Biologiczna ochrona kukurydzy przed chorobami i szkodnikami

dr hab. Paweł K. Bereś, prof. IOR – PIB

Instytut Ochrony Roślin – PIB

Terenowa Stacja Doświadczalna w Rzeszowie

Publikację opracowano w ramach dotacji celowej Instytutu Ochrony Roślin – PIB na rok 2023, na realizację zadania 1.12 pn. „Prowadzenie działalności upowszechnieniowej, prowadzenie współpracy i wymiana wiedzy z praktyką w ramach systemu AKIS” finansowanego przez Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi. Publikacja została udostępniona do opublikowania wszystkim czasopismom wydawanym przez wojewódzkie jednostki doradztwa rolniczego. 

Biologiczna ochrona kukurydzy przed chorobami i szkodnikami

Europejski Zielony Ład w swojej strategii wyznaczył cele dotyczące ochrony roślin, która w jeszcze większym stopniu niż dotychczas musi skupić się na ograniczaniu stosowania chemicznych środków ochrony roślin. W ich miejsce lub obok nich powinny być wdrażane na coraz większą skalę rozwiązania niechemiczne, o ile takie są dostępne. Obecnie biologiczna ochrona roślin jest tą, która ma być alternatywą dla chemii bądź też jako czynnik częściowo ją ograniczający w niektórych uprawach, dzięki któremu można osiągnąć zakładany cel redukcyjny stosowania chemicznej ochrony roślin.

Pojawia się przy okazji wiele nieścisłości, co do znaczenia tej metody w praktyce, zwłaszcza na polach uprawnych, bo w uprawach pod osłonami metoda ta dobrze się rozwija od wielu lat. Wskazuje się niekiedy, że ochrona biologiczna powinna całkowicie zastąpić chemiczną. Oczywiście byłoby to wspaniałe rozwiązanie, jednak nie ma obecnie takiej możliwości, aby każdą substancję czynną zarówno herbicydu, fungicydu, bakteriocydu, zoocydu czy innych grup pestycydów zastąpić odpowiednikiem biologicznym. Dotychczas największa paleta możliwości ochrony biologicznej stosowana jest w uprawach ogrodniczych pod osłonami, ale stopniowo rozwija się także ten sposób ochrony niektórych upraw na otwartej przestrzeni. Na szczególną uwagę zasługuje uprawa kukurydzy, pastewnej i zwykłej (koński ząb i szklista), jak również kukurydzy cukrowej. Pierwsze dwa podgatunki zaliczane są do roślin rolniczych, a trzeci do grupy upraw ogrodniczych. Kukurydza stała się rośliną pionierską wśród upraw polowych pod kątem wdrażania w niej metody biologicznej na większą skalę.

Każdy, kto prowadził ochronę roślin z wykorzystaniem czynnika biologicznego wie jednak, że nie jest to tani sposób uprawy, a po drugie na jego skuteczność wpływa bardzo wiele czynników. Na część z nich człowiek ma wpływ np. na termin aplikacji i jakość wykonania zabiegu, ale w uprawach „pod chmurką” nie da się choćby tak jak w szklarni kontrolować warunków termiczno-wilgotnościowo-świetlnych. Pogoda to zarówno sprzymierzeniec, jak też i główny czynnik odpowiedzialny za niepowodzenie niektórych działań biologicznych. Na pogodę człowiek nie ma możliwości oddziaływać, przez to niektórych zraża wdrażanie metod biologicznych w sytuacji, gdy jest ryzyko nieskuteczności. Należy zaznaczyć, że także przy stosowaniu chemicznych środków ochrony roślin takie ryzyko istnieje, niemniej czynniki biologiczne są wrażliwsze na wszelkie zmiany warunków środowiskowych w otoczeniu, zwłaszcza gdy są to żywe organizmy.

Ochrona biologiczna to też taki sposób prowadzenia pielęgnacji roślin, który zmusza do nauki. Trzeba znać biologię gatunku zwalczanego, terminy jego pojawu w uprawach, po to by dokładnie ustalić termin i liczbę zabiegów, bo niekiedy występuje potrzeba wykonania ich kilku. Należy także znać zasadę działania czynnika biologicznego, którego się używa, w tym niekiedy jego biologię, jeżeli są to choćby pasożytnicze owady. Kluczowa jest wiedza na temat czynników, które determinują skuteczność zwalczania, tak na etapie przygotowania biopreparatów do zastosowania, jak również w późniejszym okresie.

Pisząc o biologicznej ochronie kukurydzy trzeba wziąć pod uwagę występowanie na rynku zarówno biopreparatów mikrobiologicznych, jak i makrobiologicznych. Te pierwsze środki to choćby preparaty stworzone na bazie grzybów i bakterii o potwierdzonym działaniu biobójczym, które w świetle obowiązującego prawa wymagają rejestracji jako biopestycydy. Produkt zawierający konkretny mikroorganizm, w tym jego szczep o potwierdzonym działaniu w ochronie roślin musi być zarejestrowany jako typowy preparat do ochrony roślin. Ich oficjalna lista znajduje się na stronie MRiRW obok innych zarejestrowanych środków ochrony roślin. Jeżeli produkt jest zalecany dla rolnictwa ekologicznego, to jego nazwa jest też dostępna na stronie internetowej Instytutu Ochrony Roślin – PIB w zakładce „Środki ochrony roślin do upraw ekologicznych”. Mamy na rynku także biopreparaty oparte o makroorganizmy np. nicienie owadobójcze, czy też pasożytnicze błonkówki, które na ten moment nie są objęte urzędową rejestracją, i nie ma ich oficjalnej, ujednoliconej listy, choć także wykazują potwierdzone w badaniach działanie biobójcze. W dobie istnienia ekoschematów i związanych z nimi dopłat trzeba brać pod uwagę wytyczne do jakich biopreparatów dopłaty są przyznawane, a do których nie. Analizując obecny stan, to w ekoschemacie „Biologiczna ochrona upraw” płatności są przyznawane do powierzchni gruntów na obszarze zatwierdzonym do podstawowego wsparcia dochodów, na których rolnik przeprowadził, w celu eliminacji danego organizmu szkodliwego, zabieg ochrony uprawy wyłącznie przy użyciu zarejestrowanego biologicznego środka ochrony roślin, zgodnie z zawartymi w etykiecie stosowania wymaganiami (art. 34 ustawy). Obecnie wymóg ten spełniają zarejestrowane biopreparaty mikrobiologiczne.

Kukurydza zwykła i kukurydza cukrowa to te uprawy, w których mamy do czynienia z oboma formami biopreparatów, choć dominuje stosowanie makroorganizmów. W zasiewach kukurydzy za pomocą dedykowanych biopestycydów możemy ograniczać zagrożenie ze strony niektórych patogenów, jednakże większość preparatów jest skierowana przeciwko szkodnikom.

W uprawach kukurydzy zwykłej, aktualnie w programie ochrony tej rośliny znajduje się tylko jeden biofungicyd mikrobiologiczny (tabela 1). Zawiera on grzyb Trichoderma asperellum. Grzyb ten ma na celu ograniczać rozwój fuzariozy łodyg oraz fuzariozy kolb od początku wegetacji kukurydzy. Ma za zadanie konkurować z grzybami patogenicznymi, a zarazem sam może pasożytować na grzybach chorobotwórczych ograniczając ich szkodliwość. Biopreparat z grzybem T. asperellum aplikuje się w trakcie siewu kukurydzy za pomocą dozownika do mikrogranulatów.

Źródło: rejestr środków ochrony roślin MRiRW (stan na 18.04.2023)

W odniesieniu do szkodników kukurydzy zwykłej, ale i cukrowej (jeżeli producent środka nie daje przeciwskazań) to można w obu tych uprawach zastosować biopreparaty makrobiologiczne (bez rejestracji) do ograniczania dwóch podstawowych szkodników obu rodzajów kukurydzy – stonki kukurydzianej (larw) oraz omacnicy prosowianki (jaj).

Na plantacjach prowadzonych w monokulturze, na których widoczny jest problem larw stonki kukurydzianej, do dyspozycji producentów rolnych jest biopreparat zawierający owadobójczego nicienia gatunku Heterorhabditis bacteriophora (tabela 2). Biopreparat po rozrobieniu w wodzie aplikuje się do gleby za pomocą podajnika do nawozów płynnych w trakcie siewu kukurydzy. Uwolnione do wilgotnej gleby larwy infekcyjne nicienia aktywnie szukają larw stonki i je pasożytują. Za pomocą symbiotycznych bakterii rodzaju Photorhabdus uśmiercają szkodniki i w ich martwym ciele namnażają się, po czym je opuszczają i migrują w poszukiwaniu kolejnego żywiciela.

Źródło: opracowanie własne na bazie informacji handlowych

Najwięcej biopreparatów opartych o makroorganizmy w uprawach kukurydzy zwykłej i cukrowej stosuje się aktualnie do ograniczania jaj omacnicy prosowianki. Do tego celu używa się biopreparaty zawierające kruszynki (Trichogramma spp.). Są to jedne z najmniejszych owadów na świecie, które są oofagami czyli swój rozwój przechodzą w jajach innych owadów. Pasożytnictwo jaj wykorzystano w ochronie roślin do stworzenia biopreparatów przeciwko jajom omacnicy prosowianki, ale jeżeli w czasie lotu błonkówek w uprawach będą na kukurydzy jaja piętnówek czy też słonecznicy orężówki, to pośrednio kruszynek może je także spasożytować. W Polsce większość biopreparatów dostępnych na rynku zawiera w sobie jeden gatunek kruszynka – Trichogramma brassicae.

W zależności od zaleceń producenta biopreparatu oraz stopnia zagrożenia ze strony omacnicy prosowianki wykonuje się od jednej do dwóch introdukcji biopreparatu na kukurydzy zwykłej, natomiast w zasiewach kukurydzy cukrowej niekiedy mogą być potrzebne 3–4 wyłożenia biopreparatu, jako że roślina ta jest chętniej uszkadzana przez omacnicę. Zwykle na 1 ha uprawy wypuszcza się 220–250 tys. błonkówek kruszynka.

W tabeli 3. zaprezentowano wykaz biopreparatów z kruszynkiem, które można zakupić w naszym kraju. Ich wyłożenie musi być oparte na dokładnym monitoringu pojawu motyli omacnicy prosowianki w zasiewach. Termin aplikacji przypada zwykle w czerwcu i lipcu. Do wykładania biopreparatu z żywym kruszynkiem (w postaci larw i poczwarek) stosuje się na mniejszych areałach ręczną aplikację, a na większych powierzchniach używa się specjalnych rozrzutników pneumatycznych mocowanych do traktora, a zwłaszcza dronów i wiatrakowców, które aplikują biopreparat z góry.

Źródło: opracowanie własne na bazie informacji handlowych

W uprawach kukurydzy cukrowej, która jest traktowana jako roślina małoobszarowa można także zastosować zarejestrowane biopreparaty mikrobiologiczne o działaniu owadobójczym. Są one oparte o bakterię Bacillus thuringiensis ssp. kurstaki, a dokładnie o białko tejże bakterii glebowej. Takie biopreparaty na szkodniki oddziałują żołądkowo, czyli owady muszą pobrać białko wraz z tkanką roślinną do swojego przewodu pokarmowego, gdzie ulega ono aktywacji. Ponadto w aktualnych zaleceniach dla tego warzywa można znaleźć także biopreparat mikrobiologiczny, którego substancją czynną są spory grzyba owadobójczego Beauveria bassiana, zwanego białą muskardyną. Zarodniki tego grzyba po dostaniu się na ciało szkodnika kiełkują i wrastają w jego powłoki. Mogą być także pobrane wraz z pokarmem. Wykaz dostępnych biopreparatów bakteryjnych i mykologicznych o działaniu owadobójczym prezentuje tabela 4.

Źródło: rejestr środków ochrony roślin MRiRW (stan na 18.04.2023)