuvad eelmise aasta rapsipõllule lähemal kui 500 m. Põldudega külgnevad mitteharitavad alad ei mõjutanud tehtud uuringutes hiilamardikate arvukust rapsipõllul taimede rohelise punga staadiumis. Ühtlasi leiti, et uuringuperioodi vältel (2014–2018) ei ületanud hiilamardikate arvukus rapsitaimede rohelise punga staadiumis ühelgi aastal majanduslikku tõrjekriteeriumi lävendit. Kahjurite parasiteerituse tase oli kõrge kõikidel aastatel, ulatudes 90%-ni, ja ületas katseperioodi aastatel efektiivse loodusliku kahjuritõrje taseme (vähemalt 32%). Selgus, et parasiteerituse tase ei sõltu eelmise aasta rapsipõllu kaugusest ega tootmispõlluga külgnevast alast, küll aga sõltub see looduslike ja poollooduslike alade osakaalust. Selleks et rapsipõllul oleks tagatud efektiivne kahjuritõrje, peab poollooduslike alade osakaal olema vähemalt 20%. Doktoritöö valmistamise käigus uuriti ka mitmesuguste eeterlike õlide kasutuspotentsiaali kõdra-peitkärsaka tõrjes. Kõige letaalsemad kõdra-peitkärsakale kui ka parasitoidi valmikutele ja vastsetele olid tseiloni kaneelipuu ja harilik vürtsköömen. Oluline on jälgida liike, kelle arvukus võib neile soodsate keskkonnatingimuste korral märgatavalt suureneda, nii et neist kujunevad kahjurid. Üheks näiteks on rapsitaimede vartes kaevandav Ceutorhynchus sulcicollis. Kuigi teda on varem Eestis kohatud vaid üksikutel juhtudel, leiti 2020. a teda arvukalt. See leid on küll huvitav, kuid siiski ei saa seda peitkärsakat veel pidada oluliseks kahjuriks, keda peaks tõrjuma hakkama. Eelkõige rõhutavad need tulemused vajadust seirata teisigi liike, kes võivad rapsi kahjustada, seda eriti muutuvates kliimaoludes. Doktoritöö annab olulist teavet kahjurite ja nende looduslike vaenlaste bioloogia kohta, samuti praktilisi juhiseid tootjatele külvikorra planeerimiseks ja kahjuritõrjeks. Töö rõhutab mitmekesise maastiku ja alternatiivsete tõrjevahendite tähtsust, et jõuda Euroopa Liidu põllumajandusstrateegia "Talust taldrikule" oluliste eesmärkideni.