Sledování výskytu chorob a škůdců v precisním hospodaření

Monitoring of Plant Diseases and Pests in Precise Farming

Táborský Vladimír, Ryšánek Pavel, Kazda Jan, Stárek Václav, Svobodová Andrea

Abstract

Decision tools can be used to systematically define the pest management problems experienced by a range of decision makers and so determine curent constraints, identify research gaps, and assess the feasibility of `novel` methods of control. In this way, decision tools can highlight those issues on which future policy, research, development and extension strategies should be targeted, to maximize the chance of successful implementation.

Potenciální výnos plodiny podléhá působení stresu, a tak skutečně dosažený výnos je pod vlivem biotických a abiotických stresů. Mezi abiotické stresy patří vliv počasí (ročníku). Mezi biotické stresy patří vliv škodlivých organismů a jejich rozvoj je též závislý na faktorech počasí, ale převládajícím faktorem je vliv choroby nebo vliv poškození od škůdců. Jestliže v mírném přímořském pásmu převládají biotické stresy způsobené epidemickým výskytem choroby, pak v podmínkách České republiky často dochází k prolínání jak působení abiotického stresu (jařiny v ročníku 2000 byly pod stresem vláhového deficitu), tak i biotického stresu.

Pěstitelé výběrem užšího sortimentu odrůd plodiny, které jsou schopny lépe využít vláhové podmínky a solární radiaci podmínek střední Evropy, podporují vznik genetické homogenity v jednotlivých oblastech pěstování u dané plodiny. Např. eroze monogenní nebo oligenní rezistence u pšenice vede k větší citlivosti k patogenům, stejně tak i u polygenní rezistence v podmínkách příznivých pro rozvoj patogena, která má v těchto případech určitou nedostatečnou účinnost pro udržení potenciálního výnosu bez použití fungicidů. Pěstitelé jsou postaveni před problém; kdy a jakým fungicidem porost ošetřit, případně jakou dávku použít, aby jejich pěstitelské úsilí bylo dosaženo tj., aby tržby převládaly nad vynaloženými náklady a bylo dosaženo zisku. Problém ochrany porostů v precizním hospodaření před škodlivým výskytem určité choroby nebo škůdce je spojen s předpovědí možného výskytu a jeho vlivu na výnos. Zaměřený výzkum na tento problém se musí vypořádat se sladěním dvou výzkumných otázek; problémem předpovědi výskytu choroby nebo škůdce a předpovědi očekávaného výnosu, kterého má být dosaženo. Předně musí být formulováno zaměření pěstitelského programu “systému” a jak v něm budeme uplatňovat ochranářská opatření a jak konkrétní ochrana bude probíhat. Nejdříve musíme definovat, jak se bude hodnotit výskyt chorob, včetně toho, co musíme udělat, pokud se výskyt choroby objeví, a to závisí na mnoha faktorech a je nezbytné uvésti dva nejdůležitější: 1) odolnost odrůdy, 2) intenzita infekčního tlaku patogena. Úroveň rezistence odrůdy je většinou známa, ale neznámou veličinou je infekční tlak patogena.

Jestliže hostitelská rostlina, tj. pěstovaná odrůda, je rezistentní, pěstitel může předpokládat, že tato úroveň rezistence zamezí výskytu choroby (monogenní nebo oligogenní “tzv. kvalitativní či specifická” rezistence), nebo její rozšíření redukuje přírůstek choroby (polygenní “tzv. kvantitativní či nespecifická” rezistence) a naopak, jestliže se infekční tlak patogena zvyšuje, dochází k rozvoji choroby. Pokud neznáme úroveň rezistence, která je zapotřebí k eliminaci infekčního tlaku, musíme sledovat progresní křivku choroby a provést dodatečnou aplikaci fungicidu (Jorgensen et al. 1994). V těchto případech jde o subjektivní rozhodování o době aplikace a dávce fungicidu, která má odrůdě propůjčit zvýšenou ochranu, jinými slovy snížit přírůstek choroby, a tím zabránit zvýšení přírůstku choroby. Aby výzkum přinesl řešení, je nezbytné kvantifikovat vztah mezi rezistencí a infekčním tlakem (Sylvester-Bradley et al. 1998). Výše zmínění autoři se pokusili tento problém řešit podle analogie Ohmova zákona, kde vzestup choroby lze předpovědět, stejně jako voltové napětí lze předpovědět podle výše zmíněného zákona, ve kterém voltové napětí představuje infekční tlak patogena a odpor představuje rezistenci hostitele, která je u odrůdy známa. Tuto analogii lze použít při řešení problému ochrany proti listovým chorobám.

Hrozba choroby ve formě očekávaného rozvoje působí v mnoha případech prostřednictvím listové zelené plochy a její úbytek probíhá v závislosti na infekčním tlaku patogena a odolnosti hostitele, tj. odrůdy. Výše vlivu choroby se kvantifikuje podle vlivu na zelenou listovou plochu ve vztahu k výnosu a porovnáním, jak listová zelená plocha neredukovaná výskytem choroby ovlivňuje výnos. V polních podmínkách se měří digitálně procentická část napadené listové plochy chorobou a celková listová plocha ve stejné době elektronicky a dále se sleduje s jakou frekvencí se toto poškození listové plochy od choroby mění (Sylvester-Bradley et al. 1998).

Pěstitelé si musí uvědomit, že existuje soubor praktických kroků, jako je výběr vhodné odrůdy, výběr vhodného fungicidu, a podle jeho spektra a mechanismu účinnosti se stanoví použité dávky a doba aplikace ke vztahu rozvoje intenzity choroby, která ovlivňuje jak kvalitu, tak i kvantitu produkce ošetřené plodiny. V precizním hospodaření bylo dosaženo poznání, které podle níže uvedených autorů: Paveley et al. (1997), Murali and Secher (1995), Murali et al. (1996) a Secher et al. (1996), kteří tyto vztahy sledovali. Od roku 1993 v Dánsku, kdy tam byla zavedena PC poradenská služba, která je řízena Dánským poradním centrem a místními obchodními centry, se již po roce 1995 ukázalo, že tento poradní systém byl zemědělci dobře přijat (více jak 2100 zemědělců), a to hlavně z důvodů, že napomohlo ušetřit náklady za neopodstatněné používání chemických přípravků na ochranu rostlin (Murali et al. 1999). V Dánsku přímo mezi zemědělci působí 306 poradců v oblasti pěstování rostlin a dále také nepřímo prostřednictvím zemědělských novin a odborných časopisů a Internetu. Tyto programy přesahující i do jižního Švédska a naopak (Gröntoft, ústní sdělení) přinesly rozšířené poznání v praktickém hospodaření:

a. Zvýšená dávka fungicidu se lineárně odráží ve zvýšených nákladech.

b. Zvýšená dávka fungicidu snižuje intenzitu choroby, a to podle experimentálně stanovené odpovědní křivky.

c. Působením fungicidu dochází ke snížení intenzity choroby, a to naopak vede k udržení po delší dobu zelené plochy povrchu listu (GLAI, z angl. green leaf area index), která se měří v cm2 na jednotku pěstované plochy 1 m2 (Paveley et al. 1997).

d. Udržení indexu zelené listové plochy (GLAI) se zvyšuje podíl aktivní radiace pro fotosyntézu (PAR, z angl. photosynthetically active radiation - Paveley et al. 1997), analogicky v souladu se zákonem, který definoval Beer (Monteith, and Unsworth, 1990).

e. Podle tohoto zákona se zvyšuje obsah sušiny v plodině tak, jak se zvyšuje parciální zachycení radiace plodinou.

f. Zvýšení výnosu závisí na podílu sušiny, která se ukládá v obilce.

g. Ekonomický přínos aplikace fungicidu je v lineární závislosti na použité dávce a hodnotou zvýšeného výnosu.

h. Odpovědní křivka závislosti na dávce a principu zákona, který definoval Beer je výslednicí mezi dávkou fungicidu a výnosem v monomolekulární formě s tím, že každé zvýšení dávky snižuje výtěžek "výnos". Vhodnou dávku fungicidu (ve formě v kladu do produkce - input) lze stanovit experimentálně jako výnosovou křivku, ve které hodnota výnosu (output) méně náklady na aplikaci fungicidu (včetně jeho ceny) je maximální.

Pokud rozhodnutí o nezbytném použití fungicidu musí být provedeno dříve než známe výnosovou odpovědět, schopnost použitého fungicidu závisí na preciznosti, s jakou přesností jsme schopni předvídat odpovědní reakci na jeho použití. Tímto problémem se zabývala kolektivní práce Paveley et al. (1997) a podle ní výzkum by měl být zaměřen na prohloubení znalostí o proměnlivosti těchto vztahů, které jsou určitým podílem odpovědné za výnos, a tím mohou zpětně ovlivňovat rentabilitu pěstování plodiny. Jsou to:

a. Náklady na dávku na jednotku plochy porostu.

b. Současné výsledky výzkumu z proměnlivosti epidemiologie intenzity choroby z neošetřeného porostu (je jednak znám počátek epidemie a její přírůstek, to znamená znalost průběhu progresní křivky choroby) a také znalosti o účinnosti ochranného opatření, např. do jaké míry ošetření je schopno zastavit či zpomalit průběh epidemie. Znát mechanismus účinku účinné látky, což je spojeno s určením doby aplikace.

c. Jako kritické se jeví nedostatečná znalost vlivu choroby na index zelené pokryvnosti listu “GLAI”. Čím dříve zjistíme důkaz, že množství sušiny, které se ukládá na jednotku zachycené světelné energie, je racionálně konzervovaná (uložena). Už nyní jsou důkazy o tom, že existují průběžné rozdíly v ukládání, které zůstávají pro další výzkum k objasnění.

d. Dnes víme, že podíl uložené sušiny v obilkách je významně ovlivňován mnoha faktory, obzvláště souvisí s vyrovnaným růstem před a po metání.

e. Také je všeobecně známo, že hmotnost zrna (HTS) souvisí s časovým termínem ošetření, které je spojeno s problémem rozhodování, kdy provést aplikaci a ochrannou lhůtou použitého fungicidu.

Použitý materiál a metody

Náš výzkum je zaměřen na sledování výskytu listových chorob a pokud se vyskytnou, tak i škůdce poškozující listy pšenice a jejich vlivu na výnos. Vlastní sledování "monitorování" je soustředěno na r.f. 32 "druhého kolénka", kdy imunoenzymaticky sledujeme výskyt původce stéblolamu Tapesia yallundae a podle potřeby ošetření v této době je vysoce účinné. Dále v r. f. 61-69, kdy sledujeme imunoenzymatickými testy přítomnost braničnatky plevové (Leptosphaerea glumarum, anam. Septoria nodorum), braničnatky pšeničné (Mycosphaerella tritici, anam. Septoria tritici), a pokud se zjistí potřeba ošetření, je doporučené ošetření účinné. Výskyt padlí travního (Blumeria graminis f. sp. tritici),rzi plevové (Puccinia striiformis) a rzi pšeničné (P. recondita) je ochrana stále účinnáa výskyt mšic do r.f. 79 se hodnocení doplňuje o úroveň jejich predace a parazitace.

Výsledky a rozbor výsledků

Změny indexu (GLAI) podle růstových fází a rozsahu příznaků na listech ozimé pšenice vyjadřuje graf 1. Podle výsledků je zřejmé, největší rozsah GLAI byl v r.f. 32, pak naopak hodnota indexu GLAI na počátku kvetení poklesla, pravděpodobně v důsledku bezdeštného období a na konci období kvetení opět GLAI byl zvýšený.

Indikace infekce bází stébel houbou Tapesia yallundae (anam. Pseudocercospora herpotrichoides) a imunoenzymatická indikace přítomnosti původců septorióz Leptosphaeria glumarum (anam. Septoria tritici) a Mycosphaerella tritici (anam. Septoria tritici) ukazuje tab. I. Výskyt stéblolamu v r.f. 32 byl hluboko pod hranici, při které se doporučuje ošetření fungicidem. Výskyt septorióz podle přesné sledování v r.f. byl hluboko pod hranicí kritického výskytu, podle kterého se provádí ošetření fungicidem. Na počátku kvetení v r.f. 61 byl na třech polohách místa odběru důvod k ošetření a rovněž na třech místech se již ošetření mohlo zvažovat.

Diskuse

Přístup k uvedeným analýzám, které souvisí s ochranou porostu, je orientován na sběr dat o vývoji růstu porostu a výskytu škodlivých organismů pro sestavení předpovědí, jak který patogen nebo škůdce může snižovat radiaci vhodnou pro fotosyntézu tím, že snižuje index povrchu zelených listů (GLAI). Pokroku, kterého bylo dosaženo ve fysiologii porostů, napomáhá předvídat, jak ztráta zeleného pletiva listů bude ovlivňovat v jednotlivých částech porostu výnos a jeho kvalitu, od něhož se odvíjí rentabilita pěstování plodiny.

Z výsledků monitoringu septorióz vyplývá, že r.f. 33 není naprosto vhodná pro odběr vzorků na imunoenzymatickou diagnostiku a podle výsledku i z roku 1999 je velmi vhodné období metání klasu r.f. 51-59.

Použitá literatura je k dispozici u autorů.

Poděkování

Naše poděkování předně patří pí. Ing. M. Holubcové, která se podílela na přípravě odebraných rostlin pro jejich laboratorní zpracování a vyhodnocování.