Jak chronić ogórki przed mączniakiem rzekomym biologicznie? Zagraniczne doniesienia
Zarówno odbiorcy warzyw, jak i konsumenci coraz większą uwagę przywiązują do bezpieczeństwa żywności. Warzywa w tej grupie nie są wyjątkiem. Atakowane są jednak przez patogeny i szkodniki wymagające systematycznego zwalczania. Czy jest możliwość ochrony ogórka przed najgroźniejszą chorobą inaczej niż chemicznie?
Czy mączniak jest groźny?
Mączniak rzekomy dyniowatych (sprawca Pseudoperonospora cubensis) od dawna uważany jest za jedną z ważniejszych chorób ogórka praktycznie we wszystkich rejonach, gdzie gatunek jest uprawiany i w polu, i pod osłonami. Największe zagrożenie stanowi w sprzyjających rozwojowi sprawcy warunkach – gdy wilgotność powietrza jest wysoka, temperatura nocą wynosi 15-16°C, a dni są ciepłe z temperaturą 20-25°C. Zarodniki Pseudoperonospora cubensis przenoszą się z zaatakowanych roślin na kolejne wraz z podmuchami wiatru, nawet na duże odległości. Choroba występuje przede wszystkim na ogórku i dyni, ale także producenci arbuzów i kawonów mogą spotkać jej objawy na roślinach. Są to zmiany na liściach. Plamy są ograniczone żyłkami, co jest cechą charakterystyczną dla sprawcy i choroby, którą wywołuje. Początkowo mogą wydawać się lekko chlorotyczne. Zarodnikowanie patogenu jest widoczne na dolnej stronie liścia w postaci szarego do fioletowego zabarwienia mas sporangialnych, szczególnie gdy są one obecne w dużych ilościach. Te ciemne masy zarodników na spodniej stronie liścia są typowe dla mączniaka rzekomego dyniowatych, a spodnia strona liścia powinna być zawsze badana w celu odróżnienia mączniaka rzekomego dyniowatych od kanciastej plamistości liści – choroby bakteryjnej, której objawy są bardzo podobne na liściach dyniowatych. Uszkodzenia stają się bardziej chlorotyczne i nekrotyczne w miarę nasilania się choroby, liście zaczynają obumierać, a roślina nie jest w stanie utrzymać produkcji owoców. W następstwie rozwoju choroby spada zarówno jakość (owoce są zniekształcone), jak i wielkość plonu.
Ochrona chemiczna
Skuteczne metody ochrony roślin dyniowatych obejmują zwalczanie chemiczne, sadzenie odmian odpornych na patogen i ochronę biologiczną. Ochrona chemiczna jest jedną z najczęściej stosowanych metod o najwyższej skuteczności. W krajach, gdzie uprawiane są ogórki stosowane są fungicydy zawierające takie substancje czynne, jak azoksystrobina, fenamidon, dimetomorf, piraklostrobina i cyjazofamid. Należy jednak brać pod uwagę, że częste stosowanie fungicydów nie dość, że jest kosztowne, to może powodować obawy dotyczące środowiska i bezpieczeństwa żywności. Coraz częściej odbiorcy warzyw zwracają uwagę na liczbę i zawartość pozostałości środków ochrony roślin w dostarczanych produktach (MRL-e). Długotrwałe stosowanie fungicydów może także bezdyskusyjnie skutkować pojawieniem się oporności sprawcy choroby, P. cubensis, na stosowane fungicydy. Problemowi temu można zapobiegać – według metodyk integrowanej ochrony roślin – poprzez opracowanie nowych rodzajów fungicydów lub rotację substancji czynnych. W Stanach Zjednoczonych patogen okazał się odporny na fungicydy strobilurynowe (FRAC klasa 11), gdy został stwierdzony w uprawach ogórka w 2004 roku.
Odporność i co dalej?
Zagraniczne doniesienia o zmniejszonej skuteczności poszczególnych fungicydów wskazują na potrzebę zarządzania odpornością i konieczność wprowadzania na rynek nowych substancji czynnych fungicydów. Naukowcy jednak wskazują także na wprowadzanie do uprawy – w miarę możliwości ogórków odmian odpornych na sprawcę mączniaka rzekomego, a także na metodę agrotechniczną. Wśród polecanych metod jest m.in. utrzymanie zwiększonych odstępów między rzędami i roślinami, nawadnianie kroplowe i uprawę roślin na podwyższonych zagonach ściółkowanych folią. Te zabiegi pomogą ograniczyć chorobę poprzez zmniejszenie wilgotności liści, zwiększenie przepływu powietrza i obniżenie wilgotności względnej.
Jednym z dodatkowych sposobów ograniczenia rozwoju sprawcy jest sadzenie odpornych odmian. Jednak wyhodowanie odpornych odmian jest czasochłonne, a istniejące nie odpowiadają na wszystkie potrzeby plantatorów.
Ochrona biologiczna …
jest kolejnym potencjalnym sposobem ograniczania i zwalczania mączniaka na ogórku. Wykorzystuje się w niej głównie mechanizmy takie jak konkurencja, antagonizm lub produkcja drugorzędowych metabolitów przez mikroorganizmy w celu ochrony przed sprawcą choroby. W publikacjach naukowych wskazano, że kilka rodzajów mikroorganizmów wykazuje skuteczność przeciwko patogenowi. Do tej pory zidentyfikowano tylko kilka rodzajów grzybów, w tym Trichoderma, Pestalotiopsis i Fusarium, oraz liczne rodzaje bakterii, w tym Bacillus, Paenibacillus, Enterobacter, Streptomyces, Pseudomonas, Derxia i Aneurinibacillus, które wykazały zdolność do walki ze sprawcą choroby.
Środki zawierające grzyby z rodzaju Trichoderma spp. są skuteczne przeciwko licznym patogenom roślin, w tym mączniakowi rzekomemu. Mechanizm działania Trichoderma przeciwko patogenom zależy głównie od wydzielania enzymów degradujących ściany komórkowe, w tym chitynazy, chitozanazy, glukanazy i proteaz; produkcji metabolitów wtórnych; oraz indukcji odporności roślin. Na przykład Trichoderma harzianum był najczęściej opisywanym gatunkiem, który mógł skutecznie ograniczać mączniaka rzekomego. W niektórych badaniach skuteczność T. harzianum przeciwko P. cubensis była podobna do zwalczania chemicznego na różnych etapach wzrostu ogórka. Pojedyncze zastosowanie T. harzianum w siódmym tygodniu wzrostu roślin zmniejszyło odsetek infekcji roślin ogórka mączniakiem (porażenie 11,0%) w porównaniu z próbami kontrolnymi (99,7%).
Inne gatunki Trichoderma również wykazywały skuteczność zwalczania mączniaka rzekomego dyniowatych, w tym szczep T. asperellum oraz Trichoderma atroviride TRS25. Dodatkowo stosowanie TRS25 korzystnie wpłynęło na wzrost ogórka, w tym zwiększało kiełkowanie i świeżą masę pędów w porównaniu z nietraktowaną kontrolą. Mieszanina T. hamatum i T. harzianum ograniczała także mączniaka i zwiększyła liczbę owoców oraz masę owoców, gdy badania przeprowadzone po 6 tygodniach od wysiewu.
Na potrzeby poszukiwania biologicznych metod zwalczania mączniaka z liści Pyrethrum cineraryiifolium Trev zostały wyizolowane dwa endofity, Pestalotiopsis i Fusarium. Ich produkty fermentacji zostały następnie wykorzystane do zbadania zdolności zwalczania mączniaka rzekomego zarówno w ochronie zapobiegawczej, jak i interwencyjnej. Dwa szczepy Fusarium, FO47 i FO47B10, wykazywały 64,0 i 61,8% skuteczności zwalczania choroby na wstępnym etapie rozwoju.
Bakterie z rodzaju Bacillus są także obiecujące w zwalczaniu wielu patogenów roślin poprzez charakterystyczne dla nich mechanizmy konkurencji o pożywienie i przestrzeń, wydzielanie substancji przeciwdrobnoustrojowych i indukowaną odporność roślin. W badaniach różne gatunki Bacillus wykazywały skuteczną ochronę przeciwko sprawcy mączniaka rzekomego. Zarówno B. subtilis, jak i B. pumilus zmniejszyły nasilenie choroby w porównaniu z kontrolą. Co więcej, zastosowanie B. subtilis i B. pumilus zwiększyło zawartość chlorofilu oraz aktywność peroksydazy i polifenolooksydazy w roślinach ogórka. Podobne zjawisko stwierdzono w przypadku innego szczepu B. subtilis, a nasilenie choroby było niższe przy użyciu B. subtilis (17,2%) w porównaniu z kontrolą (30,0%) po 5 tygodniach. Wykazano, że parametry wzrostu roślin (długość roślin, całkowity chlorofil, liczba liści, masa liści i powierzchnia liści) oraz parametry plonu (plon roślin: 1,5 vs. 3,6 kg; długość owoców: 13,0 vs. 17,7 cm; średnica owoców: 1,9 vs. 2,7 cm) i okres przydatności do spożycia, były również wyższe w odpowiedzi na zastosowanie B. subtilis w porównaniu z kontrolą.
W badaniach wykazano także, że Pseudomonas, Streptomyces i Paenibacillus są również bardzo ważne w zwalczaniu chorób roślin. Już pojedyncza aplikacja P. fluorescens wykazała niższy procent nasilenia mączniaka rzekomego na roślinach ogórka uprawianych w szklarni (porażenie 6%) niż w kontroli (95%). Pseudomonas fluorescens korzystnie wpływał na poprawę plonu i zwiększenie biomasy roślin ogórka w porównaniu z kontrolą. Zastosowanie innych szczepów Pseudomonas fluorescens również zmniejszyło częstość występowania mączniaka rzekomego i poprawiło parametry wzrostu i plonu. Streptomyces może wytwarzać metabolity grzybobójcze, które mogą być szkodliwe dla patogenów. Szczep Streptomyces został wyizolowany w jednym z doświadczeń z gleby, a sfermentowany roztwór hamował kiełkowanie sporangiów P. cubensis i poprawiał zdolność zwalczania mączniaka rzekomego.
Wyniki badań na podstawie publikacji „Biological Control of the Cucumber Downy Mildew Pathogen Pseudoperonospora cubensis” z 2022 r.
