FACULTY OF PRODUCTION ENGINEERING WYDZIAŁ INŻYNIERII PRODUKCJI WSPÓŁCZESNE ASPEKTY INŻYNIERII PRODUKCJI XX MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA NAUKOWA STUDENTÓW CONTEMPORARY ASPECTS OF PRODUCTION ENGINEERING XX INTERNATIONAL STUDENTS SCIENTIFIC CONFERENCE Warszawa, 25 maja 2011r. Warsaw University of Life Sciences Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
Dzień Wydziału Inżynierii Produkcji 2011 XX Międzynarodowa Konferencja Naukowa Studentów Współczesne aspekty inżynierii produkcji PATRONAT HONOROWY Minister Rolnictwa i Rozwoju Wsi Marek Sawicki Minister Nauki i Szkolnictwa Wyższego Prof. dr hab. Barbara Kudrycka JM Rektor Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Prof. dr hab. Alojzy Szymański Komitet Organizacyjny: Dr inż. Szymon Głowacki Weronika Bazylak Rafał Baleja Bartosz Romanowicz Opracowanie: Dr inż. Szymon Głowacki inż. Klaudia Kurzawska inż. Michał Grigalis Materiały wydane na prawach rękopisu
Bartnicki Michał, dr inż. Pusz Wojciech, mgr inż. Ogórek Rafał Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Studenckie Koło Naukowe Fitopatologów,,Skosik Metody ochrony zbóż przed chorobami ze szczególnym uwzględnieniem zastosowania biostymulatorów /Methods of protection against diseases of cereals with particularemphasis on the use of biostimulators/ ABSTRACT The introduction of integrated crop production, including the integrated production of cereals after 2014 brings with it the need to use non chemical methods of plant protection, especially methods of agrotechnical and breeding. Therefore the withdrawal of many chemical preparations selection of adequate plant protection gives the farmer a lot of problems. The new group of agents used in the modern technology of field crops occupy biostimulators. Biostimulators influence the course of life processes in plants, support the natural defense mechanisms, and indirectly also influence the development of pathogen reduction.. The most commonly used among commercially available biostimulators by Polish producers is the preparation of Asahi SL.. It contains in its composition of phenolic compounds (ortho- and para-nitrofenolan sodium and 5-nitrogujakolan sodium), which increased synthesis occurs naturally in plant cells during stress conditions for them. The aim of the experiment was to determine the effect of biostimulator Asahi SL on the growth of some species of fungi. Isolates of Fusarium fungi were used in the study. The experiment was conducted at 22 C, in triplicate, and four variants of concentration of the preparation. Petri dishes were placed on the medium containing 7-daysgrown mycelium with a diameter of 4 mm. Observations and measurements of the diameter of the mycelium were performed after 7 and 14 days of incubation. The obtained results were subject to analysis of variance (ANOVA) using standard statistical methods. Means were compared using Fisher s least significant difference (LSD) test at 0.01. The results of the experiment show that the fungi used in the study have varied the in their growth rate, and respond differently to different concentrations of the biostimulator in the medium. Sowa kluczowe: biostymulatory, ochrona 21
WSTĘP Wprowadzenie integrowanej produkcji roślinnej, w tym także integrowanej produkcji zbóż po 2014 roku niesie za sobą konieczność wykorzystania w ochronie roślin metod nie chemicznych, zwłaszcza metody agrotechnicznej i hodowlanej. W związku z wycofaniem wielu preparatów chemicznych dobór odpowiedniego środka ochrony roślin stwarza rolnikowi wiele problemów. Nową grupę preparatów stosowanych w nowoczesnej technologii upraw polowych zajmują biostymulatory [Kozak 2009]. Biostymulatory wpływają na przebieg procesów życiowych w roślinie, wspomagają naturalne mechanizmy obronne, a pośrednio wpływają także na ograniczenie rozwoju patogenów [Michalski i in. 2008]. Spośród dostępnych na rynku biostymulatorów najczęściej stosowanym jest preparat Asahi SL. Zawiera on w swoim składzie związki fenolowe (ortoi para-nitrofenolan sodu oraz 5-nitrogujakolan sodu), których nasilenie syntezy występuje naturalnie w komórkach roślinnych, podczas warunków dla nich stresowych. Działanie preparatu polega na wspomaganiu roślin narażonych na czynniki stresowe takie jak: złe warunki pogodowe, siedliskowe oraz porażenie przez patogeny grzybicze. Powoduje on m.in. polepszenie wigoru roślin poprzez poprawienie turgoru komórek oraz gospodarki hormonalnej [Ogórek i Pusz 2011]. CEL BADAŃ Celem przeprowadzonego doświadczenia było określenie wpływu biostymulatora Asahi SL na wzrost wybranych gatunków grzybów z rodzaju Fusarium. MATERIAŁ I METODY BADAŃ Do badań wybrano izolaty grzybów rodzaju Fusarium. Izolaty Fusarium oxysporum wyizolowane zostały z pszenżyta, natomiast pozostałe grzyby wyosobniono z podstawy łodygi rzepaku. Pochodziły one z kolekcji Zakładu Fitopatologii i Mikologii Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Czyste kultury wybranych izolatów uzyskano metodą kultur jednozarodnikowych. Zarodniki przenoszono na zestaloną i zakwaszoną pożywkę PDA (Potato Dextrose Agar) frmy Biocorp. Doświadczenie wykonano w warunkach temperatury pokojowej (22 o C), w trzech powtórzeniach oraz następujących wariantach stężeniowych preparatu: 0,4 l ha -1 (0,133g preparatu na 100ml pożywki), 0,6 l ha -1 (0,2g preparatu na 100ml pożywki - dawka zalecana dla Asahi SL), 1,0 l ha -1 (0,33g preparatu na 100ml pożywki) oraz 0,0 l ha -1 (kontrola). Na pożywce umieszczono krążek 7-niowej grzybni o średnicy 4 mm. Obserwacje i pomiary średnicy grzybni wykonano po 7 i 14 dniach inkubacji. 22
Uzyskane wyniki poddano analizie wariancji (ANOVA), przy użyciu standardowych metod statystycznych (pakiet,,statistica 9.0 ). Średnie porównano za pomocą testu Fishera na poziomie istotności (LSD) α 0,01. WYNIKI Analiza wyników przeprowadzonego doświadczenia wykazała, że biostymulator wpływa hamująco na wzrost grzybni wybranych izolatów Fusarium (tab. 1, 2). Na wykresach 1 i 2 przedstawiono oddziaływania poszczególnych dawek Asahi SL na wzrost grzybni wybranych izolatów. Po 7 dniowej inkubacji odnotowano, że dawki Asahi SL wykazały działanie hamujące wzrost grzybów wprost proporcjonalnie do ich stężenia dla obu izolatów F. oxysporum, F. culmorumorazpierwszego izolatu F. poae. Jednakże pod względem statystycznym wyniki te nie rożną się istotnie. Izolat drugi F. poae nie reagował na dawki preparatu zgodnie ze wzrostem jego stężenia. W przypadku F. oxysporum odnotowano najmniejszy wzrost grzybni w odniesieniu do próby kontrolnej (tab.1). Biostymulator Asahi SL po 14 dniach hamował wzrost prawie wszystkich izolatów grzybów wykorzystanych w doświadczeniu, ale tylko niektóre oddziaływania były istotne statystyczne. Pod względem statystycznym istotny były tylko wpływ preparatu na wzrost oba izolaty F. oxysporum. Podobnie jak po pierwszym okresie inkubacji wzrost izolatu drugiego F. poae nie był hamowany. W przypadku F. oxysporum odnotowano najmniejszy wzrost grzybni pod wpływem preparatu Asahi SL w odniesieniu do próby kontrolnej (tab. 2). 23
Tabela 1/Table 1 Oddziaływanie dawek preparatu Asahi SL na wzrost grzybów po 7 dniach /The impact of the doses of Asahi SL on the growth of fungi after 7 days dawka [l ha -1 ] dose [l ha -1 ] średni wzrost kolonii [mm] average increase of colony [mm] F. oxysporum F. poae F. culmorum Izolat 1 Izolat 2 Izolat 1 Izolat 2 Izolat 1 Izolat 2 0,0 41,0 a* 38,0 a 58,0 a 67,2 bc 57,9 a 48,0 a 0,4 40,0 a 35,0 a 58,7 a 70,4 ab 55,6 a 49,9 a 0,6 37,8 ab 34,0 a 54,7 a 72,3 a 55,3 a 47,5 a 1,0 36,3 b 32,0 a 53,8 a 66,9 a 56,9 a 43,4 a *Wartości w kolumnach oznaczone tą samą litera nie różnią się istotne. Test Fishera poziom istotności (LSD), α 0,01 *Values in columns marked with the same letter are not significant differented. Fisher's least significant difference (LSD) test, α 0,01 Tabela 2/Table 2 Oddziaływanie dawek preparatu Asahi SL na wzrost grzybów po 14 dniach / The impact of the doses of Asahi SL on the growth of fungi after 14 days dawka [l ha -1 ] dose [l ha -1 ] średni wzrost kolonii [mm] average increase of colony [mm] F. oxysporum F. poae F. culmorum Izolat 1 Izolat 2 Izolat 1 Izolat 2 Izolat 1 Izolat 2 0,0 67,5 a* 63,6 ab 79,3 a 84,0 a 85,0 a 85,0 a 0,4 64,5 ab 65,0 a 79,1 a 84,6 a 85,0 a 84,0 a 0,6 60,0 ab 57,5 bc 78,7 a 85,0 a 84,0 a 84,0 a 1,0 57,6 c 51,1 c 75,6 b 85,0 a 83,0 a 83,0 a *Wartości w kolumnach oznaczone tą samą litera nie różnią się istotne. Test Fishera poziom istotności (LSD), α 0,01 *Values in columns marked with the same letter are not significant differented. Fisher's least significant difference (LSD) test, α 0,01 24
wzrost kolonii [mm] (growth of colony [mm]) wzrost kolonii [mm] (growth of colony [mm]) 90 80 70 60 50 40 30 20 0 0,4 0,6 1 daw ka [l ha-1] (dose [l ha-1]) F. oxysporum - 1 F. oxysporum - 2 F. poae - 1 F. poae - 2 F. culmorum - 1 F. culmorum - 2 Rysunek 1/Figure 1 Oddziaływanie dawek preparatu Asahi SL na wzrost grzybów po 7 dniach/ The impact of the doses of Asahi SL on the growth of fungi after 7 days 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 0 0,4 0,6 1 daw ka [l ha-1] (dose [l ha-1]) F. oxysporum - 1 F. oxysporum - 2 F. poae - 1 F. poae - 2 F. culmorum - 1 F. culmorum - 2 Rysunek 2/Figure 2 Oddziaływanie dawek preparatu Asahi SL na wzrost grzybów po 14 dniach / The impact of the doses of Asahi SL on the growth of fungi after 14 days 25
DYSKUSJA Grzyby z rodzaju Fusarium są jedną z najważniejszych grup patogenów roślin [Guarro i Gené 1995]. Ponadto wydzielają one różne metabolity wtórne m.in. mikotoksyny, które stanowią poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa żywności i zdrowia ludzi oraz zwierząt [Bai i Shaner 2004, Frandsen i in. 2006]. Wiele mikotoksyn jest niewrażliwych na obróbkę cieplną, w wyniku czego są stabilne podczas standardowych procesów przygotowywania żywności i pasz [Pokrzywa i in. 2007]. Obecnie głównym sposobem walki z tymi patogenami jest metoda chemiczna. Jednakże biorąc pod uwagę wzrost zapotrzebowania na produkty wytwarzane metodami ekologicznymi, rolnicy zmuszeni są do szukania nowych środków walki z patogenami roślin. Jednym z wyjść może być wprowadzenie preparatów na bazie substancji nie szkodliwych dla środowiska [Panasiewicz i in. 2008]. Do preparatów takich zalicza się m.in. biostymulatory, których zadaniem jest zmniejszenie negatywnego wpływu warunków siedliskowych na rośliny [Maciejewski i in. 2007]. Biostymulatory nie są fungicydami, ale w pewnym stopniu mogą chronić roślinny również przed chorobami powodowanymi przez grzyby m.in. poprzez zwiększenie ich naturalnej odporności. Potwierdzają to badania Saniewskiej [2000], która stwierdziła iż stosowanie preparatu Atonik SL (ta sama substancja aktywna jak w preparacie Asahi SL) wpływa korzystnie na zdrowotność roślin ozdobnych. Podobne rezultaty uzyskali Pusz i Pląskowska [2008] stwierdzając pozytywny wpływ biostymulatora Asahi SL na porażenie łodyg rzepaku przez Sclerotinia sclerotiorum. W przeprowadzonym doświadczeniu po obu okresach inkubacji zauważono hamujący wpływ Asahi SL na wzrost większości grzybów z rodzaju Fusarium użytych do badań. Właściwości inhibicyjne preparatu w wielu przypadkach wzrastały wraz z jego stężeniem, ale tylko po 14 dniowej inkubacji były istotne statystycznie dla obu izolatów F. oxysporum. Podobne tendencje zauważył Ogórek i in. [2011] badając wpływ Asahi SL na wzrost grzybów z gatunku Fusarium oxysporum. Stwierdzili oni, że zarówno po 7 jak i 14 dniowej inkubacji właściwości inhibicyjne Asahi SL utrzymywały podobne tendencje. Inhibicyjne właściwości Asahi SL potwierdza również doświadczenie Ogórka i Pusz [2010]. Badali oni wpływ Asahi SL na wzrost grzybów Fusarium spp. oraz Alternaria alternata, Rhizoctonia solani i Sclerotinia sclerotiorium. Jednak stwierdzili oni, że najsilniej hamowany jest wzrost izolatów F. oxysporum przez ten biostymulator. Należy podkreślić, iż biostymulatory są preparatami wspomagającym rośliny w sytuacjach stresowych, jednak nie zastąpią przeprowadzenia zabiegów pielęgnacyjnych przed agrofagami, w uprawach polowych, jak i terenach zielonych. 26
WNIOSKI 1. Preparat Asahi SL w zależności od zastosowanej dawki wpływa na ograniczenie wzrostu grzybów z rodzaju Fusarium. 2. Właściwości inhibicyjne preparatu Asahi SL utrzymywały się w obydwóch okresach badań. 3. Biostymulator Asahi SL prawdopodobnie może być stosowany do ograniczenia wzrostu wybranych gatunków grzybów z rodzaju Fusarium. LITERATURA 1. Bai G.H, Shaner G., 2004. Management and resistance in wheat and barley to Fusarium head blight. Annual Review of Phytopathol., (42): 135 161. 2. 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. 3. Guarro J, Gené J., 1995. Opportunistic fusarial infections in humans. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis., (14): 741 754. 4. Kołaczyńska-Janicka M. 2004. Wieś Jutra 2004, nr 3, s.25-26 5. Kozak M., 2009. Biostymulator, dobry wybór. Agrotechnika 3: 61-62. 6. Maciejewski T., Szukała J., Jarosz A. 2007. Influence of biostymulator Asahi SL on qualitative tubes of potatoes.. J. of Res. and Apll. in Agricult. Eng., 52(3): 109 12. 7. Michalski T., Groszkiewicz-Janak J., Bartos-Spychała M. 2008. Skuteczność Asahi SL w ochronie mieszanki jęczmienia z pszenicą w porównaniu do siewów czystych. Biostymulatory w nowoczesnej uprawie. Warszawa, 7-8.02.2008. 8. Ogórek R., Łobczowski M., Pusz W. 2011. Wpływ biostymulatora Asahi SL na wzrost wybranych szczepów Fusarium oxysporum Schlecht. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych (w druku). 9. Ogórek R., Pusz W. 2010.. Możliwości wykorzystania biostymulatora Asahi SL w ochronie roślin na terenach zurbanizowanych. Monografia: 27
,,Problemy ochrony roślin na terenach zurbanizowanych, red E. Pląskowska, 40 46. 10. Panasiewicz K., Sulewska H., Koziara W. 2008. Efficacy of biological and chemical active compounds in protection of Triticum durum against fungal diseases. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 53(4): 30 32. 11. Pokrzywa P., Cieślik E., Topolska K. 2007. Ocena zawrtosci mikotoksyn w wybranych produktach spożywczych. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 3(52); 139 146. 12. Pusz W., Pląskowska E. 2008. Wpływ stosowania preparatu Asahi SL na zdrowotność rzepaku ozimego. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 531: 185-191. 13. 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. 28