MIKROORGANIZMY JAKO
CZYNNIKI BIOLOGICZNEJ
OCHRONY ROŚLIN
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.