Zaraza ziemniaka

Zaraza ziemniaka należy do najgroźniejszych chorób ziemniaka na świecie. Patogen poraża wszystkie nadziemne części roślin, a także bulwy w polu i w przechowalni. W sprzyjających warunkach pogodowych może w ciągu kilku dni zniszczyć znaczną część plantacji, a przy braku ochrony doprowadza nawet do całkowitej utraty plonu. Choroba występuje przede wszystkim na ziemniaku i pomidorze, ale może porażać również inne rośliny z rodziny Solanaceae, na przykład psiankę czarną, która bywa dodatkowym rezerwuarem inokulum. W Polsce zaraza ziemniaka regularnie pojawia się w większości rejonów uprawy ziemniaka, a jej nasilenie zależy od przebiegu pogody w danym sezonie. Szczególnie duże zagrożenie występuje w latach chłodnych i wilgotnych, z częstymi opadami oraz długotrwałą wysoką wilgotnością powietrza.

W uprawie pomidora zaraza ziemniaka jest najgroźniejszą chorobą w strefie klimatu umiarkowanego. W uprawie polowej pomidorów podczas suchej i upalnej pogody ryzyko porażenia jest stosunkowo niewielkie, natomiast w latach chłodnych i deszczowych choroba może powodować bardzo duże straty. Szczególnie niebezpieczna jest w uprawach pod osłonami z folii, gdzie wysoka wilgotność powietrza i częste kondensowanie się wody na liściach sprzyjają infekcjom. W takich warunkach pierwsze objawy na pomidorze mogą pojawiać się już w fazie produkcji rozsady w kwietniu, a źródłem infekcji są często oospory zimujące w podłożu lub zarodniki pochodzące z sąsiednich plantacji ziemniaka.

Phytophthora infestans jest organizmem grzybopodobnym, tzw. lęgniowcem, tworzącym rozgałęzioną, bezprzegrodową grzybnię, która rozwija się w tkankach roślinnych. Na powierzchni porażonych organów powstają wzniesione trzonki zarodnikonośne, na których tworzą się zarodniki sporangialne. W zależności od temperatury zarodniki te mogą kiełkować bezpośrednio w strzępkę infekcyjną albo wytwarzać liczne, ruchliwe, dwuwiciowe zoospory.
Gatunek ten jest heterotaliczny, co oznacza, że do wytworzenia zarodników płciowych, tak zwanych oospor, potrzebne są dwa zgodne typy kojarzeniowe A1 i A2. W Polsce i w wielu regionach Europy występują obecnie oba typy, co umożliwia rozmnażanie płciowe, powstawanie oospor w glebie oraz zwiększanie zmienności genetycznej populacji.
Oospory stanowią formę przetrwalnikową zdolną do wieloletniego przeżycia w glebie. Patogen może zimować również w porażonych bulwach pozostawionych na polu, w pryzmach i na składowiskach odpadów, a także w samozaszczepach powstających z takich bulw w następnym roku.

Główne źródła infekcji stanowią:

• porażone bulwy użyte jako materiał sadzeniakowy albo pozostawione na polu,
• resztki roślinne z poprzedniego sezonu, zawierające grzybnię i oospory,
• inne rośliny, np. psianka czarna oraz porażone rośliny pomidora w pobliżu plantacji ziemniaka.

Sporangia wytwarzane na liściach i łodygach przenoszone są na duże odległości przez wiatr, mgłę i deszcz. Po opadnięciu na wilgotną powierzchnię rośliny rozpoczynają infekcję. Deszcz może spłukiwać zarodniki z części nadziemnych do gleby, gdzie zakażają bulwy.
W optymalnych warunkach środowiskowych P. infestans jest zdolny do pełnego cyklu rozwojowego na roślinie w czasie około 5 dni. Oznacza to, że od infekcji do wytworzenia nowych zarodników upływa mniej niż tydzień, co wyjaśnia gwałtowny, epidemiczny charakter zarazy ziemniaka.

W przypadku pomidora istotnym źródłem infekcji są także plantacje ziemniaka znajdujące się w sąsiedztwie tuneli foliowych lub pól, z których zarodniki sporangialne mogą być przenoszone wiatrem. W uprawach pod osłonami oospory obecne w podłożu mogą stanowić pierwotne źródło infekcji już bardzo wcześnie, dlatego szczególnie ważna jest zdrowa rozsada i higiena obiektów uprawowych.

Rozwojowi zarazy ziemniaka sprzyjają przede wszystkim chłodne, wilgotne warunki.

• Temperatura i wilgotność – sporulacja na liściach przebiega najintensywniej w temperaturze około 12 do 18 °C przy wysokiej wilgotności względnej, zwykle powyżej 90%. Produkcja zoospor jest szczególnie obfita przy temperaturach poniżej 15 °C. Temperatura powyżej około 30 °C hamuje infekcję i rozwój choroby.
• Zwilżenie liści – do zakażenia wymagany jest kilkugodzinny okres zwilżenia liści wodą opadową, rosą lub mgłą.

W Polsce choroba zwykle pojawia się w czerwcu lub lipcu, a jej nasilenie rośnie w drugiej połowie lata, szczególnie podczas chłodnych i deszczowych okresów. W latach bardzo sprzyjających pierwsze objawy mogą wystąpić już w czerwcu, natomiast w sezonach suchych zaraza ziemniaka bywa słabo zauważalna.

W uprawie polowej pomidorów infekcja zwykle pojawia się później niż na ziemniaku, najczęściej od końca lipca do sierpnia, kiedy przy spadku temperatury nocą i częstszych opadach tworzą się długie okresy zwilżenia liści. W uprawach pod osłonami z folii, szczególnie w cyklu jesiennym, wysoka wilgotność względna powietrza połączona z dużymi wahaniami temperatury między dniem i nocą sprzyja kondensacji wody na liściach i owocach, co znacznie przyspiesza rozwój choroby. W temperaturze 15-18°C zarodniki sporangialne kiełkują na roślinach pomidora w ciągu 2-3 godzin, dlatego przy długotrwałej, wilgotnej pogodzie pierwsze objawy mogą pojawiać się bardzo szybko po infekcji.

Objawy zarazy ziemniaka na ziemniaku:
Liście
Na liściach początkowo pojawiają się niewielkie, nieregularne, wodniste lub lekko prześwitujące plamki o barwie jasnzielonej albo oliwkowej. Szybko brunatnieją i powiększają się, często zlewając w rozległe nekrozy obejmujące znaczną część blaszki liściowej. Na granicy zdrowej i chorej tkanki widoczna bywa wąska, jaśniejsza strefa przejściowa. We wczesnych godzinach porannych, przy chłodnej i bardzo wilgotnej pogodzie, po spodniej stronie liści wokół plam nekrotycznych pojawia się biały, delikatny nalot zbudowany z trzonków zarodnikonośnych i sporangiów. Przy długotrwale sprzyjających warunkach nalot może być widoczny także na górnej stronie liści. Silne porażenie liści prowadzi do całkowitego zniszczenia części nadziemnych roślin, co w konsekwencji skraca okres wegetacji i obniża plon bulw.
Łodygi
Na łodygach i ogonkach liściowych powstają początkowo wydłużone, lekko wodniste, brunatne plamy. W miarę rozwoju choroby ciemnieją, obejmują coraz większą część pędu i mogą otaczać go dookoła. W wilgotnych warunkach na powierzchni nekroz pojawia się biały nalot zarodnikującej grzybni. Silnie porażone łodygi stają się kruche, ulegają złamaniu i zamierają.
Bulwy
Na powierzchni bulw tworzą się lekko zagłębione, szarozielone lub ołowiane plamy o różnej wielkości. Skórka w tych miejscach bywa lekko pomarszczona. Na przekroju bulwy w strefie plamy widoczne jest rdzawobrązowe, suche zabarwienie miąższu, stopniowo przechodzące w zdrową tkankę bez wyraźnej granicy. W warunkach przechowywania bulwy porażone zarazą ziemniaka często ulegają wtórnym infekcjom bakteryjnym i grzybowym, co prowadzi do mokrej zgnilizny i całkowitego rozkładu bulwy.
Zainfekowane bulwy mogą gnić już w polu lub dopiero podczas przechowywania, w zależności od terminu infekcji i warunków przechowalniczych.

Objawy zarazy ziemniaka na pomidorze:
Liście
Na liściach pomidora pojawiają się początkowo małe, nieregularne, oliwkowoszare plamy, zwykle zlokalizowane na brzegach lub w środkowej części blaszki liściowej. W krótkim czasie plamy stają się zielonobrunatne, nekrotyczne i powiększają się, często obejmując znaczną część liścia. W warunkach wysokiej wilgotności powietrza na spodniej stronie liści, na granicy zdrowej i chorej tkanki, tworzy się białożółtawy, aksamitny nalot złożony z trzonków zarodnikonośnych i zarodników sporangialnych. Przy dłużej utrzymujących się warunkach sprzyjających infekcji nalot może być widoczny także na górnej stronie blaszki liściowej. Silnie porażone liście szybko więdną, brunatnieją i zasychają, pozostając na roślinie lub opadając.
Łodygi i ogonki liściowe
Objawy na łodygach pomidora często zaczynają się w miejscu wyrastania ogonka liściowego lub na wierzchołkowych częściach pędów. Pojawiają się podłużne, brunatne, lekko wodniste plamy, które szybko się wydłużają. Nekrozy obejmujące cały obwód pędu prowadzą do jego zbrunatnienia, zasychania i łatwego łamania. W wilgotnych warunkach na powierzchni nekroz może występować delikatny, biały nalot zarodnikującej plechy.
Owoce
Na młodych zawiązkach owoców we wczesnej fazie wzrostu tworzą się szarozielone, szybko brunatniejące plamy o twardej, lekko wyniesionej powierzchni. W miarę rozwoju choroby plamy powiększają się, obejmują znaczną część owocu, a tkanka staje się skorkowaciała. Przy bardzo dużym nasileniu choroby owoce mogą całkowicie zasychać na roślinie. Na dojrzałych owocach plamy są większe, szeroko rozlane i głębsze, a ich powierzchnia bywa nierówna. W warunkach wysokiej wilgotności owoce mogą dodatkowo ulegać wtórnym infekcjom bakteryjnym i grzybowym, co prowadzi do mokrej zgnilizny.

• Metody agrotechniczne
  Powinny być stosowane wyłącznie zdrowe bulwy sadzeniakowe, najlepiej kwalifikowane, wolne od widocznych objawów chorób.
  Wskazane jest niszczenie lub usuwanie z gospodarstwa porażonych bulw odrzuconych podczas sortowania, by nie stanowiły źródła infekcji w pryzmach oraz na polu.
  Na polach i w ich sąsiedztwie powinno się eliminować samosiewy ziemniaka oraz rośliny dziko rosnących psiankowatych, które mogą stanowić źródło infekcji choroby między sezonami.
  Zaleca się odpowiednie zmianowanie, z przerwą w uprawie ziemniaka co najmniej 2-3 lata na tym samym stanowisku, szczególnie po silnym porażeniu.
  Podczas nawadniania preferowane jest nawadnianie kroplowe lub deszczowanie w godzinach rannych i z ograniczonym czasem zwilżenia liści, aby nie przedłużać okresu wysokiej wilgotności liści.
  Dla ograniczenia porażenia bulw w polu ważne jest zachowanie odpowiedniej głębokości sadzenia i dobrze wykonane obsypywanie redlin, co utrudnia spłukiwanie zarodników do strefy bulw.
  W przechowalni zaleca się szybkie dosuszenie bulw po zbiorze, zapewnienie intensywnej wentylacji oraz utrzymywanie niskiej temperatury i umiarkowanej wilgotności, co ogranicza rozwój patogena oraz wtórnych drobnoustrojów powodujących gnicie.

W ochronie pomidora kluczowe znaczenie ma unikanie źródeł infekcji. Nie zaleca się zakładania plantacji pomidorów w bezpośrednim sąsiedztwie plantacji ziemniaka, ponieważ zarodniki sporangialne P. infestans mogą być łatwo przenoszone z wiatrem. W uprawach pod osłonami należy dążyć do utrzymywania możliwie niskiej wilgotności względnej powietrza, unikać dużych wahań temperatury między dniem a nocą oraz kondensacji wody na roślinach. Wskazane jest intensywne wietrzenie tuneli oraz nawadnianie w godzinach porannych, tak aby liście zdążyły obeschnąć przed nocą.

• Odporność odmianowa
  W integrowanej ochronie istotne znaczenie ma dobór odmian o podwyższonej odporności na zarazę ziemniaka, zarówno w odniesieniu do części nadziemnych, jak i do bulw. Odporność bywa częściowa i wielogenowa, a jej skuteczność zależy od składu populacji patogena w danym regionie, dlatego zaleca się korzystanie z aktualnych list odmian o podwyższonej odporności przygotowywanych przez ośrodki badawcze i doradcze.
• Ochrona chemiczna
  W uprawie ziemniaka standardem jest systematyczne stosowanie fungicydów zapobiegawczych i interwencyjnych. Skuteczność ochrony zależy od prawidłowego doboru preparatów, dawek i terminów zabiegów, wyznaczanych między innymi z wykorzystaniem systemów wspomagania decyzji, które analizują przebieg pogody, fazę rozwojową roślin i stopień zagrożenia.
  W praktyce wykorzystuje się fungicydy o działaniu kontaktowym, układowym i wgłębnym. Ich dobór powinien być zgodny z aktualnym rejestrem środków ochrony roślin oraz zaleceniami krajowymi.
  Z uwagi na narastającą odporność nowych klonów P. infestans na fungicydy istotne jest rotowanie substancji czynnych o różnych mechanizmach działania i unikanie zbyt częstego stosowania preparatów z tej samej grupy chemicznej.

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.