ZDRAVOTNÍ STAV OSIVA JAKO DOMINANTNÍ ZNAK SEMENÁŘSKÉ KVALITY

14.02.2001 | Odborné konference

Seed health as dominant attribute of seed quality

Evženie Prokinová

Česká zemědělská univerzita v Praze

Abstract

The importance of seedborn pathogens is described at the first part. The main seedborn pathogens with economic importance in Czech Republic are noticed (Tilletia spp. on wheat, Fusarium spp.on cereals, Drechslera spp. on wheat and barley, Leptosphaeria maculans on rape, Dendryphion penicillatum on poppy). The factors influencing seed health are described. The example of the effect of the origin of seeds is done. The main principles of control of seedborn pathogens are noticed.

seedborn pathogens, control

Souhrn

Zdravotní stav osiva je významným znakem semenářské kvality. V přehledu jsou uvedeny patogeny ekonomicky významné v ČR (Tilletia spp. u pšenice, Fusarium spp. u obilovin, Drechslera spp. u pšenice a ječmene, Leptosphaeria maculans u řepky, Dendryphion penicillatum u máku). Dále jsou uvedeny faktory ovlivňující zdravotní stav semen a hlavním principy ochrany proti patogenům.

Kvalita osiva zajímá producenta, obchodníka i pěstitele - zákazníka. Kvalitu osiva je nutno chápat jako komplex biologické a semenářské hodnoty. Biologická hodnota osiva je charakterizována jako soubor vlastností, které ovlivňují vitalitu semene. Obvykle je měřítkem biologické hodnoty klíčivost a vzcházivost. Biologická hodnota osiva je ovlivňována jak genetickým základem dané rostliny, tak - do značné míry - přírodními podmínkami, tj. abiotickými i biotickými faktory. Prvořadý vliv na biologickou hodnotu osiva má jeho zdravotní stav.

Podle mezinárodních pravidel pro zkoušení osiva se zdravotní stav osiva týká v prvé řadě přítomnosti nebo nepřítomnosti organismů způsobujících onemocnění, popř. fyziologických poškození, vyvolaných různými faktory. Význam zkoušení zdravotního stavu osiva je v těchto pravidlech (a nejen v nich, ale obecně) dán třemi základními důvody:

1. Semeny přenosní škodliví činitelé mohou vyvolat šířící se vývoj chorob v polním porostu a snížit tak hospodářskou hodnotu výnosu.

Příkladem mohou být houby rodu Drechslera na ječmeni, Plasmopara halstedii na slunečnici, Peronospora pisi na hrachu a další. Z hlediska snížení hospodářské hodnoty výnosu jsou u nás v současné době vysoce aktuální sněti rodu Tilletia na pšenici.

2. Importované osivo může zavléci choroby do nové oblasti. Zkouška může být důležitá pro kontrolu dodržování karanténních předpisů.

Houby, bakterie i viry mohou být na (v) osivu přenášeny i do nových oblastí, kde se mohou projevit jako značně patogenní a způsobit velké hospodářské ztráty nejen v jednom roce pěstování, ale i v následujících letech v případě, že nové prostředí bude těmto organismům vyhovovat. I velmi malé množství patogenního organismu na (v) osivu může mít obrovský epidemiologický význam. Příkladem takového jevu je např. rozšíření mazlavé sněti pšeničné (Tilletia caries) ve Spojených státech, kam byla zanesena osivem z Austrálie v roce 1854. Dále je možno uvést bakteriální vadnutí rajčete, jehož původce Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis byl zavlečen do Velké Británie z USA v roce 1942, nebo obecná bakteriální spála fazolu (Xanthomonas campestris pv. phaseoli), která byla osivem zavlečena z Holandska na Nový Zéland v roce 1969.

3. Zkoušky zdravotního stavu usnadňují stanovení klíčivosti a zdůvodňují špatné klíčení nebo špatnou polní vzcházivost a doplňují tak zkoušku klíčivosti.

Ne vždy ale infekce semen patogeny musí vyústit v přímé poškození semene. V některých případech si semeno uchovává klíčivost a není ani zjevně poškozena vzcházející rostlinka. Typickým příkladem je prašná sněť ječná (Ustilago nuda), která infikuje obilky v době, kdy se začínají tvořit a zjevné příznaky napadení se objeví až na starších rostlinách vzešlých z infikovaných semen. Nemusí však ani dojít ke snížení klíčivosti osiva, může ale být poškozena již vzcházející rostlinka. Tak tomu bývá především u druhů rodu Fusarium, často i Bipolaris sorokiniana na obilninách.

Bylo by možno uvést řadu příkladů potvrzujících význam zdravotního stavu osiv ale jsem si jista, že zainteresovanou odbornou veřejnost není nutné o takovém faktu přesvědčovat. Dovoluji si jen připomenout, že celá problematika zdravotního stavu osiv má tři základní oblasti, které se vzájemně prolínají - ekonomickou, legislativní a biologickou. Po stránce legislativní jsou otázky související se zdravotním stavem osiv a množitelského materiálu obecně ošetřeny zákonem č. 92/1996 Sb. o odrůdách, osivu a sadbě pěstovaných rostlin, zákonem č. 147/1996 Sb. o rostlinolékařské péči a zákonem č. 409/2000 Sb., kterým se mění některá ustanovení zákona č. 147.

Hospodársky významné fytopatogenní houby prenosné osivem hlavních plodin - aktuální stav

V ČR se především v posledních dvou letech dostaly do popředí zájmu sněti z rodu Tilletia na pšenici, protože jejich rozšíření dosáhlo ekonomicky velmi citelných hodnot. Nejedná se ale o nenadálé výskyty, které nebylo možno očekávat. Stoupající výskyty především Tilletia caries (mazlavá sněť pšeničná) jsou přibližně od roku 1989 hlášeny i ze zemí severní Evropy, z Německa, z Francie. Nejčastěji je tato skutečnost dávána do souvislosti s ukončením používání rtuťnatých mořidel, resp. s odstoupením od moření všech partií osiv. Podrobněji se problematice snětí věnuje jiný příspěvek tohoto semináře.

Další “módní” houby napadající zrna obilnin jsou druhy rodu Fusarium. Produkce mykotoxinů některými zástupci rodu je známa již několik desítek let. Teprve v posledním desetiletí jsou však fuzaria v klasech středem pozornosti nejen v ČR a jejich výzkumu se věnují snad všechna výzkumná pracoviště oboru, jak o tom svědčí řada prací. (Hare et all.1999, Bruins 1998, Šrobárová 1995, Parfenova a Alekseeva 1995, Chelkowski 1991, Hájková, Kalinová, 1995, Tvarůžek, Kraus, 1998). Důraz je kladen především na možnost negativního vlivu mykotoxinů obsažených v infikovaných zrnech na zdraví teplokrevných organismů. Je ale třeba zdůraznit, že některé z těchto mykotoxinů mají také značný fytotoxický účinek a mohou mít za následek inhibici klíčení nebo - častěji - zpomalený růst klíčních rostlin, jejich deformace a snížení odolnosti vůči napadení půdními houbami. K napadení klasů fuzarii dochází především v době kvetení, houby pronikají do rostlin přes květní části. Fungicidní ochrana je efektivní za předpokladu správného termínu aplikace. Deštivé počasí, husté porosty, popř. porosty přehnojené dusíkem jsou k napadení náchylnější. Při pozorování prováděných na našem pracovišti byla prokázána přímá úměra mezi četností výskytu mšic a fuzarióz na ozimé pšenici. U některých fuzarií bylo potvrzeno prorůstání do semene z napadených pletiv mateřské rostliny (F. moniliforme, F. oxysporum, F. equiseti).

Podle informací získaných jak od pracovníků státní rostlinolékařské správy, tak samotných pěstitelů a dále na základě mykologických rozborů sklizených zrn ječmene a pšenice v naší laboratoři je zřejmé, že stoupají i výskyty zrn napadených houbou Bipolaris sorokiniana (teleomorfa Cochliobolus sativus), která se spolupodílí na vzniku příznaku černání špiček zrn, při silné infekci může inhibovat klíčivost a především vyvolává nekrózy až odumírání vzcházejících rostlin. Roste i výskyt Drechslera teres (teleomorfa Pyrenophora teres) - původce hnědé skvrnitosti ječmene. Mimo jiné je i u této houby známa produkce mykotoxinů (Ghobrial 1987, Horodecka 1994).

Nadále rychle stoupá význam fomové hniloby řepky, vyvolávané houbou Leptosphaeria maculans (anamorfa Phoma lingam), která je také přenosná osivem a tento zdroj infekce rozhodně není bezvýznamný. Osivem řepky jsou přenosné i Alternaria brassicicola a A. brassicae, původci černí řepky. I pro tyto patogeny platí, že čím větší jsou plochy dané plodiny, tím vyšší je riziko napadení původci chorob.

Vzhledem k rozšiřujícím se plochám máku nelze opominout nejzávažnější houbové onemocnění, jehož původce je přenosný osivem - tzv. helmintosporióza máku, vyvolávaná houbou Dendryphion penicillatum.

Patogenní organismy prenosné osivem - nebezpecí do budoucna

V severských evropských zemích jsou mimo Tilletia caries zaznamenávány rostoucí výskyty prašné sněti ovesné (Ustilago avenae). Cockerell (1997) publikoval údaje zjištěné na pracovištích zabývajících se zdravotním stavem osiv v Belgii, Anglii a Walesu, Francii, Německu, Irsku, Holandsku, Severním Irsku a Skotsku. Mezi hospodářsky významné patogeny přenosné osivem a rozšířené zařadili ve Francii Ascochyta spp. na hrachu a Plasmopara halstedii na slunečnici, v Německu Fusarium sporotrichoides na ječmeni, Tilletia caries na pšenici, Microdochium nivale na ozimém ječmeni, Claviceps purpurea na žitě a tritikale a Sphacelotheca reiliana na kukuřici. Ve všech sledovaných oblastech jsou za významné považovány houby Microdochium nivale na pšenici a ječmeni, Pyrenophora graminea na ječmeni a Tilletia caries na pšenici. Mimo posledních tří patogenů a Ascochyta spp. rozšířených významně i v ČR jsme na našem pracovišti zaznamenali z uvedených patogenů ojedinělé (1 - 3 rostliny v lokalitě) výskyty Claviceps purpurea na tritikale a Plasmopara halstedii na slunečnici.

Dále je třeba zmínit i v ČR potvrzené výskyty Pseudomonas syringae pv. pisi - původce bakteriální spály hrachu. U hrachu je též diskutabilní otázka možnosti rozšíření plísně hrachové (Peronospora pisi), též přenosné osivem.

Nedílnou částí problematiky zdravotního stavu osiv je infestace, popř. infekce semen (zrn) původci tzv. skládkových chorob. Ti obvykle nejsou primárními původci onemocnění rostlin, ale jsou jednou z primárních možných příčin zhoršené klíčivosti, popř. ztráty klíčivosti. Sem patří především zástupci rodů Aspergillus a Penicillium, ale také kosmopolitní Alternaria alternata. Právě u A. alternata a dalších fytopatogenních druhů tohoto rodu (např. A. radicina, A. dauci) nelze podceňovat nebezpečí, které pro osiva představují. I u hub rodu Alternaria je známá produkce toxinů, zatím ale této otázce není věnována dostatečná pozornost. Do budoucna nelze vyloučit změnu tohoto přístupu v souvislosti se stále stoupajícími nároky na kvalitu produkce.

Ve výčtu by bylo možno pokračovat, ale seznam patogenů přenosných osivem pěstovaných rostlin, kteří se vyskytují v ČR, není náplní tohoto příspěvku.

Faktory, které ovlivnují napadení semen puvodci chorob

Patogenní organismy pronikají do semen třemi základními způsoby: 1. prorůstáním z pletiv mateřské rostliny (sněti na obilninách a trávách, některé druhy fuzarií, Xanthomonas campestris pv. phaseoli), 2. kontaminací a dále prorůstáním přes květní části, nejčastěji blizny nebo prašníky, do semeníku a do embrya (Ustilago nuda, Claviceps purpurea, některá fuzaria), 3. penetrací přes pletiva semeníku (Botrytis cinerea, Alternaria brassicicola, Pseudomonas syringae pv. phaseolicola) (Maude 1996). Ve všech případech musí být splněny podmínky tzv. trojúhelníku choroby, tzn. kromě přítomnosti patogena a hostitele musí být splněny podmínky týkající se nároků na prostředí jak patogena, tak hostitele. Tyto podmínky se v jednotlivých případech liší. Na napadení semene mají mimo genetické dispozice (odolnost, tolerance, náchylnost) výrazný vliv faktory vnějšího prostředí, především vlhkost a teplota. Obecně lze říci, že ať je průběh teploty a výše srážek jakákoli, vždycky existuje patogen, kterému právě dané podmínky vyhovují. Výchozím bodem úspěšné ochrany je tedy znalost nároků jednotlivých patogenů, kteří mohou ohrozit zdraví semen. Nelze sice ovlivnit průběh počasí, lze ale jeho vlivy oslabit jak preventivními, tak kurativními ochrannými zásahy.

Výskyt patogenů přenosných osivem podporuje:

· výsev neuznaného, neošetřeného osiva,

· nekvalitní založení porostu (termín a výše výsevku, hloubka setí, atd.),

· velká část patogenů přenosných osivem je schopná přežívat i na infikovaných rostlinných zbytcích (včetně zakrslé sněti pšeničné) a jejich výskyt tak podporuje i časté pěstování jedné plodiny na jednom pozemku,

· v této souvislosti mají negativní dopad i technologie minimalizace zpracování půdy (byl již prokázán vzestup zamoření některými fuzarii a kořenomorkou (Rhizoctonia solani),

· nedostatečná ochrana porostu během vegetace; zde je třeba upozornit na patogeny, kteří nejsou přenosní osivem, ale přesto mohou v semenářských porostech způsobit značné ztráty. V širším pojetí sem můžeme zařadit všechny fytopatogeny, protože mají za následek přinejmenším oslabení rostliny, které vede až k předčasnému zasychání nevyzrálých semen. Nejsilněji v tomto směru působí padlí a rzi,

· nevhodné klimatické podmínky, nejčastěji příliš vysoké srážky; nevhodná poloha pozemku.

Obecné zásady ochrany porostu pred patogeny prenosnými osivem

Základním předpokladem úspěšného pěstování je výsev zdravého, kvalitního osiva. Samozřejmostí by mělo být používání uznaných osiv, s prověřeným zdravotním stavem. Přitom pro všechny rostliny platí, že provenience osiva ovlivňuje jeho zdravotní stav a tím celkovou biologickou hodnotu. Tento fakt dlouhodobě a s úspěchem využívají především velké semenářské firmy zaměřené na produkci osiv zeleniny a částečně květin. Ty si nechávají základní osivo množit ve vybraných lokalitách často i mimo území vlastních států. Bylo by velmi užitečné, kdyby i v rámci různorodých podmínek v ČR byly vytipovány oblasti vhodné k produkci osiva i hlavních plodin, jako jsou obilniny a řepka. Oblasti s dlouhodobě vysokými srážkami v době kvetení a zrání dané plodiny jsou pro produkci osiva zcela nevhodné. Výrobu osiv pouze ve vybraných oblastech považuji za nezbytnost v ekologickém způsobu hospodaření. Graf 1 ukazuje procento zrn jarního ječmene s příznakem černání špiček ve vzorcích z různých lokalit, jedná se o průměrné výsledky (4 roky sledování, v jednotlivých letech hodnoceny 2 - 4 odrůdy), graf 2 zachycuje obdobné výsledky u hrachu (antraknózní semena, 3 roky sledování, v jednotlivých letech hodnoceno 4 - 7 odrůd). V polním maloparcelkovém pokusu jsme vyseli jarní ječmen (Akcent) ze tří různých lokalit s rozdílnými klimatickými charakteristikami - značeno 202, 205 a 211. Procento zrn s viditelnými příznaky napadení se mezi vzorky lišilo relativně málo: 202 - 0 %, 205 - 3,75 % a 211 - 1, 75 %. Graf 3 ukazuje procento napadených rostlin (hodnoceny celkem listové skvrnitosti, padlí, rzi) v závislosti na místě původu osiva. Je zcela zřejmé, že v tomto případě nebyla přímá vazba mezi četností viditelně napadených zrn a následným onemocněním rostlin. Nezbytnou součástí kvalitní produkce osiva je ošetřování porostů během vegetace. Významnou roli hraje odplevelení pozemku. Plevele mimo odběr živin znamenají také zahuštění porostu a tím změnu jeho mikroklimatu a také mohou být hostitelskými rostlinami některých patogenů. Při fungicidní ochraně je nutné dodržovat doporučení výrobce nejen pokud jde o dávkování, ale i pokud jde o termín aplikace. Při nedodržení správného termínu nejen že může dojít k oslabení účinku fungicidu, ale zdá se, že může být ovlivněna i kvalita zrna. Kaller (1999) pozoroval v polních pokusech zhoršení technologické hodnoty zrna při pozdní aplikaci některých fungicidů před květem. Samozřejmostí (a povinností) jsou prohlídky zdravotního stavu semenných porostů během vegetace v rámci uznávacího řízení. Na tomto úseku jsou ještě malé rezervy i v metodikách (hlavně pokud jde o termíny kontrol a diagnostické metody). Pro semenářské porosty nelze doporučit minimalizační technologie zpracování půdy, protože je stále více zřejmé, že podporují výskyt půdních patogenů a patogenů přežívajících na rostlinných zbytcích. Mimo jiné jsou při těchto technologiích nezbytné podstatně vyšší vstupy chemické, především herbicidní ochrany. Ve světové literatuře existuje řada prací dokladujících vedlejší účinek herbicidních látek na fytopatogenní houby jak v pozitivním, tak negativním smyslu. V této oblasti je zatím příliš málo jednoznačných poznatků bezprostředně využitelných v praxi, je ale zřejmé, že některé účinné látky herbicidů mohou působit stimulačně na rozvoj patogenních hub. Pro všechny porosty je vhodné vysévat kvalitně mořené osivo, pokud je takové k dispozici. Ani uznané osivo ze zdravého prostu neposkytuje absolutní záruku nepřítomnosti patogenního organismu v partii. To je dáno současně dostupnými metodami detekce a determinace patogenů v osivu. Mimo to mořidla poměrně dobře chrání vzcházející rostlinku před napadením půdními patogeny v prvních dnech jejího vývoje a tím ovlivňují její další vitalitu.

Samostatnou kapitolu představuje problematika detekce a determinace patogenů přenosných osivem. V této oblasti máme zatím značné rezervy téměř ve všech směrech, především ale v oblasti přístrojového vybavení, dostupnosti literatury, referenčního materiálu a v oblasti organizační a rozdělení kompetencí. To však nejsou problémy jen v ČR a v současné době je jejich řešení - vzhledem k závažnosti a dopadům - věnována maximální pozornost u nás i ve světě.