A talajban, ill. a szármaradványokon áttelelő patogén gombák (pl. Fusarium, Aspergillus, Macrophomina, Sclerotinia) fertőzése az utóbbi években egyre nagyobb kihívást jelent a szántóföldi növénytermesztésben. Ráadásul minden évben más és más kultúra kórokozói adják fel a leckét, és két év sem alakul egyformán. Mindegyik fertőzés ugyanis akkor tud komoly problémákat okozni, ha több tényező is egyszerre fennáll valamilyen mértékben. A kérdés az, hogy ezeket a tényezőket miként lehet irányítani ill. kontroll alatt tartani.
A fertőzések kialakulásának feltételei
A fertőzés kialakulásához az alábbi három tényezőnek kell azonos időben teljesülnie:
- a talajban, ill. a talajban lévő szerves anyagon áttelelt képletek fertőzőképessége és nagy mennyisége;
- a fertőzéshez megfelelő környezeti feltételek kialakulása (léghőmérséklet, páratartalom, stb.)
- fogékony gazdanövény (adott esetben nem feltétlenül genetikai fogékonyságra kell gondolni, hanem a gazdanövény gyenge kondíciójára, fejlődési stádiumára).
Amennyiben mind a három tényező egyidőben fennáll, elkerülhetetlen az infekció, illetve minél több tényező minél nagyobb mértékben teljesül, a fertőzés mértéke és a patogén gombák toxin termelése is egyre nagyobb.
1. kép: A fertőzések kialakulásának feltételei és a beavatkozási lehetőségek
Milyen beavatkozásokkal tudjuk csökkenteni a fertőzés nagyságát?
A növényvédelem kémiai lehetőségei a szántóföldi növénytermesztésben sajnos igen korlátozottak. A kórokozók számára ideális időjárási viszonyok befolyásolására sincs lehetőségünk. Maradnak tehát az agrotechnikai eszközök, amelyek közül a megfelelő vetésforgó alkalmazásának szükségessége már régóta ismert. A talajművelés hatása azonban meglehetősen komplex, és megosztja a szakmát.
Az mindenesetre elfogadott, hogy a szármaradványok felszínen hagyása pl. a fuzárium esetében nagy kockázatú a következő évben. Viszont az Aspergillus esetében ez már nem egyáltalán nem biztos, hogy így van. Például a talajművelés hosszabb távú hatásai, vagyis annak a talajszerkezet vízbefogadó és víztartó képességére gyakorolt pozitív hatása, csökkenthetik a növények betegségekkel szembeni fogékonyságát. A vetésforgó és a talajművelés jelentősége elsősorban a talajegészségre gyakorolt hatásain keresztül jut érvényre, amely egyrészt visszaszorítja a patogén gombák mennyiségét, másrészt növeli a növények ellenálló képességét és javítja a kondíciójukat.
A talajbiológiai aktivitás csökkenése kedvez a patogén gombák felszaporodásának
A talaj mikrobiális életközössége nagyon rendezett, szabályozott rendszer, amelyben normális viszonyok között nem jöhet létre olyan állapot, amely a talaj kórokozóinak egyoldalú felszaporodásához vezetne. Ezt az állapotot ill. talajtulajdonságot nevezzük szupresszivitásnak, vagyis a talaj betegség/növényi kórokozó elnyomó képességének.
A nem megfelelő talajművelés, az egyoldalú növényhasználat, a kemikáliák nem megfelelő használata, a talaj kizsarolása, szervesanyag tartalmának (“baci-kaja”) csökkenése, és a talajerózió következtében ez az ökológiai rend(szer) könnyen felborul. Ennek következtében a talajok életközössége pusztul, biológiai diverzitása csökken, a talaj szupresszivitás sérül, vagy adott esetben majdhogynem teljesen meg is szűnik.
Mely mikroba csoportok felelősek a talaj betegség-elnyomó képességéért?
Nagyon sok összetevője van a talajok betegség-elnyomó képességének, itt két mikroba “csoport” jelenlétét emeljük ki:
Az ún. sziderofór képző mikrobák a vas megkötése révén képesek kiszorítani a patogén ágenseket (tápanyag-konkurencia). Jelenlétüket és aktivitásukat egy speciális, Chrome-azurol-os táptalajon lehet kimutatni steril eszközökkel vett friss talajmintákból. A táptalajon a sziderofór-képzés nagyságát a baktérium-, vagy gombatelep körül (vas-kelát képzés miatt) kialakult sárga zóna mérete alapján lehet jellemezni.
2. kép: Sziderofór képző mikrobák kitenyésztése Chrome-azurol-os táptalajon
A másik csoportba az antibiotikumokat, vagy antibiotikum-szerű vegyületeket képző mikroorganizmusok (antibiózis) sorolhatók. Az ide tartozó fajok egy vagy több antibiotikumot termelnek, amelyek baktériumokra, gombákra és protozoákra ható vegyületek, így a patogének kiszorításában is jelentős szerepet játszanak. Ebben a csoportban a sugárgombák közül itt a Streptomyces fajokat emeljük ki, amelyek speciális, szelektív-táptalajon szintén jól kimutathatók. A Streptomyces fajok enzimjei képesek lebontani a fehérjéket, a kitint és a cellulózt, a növénypatogén gombákkal szembeni aktivitásuk főleg a száraz és meleg körülmények között érvényesül.
Vannak olyan fajok, amelyek mindkét funkciót (sziderofór képzés + antibiózis) képesek betölteni, ilyenek pl. a Pseudomonas fluorescens, Baccilus subtilis, vagy a Trichoderma fajok.
3. kép: Trichoderma kitenyésztése
A talajélet szerepe a növények ellenálló képességében
A növény kondíciójának javításával, “juvenilis” állapotának fenntartásával jelentősen csökkenthető a patogén gombák kártétele és toxintermelése. Ha a növényeket minél tovább megfelelő tápanyag- és vízellátottságú állapotban tudjuk tartani, akkor jóval ellenállóbbak lesznek a fertőzésekkel szemben. Ez azonban a száraz nyarakon igen nagy kihívás, hiszen víz nélkül a tápanyag-felvétel meglehetősen korlátozott.
Tudományosan bizonyított és a gyakorlatban is szemmel látható, hogy minél nagyobb a talaj biodiverzitása, annál nagyobb a talajnak a növények felé történő tápanyag-szolgáltató képessége. Mivel a talajban található tápelemek jelentős része a növények számára nem felvehető állapotban van jelen, a talaj mikrobiomjának tevékenysége (tápanyagok oldása, mineralizációja és a szállítás) nélkülözhetetlen még intenzíven műtrágyázott körülmények között is.
A termelő számára az egyes “funkcionális” mikroorganizmusok aktivitása és működése a fontos, mint pl. a kitenyészthető foszfor, kálium és cinkmobilizáló baktériumok. Kiemelkedő jelentőségű még a mikorrhiza gombák jelenléte a talajban, amelyek a növényi gyökerek felületének, felvevő képességének növelése révén képesek nagyon száraz körülmények között is vizet és tápanyagot szolgáltatni a növények számára.
A tápanyag-mobilizálás mellett feltétlenül meg kell még említeni az ún. PGPR baktériumokat (Plant-growth-Promoting Rhizobacteria), amelyek a növényi növekedést képesek befolyásolni, elsősorban növényi hormonok ill. hormonszerű anyagok termelésével, és a gyökérnövekedés indukálásán keresztül képesek a növény tápanyag-felvételét fokozni. Példaként említhetjük az Azospirillum fajokat, amelyek szabadon elő nitrogénkötőkként is ismertek. Stresszhatások esetén nagyon fontos, hogy a növények milyen szignált kapnak a talaj mikrobiomjától. Ha megvan a talajban a támogató mikrobaközösség, akkor a növények nem fejezik be idő előtt a termelésüket, és tovább tudnak juvenilis állapotban maradni.
Összegzés: a talajbiológiai aktivitás a patogén gombákkal szemben
A talajból fertőző kórokozók elleni védelem komplex tudást és felkészültséget igényel a termelők és a szaktanácsadók részéről. Nem lehet egy elemet sem kiemelni, amely önmagában megoldást jelenthetne a számunkra. Emiatt nagyobb figyelmet kellene fordítani a talajbiológiai aktivitás támogatására, hiszen lényegében ez az egyetlen olyan elem a kórokozók visszaszorításában és a növények ellenálló képességének növelésében, amelyre közvetlen hatással lehetünk.
Fontos tehát a növénytermesztési megoldások át-, illetve újra gondolása a talajéletre gyakorolt hatások szempontjából. Abban az esetben, ha gyenge a talaj szupresszivitása, indokolt lehet a talaj oltása, azonban a talajművelés és a vetésforgó megváltoztatása nélkül gyakran ez sem vezet eredményre. Az agrotechnikai lehetőségek és oltások megítélésében nagy segítséget nyújt a táblák talajfizikai, talajkémiai és talajbiológiai tulajdonságainak ismerete és mérése, amelyekből egyértelműen megállapítható, hogy megvannak-e az életfeltételei a mikrobáknak, és hol érdemes leginkább beavatkozni.
Szerző: Havancsák Attila, Dr. Juhos Katalin
Néhány tudományos irodalom a témában:
Panth, M., Hassler, S. C., & Baysal-Gurel, F. (2020). Methods for Management of Soilborne Diseases in Crop Production. Agriculture, 10(1), 16. https://doi.org/10.3390/agriculture10010016
Katan, J. (2017). Diseases Caused by Soilborne Pathogens: Biology, Management and Challenges. Journal of Plant Pathology, 99(2), 305–315. http://www.jstor.org/stable/44686775
Termorshuizen, A.J. Jeger, M.J. (2008). Strategies of soilborne plant pathogenic fungi in relation to disease suppression. Fungal Ecology, 1(4), 108–114. https://doi.org/10.1016/j.funeco.2008.10.006
Dixon, G.R., Tilston, E.L. (2010). Soil-Borne Pathogens and Their Interactions with the Soil Environment. In: Dixon, G., Tilston, E. (eds) Soil Microbiology and Sustainable Crop Production. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-90-481-9479-7_6
Ugo De Corato (2020). Disease-suppressive compost enhances natural soil suppressiveness against soil-borne plant pathogens: A critical review. Rhizosphere, 13, 100192, https://doi.org/10.1016/j.rhisph.2020.100192
Palumbo, J. D., O’Keeffe, T. L., Kattan, A., Abbas, H. K., Johnson, B. J. (2010). Inhibition of Aspergillus flavus in Soil by Antagonistic Pseudomonas Strains Reduces the Potential for Airborne Spore Dispersal. Phytopathology, 100(6), 532–538. https://doi.org/10.1094/PHYTO-100-6-0532
Pfliegler WP, Pócsi I, Győri Z and Pusztahelyi T (2020). The Aspergilli and Their Mycotoxins: Metabolic Interactions With Plants and the Soil Biota. Frontiers in Microbiology, 10:2921. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.02921
Gómez Expósito R., de Bruijn I., Postma J. and Raaijmakers J. M. (2017) Current Insights into the Role of Rhizosphere Bacteria in Disease Suppressive Soils. Frontiers in Microbiology, 8:2529. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.02529
A NÉBIH kiadványai a fuzáriumról és az aflatoxinról:
0 hozzászólás