ZAGROŻENIE PLANTACJI NASIENNYCH ZIEMNIAKA PRZEZ WIRUSY Y I LIŚCIOZWOJU ORAZ PRZEWIDYWANA ZDROWOTNOŚĆ SADZENIAKÓW ZBIORU 2010 ROKU

Transkrypt

1 1 ZAGROŻENIE PLANTACJI NASIENNYCH ZIEMNIAKA PRZEZ WIRUSY Y I LIŚCIOZWOJU ORAZ PRZEWIDYWANA ZDROWOTNOŚĆ SADZENIAKÓW ZBIORU 2010 ROKU prof. dr hab. Michał Kostiw, inż. Barbara Robak IHAR PIB, Zakład Nasiennictwa i Ochrony Ziemniaka w Boninie michalkostiw@o2.pl P odstawowym warunkiem dobrych wyników ekonomicznych w produkcji ziemniaków jest wysoki plon bulw o pożądanych cechach użytkowych. Aby warunek ten mógł być spełniony, niezbędne jest stosowanie materiału nasiennego dobrej jakości. W produkcji nasiennej ziemniaka najważniejsze znaczenie mają choroby wirusowe, ponieważ one najbardziej wpływają na jakość sadzeniaków. Brunt i inni (1996) podają, że ziemniak może być porażany przez ponad 50 wirusów. W Polsce powszechnie występują cztery z nich: wirus Y ziemniaka (potato virus Y, PVY), wirus M ziemniaka (potato virus M, PVM), wirus S ziemniaka (potato virus S, PVS) i wirus liściozwoju ziemniaka (potato leafroll virus, PLRV). Zdecydowanie największe znaczenie w nasiennictwie i produkcji towarowej ma obecnie PVY, porażający ziemniaki we wszystkich rejonach ich uprawy na świecie. Należy on do wirusów wywołujących na roślinach porażenie w stopniu na ogół ostrym. Efektem schorzenia mogą być duże spadki plonu bulw. Wahają się one od 30 do nawet 90%. Wielkość strat jest wyraźnie zależna od nasilenia objawów choroby. Odmiany ziemniaka różnią się pod tym względem. Głównymi wektorami (przenosicielami) PVY są mszyce. Dotychczas stwierdzono, że może on być przenoszony przez około 50 gatunków tych owadów (Davis, Radcliffe, Ragsdale 2004). Duże znaczenie mają mszyce niezwiązane pokarmowo z ziemniakiem, które przenoszą PVY w sposób nietrwały (na kłujce). Istotą tego przenoszenia jest to, że mszyca już podczas bardzo krótkiego czasu żerowania (liczonego w sekundach) może nabyć wirus z rośliny porażonej, a następnie podczas równie krótkiego okresu żerowania jest w stanie zainfekować roślinę zdrową. Wieloletnie odłowy mszyc do żółtych naczyń wykazały, że w warunkach Polski na plantacje ziemniaka nalatuje każdego roku ponad 20 gatunków (Kostiw, Robak 2008), nie licząc tych, które występowały w bardzo małej ilości, raczej tylko sporadycznie. Około 10 gatunków to licznie lub bardzo licznie występujące mszyce niezwiązane pokarmowo z ziemniakiem, nalatujące na uprawy przypadkowo, często niesione wiatrem. Wszystkie one są notowane jako wektory PVY, a przenoszenie następuje w czasie próbnych nakłuć w poszukiwaniu właściwej rośliny żywicielskiej. Jeśli chodzi o PLRV, to w Polsce od wielu lat nie notuje się dużego zagrożenia dla ziemniaków. Dotychczas nie wiadomo, jakie są przyczyny tego zjawiska. Jedną z nich wydaje się malejąca liczba źródeł wirusów w terenie i zwiększająca się izolacja przestrzenna między poszczególnymi plantacjami ziemniaka, która ogranicza naloty mszyc z zewnątrz. A jest to efekt systematycznego zmniejszania się od lat powierzchni uprawy ziemniaków w kraju. W latach zmniejszyła się ona prawie sześciokrotnie, z 2,9 mln ha do 0,51 mln.

2 2 Ziemniak Polski 2010 nr 4 Inną istotną przyczyną może być też to, że w Polsce jedynym wektorem tego wirusa o znaczeniu gospodarczym jest obecnie mszyca brzoskwiniowa Myzus persicae (Sulz.). W przeciwieństwie do PVY PLRV przenosi się w sposób trwały, co oznacza, że owad wymaga długiego okresu żerowania, zanim stanie się efektywnym wektorem wirusa. Dotyczy to zarówno żeru nabycia, podczas którego mszyca, żerując na roślinie porażonej, pobiera wirus wraz z sokiem rośliny, jak i żeru inokulacyjnego, podczas którego zainfekowana mszyca, żerując na roślinie zdrowej, może ją zakazić. W obydwu tych wypadkach mszyca staje się efektywnym wektorem, gdy czas żerowania wynosi od 24 do 48 godzin. Taki mechanizm przenoszenia sprawia, że ochrona ziemniaków przed porażeniem PLRV poprzez chemiczne zwalczanie mszyc jest dość skuteczna, w przeciwieństwie do ochrony przed wirusami przenoszonymi przez mszyce w sposób nietrwały, na kłujce. Warto podkreślić, że pod względem szkodliwości gospodarczej wirus liściozwoju w połowie lat 70. ubiegłego stulecia dorównywał wirusowi Y (Gabriel 1989). Monitoring mszyc, wektorów wirusów, pozwala na ocenę zagrożenia plantacji nasiennych ziemniaka przez wirusy. Zakład Nasiennictwa i Ochrony Ziemniaka IHAR w Boninie prowadzi takie obserwacje już od kilku dziesięcioleci, w okresie od maja do sierpnia każdego roku. W roku 2010 prowadzono je w 7 miejscowościach położonych w różnych rejonach kraju. W trzech z nich: Boninie (woj. zachodniopomorskie), Starym Oleśnie (woj. opolskie) i Szyldaku (woj. warmińsko-mazurskie) dokonywano odłowów mszyc uskrzydlonych do 2 żółtych naczyń umieszczonych w łanie ziemniaka na ugorze w kształcie kwadratu o boku 20 m. Naczynia opróżniano zasadniczo w dni robocze rano. Zebrane owady konserwowano w 70-procentowym alkoholu, a następnie w laboratorium, posługując się mikroskopem stereoskopowym, identyfikowano gatunki. Metoda żółtych naczyń pozwala na uchwycenie terminu migracji wiosennej, podczas której mszyce przelatują z żywicieli zimowych (krzewy lub drzewa) na rośliny letnie, w tym ziemniaki, oraz śledzenie dynamiki ich występowania w całym sezonie wegetacyjnym. Osobniki uskrzydlone mszyc mają zdecydowanie większe znaczenie w przenoszeniu wirusów niż bezskrzydłe. Dodatkowo w 2 miejscowościach (Bonin i Stare Olesno) oraz w 3 kolejnych, położonych na północy kraju: Mierzym (woj. zachodnio-pomorskie) oraz Przechlewo i Czarnoszyce (woj. pomorskie), prowadzono obserwacje mszyc na plantacjach, licząc każdorazowo owady co 10 dni (począwszy od pełni wschodów) na liściach piętra środkowego 100 roślin ziemniaka. Dzięki życzliwości przedsiębiorstwa Granum Firma Nasienna w bieżącym roku uruchomiono nowy punkt monitorujący występowanie mszyc uskrzydlonych (odłowy owadów do żółtych naczyń) w miejscowości Wodzierady, woj. łódzkie. Zadaniem monitoringu było uzyskanie informacji o składzie gatunkowym mszyc, terminie nalotu osobników uskrzydlonych na ziemniaki w okresie wiosennym (migracja wiosenna) oraz dynamice ich liczebności w całym sezonie wegetacyjnym, w tym również osobników stwierdzonych na roślinach ziemniaka. Uzyskane dane stanowiły podstawę do oceny zagrożenia plantacji nasiennych ziemniaka przez PVY i PLRV. W tabeli 1 porównano daty odłowu pierwszych osobników mszyc do żółtych naczyń w latach w 4 miejscowościach. Uwzględniono też daty średnie dla 3 gatunków mszyc związanych pokarmowo z ziemniakiem, a mianowicie: M. persicae, Aphis nasturtii Kalt. (mszyca szakłakowo-ziemnia- -czana) i Aphis frangulae Kalt. (mszyca kruszynowo-ziemniaczana) oraz dla kilku najliczniej występujących gatunków mszyc niezwiązanych pokarmowo z ziemniakiem. W 2010 r. pierwsze osobniki uskrzydlone mszycy M. persicae w żółtych naczyniach (migracja wiosenna) najwcześniej pojawiły się w Starym Oleśnie (2 czerwca). Było to o 9 dni wcześniej niż roku 2008 (11 czerwca) i 15 dni później niż w 2009 (18 maja). W Szyldaku pierwsze osobniki tej mszycy zarejestrowano 17 czerwca, tzn. zaledwie 1 dzień wcześniej niż w 2008 roku i 20 dni wcześniej niż w Najpóźniej M. persicae odnotowano w Boninie (30 czerwca), czyli 12 dni później niż w roku 2008 (18 czerwca) i 13 dni wcześniej niż w 2009 (13 lipca). W Boninie i Wodzieradach mszyc A. nasturtii i A. frangulae w 2010 roku w żółtych

3 3 naczyniach nie stwierdzono. Najwcześniej osobniki uskrzydlone A. nasturtii wystąpiły w Starym Oleśnie (27 czerwca). Był to jednak termin o 19 dni późniejszy niż w roku 2009 (8 czerwca) i aż o 43 dni późniejszy niż w 2008 (15 maja). W Szyldaku pierwsze osobniki A. nasturtii w 2010 roku wystąpiły późno, bo dopiero 3 lipca. W porównaniu z rokiem 2008 i 2009 był to termin późniejszy odpowiednio o 31 i 12 dni. Występowania A. frangulae nie odnotowano, podobnie jak w Boninie i Starym Oleśnie. Mszyce niezwiązane pokarmowo z ziemniakiem najwcześniej rozpoczynały loty wiosenne w 2010 roku w Starym Oleśnie i Wodzieradach. Zależnie od gatunku początek lotu w Starym Oleśnie zamykał sie w granicach od 12 maja (Cavariella theobaldii Gill., mszyca wierzbowo-baldachowa i Hyperomyzus lactucae L., mszyca agrestowo-mleczowa) do 26 maja (Cavariella aegopodii Scop., mszyca wierzbowo-marchwiowa). Średnia data dla kilku gatunków tych mszyc to 2 czerwca, a więc 6 dni późniejsza niż w roku 2009 (27 maja) i 20 dni późniejsza niż w 2008 (13 maja). W Wodzieradach najwcześniej i w jednakowym terminie (13 maja) migrację wiosenną rozpoczęły 3 gatunki mszyc: C. aegopodii, C. theobaldi i H. lactucae, a najpóźniej (23 maja) zarejestrowano początek lotów osobników mszycy Brachycaudus helichrysi L. (porazik kocankowy). Średni termin pojawu tych mszyc to 16 maja, a więc 17 dni wcześniejszy niż w Starym Oleśnie (2 czerwca). W Szyldaku kilka gatunków mszyc nieziemniaczanych rozpoczęło loty w terminie bardzo zbliżonym: 16 maja (Rhopalosiphum padi), 18 maja (C. theobaldi i H. lactucae) i 19 maja (A. fabae Scop., mszyca burakowa). W późniejszym terminie migrowały osobniki mszycy B. helichrysi (28 maja), a najpóźniej C. aegopodii (4 czerwca). Średnia data początku lotów wymienionych gatunków mszyc w 2010 roku w Szyldaku to 22 maja. Była ona o 4 dni wcześniejsza niż w roku 2008 i o 21 dni wcześniejsza niż w W Boninie początek wiosennej migracji mszyc nieziemniaczanych w 2010 roku odnotowano średnio 8 czerwca, tylko 2 dni wcześniej niż w roku 2009, lecz 13 dni później niż w Najwcześniej w żółtych naczyniach były notowane osobniki R. padi (24 maja), znacząco później rozpoczęły loty C. aegopodii i H. lactucae (4 czerwca), a najpóźniej Cryptomyzus galeopsidis Kalt., mszyca porzeczkowo-poziewnikowa (1 lipca).

4 4 Ziemniak Polski 2010 nr 4

5 5 We wszystkich miejscowościach i latach badań wiosenna migracja mszyc nieziemniaczanych rozpoczynała się w terminie wcześniejszym niż mszyc ziemniaczanych. Zależnie od miejscowości i roku obserwacji różnica ta wahała się od 8 dni w Starym Oleśnie w roku 2009 do 34 dni w Szyldaku w Świadczy to o tym, że w warunkach naturalnych rośliny ziemniaka mogą być zakażane przez wirusy przenoszone przez mszyce niezwiązane pokarmowo z ziemniakiem już we wczesnym okresie wegetacji, zanim rozpocznie się migracja mszyc ziemniaczanych. Na rysunku 1 przedstawiono przebieg dynamiki liczebności mszyc odłowionych do żółtych naczyń w okresie od maja do sierpnia w 3 miejscowościach w latach 2008 i 2009, a w roku 2010 od maja do 20 lipca. Wyniki uzyskane w czwartej miejscowości (Wodzierady) dotyczą obserwacji prowadzonej od maja do 20 lipca i tylko w roku Uwzględniono mszyce M. persicae oraz A. nasturtii i A. frangulae (łącznie), a także łączną liczbę wszystkich stwierdzonych gatunków mszyc (jeżeli wszystkie wystąpiły w danym roku) niezwiązanych pokarmowo z ziemniakiem. Dane dotyczą średniej liczby mszyc z 2 żółtych naczyń. Presja mszyc ziemniaczanych (M. persicae oraz A. nasturtii i A. frangulae łącznie) w 2010 roku była bardzo niska, wielokrotnie niższa w porównaniu zarówno z przeciętnym poziomem z lat , jak i danymi z roku 2008 (uwaga ta dotyczy tylko 3 miejscowości: Bonin, Szyldak i Stare Olesno, ponieważ w Wodzieradach monitoring rozpoczęto dopiero w roku 2010). Była też wyraźnie niższa w porównaniu z niską presją notowaną w roku Zagrożenie przez mszyce nieziemniaczane w Szyldaku utrzymywało się na poziomie zbliżonym do przeciętnego z wielolecia ( ), a na początku sezonu wegetacyjnego było nawet zbliżone do wysokiej presji z roku W Starym Oleśnie presja tych mszyc utrzymywała się początkowo również na poziomie przeciętnym z wielolecia i z 2009 roku, a później była niższa. Natomiast w całym okresie obserwacji utrzymywała się na poziomie wielokrotnie niższym niż w roku Stwierdzony wzrost liczby mszyc w II dekadzie lipca jest związany z występowaniem wyłącznie mszycy kapuścianej Brevicorynae brassicae L., która nie ma w zasadzie żadnego znaczenia w przenoszeniu PVY. W Boninie odnotowano niską presję mszyc nieziemniaczanych, znacznie niższą zarówno w porównaniu z przeciętną z wielolecia, jak i danymi z roku 2009, i wielokrotnie niższą niż w roku W tabeli 2 podano liczbę mszyc M. persicae oraz A. nasturtii i A. frangulae (łącznie) stwierdzonych na liściach ziemniaka w 5 miejscowościach. Uwzględniono dane z roku 2010 oraz dla porównania wyniki z lat 2008 (bez Mierzymia i Czarnoszyc) i Owady liczono na 100 roślinach (krzakach) odmiany Tajfun, zasadniczo co 10 dni, począwszy od pełni wschodów roślin, biorąc z każdej z nich po 1 liściu pierzastym piętra środkowego. Wyniki z lat 2008 i 2009 dotyczą sumy mszyc z całego sezonu wegetacyjnego (do 31 sierpnia), natomiast dane z roku 2010 są jeszcze niepełne, ponieważ dotyczą stanu na dzień 20 lipca. Z tego powodu porównywanie wyników między latami może być obarczone pewnym błędem. Tabela 2 Liczba mszyc Myzus persicae (Mp) i Aphis nasturtii (An) + Aphis frangulae (Afr) na liściach ziemniaka odmiany Tajfun w 5 miejscowościach w latach Miejscowość Mp An + Afr * * Bonin Stare Olesno Mierzym Przechlewo Czarnoszyce * dane na dzień 20 lipca. Pozostałe dane dotyczą sumy mszyc z całego sezonu wegetacyjnego

6 6 Ziemniak Polski 2010 nr 4

7 7 Osobniki M. persicae wystąpiły w 2010 roku nielicznie i tylko w 3 miejscowościach. W Boninie i Przechlewie stwierdzono odpowiednio 17 i 18 osobników, a w Mierzymiu tylko 3 mszyce. W 2 pozostałych miejscowościach (Stare Olesno i Czarnoszyce) w ogóle nie stwierdzono obecności M. persicae. Można uważać, że liczebność tej mszycy we wszystkich 3 latach ( ) była w miarę porównywalna, z tym zastrzeżeniem, że po zakończeniu pełnych obserwacji w 2010 roku może okazać się większa. Mszyce A. nasturtii i A. frangulae (łącznie) wystąpiły znacznie liczniej. Najwięcej osobników stwierdzono w Starym Oleśnie (1010), a ponad dwukrotnie mniej w Przechlewie (409). W Boninie i Czarnoszycach ich obecność była stosunkowo niewielka (odpowiednio 122 i 119), a wyraźnie najmniej licznie wystąpiły w Mierzymiu (32). Porównując występowanie tych owadów we wszystkich 3 latach badań, należy zauważyć, że we wszystkich miejscowościach ich liczebność w 2010 roku była większa niż w Szczególnie duże różnice stwierdzono w Starym Oleśnie (odpowiednio 1010 i 5) oraz Przechlewie (odpowiednio 409 i 13). Liczebność w Starym Oleśnie (1010) przewyższała również dane z roku 2008 (552). Można też przypuszczać, że w Boninie w 2008 roku było ich więcej (4459) niż w 2010 (122) i ta duża przewaga liczbowa (może się ewentualnie nieco zmniejszyć) powinna się już utrzymać do końca sezonu wegetacyjnego. Dane z Przechlewa również wskazują, że rok 2008 (751mszyc) odznaczał się liczniejszym ich wystąpieniem niż 2010 (409). Uzyskane dane na temat presji mszyc, wektorów wirusów ziemniaka, łącznie z analizą przebiegu pogody, pozwalają na sformułowanie ogólnej prognozy zagrożenia plantacji nasiennych ziemniaka przez wirusy. Przewidywane porażenie wirusami Y i liściozwoju bulw zbioru 2010 roku: w całym kraju będzie niskie lub bardzo niskie, szczególnie w części północnej Polski. Powinno być jeszcze niższe niż w 2009 roku i znacznie niższe niż w Literatura 1. Brunt A. A., Crabtree K., Dallwitz M. J., Gibbs A. J., Watson L Viruses of Plants. CAB International, Wallingford, UK: 1484 pp.; 2. Davis J. A., Radcliffe E. B., Ragsdale D. W Probing behavior of aphid species differing in PVY transmission efficiency. Entomological Society of America, Annual Meeting; 3. Gabriel W Epidemiologia chorób wirusowych ziemniaka. PWN Warszawa: 204 s.; 4. Kostiw M., Robak B Skład gatunkowy, termin migracji i dynamika liczebności mszyc nieziemniaczanych w uprawie ziemniaka w różnych rejonach kraju. Prog. Plant Prot. 48 (3):