Szara pleśń na truskawkach: rozpoznawanie i skuteczna ochrona plantacji

W Polsce, będącej jednym z europejskich liderów produkcji truskawek, patogen ten corocznie generuje duże straty. W latach o wysokiej sumie opadów w okresie kwitnienia straty te mogą przekraczać 50%, a w skrajnych przypadkach, przy braku odpowiedniej ochrony, sięgać nawet 80% straty plonu. Charakterystyka tego patogenu jako polifaga sprawia, że jego zwalczanie nie jest jedynie kwestią doraźnej interwencji chemicznej. Odpowiednia walka z szarą pleśnią wymaga precyzyjnego zarządzania ekosystemem plantacji, integrującego wiedzę z zakresu biologii patogenu, meteorologii rolniczej oraz zaawansowanej agrotechniki. Czy to nie przesada? Czy takie górnolotne stwierdzenia są właściwe? Każdy z producentów roślin jagodowych świadomie korzysta z informacji, choćby meteorologicznych w swoim gospodarstwie. Analizuje i sprawdza, jakie warunki zmienić lub poprawić w obiekcie czy w uprawie gruntowej, aby ograniczyć do minimum ryzyko wystąpienia infekcji. 

Biologia i ekologia patogenu Botrytis cinerea 

Botrytis cinerea, znany również jako gronowiec szary, jest nekrotroficznym workowcem o niezwykle szerokim spektrum gospodarzy, obejmującym ponad 1000 gatunków roślin. Na plantacjach truskawek grzyb ten funkcjonuje nie tylko jako pasożyt, ale również jako saprotrof, zdolny do przeżycia na martwej materii organicznej, co czyni go niemal wszechobecnym w środowisku rolniczym. Źródłem infekcji pierwotnej są najczęściej formy przetrwalnikowe oraz grzybnia zimująca w szczątkach roślinnych, jak każdy saprotrof. Patogen wytwarza sklerocja – czarne, twarde struktury o eliptycznym kształcie, które wykazują wysoką odporność na skrajne temperatury i suszę. Można te twory porównać do „kapsułki”, która ma przechować w bezpiecznym miejscu materiał genetyczny, który wiosną w optymalnych warunkach wykiełkuję, tworząc trzonki konidialne. Na ich szczytach masowo powstają zarodniki konidialne (konidia), które są bezbarwne, jednokomórkowe i są bardzo małe (6–18 µm długości i 4–11 µm szerokości). Jak rozprzestrzeniają się konidia (zarodniki)? Nawet niewielkie podmuchy wiatru lub uderzenia kropel deszczu powodują gwałtowne uwolnienie zarodników, które osiadają na młodych liściach i kwiatach truskawek. Warto zauważyć, że inokulum patogenu może pochodzić nie tylko z samej plantacji, ale również z chwastów i innych upraw sąsiadujących. 

Najbardziej krytycznym momentem dla infekcji jest faza kwitnienia. Kwiaty truskawki są organami o najwyższej podatności na porażenie. Grzyb w pierwszej kolejności zasiedla słupki, pręciki oraz płatki, wykorzystując je jako "wrota" do głębszych tkanek rośliny. Kluczowym, a zarazem najbardziej zdradliwym aspektem biologii Botrytis cinerea, jest zdolność do tworzenia infekcji utajonych (latentnych). Patogen penetruje tkanki młodego zawiązka, ale nie wywołuje natychmiastowych objawów gnilnych. Grzybnia przechodzi w stan spoczynku, czekając na zmiany fizjologiczne zachodzące w owocu podczas dojrzewania, takie jak wzrost zawartości cukrów i spadek kwasowości. Symptomy stają się widoczne dopiero na dojrzałych lub dojrzewających owocach w postaci brunatnych, gnilnych plam, które szybko pokrywają się białą, puszystą grzybnią, a następnie szarym, pylącym nalotem zarodników. W warunkach dużej wilgotności może dochodzić również do porażenia podstaw ogonków liściowych i szypułek, co prowadzi do zamierania całych kwiatostanów jeszcze przed wykształceniem owoców. Tradycyjna diagnostyka oparta na obserwacji objawów etiologicznych jest z punktu widzenia nowoczesnej ochrony spóźniona. W celu podjęcia precyzyjnych działań prewencyjnych konieczne jest wykorzystanie wiedzy z zakresu biologii patogenu zestawione z danymi meteorologicznymi i klimatycznymi (szklarniach i tunelach), aby zapobiegać infekcji zanim  nastąpi. 
 

Zrozumieć wroga, czyli jak postępuje infekcja 

Rozwój szarej pleśni jest niemal całkowicie determinowany przez warunki meteorologiczne panujące w mikroklimacie łanu. Grzyb ten jest organizmem preferującym warunki umiarkowanej temperatury i bardzo wysokiej wilgotności. Grzyb Botrytis cinerea wykazuje aktywność w szerokim zakresie temperatur, od 5ᵒC do 28ᵒC. Badania epidemiologiczne wykazały, że optymalna temperatura dla procesu infekcyjnego mieści się w przedziale 18-25ᵒC, przy czym za temperaturę idealną uznaje się 20ᵒC. W temperaturach powyżej 25ᵒC oraz poniżej 15ᵒC tempo rozwoju infekcji ulega znacznemu spowolnieniu, choć całkowicie nie ustaje.
Wilgotność jest czynnikiem ważniejszym od temperatury w kontekście inicjacji infekcji. Zarodniki konidialne potrzebują obecności wolnej wody na powierzchni organów (liści, płatków, owoców), aby móc wykiełkować i spenetrować kutykule. Krytycznym parametrem jest czas zwilżenia liścia. Oczywiście warto wspomnieć, że duże znaczenie ma również stan w jakim znajduje się roślina. Jeżeli roślina odczuwa stres, jakieś parametry agrotechniczne są rozchwiane, roślina może zostać zainfekowana szybciej niż inne, nawet w warunkach niskiego ryzyka infekcji. Zacienienie również sprzyja infekcji szarej pleśni.  

Źródło opracowanie własne: R. Łaźny na podstawie literatury

Analiza danych wykazuje, że przy optymalnej temperaturze 20∘C wystarczy 16 godzin ciągłego zwilżenia powierzchni rośliny, aby nastąpił gwałtowny, logarytmiczny wzrost liczby zainfekowanych kwiatów i owoców. Wilgotność względna powietrza (RH) powyżej 90% jest stanem sprzyjającym, ale to bezpośrednia obecność wody (pochodzącej z opadów, rosy lub gutacji) jest czynnikiem decydującym.

Matematyczne modele i systemy wspomagania decyzji

Systemy wspomagania decyzji wykorzystują algorytmy matematyczne do analizy danych meteorologicznych w czasie rzeczywistym. We wcześniejszym artykule „Mączniak prawdziwy truskawki – objawy, zapobieganie i zwalczanie”  (zachęcam do przeczytania), poruszyłem krótko możliwości wykorzystania modeli i systemy wspomagania decyzji. 

W tym artykule opiszę możliwości poszczególnych metod, zasady ich funkcjonowania i przykłady wykorzystywanych systemów na całym świecie. 
•    Florida Strawberry Advisory System (FLSAS): Model ten oblicza indeks ryzyka infekcji w skali od 0 do 1 na podstawie temperatury oraz czasu zwilżenia liścia. Wskaźnik powyżej 0,5 sugeruje konieczność wykonania zabiegu interwencyjnego.
•    Model Bulgera: Skupia się na korelacji między czasem zwilżenia, a temperaturą w fazie kwitnienia. Uznaje się, że jest on jednym z najskuteczniejszych narzędzi do redukcji liczby zbędnych oprysków. Dlaczego? Ponieważ został opracowany po tysiącach obserwacji przez zespół naukowców z Ohio State University (USA). Głównymi autorami byli M.A. Bulger, M.A. Ellis oraz L.V. Madden. Wyniki ich badań zostały opublikowane w 1987 roku w czasopiśmie naukowym Phytopathology. Jest niemal podwaliną dla współczesnych systemów wspomagania decyzji. 
•    Model BOTEM: Wykorzystuje dodatkowe zmienne, takie jak deficyt prężności pary wodnej w ciągu dnia oraz temperaturę nocną, co pozwala na bardzo precyzyjne prognozowanie infekcji kwiatów.
•    iMETOS®: Komercyjny system integrujący dane ze stacji pogodowych z modelami chorobowymi, oferujący gotowe rekomendacje dla plantatora.
Stosowanie modeli wspomagania decyzji pozwala na oszczędności w zużyciu fungicydów rzędu 30-50% bez ryzyka obniżenia plonu, co jest kluczowe zarówno z punktu widzenia ekonomii produkcji, ochrony środowiska oraz zdrowia konsumentów.

Stosowanie modeli wspomagania decyzji pozwala na oszczędności w zużyciu fungicydów rzędu 30-50% bez ryzyka obniżenia plonu, co jest kluczowe zarówno z punktu widzenia ekonomii produkcji, ochrony środowiska oraz zdrowia konsumentów.

Przemyślana strategia ochrony

Ochrona chemiczna truskawek przed szarą pleśnią musi być prowadzona w sposób przemyślany, uwzględniający rotacje substancji aktywnych i fazy rozwojowe rośliny. Skuteczna strategia zakłada tzw. system blokowy, polegający na stosowaniu preparatów o odmiennych mechanizmach działania w określonych odstępach czasu. Zatem w jakiej fazie i co powinniśmy robić? Tabela poniżej wskaże, w jakiej fazie i co powinno być celem zabiegu.

Źródło: Opracowanie własne R. Łaźny na podstawie literatury.

Zarządzanie odpornością patogenu

Botrytis cinerea posiada bardzo wysoką plastyczność genetyczną, co prowadzi do szybkiego powstawania ras odpornych na fungicydy. W celu uniknięcia tego zjawiska należy:
a)    nie przekraczać dwóch zabiegów daną grupą FRAC w sezonie,
b)    łączyć środki z różnych grup działania,
c)    stosować rozwiązania biologiczne,
d)    stosować aktywny proces biostymulacji oraz dbać o dobrostan organizmu rośliny. 
W odpowiedzi na rosnące wymagania dotyczące jakości owoców truskawki oraz redukcji pozostałości do minimum lub „0” (zero pozostałości), metody biologiczne stają się niezbędnym elementem integrowanej ochrony. Zatem jakie mikroorganizmy są naszymi sprzymierzeńcami? 

Bacillus subtilis i Bacillus amyloliquefaciens
Bakterie te działają poprzez konkurencję o przestrzeń i składniki pokarmowe oraz produkcję antybiotyków i lipopeptydów niszczących strzępki grzyba. Preparaty oparte na tych mikroorganizmach mogą być stosowane zapobiegawczo przez cały okres wegetacji, wykazując stabilność w szerokim zakresie temperatur.

Trichoderma harzianum
Grzyb ten jest naturalnym pasożytem Botrytis cinerea. Trichoderma kolonizuje powierzchnię korzeni i organów nadziemnych, wydzielając enzymy lityczne (chitynazy), które rozkładają ściany komórkowe patogena. Badania polowe potwierdzają, że regularne stosowanie Trichoderma nie tylko ogranicza szarą pleśń, ale również stymuluje wzrost roślin poprzez poprawę pobierania mikro- i makroskładników. Trichoderma wraz z innymi, dobrze dobranymi mikroorganizmami może zwiększyć kulkukrotnie powierzchnię i zasięg systemu korzeniowego, który obejmuje większą objętość gleby. Ergo jest bardziej wydajny i ma do dyspozycji więcej składników pokarmowych i wody. 

Pantoea agglomerans i P. allii – polski wkład naukowy
Innowacyjne rozwiązanie opracowane przez Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach wykorzystuje bakterie z rodzaju Pantoea. Mikroorganizmy te syntetyzują fenazyny (metabolity o działaniu antybiotycznym) oraz chelatują żelazo, co hamuje kiełkowanie zarodników Botrytis. Badania wykazały, że program ochrony integrujący Pantoea z tradycyjnymi fungicydami osiąga skuteczność powyżej 89%.

Profilaktyka agrotechniczna i rola nawożenia

Agrotechnika stanowi fundament ochrony, pozwalając na redukcję presji patogenu bez użycia środków chemicznych. Plantacji nie należy zakładać po roślinach podatnych na te same choroby, takich jak pomidory, ziemniaki czy maliny. Optymalny odczyn gleby powinien wynosić pH 5,5-6,5. Ważne jest również zapewnienie wysokiej zawartości materii organicznej poprzez stosowanie obornika jesienią poprzedzającą sadzenie, ale także ogólnie nawozów zielonych i kondycjonerów gleby. Pamiętajmy, że właściwie założona plantacja, z dobrze przygotowaną glebą, to mniej problemów w trakcie sezonu. 

Fizjologiczne wzmocnienie struktur komórkowych jest jedną z najskuteczniejszych metod ograniczania infekcji. W jaki sposób wzmocnić pierwszą barierę ochrony rośliny? Pierwsza myśl - wapń, ale czy tylko? Wapń jest kluczowym składnikiem blaszek środkowych ścian komórkowych. Owoce dobrze odżywione wapniem są jędrniejsze i bardziej odporne na enzymatyczny rozkład tkanek przez grzyba. Zaleca się regularne odżywianie roślin wapniem przed i w trakcie owocowania. Włączenie krzemu do odżywiania również będzie stanowić dobre rozwiązanie. Inkrustacja (wysycenie) ścian krzemionką będzie stanowić warstwę fizyczną dla infekcji oraz będzie utrudniać żerowanie szkodników posiadających aparat gębowy kłująco-ssąco oraz gryzący. Dodatkowo krzem aktywuje też mechanizmy obronne rośliny, takie jak synteza chitynaz i peroksydaz. Synergia wapnia i krzemu znacząco poprawia trwałość pozbiorczą truskawek. Także dodatek boru będzie stabilizował wiązania pektynowe w owocu, co utrudnia działanie enzymów grzyba zwanych pektynazy. Warto również wspomnieć o nadmiernym nawożeniu azotem. W czasie owocowania nadmiar azotu powoduje niejako rozmycie tkanek i ułatwia rozkład i penetrację owocu przez strzępkę grzyba.  

Oczywiście kolejnym ważnym elementem właściwej agrotechniki będzie optymalizacja nawadniania. Sposób dostarczania wody ma bezpośredni wpływ na wilgotność wewnątrz łanu. W przypadku upraw polowych rekomendowane będzie wykorzystanie linii kroplujących, gdyż nie zwilża liści ani owoców. Jeśli jednak deszczowanie jest jedyną dostępną metodą, zabiegi należy wykonywać wyłącznie rano, aby umożliwić szybkie osuszenie roślin przez słońce i wiatr. Nadmierne zagęszczenie roślin sprzyja infekcji, więc zaleca się sadzenie w rozstawie zapewniającym swobodny przepływ powietrza oraz orientacje rzędów zgodnie z przeważającymi wiatrami ułatwiają osuszanie roślin po deszczu.

W tunelach foliowych kluczowym problemem jest kondensacja pary wodnej. Wietrzenie obiektu musi być prowadzone regularnie, zwłaszcza rano, gdy temperatura pod folią gwałtownie rośnie przy wysokiej wilgotności. Suchy liść uzyskuje się zazwyczaj po 30 minutach od otwarcia bram tunelu. Zastosowanie słomy lub czarnej agrowłókniny/agrotkaniny separuje owoce od wilgotnego podłoża i ogranicza parowanie wody z gleby. Wilgotność gleby/podłoża jest ściśle skorelowana z procesem gutacji. Pojawienie się kropel wody na brzegach liści, to właśnie gutacja i niejednokrotnie proces ten jest obserwowany na plantacjach. Gutacja jest sygnałem o zbyt wysokiej wilgotności podłoża i powietrza, co wymaga natychmiastowej interwencji.
Ochrona przed szarą pleśnią nie kończy się na polu. Szybkie schłodzenie owoców po zbiorze do temperatury ok. 2-4ᵒ C, hamuje rozwój infekcji utajonych i znacząco wydłuża "shelf-life" truskawek w obrocie handlowym. Dzięki integracji wiedzy biologicznej z nowoczesną technologią, plantatorzy mogą skutecznie minimalizować ryzyko strat, dostarczając konsumentom owoce najwyższej jakości, wolne od chorób i nadmiernych pozostałości chemicznych.