Bezpečnost potravin

Účinnost enkapsulované houby Hirsutella rhossiliensis proti Heterodera schachtii na cukrovce

Vydáno: 12. 1. 2009
Autor:

Výzkumy v Německu byly zaměřeny na využití derivátů přírodní látky guar gum jako materiálu k enkapsulaci nematofágní houby Hirsutella rhossiliensis. Byly zkoumány účinky na cystotvorné háďátko řepné a na rostliny cukrovky.

Cystotvorné háďátko řepné (Heterodera schachtii) je jedním z nejvýznamnějších škůdců cukrovky. Ztráty na výnosech se jenom v Evropě odhadují na 90 mil. EUR ročně. Aplikace nematocidů k ochraně proti tomuto škůdci není v některých zemích povolena. Regulace populační hustoty H. schachtii pod práh hospodářské škodlivosti je možná používáním osevních postupů se zastoupením většího počtu plodin a pěstováním rezistentních odrůd cukrovky a rezistentních meziplodin. Osevní postupy se zastoupením více plodin však zemědělci z ekonomického hlediska nepoužívají příliš často. Při pěstování rezistentních meziplodin jako ředkev olejná nebo hořčice se musí výsev kvůli dobrému účinku proti H. schachtii uskutečnit do poloviny srpna. To však v některých letech nelze vzhledem k pozdní sklizni obilovin (např. ozimé pšenice) zajistit. Při pěstování rezistentních odrůd je třeba dbát na to, že mohou vést k selekci patotypů H. schachtii, které prolomí rezistenci. Výzkumy ukázaly, že virulentní háďátka se v malém počtu na poli přirozeně vyskytují a mohou se během opakovaného pěstování cukrovky rozmnožit tak silně, že způsobí škody i na rezistentních odrůdách. Aby se zabránilo prolomení rezistence, měly by být rezistentní odrůdy cukrovky pěstovány střídavě s odrůdami nerezistentními. Další možností ochrany cukrovky proti H. schachtii by mohlo být používání přirozených antagonistů háďátek. Antagonisté přirozeně se vyskytující v půdě mohou dosahovat značného významu. Pokusy s H. schachtii ukázaly, že přirozený výskyt nematofágní houby Hirsutella rhossiliensis zredukoval napadení zelí háďátky až o 77 %. Biologické přípravky na ochranu rostlin na bázi antagonistických hub se již v některých zemích k ochraně proti určitým fytoparazitickým háďátkům používají (např. Bioact® proti Meloidogyne spp. na rajčatech). K ochraně proti cystotvorným háďátkům na cukrovce dosud neexistuje žádný biologický přípravek. Jedním z kandidátů biologické ochrany by však mohla být nematofágní houba Hirsutella rhossiliensis.
H. rhossiliensis se přirozeně vyskytuje v zemědělských půdách. Parazituje různé druhy fytoparazitických háďátek. Lepivé mucilagenní konidie H. rhossiliensis se přichytí na kutikulu háďátek. Během dvanácti hodin se vytvoří klíční hyfa, která penetruje kutikulu háďátka. V hostiteli se vytváří infekční bulbus, z něhož vyrůstají asimilační hyfy a prorůstají tělem háďátka. S postupným růstem mycelia hostitel hyne. Nově vytvořené hyfy vyrůstají z těla háďátka a vytvářejí vzdušné mycelium s fialidami, na nichž se tvoří nové spory. Jak ve sklenících, tak i na poli může H. rhossiliensis způsobovat vysokou mortalitu fytoparazitických háďátek. Vysoká hustota populace háďátek podporuje výskyt této houby v půdě. V praxi však stoupá míra parazitace houby se zvyšující se hustotou populace háďátek jen pomalu. Právě v citlivých raných fázích vývoje kulturních rostlin je hustota spor H. rhossiliensis v půdě často příliš nízká pro dostatečnou ochranu klíčních rostlin proti napadení háďátky. Hustotu spor v půdě je ale možné zvýšit umělou aplikací houby.
Od objevení a popsání H. rhossiliensis v roce 1980 (Minter & Brady) pracují různé vědecké týmy na vývoji této houby do podoby biologického přípravku na ochranu rostlin. Předpokladem je vhodná formulace, která umožní etablování konkurenčně slabé houby H. rhossiliensis v půdě a zajistí snadnou a spolehlivou manipulaci s produktem. Byla například zkoumána aplikace houby jako vodní suspenze mycelia, která může být úspěšná, avšak v praxi se příliš neosvědčila. Také různými pracovními skupinami favorizované alginátové formulace se v polních podmínkách ukázaly jako méně účinné. Oproti tomu první pokusy (v roce 1998 a 2000) s houbovými kapslemi na bázi celulózy se ukázaly jako velmi nadějné. Na tyto pokusy navázaly další výzkumy. Protože bylo prokázáno, že spory oddělené od houbového mycelia již nejsou infekční, bylo k formulaci použito mycelium houby. K stimulaci růstu houby a k zvýšení její konkurenceschopnosti vůči jiným mikroorganismům byla formulace obohacena dalšími živinami. Formulace by měla být pokud možno složena z materiálů na bázi obnovitelných zdrojů. Cílem výzkumu proto bylo testování různých vlhkých a suchých formulací H. rhossiliensis proti H. schachtii na cukrovce. Výsledky posloužily k dalšímu testování toho, do jaké míry je tento postup vhodný jako základ pro biologický přípravek.
V Německu ve spolupráci několika předních vědeckých institucí probíhal výzkum zaměřený na využití derivátů přírodní látky guar gum jako materiálu k enkapsulaci H. rhossiliensis. Byla zjišťována účinnost různých obalů nematofágní houby H. rhossiliensis proti cystotvornému háďátku H. schachtii. V nádobových pokusech byly aplikovány vlhké kapsle z biopolymerů guar gum MF a guar gum MG s 1 % H. rhossiliensis do propařené a nepropařené půdy a po sedmi dnech byl stanoven počet larev H. schachtii. Dále byla zkoumána účinnost vysušených jedno- a desetiprocentních houbových kapslí z biopolymerů guar gum MF + pektinu PA5, popř. guar gum MG proti H. schachtii v propařené půdě. Při aplikaci do propařené půdy vedly všechny typy houbových kapslí k výrazné redukci napadení háďátky (více než 90% redukce napadení). Zvýšením obsahu houby z 1 na 10 % nedošlo k dalšímu zvýšení účinku proti H. schachtii, mělo však pozitivní vliv na růst rostlin cukrovky a vedlo k nárůstu hmotnosti nadzemní biomasy. Kapsle bez obsahu houby, popř. samotný enkapsulační materiál oproti tomu stimulovaly napadení háďátky. Pokud však byly houbové kapsle aplikovány do nepropařené půdy, nebyl zaznamenán žádný účinek, přičemž populace H. schachtii v cukrovce byla dokonce podstatně vyšší. Předpokládá se, že beztak pomalý růst konkurenčně slabé houby H. rhossiliensis z kapslí je ještě bržděn půdními mikroorganismy. Nakonec bylo zjištěno, že tyto biopolymery použité k enkapsulaci H. rhossiliensis nejsou v praxi vhodné k ochraně proti H. schachtii na cukrovce. Úspěšná aplikace H. rhossiliensis v biologické ochraně v praxi vyžaduje buď jiný obalový materiál nebo vývoj alternativního způsobu formulace.