Možnosti využití mikroorganizmů v ochraně a výživě brambor

15. 05. 2025 Ing. Iva Flesarová, Ing. Karel Říha; Brno Stimulace Zobrazeno 510x

Brambory sehrávají nezastupitelnou roli ve výživě člověka. Jsou cenným zdrojem vitamínů, minerálů a esenciálních aminokyselin mj. lysinu. V roce 2024 bylo dle Českého statistického úřadu osázeno 22 747 ha (z toho 1 190 ha raných a 2 770 ha sadbových brambor). Ze zemědělského pohledu patří brambory k důležitým plodinám osevního postupu. Jsou však velmi náročné na lidskou práci, řadu pěstebních opatření a v neposlední řadě hraje roli i výkupní cena. V dnešní době komplikuje jejich pěstování mnoho nařízení a omezení, ať už erozních nebo těch, týkajících se ochrany vod. Významným stresovým faktorem pěstování nejen brambor jsou suché periody, které se opakují stále častěji a na výnos brambor mají nemalý vliv. To nás donutilo zamýšlet se i nad jinými možnostmi ochrany a protistresové stimulace - v tomto případě nepesticidní.

Do setí řepky je nyní ještě spousta času, avšak v našich končinách se ujal zvyk porozhlédnout se okolo, jak která řepka vypadá a přemýšlet o budoucích kandidátech na výsev už teď. Můžeme dokázat, že nabídka odrůd řepky společnosti Limagrain je komplexní a zahrnuje hybridy vhodné do všech podmínek a na každé pole.

Mikroorganizmy v půdě

O účincích mikroorganizmů v půdě a o mykorhize se dá najít řada studií ať už u nás nebo v zahraničí.

Bakterie

Mezi zajímavé výsledky patří například zpřístupňování fosforu z málo dostupných vazeb. Jedním z mikroorganizmů je např. Bacillus licheniformis. U něj bylo prokázáno, že některé jeho kmeny přežívají v rhizosféře bramboru i za podmínek stresu a že dokáže převádět fosfáty na rozpustné formy i za podmínek vysoké salinity, pH a teploty (Behbahani, 2009). Bacillus licheniformis je také účinnou prevencí černé nohy bramboru - Bacillus licheniformis vykazoval nejvyšší antagonistický účinek na patogen PBD, následovaný Bacillus pumilus a Bacillus megaterium (Mao a kol., 2022). V další studii byla hodnocena antivirová aktivita kmene Bacillus licheniformis POT1 proti virům na bramborových rostlinách. Dvojí aplikace kultivačního filtrátu na listy (24 hodin před a po inokulaci AMV - virus mozaiky vojtěšky) byla nejúčinnějším ošetřením, které vykázalo 86,79% snížení úrovně AMV a zlepšení různých růstových parametrů (Abdelkhalek, 2020).

Některé další studie uvádí, že bakterie Bacillus mucilaginosus mobilizují draslík ze slídy obsažené v matečních horninách. Vyšší teplota a delší inkubační doba bakterie má významný vliv na mobilizaci tohoto prvku. Vyšší teplota vede k větší aktivitě bakterií a uvolnění draslíku z odpadní slídy, ale také z matečné horniny ornice. Tento proces je důležitý nejen pro zlepšení výživy rostlin, ale také pro snížení potřeby chemických hnojiv. Tato studie naznačuje, že použití bakterií jako Bacillus mucilaginosus může být efektivní a ekologicky šetrnou metodou pro zvýšení dostupnosti draslíku v půdě, což může pozitivně ovlivnit zemědělskou produkci a udržitelnost (Biswas, Basak, 2015).

Bacillus spp. jsou široce využívány a komerčně prodávány v zemědělských systémech jako antagonisté různých fytopatogenů, ale mohou také prospívat rostlinám jako promotory jejich růstového, vývojového i stresového prospěchu svou produkcí kyseliny polybetahydroxymáselné.

Z rhizosféry rostlin bylo izolováno 30 bakteriálních kmenů, které se testovaly na produkci enzymu chitinázy. Bacillus thuringiensis NM101-19 a Bacillus licheniformis NM120-17 měly nejvyšší chitinolytické aktivity. Bylo odzkoušeno, že chitinázy Bacillus thuringiensis i Bacillus licheniformis mají významný potenciál pro ničení buněčné stěny fytopatogenních hub na různých organických substrátech, např. i na hlízách nebo semenech (Gomaa, 2012). Dále byly hodnoceny vybrané izoláty Bacillus spp. ze slaných půd pro jejich schopnost potlačit suchou hnilob bramborových hlíz, způsobenou Fusarium roseum var. sambucinum.

Pokusy ukázaly, že bakteriální antagonisté také stimulovali klíčení bramborových hlíz. Hodnocení výnosových parametrů ukázalo účinnost B. licheniformis izolátů I32 a B. cereus izolát X16 při snižování závažnosti této nemoci. Následné polní experimenty ukázaly, že B. cereus izolát X16 je nejúčinnější proti fuzariové hnilobě u sadbových brambor a zvyšuje výnosové parametry. Navíc skladovací zkoušky prováděné po dobu 6 a 8 měsíců ukázaly, že výskyt suché hniloby byl významně nižší v bramborových boxech ošetřených každým antagonistou samostatně i jejich směsí (B.cereus X16 + B. thuringiensis var. galleriae 55T a Trichoderma viride + 55T) ve srovnání s boxy infikovanými patogenem a ošetřenými fungicidem karbendazimem (historický vysoce účinný fungicid Tecto flovable) (Sadfi a kol., 2002).

Houby

Následující houby disponují navíc arbuskulární mykorhizou, jsou přímo napojeny na fyziologii rostlin. O houbě Trichoderma harzianum existují poznatky o jejím obecně antagonistickém působení na půdní patogeny. Byl zkoumán např. vliv této houby na druh Fusarium oxysporum, kde bylo zjištěno, že mimo zvýšené inhibice tohoto patogena prokázala rovněž schopnost zvyšovat růst kořenového systému i nadzemní hmoty (Easa a Youssef, 2011).

Další práce uvádí, že Trichoderma harzianum stimulovala nejvíce nárůst hmotnosti kořenů a zároveň jejich sušiny (Resende a kol., 2004), a v neposlední řadě při aplikaci na semena kukuřice snižovala přítomnost Aspergillus sp.; A. niger; Penicillium sp. a Fusarium sp. Neměla negativní vliv na fyziologickou kvalitu semen (Bezerra a kol., 2022). Některé izoláty houby Trichoderma vedly u brambor k potlačení plísně bramboru (Phytophtora infestans) (Yao a kol.,2016).

Z hlediska praktické biologické insekticidní ochrany mají v praxi největší význam vláknité deuteromycety (Deuteromycotina, Hyphomycetes, Moniliales). K nejznámějším patří houby rodů Beauveria, Hirsutella, Metarhizium, Nomuraea, Paecilomyces, Tolypocladium a Verticillium. V těchto rodech je zastoupena řada druhů, z nichž přibližně 25 je v současnosti již využíváno ve formě standardních biopreparátů. Na rozdíl od obligátně parazitických entomoftor, představují vláknité deuteromycety parazity fakultativní. Spory buď vytvářejí pevnou vazbu s kutikulou hostitele již při prvním kontaktu (např. houby Verticillium lecanii, Aschersonia aleyrodis, Hirsutella thompsonii aj.), jiné druhy (např. Beauveria bassiana, Paecilomyces fumosoroseus atd.) produkují silně hydrofobní konidie s rozmanitě strukturovaným povrchem. Primární adheze takovýchto konidií je zajištěna buď přímou interakcí mezi dvěma hydrofobními povrchy (konidie vs. kutikula hmyzu) nebo prostřednictvím elektrostatických sil, případně i molekulární interakcí mezi látkami, které jsou přítomny na povrchu konidií a kutikuly hostitele (např. hemaglutiny, N-acetylglucosamin, glykoproteiny, steroly, polární lipidy aj.)

Zde uvádíme houbu Pochonia chlamydosporia, která je schopna parazitovat háďátka v půdě i na bulvách a hlízách (Ayatollahy a kol., 2008). V roce 1913 byla určena jako druh Verticillium chlamydosporium, později určena do rodu Stemphyliopsis, jako S. ovorum (Petch, 1939) a v roce 1965 byl definován rod Pochonia.

Ta také prokázala, že i jako endofyt, má schopnost podporovat růst v různých jedno i dvouděložných plodinách a eliminovat jejich abiotický stres - vliv na biosyntézu fytohormonů (Larriba a kol., 2015). Takže nejenom biologický boj proti nematodům, ale tato houba může také fungovat jako endofyt v rostlinách. Prokázala schopnost podporovat růst rostlin a omezovat výrazně stres v různých plodinách (v bramborách, rajčatech i v ječmeni).

Nejen tyto, ale i mnoho dalších informací o účincích mikroorganizmů v půdě i v rostlinách nás vedly k rozhodnutí založit polní pokus v bramborách s využitím biologických komponent. Vzhledem k podobnosti deklarovaných účinků a velké podobnosti složení mikroorganizmů jsme využili přípravků španělské firmy Atlantica Agricola, která je v České republice zastoupena firmou Fertistav, a jejíž přípravky obsahují ve vědeckých článcích definované mikroorganizmy.

Obr. 1: Hodnocení vlivu mykorhizních přípravků na kvalitu kořenového systému a počet hlíz po sklizni (Košetice)

Specifikace použitých přípravků

Společným znakem všech přípravků Atlanticell je obsah tří mykorhizních hub. Jednotlivé přípravky se poté liší obsahem dalších přidaných mikroorganizmů a jejich funkcí. Jedná se o pevné, dobře suspendovatelné produkty. Nepotřebují chlazení, živostnost mají 2 roky a není nutná předběžná aktivace.

Atlanticell Trichomix

• mykorhizní houby Rhizoglomus irregulare, Funneliformis mosseae, Funneliformis caledonium 4 200 propagulí/g,
• Trichoderma (2 druhy) Trichoderma harzianum AE13 3×10⁸ CFU/g, Trichoderma viriadae AE07 3×10⁸ CFU/g,
• extrakt z mořských řas,
• kompatibilní kmeny, které do 48 hod. kolonizují půdu a kořeny,
• vytváří symbiotickou síť v prostředí kořenů, zlepšuje klíčivost a vzcházení plodin, zlepšuje vstřebávání makroživiny (především vápník a draslík), konkurence pro negativní patogeny v půdě.

Atlanticell Pochomix

• mykorhizní houby Rhizoglomus irregulare, Funneliformis mosseae, Funneliformis caledonium 4 200 propagulí/g,
• Pochonia chlamydosporia AE04 1×10⁸ CFU/g,
• extrakt z mořských řas,
• Pochonia vyvolává vyšší aktivitu auxinů u rostliny,
• stimulace růstu a rychlejší kvetení, zefektivňuje příjem Fe, K, P kořeny rostliny.

Atlanaticell Micomix

• mykorhizní houby Rhizoglomus irregulare, Funneliformis mosseae, Funneliformis caledonium 12 500 propagulí/g
• rhizobakterie Bacillus licheniformis, Bacillus mucilaginosus 10×10¹⁰ CFU/g,
• chelatované mikroprvky (Fe, Mn, B, Cu, Zn, Mo),
• Výrazně zvyšuje prokořenění půdního profilu - větší absorpce živin, zlepšuje využití P, K a Si.

Polní pokusy

Pro polní pokus byly vybrány 2 podniky na Vysočině: Agropodnik Košetice, a.s. a Senagro a.s. Senožaty, hospodařící v ochranném pásu Želivky. Zde jim patří velké díky za provedení pokusu, poskytnutí dat k vyhodnocení i celkovou spolupráci.

Pokus Košetice

• odrůda Elfe - konzumní, raná, varný typ B, středně až vysoce odolná proti plísni bramboru,
• termín výsadby: 8. 4. 2024, termín sklizně: 5. 9.–10. 9. 2024,
• aplikace přípravků Atlanticell 18. 5. 2024 - 12 dní po aplikaci herbicidu,
• aplikační schéma: Trichomix|Micomix|Pochomix| - jednotná dávka 1,0 kg/ha,
• úhrn srážek za 7 dní po aplikaci přípravků: 14,8 mm.

Při hodnocení jednotlivých variant 13. 6. 2024 (obr. 1) jsme všechny varianty hodnotily pozitivně oproti kontrole co se týče nárůstu kořene. Jednotlivé varianty se lišily:

• Trichomix - bohaté kořenové vlášení, husté prokořenění profilu,
• Pochomix - silný hlavní kořen, s kořenovým vlášením lokalizovaným spíše ve spodní části kořene, tato varianta již plně kvetla, když ostatní teprve postupně nakvétaly,
• Micomix - kořeny relativně pevné ale tenčí, ale významně bohatě prokořeněný půdní profil s nejhlubším prokořeněním (cca 50 cm).

Druhé hodnocení proběhlo 31. 7. 2024, kdy se hodnotil zdravotní stav a počet hlíz. Všechny pokusné varianty byly zelenější oproti kontrole (schéma 1). Docházelo již k napadení plísní bramborovou a alternárií (ve všech plochách). V kontrole byly napadeny i hlízy. Nutno podotknout, že plochy byly konvenčně ošetřovány běžnými přípravky registrovanými proti plísni bramboru. V kontrolní variantě se navíc objevily na kořenech mikrosklerocia houby Verticillium albo-atrum (obr. 2). Největší počet hlíz vykázala varianta ošetřená přípravkem Atlanticell Trichomix. K hodnocení sklizně bohužel kvůli provozním potížím nedošlo. Varianty se lišily v počtu založených hlíz a významně v jejich stejnoměrnosti velikostního vývoje.

Schéma 1: Snímek NDVI z 31. 7. 2024 na pokusu Košetice, vlevo kontrola

Obr. 2: Mikrosklerocia houby Verticillium albo-atrum na kořenech

Pokus Senožaty

• odrůda Musica - konzumní, raná, varný typ BA, středně odolná proti plísni bramboru,
• termín výsadby: 28. 4. 2024, termín sklizně: 18. 10. 2024,
• aplikace přípravků Atlanticell 18. 5. 2024 samostatně,
• aplikační schéma: Trichomix 1,0 kg/ha|Pochomix 1,0 kg/ha|Micomix 0,5 kg + Trichomix 0,5 kg/ha,
• úhrn srážek za 7 dní po aplikaci přípravků: 24,8 mm.

Hodnocení tohoto pokusu bylo ztíženo toxicitou herbicidu, kterou pravděpodobně vyvolaly následné srážky po aplikaci na lehkou půdu (obr. 3). Kontrolní dny proběhly 13. 6. 2024 (sledování růstu a kvality kořenů) a 31. 7. 2024 (hodnocení počtu hlíz), výsledky prezentují obr. 4. Aktivitu porostu na snímcích NDVI dokumentuje schéma 2.

První obrázek pole s pšenicí ukazuje poměrnou jednotnost pozemku díky převažující zelené barvě. Druhý snímek ošetřeného porostu brambor ukazuje jejich urychlenou regeneraci po poškození herbicidem. Třetí snímek ukazuje, že původně zelený pruh postupně žloutnul, ale již se tam vytvořilo mnoho hlíz. Zároveň ukazuje, že na okolní ploše došlo pozdě k regeneraci brambor. Časná regenerace zajistila bohatou násadu i dotažení hlíz do doby, než začala zelenat zbylá část pozemku. Proto na včas zregenerované části pozemku byl výnos násobně vyšší.

Schéma 2: Snímky NDVI porostu pšenice ozimé a brambor v různých časových obdobích na pokusu Senožaty; červeně ohraničená je varianta s přípravky Trichomix + Micomix

V Senožatech hodnocení velmi ztížilo poškození po herbicidu, což dokládají snímky NDVI aktivity. 13. 6. 2024 byly rostliny i kořeny celkově méně vyvinuty oproti pokusům v Košeticích. Je to dáno i rozdílem v sázení. Varianta Trichomix se velice podobala kontrolní variantě, rozdíl byl ale v hloubce zakořenění. Varianta Pochomix měla velmi pevný hlavní kořen oproti ostatním variantám. Varianta Trichomix a Micomix měla kořeny slabé, ale s četným kořenovým vlášením. Vykazovala i větší hloubku prokořenění profilu. Zajímavý je však snímek NDVI z 26. 6. 2024, kde je viditelné, že tato varianta pomohla rostlinám zregenerovat z herbicidního šoku. K zezelenání rostlin došlo u ostatních variant 12. 8. 2024, kde se ale domníváme, že již nemohlo mít výrazný vliv na výnos.

V závěru vegetace došlo k vyhodnocení výnosu, kde se nejvýnosnější variantou stala kombinace Trichomix+Micomix - 34,62 t/ha. Ostatní varianty včetně kontroly měly výnos v rozmezí 20–21,7 t/ha. Tato kombinace byla také nejlépe hodnocena, co se týče tvaru a zdravotního stavu hlíz. Nemyslíme si, že by samotná kombinace Trichomix a Micomix vedla k takovému navýšení výnosu, spíše bylo významné, že rostliny rychleji zregenerovaly. Měly hluboký kořen s hustým kořenovým vlášením (připomínajícím krajku) a byly tak schopné dohnat svůj standardní výnos.

Obr. 3: Poškození rostlin herbicidy

Obr. 4: Hodnocení vlivu mykorhizních přípravků na kvalitu kořenového systému a počet hlíz po sklizni (Senožaty)

Závěr

Obě pokusné plochy potvrdily velmi zajímavý účinek jak tří mykorhitických organizmů, tak i výsledky vědeckých prací uvedených v úvodu tohoto článku popisujících účinnost jednotlivých mikroorganizmů!

U brambor nám z pohledu použití půdních mikroorganizmů řady Atlanticell vychází nejlépe varianta Trichomix a kombinace produktů Micomix + Trichomix. Myslíme si, že velmi důležitým faktorem v podmínkách, které v ČR pravidelně nastávají (sucho), je rozvoj kořenů na počátku růstu rostliny. V obou pokusech chceme pokračovat i v roce 2025.