Lze nahradit syntetické pesticidy biologickými přípravky?

21. 04. 2022 RNDr. Aleš Kuthan, CSc.; poradce v ochraně rostlin Ochrana obecně Zobrazeno 3017x

V odborném tisku v Čechách bylo za posledních let již publikováno hodně článků pojednávajících o biologické ochraně rostlin před škodlivými činiteli. Odborná veřejnost, včetně většiny zemědělců, již tento pojem dobře zná. Přesto je použití biologické ochrany, vyjma podniků hospodařících v ekologické produkci, v zemědělské praxi ještě pořád málo rozšířené.

Nejčastěji se s ní setkáváme při integrované produkci vinné révy, ovoce a zeleniny, u kterých jsou velmi přísné a často kontrolované hodnoty obsahu reziduí pesticidů. V polních plodinách je jejich používání ve větším rozsahu omezeno velmi úzkým sortimentem nabízených produktů, nutností zajištění přípravků s dostatečným předstihem před použitím, nemožnosti jejich delšího skladování, a převládajícím názorem o jejich slabší účinnosti ve srovnání s chemickými přípravky.

Cílem tohoto článku zaměřeného na problematiku použití biologických prostředků proti houbovým chorobám polních plodin je na základě zkušeností z praxe vymezit situace, za kterých je jejich aplikace efektivní a poukázat na pozitiva, ale také úskalí jejich použití.

Již v roce 1991 vydalo Ministerstvo zemědělství ČR v tiskovém a informačním středisku publikaci Biopesticidy v zemědělství kolektivu autorů pod vedením Ing. Hrdého. Publikace uvádí několik druhů bakterií a hub využitelných v praktické ochraně rostlin. Mezi jinými jsou zde uvedeny dnes již používané biologicky účinné organizmy Coniothyrium minitans, Pythium oligandrum a Trichoderma spp.

Biofungicidy a bioagens povolené v České republice

Polyversum

Nejstarším a nejdéle registrovaným biofungicidem v ČR je Polyversum obsahující houbu Pythium oligandrum. O jeho vývoj se před více než třiceti lety zasloužil mykolog a fytopatolog Dr. Dáša Veselý. Produkt byl patentován u nás, a také v USA. V České republice byl poprvé registrován v 90. letech minulého století. V současné době je uváděn na trh pod několika obchodními názvy: Green Doctor, Polydresser, Polygandron TTP, Polygandron WP, Polyversum, Polyversum - Biogarden, Polyversum - Polygandron. Obsahuje M1 oospory Pythium oligandrum, které je přímým mykoparazitem mnoha fytopatogenních hub. Pythium vytváří enzym, který rozkládá buněčné membrány mycelia a rozmnožovacích orgánů hub - sklerocií. Proniká svými vlákny do fytopatogenních hub, ze kterých získává živiny a využívá je pro vlastní výživu. Tento proces trvá, dokud fytopatogenní houbu zcela nezničí. Kromě tohoto v symbióze s kořenových systémem rostlin produkuje nízkomolekulární protein oligandrin vyznačující se systemickými a translaminárními vlastnostmi. Tato přírodní substance indukuje v rostlinách přirozenou rezistenci proti houbovým chorobám.

Přípravky na bázi Pythium oligandrum mají v ČR velmi široký rozsah registrace a podle výrobce je doporučován na různé kultury proti širokému spektru houbových chorob aplikací postřikem. Je registrován také v několika dalších státech Evropy, vyvážen do Číny, USA a dalších zemí. U nás je produkt dostupný také pro malospotřebitele.

Contans WG

Contans WG a souběžný přípravek Euro-Chem Thyriumtans obsahují houbu Coniothyrium minitans kmene CON/M/91-08 (DSM 9660). Jedná se o fungicidní biologický přípravek, specialistu na hubení sklerocií hlízenky obecné Sclerotinia sclerotiorum a Sclerotinia minor k ochraně řepky olejky, hořčice bílé, slunečnice roční, máku setého, kmínu kořenného, zeleniny, okrasných rostlin, tabáku, luskovin, aromatických a léčivých rostlin. Je dodáván ve formě vodou dispergovatelných granulí.

Přípravek se používá v dávkách 1,0–2,0 kg/ha se zapravením do půdy kde houba Coniothyrium minitans parazituje sklerocia fytopatogenních hub rodu Sclerotinia spp. a poměrně rychle je rozkládá.

K parazitaci dochází ve vrchní provzdušněné vrstvě půdy do cca 10 cm při teplotách od 1 °C. Při zamrznutí půdy dochází k pozastavení růstu spor biologického přípravku, ale nedochází k jejich odumření. Po zvýšení teploty začíná agens biologického přípravku opět parazitovat, a proto je možné jeho použití jak na podzim, tak i v jarních měsících. Podmínkou účinnosti přípravku je jeho promísení s půdou a zapravení do hloubky cca 5–10 cm bezprostředně po aplikaci. Nedochází pouze k potlačování následků choroby, jak je tomu při použití foliárních fungicidů, ale účinně eliminuje příčinu vzniku choroby zničením sklerocií v půdě. Při aplikaci po sklizni plodiny s vysokým počtem snadno pozorovatelných sklerocií na strništi dokáže pozemek ozdravit na několik let dopředu.

Serenade ASO

Přípravek Serenade ASO s obsahem 13,96 g/l gram-pozitivních bakterií kmene QST 713 Bacillus amyloliquefaciens (původně B. subtilis) si díky intenzivní podpoře dovážející firmy Bayer rychle získal pěstitele v Čechách. Na trh byl uveden počátkem roku 2019. Je to biologický postřikový fungicidní přípravek ve formě suspenzního koncentrátu určený k ochraně širokého spektra polních plodin, zeleniny, révy vinné, ovocných stromů, chmele, drobného ovoce, léčivých rostlin a okrasných rostlin proti houbovým chorobám a k posílení odolnosti rostlin.

Registrované použití je velmi široké a zahrnuje obilniny, kukuřici, brambory, řepku hořčici, slunečnici, mák, chmel, celou řadu ovocných dřevin zeleniny a okrasných rostlin proti různým houbovým a také bakteriálním chorobám.

Degradační enzymy produkované bakterií Bacilus subtillis QST 713 usnadňují rozklad organických látek v půdě a umožňují tím jejich snadnější příjem kořeny rostlin. Kmen Bacilus subtillis QST 731 produkuje řadu lipopeptidů, které aktivně působí na povrchu buněk houbových patogenů, fyzicky narušují buněčné membrány a s narůstající koncentrací způsobují destrukci jejich buněk. Lipopeptidy jsou odolné vůči teplotním vlivům, různému pH a směsím s přípravky. Bacilus subtillis QST 713 produkuje rovněž látky, které mají baktericidní účinky proti bakteriálním patogenům jako Clavibacter, Erwinia, Pseudomonas, Ralstonia a Xanthomonas. Tyto látky blokují syntézu buněčných stěn bakteriálních patogenů. Některé z těchto látek konkurenčně využívají identické druhy enzymů potřebných pro tvorbu buněčných stěn patogenních bakterií, a tím limitují jejich množení. Přípravek Serenade ASO rovněž podporuje dobrý zdravotní stav rostlin, zlepšuje růst, vývoj a zvyšuje přirozenou obranyschopnost rostlin včetně odolnosti proti abiotickým stresům.

Xilon®

Houby rodu Trichoderma jsou jedny z nejčastěji využívaných organizmů v ochraně rostlin. Výzkumy o možném využití byly publikovány již ve 40. letech minulého století. Houby rodu Trichoderma jsou běžně se vyskytující se organizmy v půdě a v kořenovém systému, kde žijí v symbióze s danou rostlinou. Vyselektovaný kmen Trichoderma asperellum T34, který je účinnou složkou přípravku Xilon®, se ve srovnání s volně žijící populací, vyznačuje vysokou konkurenční schopností vůči mnoha fytopatogenním houbám, které v půdě existují. V symbióze s kořeny rostlin je dokáže ochránit před mnoha druhy patogenů.

V 90. letech minulého století bylo prokázáno, že houby rodu Trichoderma mají schopnost ovlivňovat mnoho procesů v rostlinách. Svými metabolity působí na rostliny a zvyšují jejich odolnost vůči biotickým a abiotickým stresům, například suchu. Po aplikaci houby Trichoderma do půdy a kontaktu organizmu s kořeny se rostlina začne chovat jako při napadení patogenem zvýšenou produkcí fytohormonů, a tím získává vyšší odolnost. V rostlině spouští indukovanou rezistenci. Při kontaktu s patogenem začne škodlivý organizmus obklopovat, dochází k uvolňování enzymů, které pomáhají ničit buněčné stěny patogena, což vede k jeho úhynu. Trichoderma podporuje také vegetativní růst, zvyšuje objem kořenové soustavy a následný výnos. Ovlivňuje fotosyntézu, syntézu ethylenu, fotorespiraci, metabolizmus karbohydrátů a zvyšuje příjem živin. Uvolňuje v půdě vázané formy fosforu, zinku a spřístupňuje je rostlinám.

I přes velkou škálu možných pozitivních účinků na pěstované plodiny se na základě dostupných výzkumů zdá nejdůležitější schopnost kompetice, kterou houby rodu Trichoderma asperellum T34 vykazují vůči patogenům. Proto je, na rozdíl od mnoha jiných kmenů této houby stejného rodu, registrován jako biofungicid v Evropském katalogu povolených a prověřených účinných látek.

Proradix

Bakterie Pseudomonas sp. kmene DSMZ 13134 v přípravku Proradix je fungicidní přípravek ve formě dispergovatelného prášku určený na ochranu brambor proti kořenomorce bramborové (Rhizoctonia solani). Pseudomonas je gramm-negativní bakterie ze skupiny Gammaproteobacteria.

Mechanizmus účinku je založený na schopnosti fluorescenčních pseudomonád produkovat siderofory, které selektivně váží trojmocné železo. Dostupnost železa pro mikrobiální asimilaci v rhizosféře je velmi omezená. Pseudomonas spp. v přípravku Proradix je schopen produkovat vysoce účinný siderofor. Výsledný komplex trojmocného železa a sideroforu není využitelný jako zdroj železa pro jiné mikroorganizmy. Tímto způsobem Pseudomonas spp. omezuje růst patogenů. Kromě toho, fluorescenční pseudomonády přípravku indukují v ošetřených rostlinách vznik odolnosti vůči půdním patogenům.

Integral Pro

Bacillus amyloliquefaciens kmen MBI 600, účinná složka biopreparátu Integral Pro, je povolen k moření řepky proti fomové hnilobě brukvovitých (Leptospheria maculans) a pro stimulaci rostlin řepky k přirozené obraně rostlin vedoucí k redukci škod způsobených dřepčíky rodu Psylliodes a Phyllotreta.

Integral Pro je biologické fungicidní mořidlo s fungicidním a fungistatickým účinkem, jehož účinný organizmus po kontaktu s patogenem narušuje vlákna hub. Při aplikaci osídlí kořeny hostitelské rostliny a vytvoří kolem nich ochrannou zónu, skrz kterou se choroba nemůže šířit a v níž spory patogenu nemohou klíčit. Navíc účinný organizmus vyvolává systemickou obrannou odpověď rostliny, indikovanou zvýšenou tvorbou enzymu peroxidázy, který hraje roli při posilování obrany rostlin proti patogenům.

Insekticidní bioagens povolené v České republice

V seznamu povolených biologických přípravků proti hmyzím škůdcům se nachází více než desítka produktů. Většina z nich je ale použitelná převážně v uzavřených prostorech skleníků anebo ve speciálních kulturách, ovocných dřevinách, okrasných kulturách, jahodníku a zelenině. Z polních plodin lze tyto prostředky použít pouze v kukuřici.

Dianem

Parazitické hlístice Heterorhabditis bacteriophora jsou registrovány na ochranu kukuřice proti larvám bázlivce kukuřičného. Musí se aplikovat ve formě roztoku postřikem do řádků kukuřice při setí, aby se hlístice dostala do co nejbližšího kontaktu s larvou škůdce.

Tricholet

Chalcidka rodu Trichogramma evanescens je vaječný parazitoid. Klade svá vajíčka do vajíček zavíječe kukuřičného anebo černopásky bavlníkové, čímž zabraňuje vylíhnutí housenek škůdce. Aplikuje se letecky.

Trichoplus a Trichotop

Jsou založeny na stejném rodu chalcidky Trichogramma a aplikují se rozvěšováním kapslí do porostu kukuřice.

Lze tedy nahradit chemické pesticidy biologickými přípravky?

Jednoduchým způsobem není možné na tuto otázku jednoznačně odpovědět. Pokud by se jednalo skutečně pouze o výměnu jednoho přípravku (chemického) jiným přípravkem (biologickým), nutno konstatovat, že takových situací je velmi málo a při porovnání s chemickými pesticidy dosahují velmi nízkých hodnot účinnosti. Takové chápání biologické ochrany již odradilo mnoho pěstitelů.

Ochrana rostlin biologickými metodami a prostředky vyžaduje zcela odlišný přístup pěstitele. Živé organizmy vyžadují pro spolehlivou účinnost specifické podmínky prostředí: teplotu, vlhkost, u houbových biopreparátů rovněž absenci intenzivního záření. Pro dobrou účinnost musí být vysoce aktivní, agresivní vůči škodlivému činiteli, rychle růst a rychle se množit. Oblast optimálních podmínek pro jejich spolehlivou účinnost je tím daleko užší ve srovnání s chemickými prostředky.

Naproti tomu mnoho z nich, kromě toho, že přispívají ke snížení environmentální zátěže prostředí, je schopna potlačovat některé další choroby, na které ani chemické prostředky nemají dostatečnou účinnost. Mnoho biofungicidních organizmů má celou řadu dalších vlastností, které zlepšují kondici plodiny. Jsou to zejména zvýšení příjmu vody a živin z půdy a stimulační vlivy na růst a vývoj a zlepšují celkový zdravotní stav pěstovaných rostlin a přispívají ke zvýšení výnosů.

Zkušenosti s použitím vybraných biologických přípravků

Ochrana řepky a slunečnice přípravkem Contans WG

Ochrana řepky a slunečnice přípravkem Contans WG je jedním z příkladů, kdy ochrana biologickým přípravkem zcela nahradí chemický fungicid proti hlízence obecné (Sclerotinia sclerotiorum) a při správném způsobu použití se plně se vyrovná klasické fungicidní ochraně. Coniothyrium minitans v přípravku aplikovaném do půdy před setím eliminuje také primární infekce z půdní zásoby sklerocií, proti kterým ani postřik chemickými fungicidy není účinný.

Tricholet anebo Trichoplus v kukuřici

Z vlastních hodnocení účinnosti bioagens Trichogrammma ve srovnání s ošetřením kukuřice insekticidy, které jsem publikoval již před několika lety, vyplynulo, že oba způsoby jsou při správném termínu aplikace zcela rovnocenné (tab. 1). Správný termín aplikace je ale u obou typů odlišný. Tricholet anebo Trichoplus je nutno použít na počátku kladení vajíček a insekticidy, které mají převážně larvicidní účinek, až v době 3.–4. instaru housenky zavíječe kukuřičného.

Dalo by se namítat, že 70% účinnost ošetření není dostatečná. Podíváme-li se na průběh náletu škůdce do porostů, a srovnáme jej s dobou efektivní účinnosti insekticidů, lze konstatovat, že jedno ošetření nepokryje celé období náletu, kladení vajíček a vývoj housenek.

Lesní školky a Polyversum

Velmi dobrý výsledek použití přípravku Polyversum jsme získali při aplikaci do půdy lesní školky na Benešovsku, kde docházelo vlivem několikaleté monokultury semenáčků smrku k vysokému úhynu komplexem chorob způsobujících padání rostlin. Plochu nebylo možné z technických důvodů přemístit na jinou a přípravek aplikovaný do půdy v následujících letech zcela eliminoval dlouhotrvající problém.

Slunečnice a sója s Xilonem^®

Více pěstitelů má již zkušenosti s účinností houby Trichoderma v biofungicidu Xilon^®. V zemědělských podnicích firmy VP Agro je používán již několik let v kukuřici, slunečnici a v uplynulých letech také v ochraně sóje a řepky ozimé.

U slunečnice po jeho aplikaci při setí plně nahradí obvykle prováděný postřik fungicidy ve fázi 7–8 listů proti hlízence a dalším chorobám. To bylo v uplynulé sezoně potvrzeno také v pokusech svazu pěstitelů olejnin Ing. B. Málkem, ve kterých kromě hlízenky, vykázaly rostliny nižší napadení také fomovou hnilobou lodyhy, botrytidou a částečně alternárií. Jeho fungicidní vlastnosti společně se stimulačními účinky a zlepšení příjmu vody a živin poskytují téměř vždy vyšší výnosy nažek (tab. 2).

Kukuřice s Xilonem^®

Biofungicid Xilon® se již používá v kukuřici, a to jak pro sklizeň na siláž, tak také pro sklizeň na zrno. Jeho největší předností je výrazné snížení hladiny mykotoxinů vlivem potlačení chorob pocházejících z půdní zásoby rodů Fusarium, Colletotrichum, Diplodia a několika dalších. Nutností je aplikace přípravku již při setí přímo do seťového lůžka tak, aby užitečná houba Trichoderma chránila rostlinu od úplného počátku vývoje.

Řepka a Xilon^®

Pro použití v řepce byl Xilon^® registrován v předchozím roce. Zatím máme málo poznatků z praxe o jeho vlivu na zdravotní stav a celkový vývoj kultury. První hodnocení po zimě 2020/21 ve srovnání s fungicidem Tilmor aplikovaným na podzim ukazuje (tab. 3), že Xilon® urychlil vývoj rostlin, ovlivnil tloušťku kořenového krčku a snížil napadení houbovými chorobami. To potvrzují již publikované výsledky kolektivu autorů ČZU v Praze (Zusková a kolektiv, Agromanuál 9/10, 2021).

Brambory a Polyversum

Po výčtu několika pozitivních příkladů je nutno uvést také situace, za kterých nelze dosáhnout požadovaný efekt. Jedním z nich je ochrana proti plísni bramborové, kde i při opakovaném použití přípravek Polyversum neměl téměř žádný účinek (Hausvater, E., Doležal P., Úroda, 2020, 10, str 45–46). Podle informace autorů Pythium nedokáže razantně zastavit rychlý rozvoj choroby.

Tab. 1: Výsledky hodnocení účinnosti biologické a chemické ochrany kukuřice proti zavíječi kukuřičnému

Tab. 2: Vliv přípravku na výnos slunečnice a sóje na podnicích Zeas Oskořínek a Proklas Přeštice v roce 2021

Tab. 3: První hodnocení vlivu biofungicidu v ozimé řepce Xilon® z praxe

Podpora zdravotního stavu pomocnými přípravky

Biologickou ochranu proti škodlivým činitelům mohou pozitivně ovlivnit také produkty, které seznam přípravků na ochranu rostlin neobsahuje. Některé z nich obsahují podobné organizmy jako registrované biopesticidy. Jsou registrovány jako pomocné rostlinné přípravky v registru hnojiv ÚKZÚZ.

Jako příklad lze uvést Gliorex firmy Fytovita s.r.o., který obsahuje konidie hub rodů Clonostachys a Trichoderma a je doporučován na moření osiva obilnin, luskovin, řepky a máku.

Další tuzemský výrobce Monas Technology nabízí pěstitelům přípravky na bázi bakterií rodu Pseudomonas (Prometeus^®CZ) nebo Bacillus (Hirundo^®) k ošetření řepky, slunečnice anebo máku.

Některé osivářské firmy po zákazu syntetických mořidel dodávají osiva ošetřené stejnými mikroorganizmy. V roce 2021 byl na několika zemědělských farmách porovnáván vliv bakterizace osiva cukrové řepy odrůdy BTS 555 druhy Pseudomonas a Agrobacterium na vývoj, zdravotní stav a výnos Výsledky jsou uvedeny v tabulce 4.

Tab. 4: Výsledky vlivu bakterizace osiva cukrovky metodou BetaShield^® obsahující bakterie Pseudomonas a Agrobacterium

Závěr

Při úvahách o možné náhradě chemických pesticidů biologickými produkty je nutná dokonalá znalost způsobu jejich účinku.

Živé organizmy biopesticidů je třeba dostat do kontaktu se škodlivým činitelem daleko dříve než klasické pesticidy. Nemají zpravidla přímý letální účinek a působí pomaleji. V prostředí posunují rovnováhu bioagens a škodlivého činitele ve svůj prospěch, která závisí na agresivitě nejenom použitých druhů, ale také jednotlivých poddruhů a v případě bakterií a hub také vyselektovaných kmenů. Proto nelze za všech okolností považovat různé produkty se stejným druhem bioagens z hlediska účinku na škodlivé činitele za rovnocenné a vzájemně zaměnitelné. U kmenů v mezinárodním měřítku uznaných a registrovaných je záruka jejich účinku jistější než u jiných, byť stejného rodu nebo dokonce druhu.

Pěstitelé, kteří se již biopesticidy naučili na svých polích využívat, vědí, že nemohou čekat až se choroba anebo škůdce v porostu objeví, ale musí je aplikovat dříve, často již při výsadbě nebo výsevu plodiny. Pro jejich nasazení nelze tedy použít stávající termíny signalizace, které se používají k optimalizaci postřiků klasickými pesticidy.

Zdravý porost řepky po aplikaci biofungicidu Contans^® WG

Biopesticid Xilon^® významně sníží výskyt primárních infekcí nejenom hlízenky obecné

Vysoký podíl nouzově dozrávajících rostlin řepky silně snižuje výnosy