Josef Hýsek, Milan Vach, Miloslav Javůrek
Biologická ochrana obilnin proti houbovým fytopatogenům METODIKA PRO PRAXI
Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i.
Metodika vznikla za finanční podpory MZe ČR a je výstupem řešení výzkumného záměru MZe 0002700603 „Systémy ochrany proti houbovým chorobám s využitím vybraných metod“ a MZe 0002700601 „Principy vytváření, kalibrace a validace trvale udržitelných a produktivních systémů hospodaření na půdě“.
©Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., 2008 ISBN 978-80-87011-56-0
Josef Hýsek, Milan Vach, Miloslav Javůrek
Biologická ochrana obilnin proti houbovým fytopatogenům
METODIKA PRO PRAXI
Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. Praha 2008
Biologická ochrana proti houbovým fytopatogenům Biologická ochrana rostlin nabízí další způsob snižování zátěže životního prostředí na základě použití biologických antagonistických preparátů, které potlačují fytopatogenní houby obilnin. Jde zvláště o biopreparáty: Supresivit (účinná houba Trichoderma harzianum), Polyversum (účinná houba Pythium oligandrum), Ibefungin (účinná bakterie Bacillus subtilis) a Trianum P (účinná houba Trichoderma harzianum). Z dostupné literatury i z našich osmiletých pokusů se ukázalo, že uvedené biopreparáty potlačují zvláště mikromycety rodů Fusarium, Gaeumannomyces, Pseudocercosporella (syn. Oculimacula), Drechslera a další. Využitím těchto přípravků dochází k redukci výskytu fytopatogenních hub v půdě i v rostlinách. Zlepšení zdravotního stavu porostů obilnin je předpokladem pro vyšší a kvalitnější hospodářskou produkci. Biological protection against fungal phytopathogens Biological plant protection offers the alternative way of decrease of living environment load based on the use of biological antagonistic preparations which depress phytopathogenic cereal fungi. Attention was paid especially to these biopreparations: Supresivit (active fungus Trichoderma harzianum), Polyversum (active fungus Pythium oligandrum) and Ibefungin (active bacteria Bacillus subtilis). In eight-year experiments there were showed that these biopreparations depressed micromycetes namely the genera: Fusarium, Gaeumannomyces, Pseudocercosporella (syn. Oculimacula), Drechslera and others. By use of these biopreparations pathogenic fungi occurrence in soil and in plants as well was reduced. Improvement of health state of cereal stands was the assumption for their higher and more quality economic production.
Oponenti: Prof. Ing. Josef Šroller, CSc. Ing. Pavel Talich Metodika je určena zemědělcům a zemědělským poradcům Metodika byla schválena Ministerstvem zemědělství MZe, odborem výzkumu, vzdělávání a poradenství pod č.j. Ministerstvo zemědělství doporučuje tuto metodiku pro využití v praxi
Obsah
Str.
I. Cíl metodiky ………………………………………………………………….
6
II. Vlastní popis metodiky………………………………………………………
6
1. Úvod ………………. ………………………………………………………...
6
2. Přehled poznatků z biologické ochrany rostlin……………………………. 2.1. Ochrana pomocí antagonistických mikroorganismů………………………… 2.2. Biopreparáty využitelné v zemědělské praxi…………………………………
7 7 9
3. Způsoby aplikace…………………………………………………………….. 3.1. Rizika pěstitelských technologií……………………………………………… 3.2. Nejškodlivější fuzariózy……………………………………………………… 3.2.1. Popis napadení rodem Fusarium…………………………………………… 3.2.2. Ostatní škodlivé fytopatogenní houby………………………………………
10 10 11 11 15
4. Výsledky polních pokusů a doporučení pro zemědělskou praxi…………. 4.1. Ekonomické vyhodnocení použití biologických přípravků…………………..
16 17
5. Závěr………………………………………………………………………….
18
III. Srovnání „novosti postupu“ ………………………………………………..
19
IV. Popis uplatnění metodiky…………………………………………………...
19
V. Seznam použité související literatury……………………………………….
19
VI. Seznam publikací, které předcházely metodice……………………………
20
5
I. CÍL METODIKY Cílem metodiky je informovat zemědělskou veřejnost o nových možnostech v ochraně obilnin s využitím moderních biologických přípravků založených na bázi antagonistických mikroorganismů. Podstatou je potlačování patogenního mikroorganismu mikroorganismem jiným, který je přítomen v biopreparátu. Tato metodika by měla být návodem k širšímu využití biologické ochrany v zemědělské prvovýrobě a jedním z podkladů pro registraci biologických přípravků na obilniny.
II. VLASTNÍ POPIS METODIKY Všeobecná snaha naší společnosti o snížení znečišťování životního prostředí, která je podporována různými analýzami, týkajícími se poškozování přírody lidskou činností, směřuje i do oblasti zemědělství. Současné moderní technologie pěstování zemědělských plodin jsou nastaveny tak, že se bez aplikace chemických přípravků proti plevelům, chorobám a škůdcům neobejdou. Setkáváme se však s trendy, směřujícími ke snižování zátěže životního prostředí. Existují vědecky ověřené situace, kdy lze chemické přípravky nahradit biologickými preparáty se srovnatelnou účinností i ekonomickou efektivností a také zcela bez reziduí v půdě i v rostlinách. Takovou metodiku pro obilniny, založenou na bázi biopřípravků nyní předkládáme zemědělské veřejnosti .
1. ÚVOD Většina ploch obilnin je v současné době ošetřována chemicky. Protože chemická ochrana v sobě nese riziko tvorby reziduí, je snaha minimalizovat ji nebo nahradit metodami méně zatěžujícími životní prostředí. Jednou z možností je biologická ochrana rostlin a správná agrotechnika. Spojením těchto faktorů je možné při vhodných podmínkách dosáhnout vyšších výnosů zrna bez škodlivých reziduí. Používání biopřípravků založených na mikroorganismech v oblasti fytopatologie a ochrany rostlin nemá u nás ani ve světě dlouhou tradici. Mikroorganismy jako takové byly studovány teprve po vytvoření světelné mikroskopické techniky a zavedení kultivačních metodik mikroorganismů. Zachycovací metody jsou dnes stále zdokonalovány. Všechny mikroorganismy však není možné kultivovat, např. biotrofní fytopatogeny, které se pomnožují pouze v živé rostlině, stejně tak i mnohé anaerobní mikroorganismy. Mají velmi specifické požadavky na své životní prostředí (oxidačněredukční potenciál) v průběhu svého růstu, takže je není možné dosud zviditelnit. Antagonismus mikroorganismů je znám již asi sto let. Je to vlastnost, kdy jeden mikroorganismus vytváří organické látky (např. antibiotika), které potlačují růst druhého mikroorganismu. Typickým příkladem je tvorba penicilinu rodem Penicillium, který potlačuje bakterii zlatého stafylokoka (Staphylococcus aureus). Známý objevitel penicilinu A. Fleming nechal omylem několik dní mikroorganismy na živném médiu v Petriho miskách a zjistil, že houba potlačuje bakterie, což bylo využito při biosyntéze penicilinu. Podobných antibiotik je v současné době celá řada. Antagonistické mikroorganismy vytvářejí při křížovém očkování s citlivými mikroorganismy tzv. ochranné zóny, různě veliké při různě velkém antagonistickém efektu. Velké ochranné zóny značí velký antagonistický efekt. Ve fytopatologické praxi se setkáváme nejen s antagonismem mezi bakteriemi, mikroskopickými houbami, ale i bakteriemi a plevely a mikroskopickými houbami a plevely. Antagonistické je též působení jednoho druhu rostliny na jiný druh i systematicky vzdálený. Antagonistické vztahy má mezi sebou i hmyz. Biologičtí činitelé způsobují ve volné přírodě mortalitu zástupců určitého druhu a tak snižují výchozí počet škodlivé populace, ale nikdy nepůsobí
6
zcela letálně a pouze udržují populaci na existenčním minimu. V naší metodice se však zabýváme výlučně vztahy mezi mikroorganismy antagonistickými a fytopatogenními a to zvláště u obilnin. Fytopatogenní houby hlavních obilnin (pšenice a ječmene) lze rozdělit podle napadení různých orgánů na: kořenové, stébelné, listové a klasové. Většina uvedených hub je však přenášena semenem (obilkou) a půdou, kde se mohou setkat právě s antagonistickými mikroorganismy. U pšenice ozimé (Triticum aestivum L.) je velké spektrum houbových patogenů na kořenech, patách stébel a na listech. Již samo střídání plodin (rotace) ovlivňuje výskyt chorob a proto se doporučuje nepěstovat po sobě pšenici a ani pšenici po ječmenu. Vhodnými přerušovači výskytu patogenních hub jsou pícniny, luskoviny, okopaniny, řepka ozimá, z obilnin oves. Zelené hnojení je vhodné před zaoráním nejprve rozřezat a při jeho začínajícím rozkladu ho teprve zapravit do půdy. Na kořenech pšenice parazituje a v půdě se vyskytuje plíseň sněžná, působící sněžnou plísňovitost obilnin (Monographella nivalis). Oslabené rostliny jsou pak napadeny a působí tak řídnutí porostů. Je otázkou, zda by se uvedená houba dala oslabit antagonistickými mikroorganismy (např. houbami Trichoderma harzianum nebo Pythium oligandrum), které by však musely být vneseny do půdy na podzim jako součást mořidla při zasetí. Efektem podobné jsou houby, způsobující choroby pat stébel (Oculimacula yallundae, syn. Pseudocercosporella herpotrichoides), které působí jednak odumírání kořenů, jednak i báze stébla. Dochází k pravému stéblolamu a k následné běloklasosti, neboť je přerušen přívod živin do klasu a klas je v důsledku toho hluchý. Lze předpokládat, že antagonistické houby, které jsme použili, působily i na původce uvedené choroby. V zahraničí je biologická ochrana spojena rovněž s pozdnějším setím, neboť vývoj patogena probíhá při teplotě do 100C. Chemická ochrana působí sice v jakémkoliv tepelném rozmezí, biologická ochrana však působí vždy v rámci biologického systému v rozmezí jeho optimálních teplot a nevytváří žádná rezidua.
2. PŘEHLED POZNATKŮ Z BIOLOGICKÉ OCHRANY ROSTLIN 2.1. OCHRANA POMOCÍ ANTAGONISTICKÝCH MIKROORGANISMŮ V současnosti je biologická ochrana rostlin používána na některých plochách spíše sporadicky, lze ji použít na choroby kořenů. Houbou, parazitující na kořenech obilnin, je Gaeumannomyces graminis, která působí rovněž úhyn mladých rostlin. Spolu s Pseudocercosporella herpotrichoides působí společně při napadení mladých rostlin obilnin. Černání pat stébel se vyskytuje zvláště ve srážkových oblastech s vysokým zastoupením obilnin i v důsledku špatné agrotechniky (např. příliš utužená půda zpracovaná za mokra). Pokles výnosu je vysoký (až 70% předpokládaného stavu) i v souvislosti s nouzovým dozráváním a hluchostí klasů. Houba se udržuje v půdě na zbytcích slámy a na plevelech. Hyfy houby pronikají do kořínků a odtud do vodivých pletiv. V uvedeném půdním prostředí je možný poměrně úzký kontakt mezi antagonistickou a patogenní houbou. Parazitické houby se uvolňují též z rostlinných zbytků do půdy a to jejich konidie a hyfy. Antagonistická houba vylučuje do zevního prostředí účinné látky jako jsou antibiotika a další, které působí na cílový fytopatogenní mikroorganismus a tlumí jeho růst a rozvoj v půdě. V poslední době se v půdě vyskytují stále více houby rodu Fusarium, z nichž některé druhy (F. graminearum, F. culmorum) vytvářejí škodlivé mykotoxiny, např. trichothecenové řady (deoxynivalenol, nivalenol, T-2 toxin, HT – 2 toxin, Fusarenone-X toxin a další) nebo zearalenon. Uvedené toxiny jsou jedovaté pro organismus člověka i zvířat, některé jsou karcinogenní a vysloveně nebezpečné. Fuzária přetrvávající na rostlinných zbytcích se dostávají do kořenů mladých rostlin obilnin a jako systémová infekce do vyšších partií rostlin. Způsobují zahnědnutí stébel
7
kolem kolének a zahnědnutí kořínků. Fuzária napadají listové čepele a později i klasy. Objevují se později než plíseň sněžná. Z povrchových a systémových patogenních hub jsou velmi nebezpečné rody Septoria, Drechslera (Helminthosporium) a Rhynchosporium, které napadají zvláště listy a některé z nich i klasy. Antagonismu jako takového si poprvé všiml W. Roberts (1874) v umělých kulturách Penicillium glaucum, kde docházelo k zahubení bakterií v kontaminovaném médiu. M.C. Potter (1908) prokázal, že bakterie Erwina carotovora byla zahubena v tekuté kultuře houbou Penicillium italicum.. G. Papacostas a Gaté (1928) použili poprvé termín antagonismus v souvislosti s účinkem jednoho organismu na druhý v podmínkách „in vitro“. S.A.Waksman (1947), objevitel streptomycinu, se vyjádřil tak, že antibiotikum znamená chemickou substanci vytvářenou mikroorganismem, která má vliv na inhibování růstu a zničení bakterií či jiných mikroorganismů. W.A.Millard a C.B. Taylor 1927) byli úspěšní při ochraně proti strupovitosti brambor (způsobené Streptomyces scabies) přidáním zeleného hnojení se Streptomyces praecox, obligátním saprofytem. Ačkoli nebyla pozorována žádná reakce na agarových plotnách, v půdě docházelo ke kompetici a efekt byl vysoký. R. Weindling (1932) se zaměřil na kompetici Trichoderma viride s půdou přenosnými patogeny. Tento běžný půdní saprofyt parazitoval houbu Rhizoctonia solani. Acidifikace půdy na pH 4 síranem hlinitým zvyšovala inhibici patogenní houby. Někdy však je potlačení vyvoláno i tzv. supresivními půdami. Již O. A. Reinking a M.M. Manns (1933) studovali půdy ve Střední Americe v Panamě nemoc banánů způsobenou Fusarium oxysporum f.sp. cubense. Choroba se vyskytovala více na písčitých půdách, méně na jílovitých půdách, kde byla kultivace prováděna 20 let a více. Podobný vzájemný vztah u písčitého půdního typu studovali ve Wisconsinu J.C. Walker a W.C. Snyder (1933). Vážnou chorobou na písčitých půdách byla tracheomykóza hrachu způsobená Fusarium oxysporum f.sp. pisi. Vyskytovala se však pouze v malé míře na červených jílovitých půdách. Někteří autoři jako např. Wells et al. (1972) byli mezi prvními, kteří demonstrovali vliv hyperparazita na sklerocia houby v polních podmínkách Použili houbu Trichoderma harzianum izolovanou z hnijícího sklerocia houby Sclerotinia rolfsii, která byla v uplynulém roce velkým problémem při pěstování rajčat. Půda byla osázena rajčaty a na její povrch byl aplikován jednou až třikrát antagonista rostoucí na povrchu žitného zrna. Nejranější aplikace byla při výšce rostlin 4 cm. Výnos kolísal od 91,4 do 99,5%. Backman a Rodriguez-Kabana (1975) aplikovali Trichoderma harzianum proti Sclerotinia rolfsii u podzemnice olejné. Výnos byl zvýšen a výskyt choroby byl eliminován. Turner a Tribe (1975) použili aplikaci houby Coniothyrium minitans na povrch půdy k ochraně proti Sclerotium trifoliorum. Houba Coniothyrium minitans působila rovněž proti Sclerotium sclerotiorum v Austrálii (Trutmann et al., 1980) a proti S. cepivorum v Anglii (Ahmed a Tribe, 1977). Huang v roce 1977 zjistil, že houba C. minitans parazituje a zabíjí houbu S. sclerotiorum u divoké slunečnice. Huang (1980) aplikoval houbu C. minitans proti S. sclerotiorum v Manitobě (Kanada) na slunečnici do secích brázd. Hancock a Benham (1980) prokázali že mikrosklerocia Verticillium dahliae přetrvala v půdě i přes silný rozkladný proces. Jako nejvíce perspektivní se jeví způsob biologické ochrany aplikací na semena nebo jiné části rostlin. Práce Kerra (1980) s použitím introdukovaného antagonisty Agrobacterium radiobacter kmen K84, virulentního, vytvářejícího bakteriocin, na tvorbu hálek u různých rostlin evokuje několik principů budoucích biologických systémů: 1) nepřímé použití antibiotik prostřednictvím antagonistických mikroorganismů; 2) použití antibioticky aktivních kmenů agresivních na povrchu rostlin; 3) biologická ochrana na základě genetických
8
manipulací mikroorganismů; 4) je třeba se vyhnout riziku vzniku rezistence k antibiotikům. Houba Trichoderma hamatum byla aplikována přímo na semena Harmanem a kol. (1981) k ochraně ředkviček a hrachu proti padání klíčních rostlin způsobeného houbami Pythium sp. a Rhizoctonia solani. Antagonistická houba byla vyizolována z kolumbijské půdy vysoce supresivní pro Rhizoctonia solani (Chet a Baker, 1981). Houba vytvářela celulázu, chitinázu a ß-(1-3) glukanázu a byla schopna rozrušit celulózní strukturu ve stěně houby Pythium sp. a chitin a glukan ve stěnách hyf houby Rhizoctonia solani. Aldrich a Baker (1970) zjistili, že ponoření čerstvého řezu různých rostlin do suspenze buněk Bacillus subtilis chránilo proti infekci houbami rodu Fusarium. Magie (1980) ošetřoval čerstvě sklizené hlízy gladiolů buněčnou suspenzí pseudomonád izolovaných z půdy. Suspenze chránila hlízy proti Fusarium oxysporum f.sp. gladioli. V Izraeli introdukce houby Trichoderma harzianum do fumigované půdy záhonů jahod chránila rostliny před hnilobou způsobenou houbou Rhizoctonia solani (Elad et al., 1981). Kořeny pšenice s kolonizujícími fluorescentními bakteriemi rodu Pseudomonas inhibovaly navázání houby Gaeumannomyces graminis f.sp. tritici, která byla nalezena zvláště v supresívních půdách (Weller a Cook, 1982). Pseudomonas cepacia, slabý patogen cibule a inhibitor Fusarium oxysporum f.sp. cepae chránil cibuli po inokulaci na semeno proti fuzarióze (Kawamoto a Lorbeer, 1976). Bakterie introdukovaná na semeno cibule byla zachycena z kořenů cibule. V současné době jsou používány biopreparáty založené na různých antagonistických bakteriích a houbách, jejichž účinek však nebývá univerzální.
2.2. BIOPREPARÁTY VYUŽITELNÉ V ZEMĚDĚLSKÉ PRAXI Přípravek Polyversum ® je biopreparát, kde aktivní biologickou složkou je houba Pythium oligandrum. Tato houba podporuje růst rostlin, indukuje zvláště obrannou reakci rostlin k půdním a vzduchem přenosným patogenním houbám. Nepatogenní izolát kolonizuje rhizosféru ošetřených rostlin. Houba potlačuje na základě antagonistického efektu patogenní houby na kořenech a bázích stébel jako jsou: Botrytis, Phytophthora, Verticillium, Sclerotinia, Rhizoctonia, Fusarium, patogenní druhy Pythium aj. Pythium oligandrum indukuje obranu rostlin stimulací tvorby fytohormonů, netvoří však antibiotika. V České republice je Polyversum® registrováno jako přípravek proti houbě Leptosphaeria maculans a Sclerotinia sclerotiorum. Ve Slovenské republice je registrován jako fungicid pro pšenici a použitelný též v lesních školkách. Je doporučen rovněž pro ječmen, brambory, okurky, vinnou révu a ozimou řepku jako induktor rezistence a stimulátor sklizně. V Polsku je Polyversum® registrováno u okrasných rostlin jako agens proti houbovým patogenům. V Německu a Rakousku je přípravek registrován jako stimulans růstu rostlin. Přípravek Supresivit ® je biologický fungicidní přípravek ve formě dispergovatelného prášku, jehož aktivní složku tvoří vzdušné konidie – tj. spory houby Trichoderma harzianum k ošetření půdních substrátů ve sklenících proti komplexu půdních patogenů, způsobujících padání rostlin a k moření osiva hrachu. Účinným prostředkem jsou vzdušné konidie patentovaného kmene houby Trichoderma harzianum Rifai agar. (PV 5736-89) v inertním plnidle. Titr minimálně 1,4 . 1010.g-1, klíčivost spor minimálně 70%. Supresivit je biologický preparát, který není patogenní pro člověka ani hospodářská zvířata. Výrobcem je FYTOVITA spol. s.r.o., Terronská 29, Praha, provozovna 696 71 Blatnice 855. Doba použitelnosti biopreparátu je 14 měsíců od data výroby při předepsaném způsobu skladování v originálních 9
neotevřených obalech. K působení dochází tak, že konidie mykoparazitické houby obsažené v přípravku po setkání s patogenem vyklíčí, rostoucí mycelium oplétá hyfy patogena, vytváří haustoria a po rozpuštění buněčné stěny patogena proniká dovnitř a postupně způsobí jeho rozklad. Dávkování je u okrasných rostlin a okrasných dřevin 1g/m2. K ošetření substrátů ve sklenících před výsadbou je nutno Supresivit zapravit do hloubky 2-3 cm, resp. promíchat se substrátem před navezením do skleníku. Ošetření je nožné opakovat za 4-6 týdnů. Optimální pH substrátu je 3,5 - 6,5; nutná je i stálá teplota 15-25ºC. Supresivit je dále určen k inkrustaci osiva hrachu proti komplexu půdních patogenů způsobujících padání klíčních rostlin. Přípravek Ibefungin je biologický fungicidní a fungistatický přípravek ve formě spor, určený k ochraně lesních a okrasných dřevin proti houbovým chorobám a k ochraně révy vinné při plísni šedé (Botryotinia fuckeliana). Účinným prostředkem je Bacillus subtilis, č.sb. kmene IBE 711, obsah minimálně 109mikroorganismů (spor) v 1 ml. Registrační číslo: 15011, držitel rozhodnutí o registraci: PPS Agro a.s., Strachotín, ČR; výrobce: PPS Agro a.s., Strachotín, ČR. Přípravek Trianum P je přípravek z Holandska založený na stejné bázi jako Supresivit, ale obsahuje jiný kmen antagonistické houby. Ve VÚRV v.v.i. v Praze-Ruzyni byly uvedené přípravky zkoušeny a srovnávány s chemickou ochranou v několikaletých polních pokusech v podmínkách klasické technologie zakládání porostů i při využití technologií s redukovaným, nebo nulovým zpracováním půdy.
3. ZPŮSOBY APLIKACE Lze aplikovat i několik přípravků najednou, přičemž hlavním kritériem je účinnost na hlavní fytopatogeny a ekonomická efektivnost. Je možné aplikovat biopreparáty společně s chemickými preparáty, které nezahubí antagonistické mikroorganismy a umožňují antagonistům dále působit. Správná aplikace tkví ve způsobu, který zvolíme. Nejčastějším způsobem je moření osiva, kdy na povrch obilných zrn aplikujeme přímo biopreparát. Při klíčení se dostává mikroorganismus biopreparátu přímo do styku s patogeny, které jsou přenosné osivem. Přímo působí i na patogenní mikroorganismy přenosnými půdou a bývají přítomné i na osivu. Druhým způsobem aplikace je směs minerálního hnojiva s biopreparátem. Zde jsou mikroorganismy vnášeny do půdy spolu s anorganickou látkou hnojiva a opět se setkávají s řadou patogenních mikroorganismů. Výhodou je ošetření jednou společnou aplikací. Některé houby cizopasící na povrchu rostlin (padlí travní a rzi) by mohly přijít do styku s antagonistickým mikroorganismem při postřiku, kdy je aplikována sporová (konidiální) suspenze. Postřik přímo na rostliny je poměrně nejméně používanou metodou. Má význam při potlačení povrchové mykoflóry rostlin a zároveň má stimulační účinky na výnos zrna. Všechny uvedené postupy vedou jak k potlačení patogenní mykoflóry tak i ke zvýšení hospodářské produkce. 3.1. RIZIKA PĚSTITELSKÝCH TECHNOLOGIÍ Významným faktorem, ovlivňujícím šíření chorob polních plodin je způsob zpracování půdy v kombinaci s osevním postupem. V osevním postupu je zásadním ukazatelem procento obilnin. Co se týče způsobu zpracování půdy, rozhodujícím ukazatelem je množství a kvalita organické hmoty, ponechané na povrchu půdy. Zejména sláma a posklizňové zbytky totiž
10
představují hlavní infekční materiál, který je schopen přezimovat a napadat v dalším roce nově založené porosty. Dalším kritériem je hloubka zpracování půdy, potažmo hloubka zapravení infikované biomasy do půdy. Při klasické orebné technologii dochází k zapravení organické hmoty hlouběji do půdy, kde dochází k jejímu rozkladu bez možnosti uplatnění infekčních částic. U technologií s mělkým zpracováním půdy a zejména pak při zakládání porostů přímým setím do nezpracované půdy zůstává značný podíl slámy a posklizňových zbytků na povrchu půdy a je tak zdrojem infekce po několik let. Sláma, která zůstává na povrchu půdy, nebo je jen mělko zapravena do půdy, se jen pomalu rozkládá. V průběhu takového rozkladu vznikají látky fenolické povahy, které působí depresivně na mladé rostliny v porostu, oslabují jejich odolnost a ty jsou pak náchylnější k různým chorobám. Při používání půdoochranných technologií je proto nutné dbát na to, aby ponechávaná sláma byla co nejjemněji rozdrcena a rovnoměrně rozptýlena po povrchu půdy. Dodání dusíku a následné zasetí meziplodiny podpoří rychlejší destrukci slámy a posklizňových zbytků obilnin. Uvedenými způsoby zakládání porostu mohou být přenášeny následující choroby: černání kořenů (Gaeumannomyces graminis), choroby pat stébel (Pseudocercosporella herpotrichoides, Fusarium spp., Rhizoctonia spp.), listové choroby (Septoria nodorum, Septoria tritici, Helminthosporium tritici-repentis), klasové choroby (Fusarium spp.). Pokud však je v osevním postupu nižší procento obilnin a tyto nejdou po sobě, pak nemusí být ve výskytu chorob mezi různými technologiemi založení porostů významný rozdíl.
3.2. NEJŠKODLIVĚJŠÍ FUZARIÓZY Vliv aplikace biopreparátů na složení spektra půdních mikroskopických hub, zvláště na spektrum druhů rodu Fusarium byl studován ve víceletých polyfaktoriálních pokusech ve VÚRV v.v.i. v Praze-Ruzyni. Během tohoto výzkumu byla získána řada poznatků, které uvádíme ve formě informací a doporučení v této metodice. Rod Fusarium parazituje především na rostlinných zbytcích, běžně však bývá popisován jako půdní houbový saprofyt. Běžně se vyskytující druhy jsou Fusarium culmorum, F. graminearum, F. poae, F. tricinctum, F. chlamydosporum a další. Uvedené houby vytvářejí v místech (klasy, listy obilnin), kde jsou jejich plodonosná místa (sporodochia) velké množství konidií (spor). Naše výsledky opakovaně ukázaly, že biopreparáty potlačují rod Fusarium a snižují jeho počet (infekční tlak) v půdě. 3.2.1. Popis napadení obilnin rodem Fusarium Rod Fusarium je běžnou půdní saprofytickou houbou, která přežívá a rozmnožuje se na rostlinných zbytcích plodin i plevelů. Primárně napadá kořeny, někdy prorůstá stéblem a napadá listy a vytváří systémovou infekci U některých rostlin dochází k prorůstání až do klasu, kde se vytvářejí ložiska (sporodochia), obsahující velké množství konidií, které jsou šířeny vzduchem. Na listech vznikají malé puchýřky, ve kterých je mycelium houby a vytvářející se sporodochia. Při přezimování dochází obvykle i k přirozenému vývoji houby. Tyto houby jsou nebezpečné pro člověka i živočichy tím, že vytvářejí řadu zdraví škodlivých mykotoxinů. Jednotlivé izoláty hub vytvářejí různé mykotoxiny, i když v rámci jednotlivého druhu je tvorba víceméně specifická. Jsou však i některé kmeny, které toxin nevytvářejí (atoxigenní). Z druhů rodu Fusarium, které produkují jedovaté mykotoxiny jsou u nás běžně
11
se vyskytující na pšenici i na ječmeni dva druhy: Fusarium graminearum, převládající v současné době a Fusarium culmorum, které bylo více rozšířeno ještě před deseti lety. Spektrum hub na obilninách se mění v důsledku změn povětrnostních podmínek (především množstvím dešťových srážek a teploty vzduchu), půdních podmínek, změn struktury plodin zařazených v osevních postupech a to nejen u rodu Fusarium, ale i u ostatních hub. V poslední době se začínají objevovat teplomilnější druhy, které se dříve vyskytovaly méně nebo se nevyskytovaly vůbec. Charakteristickými znaky jednotlivých druhů jsou jejich morfologické charakteristiky zvláště makrokonidií (spor), méně již mikrokonidií a konidioforů. Charakteristikou škodlivého druhu Fusarium graminearum Schwabe, 1838 (obr.1) je, že konidie utvářené na sporodochiích (polštářkovitých nepohlavních plodnicích) mají až 9 příčných přehrádek, jsou středně štíhlé a dosahují velikosti 61-96 x 4,5-7 µm. Obr.1 Fusarium graminearum (zvětšeno 500x)
Dalším škodlivým druhem, který můžeme snadno izolovat z obilnin je Fusarium culmorum (W.G. Smith) Sacc., 1895 (obr.2), jehož makrokonidie mají jednotlivé buňky velmi silné téměř čtvercového tvaru se 3-9 přehrádkami a o velikosti 24-42 až 36-57 x 4,5-7,5 µm. Obr.2 Fusarium culmorum (500x)
12
Z dalších méně škodlivých druhů rodu Fusarium se velmi často vyskytuje F. poae (obr.3). Obr.3 Fusarium poae (500x)
Tvar konidií je: 1) kulovitý 7 x 6,4 µm; 2) srpovitý 13–39 x 5,4–5,7 µm. V kultuře vytváří krémové až žluté kolonie, mající charakteristickou jablečnou vůni. Uvedený druh rovněž vytváří mykotoxiny trichothecenového typu. Byl izolován ze všech částí trav, obilnin, ale i ovoce z různých lokalit. Méně škodlivý druh rodu Fusarium je Fusarium chlamydosporum Wollenw. & Reinking, 1925 (obr.4). Obr.4 Fusarium chlamydosporum (500x)
13
Je to druh rychle rostoucí na bramborovém agaru (do 8 dní při 250C). Pigmentace kolonií má různou barvu od krémové po karmínovou, vínově červenou až po hnědočervenou. Dalším často se vyskytujícím druhem je Fusarium avenaceum, vytvářející štíhlé, tenké konidie velikosti 12-98 x 2,2-5,5 µm, přičemž chlamydospory nejsou známy. Uvedený druh vytváří toxiny trichothecenové řady, proto je jeho přítomnost v obilninách nežádoucí. Fusarium solani je houba všeobecně rozšířená, vyskytuje se zvláště ve vlhkých půdách. Způsobuje kořenovou spálu hrachu, fuzariózu jetelovin, je spolupůvodcem spály řepné, parazitického vadnutí okurky a původcem fuzariózy česneku. Na umělých živných půdách patří mezi rychle rostoucí fuzaria, dosahující v 8 dnech průměru kolonie krémové barvy 7,3-8 cm při 250C na bramborovém agaru. Mikrokonidie jsou 1-2 buněčné oválné nebo téměř cylindrické. Makrokonidie mají 0-7 přehrádek o velikosti 5-82 x 2,8-6,5 µm. V průměru je F. solani větší než další fuzarium – F. oxysporum. Obr.5 Fusarium oxysporum (500x)
Fusarium oxysporum Schlecht. (1824) je jedno z nejvariabilnějších fuzarií. Má mnoho speciálních forem (forma specialis – f.sp.) parazitujících na různých plodinách a velké množství variet. Patří opět mezi rychle rostoucí fuzária, kolonie dosahuje v průměru 7,5-8 cm v 8 dnech při 250C na bramborovém agaru, mikrokonidie mají 1-2 buňky, mírně zakřivené. Makrokonidie F.oxysporum v. oxysporum mají 0-7 přehrádek o velikosti 5-78 x 2-6µm. Chlamydospory se vytvářejí na hyfách i na makrokonidiích. Fusarium equiseti (Corda) Sacc. (1886) vytváří pouze makrokonidie o velikosti 5-132 x 26,3 µm, na obou koncích se zužují a vytvářejí drápkovité struktury. Fusarium acuminatum Ell. & Kellerm. (1895) - makrokonidie připomínají poněkud F. avenaceum, ale jsou silnější. Tvoří se pouze makrokonidie o velikosti 4-80 x 2-5,5 µm. Chlamydospory se vytvářejí většinou v hyfách. Uvedená fuzária parazitují na celé rostlině obilnin, mohou být přítomny již v zárodku obilky, vyskytují se v kořenech a spolu s dalšími houbami působí jejich černání. Na patách stébel způsobují jejich hnědnutí, v koléncích, na stéblech a listech vytvářejí nekrózy. Na klasech pšenice vytvářejí oranžová ložiska plná konidií, na klasech ječmene jsou tmavší ložiska přímo v zrnu. Bylo zaznamenáno též prorůstání mycelia houby rostlinou, čímž dochází k její systémové infekci.
14
3.2.2. Ostatní škodlivé fytopatogenní houby Pravými houbovými patogeny obilnin jsou mikromycety vyskytující se na kořenech, jako jsou Gaeumannomyces graminis a Rhizoctonia solani. V povrchových pletivech kořenů se rozrůstá hnědé až černé tlustostěnné mycelium houby Gaeumannomyces graminis. Napadená pletiva kořenů odumírají, kořeny tloustnou a kůra se trhá a odlupuje. Rostliny v důsledku poškození kořenů se vyvíjejí pomalu, jsou chlorotické, opožďuje se tvorba klasů a obilek. Výrazným vnějším projevem je předčasné zbělení klasů a jejich zasychání. Rostliny mohou být snadno z půdy vytaženy. Na podzim se objevují černé lahvicovité plodničky ponořené do substrátu, v nichž jsou asky s askosporami o velikosti 70-100 x 2,5µm. Jsou to dlouhé niťovité spory s 5-7 přehrádkami. Hlavním zdrojem infekce jsou rostlinné zbytky, neboť houba sama se v půdě neudrží vlivem antagonistické mikroflóry. Růst houby podporuje nedostatečné provzdušnění půdy a nízké pH. Základem správné ochrany je dodržování osevního postupu, při vysokém zastoupení obilnin je nutné i víceleté přerušení monokultury. Onemocnění kořenů černáním pat stébel se v poslední době vyskytuje sporadicky v nižších polohách, vyšší výskyt je zaznamenán ve vyšších polohách, kde se ještě pěstují obilniny. Je to způsobeno především změnami půdních a povětrnostních podmínek v průběhu vegetace, které jsou více patrné ve vyšších polohách. Pozornost je v poslední době věnována též houbě Rhizoctonia solani na obilninách. Jde o polyfágní houbu, nacházející se běžně v orných půdách po celé Evropě. Její mycelium dosahuje maximální tloušťky 7-8 µm, narušuje povrch pletiv kořenů a následně způsobuje jejich hnilobu. Uvedená houba pravidelně provází houbu Gaeumannomyces graminis a zvyšuje tak její účinek. Pravý stéblolam je způsoben houbou Pseudocercosporella herpotrichoides, syn. Tapesia yallundae; syn. Oculimacula yallundae. Houba se vyskytuje více na ozimém ječmeni, škodlivost je však menší než u pšenice. Je to způsobeno tím, že bazální pletiva ozimého ječmene rostou delší dobu, postupně tloustnou a jsou pak odolnější k infekci způsobenou fytopatogenními houbami. Hlavním zdrojem infekce jsou posklizňové zbytky zvláště předchozích obilnin. Houba vytváří nespecifické nekrózy ve fázi 3-4 listů. Ty přerůstají i na pochvy vnitřních listů. Rozlišení příznaků mezi již uvedenými fuzariózami, braničnatkami a pravým stéblolamem by bylo možné jedině přímou nebo nepřímou imunofluorescenční reakcí. Teprve později od fáze BBCH 34/37 se vytvářejí typické „medailonkové“ skvrny. Je-li napadení silné, je možné uvnitř stébla pozorovat vatovité šedobílé mycelium. Příznaky pravého stéblolamu lze zaměnit s nekrotickými skvrnami způsobenými již uvedenou houbou Rhizoctonia solani. Skvrna je ostře hnědě ohraničena, čímž se liší od „pseudocerkosporelové“ skvrny, která nemá tak ostré ohraničení, fuzariové napadení se jeví jako více difuzní. Septoriózy jsou velmi časté zvláště u ozimé pšenice, méně již u jarních odrůd. Jsou rozšířeny zvláště dva druhy: braničnatka plevová - Septoria nodorum, syn. Phaeosphaeria nodorum a v posledních dvaceti letech braničnatka pšeničná - Septoria tritici, syn. perf. stad. Mycosphaerella graminicola, parazitující více na listech. Uvedené houby způsobují systémovou chorobu – septoriózu, při které mycelium prorůstá celou rostlinou. Obě houby jsou přítomny již v zárodku semene, při klíčení se dostávají do vznikajících kořínků a do koleoptile. Na listech vytvářejí hnědé skvrny (braničnatka plevová), v kterých jsou přítomné pyknidy houby ve zralosti obsahující tisíce pyknidiospor (konidií). Zvláště na bázích čepele listů, kde zatéká voda při deštích, se vytvářejí drobné skvrny braničnatek. Na klasech se vytvářejí hnědočerné skvrny, v nichž se tvoří pyknidy. Infekce se šíří zvláště při dešti a vlivem větru. Hnědou skvrnitost listů způsobuje braničnatka pšeničná. V poslední době se zvláště na mladých rostlinkách pšenice objevovaly skvrny obou braničnatek na listech, avšak v létě nebylo napadení klasů nijak vysoké. Bylo to způsobeno i suchým a teplým počasím, 15
které bylo sice občas provázeno dešťovými srážkami, ovšem k vytvoření ideálních podmínek pro vývoj uvedených hub nedocházelo. Proto se houby v klasech objevily pouze sporadicky. Na listech obilnin vytvářejí skvrny houby rodu Drechslera (Helminthosporium); převládá zvláště světle hnědá skvrnitost obilnin způsobená houbou Drechslera tritici-repentis. Napadá zvláště listy pozdních odrůd, v posledních letech je napadení viditelné i v nížinách. Další dříve více se vyskytujícím helminthosporiem je Drechslera sorokiniana, která způsobuje helminthosporiovou hnilobu a skvrnitost listů obilnin. Tato choroba je nebezpečná zvláště v době vzcházení a vývoje listů. U ječmene způsobuje černé špičky u obilek a ovlivňuje tak kvalitu sladu. Houba vytváří hnědé kupky na čepeli listů. Podle tvaru skvrn ji lze snadno odlišit od Pyrenophora teres syn. Helminthosporium teres, která vytváří hlavičkovité skvrny. V předchozích letech byl výskyt uvedené houby sporadický. V poslední době se vyskytuje koncem vegetace na ozimém i jarním ječmeni houba Ramularia collo-cygni, která je považována americkou fytopatologickou školou za saprofytní houbu, dostávající se na povrch těsně před sklizní. Saská škola (dr. Huss) naopak uvádí, že jde o patogenní houbu, která splňuje známé Kochovy postuláty, tj.vytváří na povrchu listů drobné splývající hnědé skvrny.
4. VÝSLEDKY POLNÍCH POKUSŮ A DOPORUČENÍ PRO ZEMĚDĚLSKOU PRAXI Výše uvedené biopreparáty byly aplikovány v letech 2001 – 2008 v polyfaktoriálních polních pokusech na stanovišti VÚRV v.v.i. v Praze - Ruzyni proti houbovým patogenům u pšenice ozimé a u ječmene jarního. Na základě těchto již osmiletých výsledků s biologickou ochranou obilnin jsme dospěli k závěrům, že všechny čtyři biopreparáty jsou použitelné při pěstování obilnin v zemědělské praxi. V průběhu testování byl prokázán jejich významný vliv na redukci počtu zejména saprofytických a potenciálně-patogenních hub přítomných v půdě. a) Aplikace biopreparátů s minerálním hnojivem K minerálnímu hnojivu (ledek amonný s vápencem, resp. síran amonný) je přidán biopreparát (na 1 kg hnojiva 0,1 g biopreparátu) a směs je důkladně promíchána. Minerální hnojivo ve směsi s biopreparátem je pak rovnoměrně aplikováno na povrch půdy. b) Aplikace biopreparátů jako mořidlo Biopreparát je přímo aplikován na osivo jako suché mořidlo ve váhovém poměru 0,1 g na 1 kg osiva. c) Aplikace biopreparátů jako postřik Biopreparát je rozmíchán v destilované vodě v poměru 1:400-1000 a aplikován přímo na rostliny jako postřik. Na variantách s klasickým zpracováním půdy s biopreparáty (Supresivit, Polyversum, Ibefungin a Trianum P) ve směsi s minerálním hnojivem LAV došlo k potlačení fytopatogenních hub zejména rodu Fusarium. Oproti neošetřeným variantám jsme zaznamenali přibližně 10-15% snížení počtu mikromycet v půdě. Při použití biopreparátů jako mořidel docházelo ke střednímu potlačení hub rodu Fusarium (max. do 10%). Choroby pat stébel způsobené houbou Tapesia yallundae (starší název Pseudocercosporella herpotrichoides) nebyly zjištěny na žádné ze sledovaných variant. Klasové choroby na plevách (Septoria nodorum a Septoria tritici) se vyskytovaly na neošetřených parcelách spíše sporadicky. Na variantách s aplikovanými biofungicidy jsme zjistili nižší počet hub rodu Fusarium, kromě druhu F. oxysporum, jehož počet v půdě nepravidelně kolísal. 16
Na variantách s přímým výsevem ozimé pšenice do nezpracované půdy pokryté mulčem ze slámy a z posklizňových zbytků předplodiny (ozimé pšenice) jsme předpokládali silnější výskyt fuzarióz zvláště na kořenech rostlin, a tím i vyšší možnost jejich ovlivnění sledovanými biofungicidy. Tento náš předpoklad se vyplnil. Avšak vlivem sucha na počátku jarního období v některých letech byl počáteční výskyt houbových chorob nižší. Při aplikaci biopreparátů, zejména Supresivitu a Ibefunginu ve formě mořidla nebo po přihnojení hnojivem LAV-fungi jsme oproti neošetřené kontrole zaznamenali vyšší potlačení hub rodu Fusarium. Účinek přípravku Trianum P proti fytopatogenním houbám byl podobný jako u Supresivitu. Výskyt fytopatogenních hub rodu Drechslera a Septoria na listech byl na variantách ošetřených biofungicidy o necelých 10% nižší ve srovnání s neošetřenou kontrolou. Na pozemcích s výsevem do mělce zpracované půdy se zapravenou rozdrcenou slámou předplodiny byl na potlačení hub rodu Fusarium zaznamenán největší účinek aplikace biopreparátu Trianum P a Supresivitu ve formě mořidla, tj. ve směsi s osivem. Po použití těchto biofungicidů došlo k redukci fuzarióz na rostlinách o více než 10%. Pozitivní, avšak statisticky neprůkazný účinek jsme zjistili u přípravku Polyversum a Ibefungin. Nejvyšší výnosy zrna a současně i nejvyšší přírůstky výnosů vzhledem k variantě hnojené a ošetřené pouze kontrolním přípravkem Celest Extra (0,65 t.ha-1, tj.+ 8,4 %) byly v průměru let získány na parcelách ošetřených biofungicidem Trianum P (jako mořidlo ve směsi s osivem). Ze získaných výsledků je zřejmé, že bez ohledu na způsob založení porostů ozimé pšenice jsme zaznamenali vyšší hodnoty výnosů při aplikaci biofungicidu Trianum P a Supresivit ve formě mořidla osiv, ale i v kombinaci s hnojivem LAV, ve srovnání s výsledky dosaženými na parcelách s Polyversem či Ibefunginem. Průměrné přírůstky výnosů zrna (bez ohledu na způsob aplikace i technologii založení porostu) činí u přípravku Trianum P + 6,9%, u Supresivitu + 6,0%, u Polyversa + 4,5% a u Ibefunginu + 3,9% vzhledem k výnosům na variantách hnojených, ale neošetřených biopreparáty (pouze Celestem Extra). Účinek biofungicidů v kombinaci s hnojivy i ve formě mořidla osiv se projevil v přírůstcích výnosů zrna vyrovnaně (+ 4,9%, resp. + 5,1%). Porovnáním dosažených výnosů zrna ozimé pšenice jsme zjistili, že vlivem různé technologie zpracování půdy (tj. klasické zpracování oproti oběma typům bezorebných technologií) a tím i rozdílného založení porostů byly výnosové rozdíly neprůkazné (+ 0,4 %, resp.+ 2,5 %) ve prospěch klasického zpracování půdy. Dosažené výnosy byly statisticky vyhodnoceny. Hodnoty hmotnosti tisíce semen (HTS) byly na variantách s jednotlivými biopreparáty i s rozdílným způsobem založení porostů ozimé pšenice poměrně vyrovnané a v úzké korelaci s dosaženými výnosy zrna. Zaznamenali jsme vyšší hodnoty HTS, které se pohybovaly v rozmezí od 48,5 g na variantách s redukovaným zpracováním půdy, až do hodnot 51,3 g na parcelách s klasickou přípravou půdy. 4.1. EKONOMICKÉ VYHODNOCENÍ POUŽITÍ BIOLOGICKÝCH PŘÍPRAVKŮ Při zavádění nových přípravků do pěstitelských technologií je vedle jejich účinnosti důležitým údajem jejich cena, přesněji náklady na jejich aplikaci na jednotku plochy. Proto je nutné stanovit ekonomickou a zároveň co nejúčinnější dávku biologických přípravků. Porovnáním dosažených hospodářských výnosů za osmileté období, zdravotního stavu porostů, cenových relací hodnocených biofungicidů a nákladů na jednotlivé pracovní technologie rozdílného založení porostů ozimé pšenice jsme propočítali ekonomickou 17
efektivnost použití jednotlivých biofungicidů. Jejich cena včetně aplikace (jako mořidlo či ve směsi s minerálním hnojivem) byla porovnána s kontrolním chemickým přípravkem Celest Extra. Chemické přípravky jsou již v praxi zavedené a cenově dostupné, neboť jsou vyráběny ve velkých množstvích. Naopak biologické přípravky jsou vždy ve srovnání s chemickými prostředky poněkud dražší. Na základě našich vyhodnocených výsledků je při aplikaci biopreparátů nejvhodnější koncentrace 0,1 g biopreparátu na 1 kg hnojiva, resp. osiva. Při ceně 4-6 tis. Kč za 1 kg jednotlivých sledovaných biopreparátů se při vysetí cca 200 kg osiva na 1 ha zaplatí při uvedené koncentraci přibližně 80-120 Kč navíc. Tržby za přírůstky výnosů zrna ozimé pšenice i jarního ječmene na variantách ošetřených biopreparáty zcela uhradily zvýšené náklady na biologické ošetření, především u přípravků Trianum P, Supresivit a Polyversum. Účinek biofungicidu Ibefungin byl na hranici ekonomické efektivnosti. Při vyhodnocení ekonomických výsledků jsme dospěli k závěru, že nejvhodnějšími a nejefektivnějšími biopreparáty byly Trianum P a Supresivit ve formě mořidla nebo v kombinaci s minerálními hnojivy. Aplikaci biopreparátů lze tedy považovat za perspektivní agrotechnické opatření, které se svým účinkem zcela vyrovná chemickému ošetření, zejména na půdách s klasickým zpracováním půdy. Dalším nesporným kladem biologické ochrany je také příznivý vliv na půdní mikroflóru, kdy nedochází ke kumulaci toxických látek. Na základě našich výsledků lze na pozemcích s redukovaným zpracováním půdy doporučit také kombinaci s chemickým ošetřením, kdy nedochází k negativnímu účinku na mikroorganismy z aplikovaných biopreparátů.
5. ZÁVĚR Na základě dosažených výsledků polních pokusů můžeme shrnout, že použití vybraných biofungicidů, aplikovaných ve formě mořidla, ve směsi s minerálním hnojivem i jako postřik má příznivý vliv na výnosy zrna ozimé pšenice i jarního ječmene. Průměrné přírůstky výnosů po aplikaci biofungicidů se u ozimé pšenice pohybovaly od 4,7 do 6,3%, u jarního ječmene odrůdy Tolar jsme zaznamenali přírůstky v průměru + 6,0%, u odrůdy Akcent + 7,2%. Bez ohledu na rozdílný způsob založení porostů ozimé pšenice lze zvýšení výnosů po použití biopreparátů vysvětlit prokázaným potlačením půdou přenosných fytopatogenních mikroorganismů, zejména mikroskopických hub napadajících kořeny rostlin. Oproti neošetřeným variantám jsme zjistili přibližně 10-15 % snížení počtu mikromycet z půdy. Významný účinek má redukce výskytu fytopatogenních hub rodů Fusarium, Pseudocercosporella a Septoria, udržujících v půdě svůj infekční potenciál ve formě konidií a mycelia, které způsobují onemocnění kořenů rostlin. Především rod Fusarium, který přežívá na rostlinných zbytcích v půdě, je antagonistickými houbami nebo bakteriemi silně potlačován a jeho negativní účinek je pak značně omezen. Při poklesu napadení kořenů rostlin uvedenou houbou se snižuje poškození rostlin a tím i hladina mykotoxinů v zrnu. Takto ošetřené a tedy i zdravější porosty pak poskytují i vyšší a kvalitnější produkci zrna. Kromě poměrně příznivého ekonomického hlediska je pro zemědělskou praxi nejdůležitějším přínosem společné aplikace biofungicidů s osivem, minerálními hnojivy, případně ve formě postřiku, potlačení významných fytopatogenních hub a následné udržení dobrého zdravotního stavu kulturních rostlin.
18
III. SROVNÁNÍ „NOVOSTI POSTUPU“ Metodika o biologické ochraně obilnin nebyla dosud zpracována. Biofungicidy uvedené v metodice jsou registrovány jako biologické přípravky na bázi mikroorganismů. Předkládaná metodika ochrany obilnin podává informace o možnostech redukce škodlivého vlivu fytopatogenních hub na kvantitu i kvalitu produkce zrna obilnin prostřednictvím aplikace uvedených biofungicidů. IV. POPIS UPLATNĚNÍ METODIKY Metodika bude uplatněna v poradenské činnosti, v činnost inspektorů SRS, zemědělskými podniky, farmáři a také pracovníky ze státní správy Ministerstva zemědělství České republiky.
V. SEZNAM POUŽITÉ SOUVISEJÍCÍ LITERATURY Ahmed, A.H.M., Tribe, H.T. , 1977: Biological control of white rot of onion (Sclerotium cepivorum) by Coniothyrium minitans. Plant Pathol.26, 75-78 Aldrich, J., Baker, R., 1970: Biological control of Fusarium roseum f.sp. dianthi by Bacillus subtilis. Plant Dis Reptr. 54, 446-448 Backman, P.A., Rodriguez-Kabana, R., 1975: A system for the growth and delivery of biological control agents to the soil. Phytopathology 65, 819-821 Chet,I., Baker, R., 1982: Isolation and biocontrol potential of Trichoderma hamatum from soil naturally suppressive to Rhizoctonia solani. Phytopathology 71, 286-290 Elad, Y., Chet, I., Henis, Y., 1981: Biological control of Rhizoctonia solani in strawberry fields by Trichoderma harzianum. Plant Soil 60, 245-254 Hancock, J.G., Benham, G.S.Jr., 1980: Fungal decay of buried cotton stems. Soil Biol. Biochem. 12, 35-41 Harman, G.E., Chet, I., Baker, R., 1981: Factors affecting Trichoderma hamatum applied to seeds as biocontrol agent. Phytopathology 71, 569-572 Hartley, C., 1921: Damping-off in forest nurseries. U.S.Dept. Agric. Bull. 934, 1-99 Huang, H.C., 1977: Importance of Coniothyrium minitans in survival of sclerotia of Sclerotinia sclerotiorum in wilted sunflower. Can. Jour.Bot. 55, 289-295 Huang, H.C., 1980: Control of Sclerotinia wilt of sunflower by hyperparasites. Canad. Jour. Plant Pathol. 2, 26-32 Kawamoto, S.O., Lorbeer, J.W., 1976: Protection of onion seedlings from Fusarium oxysporum f.sp. cepae by seed and soil infestation with Pseudomonas cepacia. Plant Dis. Reptr. 60, 189-191 Kerr, A., 1980: Biological control of crown gall through production of agrocin 84. Plant Disease 64, 25-30
19
Magie, R.O., 1980: Fusarium disease of gladioli controlled by inoculation of corms with non-pathogenic fusaria. Proc. Fla.State Hortic.Soc.93, 172-175 Millard, W.A., Tailor, C.B., 1927: Antagonism of micro-organisms as the controlling factor in the inhibition of scab by green-manuring. Ann.Appl. Biol. 14, 202-216 Papacostas, G., Gaté, J., 1928: Les associations microbiennes, leurs applications thérapeutique. Paris:G.Doin Potter, M.C., 1908: On a method of checking parasitic diseases in plants. Jour. Agric. Sci. 3: 102-107 Reinking, O.A., Manns, M.M., 1933: Parasitic and other fusaria counted in tropical soils. Zeit. Parasitenkr. 6, 23-75 Roberts, W. 1874: Studies on biogenesis. Phil. Trans. Roy. Soc. London 164, 457-477 Trutmann, P.P., Keane, P.J., Merriman, P.R., 1980: Reduction of sclerotial inoculum of Sclerotinia sclerotiorum with Coniothyrium minitans. Soil Biol. Biochem. 12, 461-465 Turner, G.J., Tribe, H.T., 1975: Preliminary field plot trials on biological control of Sclerotinia trifoliorum by Coniothyrium minitans. Plant Pathol. 24, 109-113 Walker, J.C., Snyder, W.C., 1933: Pea wilt and root rots. Wisconsin Agric. Exp. Sta. Bull. 424: 1-16 Weindling, R., 1932: Trichoderma lignorum as a parasite of other soil fungi. Phytopathology 22, 837-842 Weller, D.M., Cook, R.J., 1982: Pseudomonads from take-all conductive and suppressive soils. Phytopathology 72, 264 Wells, H.D., Bell, D.K., Jaworski, C.A., 1972: Efficacy of Trichoderma harzianum as a biocontrol for Sclerotium rolfsii. Phytopathology 62: 442-447
VI. SEZNAM PUBLIKACÍ, KTERÉ PŘEDCHÁZELY METODICE Vach, M.. Hýsek,J., Brožová, J., Javůrek,M.: The influence of using of biopreparation Supresivit with fungal fertilizers on different crops. 14 th International Symposium of Fertilizers (CIEC), June 22.-25., 2003, Debrecen, Hungary. „Fertilizers in context with resource management in agriculture“. Volume II. Proceedings, p.707-712. Vach, M., Hýsek,J., Brožová,J., Hrubý,J., Nedělník,J.: Směsi biopreparátů s minerálními hnojivy a jejich perspektivy. Sborník referátů z mezinárodní konference „Výživa rostlin v trvale udržitelném zemědělství“. MZLU Brno, 2003, s.296-299. Hýsek,J., Vach, M., Brožová,J., Javůrek, M.: Účinnost biopreparátů ve směsi s minerálními hnojivy na výnos a zdravotní stav rostlin a půdní mikromycety. Sborník referátů z mezinárodní konference „Výživa rostlin v trvale udržitelném zemědělství“. MZLU Brno, 2003, s.107-111. Hýsek, J., Vach, M., Brožová, J.: Ošetření jarního ječmene biofungicidy a jejich vliv na výnos a složení půdní mykoflóry. Ječmenářská ročenka 2004. Vydal Výzkumný ústav pivovarský a sladařský, a.s., 2003, s.115-120. 20
Hýsek, J., Vach, M., Brožová,J.: Biological protection of spring barley against fungal diseases. Acta fytotechnica et zootechnica, Vol. 7, 2004, Agricultural University in Nitra, Slovakia, p.97-100. Vach, M., Hýsek,J., Brožová, J., Javůrek, M.: Using of the biopreparation Supresivit (Trichoderma harzianum) mixed with mineral fertilizers on main field crops. In: Book of Proceedings. VIII ESA Congress, Copenhagen, Denmark, 2004, p.469-470. Hýsek, J., Vach, M., Brožová,J., Javůrek,M.: Biologická ochrana hlavních obilnin proti fuzariózám. Sborník referátů z konference s mezinárodní účastí „Nové poznatky v pěstování, šlechtění a ochraně rostlin“. Brno, 2004, s.373-376. Vach, M., Hýsek, J., Brožová, J., Javůrek,M.: Výnosový efekt aplikace biopreparátu Supresivit u vybraných polních plodin. Sborník referátů z konference s mezinárodní účastí „Nové poznatky v pěstování, šlechtění a ochraně rostlin“. Brno, 2004, s.449-454. Hýsek, J., Brožová, J., Vach, M., Hajšlová, J., Váňová, M., Havlová, P.: Mykotoxiny hub rodu Fusarium, jejich role v potravinářské a krmivářské kvalitě hlavních obilnin a možnosti biologické ochrany. Sborník přednášek ze semináře „13.odborný seminář k jakosti potravinářských a krmivářských produktů“. Qualima 2004, Hradec Králové, s.17-19. Vach, M., Hýsek, J., Javůrek, M.: Yield response of the main field crops on biopreparation Supresivit (Trichoderma harzianum) in combination with mineral fertilizers. Lucrari Stiintifice, vol. 48, seria Agronomie, Universitatea de Stiinte Agricole si Medicina Veterinara Iasi, Romania, 2005, p.470-477. Hýsek, J., Vach, M., Javůrek, M.: Biological protection of the main cereals against fungal specific diseases. Communications in Agricultural and Applied Biological Sciences. Ghent University, Belgium 70(3), 2005, p.169-173. Vach, M., Hýsek, J., Javůrek, M.: The impact of biopreparations applied in conditions of different stand establishment of winter wheat and spring barley. Proceedings of International Conference ISTRO in Brno. 2005. Section III, p.335-340. Hýsek, J., Vach, M.: Možnosti zkvalitnění zrna obilnin. Úroda, r.53, č.5, 2005, s.10-12. Hýsek, J., Vach, M.: Application of some biopreparations against fungi of genus Fusarium producing mycotoxins in the system of spring barley growing. Cereal Research Communications. Vol.34, No.1, 2006, p.425-428. Hýsek, J., Vach, M., Javůrek, M.: Biological protection of main cereals under different soil technologies of stand establishment. 17 th Triennial Conference „Sustainability – its impact on soil management and environment“. International Soil Tillage Research Organisation. 2006, SRN, p.635-640. Hýsek, J., Vach, M., Javůrek, M.: Spectra of soil microfungi in field experiments with spring barley after the use of biopreparations. Bibliotheca Fragmenta Agronomica, Vol.11, 2006. Poland, p.391-392.
21
Vach, M., Hýsek, J., Javůrek, M.: Response of yield components of winter wheat upon biological treatments in conditions of reduced soil tillage for stand establishment. Bibliotheca Fragmenta Agronomica, Vol.11, 2006. Poland, p.601-602. Hýsek, J., Vach, M., Urbanová,L.: Diagnostics of phytopathogenic fungi after using of some biopreparations for the treatment of spring barley. Biotechnology 2006, Scientific Pedagogical Publishing, Č.Budějovice, 2006, p.606-608. Vach, M., Hýsek, J., Javůrek, M.: Účinek vybraných biopreparátů na produkci a zdravotní stav ozimé pšenice a jarního ječmene. Sborník z mezinárodní konference „Aktuální poznatky v pěstování, šlechtění a ochraně rostlin. Brno, 2006, s.399-403. Vach, M., Hýsek, J.: Biofungicidy v ochraně obilnin. Farmář, r.12, č.5., 2006, s.24-26. Hýsek, J., Vach, M., Javůrek, M.: Is the combination of biological and chemical treatment of cereals possible ? „Agricultural Field Trials – Today and Tomorrow“. Proceedings of the International Symposium, 2007, Stuttgart- Hohenheim, Germany, p. 67-70. Vach, M., Hýsek, J., Javůrek, M.: Působení biofungicidů na fytopatogenní houby u hlavních obilnin. Sborník z konference s mezinárodní účastí „Aktuální poznatky v pěstování, šlechtění a ochraně rostlin. Brno, 2007, s. 493-497. Hýsek, J., Vach, M.: Biologická ochrana polních plodin. Úroda, 2007, r.55 , č.6, s.77-79.
22
Autor:
RNDr. Josef Hýsek, CSc., Ing. Milan Vach, CSc., Ing. Miloslav Javůrek, CSc.
Název:
Biologická ochrana obilnin proti houbovým fytopatogenům
Vydal:
Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. Drnovská 507, 161 06 Praha 6 - Ruzyně
Sazba, tisk:
Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i. Drnovská 507, 161 06 Praha 6 - Ruzyně
Náklad:
250 ks
Vyšlo v roce 2008 Vydáno bez jazykové úpravy Kontakt na autora:
[email protected]
Autor fotografií: RNDr. Josef Hýsek, CSc. © Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i., 2008 ISBN 978-80-87011-56-0
Vydal Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. ve Výzkumném ústavu zemědělské techniky, v.v.i 2008
