Czarna zgnilizna kapustnych

Czarna zgnilizna kapustnych jest jedną z najgroźniejszych chorób bakteryjnych roślin z rodziny kapustnych. W warunkach sprzyjających może powodować straty plonu sięgające kilkudziesięciu procent, a w uprawach nasiennych doprowadzać do całkowitego zdyskwalifikowania partii nasion. Choroba występuje we wszystkich rejonach świata, w których uprawiane są warzywa i rośliny oleiste z rodziny Brassicaceae, dotyczy więc zarówno kapusty głowiastej, kapusty włoskiej i pekińskiej, kalafiora, brokułu, brukselki, jarmużu, kalarepy, rzepaku ozimego i jarego, gorczycy, rzepy, rzodkwi, jak i licznych chwastów krzyżowych .
Największe znaczenie gospodarcze choroba ma w rejonach o ciepłym i wilgotnym klimacie, gdzie w sprzyjających warunkach epidemie mogą rozwijać się bardzo szybko, a porażenie przekraczać 50% roślin w łanie. Poza stratami w trakcie wegetacji czarna zgnilizna obniża także jakość główek kapusty przeznaczonych do przechowywania, kwaszenia i przetwórstwa, ponieważ porażone tkanki łatwo gniją i stanowią wrota infekcji dla innych patogenów, m.in. dla Pectobacterium carotovorum.

Xanthomonas campestris pv. campestris jest tlenową, gram ujemną, pojedynczą pałeczką o wymiarach około 0,4-0,7 x 1,5-1,9 µm, wyposażoną w jedną biegunowo umieszczoną wicię, co umożliwia aktywny ruch w wodnym środowisku liścia i gleby. Bakteria nie tworzy przetrwalników, natomiast wytwarza śluzowaty polisacharyd zewnątrzkomórkowy, ksantan, który zatyka wiązki przewodzące roślin i odpowiada za charakterystyczne czernienie nerwów oraz objawy więdnięcia.
Genetycznie populacja bakterii jest bardzo zróżnicowana. Obecnie opisano co najmniej 9 ras patogenicznych różniących się zakresem żywicieli i nasileniem objawów, co utrudnia hodowlę odmian odpornych i powoduje częste przełamywanie odporności u nowych mieszańców kapusty i rzepaku.

Najważniejszym i najgroźniejszym źródłem pierwotnej infekcji są zakażone nasiona. Bakterie mogą przetrwać na powierzchni nasion w okrywie nasiennej oraz wewnątrz zainfekowanej tkanki nawet do 3 lat, a udział zaledwie 0,03% porażonych nasion w partii wystarcza do wywołania epidemii w pol. Kolejne ważne źródła to resztki porażonych roślin pozostawione na polu, chwasty z rodziny kapustnych oraz rozsada produkowana w tym samym podłożu przez kilka sezonów. W resztkach pożniwnych bakteria może utrzymywać się aktywna przez co najmniej 2 lata, szczególnie w klimacie ciepłym i wilgotnym.

Proces infekcji rozpoczyna się najczęściej od wniknięcia bakterii przez hydatody na brzegach liści lub przez zranienia i aparaty szparkowe. Po zasiedleniu przestworów międzykomórkowych patogen przerasta do wiązek przewodzących, gdzie intensywnie się mnoży i produkuje ksantan, co prowadzi do zablokowania transportu wody i składników pokarmowych. Z wiązek naczyniowych bakterie przemieszczają się w głąb rośliny i wraz z sokami przewodzącymi mogą kolonizować kolejne liście, ogonki liściowe, łodygę, a u kapust głowiastych również liście wewnętrzne główki. Po przekrojeniu porażonych łodyg lub główek widoczne są czarne, przebarwione wiązki przewodzące w otoczeniu wodnistych tkanek z ogniskami bakterii.

Rozprzestrzenianie odbywa się głównie z kroplami deszczu, wody używanej do podlewania oraz przez strugi wody spływające po liściach, a także podczas prac pielęgnacyjnych wykonywanych na mokrych roślinach, gdy bakterie przenoszone są na narzędziach, ubraniu i maszynach. Znaczenie mają również owady uszkadzające liście oraz wiatr unoszący krople wody z zawiesiną bakterii na sąsiednie rośliny.

Rozwojowi czarnej zgnilizny sprzyja ciepła, wilgotna pogoda oraz obecność wody na powierzchni liści. Okres inkubacji, czyli czas od infekcji do pojawienia się objawów, wynosi zwykle 10-14 dni, ale przy bardzo sprzyjających warunkach, np. w inspektach i mnożarkach, pierwsze symptomy mogą być widoczne już po tygodniu.

• Temperatura – za optymalny zakres temperatur dla wzrostu bakterii i rozwoju objawów przyjmuje się 25-30 °C, przy czym wzrost jest możliwy już od około 5 °C, natomiast poniżej 18 °C rośliny mogą pozostawać długo bez widocznych objawów pomimo infekcji. Najsilniejsze nasilenie choroby obserwuje się w pełni lata, gdy ciepłym dniom towarzyszą ciepłe, wilgotne noce i częste opady lub zraszanie.
• Wilgotność – długo utrzymująca się wysoka wilgotność względna powietrza sprzyja rozwojowi żółtych wycieków bakteryjnych na brzegach plam i ich wtórnemu rozprzestrzenianiu z kroplami wody. Z kolei okresy chłodniejsze i suche mogą hamować rozwój objawów nadziemnych, chociaż bakteria pozostaje żywotna w tkankach i może ponownie się uaktywnić po poprawie warunków pogodowych.

Młode siewki i rozsada
Pierwsze symptomy pojawiają się na liścieniach i młodych liściach właściwych pochodzących z porażonych nasion. Brzegi liścieni czernieją, następuje ich zasychanie i opadanie. Siewki rosną wolno, są zahamowane w rozwoju, czasami całe rośliny zamierają. Na przekroju łodyżek widoczne są czarne wiązki przewodzące wypełnione bakteriami.
Liście
Najwcześniejsze symptomy można zauważyć zwykle w okresie tworzenia się główek kapusty. Na obrzeżach blaszki pojawiają się żółknące plamy w kształcie litery V zwężającej się w kierunku nerwu głównego. Z czasem plamy te powiększają się, ich tkanka staje się brunatna i zasycha, a liść przybiera postać pergaminową i może przedwcześnie zamierać. W obrębie żółknących fragmentów blaszki wyraźnie widoczne są czarne nerwy. W miejscach hydatod oraz ran pojawiają się drobne, żółte, błyszczące kropelki bakteryjnego wysięku, które po zaschnięciu tworzą cienką warstwę żółtego nalotu .
Łodygi
Na łodygach i głąbach bakteria powoduje czernienie wiązek przewodzących. Na przekroju podłużnym widoczne są ciemne pasma biegnące wzdłuż łodygi, a na przekroju poprzecznym czarne okręgi wiązek otoczone wodnistą tkanką z komórkami bakteryjnymi. Z czasem tkanki te ulegają rozkładowi i mogą tworzyć się puste przestrzenie w postaci dziur. W zaawansowanych stadiach całe rośliny więdną, przebarwiają się na żółto, a następnie brunatnieją i zamierają.
Główki kapusty
Na przekroju widoczne są pasma zbrunatniałych, czarnych wiązek przewodzących, które postępują ku środkowi główki. Porażone główki są lżejsze, gorzej się przechowują, a w okresie składowania często dochodzi do wtórnego gnicia z udziałem bakterii miękkiej zgnilizny. Takie główki nie nadają się do długotrwałego przechowywania ani do przetwórstwa.

Objawy czarnej zgnilizny mogą być mylone z objawami fuzariozy kapusty oraz niedoborów składników pokarmowych, dlatego w diagnostyce ważne jest sprawdzenie, czy na przekrojach widoczne są czarne wiązki przewodzące oraz czy na brzegach żółknących plam tworzą się charakterystyczne wycieki bakteryjne.

• Metody agrotechniczne
  Na plantacjach nasiennych i towarowych powinno się wykorzystywać wyłącznie certyfikowane, zdrowe nasiona i rozsady, pochodzące z plantacji wolnych od czarnej zgnilizny. W przypadku braku takiego materiału zaleca się odkażanie nasion, np. przez moczenie w gorącej wodzie w temperaturze około 50 °C przez 20-30 minut lub stosowanie środków dezynfekujących.
  W płodozmianie zaleca się zachowanie co najmniej 3-4 lata przerwy w uprawie roślin kapustnych na tym samym polu. W tym czasie powinny być uprawiane rośliny nienależące do rodziny Brassicaceae, np. zboża, rośliny strączkowe lub warzywa z innych rodzin botanicznych.
  W uprawie rozsady istotne jest stosowanie zdrowego, zdezynfekowanego podłoża, produkcja rozsady z dala od pól, na których uprawiane są rośliny kapustne oraz unikanie wieloletniego wykorzystywania tego samego substratu.
  Po zbiorze plonu zaleca się dokładne usuwanie i niszczenie resztek roślinnych oraz chwastów kapustnych, które mogą stanowić ważne źródło przetrwania i rozprzestrzeniania patogenu. Pozostawienie na polu nawet niewielkiej liczby porażonych roślin może być wystarczające do rozwoju epidemii w kolejnym sezonie.
  W czasie wegetacji wskazane jest unikanie zabiegów pielęgnacyjnych na mokrych roślinach, ograniczanie deszczowania nadkoronowego oraz stosowanie nawadniania kroplowego, aby zmniejszać liczbę kropli wody rozpryskujących bakterie. Znaczenie ma również odpowiednie zagęszczenie roślin, które ułatwia przewietrzanie łanu.
• Metody biologiczne
  W wielu krajach badane i wdrażane są biologiczne metody ochrony, m.in. stosowanie antagonistycznych bakterii z rodzaju Bacillus i Pseudomonas, preparatów na bazie bakteriofagów oraz wyciągów roślinnych ograniczających wzrost Xcc. Wyniki badań wskazują, że takie środki, łączone z zabiegami agrotechnicznymi, mogą istotnie redukować porażenie roślin.
• Metody chemiczne
  Środki chemiczne o działaniu bakteriobójczym, głównie preparaty miedziowe oraz niektóre mieszaniny fungicydów, mogą ograniczać rozwój objawów na młodych roślinach, jednak ich skuteczność jest zmienna, a częste stosowanie stwarza ryzyko selekcji szczepów mniej wrażliwych oraz kumulacji miedzi w glebie. Dlatego chemiczne zabiegi ochronne zaleca się traktować jako uzupełnienie, a nie podstawę strategii ochrony i łączyć je z dokładnym monitorowaniem plantacji oraz zabiegami profilaktycznymi.

1. Chemiczne środki ochrony roślin

To zarejestrowane produkty do ochrony roślin, charakteryzujące się okresem karencji oraz możliwością pozostawiania pozostałości substancji aktywnych. Najczęściej są to fungicydy, głównie skuteczne wobec patogenów grzybowych. Zasadniczo nie działają na bakterie i wirusy.

Podział ze względu na sposób działania:

• Środki kontaktowe (powierzchniowe) – pokrywają powierzchnię roślin, nie wnikając do wnętrza. Działają tylko tam, gdzie zostały naniesione, przez co są narażone na spłukiwanie i degradację. Ich skuteczność zwiększa się poprzez stosowanie adiuwantów.
• Środki wgłębne (translaminarne) – częściowo wnikają w tkanki rośliny, zwykle przez aparaty szparkowe, lecz działają tylko w miejscu aplikacji.
• Środki systemiczne – przenikają do wnętrza rośliny i są transportowane wraz z sokami, co pozwala na ochronę także części, które nie były bezpośrednio opryskane. Mogą być stosowane dolistnie lub przez system korzeniowy (z fertygacją). Często mają wydłużony okres karencji.

2. Biopestycydy (biologiczne środki ochrony roślin)
To preparaty często dopuszczone do produkcji ekologicznej, zwykle o bardzo krótkim lub zerowym okresie karencji i bez pozostałości, zawierają:
– mikroorganizmy (szczepy bakterii, grzybów, drożdży),
– ekstrakty roślinne,
– naturalne olejki,
– związki mineralne (jak wodorowęglan potasu).

Ze względu na sposób działania w grupie biopestycydów wyróżniono preparaty:
– kontaktowe – mikroorganizmy tworzą barierę mikrobiologiczną, konkurują z patogenami (tzw. efekt „zajętego krzesła”) lub wytwarzają metabolity zwalczające patogeny. Ich działanie jest zależne od czynników zewnętrznych (UV, deszcz).
– wgłębne (translaminarne) – dotyczy nielicznych naturalnych preparatów, które przenikają płytko w tkanki.
– systemiczne – bardzo rzadkie wśród biopestycydów, mogą występować tylko przy określonych formulacjach, głównie dostarczanych przez system korzeniowy.

3. Biostymulatory
Choć biostymulatory nie są środkami ochrony roślin, mogą pośrednio ograniczać rozwój chorób, wzmacniając odporność roślin na stresy biotyczne (patogeny) i abiotyczne (warunki środowiskowe).

Wśród biostymulatorów wyróżniono dwa rodzaje:

• Mikrobiologiczne – działają kontaktowo, poprzez zasiedlanie powierzchni roślin i konkurencję z patogenami.
• Niemikrobiologiczne – mogą działać kontaktowo, wgłębnie i systemicznie (najczęściej przy aplikacji przez system korzeniowy, np. fertygację). Do tej grupy należy zaliczyć Agro ECA Protect.

4. Nawozy o działaniu wspierającym zdrowotność
Niektóre nawozy wykazują działanie ograniczające choroby, choć formalnie nie są ŚOR. Przykładem są:

• nawozy miedziowe i srebrne (działanie kontaktowe i odkażające),
• wodorowęglan potasu, sodu (działanie powierzchniowe, zmieniające pH na niekorzystne dla patogenów).

Działają: kontaktowo, czasem wgłębne, systemiczne głównie przy aplikacji do gleby.

5. Preparaty mikrobiologiczne zarejestrowane jako nawozy
Podobnie jak biopestycydy mikrobiologiczne, działają wyłącznie kontaktowo, kolonizując powierzchnie roślin i tworząc barierę biologiczną przeciw patogenom (tzw. efekt „zajętego krzesła” lub wytwarzają metabolity/enzymy).

Skuteczna ochrona roślin przed chorobami opiera się na dostosowaniu strategii działania do fazy rozwoju patogena. Wyróżniamy trzy główne metody stosowania preparatów ograniczających i zwalczających choroby.

1. Metoda zapobiegawcza (profilaktyczna)
Polega na cyklicznym stosowaniu preparatów ochronnych jeszcze przed kontaktem patogena z rośliną oraz przed rozpoczęciem infekcji.

Stosowane środki:

• Chemiczne środki ochrony roślin (ŚOR) – głównie fungicydy zapobiegawcze, które inaktywują inokulum patogena, uniemożliwiając kiełkowanie zarodników oraz penetrację tkanek roślinnych. Skuteczność zależy od odporności substancji aktywnej na zmywanie oraz zdolności przemieszczania się do nowych przyrostów rośliny.
• Preparaty mikrobiologiczne (biopestycydy, biostymulatory mikrobiologiczne, nawozy mikrobiologiczne) – działają przez zasiedlanie powierzchni rośliny lub strefy korzeniowej, tworząc barierę mikrobiologiczną oraz wytwarzając metabolity i enzymy hamujące rozwój patogenów.
• Nawozy nieorganiczne o działaniu wspierającym zdrowotność – jak nawozy miedziowe lub potasowe, wykazujące działanie ograniczające rozwój patogenów poprzez bezpośredni kontakt i zmianę warunków środowiskowych na niekorzystne dla rozwoju chorób.

2. Metoda interwencyjna
Polega na zastosowaniu preparatów bezpośrednio po rozpoczęciu infekcji, ale przed pojawieniem się widocznych objawów chorobowych. Staje się coraz powszechniejsza dzięki precyzyjnym systemom monitoringu infekcji, takich jak Farm Smart, który umożliwia wykonanie zabiegu we właściwym momencie, zanim pojawią się objawy chorobowe na roślinie.
Korzyści wynikające ze stosowania ochrony na podstawie systemu Farm Smart:
– redukcja liczby zabiegów nawet o 30% w porównaniu do metody profilaktycznej.
– najwyższa skuteczność preparatów o działaniu kontaktowym wobec młodych stadiów rozwojowych patogenów.

Stosowane środki:

• Chemiczne środki ochrony roślin – fungicydy kontaktowe o działaniu grzybobójczym lub bakteriobójczym, skuteczne w początkowej fazie infekcji.
• Biopestycydy – np. preparaty zawierające substancje wysuszające lub hamujące rozwój strzępek grzybni.
• Biostymulatory niemikrobiologiczne oraz nawozy nieorganiczne – zawierające składniki aktywne o właściwościach ograniczających rozwój patogenów jak krzem, potas, miedź.

Uwaga: Skuteczność interwencyjna ogranicza się do okresu 48–96 godzin od infekcji. Po tym czasie patogeny przenikają do wnętrza rośliny, gdzie środki kontaktowe tracą efektywność.

3. Metoda wyniszczająca (działanie antysporulacyjne)
Stosowana po wystąpieniu widocznych objawów choroby. Celem jest zahamowanie dalszego rozwoju patogena oraz ograniczenie jego rozprzestrzeniania.
Warunek skuteczności – preparaty muszą mieć działanie wgłębne lub systemiczne, aby dotrzeć do patogena rozwijającego się wewnątrz tkanek roślinnych.

Stosowane środki:

• Chemiczne środki ochrony roślin – fungicydy systemiczne lub wgłębne (translaminarne), działające wewnątrz rośliny, w miejscach uszkodzeń i infekcji.
• Biopestycydy – nieliczne preparaty o udokumentowanym działaniu wgłębnym.
• Biostymulatory niemikrobiologiczne oraz nawozy nieorganiczne – zawierające substancje aktywne o działaniu ograniczającym rozwój chorób, które mogą przenikać do wnętrza rośliny poprzez system korzeniowy lub tkanki.