HNILOBY KOŘENŮ CUKROVKY V ROCE 2001

Sugar beet root rots in 2001

V. Bittner1, M. Šindelková2, L. Májková3, K. Veverka4, K. Borovička5

Danisco Seed ČR1; Státní rostlinolékařská správa Brno2; Státní rostlinolékařská správa Opava3; Moravskoslezské cukrovary a.s., závod Opava4; Zelenina a.s., laboratoř Malé Hoštice5

Summary: In 2001 during field observations and supervisions there were observed high incidences of root rots of sugar beet in the growing regions of Moravia and Silesia. Within the region of sugar factory Opava there was held a detailed observation of nearly all growers of sugar beet from the beginning of July till harvest. The incidence of root rots in this observation were from 15 to 30 %. The main fungi pathogens were Aphanomyces cochlioides and Rhizoctonia solani at the early stages and later there were determined besides the two mentioned above pathogens also Fusarium solani and Helicobasidium brebissonii (Rhizoctonia violacea). There were detected Streptomyces spp. as well and its importance on the sugar beet roots is under continuous research. The isolates of Rhizoctonia solani are prepared for the following determination in the respect of the AGs groups (anastomosis groups). It is clear that till some extent the root rots influenced the final root yield and sugar content of course together with the unfavourable extremely wet and cold weather at the sowing time and later in August and September (including the influence of wet soils and lack of soil oxygen). There is discussed the influence of row cultivating in sugar beet to lower incidence of root rots.

Key words: sugar beet, root rots, Aphanomyces cochlioides, Rhizoctonia solani, Streptomyces spp.

Souhrn: V rámci vegetačních kontrol porostů cukrovky byl v rámci Moravy a Slezska zaznamenán vysoký podíl výskytu kořenových hnilob a napadení kořenů houbovými patogeny v roce 2001. Detailní průzkum s izolací a mikroskopováním patogenních organismů byl proveden u většiny pěstitelů regionu cukrovaru Opava. Výskyt hnilob kořenů se v detailním sledování pohyboval od 15 do 30 %. Téměř na všech lokalitách a při všech výskytech byly od počátku července zaznamenány výskyty hub Aphanomyces cochlioides a Rhizoctonia solani. V pozdější fázi se na hnilobách bulev podílely houby Rhizoctonia solani, Fusarium solani a Helicobasidium brebissonii (Rhizoctonia violacea). V rámci průzkumu byl zjištěn i vyšší výskyt napadení strupovitostí Streptomyces spp., jehož podíl na napadení a škodlivost je předmětem dalšího zkoumání. Izoláty Rhizoctonia solani jsou připraveny k dalším analýzám s cílem zařazení do skupin AGs (anastomosis groups). Je zřejmé, že napadení bulev a kořenového vlášení uvedenými houbami nepříznivě ovlivnilo výnos a cukernatost řepy současně s nepříznivými půdně-klimatickými podmínkami (velké srážky, nedostatek půdního vzduchu, nízké teploty). Je dále diskutován vliv provzdušnění půdy (plečkování) na omezení výskytu kořenových hnilob.

Klíčová slova: cukrovka, hniloby kořenů, Aphanomyces cochlioides, Rhizoctonia solani, Streptomyces spp.

Úvod

Vegetační období roku 2001 nebylo pro cukrovku v České republice nijak příznivé už od samého počátku. Ve srovnání s pěstitelsky velmi úspěšným rokem 2000 bylo setí cukrovky opožděno v průměru o 10 až 14 dnů, v některých oblastech až dokonce o měsíc. Toto pozdní setí se především negativně odráží na výsledných výnosech a spolu s dalšími faktory i na cukernatosti. Měsíce únor a březen byly velmi chladné, v únoru se průměrné teploty pohybovaly kolem 2 až 3°C, v březnu kolem 5°C. Nízké teploty a vlhčí půda na jaře než v jiných letech neumožňovaly kvalitní přípravu půdy a setí v optimálním agrotechnickém termínu. Také po zasetí cukrovky byly teploty relativně nízké (v dubnu kolem 8 až 10°C), což se vše následně projevilo v často nerovnoměrném vzejití porostů cukrovky.

Souhrn patogenních mikroorganismů na kořenech cukrovky

Hlavní kůlový kořen, hypokotyl a kořenové vlášení cukrovky osidluje a napadá řada patogenních hub a bakterií. V tabulce 1 je uveden zjednodušený přehled jejich výskytu dle jednotlivých vývojových fází řepy.

Tabulka 1: Sukcese patogenů na kořenech cukrovky dle vývojových fází řepy

Pythium sp.

Houba patří do skupiny Oomycetes a působí spálu klíčních rostlin mnoha druhů. Z druhů rodu Pythium se na cukrovce převážně vyskytuje Pythium ultimum. Působí velmi časné napadení u ve fázi klíčení semen v půdě, takže rostlinky nemusí vůbec vzejít. Pro napadení je vhodná vlhká půda a spíše chladnější počasí. Houba jen velmi málo napadá rostliny v průběhu další vegetace. Na kořenech a hypokotylu působí zpočátku vodnatění pletiva, posléze dochází ke zhnědnutí a zaškrcení kořínku. Fungicidní mořidlo hymexazole a thiram na osivu cukrovky výrazně chrání proti napadení touto houbou. Nově se testují antagonistické houby a baktérie, které by mohly být použity jako mořidlo na osivo a tak vytvářet v rhizosféře ochranné prostředí bránící napadení houbou.

Aphanomyces cochlioides

Hniloba kořenů cukrovky působená půdní houbou Aphanomyces cochlioides může existovat po celou dobu vegetace a napadení může pocházet buď z raného napadení v období vzcházení či později za vegetace i na dosud zdravých kořenech pokud je velmi vlhké počasí a volná voda v půdě. Houba napadá rostlinky později než Pythium sp., nejdříve týden po vzejití rostlin a pro napadení je vhodné vlhko a poněkud vyšší teploty než u Pythium sp. Příznaky napadení na mladých rostlinách jsou velmi podobné napadení Pythium sp., ale soustředí se spíše do oblasti hypokotylu. Napadené rostliny mohou odrůst ranému napadení a v podější fázi vegetace se může napadení znovu projevit zaškrcením kořene v oblasti hypokotylu, přičemž kořen se nevyvíjí normálně, tloustne jen na nenapadených místech a je deformovaný. Dalším z příznaků napadení v pozdějším období vegetace je odumírání drobných kořínků (tmavě hnědošedé zbarvení) a obnova nových (bílé zbarvení), což může vzdáleně přípomínat napadení rizománií - příznak “pepř a sůl”. Z takto napadených kořínků lze izolovat patogena či provést mikroskopickou analýzu s nalezením sporangií či oospor.

Rhizoctonia solani

Jde o klasickou půdní houbu přežívající ve formě mycelia a sklerocií v půdě a na napadených zbytcích rostlin a působící hnilobu kořenů a hypokotylu mnoha druhů rostlin a plevelů. Houba má mnoho kmenů s různou úrovní patogenity, které jsou zařazovány do skupin dle typů anastomózy hyf (AGs). Na cukrovce se převážně vyskytuje kmen AG 2-2. Houba napadá mladé rostlinky řepy v pořadí výše uvedených patogenů jako poslední, obvykle po 8 týdnech od vzejití (tj. asi v polovině června) a může napadat rostliny po celou dobu vegetace podobně jako Aphanomyces cochlioides. Působí též hloubkovou tmavě hnědou kořenovou hnilobu a často vede k vadnutí a totálnímu odumření rostlin. Houba napadá zvláště stresované rostliny v utužených a zamokřených místech, v půdách s nižším pH či rostliny zbrzděné v růstu v důsledku herbicidního stresu. Významným mezihostitelem patogena je hlavně kukuřice.

Streptomyces spp.

Jde o prokaryotický organismus - podobně jako baktérie nemá oddělené jádro buněčné. Běžný obyvatel půdy, přežívá i mimo pletiva hostitele. Existují kmeny s různou úrovní virulence. Patogen proniká do rostliny přes lenticely, reakce hostitele je tvorba korkových bariér pod povrchem a je-li prolomena 1. bariéra vytvoří se 2. i 3. bariéra. Strupovitost je projevem obranné reakce na pronikání hyf patogena do povrchových vrstev kořene. Zprvu se objevují hnědé skvrny velikosti 1 mm, které se s růstem kořene zvětšují a další vývoj závisí na agresivitě patogena, vlhkosti a teplotě. Napadená pletiva mají drsný, vyvýšený, korkovitý vzhled a hlubší leze na kořeni jsou způsobeny kolapsem hostitelských pletiv po působení toxinu (thatoxin),vylučovaného patogenem. Na řepě se vyskytuje i řada dalších aktinomycetů, které působí strupovitost. Škodlivost napadení není zcela prozkoumána a jeví se spíše jako méně významná. Může jít o vstupní bránu pro další mikroorganismy.

Materiál a metody

V rámci cukrovaru Opava bylo v roce 2001 od poloviny července až do sklizně provedeno detailní vyhodnocení napadení kořenů cukrovky komplexem kořenových hnilob, dutohlavosti a mrcasatosti kořenů v rámci vzorkování cukrovky pro potřeby cukrovaru. Po odebrání 10 kořenů od každého pěstitele v jednotlivém termínu pozorování a jejich oprání bylo provedeno vizuální hodnocení s použitou stupnicí:

0 - bez výskytu hnilob

1 - hniloba a nekrózy povrchu kořene do 10 % obvodu

2 - hniloba a nekrózy povrchu kořene nad 10 %, včetně hloubkové hniloby

U dutohlavosti a mrcasatosti byl hodnocen pouhý výskyt příznaku. Celkem bylo provedeno hodnocení pětkrát od konce července do konce září a v každém hodnocení bylo zahrnuto 30 pěstitelských vzorků. Z nejvíce napadených kořenů byly odebrány vzorky pletiv k další izolaci patogenů působících hnilobu kořenů.

Bylo provedeno přímé mikroskopování napadených pletiv a kultivace na živných půdách. Získané izoláty Rhizoctonia solani jsou připraveny k dalším analýzám s cílem zařazení do skupin dle anastomózy hyf AGs (anastomosis groups).

Vedle tohoto detailního průzkumu bylo analyzováno dalších 25 vzorků z různých pěstitelských oblastí Moravy a Slezska a bylo provedeno mikroskopování a izolace na živné půdy.

Výsledky

Už od počátku vegetace byly pozorovány nevýrazné příznaky spály, která působila i výpadky rostlin v porostu. Z patogenních hub, které se v těchto raných fázích vývoje vyskytovaly nejvíce, je nutné zmínit houby Rhizoctonia solani a Aphanomyces cochlioides, existuje podezření na výskyt Pythium spp., které mohlo způsobit napadení a hnilobu klíčích semen. Relativně příznivější počasí nastalo v květnu a červnu, kdy teploty stouply na úroveň kolem 15°C a také srážky se ve většině oblasti jevily dostatečné pro růst cukrovky. Nicméně následující měsíce a zvláště pak srpen a září díky srážkám vysoko nad dlouhodobý normál dovršily dílo zkázy na kořenech cukrovky. Řada rostlin překonala rané napadení spálou, ovšem při dalších nepříznivých podmínkách pro růst v měsících červenci, srpnu a září se napadení houbami z raných vývojových fázích obnovilo, popřípadě došlo k napadení kořenů i v pozdější vývojové fázi. Dalšími příznaky na kořenech byla strupovitost působená aktinomycety Streptomyces spp., která mohla býti i vstupní branou pro další patogenní houby (Rhizoctonia solani a Fusarium solani), které následně působily hnilobu a destrukci kořenů. V takto poškozených kořenech pokračovalo napadení navíc i háďátkem zhoubným (Ditylenchus dipsaci), jehož výskyt v napadených pletivech kořenů cukrovky byl potvrzen. Příznaky napadení kořenů cukrovky byly variabilní a bylo možné identifikovat převažující napadení houbami v pořadí Rhizoctonia solani, Aphanomyces cochlioides, aktinomycety až směsné napadení dvojící čí trojicí uvedených patogenů včetně výskytu háďátek Ditylenchus dipsaci.

Izoláty Rhizoctonia solani budou dále determinovány s cílem zařazení do skupin AGs se zjištěním jejich patogenity. Kořeny napadené strupovitostí budou předmětem studia ve VÚRV Praha-Ruzyně. Podíl napadení kořenů hnilobami a výskyt dutohlavosti a mrcasatosti kořenů v rámci cukrovaru Opava je znázorněn v grafu 1. Ve sledovaném období se hniloby pohybovaly od 30 do 15 %.

Graf 1: Výskyt hnilob, dutohlavosti a mrcasatosti kořenů na Opavsku v roce 2001 (relativně v %)

Vysoký podíl mrcasatých kořenů zřejmě souvisí nejen s utužením podorničí, ale i s raným napadením kůlového kořene některým z patogenů působících spálu, popřípadě s nadbytkem povrchové vláhy. Výrazně vysoký a lehce rozpoznatelný výskyt dutohlavosti bulev proti předešlým létům není zatím ještě zcela objasněn a zřejmě souvisí s velmi rychlým růstem řepné bulvy. Existuje jistý trend mezi snižujícím se výnosem polarizačního cukru a výskytem kořenových hnilob (graf 2), i když se jedná pouze o výsledky jednoleté bylo zřejmé, že u úspěšných pěstitelů v roce 2001 byl výskyt kořenových hnilob výrazně nižší, než u pěstitelů s nižším výnosem a cukernatostí. Tyto závislosti se projevily i v jiných regionech pěstování cukrovky a zvláště pak na střední Moravě.

Graf 2: Výnos polarizačního cukru a výskyt kořenových hnilob u jednotlivých

pěstitelů cukrovky v regionu cukrovaru Opava v roce 2001 (relativně v %)

Závěr

Napadení kořenů bylo hlavním tématem mnoha diskusí cukrovarníků a pěstitelů cukrovky a vyskytovalo se s různou intenzitou téměř ve všech oblastech pěstování. Je zřejmé, že hlavní podíl na vysokém výskytu kořenových hnilob má zpomalený start rostlin na jaře, klimaticky nepříznivé podmínky při setí (nízké teploty, vysoká vlhkost půdy) a následně vysoké srážky v hlavním období růstu (červenec, srpen, září). Bylo možné viditelně rozlišit, že napadení bylo vyšší na půdách těžkých a zamokřených, tam, kde byl nedostatek půdního kyslíku. Zvýšené výskyty byly na polích s velmi úzkým osevním sledem cukrovky. Naopak jako velmi příznivé opatření se v roce 2001 projevilo kypření půdy plečkou před zatažením řádků. V regionu cukrovaru Opava bylo napadení kořenovými hnilobami mnohem nižší u pěstitelů, kteří provedli minimálně jedno plečkování. Problematika hnilob kořenů je v současné době středem zájmu nejen u pěstitelů a cukrovarníků v Evropě a dokonce i v USA, ale jedná se také o jedno z velmi žhavých témat pro vědecký výzkum a pro šlechtění odrůd na toleranci k některým uvedeným patogenům. Existuje vážný záměr v detailním průzkumu pokračovat i v dalších letech.

Použitá literatura

BRITISH SUGAR BEET REVIEW, 57, č. 1, s. 44-50, 1989

BRITISH SUGAR BEET REVIEW, 69, č. 3, s. 18-23, 2001

CAN. J. PLANT PATHOL., 21, 345-353, 1999

PLANT HEALTH PROGRESS: 10.1094/PHP-2000-0720-01-DG

PLANT PATHOLOGY, 49, s. 3-10, 2000

ZUCKERRÜBE, č. 5, s. 296-299, 2001

Adresa autora