1. Grzyby chorobotwórcze i ich wpływ na stan zdrowotny roślinności w miastach
1.5. Możliwości wykorzystania biostymulatorów w ochronie roślin na terenach
Wstęp
Z badań prowadzonych przez demografów wynika, że więcej ludzi zamieszkuje te-reny miejskie i zurbanizowane niż tete-reny wiejskie [Bach, Frazik-Adamska 2006]. Dla-tego częściej niż to było w latach ubiegłych, traktuje się zieleń miejską jako element miasta wpływający na odpoczynek psychofizyczny jego mieszkańców. Rośliny rosnące na terenach miejskich narażone są na działanie wielu niekorzystnych czynników, któ-re mogą negatywnie odbijać się na zdrowotności roślin [Bach, Frazik-Adamska 2006, Bach i in. 2007]. Są to zarówno czynniki abiotyczne, jak i biotyczne, które prowadzą do ograniczenia rozwoju i wzrostu drzew, krzewów i innych roślin w miastach [Wysocki, Zimny 1983]. Dlatego też coraz częściej poszukuje się nowych, skuteczniejszych me-tod zmniejszania ryzyka uszkodzeń, a tym samym zamierania roślin w miastach. Jedną z takich metod może być stosowanie biostymulatorów jako jednego z elementów pielę-gnacji roślinności na terenach zurbanizowanych.
Biostymulatory oraz regulatory wzrostu ze względu na sposób działania są praktycz-nie praktycz-nieszkodliwe dla środowiska naturalnego [Kozak 2009]. Mogą one w przyszłości zastępować inne chemiczne środki ochrony roślin, których w praktyce nie można wyko-rzystywać na terenach miejskich i zurbanizowanych. Terminologia dotycząca nazewnic-twa biostymulatorów oraz substancji aktywnych wchodzących w skład tych preparatów nie jest do końca sprecyzowana. Substancje te są traktowane jako środki ochrony roślin zgodnie z § 14 art. 2 ustawy o ochronie roślin z dnia 18 grudnia 2003 r. Ustęp ten mówi, iż do środków ochrony roślin zalicza się „substancje aktywne wpływające na procesy życiowe rośliny w inny sposób niż składniki pokarmowe oraz które nie mają związku ze zwalczaniem organizmów szkodliwych, w tym regulatory wzrostu” [Basak 2008]. Ponie-waż działanie substancji aktywnych biostymulatorów niewątpliwie wpływa na procesy związane z rozwojem roślin, zalicza się je do środków ochrony roślin ze wszystkimi tego konsekwencjami. Preparatów tych teoretycznie nie powinno się stosować na terenach zurbanizowanych.
Regulatory rozwoju roślin to preparaty, w skład których wchodzą fitohormony (auksyny, gibereliny, cytokininy, kwas abscysynowy, etylen) oraz inne specyficzne sub-stancje pochodzenia roślinnego, takie jak: fenole, kwas salicylowy i brassinosteroidy, które uczestnicząc w procesach fizjologicznych i biochemicznych, wpływają na rozwój roślin [Michalski i in. 2008, Kozak 2009]. Natomiast stymulatory odporności roślin, ina-czej zwane biostymulatorami lub fitostymulatorami, są najczęściej preparatami synte-tycznymi. Biostymulatory oddziałując na metabolizm, wspomagają i stymulują procesy życiowe [Pruszyński 2008, Michalski i in. 2008]. Preparaty te wykorzystuje się zwykle do zabiegów profilaktycznych lub interwencyjnych. Opryskiwanie wykonuje się w fazie rozwoju roślin najistotniejszej ze względu na efekt dekoracyjny [Gawrońska 2008].
Jednym z głównych zadań regulatorów rozwoju i biostymulatorów jest więc uła-twianie roślinom regeneracji oraz odzyskania wigoru po oddziaływaniu niekorzystnych
czynników stresowych. Działanie to polega na stymulacji rozwoju liści, łodyg i korzeni poprzez prawdopodobny wpływ na podstawowe procesy życiowe roślin. Najczęściej sto-sowanym w rolnictwie i ogrodnictwie biostymulatorem jest preparat Asahi SL [Pusz, Pląskowska 2008]. Jego działanie polega na wspomaganiu roślin w szybkim reagowaniu na czynniki stresowe. Asahi SL zawiera w swoim składzie związki fenolowe naturalnie występujące w komórkach roślinnych i uczestniczące w szeregu procesów biochemicz-nych oraz fizjologiczbiochemicz-nych roślin. Asahi SL jest typowym preparatem przeciwstresowym służącym poprawie kondycji roślin, a efekty jego działania na roślinach są tym lepsze, im stres jest większy. Rośliny potrafią same przystosować się do niekorzystnych warun-ków, ale dzięki dostarczeniu związków fenolowych w postaci oprysku zachodzi to dużo szybciej [Kozak 2009].
Oprócz preparatu Asahi SL na polskim rynku są również dostępne inne biostymula-tory. Jednym z nich jest preparat Kelpak SL. Jest on przeznaczony jest do zwiększania plonowania i poprawy jakości plonów oraz do stymulacji wzrostu początkowego po prze-sadzeniu roślin. Zawiera ekstrakt z alg Ecklonia maxima oraz hormony roślinne, takie jak auksyny i cytokininy. Jest polecany do stosowania w momencie oddziaływania róż-nego rodzaju stresów na rośliny. Obecnie jednak jest zarejestrowany tylko do stosowania w uprawach rolniczych.
Celem przeprowadzonych badań było określenie ewentualnego wpływu biostymula-tora Asahi SL na wzrost grzybni kilkunastu izolatów grzybów patogenicznych i saprotro-ficznych, które są sprawcami chorób roślin ozdobnych rosnących w miastach.
Materiał i metody badań
W celu określenia wpływu biostymulatora Asahi SL na wzrost wybranych gatunków grzybów przebadano łącznie 18 izolatów, w tym 8 izolatów Fusarium oxysporum oraz 9 innych gatunków grzybów patogenicznych i 1 gatunek saprotroficzny. F. oxysporum został wyizolowany z podstawy źdźbła pszenżyta (izolaty nr 3 i 4) i pszenicy (5 i 6) oraz siewek buraka cukrowego (7 i 8). Pozostałe gatunki grzybów (F. poae, F. culmorum, F. avenaceum, Alternaria alternata, Rhizoctonia solani i Sclerotinia sclerotiorium) zo-stały wyosobnione z podstawy łodygi rzepaku. Grzyby te pochodziły z kolekcji Zakła-du Fitopatologii i Mikologii Katedry Ochrony Roślin Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu.
Czyste kultury wybranych izolatów uzyskano metodą kultur jednozarodnikowych. Zarodniki przeniesiono na zestaloną i zakwaszoną pożywkę PDA. Po 7 dniach uzyskano grzybnię, z której pobrano 4 mm krążek grzybni, który następnie umieszczono na szalkach z dodatkiem biostymulatora Asahi SL. Doświadczenie przeprowadzono w temperaturze pokojowej (22 oC), w trzech powtórzeniach oraz sześciu stężeniach biostymulatorów: 0 l·ha-1 (kontrola), 0,2 l·ha-1 (0,066 g preparatu na 100 ml pożywki), 0,5 l·ha-1 (0,166 g preparatu na 100 ml pożywki), 0,6 l·ha-1 (0,2 g preparatu na 100 ml pożywki – dawka zalecana dla Asahi SL), 0,8 l·ha-1 (0,266 g preparatu na 100 ml pożywki) oraz 1,0 l·ha-1
(0,33 g preparatu na 100 ml pożywki). Następnie zmierzono średnicę grzybni po 7 i 14 dniach od wyłożenia krążków grzybni na pożywkę.
Uzyskane wyniki opracowano statystycznie analizą wariancji (ANOVA, pakiet ,,Sta-tistica 9.0”). Średnie porównano za pomocą testu Fishera na poziomie istotności α 0,01.
Wyniki badań i dyskusja
Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że biostymulator Asahi SL ha-muje wzrost grzybni niektórych izolatów grzybów uzyskanych z podstawy źdźbła pszen-żyta, pszenicy oraz łodyg rzepaku (tab. 1–2 i rys. 1–2).
Wraz ze zwiększaniem stężenia preparatu Asahi SL po 7 dniach następowało ograni-czanie wzrostu kolonii grzybów, takich gatunków jak F. oxysporum (izolaty numer 3–5, 7), F. poae (1), F. graminearum i S. sclerotiorum. Różnice w oddziaływaniu poszczegól-nych dawek preparatu na wzrost izolatów F. oxysporum i F. graminearum były istotne (tab. 1, wykr. 1). Grzyby z gatunku Fusarium są ważnymi patogenami roślin oraz ludzi [Guarro, Gené 1995]. Produkują m.in. mikotoksyny, które są termostabilne i przenikają do żywności [Bai, Shaner 2004, Frandsen i in. 2006]. Optymalne warunki do ich roz-woju to temperatura około 20–23oC i wysoka wilgotność powietrza. Fusarium grami-nearum jest sprawcą chorób różnych organów zbóż oraz gatunków traw gazonowych [Parry i in. 1995, Rosewich i in. 2002]. Występujące w glebie szczepy F. oxysporum w większości przypadków są saprotrofami, jednak niektóre mogą powodować choro-by roślin [Steinkellner i in. 2005]. Sclerotinia sclerotiorum jest polifagiem, który powo-duje zgniliznę twardzikową na wielu gatunkach roślin uprawnych i ozdobnych. Wyniki uzyskane z przeprowadzonego doświadczenia wskazują, że biostymulator Asahi SL ma działanie inhibicyjne w stosunku do tego patogenu. Potwierdzają to badania Pusza i Plą-skowskiej [2008]. Wykazano, że zabieg z wykorzystaniem preparatu Asahi SL ograniczył porażenie łodyg rzepaku przez ten patogen. Pusz i Pląskowska [2008] stwierdzili podob-ną sytuację w przypadku porażenia łuszczyn rzepaku przez A. alternata. W przeprowa-dzonym doświadczeniu nie wykazano jednak istotnego wpływu Asahi SL na A. alternata, co może być związane z niewielką liczbą badanych izolatów tego grzyba.
Po 14 dniach od momentu wyłożenia na pożywkę krążków grzybni zanotowano, że dodatek do pożywki preparatu Asahi SL ograniczał wzrost: F. poae (izolat nr 1), F. oxysporum (2–5, 7, 8), F. culmorum (2), A. alternata oraz F. graminearum (tab. 2, wykr. 2). Również i w tym przypadku nie zanotowano istotnych różnic w oddziaływaniu poszczególnych dawek preparatu Asahi SL na wzrost grzybni A. alternata i R. solani.
Tabela 1 Table 1 Wyniki z oddziaływania dawek preparatu Asahi SL na wzrost grzybów po 7 dniach
Results from the impact of the doses of Asahi SL on the growth fungi after 7 days Izolat
Isolate
Wzrost kolonii po 7 dniach [mm] – Growth of colonies after 7 days
Dawka Asahi SL [l·ha-1] – Dose of Asahi SL
0,0 0,2 0,5 0,6 0,8 1,0 F. poae – 1 58,3 a* 59,3 a 53,7 a 53,6 a 53,0 a 52,9 a F. poae – 2 65,3 b 70,0 ab 70,7 ab 73,7 a 71,0 ab 67,7 ab F. oxysporum – 1 35,5 a 34,8 a 39,3 a 38,0 a 32,0 a 33,0 a F. oxysporum – 2 51,0 a 50,7 a 50,0 ab 49,0 ab 43,7 b 49,7 ab F. oxysporum – 3 32,0 a 31,3 ab 31,3 ab 30,0 bc 29,0 c 26,3 d F. oxysporum – 4 27,6 a 27,0 a 26,3 a 24,0 b 23,8 b 23,3 b F. oxysporum – 5 29,0 a 26,0 b 25,6 b 23,2 ab 23,1 ab 25,6 a F. oxysporum – 6 30,0 ab 28,0 b 27,0 b 30,0 ab 30,0 ab 33,0 a F. oxysporum – 7 31,3 a 29,0 b 28,0 b 25,6 c 25,4 c 25,0 c F. oxysporum – 8 30,6 a 28,4 bc 25,0 d 29,3 ab 28,0 bc 27,6 b F. culmorum – 1 58,7 a 52,0 a 53,7 a 66,3 a 61,0 a 56,7 a F. culmorum – 2 47,0 a 50,7 a 49,3 a 48,0 a 47,0 a 46,0 a F. avenaceum – 1 39,7 a 48,7 a 41,3 a 48,0 a 39,7 a 42,3 a F. avenaceum – 2 43,7 a 41,0 a 47,7 a 43,3 a 47,0 a 43,0 a F. graminearum 64,0 b 72,7 a 62,0 bc 62,0 bc 58,7 c 58,0 c A. alternata 51,0 a 30,0 c 31,7 c 35,7 bc 43,3 ab 38,0 bc R. solani 85,0 a 85,0 a 85,0 a 85,0 a 85,0 a 85,0 a S. sclerotiorum 45,3 a 41,0 a 40,0 a 39,8 a 38,7 a 38,0 a
* Wartości w wierszach oznaczone tą samą literą nie są istotne statystycznie. Wpływ dawki na wzrost grzybni – wzdłuż wiersza. Test Fishera – poziom istotności (LSD) α ≤0,01
* Values in rows marked with the same letter are not statistically significant. Effect of doses on the growth of fungus – along the rows. Fisher’s test level of significance (LSD) α ≤0,01
Wykres 1. Wyniki z oddziaływania dawek preparatu Asahi SL na wzrost grzybów po 7 dniach inkubacji
Graph 1. Results from the impact of doses of Asahi SL on the growth fungi after 7 days of incubation
Tabela 2 Table 2 Wyniki z oddziaływania dawek preparatu Asahi SL na wzrost grzybów po 14 dniach
Results from the impact of doses Asahi SL on the growth fungi after 14 days Izolat
Isolate
Wzrost kolonii po 14 dniach [mm] – Growth of colonies after 14 days
Dawka Asahi SL [l·ha-1] – Dose of Asahi SL
0,0 0,2 0,5 0,6 0,8 1,0 F. poae – 1 80,2 a* 80,0 a 79,6 a 78,3 a 76,83 a 74,5 a F. poae – 2 85,0 a 85,0 a 85,0 a 85,0 a 85,0 a 85,0 a F. oxysporum – 1 46,3 a 51,2 a 49,5 a 50,6 a 43,5 a 49,7 a F. oxysporum – 2 85,0 a 85,0 a 85,0 a 79,2 ab 75,0 b 74,8 b F. oxysporum – 3 56,7 a 54,0 b 49,6 c 48,3 c 49,0 c 50,0 c F. oxysporum – 4 52,6 a 47,0 b 45,0 b 42,5 c 42,0 c 41,0 c F. oxysporum – 5 45,6 a 45,1 a 45,0 ab 44,0 ab 43,0 bc 41,0 c F. oxysporum – 6 64,0 a 56,0 bc 47,6 d 57,6 b 56,0 ab 55,0 b F. oxysporum – 7 53,6 a 50,1 b 46,6 c 46,0 c 45,8 c 45,0 c F. oxysporum – 8 55,0 b 54,0 b 51,0 c 58,6 a 50,0 c 45,0 d F. culmorum – 1 85,0 a 85,0 a 85,0 a 85,0 a 83,3 a 83,0 a F. culmorum – 2 85,0 a 85,0 a 85,0 a 84,0 a 84,0 a 83,0 a F. avenaceum – 1 61,3 a 63,1 a 60,5 a 59,9 a 62,7 a 60,3 a F. avenaceum – 2 60,5 a 66,5 a 59,0 a 54,3 a 60,7 a 59,5 a F. graminearum 85,0 a 85,0 a 84,6 a 84,3 a 81,2 ab 79,0 b A. alternata 68,3 a 41,3 c 43,9 c 47,6 bc 58,2 bc 51,3 bc R. solani 85,0 a 85,0 a 85,0 a 85,0 a 85,0 a 85,0 a S. sclerotiorum 85,0 a 85,0 a 85,0 a 85,0 a 85,0 a 85,0 a
* Wartości w wierszach oznaczone tą samą literą nie są istotne statystycznie. Wpływ dawki na wzrost grzybni – wzdłuż wiersza. Test Fishera – poziom istotności (LSD) α ≤0,01
* Values in rows marked with the same letter are not statistically significant. Effect of doses on the growth of fungus – along the rows. Fisher’s test level of significance (LSD) α ≤0,01
Wykres 2. Wyniki z oddziaływania dawek preparatu Asahi SL na wzrost grzybów po 14 dniach Graph 2. Results from the impact of doses of Asahi SL on the growth fungi after 14 days
Biostymulator Asahi SL jest zarejestrowany do stosowania w przypadku wystąpienia warunków stresowych roślin ozdobnych. Nie jest to fungicyd, jednak w pewnym stopniu może chronić rośliny również przed chorobami powodowanymi przez grzyby. Potwier-dzają to badania Saniewskiej [2000], która stwierdziła, że stosowanie biostymulatora Atonik SL (opartego na tej samej substancji aktywnej co Asahi SL) korzystnie wpływa na zdrowotność roślin ozdobnych. Podobne rezultaty uzyskał Wojdyła [2004], analizując wpływ tego preparatu na ograniczanie występowania chorób na róży. Stwierdzono wpływ biostymulatora na ograniczenie występowania chorób powodowanych przez grzyby, po co najmniej 4 zabiegach w odstępie 7 dni. Natomiast Kołodziej [2004] w swoich ba-daniach nad żeń-szeniem nie zaobserwowała wpływu stosowanego biostymulatora na zdrowotność badanych roślin.
Biostymulatory oddziałują także korzystnie na aktywność fizjologiczną roślin ozdobnych uprawianych w niekorzystnych warunkach siedliskowych. Wróbel i Woź-niak [2008] wykazali, że stosowanie preparatu Atonik SL jest bardzo korzystne dla wierzby wiciowej, która rosła na glebie z dodatkiem osadu ściekowego.Wrochna i in. 2008 stwierdzili, że biostymulatory wpływają pozytywnie na rośliny rosnące na tere-nach miejskich, ale korzystne działanie tego preparatu jest uzależnione w tym konkret-nym przypadku od stężenia soli używanej do odladzania jezdni, czasu trwania stresu oraz od gatunku i odmiany rośliny. Na efekt ich działania składa się wiele czynników, w tym agrotechniczne oraz środowiskowe. Należy pamiętać, że biostymulatory nie zastą-pią prawidłowych zabiegów pielęgnacyjnych na terenach zielonych oraz ochrony przed agrofagami. Mogą jedynie pomóc w lepszym wykorzystaniu warunków przyrodniczych.
Wnioski
1. Biostymulator Asahi SL w zależności od zastosowanej dawki ogranicza wzrost grzybni niektórych izolatów Fusarium oxysporum, Fusarium graminearum i Sclerotinia sclerotiorium.
2. Hamujący wpływ preparatu Asahi SL na wzrost grzybów użytych w doświadcze-niu, uzależniony był od dawki zastosowanego preparatu.
3. Preparat Asahi SL może mieć zastosowanie w ochronie roślin na terenach zurba-nizowanych.
Piśmiennictwo
Bach A., Frazik-Adamczyk M., 2006. Charakterystyka zagrożeń zieleni miejskiej ze szczególnym uwzględnieniem zieleni w ciągach komunikacyjnych. Opracowanie wykonane dla Urzędu Miasta Krakowa, Kraków, 1–33.
Bach A., Frazik-Adamczyk M., Pawłowska B., Pniak M., 2007. Wpływ warunków miejskich na zdrowotność lip (Tilia x europaea) ‘Pallida’ w Alei Najświętszej Marii Panny w Częstocho-wie. Rocz. AR Poznań 378, Ogrod., 41, 11–16.
Bai G.H., Shaner G., 2004. Management and resistance in wheat and barley to Fusarium head blight. Annual Review of Phytopathology, 42, 135–161.
Basak A., 2008. Klasyfikacja biostymulatorów na podstawie opinii badaczy oraz firm chemicznych krajowych i zagranicznych. Wyd. Wieś Jutra, 5(118), 31–34.
Frandsen R.J., Nielsen N.J., Maolanon N., Sorensen J.C., Olsson S., Nielsen J., Giese H., 2006. The biosynthetic pathway for aurofusarin in Fusarium graminearum reveals a close link between the naphthoquinones and naphthopyrones. Mol. Microbiol., 61(4), 1069–1080. Gawrońska H., 2008. Mechanizm działania biostymulatorów. Wieś Jutra, 5(118), 26–28.
Guarro J, Gené J., 1995. Opportunistic fusarial infections in humans. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis., 14, 741–754.
Kołodziej B., 2004. Wpływ Atoniku oraz nawożenia dolistnego na plonowanie i jakość surowca żeń- -szenia amerykańskiego (Panax quinquefolium L.). Ann. UMCS, Ser. E, 59, 1, 157–162. Kozak M., 2009. Biostymulator, dobry wybór. Agrotechnika, 3, 61–62.
Lewak S., Kopcewicz J., 2009. Fizjologia roślin – wprowadzenie. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa. Michalski T., Goroszkiewicz-Janka J., Bartos-Spychała, 2008. Skuteczność Asahi SL
w ochronie mieszanki jęczmienia z pszenicą w porównaniu do siewów czystych. Biostymu-latory w nowoczesnej uprawie. Warszawa, 7–8.02.2008.
Parry D.W., Jenkinson P., McLeod L., 1995. Fusarium ear blight (scab) in small grain cereals – A review. Plant Pathol., 44, 207–238.
Pruszyński S., 2008. Miejsce biostymulatorów roślin w ochronie roślin i nawożeniu. Wieś Jutra, 5(118), 23–25.
Pusz W., Pląskowska E., 2008. Wpływ stosowania preparatu Asahi SL na zdrowotność rzepaku ozimego. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 531, 185–191.
Rosewich G.L., Chen L.F., Hernick C.A., Takamura K., Kistler H.C., 2002. Population analysis of Fusarium graminearum from Wheat Fields in Eastern China. Phytopathology, 12(92), 1315–1322.
Saniewska A., 2000. Wpływ preparatu Atonik SL na hamowanie wzrostu i rozwoju niektórych gatunków grzybów chorobotwórczych dla roślin ozdobnych. Zesz. Nauk Inst. Sadown. i Kwiac., 7, 145–153.
Steinkellner S., Mammerler R., Vierheiling H., 2005. Microconidia germination of the tomato pathogen Fusarium oxysporum in the presence of root exudates. Journal of Plant Interac-tions, 1(1), 23–30.
Wojdyła A.T., 2004. Effectivenes of Atonik SL in the control of powdery mildew, black spot and rust. Folia Horticult., 16/1, 175–181.
Wrochna M., Łata B., Borkowska B., Gawrońska H., 2008. Effect of Asahi SL biostymulator on ornamental amaranth (Amaranthus spp.) plants exposed to salinity in growing medium. Biostimulators in Modern Agriculture "Ornamental and special plants". Warsaw, 15–31. Wróbel J., Woźniak A., 2008. The effect of Atonic plant growth stimulator on physiological
indica-tors of the basket willow (Salix viminalis L.) cultivated in anthropogenic soil. Biostimula-tors in Modern Agriculture "Ornamental and special plants". Warsaw, 40–54.
Wysocki Cz., Zimny H., 1983. Biomass production on Urban laws. Pol. Ecol. Stud., 9, 1–2, 193–206.