VLIV BASAGRANU 600 (BENTAZON) NA FYTOTOXICITU FUSARIUM SP. A ALTERNARIA ALTERNATA IZOLOVANÝCH Z OSIVA HRACHU

Effect of Basagran 600 on the phytotoxicity of Fusarium sp. and Alternaria alternata isolated from pea seeds

Ing. Evženie Prokinová, CSc.

Jakub Slováček

Katedra ochrany rostlin, ČZU v Praze

Abstract

The influence of herbicide Basagran 600 and metabolites of Fusarium sp. and Alteranria alternata on emergency and growth of pea, variety Komet was tested in vegetation experiment. Mycelium was cultivated on potato liquid medium and then filtered off. Acquired solution was used like watering for vegetation attempt. Synegristic effect between herbicide and metabolites from Fusarium sp. on growth inhibition of pea plant was founded. On the other hand, the metabolites of Alternaria alternata decreased negative effect of herbicide on the growth of stem.

bentazone; pea; Fusarium sp.; Alternaria alternata; metabolites

Úvod

Herbicidy po aplikaci na určenou plodinu nepůsobí pouze na cílové druhy plevelů, ale i na řadu jiných užitečných a škodlivých organismů přítomných v dané agrocenóze (Fadejev, Novožilov 1986, Moss 1991). V době rozmachu integrované ochrany rostlin jsou otázky působení herbicidů na rostlinné patogeny intenzívně studovány. Vztah mezi herbicidem (resp. jeho účinnou látkou) a živým organismem je závislý především na reakci buněčného metabolismu na přítomnost cizorodé syntetické látky.

Tato práce byla zaměřena na vliv bentazonu (herbicid Basagran 600) na produkci fytotoxických metabolitů u dvou druhů fytopatogenních hub a jejich následné působení na klíční a vzcházející rostliny hrachu s vyloučením přítomnosti živé testované houby.

V ČR je Basagran 600 povolen k hubení především dvouděložných plevelů v různých plodinách včetně hrachu. Doporučený termín aplikace je v době, kdy plevelné rostliny mají 2-4 lístky, při výšce hrachu 5 - 15 cm, tzn. ještě v rané vývojové fázi kulturní plodiny (Metodická příručka pro ochranu rostlin 1996, díl II.).

Materiál a metoda

V pokusech bylo použito osivo hrachu, odrůda Komet, ze sklizní z let 1996 -1997. Z tohoto osiva byly izolovány dva druhy fakultativně fytopatogenních hub, Alternaria alternata a Fusarium sp.

Terčíky s napěstovaným myceliem testované houby byly kultivovány 10 dnů na bramborové tekuté živné půdě ve variantách s nulovou (označ. K), 0,1 % (B1), 0,5 % (B2) a s 1 % (B3) koncentrací herbicidu Basagran 600. Po ukončení kultivace bylo z roztoku odfiltrováno narostlé mycelium a roztok byl vysterilován. Dále byly připraveny dvě kontrolní varianty roztoků - prvním byl roztok bramborové tekuté živné půdy s koncentrací herbicidu 0,5 %, ale bez kultivace testované houby (ozn. SB) a druhým byla sterilní destilovaná voda (SV).

Podle typu roztoku bylo připraveno 6 variant vegetačních nádob.

Plastikové truhlíky (rozměr 50x15x20 cm) byly nejprve z vnitřní strany vytřeny 75 % alkoholem a potom byl do nich nasypán sterilní křemitý písek do 3/4 jejich výšky. Do urovnaného povrchu písku byly vytvořeny sterilní zkumavkou jamky hluboké 2 cm. Semena hrachu byla povrchově dezinfikována v 5% roztoku SAVA po dobu 1 minuty, třikrát propláchnuta sterilní destilovanou vodou a následně byla vložena do jamek a zasypána. Do každého truhlíku bylo vyseto 20 semen a napipetováno 35 ml odpovídajícího roztoku.

K zalévání byla používána sterilní destilovaná voda. Kultivace probíhala v kultivační místnosti s řízeným klimatem (21-22° C), při umělém osvětlení. Pokus trval 20 dní. Po skončení kultivace byly rostliny vyjmuty ze substrátu, omyty a vyhodnoceny. V každé variantě byl zaznamenán celkový počet vzešlých rostlin, dále byla změřena délka kořenů a stonků. Délka stonku byla měřena od zbytku semene, resp. od kořenového krčku až k poslednímu rozvětvení stonku, protože délka posledního (nejvrchnějšího) listu by tuto hodnotu značně zkreslovala. Vyhodnocení výsledků bylo provedeno analýzou rozptylu při nevyváženém počtu opakování (tzn. počet vyklíčených a narostlých rostlin nebyl ve variantách stejný), s podrobnějším vyhodnocením průměrů Schéffého testem. Hodnocení zdravotního stavu: rostliny byly rozděleny podle výskytu a umístění nekrotických skvrn a byl zaznamenán počet rostlin s příznaky onemocnění.

Výsledky

Průměrné délky kořenů a stonků ukazuje graf 1 a 2. Ve všech případech je na první pohled patrná největší růstová schopnost rostlin ve variantě zalévané pouze sterilní destilovanou vodou (SV). U rostlin, resp. kořenů narostlých v této variantě jsme zaznamenali mohutnější větvení a vytvoření bohatšího kořenového systému než u ostatních variant. Je to způsobeno především obsahem živin v testovaných médiích, kdy na živiny bohatší bramborová živná půda nenutí kořeny k tak velké růstové intenzitě.

Působení metabolitů houby Fusarium sp.:

Průměrná délka (dále jendélka) kořenů je u variant SV (sterilní voda), K (živná půda s metabolity Fusarium sp.) a SB (živná půda s bentazonem, konc. 0,5%) větší než délka stonků, kdežto délka kořenů u variant B1, B2 a B3 (živná půda s metabolity Fusarium sp. a bentazonem v konc. 0,1 0,5 a 1,0) je menší než délka stonků. Růst stonků a kořenů ve variantě SV je v porovnání se všemi ostatními variantami vyšší s průkazností 99 %. Rozdíl v délce stonků mezi variantami K, SB, B1 a B2 není statisticky průkazný. Z toho vyplývá, že roztok herbicidu v koncentraci 0,1 % a 0,5 % s metabolity působí na růst stonků podobně jako roztok samotných metabolitů houby či samotný herbicid v koncentraci 0,5 %. Rostliny, resp. stonky ve variantě B3 jsou oproti všem variantám menší s průkazností 99 % (od var. B2 pouze s 95% průkazností). Délka kořenů vykazuje větší variabilitu než délka stonků. Mezi variantami K a SB, B1 a B2 a B2 a B3 není statisticky průkazný rozdíl v délce kořenů, avšak délka kořenů v K je větší než u variant B1 a B3 s průkazností 99 % a u B2 s průkazností 95 %, stejně jako u varianty SB. Poslední statisticky průkazný rozdíl (99 %) je mezi variantami B1 a B3. Z těchto výsledků je patrné, že současné působení metabolitů houby a herbicidu výrazně snižuje růstovou schopnost kořenů, tím intenzívněji, čím je koncentrace herbicidu vyšší, ale působí-li herbicid či metabolity houby odděleně, nezpůsobují tak velkou růstovou inhibici. Toto tvrzení nelze aplikovat na růst stonků, kde není v délce stonku statisticky průkazný rozdíl mezi působením kombinace herbicidu a metabolitů nebo samotného herbicidu či samotných metabolitů (s výjimkou varianty B3).

Působení metabolitů houby Alternaria alternata:

Při porovnání grafů 1 a 2 je na první pohled patrná menší variabilita v délce kořenů a stonků narostlých ve variantách s metabolity houby Alternaria altarnata než u houby Fusarium sp. Stonky ve variantě SV jsou opět delší v porovnání se všemi ostatními variantami a to s SB, B2 a B3 s průkazností 99% a s variantami K a B1 s průkazností 95%. Zajímavé je srovnání variant K a SB, kdy stonky jsou delší ve variantě K (s průkazností 99%), tedy bez herbicidu s kultivací mycelia, což vypovídá o velmi malém fytotoxickém působení metabolitů houby v poměru s působením herbicidu. Toto můžeme doložit i dalším porovnáním výsledků. Mezi variantami SB a B2, současně SB a B3 není v délce stonků statisticky významný rozdíl, není tedy rozdíl v působení roztoku se samotným herbicidem v koncentraci 0,5% a roztokem s metabolity houby a herbicidem v koncentraci 0,5% a 1%. Jestliže seřadíme délky stonků od největších k nejmenším - SV, K, B1, B2, SB a B3 - a vynecháme-li již zmíněný vztah SV k ostatním variantám a K k SB, pak statisticky průkazný rozdíl na hladině 99% je mezi variantami K-B3, B1-SB, B1-B3 a B2-B3. Oproti variantám s testovací houbou Fusarium je délka kořenů ve variantách s testovací houbou Alternaria alt. velmi málo variabilní. Statisticky průkazný rozdíl je pouze mezi variantami SV a B1 a SV a B3, kde jsou u obou případů delší kořeny narostlé ve sterilní destilované vodě, s průkazností 95%, v druhém případě s 99%. Mezi ostatními variantami není v délce kořenů statisticky průkazný rozdíl.

Porovnání zdravotního stavu rostlin (graf 3 a 4):

Ve variantách s vlivem metabolitů houby Fusarium sp. měly rostliny výrazně zhoršený zdravotní stav v porovnání s variantami s metabolity houby Alternaria alternata. Rozložení nekróz na sledovaných částech rostlin však nebylo jednoznačné

Vliv metabolitů houby Fusarium sp.: Nekrózy na bázi stonků se vyskytovaly ve všech variantách s indexem napadení větším než 0,6 (s výjimkou var. B1). Naopak na kořenech a listech byl výskyt nekróz s indexem (rostliny s nekrózami na listech; kořenech; stoncích / počet všech vzešlých rostlin) nad 0,6 zaznamenán pouze u variant (v pořadí se vzrůstajícím indexem): listy B2, B1 a B3 a kořeny B1, SB, B2 a B3, což podporuje tvrzení, že metabolity houby Fusarium sp. spolupůsobí s herbicidem na zhoršení zdravotního stavu rostlin hrachu.

Ve variantách s metabolity houby Alternaria alternata se nekrózy vyskytovaly téměř výlučně na kořenech a s indexem napadení nad 0,6 u variant SB, B1, B2 a B3. Varianta SV byla bez symptomů.

Porovnání vzcházivosti (viz. graf 5):

Vzcházivost u všech variant nebyla nižší než 85%, pouze u variant s houbou Fusarium sp. B2 byla 15% a u B3 45%.

Diskuse

Lze konstatovat, že toxické metabolity vytvořené houbou Fusarium jsou výrazně fytotoxičtější než metabolity vyprodukované houbou Alternaria alternata, což koresponduje i s literárními údaji (Neergaard 1979, Chelkowski 1991). Metabolity fuzária, působí-li samostatně, potlačují růst především stonků a to srovnatelnou intenzitou jako samotný herbicid nebo herbicid s přítomností metabolitů. Na kořeny působí více roztoky s kombinací látek (herbicidu a metabolitů Fusarium), než roztoky, v nichž jsou tyto látky odděleně (samostatně). V tomto případě lze hovořit o spolupůsobení mezi obsahem herbicidu a vyprodukovanými metabolity na inhibici růstu kořenů rostlin hrachu. Pouze na základě výsledků tohoto pokusu, bez chemického rozboru získaných filtrátů, však nelze jednoznačně určit, zda jde skutečně o synergistický efekt mezi sekundárními metabolity Fusarium sp. a herbicidní látkou bentazon, nebo zda tato látka stimuluje tvorbu fytotoxických metabolitů houby a růstová deprese je vyvolána vyšší dávkou těchto metabolitů. Rostliny, na které působily metabolity houby Fusarium sp., projevily růstovou depresi především kořenů, kdežto působení metabolitů houby Alternaria alternata se projevuje výraznější inhibicí růstu stonků. Musíme ovšem uvést fakt, že samostatné působení herbicidu se projevilo vždy sníženou růstovou schopností stonku. O metabolitech houby Alternaria alternata můžeme prohlásit, že mají opačný vliv na růst stonků než metabolity fuzária a že naopak snižují účinek herbicidu, který potlačuje růst stonků. Metabolity působící samostatně vykazují minimální inhibici růstu stonků. Kombinace látek (herbicid + metabolity Alternaria alternata) nebo jejich samostatné působení nemá žádný vliv na růst, resp. na délku kořenů rostlin hrachu.

V literatuře nebyl nalezen podobně koncipovaný pokus, resp. pokus se stejnými pokusnými prvky, s kterým bychom mohli výsledky srovnat a proto jen na okraj zmíníme dva autory.

Nilsson a Larsson (1978) uvádějí, že aplikace bentazonu na porost ječmene nezvyšuje výskyt chorob. K odlišným závěrům ovšem na jiné plodině dospěli Mussa a Russell (1977), kteří popisují, že bentazon stimuluje růst houby Fusarium solani f.sp. phaseoli a zvyšuje virulenci patogena na rostlinách fazolu.

Záver

Je nutné si uvědomit, že obě látky, resp. skupiny látek, herbicid a metabolity hub, jsou v každém případě stresové, cizorodé látky a tudíž rostliny pod jejich vlivem rostou pomaleji a mají zvýšený výskyt nekrotických skvrn než při působení samotné sterilní vody. Houba Fusarium sp. produkuje fytototxické metabolity, které s herbicidem Basagran 600 (s účinnou látkou bentazon) spolupůsobí a výrazně potlačují růst rostlin hrachu a současně podporují výskyt nekróz na listech a kořenech. Houba Alternaria alternata nevytváří pod vlivem herbicidu větší množství fytotoxických metabolitů, které by výrazněji zpomalovaly růst rostlin hrachu a naopak tyto metabolity snižují negativní účinek herbicidu na růst stonků.

Literatura

Fadejev, J.N. a Novožilov, K.V., 1981: Integrovaná ochrana rastlín. Príroda, Bratislava, 1986.

CHELKOWSKI J. (ed.), 1991: Cereal grain - mycotoxins, fungi and quolity in drying and storage. Developments in food science, vol. 26, ELSEVIER, Amsterodam, London, New York, Tokio

Metodická příručka pro ochranu rostlin 1996, díl II., MZ ČR

Mussa, A.E.A. & Russell, P.E., 1977 : The influence of pesticides and herbicides on the growth and virulence of Fusarium solani f.sp. phaseoli. Jurnal of Agricultural Science, 1977, 88: 3, 705-709.

MOSS M. O.,1991: Influence of agricultural biocides on mycotoxin formation in cereals. In: Chekowski J. (ed.), 1991: Cereal grain - mycotoxins, fungi and quolity in drying and storage. Developments in food science, vol. 26, ELSEVIER, Amsterodam, London, New York, Tokio

Neergaard P., 1979: Seed Pathology, AP

Nilsson, H.E. & Larsson, B., 1978 : Effect of mecoprop and bentazone on take-all disease and plant growth of barley. Swedish Journal of Agricultural Research, 1978, 8: 4, 203-207.

Tato práce byla řešena za podpory grantu GA ČR 521/96/0616