MIKROORGANIZMY JAKO

CZYNNIKI BIOLOGICZNEJ

OCHRONY ROŚLIN



Przyczyny zainteresowania się

metodami biologicznymi



Mechanizmy biologicznej

ochrony roślin



Wybrane przykłady

biopreparatów

Globalnie

mimo stosowania ok. 2,5 mln

ton pestycydów rocznie (+ inne metody
ochrony roślin), aż



35% plonów niszczonych jest przez

pasożyty i chwasty z tego:



13% to straty powodowane przez

szkodniki



12% to straty wywołane przez

patogeny



10% to ubytki związane z rozwojem

chwastów

Plony roślin rolniczych na
świecie

niszczone

są przez

67000 różnych pasożytów z
tego szacuje się, że:



50000

to

mikroorganizmy

patogeniczne



9000 to owady roztocza



8000 to chwasty

Współczesne trendy

zmierzające do ograniczania

stosowania pestycydów

obejmują:



hodowle odpornościowe , w tym

hodowle roślin transgenicznych



zintegrowaną ochronę roślin



biologiczną ochronę roślin

Główne przyczyny rozwoju w/w

metod ochrony roślin

spowodowane są:



wyselekcjonowaniem się populacji

pasożytów odpornych na chemiczne
środki ochrony roślin



nieskutecznością pestycydów w

przypadku niektórych chorób roślin



względami ekologicznymi.

Biologiczna ochrona roślin

polega na

ograniczaniu

rozwoju

organizmów

szkodliwych

dla

roślin

za

pomocą

czynników

biologicznych,

tj.

innych

organizmów

lub

produktów

ich

metabolizmu.

Walka biologiczna dotyczy :

1.Zwalczania szkodników poprzez



introdukcję drapieżców



feromony



mikroorganizmy chorobotwórcze oraz

ich toksyny

2.Zwalczania chorób roślin poprzez



mikroorganizmy antagonistyczne

(bakterie, grzyby)

Oddziaływanie bezpośrednie:



pasożytnictwo



antybioza

Oddziaływanie pośrednie:



konkurencja



indukcja odporności rośliny

Mechanizm

biologicznej ochrony

roślin

przed chorobami oparty na

antagonizmie obejmuje

PASOŻYTNICTWO

jest najbardziej rozpowszechnionym
mechanizmem antagonistycznego
działania grzybów na patogeny.
Równocześnie jest przykładem tzw.
nadpasożytnictwa, jeśli żywicielem
grzyba jest inny grzyb
pasożytniczy

.

Mechanizm grzybobójczego działania
mikopasożytów polega na :

destrukcji

grzybni patogena (mikoliza)

przez enzymy lityczne:

celulazy, chitynazy, glukanazy.

Wyróżnia się mikopasożyty:



agresywne - aktywne w polu

np.

Sporidesmius

sclerotivorum

niszczące

sklerocja

Sclerotinia

sclerotiorum – patogen wywołujący
zgnilizny roślin uprawnych



pasywne - bardziej aktywne w szklarni

np. Trichoderma harzianum,
Gliocladium virens ograniczające
zgorzel roślin powodowaną m.in. przez
Pythium ultimum oraz Rhizoctonia
solani.

Antagonistyczne oddziaływanie T. hyphae na wzrost Rhizoctonia solani

ANTYBIOZA

polega

na

wytwarzaniu

przez

drobnoustroje specyficznych metabolitów
zwanych antybiotykami, które już w
małych koncentracjach hamują wzrost i
aktywność

metaboliczną

innych

organizmów

.

Spośród

glebowych

grzybów

antybiotykotwórczych

największe

znaczenie w biologicznej ochronie roślin
mają Trichoderma harzianum, T.viride i
Gliocladium virens.

Grzyb z rodzaju

Trichoderma

Grzyb z rodzaju

Gliocladium

Wymienione

gatunki

wytwarzają

antybiotyki:

gliotoksynę,

gliovirydynę

virydynę

odpowiedzialne (obok

mikopasożytnictwa tych grzybów) za
zwalczanie P. ultimum (przez T.
harzionum) oraz R. solani (przez
Glocladium virens).

Natomiast spośród bakterii glebowych

fluoryzujące

Pseudomonas

licznie

występujące

w

ryzosferze

roślin

produkują antybiotyk

fenazynę

, który ma

ograniczoną skuteczność w biokontroli
choroby podsuszkowe pszenicy.

KONKURENCJA

to współzawodnictwo o pokarm lub

miejsce w niszy ekologicznej.
Najaktywniejsze w tym względzie są

saprofityczne i endomikoryzowe grzyby

wytwarzające siderofory – związki
kompleksujące żelazo, mikroelement
niezbędny dla rozwoju wielu patogenów

.

Indukcja odporności rośliny przez grzyby
(saprofity

lub

grzyby

mikoryzowe)

obejmuje zmiany fizjologii rośliny, a
zwłaszcza:



składu ilościowo – jakościowego

wydzielin korzeniowych, co wpływa na
kiełkowanie spor i penetrację korzeni
przez patogena



pobudzenie procesów syntezy substancji

antagonistycznych, tj. fitoaleksyn i
chitynazy



odkładanie ligniny w ścianach

komórkowych korzeni

UDZIAŁ GRZYBÓW

GLEBOWYCH W

ZWALCZANIU

SZKODNIKÓW POLEGA NA:



zwalczaniu pasożytniczych

nicieni



zwalczaniu owadów i roztoczy

Grzyby zwalczające pasożytnicze
nicienie to:

- grzyby drapieżne

są to wyspecjalizowane substratowo
fakultatywne pasożyty zdolne do
chwytania, zabijania i trawienia
pojmanej ofiary

- grzyby endomikoryzowe

zwiększają odporność roślin na
pasożytnicze nicienie przez polepszenie
kondycji pokarmowej rośliny

Grzyby zwalczające owady,

szkodniki i roztocza

Do najbardziej skutecznych należą tzw.

grzyby owadobójcze

, które są zdolne do

penetrowania powłoki owada. Penetracja
jest procesem mechanicznym
połączonym z lizą enzymatyczną (

lipazy,

chityny, proteazy

). Śmierć owada

następuje w wyniku proteolitycznego i
toksycznego oddziaływania na wnętrze
tkanki owada

.

BIOLOGICZNE ŚRODKI OCHRONY

ROŚLIN

STOSOWANE OBECNIE,

WCHODZĄCE NA RYNEK

LUB

ZNAJDUJĄCE SIĘ W TRAKCIE

REJESTRACJI

Nazwa

handlowa

(jeśli istnieje)

Organizm

ochraniający

Organizm

zwalczany

lub choroba

Biorca lub

organizm

Ochraniany

Daggar G

Mycostop

-

-

Bt, pod

różnymi

nazwami

Cutlas

Condor

Foil

MVP

M Trak
-

Pseudomonas

Fluorescens

Streptomyces

Nosema

locustae

Metarhizuim

anisopliae

Bacillus

thuringiensis

Bacillus

thuringiensis

Bacillus

thuringiensis

Bacillus

thuringiensis

Bacillus

thuringiensis

Bacillus

thuringiensis

Bacillus

popilliae

Grzyby

wywołujące

zgorzel

Grzyby
wywołujące

Więdnięcie

Konik polny

Owady

Formy larwalne

insektów

Stonka

Chrząszcz

japoński

Bawełna

Goździk,

pszenica,
Bawełna

Pastwisko

Rośliny

zbożowe

Wiele roślin

takich jak:

warzywa

liścienne,
drzewa i

krzewy,

ziemniaki,

liście roślin

Ziemniaki

BIOPREPARATY

DO ZWALCZANIA CHWASTÓW

Nazwa
preparatu i

mikroorganizm
u

Zastosowanie

Kraj

DE VINE

Phytophtora
palmivora

Mycoherbicydy
do ochrony gajów
cytrusowych na
Florydzie
(przed Morrenia
odorata)

USA

COLLEGO

Colletotrichum

gloeosporoides
f. sp.
aeschynomene

wobec chwastów
1-

rocznych

„jointvetch”
(Aeschynomene
virginica)
w uprawach ryżu i
soji

USA

BIOMAL

Colletotrichum

gleosporoides
f.sp.malve

W uprawach
Malva pusilla
(malwa
okrągłolistna

)

Kanada

BIOPREPARATY

DO ZWALCZANIA PATOGENÓW

Nazwa

preparatu
i
mikroorganiz
mu

Zastosowanie

Kraj

F-STOP

T.harzianum

Biofungicydy
Ograniczenie zgorzeli
ogórków i grochu

USA

BINAB- T

T.harzianum

Zwalczanie holenderskiej
choroby wiązów wywołanej
przez Ceratocystis ulmi oraz
chorobie srebrnych liści
drzew
owocowych powodowanej
przez
Chondrostereum purpureum

Szwecj

a

BINAB

T. harzianum

Zapobiega chorobom upraw
grzybów jadalnych
wywoływanym
przez Verticillium malthosei

Francj
a

T.harzianum

Wobec szarej pleśni winorośli
wywoływanej przez Botrytis
cinerea

Francj
a

BIOPREPARATY

DO ZWALCZANIA

SZKODNIKÓW

Nazwa
preparatu
i
mikroorganiz
mu

Zastosowanie

Kraj

BOVERIN

Beauveria

bassiana

zwalczanie stonki
ziemniaczanej w uprawach
ziemniaków i owocówki
jabłkóweczki na jabłoniach

były

ZSSR

Biopreparat

BIO

zwalczanie pędraków oraz
przędziorków (szklarnie)

Niemcy
(f-ma
Bayer)

MYCOTOL

Verticillium
lecani

zwalczanie mączników w
uprawach pod osłonami

Anglia

(f-ma Tate

I Lyne)

VERTALEC

Verticillium

lecani

zwalczanie

mszyc

w

uprawach szklarniowych

Anglia

(f-ma Tate

I Lyne)

Aschersonia spp.

do ochrony upraw
szklarniowych przed
mącznikiem szklarniowym

były

ZSRR

BIOPREPARATY

DO ZWALCZANIA SZKODNIKÓW

Nazwa preparatu i
mikroorganizmu

Zastosowanie

Kraj

ROYAL 300

Arthrobotrys robusta

Bionematocydy

Zwalczanie nicieni w

uprawach pieczarek

Anglia

ROYAL 350

Arthrobotrys superba

Zwalczanie nicieni w

uprawach pomidorów

Anglia

BOVERIN

Beauveria bassiana

Mykoinsektycydy

Zwalczanie stonki

ziemniaczanej w uprawach

ziemniaków i owocówki

jabłkóweczki na jabłoniach

były

ZSSR

Biopreparat

BIO

Zwalczanie pędraków oraz

Przędziorków(szklarnie

Niemcy

(f-ma Bayer)

MYCOTOL

Verticillium lecani

Zwalczanie mączniaków w
uprawach pod osłonami

Anglia

(f-ma Tade i

Lyne)

VERTALEC

Verticillium lecani

Zwalczanie mszyc w

uprawach szklarniowych

Anglia

(f-ma Bayer)

Aschersonia spp.

Do ochrony upraw

szklarniowych przed

mączniakiem szklarniowym

były

ZSSR

Aktualnie metodami biologicznymi skutecznie
zwalczanych jest ok. 120 szkodników i
patogenów.
W Polsce ok. 20% upraw pod osłonami (1800
ha) objętych jest ochroną biologiczną.

Uwzględniając fakt, że 85% - 90 % chorób

roślin

wywołanych

jest

przez

grzyby

patogeniczne, ochrona roślin przed chorobami
obejmuje przede wszystkim zwalczanie tych
patogenów.

Jednak biopreparaty
będące w sprzedaży
stanowią mniej niż
1% sprzedaży
preparatów
chemicznych.