Využití lapačů spor při signalizaci houbových chorob v bramborách

02. 08. 2024 RNDr. Tomáš Litschmann, Ph.D. a kol. Choroby Zobrazeno 362x

Integrovaná ochrana rostlin je založena na využívání všech dostupných informací s cílem minimalizovat používání chemických přípravků na nezbytnou míru. Mezi škodlivé činitele u brambor, kde se bez chemické ochrany neobejdeme a spotřeba přípravků proti nim je největší, patří plíseň bramboru a alternariové skvrnitosti. Významného snížení spotřeby fungicidů lze dosáhnout jejich prognózou a signalizací vycházejících především z průběhu meteorologických faktorů a vývoje porostů. Důležitým doplňkem pro signalizaci potřeby ošetření může být zjištění přítomnosti patogenu v prostředí.

Lapače spor

K tomu slouží lapače spor. Již od padesátých let minulého století jsou známy nejrůznější druhy lapačů, schopné zachytávat drobné poletující částice ve vzduchu k jejich následné detekci.

Nejjednodušším lapačem, umožňujícím alespoň orientační stanovení výskytu dané částice v atmosféře, jako je pyl, prachové částice nebo spory původců houbových chorob, je obyčejné mikroskopické sklíčko. Je-li potřené vhodnou lepivou vrstvou, nejčastěji průhlednou vazelínou, a umístěné kolmo na větrnou směrovku, je směrovkou natáčeno čelně k proudění vzduchu a unášené částice jsou zachycovány adhezní vrstvou. Výhodou takovýchto pasivních lapačů je, že jsou poměrně levné a nezávislé na elektrické energii. Jejich funkčnost je ale velmi omezena v bezvětří a při velmi nízkých rychlostech větru, ale také při vyšších rychlostech větru, kdy vzduch obtéká plochu sklíčka a spory se nezachytí.

Přesto jsou na podobném principu založené lapače pod označením Spornado (obr. 1) používané v Kanadě k monitorování výskytu spor v různých plodinách, kromě jiných i v bramborách. Od zmíněného jednoduchého lapače se liší tím, že proud vzduchu je usměrňován nálevkou, takže již nedochází k obtokovému proudění a spory se nezachytávají na sklíčku s adhezní vrstvou, ale na speciálním filtru, který pěstitel po nějaké době vymění za nový. Exponovaný filtr pak pošle do laboratoře k vyhodnocení a informaci o výskytu patogenu na pozemku získává zpětně. Tento lapač je zejména využíván pro sledování původce plísně bramboru. Podle publikovaných zahraničních materiálů včasná detekce těchto spor umožňuje vhodně načasovat postřiky a provádět je pouze tehdy, pokud je to aktuální. Lze tak ušetřit několik postřiků v průběhu sezony.

Složitější objemové lapače (obr. 2) se skládají z válce, kterým otáčí hodinový strojek, a na jehož obvodu je umístěna průhledná páska s adhezní vrstvou. Válec s páskou se otáčí proti štěrbině ve vnějším válci, přes níž proudí vzduch nasávaný ventilátorem uvnitř lapače, a částice jsou tak na lepivou vrstvu vrženy vyšší rychlostí. Hlavice lapače je opět natáčena větrnou směrovkou tak, aby štěrbina směřovala proti větru. Výhodou těchto lapačů je skutečnost, že umožňují sledovat podrobně časový výskyt daného druhu částic v ovzduší, nevýhodou složitější manipulace s páskou a nutnost elektrického napájení, ať již ze sítě, anebo prostřednictvím rozměrnějších solárních panelů. Konstantní průtok vzduchu přes štěrbinu umožňuje stanovit množství spor v daném objemu vzduchu.

Ve výzkumu se lze setkat i s dalšími typy lapačů, založenými na jiných principech, většinou jsou však náročnější na obsluhu a podstatně dražší, tudíž jsou pro hromadné nasazení v zemědělské praxi méně vhodné.

Obr. 1: Jednoduchý lapač spor SPORNADO

Obr. 2: Objemový lapač spor AMET

Rotační lapač spor

Poměrně jednoduchými a v praxi použitelnými jsou rotační lapače spor, sestávající většinou ze dvou kovových tyčinek opatřených lepivou vrstvou, umístěných na společném rameni, kterým otáčí malý elektromotor. Ve vylepšené verzi tohoto lapače, používaném ve Výzkumném ústavu bramborářském v Havlíčkově Brodě, slouží jako elektromotor ventilátor s malou spotřebou elektrické energie, takže jej lze napájet i pomocí menších solárních panelů se záložním akumulátorem. Jeho umístění v porostu brambor ukazuje obrázek 3. Otáčející se lopatky ventilátoru zajišťují alespoň minimální proudění vzduchu především za situací, kdy je bezvětří, a tím zvyšují přísun poletujícího materiálu z okolního prostředí. Místo kovových tyčinek jsou použity standardní injekční jehly o průměru 0,8 anebo 1,2 mm potřené lékařskou vazelínou. Jejich výhoda spočívá v tom, že jsou dodávány z výroby již jako sterilní, jsou umístěny v praktickém plastovém pouzdru usnadňujícím manipulaci v terénu i při přepravě do laboratoře k vyhodnocení.

Lapač je nutno umístit nad porost, když již ne přímo do jeho středu, tak alespoň na protilehlou stranu pozemku ve směru převládajících větrů, aby se nacházel na závětrné straně pozemku a vzduch k němu proudil přes celé pole, nikoliv aby přicházel z míst, kde se daná kultura nevyskytuje. S rostoucí výškou nad porostem většinou koncentrace spor klesají, proto je vhodné lapače umísťovat tak, aby byly co nejníže, avšak ne přímo v porostu, kde je snížená rychlost proudění vzduchu.

Obr. 3: Umístění rotačního lapače spor v porostu brambor

Analýza zachycených spor

Hlavním smyslem provozování lapačů spor je monitorování výskytu spor daného patogenu v příslušné lokalitě. Jedná se o nezbytnou podmínku pro propuknutí choroby v porostu po splnění dalších faktorů, jako jsou např. vhodné povětrnostní podmínky a zvýšená citlivost rostlin. Analýzu zachycených spor a jejich druhové určení je možné v podstatě provádět dvojím způsobem.

Tou starší, která se používala již v minulosti od počátku používání lapačů, je klasické použití mikroskopu k rozpoznání zachycených objektů setřených na průhlednou lepící pásku a přiložených do kapky vody na podložním sklíčku. Kromě vhodného mikroskopu tato metoda vyžaduje i odborně zdatného pozorovatele, schopného rozeznat a druhově určit jednotlivé spory. Ukázka snímku z mikroskopu se zachycenými částicemi je na obrázku 4. Lze na něm rozeznat spory Alternaria alternata a P. infestans. Spory A. alternata jsou v přírodě poměrně hojné, což vyplývá ze širokého spektra hostitelů tohoto patogenu napadajícího především oslabené rostliny a často se přidružujícího k jiným parazitům. S ohledem na svoje malé rozměry se šíří jeho spory také na větší vzdálenosti, takže je vysoká pravděpodobnost, že budou ve zkoumaném vzorku přítomné. Naproti tomu podstatně větší spory A. solani se šíří na menší vzdálenosti a především z infikovaných lilkovitých rostlin. Jejich výskyt je tak v menším počtu a většinou souvisí s výskytem infikovaných plodin anebo jejich zbytků v blízkém okolí. A. solani oproti předchozímu druhu též způsobuje závažnější průběh choroby, takže jejich nález v lapači je rozhodně upozorněním na zvýšení rizika výskytu alternariových skvrnitostí a potřebu vhodné ochrany porostu.

Druhou možností je detekce spor příslušného druhu pomocí PCR testů. Tato metoda je náročnější na laboratorní vybavení a obsluhu, takže ji mohou provádět jenom specializované laboratoře a vyplatí se při větším množství současně zpracovávaných vzorků. Při správném nastavení a provedení umožňuje detekovat i velmi malé množství spor ve vzorku a spolehlivě rozlišovat i obtížně mikroskopicky rozlišitelné druhy s podobnými morfologickými znaky, což je právě typické u rodu Alternaria. Zavedení a praktické využití této metody vyžaduje vybavenou laboratoř, zapojení většího počtu lapačů a koordinované zasílání vzorků ke zpracování. Tak je možné relativně snížit potřebné náklady na analýzu.

Obr. 4: Ukázka zachycených částic lapačem spor na mikroskopickém snímku s detekovanými sporami P. infestans a A. alternata (I. Svobodová)

Testování

V roce 2022 byly pokusně nainstalovány 3 lapače spor s ventilátorem na 3 lokalitách v rámci České republiky do porostů brambor a na konci sezony vyhodnoceny pomocí PCR testů.

Pilotní výsledky zpracování jsou na grafu 1. Potvrdilo se, že v souladu se zahraničními poznatky jsou spory A. alternata v porostu na všech lokalitách přítomny prakticky po celou sezonu, přičemž nejvyšších hodnot dosahovaly v ranobramborářské oblasti v Moravském Žižkově, kde je rychlejší vývoj vegetace a tudíž i dřívější dosažení citlivosti brambor k alternariovým skvrnitostem. Souvisí s tím proto i dřívější tvorba lézí a v průběhu vegetace i větší množství odumřelé natě, z níž se uvolňují nové spory. Naproti tomu A. solani byla detekována pouze na pokusných plochách ÚKZÚZ v Lípě. Absence spor A. solani ve Valečově dobře korespondovala s pozvolným rozvojem lézí na listech u jednotlivých skupin odrůd brambor (graf 2). V závěru vegetace se pak toto napadení pohybovalo okolo 6 %. Spory P. infestans byly detekovány v Lípě a jak ukazuje graf 3, vyskytovaly se po výraznějších infekčních periodách, přičemž první výskyty plísně bramboru byly zaznamenány s odpovídajícím časovým odstupem od prvních záchytů po infekční periodě koncem července. Po první menší infekční periodě na začátku června spory nebyly detekovány a rovněž nebylo zaznamenáno napadení natě.

V roce 2023 byly rotační lapače úspěšně nasazeny v porostech brambor na 8 lokalitách. Jak se v této pokusné sezoně ukázalo, praktické zavedení diagnostické metody na bázi PCR však ještě vyžaduje další vývoj a ověřovací experimenty pro zvýšení citlivosti a efektivnosti detekce zmíněných druhů.

Graf 1: Záchyty spor A. alternata a A. solani na jednotlivých lokalitách v roce 2022

Graf 2: Vývoj napadení porostů alternariemi v roce 2022

Graf 3: Pětidenní úhrny indexu pro signalizaci závažnosti podmínek pro výskyt plísně bramboru v roce 2022 - Lípa u Havlíčkova Brodu

Závěr

Z předložených informací vyplývá, že lapače mohou být velmi vhodným nástrojem pro monitorování výskytu spor nejrůznějších patogenů přímo v zemědělských podnicích, napomáhajícím zefektivnit používání fungicidních přípravků jejich cílenější aplikací podle aktuální situace. Nízká cena a malé provozní náklady umožňují provozování lapačů spor samotnými pěstiteli na více pozemcích.

Článek byl zpracován s podporou projektu NAZV QK 22010073 a institucionální podpory na dlouhodobý koncepční rozvoj výzkumné organizace reg. č. MZE-RO1624.

RNDr. Tomáš Litschmann, Ph.D.¹, Ing. Petr Doležal, Ph.D.², Ing. Ervín Hausvater, CSc.², Ing. Petr Sedlák, Ph.D.^3
1Moravský Žižkov, ²Výzkumný ústav bramborářský Havlíčkův Brod, s.r.o., ³Česká zemědělská univerzita v Praze