Grzyby entomopatogeniczne występują powszechnie w przyrodzie i większość z nich charakteryzuje się znaczną wybiórczością wobec gospodarza. Współcześnie znanych jest ponad 1200 gatunków tych grzybów, a w Polsce, na terenach rolniczych i leśnych, występuje ich 230. Grzyby te mają długą historię zastosowania w ochronie roślin, a także nadal są obiecującym przedmiotem badań nad doskonaleniem ich aplikacji. Rozwiązano już wiele kwestii związanych z mechanizmem ich działania, interakcją patogen–gospodarz, podłożem fizjologicznym, biochemicznym i genetycznym. Opracowano szereg technik selekcji i ulepszania szczepów pod kątem potencjalnego zastosowania. Rezultaty aplikacji doskonalono poprzez optymalizację formy użytkowej i dodatek adiuwantów do cieczy przed opryskiwaniem. Wyjaśniono też znaczenie czynników środowiskowych dla skuteczności działania grzybów entomopatogenicznych.
Niewiele miejsca w badaniach poświęcono zjawisku naniesienia kropli na owady podczas opryskiwania, które w tej pracy powiązano z właściwościami fizycznymi cieczy i charakterystyką chmury rozpylonej cieczy, brakuje też kompleksowego ujęcia czynników decydujących o śmiertelności owadów po aplikacji grzybów entomopatogenicznych.
W związku z tym celem pracy było opracowanie wymienionych zagadnień i przygotowanie modeli umożliwiających optymalizowanie skuteczności działania grzybów entomopatogenicznych, aplikowanych poprzez opryskiwanie prowadzone w kontrolowanych warunkach, przeciwko mączlikowi szklarniowemu (Trialeurodes vaporariorum Westwood).

W związku z dużym znaczeniem mączlika szklarniowego (Trialeurodes vaporariorum Westwood) jako szkodnika w uprawach roślin, licznymi badaniami potwierdzającymi aktywność biologiczną Isaria fumosorosea Wize i Lecanicillium lecanii (Zimm.) Zare & W. Gams przeciwko temu szkodnikowi, a mimo to trudnościami w uzyskaniu oczekiwanej skuteczności działania w praktyce, podjęto badania, których celem było zoptymalizowanie naniesienia cieczy na owady i śmiertelności T. vaporariorum z wykorzystaniem parametrów opryskiwania, adiuwantów i właściwości fizycznych cieczy użytkowej.
Badania wieloetapowe wykonano w latach 2011-2015. W pierwszym etapie zmierzono napięcie powierzchniowe i kąt zwilżenia na parafilmie oraz lepkość względną, oceniono rozlanie kropli na liściu, czas wysychania kropli cieczy użytkowej 20 adiuwantów. Następnie oceniono zwilżenie prepuparium oraz depozyt adiuwantu na puparium T. vaporariorum. Stwierdzono, że największy potencjał zwilżenia owada ma surfaktant organosilikonowy (Silwet Gold), następnie izotridekanole hydroksyetylenowane. O zwilżeniu prepuparium mogła decydować interakcja małego kąta zwilżenia i napięcia powierzchniowego cieczy oraz równowagi hydrofilowo-lipofilowej (HLB). Największą ilość depozytu adiuwantu na puparium znajdowano w zagłębieniach, zwykle na styku tergitów. Surfaktanty zwilżały woski kutykularne i niszczyły ich strukturę. Humektanty (CaCl2 i gliceryna) aplikowane w mieszaninie z surfaktantem pozostawiły osad widoczny na powierzchni.
W drugim etapie badań scharakteryzowano spektrum rozpylenia kropli i obliczono charakterystyczne średnice (DV10, DV50, DV90) oraz współczynnik niejednorodności rozpylenia dla czterech cieczy i rozpylaczy TT11002, XR11001 i XR11002. Obecność CaCl2, gliceryny i Glucoponu 650 EC w cieczy nie wpłynęła znacząco na żaden ze wskaźników. W trzecim etapie badań scharakteryzowano naniesienie rozpylonej cieczy na mączlika szklarniowego w stadium L3 i puparium oraz wpływ aplikacji na zachowanie imagines, a także oznaczono retencję cieczy na spodniej stronie liścia pomidora i procent pokrycia powierzchni. Opryskiwanie prowadzono ku górze z odległości 40 cm lub 30 cm pod ciśnieniem 0,2 MPa, używając trzech badanych rozpylaczy, różnych cieczy i safraniny O jako znacznika. Znacznie mniej trafionych owadów w stadium L3 i puparium uzyskano z rozpylaczem XR11001 (44%) niż XR11002 (65%) i TT11002 (60%). Rodzaj cieczy nie wywarł znaczącego wpływu na ogólne naniesienie kropli na puparium, natomiast miał znaczenie w przypadku L3. Glucopon 650 EC (0,1%) umożliwiał uzyskanie większego udziału owadów pokrytych cieczą (63%) niż woda (55%) i 0,2-procentowy roztwór gliceryny (52%). W przypadku imagines bardzo duże znaczenie dla adhezji kropli na owadach miały adiuwanty.
Na podstawie charakterystyki spektrum wytworzonych kropli, retencji i właściwości fizycznych cieczy opracowano oryginalną formułę indeksu określonego mianem SCAV, który wyjaśniał naniesienia kropli rozpylonej cieczy na puparium i L3 mączlika szklarniowego. Na podstawie indeksu SCAV wyjaśniono 59% (L3) i 57% (puparium) zmienności, jaka wiązała opryskiwanie z naniesieniem cieczy na owady.
W kolejnym etapie badań przeprowadzono obserwacje kiełkowania zarodników grzybów na puparium i jaju mączlika szklarniowego. Następnie oceniono wpływ grzybów entomopatogenicznych aplikowanych z adiuwantami i bez adiuwantów w zależności od parametrów opryskiwania i wilgotności względnej powietrza (RH) na śmiertelność T. vaporariorum. Badania wykazały, że w warunkach małej RH, wynoszącej 50%, śmiertelność mączlika szklarniowego była równie duża jak w warunkach większej RH, w tym 100-procentowej. Śmiertelność owadów w stadium jaja była najmniejsza. Wykazano, że w stadiach postembrionalnych śmiertelność korelowała najlepiej z naniesieniem zarodników na 1 mm3 ciała owada, więc spadała wraz z rozwojem kolejnych stadiów. Kiełkowanie zarodników na T. vaporariorum było liczniejsze na puparium niż na jaju, a zarazem mniej liczne niż na pożywce PDA. Duża RH sprzyjała kiełkowaniu zarodników. Stwierdzono, że obecność surfaktantu na puparium może korzystnie wpływać na kiełkowanie zarodników poprzez wprowadzanie zwilżenia powodowanego rozlaniem kropli wydaliny analnej. Rodzaj adiuwantu i dawka wpływały na skuteczność działania L. lecanii. Po 5 dniach od opryskiwania większa dawka adiuwantu powodowała większą śmiertelność T. vaporariorum (L2). W okresie od 5. do 10. dnia po zabiegu większa dawka adiuwantu nie sprzyjała śmiertelności owadów. Surfaktanty powodowały bezpośrednią i szybką śmiertelność u imagines. HLB adiuwantów w badanym zakresie (6,8-13,3) nie miała wpływu na śmiertelność mączlika szklarniowego po aplikacji L. lecanii. Większa dawka cieczy przyczyniała się do większej śmiertelności T. vaporariorum. Rozpylacze XR11001 i XR11002 umożliwiły uzyskanie takiego samego poziomu śmiertelności T. vaporariorum w stadium L2 po aplikacji L. lecanii.
Na podstawie wykonanych badań opracowano modele, które opisują śmiertelność owadów w postembrionalnych stadiach niedoskonałych. Formuła indeksu, w której ujęto parametry aplikacji, DV50, stężenie zarodników, dawkę adiuwantu i kąt zwilżenia, wyjaśniała 71,4% i 76,2% zmienności związanej ze śmiertelnością owada, odpowiednio, dla indeksu względnej dawki zarodników oraz względnej dawki cieczy. Uzyskane wyniki wskazują na potrzebę kompleksowego rozpatrywania skuteczności działania mikoinsektycydów i potwierdzają możliwość jej optymalizowania w układzie wieloczynnikowym.

WYKAZ SKRÓTÓW 
WSTĘP 
1. WPROWADZENIE 
1.1. Uwagi ogólne
1.2. Interakcja patogen–gospodarz–środowisko w przebiegu choroby 
1.3. Wilgotność względna powietrza 
1.4. Biologiczne podstawy wyznaczania celu aplikacji 
1.5. Dawkowanie propagul 
1.6. Rola techniki w aplikacji grzybów entomopatogenicznych 
1.7. Substancje wspomagające działanie grzybów entomopatogenicznych
1.8. Hipoteza badawcza i cele badań 

2. MATERIAŁ I METODY BADAŃ 
2.1. Materiał badawczy 
2.2. Metody badań 

3. WYNIKI 
3.1. Właściwości cieczy i zwilżenie badanych obiektów 
3.2. Charakterystyka chmury kropli wytwarzanej przez rozpylacz 
3.3. Charakterystyka naniesienia kropli rozpylonej cieczy na badanych obiektach 
3.4. Modelowanie naniesienia cieczy na owady 
3.5. Kiełkowanie zarodników i wzrost grzybni 
3.6. Charakterystyka i modelowanie śmiertelności mączlika szklarniowego 

4. DYSKUSJA 
4.1. Wilgotność względna powietrza 
4.2. Znaczenie dawki cieczy i rozpylacza 
4.3. Wpływ adiuwantu 
4.4. Model naniesienia cieczy na mączlika szklarniowego 
4.5. Model śmiertelności mączlika szklarniowego 

5. WNIOSKI 

LITERATURA 

In view of the importance of the greenhouse whitefly (Trialeurodes vaporariorum Westwood) as a pest in crop plants, numerous studies confirming biological activity of Isaria fumosorosea Wize and Lecanicillium lecanii (Zimm.) Zare & W. Gams against this pest and continuing difficulties in obtaining the expected performance in practice, it was decided to carry out research studies aimed at optimizing the spray deposition of the liquid onto the insects and at mortality of T. vaporariorum based on spraying parameters, adjuvants and the physical properties of the spraying liquid.
Studies were carried out in several stages in 2011-2015. In the first stage, the surface tension and wetting angle on parafilm were measured, relative viscosity was also measured and droplet spreading on a leaf and the drying time of the droplets of the 20 adjuvants diluted in water were evaluated. Then, wetting of the prepupa and deposit of the adjuvant on the pupa of T. vaporariorum were evaluated. It was found that the greatest potential for wetting the insect belongs to the organosilicone surfactant (organosilicon) (Silwet Gold) and the second greatest to isotridecanol ethoxylates. Wetting of the prepupa could be determined by the interaction of the low contact angle and the surface tension of the liquid and HLB. The greatest amount of adjuvant deposit on the pupa was found in depressions, usually where tergites come together. Surfactants wetted cuticular waxes and destroyed their structure. Humectants (CaCl2 and glycerin), applied in admixture with a surfactant, left residue visible on the surface.
In the second stage, the spectrum of droplet size was characterized and characteristic diameters (DV10, DV50, DV90), as well as relative span factor for four liquids and nozzles TT11002, XR11001 and XR11002 were calculated. The presence of CaCl2, glycerin and Glucopon 650 EC in the liquid did not significantly affect any of the indicators.
In the third stage, the deposition of sprayed liquid on the greenhouse whitefly in stage L3 and pupa, as well as the impact of application on the behaviour of imagines were characterized and the retention of the liquid on the underside of the tomato leaf and the percentage of surface coverage were determined. The spraying was conducted in the upward direction from a distance of 40 cm or 30 cm (imago) under pressure of 0.2 MPa using three examined nozzles, various liquids and safranin O as a tracer. Much fewer insects in stage L3 and pupa were obtained when using the nozzle XR11001 (44%) than XR11002 (65%) and TT11002 (60%). The type of liquid did not have a significant impact on the overall application of droplets on the pupa, but it was important in the case of L3. Glucopon 650 EC (0.1%) made it possible to obtain a greater proportion of insects covered by the liquid (63%) than water (55%) and 0.2% solution of glycerin (52%). In the case of imagines adjuvants were very important for droplet adhesion on the insects. Based on the characteristics of the spectrum of the produced drops, retention and the physical properties of the liquid the original formula of the index called SCAV, which adequately explained the deposition of droplets of the liquid on the pupa and L3 of the greenhouse whitefly, was developed. The SCAV index made it possible to explain 59% (L3) and 57% (pupae) of variability associated with spraying and the deposition of the liquid onto the insects.
In the next stage of the research, observations of germination of fungal conidia on the pupae and egg of the greenhouse whitefly were conducted. Then, the impact of entomopathogenic fungi applied with adjuvants or without adjuvants depending on spraying parameters and relative humidity in air (RH) on the mortality of T. vaporariorum was evaluated. Research showed that under conditions of low RH (50%) greenhouse whitefly mortality was as high as under conditions of higher RH, including 100%. Insects mortality in the egg stage was the smallest. It was found that mortality in post embryo stages depended on the application of conidia per 1 mm3 of the insect body, so it decreased with the development of the next stages. Spore germination on T. vaporariorum was more numerous on the pupa than on the egg and also less numerous than in PDA medium. High RH was conducive to germination of conidia. It was found that the presence of surfactant on the pupa can promote the germination of conidia through the introduction of wetting caused by spilling of the anal excretion droplet. The type and dose of the adjuvant influenced the efficacy of L. lecanii. Mortality of T. vaporariorum (L2) was higher with a higher dose of the surfactant after 5 days following the spraying. In the period between 5 and 10 days after the operation a higher dose of the adjuvant did not promote insects mortality. Surfactants caused mortality in imagines directly and quickly. HLB (hydrophilic-lipophilic balance) of the adjuvants in the test range (6.8-13.3) had no effect on mortality of the greenhouse whitefly after the application of L. lecanii. A higher dose of water contributed to higher mortality of T. vaporariorum. Nozzles XR11001 and XR11002 made it possible to obtain the same level of mortality of T. vaporariorum in stage L2 after the application of L. lecanii.
The models that describe insects mortality in post embryo stages were developed based on the study. The index formula incorporating application parameters, DV50, the concentration of conidia, the adjuvant dose and the contact angle explained 71.4% and 76.2% of the variability associated with insect mortality, respectively for the index of the relative dose of conidia and the relative dose of the liquid. The results indicate the need for a comprehensive examination of the effectiveness of mycoinsecticides and confirm the possibility of optimizing it in the multifactorial system.