baner-mini
 
Home Produkcja Choroby roślin uprawianych na cele energetyczne

Choroby roślin uprawianych na cele energetyczne

Wśród wielu proponowanych alternatywnych i odnawialnych źródeł energii łatwą dostępnością charakteryzują sie procesy uzyskiwania energii z odpadowej biomasy rolniczej oraz ze specjalnie uprawianych wieloletnich roślin o dużym potencjale wzrostu. W  Polsce od niemal 20 lat proponowane są do uprawy na cele energetyczne takie rośliny jak wierzba wiciowa, ślazowiec pensylwański oraz miskant olbrzymi. Zgodnie z założeniami technologicznymi i ekonomicznymi uprawa tych roślin staje się opłacalna po uzyskaniu odpowiedniego areału ok. 50 ha. Duże obszary objęte monokulturami podwyższają zagrożenie porażenia plantacji przez patogeny.

W Polsce w 2008 r., wieloletnie wykorzystywanie plantacji wierzb wiciowych spowodowało epidemiczne występowanie rdzy. Obecnie jest to najgroźniejsza choroba wierzb wiciowych w Polsce i Europie. Sprawcami jej są gatunki rodzaju Melampsora, głównie Melampsora epitea. Grzyb ten, podobnie jak sprawca rdzy źdźbłowej zbóż, jest gatunkiem dwudomowym i pełnocyklowym. Choroba rozwija się późną wiosną (pierwsze objawy obserwowano pod koniec czerwca). Na górnej stronie liści pojawiają się żółtozielone lub brązowe plamki. A na dolnej stronie powstają pomarańczowe skupienia zawierające urediniospory czyli tzw. zarodniki letnie grzyba, które infekują kolejne liście. We wrześniu plamki ciemnieją bo powstają teliospory (zarodniki zimujące), które zimują na opadłych liściach. Wiosną teliospory kiełkują i w powstają kolejne zarodniki tzw. basidiospory, które infekują modrzew europejski (Larix decidua). Na spasożytowanych roślinach modrzewi formują się zarodniki - eciospory, które infekują wierzby. Porażenie wierzb przez rdzę doprowadza do defoliacji i przedwczesnego zamierania pędów. Epidemiczne występowanie rdzy może spowodować nawet 40% starty w plonie biomasy. Obserwowano również całkowicie zniszczone plantacje. Dodatkowo silne porażenie przez sprawce rdzy powoduje osłabienie roślin, które staja się szczególnie wrażliwe na porażenie przez patogeny powodujące zamieranie pędów.
choroby-fot1
Fot. 1. Objawy rdzy na lisciach wierzby wiciowej -  pomaranczowe, poduszeczkowate uredinia na spodniej stronie liści.

Jedną z często obserwowanych chorób wierzb jest zgorzel pędów. Choroba ta powodowana jest przez dwa patogeny należące do odrębnych niespokrewniowych gatunków. Z tego powodu niektórzy fitopatolodzy wyróżniają dwie jednostki chorobowe - parcha i antraknozę wierzby. Sprawcą parcha wierzby jest grzyb Venturia saliciperda, a antraknozę powoduje najczęściej grzyb Glomerella cingulata. Makroskopowo objawy obu chorób są takie same. Pierwsze zmiany chorobowe pojawiają się wiosną. Największe nasilenie choroby odnotowuje się w końcu sierpnia i początku września. Rozwojowi choroby sprzyja wilgotna wiosna i lato, duże nawożenie azotem. Najpierw atakowane są liście, które gwałtownie czernieją. Poprzez ogonki liściowe patogeny przerastają do pędów. Na pędach pojawiają sie również nekrotyczne brązowe plamy. Jednak  najczęściej atakowana jest górna część pędów. Dlatego zasychają one stopniowo od góry i zamierają. Gdy nekrozy obejmują całe pędy wyglądają one jak spalone. Grzyby zimują na porażonych pędach w postaci grzybni, z której wiosną wytwarzane są zarodniki infekujące kolejne rośliny.

W Polsce bardzo często obserwuje się na liściach wierzby brązową plamistość. Sprawcą tej choroby jest najczęściej Drepanopeziza sphaerioides. Objawy to początkowo brązowe plamy na górnej stronie liści. Obejmują one stopniowo dolną stronę liści. Doprowadzają do przedwczesnego zamierania liści. W sprzyjających warunkach plamy pojawiają się również na pędach powodując spękania kory. Objawy te odnotowano niemal na wszystkich roślinach na plantacji doświadczalnej. Porażenie występowało zazwyczaj w dolnej części łodyg. Wydaje się, że choroba ta nie ma większego wpływu na przyrost biomasy. Kolejną plamistością liści jest czarna (smołowata) plamistość liści. Powodowana jest przez grzyb Rhytisma salicinum. Wiosną obawy jej są niemal identyczne jak brązowej plamistości, dopiero latem na brązowych nekrozach pojawia się czarny nalot. Podobnie jak w przypadku poprzedniej choroby jak dotąd nie odnotowano silniejszego porażenia.

W naszych warunkach klimatycznych obserwuje się choroby pędów prowadzące do ich zamierania. Są one powodowane przez grzyby z rodzaju Cytospora  oraz przez inne gatunki z rodzajów Fusarium, Phoma i Pestalozzia. Sprawcami zamierania pędów może być niemal 20 różnych patogenów. Wśród chorób tych można wyróżnić tzw. zamieranie wsteczne, którego sprawcą jest Cryptodiaporthe salicella i zgorzel kory oraz zamieranie krzewów wikliny powodowane przez Cytopsora chrysosperma. Niezależnie od sprawcy zamierania objawy są podobne. Na pędach pojawiają się żółte lub beżowe nekrozy stopniowo obejmujące cały obwód i schodzące do podstawy pędu. Nekrozy są często wgłębione. W środku plamy tkanka stopniowo ciemnieje a pod plamą przybiera postać wodnistą i jest czerwonobrązowa. Porażeniu sprzyja zła kondycja roślin wierzby na skutek przesuszenia, okresowego podtopienia, uszkodzeń mrozowych, a także innych uszkodzeń mechanicznych jak np. żerowanie owadów.

Obecnie jedyną dostępna metodą ochrony plantacji wierzb wiciowych przez patogenami  jest zakładanie plantacji złożonych z wielu odmian i klonów wierzb o dużym zróżnicowaniu pod względem odporności na porażenie przez grzyby. W przypadku rdzy stwierdzono bardzo duże zróżnicowanie w patogeniczności w stosunku do poszczególnych gatunków i odmian wierzb. Z badań prowadzonych w Anglii wynika, że duża liczba wierzb szczególnie pochodzących z Azji i Ameryki Północnej jest odporna na M. epitea. Najlepszą strategią ochrony przed rdzą jest więc prowadzenie plantacji o dużym zróżnicowaniu genetycznym. W spostrzeżeniach dotyczących zarówno rdzy jak i innych agrofagów atakujących wierzbę wydaje się, że plantacje powinny stanowić mieszaniny roślin składające się z klonów średnio i silnie odpornych na rdze oraz inne patogenny.

W krajach anglosaskich i skandynawskich, a także w Polsce, mimo badań nad możliwościami chemicznej ochrony przed rdzą i innymi patogenami nie przeprowadzano procesu rejestracji środków ochrony roślin W Polsce brak zarejestrowanych fungicydów. Jest to uzasadnione ponieważ, prowadzenie chemicznej ochrony z punktu widzenia technicznego stanowi niezwykle trudne zadanie. Może być również problematyczne z powodów ekonomicznych i ekologicznych.

Jedną z proponowanych roślin wieloletnich do produkcji biomasy na cele energetyczny jest ślazowiec pensylwańki. Już 20 lat temu, gdy powadzono próby introdukcji ślazowca jako źródła paszy, stwierdzono na tej roślinie objawy zgnilizny twardzikowej. W zwartym łanie, jaki tworzą rośliny ślazowca pensylwańkiego nadmierna wilgotność powoduje, że powstają optymalne warunki dla rozwoju patogena.. W takich warunkach plantacje mogą ulec całkowitemu zniszczeniu co zostało udokumentowano Sprawcą tej choroby jest polifagiczny grzyb Sclerotinia sclerotiorum. Występuje on pospolicie na wielu roślinach uprawnych. Zaatakowane przez patogena pędy są niższe od łodyg zdrowych. Pierwsze obawy infekcji pojawiają się na młodych roślinach. Na porażonych roślinach początkowo żółkną dolne liście. Potem rośliny więdną i zamierają, a na dolnych częściach łodyg widoczne są fioletowo- brunatne plamy. Na porażonych pędach powstają czarne sklerocja grzyba o wielkości ok. 2 - 10 mm. Wewnątrz i na zewnątrz łodyg pojawiała się biała, watowata grzybnia. Źródłem infekcji może być grzybnia bytującą saprofitycznie w glebie lub kiełkująca z nagromadzonych w glebie sklerocji, jak również zarodniki workowe rozwijające się na sklerocjach nagromadzonych na resztkach pożniwnych  Sklerocja w glebie mogą przetrwać ponad trzy lata. Infekcji sprzyjają uszkodzenia mechaniczne roślin powstałe w czasie pielęgnacji (np. odchwaszczania) lub spowodowane żerowaniem szkodników. Ponieważ grzyb ten jest patogenem polifagicznym, dlatego należy unikać zakładania plantacji na polach, na których uprawiane były rośliny szczególnie narażone na porażenie przez tego grzyba (np. rzepak) Najkorzystniejszym przedplonem dla ślazowca są zboża. W cyklu produkcyjnym biomasy ścina się zimą zaschnięte pędy pozostawiając ich dolne części na polu. Porażone resztki pożniwne stanowią już od wczesnej wiosny źródło zakażenia dla nowych łodyg. Dlatego należy jak najniżej ścinać pędy a pozostałe resztki usuwać z plantacji.
choroby-fot2
Fot.2.Objawy zgnilizny twardzikowej w postaci więdnacych i zamierających pędów ślazowca pensylwańskiego.

Wśród wieloletnich roślin energetycznych jak dotąd wolnym od groźnych patogenów wydaje się być miskant olbrzymi. Na blaszkach liściowych tej trawy zaobserwowano występowanie charakterystycznych brunatnych plam. Objawy plamistości nie przekraczały 1% powierzchni liści. Jak dotąd nie udało się jednoznacznie potwierdzić jakie gatunki grzybów są sprawcami tych plamistości i czy w przyszłości mogą stanowić zagrożenie dla upraw miskanta. Wśród grzybów wyosabnianych z chorych fragmentów liści pozyskiwano grzyby rodzaju Drechslera, Helminthosporium oraz saprofity jak Alternaria spp.
Liczne grzyby patogeniczne z grupy tzw. patogenów słabości stanowią problem na młodych plantacjach. Rośliny miskanta olbrzymiego w pierwszym roku po posadzeniu są wrażliwe na wymarzanie. Uszkodzenia spowodowane mrozami osłabiają młode rośliny, które są atakowane przez grzyby rodzajów Fusarium, Phoma, Phytophtora, Phytium i inne. Zaatakowane rośliny zamierają obniżając liczbę roślin na plantacji. W rezultacie pierwsze zadawalające plonu słomy miskanta uzyskuje się w trzecim lub czwartym roku uprawy. Aby ograniczyć straty spowodowane złym przezimowaniem i wtórnym atakiem przez patogeny zaleca sie kopcowanie roślin na zimę w pierwszym a nawet w drugim roku po posadzeniu.
choroby-fot3
Fot.3. Pojedyncze nekrotyczne plamy na liściach miskanta olbrzymiego porażonych przez Helminthosporium spp.

W Instytucie Ochrony Roślin - Państwowym Instytucie Badawczym prowadzone są prace związane z identyfikacją i epidemiologią chorób wieloletnich roślin o dużym potencjale produkcji biomasy. Oprócz wymienionych powyżej obecnie najczęściej uprawianych gatunków roślin prowadzone są badania nad innymi mniej znanymi ja mozga trzcinowata, topinambur, róża bezkolcowa, rdestowiec sachaliński itp. Staramy się opracować możliwie szeroki zakres danych, co może prowadzić do skonstruowania programu integrowanej i ekologicznej uprawy wieloletnich  roślin na cele energetyczne.



dr Dorota Remlein-Starosta
Instytut Ochrony Roślin - Państwowy Instytut Badawczy w Poznaniu



Literatura:
  1. Borkowska H., Styk B. 2006. Ślazowiec pensylwański (Sida hermaphrodita Rusby). Uprawa i wykorzystanie. WAR. Lublin 68 ss.
  2. Dłużniewska  J. 2007. Podatność wybranych klonów wierzby energetycznej (Salix sp.) na choroby grzybowe. Progress in Plant Protection/Post. w Ochr. Roślin 47(4):334-338
  3. Dłużniewska J., Nadolnik M. 2006. Choroby wierzby energetycznej. Ochrona Roślin 2: 32-33.
  4. Glaser T. 1982. Występowanie i zwalczanie parcha (Venturia saliciperda Niesch.) na wiklinie (Salix americana) Roczniki AR Poznań 137: 26-36.
  5. Glaser T., Tatarynowicz B. 1982. Przyczyny zamierania krzewów wikliny i próby zwalczania choroby. Roczniki AR Poznań 137: 57-67.
  6. Hegedus D.D., Reimmer S.R. 2005. Sclerotinia sclerotiorum: When “to be or not to be” a Pathogen? FEMS Microbiology Letters 251: 177-184.
  7. Kuś j., Faber A., Stasiak M., Kawalec A. 2008. Plonowanie wybranych gatunków roślin uprawianych na cele energetyczne na różnych glebach. Problemy Inżynierii Rolniczej 1: 79-86.
  8. Łacicowa B., Kicana I. 1991. Zgnilizna twardzikowa – groźna choroba Sidy. Ochrona Roślin nr 10: 16 - 17.
  9. McCraken A.R., Dawson W.M., Watson S., Chanel Y.A. 2000. Pathotype composition in Melampsora epitea populations occurring on willow (Salix) grown in mixed and monoculture plantations. European Journal of Plant Pathology 106: 879-886
  10. Mühle E., Frauenstein K., Schumann K., Wetzel T. 1975. Choroby i szkodniki traw pastewnych PWRiL Warszawa, 411 ss.
  11. Nijak. K., Remlein – Starosta D. 2007. Ślazowiec pensylwański – wstępne wyniki badań nad możliwościami ochrony przed agrofagami. Progress in Plant Protection/Post. w Ochr. Roślin 47(4):358-362.
  12. Pei M.H., Whelan M.J., Halford N.G., Royle D.J. 1997. Distinction between stem- and leaf  -infecting forms of Melampsora rust on Salix viminalis using RAPD markers
  13. Ramstedt M. 1999. Rust disease on willow- virulence variation and resistance breeding strategies. Forest Ecology and Management 121: 101-111.
  14. Remlein – Starosta D. 2007. Choroby roślin energetycznych. Progress in Plant Protection/Post. w Ochr. Roślin 47(4): 351-357.
  15. Remlein-Starosta D. 2009 Choroby roślin energetycznych fakty i mity. s. 291-297 w „Produkcja biomasy. Wybrane problemy.”(A. Skrobacki red.) Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego. Wydział Inżynierii Produkcji. Warszawa2009. 84 ss. ISBN 83–89509–81–6.
  16. Remlein-Starosta D., Nijak K. 2010. Najważniejsze choroby i szkodniki wieloletnich upraw roślin energetycznych i możliwości ich ograniczania Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin. 50(2):977-986.
  17. Remlein-Starosta D. 2008a. Szkodliwość najważniejszych patogenów wybranych roślin energetycznych. Pamiętnik Puławski, 2008 r., zeszyt 148, strony 79-85.
  18. Remlein-Starosta D. 2008b. Szkodliwość zgnilizny twardzikowej na ślazowcu pensylwańskim i możliwości jej ograniczania. Progress in Plant Protection/Post. w Ochr. Roślin Vol.48(3): 1106-1110.
  19. Royle D.J., Ostry M.E., 1995. Disease and pest control in the bioenergy crops poplar and willow. Biomass and Bioenergy 9 : 69-79.



 

Polecamy inne portale

logo-zmianyklimatulogo-klimatazdrowielogo-klimatdladzieci