Anna Sapieha-Waszkiewicz*, Barbara Marjańska-Cichoń*, Ryszard Miętkiewski*

Transkrypt

1 OchrOna ŚrOdOwiska i ZasObów naturalnych nr 43, 2010 r. Anna Sapieha-Waszkiewicz*, Barbara Marjańska-Cichoń*, Ryszard Miętkiewski* PORÓWNANIE WPŁYWU PREPARATÓW BIOTECHNICZNYCH BIOCZOS S, BIOSEPT 33 SL I SYNTETYCZNYCH PESTYCYDÓW NA KIEŁKOWANIE ZARODNIKÓW GRZYBÓW OWADOBÓJCZYCH COMPARISION OF BIO-PESTICIDES BIOCZOS S, BIOSEPT 33 SL AND SYNTHETIC PESTICIDES INFLUENCE ON GERMINATION OF ENTOMOPATHOGENIC FUNGI SPORES Słowa kluczowe: preparaty biotechniczne, syntetyczne pestycydy, kiełkowanie zarodników, grzyby entomopatogenne. Key words: bio-pesticides, synthetic pesticides, germinating spores, entomopathogenic fungi. The influence of bio-pesticides (Bioczos S-garlic extract and Biosept 33 SL-grapefruit extract) and synthetic pesticides (Teldor 500 SC-fenheksamid, Zolone 350 EC-fozalon and Chwastox Extra 300 SL-MCPA) on germination of entomopathogenic fungi spores (Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae and Isaria fumosorosea=paecilomyces fumosoroseus) has been studied in vitro. The pesticides were added to 2% sterile agar in the following doses: recommended (A) and 10 times lower than recommended (B). germinating spores were counted through 3 days and nights. It was observed that synthetic pesticides were stronger inhibitors for germination of entomopathogenic fungi spores than bio-pesticides. Biosept used in recommended dose was more toxic for fungi conidia than Bioczos. Biosept used in lower dose (B) had stimulating effect on spores of all studied fungi. The influence of Bioczos used in B-dose was weaker in comparison to Biosept. As far as synthetic pesticides are concerned, Zolone was the strongest inhibitor for germination of studied fungi spores and Chwastox showed the weakest toxic influence on conidia of all studied fungi. * Dr inż. Anna Sapieha-Waszkiewicz, dr inż. Barbara Marjańska-Cichoń, prof. dr hab. Ryszard Miętkiewski Katedra Ochrony Roślin, Akademia Podlaska, ul. B. Prusa 14, Siedlce; tel.: ; sapieha@ap.siedlce.pl; bacha.c@interia.pl 117

2 Anna Sapieha-Waszkiewicz, Barbara Marjańska-Cichoń, Ryszard Miętkiewski 1. WPROWADZENIE Powszechne stosowanie chemicznych środków ochrony roślin, wiąże się z potencjalnym zagrożeniem wynikającym z ich szkodliwego oddziaływania na środowisko [Ochmian i in. 2009]. W Polsce, zużycie środków ochrony roślin, zwłaszcza w uprawach intensywnych, takich jak sady czy jagodniki, jest w dalszym ciągu bardzo duże, szczególnie w ochronie sadów jabłoniowych i truskawek [Surawska 2006]. Grzyby owadobójcze jako naturalni wrogowie pełnią istotną rolę w ograniczaniu populacji ważnych gospodarczo szkodników wielu upraw [Miętkiewski 1985; Jaworska 1979; Machowicz-Stefaniak 1986; Tkaczuk i Miętkiewski 1995]. Grzyby mitosporowe, zaliczane do rodzajów Beauveria, Isaria czy Lecanicillium, są wykorzystywane również w formie biopreparatów w biologicznej ochronie roślin [Faria i Wraight 2007]. Stosowane powszechnie pestycydy mogą jednak oddziaływać negatywnie na występowanie, wzrost i rozwój tych mikroorganizmów [Miętkiewski i in. 1992, Miętkiewski i Sapieha 1992, 1995; Marjańska-Cichoń i in. 2003]. Preparaty biotechniczne, takie jak oparty na wyciągu z czosnku Bioczos S i będący wyciągiem z owoców grejpfruta Biosept 33 SL, są zaliczane do preparatów bezpiecznych dla środowiska i człowieka. Stosowane we wszystkich fazach rozwojowych roślin, zwalczają choroby pochodzenia grzybowego i bakteryjnego, w tym tak ważne, jak mączniaki prawdziwe i szara pleśń [Dłużniewska 2004; Janas i in. 2002; Saniewska 2002; Sapieha-Waszkiewicz i in. 2001; Orlikowski 2001; Niezborała i Marjańska-Cichoń 2000 i 2001]. Wydaje się, że grupa preparatów biotechnicznych opartych na ekstraktach z roślin znajdzie szerokie zastosowanie w ekologicznej i integrowanej produkcji, zwłaszcza wobec wejścia w życie rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1107/2009 [Rozporządzenie (UE) ], w którym stwierdza się, że w integrowanej ochronie roślin priorytetowo należy traktować niechemiczne oraz naturalne rozwiązania alternatywne [Tomalak 2010]. Celowe jest zatem poznanie wpływu preparatów biotechnicznych nie tylko na patogeny roślin, ale i na pożyteczne mikroorganizmy, w tym grzyby owadobójcze. 2. MATERIAŁ I METODY BADAŃ W doświadczeniu testowano następujące gatunki grzybów owadobójczych: Beauveria bassiana (Bals.) Vuill., Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorok i Isaria fumosorosea = Paecilomyces fumosoroseus (Wize) Brown et Smith. Grzyby wyizolowano metodą owadów pułapkowych [Zimmermann 1986] z gleby z sadu jabłoniowego, pochodzącej z ugoru herbicydowego. W badaniach wykorzystano dwa preparaty biotechniczne: Bioczos S (preparat czosnkowy) i Biosept 33 SL (ekstrakt z grejpfruta). Preparaty zastosowano w dawce zalecanej w praktyce (A) i w dawce 10 razy niższej od zalecanej (B). W doświadczeniu stosowano również syntetyczne pestycydy z grupy fungicydów Teldor 500 SC (fenheksamid) i z grupy herbicydów Chwastox Extra 300 SL (MCPA), 118

3 Porównanie wpływu preparatów biotechnicznych Bioczos S, Biosept 33 SL... w analogicznych dawkach. W celach porównawczych określono także wpływ na kiełkowanie grzybów insektycydu fosforoorganicznego preparatu Zolone 350 EC (fozalon), który został wycofany ze stosowania w ochronie roślin. Tabela 1. Charakterystyka preparatów zastosowanych w doświadczeniu Table 1. Description of preparations applied in the experiment Preparat Substancja aktywna Dawka zalecana (ml preparatu/1 litr) Bioczos S ekstrakt z czosnku 25,0 Biosept 33 SL ekstrakt z grejpfruta 1,0 Teldor 500 SC fenheksamid 2,2 Zolone 350 EC fozalon 2,9 Chwastox Extra 300 SL sól sodowa MCPA 0,08 Preparaty dodano do sterylnego 2% agaru. Kolejne stężenia uzyskiwano metodą rozcieńczeń. Tak przygotowany agar nanoszono na szkiełka podstawowe, umieszczone w sterylnych kamerach. Na przygotowane szkiełka naniesiono zawiesiny zarodników grzybów owadobójczych, pochodzące z 20-dniowych hodowli. Obserwacje kiełkowania zarodników prowadzono co 24 godziny przez 3 kolejne doby. Kontrolę stanowiły zarodniki, kiełkujące na agarze bez dodatku pestycydów. Każdą kombinację doświadczenia wykonano w 3 powtórzeniach. 3. WYNIKI BADAŃ I DYSKUSJA Wpływ preparatów biotechnicznych na zarodniki testowanych grzybów owadobójczych był zróżnicowany (rys. 1 5). Bioczos S zastosowany w dawce polowej (A) uniemożliwiał kiełkowanie zarodników B. bassiana i I. fumosorosea jedynie przez 24 godz., zaś kiełkowanie zarodników M. anisopliae ograniczał prawie o 84% w stosunku do kontroli (rys. 1). Od drugiej doby intensywność kiełkowania zarodników wszystkich gatunków grzybów wzrosła, osiągając w ostatnim dniu odpowiednio: dla zarodników B. bassiana 84,9%, dla M. anisopliae 61,0%, zaś dla I. fumosorosea 53,7% w stosunku do kontroli. Bioczos S w dawce B (10-krotnie mniejszej od zalecanej) praktycznie nie oddziaływał negatywnie na zarodniki badanych grzybów, jedynie kiełkowanie B. bassiana było w pierwszej dobie doświadczenia o około 30% mniejsze niż kiełkowanie zarodników w kombinacji kontrolnej (rys. 1). Biosept 33 SL w dawce zalecanej (A) całkowicie zahamował kiełkowanie zarodników B. bassiana i M. anisopliae (rys. 2). Kiełkowanie I. fumosorosea obserwowano dopiero po trzech dobach i stwierdzono zaledwie 12,7% skiełkowanych spor w stosunku do kontroli. Działanie Bioseptu 33 SL w dawce 10-krotnie mniejszej niż zalecana (B), było całkowicie odmienne. Obserwowano stymulujące działanie preparatu na zarodniki wszystkich badanych gatunków (rys. 2). 119

4 Anna Sapieha-Waszkiewicz, Barbara Marjańska-Cichoń, Ryszard Miętkiewski Objaśnienia: dawka A stężenie zalecane, dawka B stężenie 10-krotnie niższe niż zalecane. Rys. 1. Wpływ preparatu Bioczos S na kiełkowanie zarodników grzybów owadobójczych (% w stosunku do kontroli) Fig. 1. The influence of preparation Bioczos S on germination of entomopathogenic fungi spores (given in % to control) Objaśnienia: jak przy rys. 1. Rys. 2. Wpływ preparatu Biosept 33 SL na kiełkowanie zarodników grzybów owadobójczych (% w stosunku do kontroli) Fig. 2. The influence of preparation Biosept 33 SL on germination of entomopathogenic fungi spores (given in % to control) 120

5 Porównanie wpływu preparatów biotechnicznych Bioczos S, Biosept 33 SL... W literaturze brak jest informacji na temat wpływu biopreparatów Bioczos S i Biosept 33 SL na zarodniki grzybów owadobójczych. Wiadomo jednak, że wspomniane preparaty w niewielkim stopniu hamują wzrost tych grzybów [Sapieha-Waszkiewicz i in. 2005]. Z grupy syntetycznych pestycydów najsilniej działał na zarodniki grzybów owadobójczych fosforoorganiczny insektycyd Zolone 350 EC (rys. 3). Objaśnienia: jak przy rys. 1. Rys. 3. Wpływ preparatu Zolone 350 EC na kiełkowanie zarodników grzybów owadobójczych (% w stosunku do kontroli) Fig. 3. The influence of preparation Zolone 350 EC on germination of entomopathogenic fungi spores (given in % to control) Przy dawkach A i B preparatu obserwowano całkowity brak kiełkowania konidiów I. fumosorosea. Z kolei kiełkowanie zarodników B. bassiana i M. anisopliae było silnie hamowane przez cały czas trwania eksperymentu. Toksyczne właściwości preparatu Zolone 350 EC w stosunku do konidiów grzybów owadobójczych potwierdzają badania Sapiehy [1994]. Fungicyd Teldor 500 SC silniej działał na B. bassiana i I. fumosorosea. Przy zalecanej dawce A preparatu zarodniki B. bassiana nie kiełkowały, kiełkowanie zaś I. fumosorosea uległo zahamowaniu w 96,2% w stosunku do kontroli (rys. 4). 121

6 Anna Sapieha-Waszkiewicz, Barbara Marjańska-Cichoń, Ryszard Miętkiewski Sapieha-Waszkiewicz i in. [2005] zaobserwowali jednak, że Teldor w warunkach in vitro w niewielkim stopniu wpływał na wzrost testowanych grzybów. Z literatury wiadomo, że fungicydy należące do innych grup chemicznych niż Teldor 500 SC w sposób znaczący ograniczały kiełkowanie zarodników grzybów owadobójczych [Loria i in. 1983; Watt i in. 1984]. Teldor 500 SC w dawce B również silnie hamował kiełkowanie konidiów obu gatunków grzybów. Grzyb M. anisopliae natomiast był bardziej odporny na toksyczne działanie Teldoru 500 SC (rys. 4). Objaśnienia: jak przy rys. 1. Rys. 4. Wpływ preparatu Teldor 500 SC na kiełkowanie zarodników grzybów owadobójczych (% w stosunku do kontroli) Fig. 4. The influence of preparation Teldor 500 SC on germination of entomopathogenic fungi spores (given in % to control) Spośród syntetycznych pestycydów Chwastox Extra 300 SL najsłabiej oddziaływał na zarodniki grzybów owadobójczych (rys. 5). Gardner i Storey [1985] wykazali, że substancja aktywna 2,4-D, należąca do grupy fenoksykwasów, podobnie jak MCPA zawarta w preparacie Chwastox Extra 300 SL, uniemożliwiała lub hamowała kiełkowanie konidiów B. bassiana zależnie od zastosowanej koncentracji. Zarodniki I. fumosorosea, najmniej wrażliwe na ten preparat, przy dawce B kiełkowały podobnie jak w kontroli (rys. 5). 122

7 Porównanie wpływu preparatów biotechnicznych Bioczos S, Biosept 33 SL... Objaśnienia: jak przy rys. 1. Rys. 5. Wpływ preparatu Chwastox Extra 300 SL na kiełkowanie zarodników grzybów owadobójczych (% w stosunku do kontroli) Fig. 5. The influence of preparation Chwastox Extra 300 SL on germination of entomopathogenic fungi spores (given in % to control) 4. PODSUMOWANIE Przeprowadzone badania wykazały, że syntetyczne środki ochrony roślin silniej ograniczały kiełkowanie zarodników grzybów owadobójczych w porównaniu z działaniem preparatów biotechnicznych. Niewątpliwie preparatem najbardziej toksycznym dla spor okazał się Zolone 350 EC, który aktualnie jest już wycofany z obrotu i stosowania w ochronie roślin. Preparat Biosept 33 SL w dawce zalecanej okazał się bardziej toksyczny dla grzybów owadobójczych niż Bioczos S, a w mniejszej dawce toksyczność Bioseptu 33 SL zmniejszała się w porównaniu do toksyczności Bioczosu S. Stwierdzono ponadto, że Bioczos S w dawce zalecanej uniemożliwił kiełkowanie zarodników B. bassiana i I. fumosorosea tylko podczas pierwszej doby doświadczenia, a Biosept 33 SL zahamował kiełkowanie zarodników B. bassiana i M. anisopliae do końca trwania eksperymentu. Toksyczność Bioseptu 33 SL może zatem istotnie wpływać na ograniczenie skuteczności działania biopreparatów opartych na grzybach owadobójczych. 123

8 Anna Sapieha-Waszkiewicz, Barbara Marjańska-Cichoń, Ryszard Miętkiewski PIŚMIENNICTWO DŁUżNIEWSKA J Aktywność biopreparatów w zwalczaniu chorób grzybowych pędów róż. Progress in Plant Protection 44(2): FARIA M.R., WRAIGHT S.P Mycoinsecticides and mycoacaricides a comprehensive list with world wide coverage and international classification of formulation types. Biological Control. 43: GARDNER W.A., STOREY G.K Sensitivity of Beauveria bassiana to selected herbicides. Journal of Economic Entomology 78(6): JANAS R., SZAFIROWSKA A., KOŁOSOWSKI S Zastosowanie biopreparatów w biologicznej ochronie oberżyny. Progress in Plant Protection 42(2): JAWORSKA M Badania nad możliwością ograniczania populacji owocnicy jabłkowej- Hoplocampa testudinea Klug. (Hymenoptera, Tenthredinidae) przez pasożytnicze grzyby. Roczniki Nauk Rolniczych E 9(2): LORIA R., GALAINI S., ROBERTS D.W Survival of inoculum of the entomopathogenic fungus Beauveria bassiana as influenced by fungicides. Environmental Entomology 12(6): MACHOWICZ-STEFANIAK Z Grzyby towarzyszące obumieraniu diapauzujących gąsienic owocówki jabłkóweczki Laspeyresia pomonella L. (Lepidoptera, Tortricidae). Roczniki Nauk Rolniczych ser. E 16(1): MARJAŃSKA-CICHOŃ B., MIĘTKIEWSKI R., SAPIEHA-WASZKIEWICZ A Występowanie grzybów owadobójczych w glebie z sadów jabłoniowych o odmianach wrażliwych na parcha i parchoodpornych. Progress in Plant Protection 43(2): MIĘTKIEWSKI R Mikoflora martwych gąsienic kuprówki rudnicy (Euproctis chrysorrhoea L.) podczas diapauzy zimowej. Roczniki Nauk Rolniczych ser. E 15(1-2): MIĘTKIEWSKI R., SAPIEHA A Wzrost grzybów na pożywkach z dodatkiem preparatu Albarep. Zeszyty Naukowe WSRP Siedlce. Ser. R 29: MIĘTKIEWSKI R., SAPIEHA A Wpływ pestycydów stosowanych w ochronie ziemniaka na wzrost grzybów owadobójczych izolowanych z gleb pól ziemniaczanych. Acta Agrobotanica 48(2): MIĘTKIEWSKI R., SAPIEHA A., MIĘTKIEWKA Z Porównanie w warunkach in vitro wpływu herbicydów na wzrost grzybów owadobójczych izolowanych z gleby o różnym stopniu skażenia pestycydami. Zeszyty Naukowe WSRP Siedlce. Ser. R 31: NIEZBORAŁA E., MARJAŃSKA-CICHOŃ B Przydatność Bioczosu (preparatu czosnkowego) do zwalczania szarej pleśni truskawki. Ogólnopolska Naukowa Konferencja Ochrony Roślin Sadowniczych. Skierniewice, lutego: NIEZBORAŁA E., MARJAŃSKA-CICHOŃ B Przydatność Bioczosu (preparatu czosnkowego) do zwalczania szarej pleśni maliny odmiany Polana. Ogólnopolska Naukowa Konferencja Ochrony Roślin Sadowniczych. Skierniewice, lutego:

9 Porównanie wpływu preparatów biotechnicznych Bioczos S, Biosept 33 SL... OCHMIAN I., GRAJKOWSKI J., POPIEL J., OSTROWSKA M.K Wpływ stosowania chitozanu o różnej masie cząsteczkowej na plonowanie, jakość oraz zawartość polifenoli w owocach truskawki odmiany Senga Sengana. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 536: ORLIKOWSKI L.B Effect of grapefruit extract on development of Phytophthora cryptogea and control of foot rot of gerbera. Journal of Plant Protection Research 41(3): Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1107/2009 z dnia 21 października 2009 r. dotyczące wprowadzenia do obrotu środków ochrony roślin i uchylające dyrektywy Rady 79/117/EWG i 91/414/EWG (Dz. Urz. UE L 309). SANIEWSKA A Oddziaływanie biopreparatu Biosept 33 SL na Phoma narcissi Aderh. Progress in Plant Protection 42(2): SAPIEHA A Łączne stosowanie inhibitorów syntezy chityny i insektycydów biologicznych w zwalczaniu stonki ziemniaczanej (Leptinotarsa decemlineata Say.), ze szczególnym uwzględnieniem grzybów owadobójczych. Praca doktorska. WSRP Siedlce. SAPIEHA-WASZKIEWICZ A., MIĘTKIEWSKI R., MARJAŃSKA-CICHOŃ B., NIEZBORAŁA E Wpływ preparatu Biosept 33 SL i Bioczos pł. na grzyby fitopatogenne izolowane z kwiatów truskawki. Ogólnopolska Naukowa Konferencja Ochrony Roślin Sadowniczych. Skierniewice, lutego: SAPIEHA-WASZKIEWICZ A., MIĘTKIEWSKI R., MARJAŃSKA-CICHOŃ B., żurek M Reakcja grzybów owadobójczych na fungicydy pochodzenia roślinnego i syntetycznego in vitro. Acta Agrobotanica 58(1): SURAWSKA M Zużycie środków ochrony roślin w Polsce. Materiały VI Konferencji. Racjonalna technika ochrony roślin. Skierniewice, 4 5 października: TKACZUK C., MIĘTKIEWSKI R Wrogowie naturalni owocnicy porzeczkowej (Pachynematus pumilio Know.). Ogólnopolska Konferencja Naukowa: Nauka praktyce ogrodniczej. AR Lublin: TOMALAK M Rynek biologicznych środków ochrony roślin. 50. Sesja Nauk IOR-PIB. Poznań, 4 5 lutego. Streszczenia: WATT B.A., LEBRUN R.A., LOGAN P.A Pesticide effects on germination of Beauveria bassiana. Transactions of the British Mycological Society 82(4): ZIMMERMANN G Galleria bait method for detection of entomopathogenic fungi in soil. Journal of Applied Entomology 102: