Metody ochrony roślin – sposoby działania i rodzaje preparatów

Metody ochrony roślin przed chorobami są jednymi z podstawowych elementów technologii uprawy, która musi być prowadzona w celu uzyskania wysokiego i dobrej jakości plonu.
Jeszcze kilkanaście lat temu w zdecydowanej większości stosowane były prawie wyłącznie chemiczne środki ochrony roślin. W związku z wycofywaniem coraz większej liczby aktywnych substancji śor, coraz mniejszą skutecznością wielu preparatów oraz zwiększaniem się produkcji ekologicznej, „bez pozostałości lub „zero pozostałości”, coraz częściej poszukuje się  innych rozwiązań. Rozwój biologicznej metody ochrony roślin, fizycznej czy też innych “niechemicznych” metod jest odpowiedzią na wyzwania współczesnego rolnictwa. Określenie metody jako „niechemiczna” nie jest jednak nazwą idealną, gdyż wszystkie, naturalnego pochodzenia produkty zawierają chemiczne związki. Zgodnie z zasadami integrowanej ochrony roślin, kluczowe jest podejście do ochrony oparte na łączeniu różnych metod w ramach strategii zrównoważonej ochrony.

Metody nowoczesnej ochrony roślin przed chorobami i szkodnikami w uprawie konwencjonalnej, integrowanej i ekologicznej

W literaturze spotyka się różne podziały metod ochrony roślin. Uwzględniając rodzaj działania lub rodzaj stosowanego czynnika ochronnego można wyróżnić następujące metody ochrony: kwarantannę roślin, metodę agrotechniczną, fizyczną, biologiczną, hodowlę odpornościową i uprawę odmian odpornych oraz metodę chemiczną. Większość metod ochrony roślin przed chorobami ma charakter zapobiegawczy (profilaktyczny). Wymienione metody różnią się skutecznością oraz wpływem na środowisko. 

Podział preparatów stosowanych w celu ograniczania / zwalczania chorób roślin oraz sposób ich działania w rolnictwie

1. Pestycydy – stosowane w metodach chemicznej ochrony roślin

Zarejestrowane produkty do ochrony roślin posiadające okres karencji i pozostałości środka ochrony roślin. W zdecydowanej większości są to fungicydy – środki stosowane przed chorobami powodowanymi przez grzyby, lęgniowce, czasem bakterie, nie zwalczają natomiast wirusów. Ze względu na sposób działania te produkty można podzielić na:

• Środki działające kontaktowo (powierzchniowo): pokrywają one powierzchnię roślin, nie dostają się jednak do środka. Działają tylko tam, gdzie zostaną naniesione. Są narażone na spłukiwanie przez deszcz i wysychanie. Substancja aktywna działa na patogena przez bezpośredni kontakt. Żeby zwiększyć skuteczność działania tych środków, stosuje się je często wraz z adiuwantami poprawiającymi przyczepność środka i zapobiegającymi szybkiemu spłukiwaniu.
• Środki działające kontaktowo i wgłębnie (translaminacyjnie): pokrywają one powierzchnię roślin i dostają się w głąb rośliny, najczęściej poprzez aparaty szparkowe. Nie są jednak rozprowadzane przez soki w roślinie. Działają tylko miejscowo, tam, gdzie zostały naniesione. Są również narażone na spłukiwanie przez deszcz i wysychanie. Substancja aktywna działa na patogena przez bezpośredni kontakt, żeby zwiększyć skuteczność działania tych środków, stosuje się je często wraz z adiuwantami poprawiającymi przyczepność środka i zapobiegającymi szybkiemu spłukiwaniu.
• Środki systemiczne to śor., które są wchłaniane przez roślinę. Może to odbywać się poprzez naniesienie środka na roślinę, lub podanie preparatu przez system nawadniający (przez korzenie). W przypadku naniesienia środka na powierzchnię, przedostaje się on w głąb, a soki krążące w roślinie rozprowadzają preparat po całej roślinie, nawet do tych miejsc, gdzie nie został on naniesiony. Dzięki temu, że substancja czynna dostaje się do wnętrza rośliny, preparat może działać dłużej. Bardzo często jednak środki systemiczne mają znacznie dłuższy okres karencji.

2. Biopestycydy – stosowane w metodach biologicznej ochrony roślin

Niechemiczne środki roślin zarejestrowane bardzo często do ekologicznej ochrony roślin. Nie posiadające okresu karencji, lub jest on bardzo krótki. Preparaty te zazwyczaj nie pozostawiają pozostałości. Preparaty te bazują na wybranych szczepach mikroorganizmów, uznawanych za organizmy pożyteczne, zdolne do eliminacji patogenów. Biopestycydami mogą być produkty mikrobiologiczne (określone szczepy pozytywnych bakterii, grzybów, drożdży, nicienie, roztocze), produkty naturalnego pochodzenia (wyciągi rośli, olejki roślinne), związki chemiczne (wodorowęglan potasu). Ze względu na sposób działania te produkty możemy podzielić na:

• Środki działające kontaktowo (powierzchniowo): są to wszystkie preparaty mikrobiologiczne. Działają poprzez zasiedlenie systemu korzeniowego, łodyg, liści tworząc barierę mikrobiologiczną  i uniemożlwiającą rozwój patogenów chorobotwórczych (tzw. efekt „zajętego krzesła”) lub wytwarzanie metabolitów/ enzymów oddziaływujących bezpośrednio na patogeny. Pokrywają one powierzchnię roślin, nie przenikają jednak do środka. Są narażone na UV, wysychanie oraz spłukiwanie przy dużych opadach deszczu. Produkty naturalnego pochodzenia lub związki chemiczne działają tylko tam, gdzie zostaną naniesione. Substancja aktywna działa na patogena przez bezpośredni kontakt.
• Środki działające kontaktowo i wgłębnie (translaminacyjnie): pokrywają one powierzchnię roślin i dostają się w głąb rośliny, najczęściej poprzez aparaty szparkowe. Nie są jednak rozprowadzane przez soki w roślinie. Działają tylko miejscowo, tam, gdzie zostaną naniesione. 
  Tylko niektóre preparaty naturalnego pochodzenia oraz niektóre związki chemiczne, lub ich formulacje wykazują wgłębne działanie Preparaty mikrobiologiczne wykazują tylko działanie kontaktowe.
• Środki systemiczne to środki, które są wchłaniane przez roślinę. Może to odbywać się poprzez naniesienie środka na roślinę, lub podanie preparatu przez system nawadniający (przez korzenie). W przypadku naniesienia środka na powierzchnię, przedostaje się on w głąb, a soki krążące w roślinie rozprowadzają preparat po całej roślinie, nawet do tych miejsc, gdzie nie został on naniesiony. 
  Tylko niektóre preparaty naturalnego pochodzenia lub niektóre formulacje chemicznych związków wykazują systemiczne działanie. Odbywa się to prawie wyłącznie przy podawaniu preparatu przez system nawadniający – dostarczenie do wnętrza rośliny poprzez system korzeniowy.

3.    Biostymulatory

Produkty zarejestrowane jako biostymulatory nie są środkami ochrony roślin, jednak niektóre z tych produktów wykazują skuteczne działanie ograniczające rozwój chorób. Biostymulatory wzmacniają odporność roślin na różne czynniki stresowe, takie jak zwiększona presja ze strony chorób, szkodników (agrofagów) oraz niekorzystne warunki środowiska. W systemach integrowanej ochrony stosuje się też naturalnych wrogów (owady drapieżne), które zwalczają organizmy szkodliwe, pozostając jednocześnie pożytecznymi sprzymierzeńcami rolnika. Produkty te są coraz częściej używane w celu stymulowania wzrostu oraz ograniczania stosowania śor.

Biostymulatory dzielimy na:

• Biostymulatory mikrobiologiczne mają tylko działanie kontaktowe.  Działają poprzez zasiedlenie systemu korzeniowego, łodyg, liści tworząc barierę mikrobiologiczną i uniemożlwiającą rozwój patogenów chorobotwórczych (tzw. efekt „zajętego krzesła”) lub wytwarzanie metabolitów/ enzymów oddziaływujących bezpośrednio na patogeny.
• Biostymulatory niemikrobiologiczne mogą mieć działanie kontaktowe, kontaktowo-wgłębne oraz systemiczne. Działanie systemiczne najczęściej odbywa się poprzez podawanie preparatu przez system nawadniający – dostarczanie do wnętrza rośliny poprzez system korzeniowy (np. Agro ECA Protect).  

4.    Nawozy nieorganiczne

Produkty zarejestrowane jako nawozy nie są środkami ochrony roślin, jednak niektóre z tych produktów wykazują działanie ograniczające rozwój chorób (np. nawozy miedziowe, nawozy ze srebrem), wodorowęglan potasu, wodorowęglan sodu). W praktyce rolniczej często łączy się różne podejścia, by zminimalizować użycie środków chemicznych i chronić ekosystem. Nawozy mogą mieć działanie kontaktowe, kontaktowo-wgłębne oraz systemiczne. Działanie systemiczne najczęściej odbywa się poprzez podawanie preparatu przy użyciu systemu nawadniającego – dostarczanie do wnętrza rośliny poprzez system korzeniowy.

5.    Preparaty mikrobiologiczne

Są to produkty zarejestrowane jako nawozy, nie są środkami ochrony roślin, jednak niektóre z tych produktów wykazują działanie ograniczające rozwój chorób. Preparaty te wykazują tylko działanie kontaktowe. Działają poprzez zasiedlenie systemu korzeniowego, łodyg, liści tworząc barierę mikrobiologiczną uniemożlwiającą rozwój patogenów chorobotwórczych (tzw. efekt „zajętego krzesła”) lub wytwarzanie metabolitów/ enzymów oddziaływujących bezpośrednio na patogeny. 

Jakie metody ochrony roślin można zastosować w celu ograniczania i zwalczania chorób roślin w zależności od fazy rozwojowej patogena?

Metoda zapobiegawcza (profilaktyczna)

Cykliczne stosowanie preparatów, które zostają naniesione zanim patogen znajdzie się w kontakcie z rośliną i rozpocznie infekcję.

Rozróżniamy nastepujące rodzaje preparatów stosowane w metodach ochrony roślin (metoda zapobiegawcza):

• Chemiczne śor.– zastosowanie fungicydów, których działanie polega na inaktywacji inokulum sprawcy przed kiełkowaniem lub penetracją tkanek. Działanie  zapobiegawcze wykazują wszystkie fungicydy przez różny okres czasu od naniesienia na roślinę. Czas ten zależy od odporności preparatu na zmywanie i od możliwości transportu fungicydu do nowych, przyrastających części rośliny.
• Dedykowane produkty mikrobiologiczne(biopestycydy, biostymualtory mikrobiologiczne, nawozowe środki mikrobiologiczne). Działają poprzez zasiedlenie systemu korzeniowego, łodyg, liści tworząc barierę mikrobiologiczną  i uniemożlwiającą rozwój patogenów chorobotwórczych (tzw. efekt „zajętego krzesła”) lub wytwarzanie metabolitów/ enzymów oddziaływujących bezpośrednio na patogeny
• Dedykowane nawozy nieorganiczne. Tradycyjne produkty nawozowe działają zapobiegawczo tylko tam, gdzie zostaną naniesione. Substancja aktywna działa na patogena przez bezpośredni kontakt.

Metoda interwencyjna

Polega na zahamowaniu rozwoju lub zabiciu patogena, kiedy preparat zostanie naniesiony bezpośrednio po rozpoczęciu infekcji, czyli po rozpoczęciu kiełkowania zarodników lub rozwoju bakterii na powierzchni rośliny. Metoda interwencyjna staje się coraz bardziej powszechna dzięki wdrażaniu precyzyjnych systemów monitoringu infekcji chorobowych, np. system Farm Smart. Dzięki takim systemom możemy precyzyjnie zastosować preparat po wystąpieniu infekcji, ale jeszcze przed wystąpieniem objawów chorobowych. Metoda interwencyjna pozwala w niektórych latach ograniczyć do 30% zabiegów, w stosunku do metody profilaktycznej, gdyż przeprowadza się zabieg tylko gdy jest konieczność – po wystąpieniu infekcji choroby. Wtedy też jest najlepsza skuteczność środków, które mają działanie grzybobójcze czy bakteriobójcze (kontaktowe). Rozwijające się zarodniki i bakterie na powierzchni rośliny są bowiem najbardziej wrażliwe na te preparaty. Środki są zdolne do działania interwencyjnego, jeśli zostaną naniesione na roślinę do 48-96 godzin ( w zależności od patogenu). Po tym okresie grzyby i bakterie wnikają w głąb rośliny i preparaty o działaniu kontaktowym są mało skuteczne.

Rozróżniamy nastepujące rodzaje preparatów stosowane w metodach ochrony roślin (metoda interwencyjna):

• Chemiczne śor. – fungicydy kontaktowe, mające działanie grzybobójcze, aktywnie działające przeciwko patogenom, bezpośrednio po zakażeniu (infekcji), ale zanim objawy choroby staną się widoczne.
• Biopestycydy – np. preparaty, które posiadają substancje aktywne powodujące wysuszanie i nie dopuszczanie do rozwoju strzępków grzybni.
• Biostymulatory niemikrobiologiczne, nawozy nieorganiczne, które posiadają substancje aktywne mające działanie grzybobójcze czy bakteriobójcze.

Metoda wyniszczająca (działanie antysporulacyjne)

Preparaty działające po wystąpieniu widocznych objawów chorobowych na roślinie. Mają działanie wyniszczające grzybnie czy bakterie wewnątrz rośliny, przez co hamują dalszy rozwój choroby. Preparaty takie muszą wykazywać działanie systemiczne lub przynajmniej wgłębne. 

Rozróżniamy nastepujące rodzaje preparatów stosowane w metodach ochrony roślin (metoda wyniszczająca):

• Chemiczne śor. – fungicydy działające aktywnie na patogena wewnątrz widocznego uszkodzenia rośliny, chroniąc roślinę przed dalszym rozwojem patogena. Mające działanie systemiczne lub wgłębne (translaminacyjnie):. Najskuteczniejsze są preparaty o działaniu systemicznym
• Biopestycydy – np. preparaty, które posiadają działanie wgłębne
• Biostymulatory niemikrobiologiczne, nawozy nieorganiczne, które posiadają substancje aktywne mające działanie grzybobójcze czy bakteriobójcze, ale muszą mieć działanie wgłębne, lub systemiczne

Podsumowanie metod ochrony roślin stosowanych w rolnictwie

Ochrona roślin oparta na niechemicznych metodach ochrony zyskuje na znaczeniu w nowoczesnym rolnictwie, szczególnie w kontekście ograniczeń stosowania środków chemicznych oraz rosnącego zainteresowania produkcją ekologiczną. Dostępne metody ochrony roślin – od chemicznych oprysków po selektywne biopreparaty – pozwalają na dostosowanie strategii do warunków uprawy i fazy rozwojowej patogena. Również wykorzystanie organizmów pożytecznych, mikroorganizmów oraz drapieżnych naturalnych wrogów patogenów stanowi skuteczne i przyjazne środowisku rozwiązanie. Takie podejście sprzyja ochronie organizmów pożytecznych oraz minimalizuje negatywny wpływ na środowisko rolnicze. Łącząc strategie chemiczne i niechemiczne, w tym biopestycydy, biostymulatory, można osiągnąć optymalną ochronę upraw i wysoką jakość plonu. Dzięki integracji różnych metod możliwe jest stworzenie zrównoważonego systemu ochrony roślin, odpowiadającego na wyzwania współczesnego rolnictwa.