Autor: Izabela Podgórska, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, kierunek: biotechnologia
W chwili obecnej globalnym trendem wydaje się być przesunięcie w kierunku ograniczenia zużycia chemicznych środków ochrony roślin, a tym samym poszukuje się bezpieczniejszych i ekologicznych alternatyw. Zainteresowanie biologicznymi metodami ochrony roślin wiąże się z ich bezpieczeństwem dla środowiska oraz z narastającym problemem odporności patogenów na stosowane dotychczas fungicydy. Metoda ta opiera się na wykorzystaniu czynników biologicznych do zwalczania patogenów.
W ochronie biologicznej wykorzystuje się główne organizmy antagonistyczne oraz zjawisko nadpasożytnictwa.
Nadpasożytnictwo polega na pasożytowaniu mikroorganizmów na patogenach roślin, np. Coniothyrium minitans stosuje się w zwalczaniu grzyba Sclerotinia sclerotiorum, który wywołuje zgniliznę twardzikową.
Rys. Zgnilizna twardzikowa fasoli
Mechanizmy antagonistycznego oddziaływania drobnoustrojów na patogeny roślinne mogą być różnorodne. Należą tu:
– antybioza– hamowanie wzrostu patogenów przez substancje antybiotyczne, – konkurencja o składniki pokarmowe lub miejsce, – mikoliza– enzymatyczne rozpuszczanie ściany komórkowej grzybów; zdolność taką posiadają bakterie z rodzajów Bacillus, Pseudomonas, Streptomyces, a także niektóre grzyby; niszczenie grzybni powodują dwa enzymy działające na składniki ściany komórkowej patogenów grzybowych tj. chitynaza i β-1,3-glukanaza,
– mikostaza– hamowanie kiełkowania zarodników grzybów w glebie [2].
Zastosowanie mikroorganizmów antagonistycznych takich jak drożdże, grzyby i bakterie jest bardzo obiecujące oraz zdobywa coraz większą popularność.
Bardzo często ciężko jest wybrać indywidualny szczep o rozległym spektrum aktywności wobec fitopatogenów. W tym celu poszukuje się kompatybilnych szczepów aby zapewnić konieczne zróżnicowanie działania w celu efektywnej kontroli chorób owoców i warzyw. Zastosowanie mieszaniny antagonistów ma swoje zalety:
– poszerza spektrum aktywności drobnoustrojów;
– zwiększa wydajność i niezawodność biokontroli- składniki mieszaniny działają poprzez różne mechanizmy, takie jak antagonizm, pasożytnictwo oraz indukcja odporności gospodarza;
– łączy różne cechy biologiczne bez przekazywania obcych genów poprzez transformację genetyczną.
Przykładem mieszaniny antagonistów jest połączenie bakterii Pseudomonas syringae i drożdży Sporobolomyces roseus, które wykazały znaczącą przewagę nad każdym z antagonistów z osobna w kontrolowaniu patogenu Penicillium expansum na jabłkach.
Pomimo że stosowanie mieszanek antagonistycznych oferuje bardziej skuteczną kontrolę, opłacalność tego podejścia jest główną przeszkodą do jego przyjęcia, ponieważ rejestracja dwóch antagonistycznych mikroorganizmów powoduje dodatkowe obciążenia ekonomiczne [4].
W biologicznych metodach ochrony roślin dużą rolę odgrywa mikoryza, czyli symbioza grzybów z korzeniami roślin. Zauważono, że grzyby współżyjące z rośliną w mikoryzie mogą ochraniać korzenie przed zakażeniem patogenami z rodzajów: Pythium, Phytophtora, Fusarium i innych. Podobnie jak antagonizm, jest to zjawisko występujące naturalnie, bez ingerencji człowieka [1]. Zastosowanie szczepionek mikoryzowych przynosi wymierne korzyści w trakcie produkcji szkółkarskiej drzew leśnych, gdyż powoduje obniżenie zalecanej dawki nawozu nawet o 25%. Jednocześnie strzępki grzybów mikoryzowych zasiedlając wnętrze korzeni stwarzają barierę mechaniczną dla patogenów, indukują mechanizmy obronne systemu korzeniowego rośliny, a także ograniczają aktywność szkodliwych drobnoustrojów w ryzosferze. Nawiązanie przez roślinę symbiozy z grzybami mikoryzowymi sprawia iż system korzeniowy staje się bardziej rozgałęziony, co więcej obserwuje się występowanie większej liczby korzeni bocznych. Dzięki temu wydajniejsze staje się pobieranie wody i wielu składników pokarmowych z gleby. W rezultacie uzyskuje się obniżenie kosztów energetycznych rośliny a przez to stymulację wzrostu jej nadziemnych części [3].
W metodach biologicznej walki z patogenami roślin stosuje się m.in. biopreparaty, które jako substancję czynną zawierają organizmy żywe lub ich formy przetrwalnikowe (np. Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis, Gliocladium virens). Popularnością cieszą się też wyciągi roślinne lub inne naturalne substancje (np. wyciąg z czosnku, ekstrakt z grejpfruta) [2].
Wykaz najpopularniejszych biopreparatów dostępnych na rynku:
– Bio-Baumanstrich (dawniej Bio Blatt 25 EC) – preparat grzybobójczy na bazie lecytyny sojowej. Zwalcza mączniaka prawdziwego. Stosowany w uprawach warzywniczych i kwiatowych.
– Biobit 3.2 WP oraz Dipel 3.2 WP – środek na bazie toksycznego dla owadów białka wytwarzanego przez bakterie glebowe. Obydwa preparaty mają taki sam skład. Zalecane są do zwalczania gąsienic motyli na warzywach (min. popularnych bielinków), drzewach owocowych oraz uprawach zielarskich.
– Biochikol 020 PC – preparat nowej generacji, zawierający naturalny chitosan z pancerzy skorupiaków morskich. Stosowany do ochrony roślin warzywnych i ozdobnych przed chorobami wirusowymi, bakteryjnymi i grzybowymi oraz pszenicy ozimej i jęczmienia jarego przed chorobami grzybowymi.
– Biosept 33 SL –ekstrakt z nasion i miąższu grapefruita. Skuteczny m.in. przeciwko grzybiczej plamistości liści, mączniakowi (prawdziwemu i rzekomemu), zarażeniom szarą pleśnią i grzybami rdzawnikowymi.
– Carpovirusine SC – Jest swoistą szczepionką – oparty został o odpowiednio zmodyfikowany wirus granulozy. Preparat ten przeznaczony jest do niszczenia owocówki jabłkóweczki i owocówki śliwkóweczki.
– Himal (dawniej Bioczos BR) – ekstrakt z czosnku wykorzystywany głównie w uprawie warzyw. Skutecznie odstrasza szkodniki takie jak: śmietki, pchełki, mszyce i połyśnicę marchwiankę. Zwalcza przede wszystkim porażenia sałaty szarą pleśnią i choroby roślin dyniowatych: mączniaka rzekomego i prawdziwego oraz bakteryjną plamistość owoców.
– Spruzit 04 EC oraz Spruzit DP – preparaty zawierają pyretrynę – nietrwałą substancję toksyczną pochodzenia roślinnego. Spruzit DP zwalcza większość szkodników warzyw. Spruzit 04 EC zalecany jest do stosowania w uprawach amatorskich. Zwalcza mszyce, wciornastki, gąsienice żerujące na liściach, mączlika szklarniowego oraz kwieciaki.
Rynkowa oferta gotowych biopreparatów jest dość obszerna, jednak nie oszałamiająca. Wynika to z tego, iż chemia działa efektywniej od środków naturalnych, zatem zainteresowanie kupnem biopreparatów jest mniejsze [5].
Biologiczna ochrona roślin jest alternatywą dla metod chemicznych, lecz jej zastosowanie jest niewielkie, przez wzgląd na szybki postęp w produkcji chemicznych środków ochrony roślin, zależność efektywności środków biologicznych od warunków środowiska, gatunku czy odmiany rośliny, niewielką liczbę zarejestrowanych biopreparatów, wąskie spektrum działania środków biologicznych oraz ich ograniczoną skuteczność [2].
Bibliografia:
1. Borecki Z.: Nauka o chorobach roślin, PWRiL, Warszawa 2001.
2. Fiedorow Z., Gołębniak B., Weber Z.: Ogólne wiadomości z fitopatologii, Wyd. Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, Poznań 2011.
3. Kubiak J.: Wpływ różnych szczepionek mikoryzowych na wzrost sosny i liczbę pączków. Inżynieria Rolnicza 3 (91), 2007.
4. Sharma R. R., Singh D., Singh R.: Biological control of postharvest diseases of fruits and vegetables by microbial antagonists: A review. Biological Control, 50, 3, 205-221, 2009.
5. www.e-ogródek.pl
