Možnosti využití přírodních látek s antifungálním účinkem při ochraně chmele

16. 08. 2019 Ing. Pavel Procházka, Ph.D., Bc. Jan Vostřel, Bc. Jan Řehoř, Ing. Adéla Fraňková, Ph.D.; Česká zemědělská univerzita v Praze Technologie pěstování Zobrazeno 3752x

Po mnoho desetiletí se ve všech státech produkujících chmel používaly k ochraně porostů přípravky založené zejména na bázi mědi. Mezi účinné látky trvale patřil oxychlorid mědi a později i hydroxid měďnatý. V roce 2015 však ze závěrů monitorovacích studií vyplynulo, že vysoké dávky měďnatých pesticidů opakovaně užívaných ve chmelových porostech představují závažné riziko pro půdní makroorganizmy, zejména pak kroužkovce. Jako akceptovatelná byla následně stanovena dávka 4 kg/ha mědi (Cu) ročně, což představuje téměř polovinu dosud užívaného množství. Z tohoto důvodu bylo od roku 2018 omezeno užívání měďnatých pesticidů proti houbovým chorobám, což vede k zintenzivnění hledání vhodných alternativ v ochraně chmele.

Alternativní látky v ochraně chmele

Optimální formu ochrany je v současnosti použití systemických fungicidů nebo biologických preparátů, mezi které patří i přípravky na bázi mořských řas nebo rostlinných silic s antimikrobiálními účinky. Přípravky obsahující jako účinnou složku rostlinné metabolity jsou mezi českými zemědělci zatím jen málo významné a používají se převážně v ekologickém zemědělství. V rámci celosvětového zemědělství se však těší stále větší oblibě. Mezi hlavní výhody těchto přípravků patří zejména jejich nízká toxicita k necílovým organizmům, minimální riziko vzniku rezistence a jejich snadné skladování.

V pokusech jsme se zaměřili zejména na možnost využití látek obsahující pomerančový olej a dále na výtažky z mořských řas. Citrusy obsahují v listech, plodech a květech hodně aromatických a biologicky aktivních látek. Biologicky aktivní látky jsou představovány hlavně terpenoidy a to především limoninem, nomilinem a obacumonem. Mezi seskviterpeny obsažené v citrusech patří např. γ-bisabolen. První byly objeveny insekticidní účinky těchto látek. Následně se došlo k poznatkům, které ukazovaly na fungicidní účinky těchto látek.

Pomerančová silice se nachází nejčastěji v oválných siličných váčcích slupek plodů, anebo v barevných částech kůry. Působí jako přírodní antimikrobiální a repelentní bariéra. Obsah jednotlivých složek je ovlivňován ročníkem, oblastí a odrůdou. Pomerančové silice jsou složeny kolem 90 % z D-limonemu a seskviterpeny. Limonem se získává z pomerančové kůry. Je to terpen, který je při pokojové teplotě kapalný a čirý, vyniká silnou citrusovou vůní. Je nerozpustný ve vodě, ale dobře rozpustný v alkoholech.

Mořské řasy jsou skupinou fotosyntetizujících organizmů. Ekologický význam je primárně jako základ potravních řetězců. Některé druhy vytváří husté porosty, které jsou útočištěm pro mnoho rostlinných a živočišných druhů. Podle odhadů dokáží řasy asimilovat 1,8 g C/m² za rok. Mořské řasy se používají pro výrobu potravin, krmiv, hnojiv, kosmetiky, farmaceutických výrobků a biopaliv. Extrakty z mořských řas mají jako hlavní účinné látky fytohormony auxiny a cytokininy. Jako zdroj extraktů jsou převážně hnědé řasy. Extrakty z mořských řas podporují růst kořenů, optimalizují vývoj rostlin, podílí se na zvýšení výnosů a kvality produkce.

Pro výrobu extraktů z mořských řas se nejčastěji používá řasa Ascophyllum nodosum. V této řase bylo zjištěno velké množství biologicky aktivních látek např. cytokininy, kyselina abscisová, kyselina alginová, stopové prvky a vitamíny.

Antifungální účinek byl zkoumán u Laurencia dendroidea. Rf faktor látky, která byla identifikována v jejím výtažku, byl zařazen mezi terpeny. Látky se nacházejí v bioautografickém testu proti Colletotrichum lagenarium, který ukazuje korelaci s látkami vykazujícími fungicidní účinek. To vede k závěru, že i terpeny Laurencia dendroidea mohou být odpovědné za fungicidní účinek extraktu Laurencia dendroidea. Aplikace samotného extraktu z Ascophyllum nodosum měla fungicidní účinnost průměrně asi 85%. Použití extraktu z Ascophyllum nodosum vykazuje výrazné potlačení infekce houbovými chorobami.

Polní pokusy

V posledních dvou letech probíhají v rámci výzkumu ČZU v Praze pokusy, které sledují antifungální účinky přípravků Alginure a PREV B2.

Alginure je biologický prostředek obsahující výtažky z mořských řas a rostlinné aminokyseliny a podporuje odolnost rostlin vůči napadení houbovými chorobami. Po aplikaci prostředku Alginure dochází v rostlině ke zvýšení obsahu fytoalexinů, PR-proteinů a dalších látek, které ovlivňují obranyschopnost rostliny vůči chorobám. Prostředek působí preventivně a nemá přímý vliv na patogena.

PREV B2 je kapalné hnojivo obsahující přírodní terpeny z pomerančovníku a bór. Tento přípravek v ošetřených rostlinách optimalizuje výživu bórem, a tím zvyšuje množství a kvalitu výnosů. Bór, který je rozpuštěný v roztoku, je velmi rychle absorbován rostlinnými pletivy. Zároveň obsahuje PREV B2 terpeny rostlinného původu, které zajišťují přilnavost a rovnoměrné rozptýlení postřiku na listové ploše. Přírodní terpeny mají též vedlejší účinky na omezování chorob a škůdců rostlin.

Pokus probíhá na dvou různých stanovištích. Prvním stanovištěm je chmelnice společnosti MK AGRO s.r.o. v Čínově (okres Louny), která spadá do Žatecké chmelařské oblasti. Chmelnice je na rovině, středně těžké černici, s obsahem humusu okolo 2 %, o výměře 1,46 ha. Byla vysázená v roce 1995, ve sponu 280 × 110 cm, Osvaldovým klonem 72, při směru řadů sever-jih. Druhým stanovištěm je chmelnice společnosti ZOS Liběšovice s.r.o. v Liběšovicích (okres Louny), která také spadá do Žatecké chmelařské oblasti. Chmelnice je na rovině, těžké hnědozemi s obsahem humusu okolo 3 %, o výměře 1,04 ha. Porost Osvaldova klonu 72 byl založen v roce 2007 ve sponu 300 × 117 cm, ve směru řadů severovýchod-jihozápad.

Při pokusech se dva vstupy běžného fungicidu nahradily aplikací přípravků Alginure a PREV B2. První aplikace proběhla v období objevení květenství až počátku kvetení. Druhá aplikace proběhla v období aplikace posledního fungicidu před sklizní. Mezi první a druhou aplikací došlo k aplikaci běžného fungicidního přípravku. Dávky přípravků jsou uvedeny v tabulce 1 a 2. Aplikace ve všech případech probíhala v ranních hodinách, při teplotách do 21 °C, tedy za příznivých podmínek. V pokusech byla sledována účinnost použitých přípravků, tedy jejich celkový zdravotní stav obsah chlorofylu v révových i pazochových listech. V jednotlivých variantách jsme zároveň zjišťovali vliv celkovou produkci chmelových hlávek.

Výsledky

Z grafu 1 je patrné, že po první aplikaci přípravků Alginure a PREV B2 došlo k poměrně vysokému nárůstu obsahu chlorofylu v obou variantách. Přípravek PREV B2 měl poměrně stabilní navýšení obsahu chlorofylu, které setrvalo až do druhé aplikace. Přípravek Alginure vykazoval spíše krátkodobější nárůst, který byl stabilní první tři týdny po aplikaci. Oba přípravky však po aplikaci pozitivně ovlivňovaly obsah chlorofylu v pazochových a révových listech.

Z grafu 2 je zřejmé, že použité přípravky měly srovnatelnou fungicidní účinnost s konvenčními přípravky. Je, ale potřeba dodat, že oba pokusné roky se vyznačovaly spíše slabším nebo průměrným výskytem plísně chmelové.

Graf 3 ukazuje, že aplikace testovaných přípravků měla pozitivní vliv na výnos suchého chmele. Varianta ošetřená přípravkem Alginure sice zaznamenala v roce 2017 mírně nižší výnos, avšak celková produkce alfa hořkých kyselin na hektar byla oproti variantě konvenčního ošetření vyšší. Nižší výnos mohl být částečně zapříčiněn malým rozestupem mezi druhou aplikací a sklizní, kdy se již nemohly projevit pozitivní vlastnosti Alginure, jako biologicky aktivní látky. Varianta ošetřená přípravkem PREV B2 naopak dosahovala v roce 2017 navýšení výnosu téměř o 100 kg/ha suchého chmele. Tak vysoký nárůst výnosu se sice v roce 2018 nepotvrdil, přesto lze říct, že zařazení přípravku PREV B2 do fungicidní ochrany mělo celkově pozitivní vliv na výnos. Chmelařský rok 2018 byl poměrně abnormální a i proto je možné se domnívat, že výsledky byly vlivem ročníku mírně zkresleny. Obě varianty ovšem dosáhly mírného navýšení výnosu oproti variantě konvenčního fungicidního ošetření.

Graf 4 znázorňuje průběh tvorby obsahu alfa hořkých kyselin 3 týdny před sklizní v jednotlivých variantách ošetření. Varianta ošetřená konvenčními přípravky měla velmi dlouho poměrně dynamický nárůst obsahu alfa hořkých kyselin, který však týden před sklizní dosáhnul maxima a poté prudce klesal. Přípravky Alginure a PREV B2 měly sice pozvolnější nárůst, avšak v době sklizně dosahovala hodnota obsahu alfa hořkých kyselin vyšších hodnot než u varianty konvenčního fungicidního ošetření a je třeba zdůraznit, že hodnoty neklesaly.

Varianta s použitím konvenčních přípravků dosáhla při sklizni nejnižšího obsahu alfa hořkých kyselin (graf 5). Mírný nárůst obsahu alfa hořkých kyselin měla varianta ošetřená přípravkem Alginure. U varianty s použitým PREV B2 dosáhla v průměru nárůst o necelé 0,5 %. Obě zkoušené varianty tedy vykazovaly pozitivní vliv na obsah alfa hořkých kyselin při sklizni. Při hodnocení výsledků je třeba mít na paměti, že u testovaných biologických přípravků je velmi výhodná poslední aplikace před sklizní, zejména z hlediska ochranných lhůt, neboť tato aplikace se velmi často provádí pouze na několik málo dní.

Graf 1: Obsah chlorofylu v révových a pazochových listech u jednotlivých variant v % kontroly (standardního fungicidu) - průměr obou lokalit v roce 2018

Graf 2: Průměrná účinnost použitých přípravků na plíseň chmelovou - průměr obou lokalit a obou let

Graf 3: Průměrný výnos suchého chmele

Graf 4: Průběh tvorby alfa hořkých kyselin v hlávkách chmele u jednotlivých variant poslední 3 týdny před sklizní - průměr obou ročníků a lokalit

Graf 5: Průměrný obsah alfa hořkých kyselin v hlávkách chmele při sklizni u jednotlivých variant - průměr obou ročníků a lokalit

Závěr

Výsledky pokusů tak potvrdily mnohá tvrzení o účinnosti a nesporných výhodách užití biologických přípravků v rostlinné produkci. V případě produkce chmele došlo k podpoření vitality porostu, nárůstu výnosu i jeho kvality.

Pomocné přípravky tohoto charakteru tak představují vhodnou alternativu k aplikaci mědnatých fungicidů. Pro určení termínu aplikace těchto látek je však vždy nezbytné zohlednit vegetační fázi porostu a tlak patogenů. Taktéž je třeba připomenout, že při použití těchto biologických přípravků je vhodné intenzivněji monitorovat zdravotní stav takto ošetřeného porostu.

Tab. 1: Přehled jednotlivých aplikací v roce 2017

Tabulka č. 2: Přehled jednotlivých aplikací v roce 2018