thumb|250px|Ostrzeżenie o użyciu Bacillus thuringiensis. Badania nad wyhodowaniem miejscowego szczepu. Kenia Biologiczne zwalczanie szkodników – początkowo, zgodnie z nazwą była to metoda zwalczania szkodników za pomocą organizmów, zwykle będących ich naturalnymi wrogami. Obecnie pod tą nazwą ukrywa się wiele różnorodnych metod, których celem jest zmniejszenie populacji szkodnika poniżej progu szkodliwości gospodarczej a zarazem zminimalizowanie wpływu samych zabiegów na środowisko naturalne i zdrowie człowieka. Wobec różnorodności stosowanych zabiegów, w sensie ogólnym powinno się raczej mówić o ekologicznych metodach zwalczania szkodników lub o proekologicznych zabiegach ochronnych i zapobiegawczych. W zakres tych metod wchodzą działania wykorzystujące wszelkiego rodzaju organizmy (klasyczna metoda zwalczania biologicznego), metody agrotechniczne oraz zabiegi biotechniczne. Złożoność sposobów oddziaływania powoduje, że podział metod jest orientacyjny i nie całkiem rozłączny, co nie ma najmniejszego wpływu na ich skuteczność.
Ze względu na zazwyczaj niewielkie nakłady finansowe oraz konieczność szczegółowego poznania biologii chronionego organizmu oraz biologii wielu innych z nim współwystępujących (aby ustalić czy, jak i kiedy można je wykorzystać) metody ekologiczne wciąż są w większości jedynie alternatywą dla tradycyjnych metod chemicznych. Nie mogąc zupełnie zrezygnować z metod chemicznych, a równocześnie pamiętając o wymogach ochrony środowiska, obecnie zalecane jest zwalczanie zintegrowane. W zwalczaniu zintegrowanym stosuje się kilka metod ekologicznych oraz – jeśli nie można inaczej – w ograniczonym zakresie metody chemiczne.
Wstęp Jeszcze w latach 60. ubiegłego wieku z każdą łopatą wykopanej ziemi wydobywano setki małych, dużych i bardzo dużych dżdżownic. Dziś można przekopać całe pole i dżdżownicy nie spotkać. To efekt chemizacji rolnictwa. Lata wyłącznie chemicznego zwalczania szkodników doprowadziły do zniszczenia większości organizmów glebowych, zwykle wielce pożytecznych i pełniących ważną rolę w przewietrzaniu gleby i obiegu materii. Sama gleba wzbogaciła się w trujące środki chemiczne (o różnym czasie i stopniu degradacji), które dostają się do organów roślin spożywanych przez ludzi i zwierzęta, wywołując wiele niepożądanych skutków (choroby, zatrucia, mutacje). Środki chemiczne z reguły nie są wybiórcze, trują zarówno szkodniki, jak i zwierzęta obojętne i pożyteczne. Każdy środek chemiczny prędzej czy później zostanie zmyty lub zwiany przez wiatr i trafi do gleby lub wody, gdzie trucizna ulega akumulacji. W tym czasie szkodnik, który czas oprysku np. przesiedział pod liściem (oporność behawioralna) może wyjść z ukrycia i zupełnie bezpiecznie przystąpić do konsumpcji i rozmnażania. W licznej populacji szkodnika zwykle znajdują się osobniki, które dysponują jakimś przypadkowym (normalnie niepotrzebnym) przystosowaniem, pozwalającym zneutralizować szkodliwe działanie trucizny. Takie osobniki dają początek populacji odpornej na zastosowaną truciznę. Początkowo wymaga to zwiększania dawek trucizny, lecz później zmusza do szukania nowej substancji trującej, na którą szkodnik nie jest jeszcze odporny. Natomiast trafny wybór entomofaga i zapoczątkowanie zwalczania szkodników z liczną jego populacją praktycznie uniemożliwia przystosowanie się ofiary do jego obecności.
Po użyciu trucizny nieselektywnej często dochodzi do kolejnych pojawów tego samego szkodnika, ponieważ trucizna zwykle jest skuteczniejsza w stosunku do entomofagów niż fitofagów i lepiej niszczy naturalnych wrogów zwalczanego szkodnika. Wkrótce pojawiają się masowo inne szkodniki, których ilość dotychczas była utrzymywana w niezatrutym środowisku na niskim poziomie przez ich naturalnych wrogów.
Indywidualne i niekontrolowane używanie środków chemicznych zmusza państwo do utrzymywania kosztownych instytucji kontrolujących ilość pestycydów w produktach spożywczych. Stosując ekologiczne metody zwalczania unikamy tych wszystkich szkodliwych ewentualności, powodowanych stosowaniem chemicznych środków ochrony roślin.
Biologiczne zwalczanie szkodników thumb|250px|Larwa biedronki jest zawsze głodna, dzięki czemu skutecznie zwalcza mszyce. Największą wadą metod biologicznych jest trudność uzyskania odpowiedniej ilości wrogów szkodnika w odpowiednim momencie, to znaczy, gdy szkodnik pojawia się masowo. Osobniki gatunku zwalczającego szkodnika są zwykle ruchliwe i po wypuszczeniu na zagrożonej plantacji część z nich odlatuje. Dlatego ta metoda lepsze efekty przynosi w pomieszczeniach zamkniętych (szklarniach), niż na otwartym polu, gdzie należy wysiać znacznie więcej organizmów zwalczających. Wiele naszych roślin uprawnych pochodzi z odległych krajów, gdzie panują inne warunki. Importowanie stamtąd naturalnego wroga wprowadza do środowiska nowy, całkowicie obcy organizm. Czasami przynosi to więcej szkody niż pożytku (jak było w przypadku ropuchy agi), dlatego introdukowanie gatunku przewidzianego do biologicznego zwalczania szkodnika musi być poprzedzone starannymi badaniami, pozwalającymi poznać różne aspekty stosunków między szkodnikiem a jego pasożytem. Prowadzi się badania nad wyhodowaniem odmian entomofagów o lepszych właściwościach, np. lepiej przystosowanych do klimatu, bardziej płodnych lub bardziej drapieżnych, a zwłaszcza szuka się odmian odpornych na pestycydy. Takim gatunkiem okazała się niewielka rybka żyworodna gambuzja pospolita, żywiąca się larwami komarów, a równocześnie stosunkowo odporna na zanieczyszczenie środowiska wodnego. Zbrojec dwuplamy (Perillus bioculatus) i jego larwy bardzo dobrze spisują się w walce ze stonką ziemniaczaną, ale jak dotąd są źle przystosowane do naszych zim. Introdukowane i źle przystosowane do klimatu organizmy wymagają zwykle prowadzenia osobnej hodowli, wyprzedzającej pojawienie się szkodników, oraz okresowej kolonizacji upraw, co jest dość kłopotliwe. Dlatego wygodniej jest korzystać z usług gatunków rodzimych. Dość licznie hoduje się żywiące się mszycami złotooki, a ich larwy wypuszcza w szklarniach. W niektórych miejscach powstały hodowle o charakterze przemysłowym, zaopatrujące w pożyteczne organizmy praktycznie cały świat. Przemysłowo hodowanym gatunkiem jest np. kruszynek; dzięki samolotom można go błyskawicznie dostarczyć w dowolne miejsce. W USA można kupić w butelkach z agarem i odżywką nicienie służące do niszczenia poczwarek szkodników żyjących w ziemi. Można je przechowywać w lodówce do jednego roku i po rozcieńczeniu wprowadzić do ziemi przy okazji podlewania roślin. 1 ml nicieni kosztuje ok. 1$ (cena z 1970 r.).
W 1956 r. w USA prowadzono badania nad 390 gatunkami nowo sprowadzonymi i wytypowanymi do zwalczania szkodników, z tego ok. 100 gatunków udało się trwale zaaklimatyzować (24%). W przypadku prac nad nowymi środkami chemicznymi zwykle odrzuca się 99,99% syntetyzowanych związków, a koszt badań jest znacznie większy. W tym samym roku w USA 1 dolar zainwestowany w badania w dziedzinie biologicznego zwalczania szkodników przynosił 30 dolarów zysku, podczas gdy zainwestowany w chemię tylko 5-6$.
Cechy dobrego entomofaga Entomofag najlepiej nadający się do biologicznego zwalczania szkodników powinien mieć następujące cechy: upodobania środowiskowe podobne do jego ofiary; ruchliwość i łatwość odszukiwania zwalczanego szkodnika; rozmnażanie się w tempie i porze odpowiedniej do liczebności i etapów rozwoju szkodnika; nie powinien szkodzić organizmom pożytecznym; dobrze, gdy ma żywiciela obocznego, pozwalającego mu przetrwać okresy braku szkodnika, w przeciwnym wypadku powinna istnieć możliwość karmienia go pokarmem zastępczym (sztuczną pożywką); dobrze, gdy można aktywność jego postaci dorosłej lub któregoś stadium rozwojowego zahamować, gromadzić i przechowywać w zapasie.
Początki thumb|250px|Gąsienicznik Diapetimorpha introita składa jaja w poczwarce ukrytej w ziemi Pierwszym przykładem zwalczania biologicznego było sprowadzenie do Kalifornii biedronki Rodolia cardinalis przeciwko czerwcowi białemu (Icerya purchasi) w 1880 r. Zarówno entomofag (biedronka), jak i szkodnik niszczący plantacje cytrusowe pochodziły z Australii. Introdukcja kosztowała 5000 dolarów i przynosi do dziś wielomilionowe zyski. Baryłkarz sprowadzony z Indii na Barbados w obronie plantacji trzciny cukrowej, mimo że ograniczył szkody tylko o połowę, daje zysk 300 tys. funtów rocznie (dane z 1976 r.).
Zwalczanie biologiczne w Europie zapoczątkował w 1880 r. Francuz Decaux. Zbierał on opadłe pąki kwiatowe jabłoni porażone przez kwieciaka jabłkowca i zamiast je palić (jak to wtedy było w zwyczaju), pozwalał na rozwój gąsieniczników (pasożytów kwieciaka), które następnie wypuszczał w sadzie.
Wszystkich gatunków, które współcześnie wykorzystuje się do biologicznego zwalczania szkodników, nie sposób wymienić. Jest ich wiele, należą do różnych grup systematycznych i mają zróżnicowane znaczenie.
Użycie organizmów chorobotwórczych thumb|250px|Na talerzykach znajdowały się takie same pędy orzeszka ziemnego oraz taka sama liczba gąsienic. Dolny pęd został spryskany roztworem Bacillus thuringiensis. Gąsienice zdechły
Użycie organizmów chorobotwórczych do zwalczania szkodników zasugerował Ludwik Pasteur. W 1888 r. jego uczeń Loir rozpoczął eksperymenty w tym kierunku na królikach, które zakażał zarazkami cholery drobiu (Pasteurella multocida). Zakażone króliki planowano wypuścić w Australii, lecz jej władze wtedy nie zgodziły się na to. W 1893 r. Friedrich Löffler (uczeń Kocha) wyizolował Salmonella typhi – zarazek powodujący dur brzuszny. Wkrótce z powodzeniem zastosowano go przeciw myszom i nornikom. Pracujący we Francji Jan Danysz wyizolował zarazek Salmonella enteritidis var. Danysz, skutecznie uśmiercający szczury. Jako „wirus Danysza” był sprzedawany przez Instytut Pasteura. Ten sam szczep bakterii wyizolowano także w innych krajach, np. Danii, Niemczech. W latach 1933–1935 przeprowadzono w Niemczech masowe odszczurzanie w 450 tys. zagród ze skutecznością 95%. W 1950 roku Państwowy Instytut Weterynaryjny w Puławach przygotował 50 ton bakterii Danysza przeciwko myszom, nornicom i szczurom, rozplenionym na Ziemiach Odzyskanych. Ludzi mieszkających na tych terenach poddano wtedy szczepieniom profilaktycznym. Obecnie, ze względu na możliwość zatruć bydła i ludzi salmonellozami (bakteria Danysza jest niebezpieczna tylko dla młodych organizmów), w wielu krajach ta metoda jest zakazana (np. USA, Niemcy), w innych nie (np. Francja, Rosja). Zwalczanie szkodników zarazkami, podobnie jak przy zwalczaniu chemicznym, prowadzi do wykształcenia się u nich oporności czynnej. Szczepy zbyt zjadliwe giną wraz z żywicielem – zostają szkodniki oporne i zarazki łagodniejsze.
Przy pomocy wirusa myksomatozy od roku 1950/51 już kilkakrotnie zwalczano plagę królików w Australii. W 1954 r. wirus wyrwał się spod kontroli we Francji. Za jego sprawą wyginęła większość tamtejszych królików oraz sporo w innych krajach Europy. Hodowlane króliki trzeba było poddać szczepieniom. Wirus rozprzestrzeniał się za pomocą komarów z rodzaju Anopheles, Culex oraz pcheł. Przeciwko borecznikowi rudemu (Neodiprion sertifer) niszczącemu sosny stosuje się wirusy poliedrozy jądrowej.
Wielkim sukcesem okazało się opracowanie podawanej drogą pokarmową szczepionki przeciw wściekliźnie u lisów. Szczepionkę zrzuca się z samolotów. W Polsce szczepionkę po raz pierwszy zastosowano w 1993 r. a od 2002 r. szczepienia obejmują praktycznie całą populację lisów w Polsce. W porównaniu z latami 70. ub. wieku ocenia się, że dzięki temu populacja lisa wzrosła ok. trzykrotnie, do ok. 200 tys. (2006 r.), a co ważniejsze spadła zdecydowanie liczba zgłoszeń o wściekłych zwierzętach. Państwowa Inspekcja Weterynaryjna w 2006 r. odnotowała zaledwie 82 zgłoszenia (43 u lisów), podczas gdy jeszcze w 1992 r. takich przypadków było 2287, w tym 1374 u lisów. thumb|250px|Bacillus thuringiensis