Mianem chorób odglebowych określane są choroby spowodowane przez patogeny bytujące w glebie. Mogą to być wirusy, grzyby, ale również nicienie. Atakują one rośliny poprzez system korzeniowy i powodują mnóstwo szkód w uprawach. Jakie są choroby odglebowe i czy i jak możemy im zapobiegać?
Choroby odglebowe to wysokie straty w plonach
Choroby odglebowe są uznawane za główne czynniki zmniejszające plony, a ich efektywne ograniczanie w praktyce jest bardzo trudne do realizacji.
Wyliczono, że same nicienie pasożytujące na roślinach niszczą około 10% światowej produkcji rolnej, powodując straty ekonomiczne o wartości ponad 125 miliardów dolarów rocznie.
Co więcej, z uwagi na ochronę środowiska naturalnego, od pewnego czasu sukcesywnie wycofywane są doglebowe środki chemiczne do „odkażania gleby” i należy się liczyć z jeszcze większymi ograniczeniami w tym zakresie.
Najczęstsze patogeny, które powodują choroby odglebowe
Choroby grzybowe
Zakażenia grzybicze upraw to najczęstszy rodzaj chorób odglebowych, które może zaobserwować rolnik. Do najczęstszych grzybów powodujących kilka szeroko rozpowszechnionych chorób przenoszonych przez glebę zalicza się przede wszystkim te z rodzaju: Verticillium, Fusarium oraz Rhizoctonia.
Duże problemy mogą również stwarzać: Gaeumannomyces graminis, Plasmodiaphora brassicae, Sclerotinia spp. oraz organizmy glonopodobne rodzaju Pythium. Rodzaj Pythium spp. stanowi ważną ekonomicznie grupę patogenów. Przypuszcza się, że istnieje ponad 120 różnych gatunków, z których wiele powoduje gnicie nasion i korzeni w uprawach polowych i szklarniowych.
Choroby powodowane przez nicienie
Nicienie są szkodnikami i choć same nie są chorobotwórcze, to szkody przez nie wyrządzane określa się jako „choroby wywoływane przez nicienie”, ponieważ ułatwiają one proces zakażenia roślin przez patogeny. Wśród nicieni największe problemy stwarzają gatunki z rodzajów Meloidogyne i Globodera. Nicienie jako pasożyty roślin, to w zdecydowanej większości zamieszkujące glebę cienkie, wydłużone, robakowatego kształtu organizmy o długości od 0,2 do 10 mm. Tylko w nielicznych przypadkach samice przybierają kształt kulisty lub gruszkowaty jak np. guzaki (Meloidogyne). Ich niewielkie wymiary ciała oraz ukryte pod powierzchnią gleby środowisko powodują, że wywoływane przez nie uszkodzenia nie są łatwe do interpretacji. Nicienie odżywiają się materią organiczną i mogą żerować na korzeniach roślin, powodując ich uszkodzenia. Przez te uszkodzenia wnikają patogeny, które szybciej i łatwiej porażają rośliny, powodując szkody większe niż same nicienie. Bezpośrednia szkodliwość nicieni, która polega na mechanicznym uszkodzeniu tkanek i pobieraniu soków roślinnych, może mieć istotne znaczenie tylko w warunkach silnego opanowania roślin.
Przyczyny chorób odglebowych
Za główną przyczynę problemów wywoływanych przez choroby i nicienie uznaje się zazwyczaj zbyt dużą częstotliwość upraw i uproszczenia w zmianowaniu, co ma szczególne znaczenie w przypadku tych chorobotwórczych organizmów, które charakteryzują się dużą specjalizacją, czyli zdolnością do porażania konkretnego gatunku uprawnego.
Są jednak grzyby, jak również nicienie, o bardzo szerokim zakresie żywicieli i w ich przypadku decydującym czynnikiem może być wieloletnia sekwencja upraw.
Choroby odglebowe upraw - działania zapobiegawcze
Wiele patogenów przenoszonych przez glebę rozprzestrzenia się wraz z nasionami i materiałem nasadzeniowym, dlatego kontrola materiału rozmnożeniowego jest szczególnie istotna. Bardzo ważnym środkiem zapobiegawczym jest również zwalczanie chwastów, które mogą być żywicielami wielu chorobotwórczych organizmów. Przykładowo grzyb Verticillium dahliae może kolonizować ponad 25 gatunków chwastów i często wizualnie nie daje żadnych objawów chorobowych.
Monitoring jest jedną z kluczowych zasad integrowanej ochrony przed szkodnikami (IPM). W przypadku chorób przenoszonych przez glebę nie jest to zagadnieniem łatwym i prace nad jego usprawnieniem cały czas trwają. Skuteczne wdrożenie monitoringu wymaga
określenia szacunkowych docelowych progów liczebności grzybów i nicieni, powyżej których mogą wystąpić szkody gospodarcze. Obecnie znacznie łatwiej prowadzić taki monitoring w przypadku nicieni niż grzybów. Znane są już metody oceny progów szkodliwości dla grzybów glebowych, jak chociażby metoda mokrego platerowania dla oznaczenia gęstości mikrosklerocjów grzybów rodzaju Verticilium w jednostce gleby. Na razie są to jednak metody trudne do wdrożenia na szerszą skalę.
Naprzemienna uprawa różnych rodzajów roślin w określonej kolejności – płodozmian, poprawia plony, przerywa cykle rozwojowe wielu chwastów, szkodników i chorób, jednocześnie poprawiając właściwości żywieniowe i inne właściwości gleby.
Zbyt częsty powrót tej samej rośliny w to samo miejsce stwarza, przynajmniej w przypadku niektórych chorób glebowych, większe prawdopodobieństwo infekcji. Częsta uprawa zbóż (co roku lub co dwa lata) na danym polu skutkuje zachwianiem równowagi w środowisku glebowym, która prowadzi do namnożenia i nagromadzenia się czynników chorobotwórczych (głównie grzybowych).
Do chorób płodozmianowych zbóż zalicza się także choroby podsuszkowe, takie jak: łamliwość podstawy źdźbła zbóż, fuzaryjna zgorzel podstawy źdźbła i korzeni oraz zgorzel korzeni i podstawy źdźbła. Źródłem podsuszek są resztki pożniwne.
Mikroflora glebowa - niezwykle znacząca rola w zapobieganiu chorobom odglebowym
W naturalnych warunkach, odżywianie roślin w bardzo dużej mierze odbywa się dzięki aktywności różnych mikroorganizmów polegającej na:
- mineralizacji materii organicznej, a następnie wytwarzanie amoniaku oraz form amonowych oraz ich redukcja do łatwo przyswajalnych azotanów – odbywa się zawsze przy udziale różnych grup bakterii glebowych,
- wiązaniu azotu atmosferycznego przez wolno żyjące bakterie glebowe,
- syntezie niezbędnych hormonów roślinnych, która odbywa się to w nieco inny sposób, niż ma to miejsce w przypadku roślin, ale efekt ich oddziaływania jest bardzo podobny.
Obecność baterii wpływa także na polepszenie warunków powietrzno-wodnych, poprawę struktury gruzełkowatej gleby, a nawet zwiększenie retencji wodnej. Bakterie stanowią również naturalną barierę, ograniczającą porażenie przez organizmy infekujące z gleby, co może mieć szczególne znaczenie dla ograniczania szkodliwości grzybów rodzaju Verticilium oraz organizmów glonopodobnych rodzaju Pythium, które wykazują szczególną szkodliwość w warunkach słabej aktywności mikrobiologicznej.
Oddziaływanie wielu mikroorganizmów glebowych nie ogranicza się wyłącznie do konkurencji o pokarm z organizmami chorobotwórczymi. Wiele z mikroorganizmów glebowych wykazuje działanie antybiotyczne, a niektóre posiadają wręcz aktywne możliwości enzymatycznego rozkładu wielu patogenów. Czasami nawet w obrębie tego samego gatunku bakterii, mogą występować ich rasy fizjologiczne, z których każda może w nieco inny sposób wykazywać aktywność w stosunku do sprawców chorób.
Bakterie PGPR - Plant Growth Promotion Rhizobacteria
W warunkach stresów, takich jak niska temperatura czy susza, zdolność wielu patogenów do wywoływania infekcji jest jeszcze wyższa niż w warunkach bezstresowych. Jeżeli uprawa narażona jest na stresy, w nadmiernych ilościach pojawia się hormon roślinny – etylen, nazywany wtedy etylenem stresowym.
Bakterie PGPR (Plant Growth Promotion Rhizobacteria) mają zdolność do hamowania nadmiernej aktywności etylenu stresowego. Kodują one geny odpowiedzialne za syntezę deaminazy ACC, enzymu hamującego produkcję kwasu 1-aminocyklopropano-1-karboksylowego. Jest to kluczowy związek w metabolicznej ścieżce syntezy etylenu. W ten sposób nadmierna ilość etylenu jest przekształcana w amoniak.
Tab. 1. Wielokierunkowe działanie bakterii PGPR. Biorą udział w produkcji fitohormonów, ułatwiają roślinom pobieranie wielu składników pokarmowych, ale również wspomagają zwalczanie patogenów.
| Działanie bezpośrednie | Działanie pośrednie |
|---|---|
|
|
Rośliny rosnące w glebie o dużej różnorodności biologicznej są bardziej odporne na choroby niż te, które rosną na glebach ubogich w pożyteczne mikroorganizmy.
