ZAŁĄCZNIK 2 DR INŻ. LESZEK WOJCIECH LENC AUTOREFERAT Zakład Fitopatologii Molekularnej Katedra Entomologii i Fitopatologii Molekularnej Wydział Rolnictwa i Biotechnologii Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. J.J. Śniadeckich w Bydgoszczy ul. Ks. A. Kordeckiego 20 85-225 Bydgoszcz
AUTOREFERAT 1. Życiorys naukowy Imię i nazwisko: Leszek Wojciech Lenc Posiadane dyplomy, stopnie naukowe: 25.06.2003r. ukończenie studiów wyższych zawodowych i uzyskanie tytułu zawodowego inżyniera rolnictwa na Akademii Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy (obecnie Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy), Wydział Rolniczy (obecnie Wydział Rolnictwa i Biotechnologii), Katedra Fitopatologii (obecnie Zakład Fitopatologii Molekularnej w Katedrze Entomologii i Fitopatologii Molekularnej). Tytuł pracy dyplomowej: Możliwości wykorzystania zjawiska antagonizmu mikroorganizmów w biologicznej ochronie roślin ze szczególnym uwzględnieniem grzybów z rodzaju Trichoderma i Gliocladium oraz Streptomyces spp., promotor: prof. dr hab. Czesław Sadowski. 12.05.2005 r. ukończenie uzupełniających studiów magisterskich i uzyskanie tytułu magistra inżyniera rolnictwa w specjalności produkcja roślinna w Akademii Techniczno- Rolniczej w Bydgoszczy (obecnie Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy), Wydział Rolniczy (obecnie Wydział Rolnictwa i Biotechnologii), Katedra Fitopatologii (obecnie Zakład Fitopatologii Molekularnej w Katedrze Entomologii i Fitopatologii Molekularnej). Tytuł pracy dyplomowej: Aspekt fitopatologiczny grzybów zasiedlających Solanum tuberosum jego ryzoplanę, ryzosferę i glebę pozaryzosferową w ekologicznym i integrowanym systemie uprawy, promotor: prof. dr hab. Czesław Sadowski. 29.08.2008 r. uzyskanie stopnia naukowego doktora nauk rolniczych w dyscyplinie agronomia na Wydziale Rolniczym (obecnie Wydział Rolnictwa i Biotechnologii) Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy. Tytuł rozprawy doktorskiej: Aspekt fitopatologiczny zbiorowisk grzybów zasiedlających Solanum tuberosum i jego środowisko glebowe w ekologicznym i integrowanym systemie uprawy ze szczególnym uwzględnieniem rodzajów Rhizoctonia i Fusarium, promotor: prof. dr hab. Czesław Sadowski. Rozprawa doktorska została wyróżniona. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych. 1998 2003 zatrudnienie na stanowisku technicznym starszy technik w Katedrze Fitopatologii, Wydział Rolniczy, Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy. 2003 2009 zatrudnienie na stanowisku technicznym specjalista naukowo-techniczny w Katedrze Fitopatologii, Wydział Rolniczy, Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy (Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy). -1-
2009 do chwili obecnej zatrudnienie na stanowisku adiunkta w Zakładzie Fitopatologii Molekularnej Katedry Entomologii i Fitopatologii Molekularnej, Wydział Rolnictwa i Biotechnologii, Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy. 2. Opis osiągnięcia naukowego będącego podstawą do złożenia wniosku o wszczęcie postępowania habilitacyjnego Zgodnie z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. nr 65, poz. 595 z późn. zm.) przedkładam osiągnięcie naukowe pt.: Fuzarioza kłosów (Fusarium spp.) i aspekt fitopatologiczny jakości ziarna pszenicy (Triticum aestivum L.) uprawianej w systemie ekologicznym, integrowanym, konwencjonalnym i w monokulturze udokumentowane cyklem publikacji naukowych powiązanych tematycznie: 1.1. Lenc L. 2015. Fusarium head blight (FHB) and Fusarium populations in grain of winter wheat grown in different cultivation systems. J. Plant Protect. Res. 55 (1): 94-109. [15 pkt MNiSW, udział 100%]. 1.2. Grabowski A., Siuda R., Lenc L., Jaroszuk-Ściseł J. 2012. Effect of the degree of fusariosis on the physical characteristics of individual wheat kernels. Int. J. Food Sci. Tech. 47: 1122 1129. [IF=1,24 (IF 5-letnie =1,473); 25 pkt MNiSW; udział 20%]. 1.3. Grabowski A., Siuda R., Lenc L., Grundas S. 2012. Evaluation of single-kernel density of scab-damaged winter wheat. Int. Agrophys. 26: 129-135. [IF=1,025 (IF 5-letnie =1,118); 20 pkt MNiSW; udział 25%]. 1.4. Lenc L., Kuś J., Sadowski Cz. 2011. Fusarium spp. on ears and kernels of winter wheat in different cropping systems. J. Res. Appl. Agric. Engng. 56 (4): 32-36. [6 pkt MNiSW; udział 70%]. 1.5. Lenc L., Sadowski Cz. 2011. Wrażliwość 16 odmian pszenicy jarej uprawianej na Żuławach i w rejonie Bydgoszczy na fuzariozę kłosów (Fusarium spp.). Prog. Plant Prot./Post. Ochr. Rośl. 51 (2): 799-804. [6 pkt MNiSW; udział 90%]. 1.6. Lenc L. 2011. Fusarium head blight and Fusarium spp. occuring on grain of spring wheat in an organic farming system. Phytopathol. 62: 31-39. [6 pkt MNiSW; udział 100%]. 1.7. Siuda R., Grabowski A., Lenc L., Ralcewicz M., Spychaj-Fabisiak E. 2010. Influence of the degree of fusariosis on technological traits of wheat grain. Int. J. Food Sci. Tech. 45: 2596 2604. [IF=1,223 (IF 5-letnie =1,66); 27 pkt MNiSW; udział 20%]. 1.8. Łukanowski A., Lenc L. 2009. Inokulacja kłosów pszenicy zawiesiną Fusarium culmorum i Fusarium langsethiae, objawy fuzariozy kłosów oraz analiza mikologiczna zebranego ziarna. Prog. Plant Prot./Post. Ochr. Rośl. 49 (2): 671-674. [6 pkt MNiSW; udział 50%]. -2-
1.9. Sadowski Cz., Lenc L., Lemańczyk G., Pańka D. 2009. Występowanie fuzariozy kłosów pszenicy ozimej (Fusarium culmorum chemotyp DON) w zależności od programu ochrony. Prog. Plant Prot./Post. Ochr. Rośl. 49 (3): 1344-1348. [6 pkt MNiSW; udział 50%]. 1.10. Lenc L., Wyczling D, Sadowski Cz. 2009. Zasiedlenie ziarna pszenicy ozimej przez grzyby rodzaju Fusarium w zależności od przedplonu, uprawianej odmiany i stosowanych fungicydów. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych /ENVIRON. 41: 563-571. [4 pkt MNiSW; udział 70%]. Łączna wartość publikacji dokumentujących osiągnięcie naukowe według ostatniej dostępnej punktacji MNiSW wynosi 121punktów. Sumaryczny Impact Factor w/w publikacji wg listy Journal Citation Reports wynosi: 3,488 a sumaryczny 5-letni IF wynosi 4,35. Główną część przedstawionego osiągniecia naukowego stanowi samodzielna praca [1.1]: Lenc L. 2015. Fusarium head blight (FHB) and Fusarium populations in grain of winter wheat grown in different cultivation systems. J. Plant Protect. Res. 55 (1): 94-109. Oświadczenia współautorów prac wraz z określeniem ich indywidualnego wkładu w powstanie pracy stanowi zał. 7. Omówienie celu naukowego w/w prac oraz osiągniętych wyników Grzyby rodzaju Fusarium są sprawcami wielu chorób pszenicy i mogą porażać przez cały okres wegetacyjny. Fuzaryjna zgorzel przed i powschodowa, fuzaryjna zgorzel podstawy źdźbła, fuzarioza liści mogą prowadzić do znacznego spadku plonu, natomiast fuzarioza kłosów (FHB Fusarium head blight) i związane z nią zasiedlenie ziarna przez Fusarium spp. (FDK Fusarium disease kernels) może przyczynić się nie tylko do spadku plonu, ale również do pogorszenia jakości ziarna oraz skażenia mykotoksynami. W zainfekowanych ziarniakach następuje zmiana niektórych cech fizycznych i parametrów technologicznych, pogarszając wartość wypiekową mąki. Fuzarioza kłosów ma zasięg światowy, a jej nasilenie jest zróżnicowane w zależności od regionów. W Wielkiej Brytanii choroba występuje raz na kilka lat, natomiast na Węgrzech prawie co roku, a w 1970 roku była przyczyną prawie 50% zniżki plonu. W USA w stanach Minnesota, Północna i Południowa Dakota oraz w prowincji kanadyjskiej Manitoba duże nasilenie fuzariozy kłosów obserwowano w latach 1993 1997 a w Argentynie w latach 1978, 1985 i 1993. W Polsce silne porażenie kłosów pszenicy przez Fusarium spp. obserwowano w 1979 r. i w 1998 r. na Żuławach i Warmii, w 1999 r. w Polsce centralnej, a w 2009 r. w Polsce północnej i południowej. Chorobę może powodować kilkanaście gatunków Fusarium o zróżnicowanych wymaganiach klimatycznych, infekujących w różnych fazach kwitnienia pszenicy i tworzących różne mykotoksyny. Nasilenie objawów chorobowych na kłosach, stopień porażenia ziarna i wysokość skażenia ziarna zależy przede wszystkim od warunków pogodowych, w szczególności od opadów, wilgotności powietrza i temperatury, występujących w fazie kwitnienia oraz od wirulencji i potencjalnych zdolności tworzenia mykotoksyn przez infekującego patogena. Na nasilenie choroby znaczny wpływ mają -3-
również: zabiegi agrotechniczne, stosowane fungicydy oraz podatność uprawianych odmian. Wprowadzanie wielu preparatów chemicznych wspomagających uprawę roślin (nawozy mineralne, chemiczne środki ochrony roślin) wzbudziło niepokój u części społeczeństw w wielu krajach, że zintensyfikowana produkcja roślinna może być przyczyną występowania niektórych chorób u ludzi zwierząt. W związku z tym zaczęła panować coraz powszechniejsza opinia o lepszej jakości produktów pochodzących z upraw ekologicznych. Z kolei zakaz lub ograniczenie stosowania fungicydów w tych uprawach może powodować zwiększenie nasilenia grzybów patogenicznych, pogarszających jakość zbieranych płodów. Istotny wpływ na nasilenie fuzariozy, szczególnie w uprawie ekologicznej, ma również odmiana i jej podatność na porażenie przez Fusarium spp. Ich właściwy dobór utrudnia fakt, że dotychczasowe badania prowadzone przez COBORU nie uwzględniają oceny przydatności odmian do uprawy w warunkach produkcji ekologicznej. Kiedy rozpoczynałem badania niewiele było w tym zakresie, zarówno w kraju jak i za granicą, doniesień naukowych dotyczących zdrowotności i ochrony roślin przed chorobami w uprawie ekologicznej. Większość dotyczyła agrotechniki, organizacji i przepisów ekologicznego systemu gospodarowania. O wadze problemu i wzrastającym zainteresowaniu świadczą organizowane wówczas konferencje; Ochrona Roślin a Rolnictwo Organiczne zorganizowana przez EPPO w 2002 r. w Wiedniu, First World Conference on Organic Seed przez FAO, IFOAM i ISF w 2004 r. w Rzymie. Na odbywających się każdego roku konferencjach Pest and Diseases w Brighton w Anglii, po raz pierwszy w 2002 r. jedna z 7 sekcji poświęcona była ochronie roślin w systemie ekologicznym. Na tych konferencjach głównie sygnalizowano problem zdrowotności roślin a przedstawionych referatów opartych na badaniach było niewiele. W prezentowanych pracach dokumentujących osiągnięcia naukowe podjąłem badania, których głównym celem było: - zbadanie występowania fuzariozy kłosów pszenicy ozimej uprawianej w systemie ekologicznym, integrowanym, konwencjonalnym i monokulturze*, - analiza zasiedlenia przez Fusarium spp. ziarna pszenicy ozimej i jarej uprawianej w różnych systemach, ze szczególnym uwzględnieniem systemu ekologicznego, - określenie przydatności genotypów formy ozimej i jarej pod kątem występowania fuzariozy kłosów w różnych systemach, - zbadanie zależności pomiędzy FHB i FDK, - określenie znaczenia Fusarium poae w fuzariozie kłosów, - wstępne badania nad nowo wykrytym w Polsce gatunkiem Fusarium langsethiae, - zbadanie wpływu zabiegów agrotechnicznych na występowanie fuzariozy kłosów i zasiedlenie ziarna przez Fusarium spp., - określenie wpływu stopnia porażenia ziarna przez Fusarium culmorum na jego jakość. */ W ujęciu agronomicznym w rolnictwie wyróżnia się trzy systemy uprawy: ekologiczny, integrowany, konwencjonalny, ale dla czytelniejszego opisu badań w niniejszym opracowaniu monokulturę określam również jako system uprawy. -4-
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Leszek Lenc Szeroko zakrojone doświadczenia polowe, obejmujące prezentowany w cyklu publikacji powiązanych tematycznie zakres badań, zlokalizowane były w różnych rejonach kraju: - Stacji Doświadczalnej IUNG-PIB w Osinach (woj. lubelskie), - Stacji Doświadczalnej Oceny Odmian (COBORU) w Chrząstowie (rejon Bydgoszczy), - Zakładzie Doświadczalnym Oceny Odmian (COBORU) w Lisewie Malborskim (Żuławy Wiślane), - Zakładzie Doświadczalnym Oceny Odmian (COBORU) w Radostowie (Powiśle), - gospodarstwie rolnym w Stanowie użytkowanym przez ProCam Polska Sp. z o.o. (Pojezierze Iławskie), - gospodarstwie rolnym w Wielgłowach użytkowanym przez ProCam Polska Sp. z o.o. (Powiśle). W dużym stopniu osiągnięcie postawionych celów badawczych było możliwe dzięki współpracy z w/w jednostkami, a szczególnie z Instytutem Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa IUNG-PIB w Puławach. Fuzarioza kłosów i zasiedlenie przez Fusarium spp. ziarna pszenicy uprawianej w różnych systemach Fuzarioza kłosów [publikacje 1.1; 1.4] W Polsce fuzariozę kłosów obserwuje się co dwa, trzy lata. W celu uzyskania pełniejszych informacji o jej występowaniu, niezbędne są badania wieloletnie. W związku z tym w niniejszym opracowaniu analizuję m. in. wyniki uzyskane z kolejnych 9 lat badań. Doświadczenia ścisłe prowadziłem na polach doświadczalnych w Osinach (woj. lubelskie) przez 9 kolejnych okresów wegetacyjnych (2002 2010). Obiektem doświadczalnym były dwie odmiany pszenicy ozimej uprawianej w systemie ekologicznym, integrowanym, konwencjonalnym i wieloletniej monokulturze. Warunki pogodowe (temperatura powietrza, wysokość i liczba dni z opadami) panujące w czasie kłoszenia, kwitnienia i dojrzewania pszenicy nie zawsze były sprzyjające rozwojowi fuzariozy kłosów, stąd duże zróżnicowanie nasilenia choroby w poszczególnych latach obserwacji (wykres 1). 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Ekologiczny Integrowany Konwencjonalny Monokultura Wykres 1. Fuzarioza kłosów [% kłosów z objawami], Osiny 2002 2010-5-
W latach 2005, 2006 i 2008 nie zaobserwowałem żadnych objawów fuzariozy, lub wystąpiły one sporadycznie. Średni procent kłosów z objawami chorobowymi wynosił od 0 do 1,1%. Wyższe, ale nie przekraczające 10% objawy porażenia kłosów stwierdziłem w latach: 2003 (średnio dla systemu od 0,5 3,5%), 2009 (2,4 5,0%) i 2010 (7,8 8,3%). W 2003 i 2010 roku procent kłosów pszenicy z FHD uprawianej w systemie ekologicznym był na tym samym poziomie co w pozostałych systemach, natomiast w 2009 r. objawy te były istotnie wyższe. Duże nasilenie fuzariozy kłosów wystąpiło w latach: 2002 (średnio dla systemu 21,3 38,3%), 2004 (7,2 20,1%) oraz w 2007 (7,0 20,3%). O sprzyjających warunkach dla rozwoju patogena może świadczyć fakt, że na jednej z badanych odmian w 2002 roku zaobserwowałem objawy FHB na 45% kłosów, w 2004 22,3% a w 2007 24,0%. W latach 2004 i 2007 na kłosach pszenicy z systemu ekologicznego było istotnie mniej objawów fuzariozy niż w pozostałych systemach uprawy, natomiast w 2002 roku w ekologicznym systemie uprawy było istotnie niższe porażenie aniżeli w systemie integrowanym i monokulturze. Analizując występowanie FHB średnio za 9 lat badań, więcej kłosów z objawami fuzariozy obserwowano na pszenicy ozimej uprawianej w monokulturze (10,4%) aniżeli w systemie integrowanym (8,8%), konwencjonalnym (7,0%) i ekologicznym (6,4%). Obliczenia statystyczne nie wykazały wprawdzie braku istotnych różnic pomiędzy tymi wielkościami, ale należy jednak zwrócić uwagę, że średnie obliczone z 9 lat badań zostały w dużym stopniu zrównane ( spłaszczone ) danymi uzyskanymi w latach, w których panowały niesprzyjające warunki do infekcji kłosów, a nasilenie FHB było niskie, a nawet śladowe. W związku z tym, na bazie wyników uzyskanych w latach 2002, 2004 i 2007, w których warunki sprzyjały do infekcji i rozwoju patagena, wykonałem obliczenia statystyczne określające wpływ systemu uprawy na nasilenie FHB (tabela 1). Analiza wybranych, trzyletnich wyników badań wskazuje, że na kłosach pszenicy uprawianej w systemie ekologicznym wystąpiło istotnie mniej objawów chorobowych aniżeli w integrowanym i monokulturze. Należy stwierdzić, że w systemie ekologicznym nie było większego zagrożenia porażenia pszenicy przez Fusarium spp. aniżeli w innych systemach uprawy. Można przypuszczać, że nawet w latach sprzyjających rozwojowi patogena, nasilenie choroby w systemie ekologicznym będzie na zbliżonym lub niższym poziomie aniżeli w pozostałych systemach uprawy [1.1]. Tabela 1. FHD w latach wysokiego porażenia [% porażonych kłosów] System uprawy Rok badań Średnio dla 2002 2004 2007 systemów Ekologiczny 27,2 b 1 7,2 d 7,0 b 13,8 c Integrowany 36,0 a 15,4 b 14,8 ab 22,1 ab Konwencjonalny 21,3 c 9,0 c 20,0 a 16,8 bc Monokultura 38,3 a 20,1 a 20,3 a 26,2 a NIR α = 0,05 dla średnich z systemów uprawy = 8,24 1 / Wartości w kolumnach oznaczone jednakową literą nie różnią się statystycznie -6-
Niezależnie od obserwacji prowadzonych przeze mnie w wyżej opisanym doświadczeniu, w latach 2002 2004 uczestniczyłem w ocenie nasilenia fuzariozy innych odmian uprawianych w systemie ekologicznym, integrowanym, konwencjonalnym i monokulturze. Stwierdzono, że objawy FHB na pszenicy uprawianej w systemie ekologicznym były na tym samym lub istotnie niższym poziomie statystycznym aniżeli w pozostałych systemach [1.4]. Zasiedlenie przez Fusarium spp. ziarna pszenicy pochodzącego z różnych systemów uprawy [1.1] W latach 2005 2010 badałem zasiedlenie przez Fusarium spp. ziarna pszenicy uprawianej w czterech opisywanych systemach uprawy. Wynosiło ono średnio w: systemie ekologicznym 8,5%, integrowanym 9,3%, konwencjonalnym 12,8% i w monokulturze 10,0%. Pomimo, że test χ 2 nie wykazał istotnego zróżnicowania w procencie porażonego ziarna pochodzącego z poszczególnych systemów uprawy, na uwagę zasługuje spostrzeżenie, że najmniej tych patogenów izolowano z ziarna pszenicy uprawianej w systemie ekologicznym. Należy również podkreślić, że w latach 2005 2009 z ziarna pochodzącego z systemu ekologicznego izolowano mniej Fusarium spp. aniżeli z innych systemów, jedynie w 2010 roku zasiedlenie było istotnie wyższe, co niewątpliwie wpłynęło na średnią z 6 lat. Najliczniej izolowanym gatunkiem był F. poae. Średnio z całego okresu badań stanowił on 49,8% ogólnej liczby wyizolowanych Fusarium spp., w tym: 7,7% z ekologicznego, 10,1% z integrowanego, 13,8% z monokultury i 18,2% z konwencjonalnego systemu uprawy. Różnice były statystycznie istotne pomiędzy wszystkimi systemami uprawy. Innymi licznie izolowanymi gatunkami były: F. tricinctum (Gibberella tricincta) i F. avenaceum (G. avenacea). Udział procentowy F. tricinctum z ogólnie wyizolowanych Fusarium spp. wynosił 19,2%, a zasiedlenie ziarniaków przez tego patogena, pochodzących z systemu ekologicznego było istotnie niższe aniżeli z pozostałych systemów. Fusarium avenaceum istotnie więcej izolowano z ziarna z systemu ekologicznego i integrowanego aniżeli z uprawy w monokulturze i systemie konwencjonalnym. Mniej licznie izolowano F. graminearum (G. zeae), F. sporotrichioides i F. culmorum a sporadycznie F. oxysporum i F. eguiseti (G. intricans). Hipoteza, że pozbawione ochrony chemicznej rośliny w uprawie ekologicznej będą bardziej narażone na choroby nie potwierdziła się w przypadku fuzariozy kłosów. Brak statystycznie istotnych różnic, a często niższe porażenie przez Fusarium spp. kłosów i ziarna może być spowodowane mniejszą obsadą roślin w ekologicznym systemie uprawy aniżeli w systemie integrowanym, konwencjonalnym czy monokulturze. W systemie organicznym pomimo takiej samej ilości wysiewu, obsada kłosów może wynosić o około 100 150 szt./m 2 mniej aniżeli w pozostałych systemach. Tak przerzedzony łan może wytwarzać specyficzny mikroklimat mniej sprzyjający infekcjom grzybowym. Mniejsza wilgotność powietrza powoduje szybsze wysychanie kłosów. Pszenica szybciej dojrzewa, w związku z tym krótszy jest okres narażenia na infekcję kłosów przez Fusarium spp. -7-
Reakcja odmian pszenicy na porażenie kłosów i ziarna przez Fusarium spp. Pszenica w systemie ekologicznym [1.6] W latach 2005 2007 badałem występowanie fuzariozy kłosów i zasiedlenie ziarna przez Fusarium spp. na 10 odmianach pszenicy jarej uprawianej w Osinach w systemie ekologicznym. Objawy FHB w 2005 roku wystąpiły średnio na 1,3% kłosów (0 3,8%), w 2006 nie zaobserwowałem objawów FHB, a w 2007 na 9,9% (4,0 24,5%). Analiza statystyczna wykazała istotne różnice w nasileniu choroby na badanych odmianach. Najsilniejsze objawy FHB wykazywały: Zebra (24,5%) i Vinjett (21,0%). Na pozostałych procent porażonych kłosów był istotnie niższy aniżeli na dwóch w/w. Najmniej objawów chorobowych zaobserwowałem na odmianie Torka (4,0%) następnie Koksa (4,5%), Ostka Puławska (5,0%), Jasna (5,5%) Rokicka (7,0%), i Bryza (7,5%). Zasiedlenie ziarna przez grzyby rodzaju Fusarium nie odzwierciedlało nasilenia FHB. W 2006 roku przy braku objawów chorobowych na kłosach, ziarno zainfekowane było w ok. 12%. Ponadto ziarno odmiany Bryza, należącej do grupy odmian o mniejszych objawach FHB, zasiedlone było w 18,6% przez Fusarium spp. i było to istotnie więcej aniżeli na ziarniakach pozostałych odmian. Mogło to mieć związek z dominującym występowaniem F. poae, który nie daje objawów chorobowych na kłosach. Gatunek ten stanowił 63,0% z ogólnej liczby (1320) uzyskanych izolatów Fusarium spp. Pozostałe gatunki izolowano w mniejszym stopniu albo sporadycznie a ich udział procentowy wynosił: F. tricinctum 18,2%, F. avenaceum 8,9%, F. sporotrichioides 4,5%, F. culmorum 2,6%, F. equiseti 1,5%, F. langsethiae 0,7% i F. graminearum 0,5%. Uzyskane wyniki wskazują na konieczność prowadzenia badań dotyczących przydatności odmian do uprawy w systemie ekologicznym. Ze względu na zróżnicowane warunki pogodowe w kraju, doświadczenia polowe powinny być lokalizowane w różnych rejonach. Dlatego, na podstawie decyzji Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi, od 2011 roku IUNG-PIB w Puławach realizuje badania w zakresie doboru odmian zalecanych do uprawy ekologicznej, w których kieruję częścią dotyczącą fuzariozy kłosów i zasiedlenia ziarna przez Fusarium spp. (wyniki dostępne w internecie na stronie IUNG-PIB w formie sprawozdań są przygotowywane do opublikowania). Pszenica w systemie konwencjonalnym [1.1; 1.4; 1.5; 1.10] W latach 2002 2010 oceniałem podatność na porażenie przez Fusarium spp. odmian pszenicy ozimej uprawianej w różnych miejscowościach (Radostowo Powiśle, Stanowo Pojezierze Iławskie, Osiny woj. lubelskie). W doświadczeniu prowadzonym w Stanowie na ośmiu odmianach pszenicy ozimej zaobserwowano istotne różnice w zasiedleniu ziarna poszczególnych odmian przez Fusarium spp. Najwięcej objawów chorobowych odnotowano na odmianie Hybrid (19,5%), a najmniej na odmianie Torrid (7,2%). Z 3200 badanych ziarniaków wyizolowano 451 grzybów rodzaju Fusarium. Dominującym gatunkiem był F. poae (31,0% ogólnej liczby -8-
wyizolowanych grzybów), następnie F. avenaceum (28,4%) oraz w mniejszych ilościach: F. graminearum, F. culmorum, F. sporotrichioides i F. tricinctum [1.10]. W doświadczeniach prowadzonych w latach 2002 2010 w Osinach porównywano między sobą po dwie odmiany: Juma Elena (2002), Korweta Mewa (2002 2004), Sukces Zyta (2003 2007), Legenda Rywalka (2008 2010). Stwierdzono istnienie istotnych różnic w nasileniu fuzariozy kłosów pomiędzy niektórymi odmianami. W 2002 roku istotnie więcej objawów chorobowych obserwowano na odmianie Elena aniżeli na odmianie Juma. W 2002 i 2004 roku istotnie bardziej porażona była Korweta niż Mewa. W 2004 i 2007 roku istotnie więcej fuzariozy kłosów wystąpiło na odmianie Zyta aniżeli na odmianie Sukces. W żadnym roku badań (2008 2010) nie stwierdzono istotnych różnic pomiędzy odmianami Legenda i Rywalka [1.1; 1.4]. Badałem również zasiedlenie ziarna przez Fusarium spp. w/w odmian pszenicy uprawianej w Osinach. Analiza frekwencji nie wykazała istotnych różnic w procencie porażonych ziarniaków pomiędzy odmianami. Nie różnił się też istotnie skład gatunkowy grzybów rodzaju Fusarium wyizolowanych z poszczególnych odmian. Analizie mikologicznej poddano 5600 ziarniaków, z których wyizolowano 758 Fusarium spp. Dominującym gatunkiem był F. poae, którego udział procentowy w ogólnej liczbie wyizolowanych Fusarium spp. stanowił 56,9%, następnie F. tricinctum 15,7%, F. avenaceum 7,9%, F. sporotrichioides 7,4%, F. graminearum 7,0% i sporadycznie F. oxysporum 0,7% i F. eguiseti 0,5% [1.1]. W latach 2008 2010 w doświadczeniach zlokalizowanych w SDOO w Chrząstowie i SDOO w Lisewie Malborskim kierowałem badaniami dotyczącymi występowania fuzariozy kłosów na 16 odmianach pszenicy jarej. W 2008 i 2010 roku liczba kłosów z objawami chorobowymi nie przekraczała 1%. Większe nasilenie obserwowano w 2009 roku, w którym procent porażonych kłosów na badanych odmianach wynosił: w Chrząstowie od 1,1% do 33,6%, a w Lisewie Malborskim od 2,9% do 11,4%. Zarówno w Chrząstowie jak i w Lisewie najwięcej objawów fuzariozy kłosów wystąpiło na odmianie Tybalt, odpowiednio: 33,6 i 11,5%. Uwagę zwraca znaczne zróżnicowanie objawów chorobowych między lokalizacjami. W obydwóch miejscowościach do grupy odmian wykazujących mniej objawów chorobowych należały Radunia, Parabola, Raweta, Waluta, Zadra, Katoda, Bryza, Łagwa, Żura, a analiza statystyczna nie wykazała istotnego zróżnicowania między nimi [1.5]. Korelacja FHB i FDK [1.1] Istotne z punktu widzenia praktyki rolniczej było zbadanie, czy istnieje związek pomiędzy nasileniem objawów fuzariozy na kłosach, a zasiedleniem ziarna przez Fusarium spp. Analizę korelacji przeprowadziłem na bazie danych uzyskanych z doświadczeń przeprowadzonych w Osinach w latach 2005 2010. Analiza wykonana za cały okres badań dla poszczególnych sposobów uprawy wykazała dodatnią zależność między FHB i FDK. Współczynnik korelacji w systemie ekologicznym wynosił r=0,681, w integrowanym r=0,732, w konwencjonalnym r=0,616 a w monokulturze r=0,790, a więc można określić, że zależność pomiędzy FHB i FDK była umiarkowana. -9-
Analizując zależność między FHB i FDK dla poszczególnych lat badań stwierdziłem, że dodatnia korelacja wystąpiła w 2005 roku (r=0,777) i 2007 roku (r=0,629) natomiast w pozostałych latach takiej zależności nie stwierdziłem. Na podstawie tych obliczeń można wnioskować, że im większe nasilenie objawów fuzariozy kłosów tym porażenie ziarna przez Fusarium spp. będzie większe. Należy jednak zwrócić uwagę, że pewne zakłócenia w korelacji pomiędzy FHB i FDK powodują Fusarium spp. licznie zasiedlające ziarno a nie dające objawów fuzariozy kłosów. Przykładem może być F. poae, który jak wykazałem wcześniej, średnio z całego okresu badań prawie w 50% zasiedlał ziarno pszenicy, a w 2006 roku przy braku objawów FHB ziarniaki zasiedlone były przez tego patogena prawie w 100%. W 2009 roku przy niewielkich objawach fuzariozy kłosów analiza wykazała nawet słabą ujemną korelację (r=-0,288) pomiędzy FHB i FDK. W związku z tym trzeba wyraźnie podkreślić, że brak objawów chorobowych na kłosach nie świadczy o braku porażenia ziarna przez Fusarium spp. Fusarium poae [1.1; 1.4; 1.6; 1.8; 1.10] Często w literaturze podaje się, że głównymi sprawcami fuzariozy kłosów i zasiedlenia ziarna w Polsce są F. graminearum i F. culmorum. Z prowadzonych analiz wynika, że podobnie jak w innych krajach, także w Polsce coraz większego znaczenia w porażeniu ziarna nabiera F. poae, uważany za mniej szkodliwy ze względu na zasiedlanie ziarna w okresie jego dojrzewania. W każdym roku prowadzonych przeze mnie badań, gatunek ten był dominującym lub jednym z dominujących Fusarium spp. izolowanych z ziarna. Biorąc pod uwagę możliwości potencjalnej zdolności tworzenia mykotoksyn oraz wzrastające zasiedlenie ziarna przez tego patogena można przypuszczać, że wkrótce będzie on jednym z głównych patogenów zanieczyszczających ziarno metabolitami wtórnymi. Opierając się na danych zamieszczonych w opublikowanych pracach, w których jestem autorem lub współautorem obliczyłem udział procentowy F. poae w ogólnie wyizolowanych z ziarna pszenicy grzybów rodzaju Fusarium. W latach 2004 2010 analizie mikologicznej poddano 73200 ziarniaków, z których wyizolowano 9461 grzybów rodzaju Fusarium, w tym 3843 F. poae, co stanowi średnio 40,6% ogólnej liczby Fusarium spp. (w poszczególnych latach od 20,9 do 55,3%). Z innych gatunków: F. avenaceum stanowiło 23,5%, F. tricinctum 21,1%, F. graminearum 5,1%, F. sporotrichioides 4,9%, F. culmorum 3,5%, F. eguiseti 0,6%, F. langsethiae 0,2% i F oxysporum 0,1% ogólnej liczby wyizolowanych Fusarium spp. Fusarium langsethiae [1.1; 1.6; 1.8; 1.10] Wykonując analizę mikologiczną licznych prób ziarna, uwagę moją zwróciły izolaty o podobnych ale nieco innych cechach morfologicznych niż F. poae. Natomiast w literaturze były doniesienia o występowaniu w kilku krajach Europy nowego gatunku F. langsethiae. W Polsce, gatunek ten wyizolowano w 2006 roku z prób ziarna pszenicy ozimej Zyta uprawianej w Osinach w systemie integrowanym (6 izolatów) i monokulturze (3 izolaty) [1.1]. W tym samym roku z ziarna pszenicy jarej uprawianej w Osinach w systemie ekologicznym z odmiany Koksa wyodrębniono 5 izolatów, a z odmiany Ostka Puławska -10-
4 izolaty [1.6]. W 2007 roku z doświadczeń zlokalizowanych w Stanowie (Pojezierze Iławskie) z ziarna pszenicy pochodzącego z pszenicy uprawianej po pszenicy sposobem tradycyjnym oraz uproszczonym uzyskano odpowiednio 21 i 11 izolatów [1.10]. Nie izolowano tego patogena z ziarna pszenicy uprawianej po rzepaku. Śledząc doniesienia literatury europejskiej o coraz liczniejszym występowaniu F. langsethiae m.in. w Finlandii, Norwegii, Szwecji podjęto wstępne badania nad tym gatunkiem, w tym także próbę określenia sposobu jego infekcji. Wykonana w warunkach polowych, w fazie kwitnienia sztuczna inokulacja zarodnikami konidialnymi 8 izolatów F. langsethiae, pomimo zapewnienia wysokiej wilgotności (włóknina) nie powiodła się. Podkreślić należy, że w równolegle prowadzonej inokulacji zarodnikami F. culmorum, silne objawy chorobowe występowały na 94% kłosów, a zasiedlenie zebranego ziarna wynosiło 100% [1.8]. Podjęto również badania nad patogenicznością zebranych izolatów w stosunku do różnych gatunków zbóż. Test liściowy wykazał istotne zróżnicowanie (dalsze badania w toku). Wpływ zabiegów agrotechnicznych na występowanie fuzariozy kłosów i zasiedlenie ziarna przez Fusarium spp. [1.5; 1.9; 1.10] Coraz częściej w szerokiej praktyce stosuje się uproszczoną uprawę gleby. Taki sposób może powodować zmiany ilościowe i jakościowe w zbiorowiskach grzybów i wpływać na zdrowotność roślin. Współpracując z firmą ProCam Polska Sp. z o.o. w Tczewie przeprowadziłem badania zasiedlenia ziarna przez Fusarium spp. 8 odmian pszenicy ozimej uprawianej po pszenicy w sposób tradycyjny i po pszenicy w sposób uproszczony. Analiza mikologiczna obejmująca 6400 ziarniaków (po 3200 z każdego sposobu) nie wykazała istotnych różnic w zasiedleniu ziarna w zależności od sposobu uprawy. We wszystkich kombinacjach dominującym gatunkiem był F. poae. Z pozostałych gatunków liczniej izolowano F. tricinctum i F. avenaceum [1.10]. W doświadczeniu tym badano również wpływ przedplonu (rzepak i pszenica) na występowanie Fusarium spp. na ziarnie. Z ziarna pszenicy uprawianej po rzepaku izolowano istotnie mniej tych patogenów aniżeli z pszenicy uprawianej po pszenicy. Należy również zwrócić uwagę na bardzo duże zróżnicowanie porażenia ziarniaków poszczególnych odmian w zależności od przedplonu. Na odmianie Turkis w uprawie po pszenicy procent porażonych przez Fusarium spp. ziarniaków wynosił 60,2%, natomiast na ziarnie pochodzącym z uprawy po rzepaku 9,5%. U niektórych odmian np. Hybrid, Dekan czy Milvus różnice nie były takie duże [1.10]. W doświadczeniach zlokalizowanych w Lisewie Malborskim i Chrząstowie badałem wpływ zróżnicowanych dawek nawożenia azotem na występowanie fuzariozy kłosów 16 odmian pszenicy jarej. Analiza statystyczna uzyskanych wyników wykazała, że w obu lokalizacjach porażenie średnio dla wszystkich odmian uprawianych w kombinacji z niższą dawką azotu nie różniło się istotnie od kombinacji z wyższą dawką. Wystąpiła jednak istotna różnica w nasileniu fuzariozy w zależności od stosowanej dawki na niektórych odmianach [1.5]. Ograniczający wpływ na rozwój Fusarium spp. mają również fungicydowe zabiegi ochronne. Stosowanie standardowej ochrony pszenicy przed chorobami nie zawsze wpływa -11-
na ograniczenie zasiedlenia ziarna przez grzyby rodzaju Fusarium. Niezwykle istotny jest dobór odpowiednich fungicydów. Przy większym zagrożeniu wynikającym z warunków pogodowych, w drugim zabiegu należy zastosować preparat skutecznie ograniczający rozwój Fusarium spp. na kłosie. Wraz z zespołem wykazałem, że w ziarnie pochodzącym z uprawy, gdzie w drugim zabiegu stosowano dimoksystrobinę+epoksykonazol, było istotnie mniej ziarniaków zasiedlonych przez Fusarium spp. (w szczególności F. avenaceum) aniżeli w ziarnie z roślin z poletek kontrolnych i poletek, gdzie stosowano tridemorf+epoksykonazol. W kierowanych przeze mnie zespołowych badaniach określano skuteczność ośmiu stosowanych programów ochrony roślin w warunkach sztucznej inokulacji zarodnikami silnie patogenicznych izolatów F. culmorum (chemotyp DON deoksyniwalenol i NIV niwalenol). Skuteczność zastosowanych programów była zróżnicowana i wynosiła od 44,8 do 73,3%. Najmniej objawów fuzariozy i najmniejszą zawartość DON stwierdzono w kombinacji, w której w drugim zabiegu zastosowano tebukonazol i protiokonazol. W próbach z tej kombinacji zawartość DON była 5,78 razy niższa aniżeli w ziarnie z roślin z poletek kontrolnych (inokulowanych ale nie traktowanych fungicydami). Badane ziarniaki pochodzące z roślin z poletek kontrolnych były w 100% zasiedlone przez F. culmorum. Wynika stąd, że w dobrze dobranym programie ochrony pszenicy przed wcześniej występującymi chorobami, uzyskuje się także znaczne ograniczenie fuzariozy. Jednak w latach/regionach wysokiego zagrożenia celem uzyskania wysokich i jednocześnie wolnych od mykotoksyn plonów, należałoby wykonać trzeci zabieg w fazie początku kwitnienia [1.9]. Określenie wpływu stopnia porażenia ziarna na jego jakość [1.2; 1.3; 1.7] Uczestniczyłem w badaniach określających cechy fizyczne i technologiczne ziarna pszenicy w zależności od stopnia porażenia przez F. culmorum. Przynależność gatunkową izolatu F. culmorum Fc85F3 i jego potencjalną zdolność tworzenia DON oznaczono metodą PCR w laboratorium Katedry Fitopatologii i Mikologii Molekularnej (obecnie Zakład Fitopatologii Molekularnej). Z 14 dniowych kultur patogena sporządziłem zawiesinę zawierającą 1x10 6 zarodników w 1 ml H 2 O. Celem pozyskania porażonego w różnym stopniu ziarna, w fazie pełnego kwitnienia pszenicy wykonałem sztuczną inokulację wcześniej przygotowaną do tego celu zawiesiną. Przed zabiegiem rośliny dokładnie zrosiłem wodą. W celu zapewnienia wysokiej wilgotności niezbędnej do skiełkowania zarodników i infekcji kłosów, poletka okryto agrowłókniną rozpiętą na palikach (tak aby nie dotykała kłosów) a jej brzegi przysypano ziemią. Przez pięć kolejnych dni, w miarę potrzeb, agrowłókninę zraszano wodą. Stworzenie takich warunków spowodowało silny rozwój patogena i uzyskanie bardzo dobrego materiału do dalszych badań. Porażenie kłosów było bardzo silne, a ziarniaki o zróżnicowanym stopniu porażenia. Z uwagi na większe prawdopodobieństwo wystąpienia korzystnych warunków pogodowych do infekcji, a także możliwość dodatkowego zwilżania roślin wodą wodociągową doprowadzoną bezpośrednio na pola, doświadczenie założone było w SDOO w Lisewie Malborskim. Do badań użyto ziarno sześciu odmian pszenicy ozimej i dwóch odmian pszenicy jarej pochodzące z inokulowanych na poletkach doświadczalnych kłosów. W odpowiedniej izolacji -12-
przestrzennej uprawiane były te same odmiany (bez inokulacji) zraszane wodą, jako próby kontrolne. Na podstawie objawów makroskopowych, materiał badawczy podzielono na cztery stopnie porażenia, w których: 0 0 oznaczało brak objawów chorobowych, 1 0 lekkie objawy porażenia (do 15% powierzchni ziarniaka), 2 0 średnie objawy porażenia (15 50% powierzchni ziarniaka), 3 0 silne objawy porażenia (powyżej 50% powierzchni ziarniaka). Analizy fizycznych i chemicznych właściwości poszczególnych frakcji ziarna wykonały zespoły badawcze Instytutu Matematyki i Fizyki, Katedry Chemii Rolnej macierzystego Uniwersytetu, Zakładu Mikrobiologii Środowiskowej Uniwersytetu Marii Curie- Skłodowskiej w Lublinie i Instytutu Agrofizyki Polskiej Akademii Nauk w Lublinie. Pomiary masy, średnicy, wilgotności i twardości ziarna wykonano przy użyciu analizatora pojedynczych ziarniaków SKCS typ 4100. Pomiar objętości ziarna wykonano za pomocą piknometru gazowego skonstruowanego i wykonanego w Zakładzie Fizyki UTP w Bydgoszczy. Zawartość białka wyznaczono metodą Kjeldahl, skrobi pomiarem spektometrycznym za pomocą urządzenia INFRATEC 275 (FOSS TETACOR), mokrego glutenu zgodnie z polską normą PN-ISO-5531, liczbę opadania zgodnie z PN-ISO-3093, natomiast wskaźnik sedymentacji określono testem Zelenyego. Badając cechy fizyczne ziarna stwierdzono, że wraz ze wzrostem stopnia porażenia następował spadek masy, objętości i średnicy ziarniaków [1.2]. Analiza gęstości ziarna nie wykazała istotnych zmian wraz ze wzrostem stopnia porażenia. Gęstość ziarna lekko i średnio porażonego nie była mniejsza, a w niektórych przypadkach nawet większa aniżeli gęstość ziarna kombinacji kontrolnej. Jedynie najsilniej porażone ziarniaki wykazywały lekki spadek gęstości (nie przekraczający 2%) w stosunku do próby kontrolnej [1.2; 1.3]. Stwierdzono istotne zmiany cech technologicznych. Ziarno zasiedlone przez Fusarium spp. charakteryzowało się istotnie wyższą średnio o ok. 15% zawartością białka aniżeli ziarno kontrolne. Pomiędzy poszczególnymi stopniami porażenia obserwowano różnice w zawartości białka, jednak nie były one statystycznie istotne. Najwyższą zawartość stwierdzono w ziarnie o średnim stopniu porażenia. Wykazano również, że wraz ze wzrostem stopnia porażenia następował systematyczny spadek zawartości skrobi. Istotne różnice stwierdzono również w zawartości mokrego glutenu. W ziarnie lekko i średnio porażonym była istotnie wyższa, natomiast w ziarnie o najwyższym stopniu porażenia nie różniła się istotnie od ziarna kombinacji kontrolnej. Wartości liczby opadania zmniejszały się wraz ze wzrostem stopnia porażenia, ale statystycznie istotną różnicę wykazano jedynie pomiędzy ziarnem o najwyższym stopniu porażenia a próbą kontrolną. Stwierdzono również, że wraz ze wzrostem stopnia porażenia ziarna zmniejszały się wartości wskaźnika sedymentacji, jednak nie były to różnice statystycznie istotne [1.7]. -13-
Podsumowanie 1. W systemie ekologicznym nie ma większego zagrożenia porażenia kłosów i zasiedlenia ziarna pszenicy przez Fusarium spp. aniżeli w innych systemach uprawy, a nawet występuje tendencja do niższego porażenia. 2. W latach o dużym nasileniu objawów fuzariozy kłosów, ziarno zasiedlane jest najczęściej przez potencjalnie mykotoksynotwórcze gatunki Fusarium spp.: F. poae, F. avenaceum (G. avenacea), F. tricinctum (G. tricincta) i F. graminearum (G. zeae). 3. W latach o małym nasileniu (braku) objawów fuzariozy kłosów ziarno zasiedlane jest przede wszystkim przez F. poae. 4. Liczne występowanie F. poae wskazuje na wzrastające znaczenie tego gatunku w Polsce. 5. Brak widocznych objawów fuzariozy kłosów nie zawsze jest wskaźnikiem zasiedlenia ziarna przez grzyby rodzaju Fusarium. 6. Nasilenie objawów fuzariozy kłosów jak i zasiedlenia ziarna przez Fusarium spp. zależy od uprawianej odmiany. 7. Nabierający coraz większego znaczenia w krajach skandynawskich F. langsethiae występuje również w Polsce. 8. Zasiedlenie ziarna pszenicy przez grzyby rodzaju Fusarium z uproszczonej uprawy gleby i z uprawy tradycyjnej było na zbliżonym poziomie. 9. Zwiększone nawożenie azotowe nie ma istotnego wpływu na nasilenie fuzariozy kłosów. 10. Stosowanie standardowej ochrony pszenicy przed chorobami nie zawsze wpływa na ograniczenie zasiedlenia ziarna przez grzyby rodzaju Fusarium. 11. Obecność F. culmorum w ziarnie powoduje ubytek skrobi co wpływa na zmniejszenie masy i wielkości ziarniaka. 12. Wzrost procentowej zawartości białka i mokrego glutenu w porażonym ziarnie wynika ze spadku zawartości skrobi. 13. Silnie porażone przez F. culmorum ziarno charakteryzuje mniejszą gęstością i obniżoną zawartością białka. 3. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo badawczych W 1977 roku ukończyłem VI Liceum Ogólnokształcące Jana i Jędrzeja Śniadeckich w Bydgoszczy w klasie o profilu biologiczno-chemicznym. Po odbyciu służby wojskowej pracowałem w P.P. Dom Książki, a po ukończeniu Studium Pedagogicznego zatrudniony zostałem jako nauczyciel matematyki w szkole podstawowej. W 1998 roku rozpocząłem pracę na stanowisku starszego technika w Katedrze Fitopatologii Wydziału Rolniczego Akademii Techniczno-Rolniczej w Bydgoszczy. W 1999 roku podjąłem w systemie niestacjonarnym studia inżynierskie na Wydziale Rolniczym ATR w Bydgoszczy, które ukończyłem w 2003 roku z ogólnym wynikiem bardzo dobrym. Pracę inżynierską wykonałem w Katedrze Fitopatologii na temat Możliwości wykorzystania zjawiska antagonizmu mikroorganizmów w biologicznej ochronie roślin ze szczególnym uwzględnieniem grzybów z rodzaju Trichoderma i Gliocladium oraz Streptomyces spp. -14-
ocenionej jako celująca i na jej podstawie oraz egzaminu końcowego uzyskałem stopień zawodowy inżyniera rolnictwa. Dalszą edukację kontynuowałem na Uzupełniających Studiach Magisterskich, które ukończyłem w 2005 r i na podstawie pracy Aspekt fitopatologiczny grzybów zasiedlających Solanum tuberosum jego ryzoplanę, ryzosferę i glebę pozaryzosferową w ekologicznym i integrowanym systemie uprawy, ocenionej również jako celująca, oraz końcowego egzaminu uzyskałem stopień magistra z oceną bardzo dobrą. Za uzyskane wyniki podczas studiów otrzymałem od Dziekana Wydziału Rolniczego List Gratulacyjny. W trakcie studiów czynnie uczestniczyłem w pracach Koła Naukowego Ochrona Roślin. Efektem działalności było zajęcie I miejsca w sesji posterowej (wspólnie z dwoma studentami studiów stacjonarnych) na I Międzynarodowej i II Ogólnopolskiej Młodzieżowej Konferencji Naukowej Europa Ekorozwój Edukacja organizowanej przez Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu w roku akademickim 2001/2002. Za osiągnięcie to uzyskałem także nagrodę oraz List Gratulacyjny od JM Rektora naszej Uczelni. Rok później z magistrantką z Biotechnologii na II Międzynarodowej i III Ogólnopolskiej Młodzieżowej Konferencji Naukowej Europa Ekorozwój Młodzież Edukacja nt. Rolnictwo ekologiczne a rozwój obszarów wiejskich w Europie, w sesji posterowej zajęliśmy III miejsce. W 2003 zostałem zaangażowany na etat specjalisty naukowo technicznego, a w 2009 na stanowisko adiunkta w ówczesnej Katedrze Fitopatologii i Mikologii Molekularnej. Od początku pracy w Katedrze wykonując prace techniczne, z zakresu fitopatologii, mikologii, a także biotechnologii drobnoustrojów włączony zostałem do zespołu badawczego prof. Czesława Sadowskiego, uczestnicząc w prowadzonych pracach badawczych. W tym okresie, poznałem od podstaw metody badawcze stosowane w fitopatologii, w tym częściowo także techniki molekularne. Dobre opanowanie całkowicie od podstaw warsztatu badawczego, życzliwość i opieka naukowa prof. Cz. Sadowskiego ułatwiły prowadzenie przeze mnie różnych doświadczeń i było niezwykle pomocne w dalszej, samodzielnej pracy naukowej. Nabycie podstawowych umiejętności z zakresu biotechnologii drobnoustrojów i prowadzenia badań na poziomie molekularnym pozwoliło kontynuować prace dotyczące zbiorowisk grzybów zasiedlających środowisko glebowe ziemniaka. Uczestniczyłem w badaniach prowadzonych metodą PCR potwierdzających przynależność gatunkową oraz potencjalną zdolność tworzenia przez Fusarium sambucinum i F. solani mykotoksyn z grupy trichotecenów i eniatyn. Metodą molekularną sprawdzana była również przynależność Rhizoctonia solani do poszczególnych grup anastomozowych. Efektem badań była rozprawa doktorska na temat Aspekt fitopatologiczny zbiorowisk grzybów zasiedlających Solanum tuberosum i jego środowisko glebowe w ekologicznym i integrowanym systemie uprawy ze szczególnym uwzględnieniem rodzajów Rhizoctonia i Fusarium. Na wykonanie tych badań uzyskałem grant promotorski. Publiczna obrona rozprawy doktorskiej odbyła się w 2008 roku na macierzystym Wydziale i zakończyła się uzyskaniem stopnia naukowego doktora nauk rolniczych (z wyróżnieniem). -15-
Wpływ nawożenia i terminu siewu rzepaku na występowanie chorób i zasiedlenie nasion przez grzyby [3.2; 3.18; 3.26; 3.28; 3.33; 3.34; 3.36]. Od początku mojej pracy naukowej włączyłem się do interdyscyplinarnych badań prowadzonych w latach 1997 2005 w Katedrze Fitopatologii, Katedrze Szczegółowej Uprawy Roślin macierzystego Wydziału oraz Katedrze Agrotechnologii i Zarządzania Produkcją Roślinną UWM w Olsztynie. W szeroko rozbudowanych doświadczeniach polowych zlokalizowanych w regionie Kujaw, Żuław Wiślanych, Powiśla i Warmii analizowano wpływ siarki, azotu, boru i magnezu oraz różnych terminów siewu na zdrowotność roślin formy ozimej i jarej rzepaku oraz zasiedlenie nasion przez grzyby. Prowadzenie tych badań uzasadniało sygnalizowanie w latach 90. ubiegłego stulecia, w wielu regionach uprawy rzepaku w kraju, zmniejszoną zawartość siarki w glebie. Wynikało to w dużej mierze ze zmian w technologiach dużych zakładów przemysłowych, bądź ich likwidacji, co zmniejszyło emisję pierwiastków do atmosfery, w tym szczególnie siarki, która wcześniej wraz z kwaśnym deszczem trafiała do gleby. Niedobory siarki w glebie w dużej mierze wpływają na niewłaściwy rozwój rzepaku i obniżają plon nasion oraz jego jakość. Uzyskane wyniki były zróżnicowane. Na ogół występowanie chorób zależało bardziej od warunków pogodowych w danym roku i badanej odmiany aniżeli od zastosowanych wariantów nawożenia. Nie było także znaczących różnic w występowaniu chorób po zastosowaniu różnych form S (jonowa, elementarna) ani też różnych sposobów stosowania (doglebowo czy dolistnie). Wykazano mniejsze nasilenie objawów czerni krzyżowych (Alternaria spp.) na liściach rzepaku jarego nawożonego siarką. Na łuszczynach różnic nie stwierdzono. Przy stosowaniu siarki, w niektórych doświadczeniach, obserwowano mniej objawów mączniaka rzekomego, zgnilizny twardzikowej i mączniaka prawdziwego. Duże nasilenie mączniaka prawdziwego w niektórych latach sugeruje konieczność podjęcia badań nad rozpoznaniem jego szkodliwego wpływu na wysokość i jakość plonu. Stosunkowo niewielki wzrost występowania chorób przy zwiększonym nawożeniu azotem wskazuje, że przy ustalaniu optymalnych dawek tego pierwiastka należy kierować się głównie wymaganiami roślin a w mniejszym stopniu zagrożeniem przez patogeny. Przy wyższej dawce nawożenia azotem obserwowano pewien wzrost nasilenia objawów chorobowych, ale zwiększone nawożenie azotem w połączeniu z nawożeniem siarką nie miało już negatywnego wpływu na zdrowotność roślin. Jakkolwiek korzystny wpływ stosowanych pierwiastków nie był wyraźny, to zebrane plony nasion wyraźnie wskazują na konieczność ich uwzględnienia w nawożeniu rzepaku. Nasiona rzepaku, zarówno formy jarej jak i ozimej były licznie zasiedlone przez grzyby, głównie: Alternaria alternata, A. brassicae, sporadycznie Fusarium spp., Phoma lingam, Cladosporium herbarum, Epicoccum nigrum, Botrytis cinerea Verticillium spp. oraz Gonatobotrys simplex nadpasożyta Alternaria spp. Nawożenie nie różnicowało istotnie zasiedlenia nasion przez grzyby, jednak wykazano występowanie gatunków potencjalnie mykotoksynotwórczych, co może stwarzać ryzyko skażenia tymi metabolitami pasz dla zwierząt z dodatkiem resztek z nasion. Przy wcześniejszym od ogólnie przyjętego dla danego -16-
regionu terminie siewu rzepaku ozimego, obserwowano większe nasilenie objawów suchej zgnilizny aniżeli przy terminie optymalnym lub opóźnionym. Objawy powodowane były zarówno przez Leptosphaeria maculans jak i L. biglobosa. Odmiana Contact wykazywała więcej objawów chorobowych aniżeli odmiana Kronos, najmniej objawów występowało na odmianie Kaszub. Wyniki badań były prezentowane na ogólnopolskich konferencjach Rośliny Oleiste organizowanych przez IHAR O/Poznań, międzynarodowych konferencjach Integrated Protection in Oilseed Crops/ IOBC w Pradze i Poznaniu, oraz na 11 th International Rapessed Congress w Kopenhadze. Badania w zakresie upraw ekologicznych Bodźcem do prowadzenia badań nad zdrowotnością roślin w systemie ekologicznym było wzrastające zainteresowanie konsumentów zdrową żywnością, jak określano wówczas płody rolne pochodzące z upraw ekologicznych, nie mając przy tym na uwadze ich zdrowotności w aspekcie fitopatologicznym. Z uwagi na zakaz stosowania chemicznych środków produkcji w okresie wegetacji, zdrowotność uprawianych roślin i jakość zebranych płodów może być niższa. Jakość płodów jest niezwykle ważna z uwagi na preferencje konsumentów, którzy wprawdzie są zainteresowani produktami ekologicznymi, ale z trudem rezygnują z odpowiedniego wyglądu optycznego (np. bulwy ziemniaka, owoce, warzywa korzeniowe). Patogeny obniżają nie tylko plon, ale znacznie pogarszają jakość: deformacja bulw, drobnienie, ubytki miąższu, pogorszenie smaku, większe straty podczas przechowywania. Stąd znaczącą częścią mojego dorobku naukowego są liczne opublikowane prace, przedstawiane referaty i komunikaty naukowe, wykłady dla szerokiej praktyki rolniczej, obejmujące problematykę chorób roślin uprawianych w systemie ekologicznym oraz możliwości ograniczenia ich nasilenia. Wieloletnie studia obejmują fuzariozę kłosów pszenicy ozimej i jarej, choroby ziemniaka, otoczkowanie nasion roślin warzywnych z Trichoderma viride oraz aspekt fitopatologiczny produkcji nasion roślin warzywnych w gospodarstwie ekologicznym. Badania nad produkcją nasienną warzyw w uprawie ekologicznej [3.13; 3.19; 3.24; 3.29; 4.6] W latach 2003 2005 wraz z zespołem prowadziłem pionierskie w skali kraju badania nad możliwością uzyskania w gospodarstwie ekologicznym odpowiedniej jakości nasion cebuli, buraka ćwikłowego, pietruszki i rzodkiewki. W pierwszym etapie prowadzono badania nad możliwością otoczkowania nasion z dodatkiem biopreparatu. Otoczkowanie połączone ze stosowaniem zapraw chemicznych znane jest w szerokiej praktyce od dawna. Nie można jednak tych zapraw stosować do nasion w produkcji ekologicznej. W ochronie roślin znane są liczne biopreparaty, które stosowane są głównie w formie moczenia nasion, podlewania czy też opryskiwania roślin. Wraz z zespołem wykazaliśmy, że jest możliwe wykorzystanie materiału biologicznego do otoczkowania nasion roślin warzywnych, zawierającego zarodniki Trichoderma viride, grzyba znanego z silnych właściwości antagonistycznych. Te -17-
interdyscyplinarne, szeroko zakrojone badania, wymagające specjalistów z różnych dziedzin były możliwe do wykonania dzięki współpracy z Katedrą Technologii i Aparatury Przemysłu Chemicznego i Spożywczego, Wydziału Technologii i Inżynierii Chemicznej macierzystej Uczelni i z Przedsiębiorstwem Nasiennictwa Ogrodniczego i Szkółkarstwa w Ożarowie Mazowieckim S.A. oraz uzyskaniu środków z grantu celowego PC 6 P06-2002-C/5982 Uruchomienie produkcji wysokiej jakości nasion roślin warzywnych dla upraw ekologicznych. Eksperymenty polowe realizowano w atestowanym przez EKOLAND gospodarstwie ekologicznym K. i H. Wagnerów w Kiełpinie k/tucholi. Szeroko rozbudowane badania obejmowały proces technologiczny otoczkowania, czystość mikrobiologiczną stosowanych komponentów, żywotność materiału biologicznego, liczbę jtk (jednostek tworzących kolonie) w otoczkach poszczególnych gatunków nasion, żywotność jtk w otoczkach w zależności od okresu ich przechowywania, skuteczność w ograniczaniu chorób zgorzelowych w warunkach wazonowych i polowych. W badaniach wykorzystano materiał biologiczny na bazie silnie antagonistycznego w stosunku do grzybów, szczepu T. viride otrzymanego od prof. S. Pietra z Katedry Mikrobiologii ówczesnej Katedry Mikrobiologii Akademii Rolniczej we Wrocławiu. Do otoczkowania nasion buraka stosowano także Polyversum (Pythium oligandrum). Przystępując do badań należało uwzględnić wiele problemów związanych z tym zagadnieniem, tym bardziej, że niewiele było literatury dotyczącej możliwości otoczkowania przy użyciu biopreparatów opartych na grzybach. Należało określić: - optymalną temperaturę umożliwiającą wykonanie tego procesu z zachowaniem jak największej liczby jtk w otoczce, - czas, w którym proces powinien być przeprowadzony z zachowaniem jak największej liczby jtk, - zależność między temperaturą suszenia otoczek a zachowaną liczbą żywych jtk, - optymalną dawkę biopreparatu dla różnych gatunków nasion, - przydatność komponentów do otoczki, ich sterylność, równomierność jtk w poszczególnych otoczkach, - dopuszczalny okres ich przechowywania po zakończeniu procesu. Po wielu seriach badań ustalono, że najlepszym sposobem było zaprawianie nasion w roztworze wodnym biopreparatu w dawce zalecanej przez producenta (50 mg l -1 H 2 O) i dodanie pozostałej po zaprawianiu zawiesiny w procesie technologicznym do otoczkowanych nasion. Mieszanie biopreparatu z komponentem i otoczkowanie nasion różnych gatunków warzyw nie jest właściwe, ponieważ w otoczkach nasion mniejszych było mniej naniesionego materiału biologicznego, więc także i mniej jtk. Dla poszczególnych gatunków nasion dawkę biopreparatu należy ustalić na podstawie MTN. Ważna jest także czystość mikrobiologiczna komponentów. Ze stosowanych komponentów (torf, kaolin, pył drzewny, szpat, dolomit, dekstryna żółta), najwięcej grzybów izolowano z torfu. Otoczki, w których nie stosowano torfu zawierały więcej jtk. -18-