Alternatyvių augalų apsaugos priemonių įtaka braškių augumui ir produktyvumui bei kekerinio puvinio plitimui Neringa Rasiukevičiūtė 1, Alma Valiuškaitė 1, Nobertas Uselis 1, Živilė Lukšienė 2 1 Lietuvos agrarinių ir miškų mokslo centro filialas Sodininkystės ir daržininkystės institutas, Kauno g. 30, Babtai LT-54333. Kauno r.; el. paštas n.rasiukeviciute@lsdi.lt 2 Vilniaus universitetas Taikomųjų mokslų institutas, Saulėtekio g. 10, LT-10223, Vilnius Santrauka Tyrimai atlikti Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filiale Sodininkystės ir daržininkystės institute 2012-2015 m., siekiant ištirti skirtingų alternatyvių augalų apsaugos priemonių - chlorofilino darinių poveikį kekerinio puvinio plitimui braškėse. Palyginimui buvo pasirinkti įprastiniai fungicidai (Signum ir Switch 62,5 WG), naudojami braškių apsaugai nuo kekerinio puvinio. Tyrime naudoti chlorofilino dariniai turėjo teigiamą poveikį uogų derliui ir kokybei, nors ir neprilygo tradiciniams fungicidams, kurie davė stabilų vidutinį 5,51 t ha -1 derliaus priedą. Naudotos alternatyvios augalų apsaugos priemonės, nors ir neesminiai, bet gerino braškių kerelių augumą ir išsivystymą. Apdorojus braškes chlorofilino dariniu Na-Chl-a, kekeriniu puviniu pažeistų uogų visais tyrimų metais buvo mažiau lyginant su neapdorotomis. Raktiniai žodžiai: Botrytis cinerea, braškės, chlorofilino dariniai, kerelių augumas, kerelių išsivystymas, Signum, Switch 62.5 WG Įvadas Europos sąjungos (ES) direktyvose yra nustatyti reikalavimai sugriežtinti ir sumažinti pesticidų naudojimą, todėl imta intensyviai ieškoti naujų, efektyvesnių neterminių antibakterinių maisto technologijų, įgalinančių efektyviai pašalinti ligas sukeliančius mikroorganizmus nepažeidžiant maisto mitybinės vertės. Fizinio poveikio maisto saugos priemonės yra naujos, perspektyvios ir intensyviai plėtojamos technologijos, pasižyminčios stipriu antibakteriniu poveikiu (Lukšienė, 2005; Lukšienė, Paškevičiūtė, 2011; Lukšienė, 2014). Yra žinoma, kad daugelis patogeninių mikroorganizmų gali įgyti atsparumą cheminiams pesticidams ir dezinfektantams (Yuk ir kt., 2006). Pasaulyje ieškoma alternatyvių augalų apsaugos produktų, ne vien dėl ES direktyvos įgyvendinimo, bet ir dėl to, kad perteklinis pesticidų naudojimas gali sukelti toksinį poveikį aplinkai, augalams, gyvūnams ir ypatingai žmonėms. Alternatyviai augalų apsaugai pasitelkiami įvairūs eteriniai aliejai, kurie pasižymi įvairiomis antimikrobinėmis savybėmis, bet nėra toksiški augalams (Yuk ir kt., 2006; Lukšienė, 2014; Hesami ir kt., 2014). Hesami ir kt. (2014) in vitro tyrimais nustatė, kad pistacijų eterinis aliejus kaip alternatyvi braškių apsaugos priemonė, 10% sumažino B. cinerea plitimą. Alternatyviai augalų apsaugai naudojamos ir chitozano plėvelės, kuriomis padengus uogas, jos apsaugo nuo puvinių. Chitozano plėvelių pagrindą sudaro gamtinis aminopolisacharidinis polimeras, kuris pasižymi ir antimikrobiniu poveikiu (Moussa ir kt. 2013). Viena iš alternatyvių augalų apsaugos priemonių yra fotosensibilizacija. Fotosensibilizacija remiasi dviejų netoksiškų veiksnių matomos šviesos ir fotojautrios medžiagos sąveika deguoninėje aplinkoje. Metodas patrauklus tuo, kad šviesos spinduliai veikia tik paviršinį maisto medžiagos sluoksnį, nekeičia organoleptinių jo savybių, bet pakankamai efektyviai naikina patogeninius mikroorganizmus, yra netoksiški aplinkai ir nesukelia atsparumo. Fotosensibilizacinės medžiagos greitai išblunka, tiek saulės, tiek dirbtinio šviesos šaltinio šviesoje. Viena iš fotosensibilizacijoje naudojamų medžiagų - chlorofilinas yra vandenyje tirpus maisto priedas (E141), naudojamas maisto pramonėje kaip dažas, taip pat papilduose bei kosmetikoje (Lukšienė ir kt., 2005; Lukšienė, Žukauskas, 2009; Lukšienė ir kt., 2010; Lukšienė, 2014). Esminius desertinių uogų nuostolius sukelia uogų užterštumas patogeniniais mikroorganizmais. Viena iš pagrindinių braškių uogų nuostolius sukeliančių ligų yra kekerinis 1
puvinys (Botrytis cinerea). Dėl augalų ligų patiriami ne tik derliaus nuostoliai, bet ir suprastėja augalų būklė, augalai prasčiau dera ir žiemoja (Uselis ir kt., 2006; Valiuškaitė ir kt., 2008; Valiuškaitė ir kt., 2010; Rasiukevičiūtė ir kt., 2013). Labai svarbu surasti priemones padedančias sumažinti uogų užterštumą Botrytis cinerea ir išauginti sveiką ir saugų maisto produktą bei prailginti uogų vartojimo trukmę. Tyrimo tikslas nustatyti chlorofilino darinių poveikį desertinių braškių augumo ir produktyvumo rodikliams bei kekeriniam puviniui plisti. Tyrimų metodika Tyrimai atlikti Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro filiale Sodininkystės ir daržininkystės institute 2012-2015 m. Eksperimentui braškynas įveistas 2012 m. rugpjūčio mėnesį pikuotais Darselect veislės daigais. Braškės augintos žemose, juoda plėvele mulčiuotose, lašeliniu būdu lietinamose, trieilėse lysvėse. Laukelio plotas 3.2m 2. Laukeliai išdėstyti rendomizuotais pakartojimų blokais. Variantai kartoti keturis kartus. Siekiant ištirti skirtingų chlorofilino darinių Na-Chl a, b, c (Na-Chl 1.5 x 10-3 M) (Lukšienė, Buchovec, 2009) skirtingų koncentracijų poveikį, kaip alternatyvios augalų apsaugos priemonės (AAAP), atlikti keturi purškimai braškių žydėjimo metu (augimo tarpsnis 61-65 pagal BBCH skalę) (vok., Biologische Bundesanstalt, Bundessortenamt und Chemischeindustrie) (BBCH Monograph, 2001). Palyginimui buvo pasirinkti įprastiniai fungicidai (Signum ir Switch 62,5 WG), naudojami braškių apsaugai nuo kekerinio puvinio. Fungicidas Signum ir Switch 62,5 WG buvo purškiama po 2 kartus, braškių žydėjimo metu. Eksperimento 2013-2015 m. schema pateikiama 1 lentelėje. Uogų užsikrėtimas puviniais nustatomas masinio braškių derėjimo metu vizualiai vertinant uogas, sveriant sveikas bei supuvusias uogas, apskaičiuojamas puviniais užsikrėtusių uogų procentas (Žemės ūkio augalų kenkėjai, ligos ir jų apskaita, 2002). Nustatytas sveikų ir supuvusių uogų derlius t ha -1. Braškių kerelių augumo, išsivystymo ir produktyvumo rodiklių įvertinimas atliktas po braškių derėjimo 2013-07-03, 2014-07-22, ir 2015-06-09. Braškių kerelių augumas ir išsivystymas įvertintas suskaičiuojant vidutinį ragelių, lapų, žiedynų ir ūsų skaičių iš augalo. 2013-2014 m. žiema buvo labai šalta, nes vidutiniškai 10 dienų laikotarpyje minimali oro temperatūra nukrisdavo iki 30 laipsnių šalčio. Tokio speigo metu eksperimentines braškes dengė tik plona sniego danga. Meteorologiniai duomenys fiksuoti imetos sm (Pessl Instruments, Austrija) meteorologinės stotelės pagalba. Tyrimo duomenys apdoroti dispersinės analizės metodu pagal Dunkano kriterijų (P=0,05), naudojant kompiuterinę programą ANOVA, nustatytas mažiausias esminis skirtumas (R 05 ) (Tarakanovas, Raudonius, 2003). 1 lentelė. Eksperimentuose naudotos augalų apsaugos priemonės. LAMMC SDI, 2013-2015 m. Table 1. The experimental design of plant protection products, LRCAF IH, 2013-2015 m. Produktas / Product Switch 62,5 WG Veiklioji medžiaga / Active ingridient 2 Normos / Norm Tyrimo metai / Year of investigation Fungicidai / Fungicides Boskalidas 267 g kg -1 + 3.17 g / 3 Signum piraklostrobinas 37 g kg -1 l 2013-2015 Ciprodinilas 375 g kg 1 + 1.76 g / 3 fludioksinilas 250 g kg -1 l Alternatyvi augalų apsaugos priemonė / Alternative plant protection measures Na-Chl a Chlorofilino darinys 1.5 x 10-3 M 3 g / 3 l 2013 Na-Chl b Chlorofilino darinys 1.5 x 10-3 M 0.3 g / 3 l 2014-2015 Na-Chl c Chlorofilino darinys 1.5 x 10-3 M 3 g / 3 l 2015
Na-Chl-a Switch + Signum Na-Chl-b Switch + Signum Na-Chl -b Na-Chl -c Switch + Signum Uogos / Fruits, % Efektyvumas / Eficiency, % Rezultatai ir aptarimas Pasaulyje yra kuriamos ir tobulinamos mikrobiologinės braškių užkrėstumo technologijos, kurios ne tik prailgintų uogų vartojimo trukmę, bet ir sunaikintų patogeninius mikroorganizmus (Lukšienė, 2014). Nustatyta, kad apdorojus braškes chlorofilino dariniu Na-Chl-a, kekeriniu puviniu pažeistų uogų visais tyrimų metais buvo mažiau lyginant su neapdorotomis kontroliniame variante. 2013 m. braškes apdorojus Na-Chl-a gautas vidutiniškai 0,58 t ha -1 didesnis derlius lyginant su kontroliniu variantu (1 pav.). Atitinkamai uogų pažeistų kekeriniu puviniu buvo 0.61% mažiau lyginant su kontroliniu variantu. 2015 m. purškimas Na-Chl-c 4.11% sumažino pažeidima kekeriniu puviniu, lyginant su kontroliniu variantu. 2014 m. derlius buvo mažas dėl šaltos žiemos bei pavasarinių šalnų, dalis žiedų ir žiedynų iššalo ir/arba nušalo. AAAP turėjo teigiamą poveikį uogų derliui ir kokybei, nors ir neprilygo tradiciniams fungicidams, kurie davė stabilų vidutinį 5,51 t ha -1 derliaus priedą (1 pav.). Literatūroje nurodoma, kad chlorofilinas sunaikina tokius patogenus kaip Bacillus cereus ir Listeria monocytogenes (Lukšiene, Paškevičiūtė, 2011, Lukšiene ir kt., 2013). Nustatyta, kad Listeria monocytogenes populiacija in vitro inokuliuotos braškės paviršiuje, o fotosensibilizacijos poveikio sumažėjo 98 % (Lukšiene, Paškevičiūtė, 2011). Moussa ir kt. (2013) nustatė, kad chitozano-sidabro plėvelės efektyviai slopina in vitro B. cinerea augimą. 100% 95% 90% 85% Pažeistos uogos / Infected fruits Sveikos uogos / Heatlhy fruits Apsaugos sistemų efektyvumas / Plant protection system efficiency 100 80 60 40 20 80% 0 2013 2014 2015 1 pav. Alternatyvių augalų apsaugos priemonių įtaka kekeriniam uogų puviniui plisti. LAMMC SDI, 2013-2015 m. Fig. 1. The effect of alternative plant protection measures on grey mould, LRCAF IH, 2013-2015 m. 3
Labai svarbu palaikyti braškių kerelių būkle joms baigiant žydėti, prieš pat derliaus nuėmimą. Laiku netaikant efektyvių augalų apsaugos priemonių, braškių derėjimo pabaigoje, dažnai augalus apninka ligos, kenkėjai bei kerelių būklė suprastėja (Uselis ir kt., 2009). Pirmą kartą lauko tyrimų metu nustatyta, kad po alternatyvių augalų apsaugos priemonių naudojimo visuose eksperimento variantuose 2013 m. braškių kerelių išsivystymas buvo panašus. Atskiruose eksperimento laukeliuose, kur panaudoti tradiciniai augalų apsaugos produktai ir AAAP, augančių kerelių ragelių, lapų, žiedynų ir ūsų skaičius tenkantis vienam augalui varijavo paklaidos ribose ir iš esmės nesiskyrė (2 pav.). Panaudotos priemonės turi įtakos braškių kerelių išsivystymui tik sekančiais metais. Rageliai / Crown Lapai / Leaves Žiedynai / Inflorescences Ūsai / Runners 35 30 25 20 15 10 5 0 Na-Chl-a Switch/Signum Na-Chl-b Switch/Signum Na-Chl-c Na-Chl-b Switch/Signum Skaičius / Number 2013 2014 2015 2 pav. Chlorofilino darinių ir fungicidų poveikis braškių Darselect kerelių augumui ir išsivystymui. LAMMC SDI, 2013-2015 m. Fig. 2. The chlorophyllin derivatives and fungicides measures on strawberry Darselect plants growth and productivity, LRCAF IH, 2013-2015 m. Antraisiais ir trečiaisiais tyrimų metais, panaudotos AAAP pagerino (nors ir neesminiai) braškių kerelių augumą bei išsivystymą ir padidino braškių produktyvumą (2 pav.). Tik fungicidų Switch/Signum kombinacija braškių išsivystymą ir produktyvumą pagerino iš esmės. Braškių kereliai iš esmės suformavo daugiausia žiedynų ir buvo gautas esminiai didesnis derlius lyginant su kontroliniu variantu. Trečiaisiais tyrimų metais, AAAP pagerino nors ir neesminiai braškių kerelių augumą ir išsivystymą. Po nepalankių žiemojimo sąlygų tiek kontroliniame tiek ir kituose variantuose apie penktadalis braškių kerelių dėl stipraus pašalimo išnyko ir braškynas išretėjo. Tik laukeliuose, kur braškės buvo apdorotos fungicidais Switch ir Signum, jos ne tik buvo ženkliai geresnės būklės, bet ir kerelių išretėjimas buvo apie 3 kartus mažesnis negu panaudojus kitas priemones ar be jų (2 lentelė). 4
2 lentelė. Alternatyvių augalų apsaugos priemonių įtaka kerelių būklei ir išretėjimui LAMMC SDI, 2014 m. Table 2. The alternative plant protection system influence on strawberry growth conditions, LRCAF IH, 2013-2015 m. Augalai / Plants Būklė, išvaizda balais / Išretėjimas / Loss, % State, appreance score (0-10) 6.5 a 23.3 b Na-Chl -b 6.8 a 22.6 b Switch/Signum 9.2 b 7.7 a * tomis pačiomis raidėmis pažymėtos reikšmės pagal Dunkano kriterijų (P = 0.05) iš esmės nesiskiria. Pastaba - įvertinta praeitų metų taikytų priemonių įtaka. Išvados 1. Alternatyvios augalų apsaugos priemonės, chlorofilino dariniai, turi potencialą stabdyti braškių uogų kekerinio puvinio plitimą, nors ir neprilygsta tradiciniams augalų apsaugos produktams. Apdorojus Na-Chl-a braškes gautas vidutiniškai 0,58 t ha -1 didesnis derlius. 2. Nustatyta, kad braškių uogų augimo (61-65 BBCH) ir nokimo metu (85 BBCH) lauko sąlygomis panaudotos alternatyvios priemonės - chlorofilino dariniai, gerino braškių kerelių augumo ar išsivystymo rodiklius, bet nepadidino braškių kerelių ištvermingumo ekstremaliomis žiemojimo sąlygomis. Padėka: Tyrimai finansuojami pagal Lietuvos mokslo tarybos remiamos veiklos kryptį Nacionalinė mokslo programa Sveikas ir saugus maistas Nr. SVE-02/2012. LITERATŪROS SĄRAŠAS 1. BBCH Monograph. 2001. Growth stages of mono-and dicotyledonous plants. Edited by Uwe Meier. Federal Biological Research Centre for Agriculture and Forestry. 2. Hesami G., Bahramian S., Fatemi A., Hesami S. 2014. Effect of Pistacia atlantica Subsp. Kurdica Essential oil and Acetic acid on Botrytis cinerea Growth in Culture Media and Strawberry Fruits. Bulletin of Environment, Pharmacology and Life Sciences, 3(2): 100-106. 3. Yuk H., Bartz J., Schneider K. 2006. The effectiveness of sanitizer treatment in inactivation of Salmonella spp. from bell pepper, cucumber, and strawberry. Journal of Food Science. 71: 95-99. 4. Lukšienė Ž 2014. Novel Approach to Control Pathogenic and Harmful Microorganisms in Nonthermal Way: Photosensitization. In: J. Boziaris (ed) Novel Food preservation and microbial assessment techniques., 184-217. 5. Lukšienė Ž. 2005. New approach to inactivate harmful and pathogenic microorganisms: photosensitization. Food Technology and Biotechnology, 43: 411 418 6. Lukšienė Ž., Buchovec I. 2009. Decontamination of food and food-related surfaces, patent No 5567. 7. Lukšienė Ž., Buchovec I., Viškelis P. 2013. Impact of high-power pulsed light on microbial contamination, health promoting components and shelf life of strawberries. Food Technology and Biotechnology, 51 (2): 284 292. 8. Lukšienė Ž., Paškevičiūtė E. 2011. Novel approach to the microbial decontamination of strawberries: chlorophyllin-based photosensitization, Journal of Applied Microbiology, 110: 1274-1283. 5
9. Lukšienė Ž., Pečulytė D., Jurkoniene S., Puras R. 2005. Inactivation of possible fungal food contaminants by photosensitization. Food Technology and Biotechnology, 43: 335-341. 10. Lukšienė Ž., Žukauskas A. 2009. Prospects of photosensitization in control of pathogenic and harmful microorganisms, Journal of Applied Microbiology, 107: 1415-1424. 11. Moussa S. H., Tayel A. A., Alsohim A. S., Abdallah R. R. 2013. Botryticidal Activity of Nanosized Silver-Chitosan Composite and Its Application for the Control of Gray Mold in Strawberry. Journal of Food Science, 78(10): M1589-94. 12. Rasiukevičiūtė N., Valiuškaitė A., Survilienė-Radzevičė E., Supronienė S. 2013. Investigation of Botrytis cinerea risk forecasting model in strawberries. Proceedings of Latvian Academy of Science, Section B. Natural, Exact and Applied Sciences, 67 (2): 195 198. 13. Takaraknovas P., Raudonius S. 2003. Agronominių tyrimų duomenų statistinė analizė taikant kompiuterines programas ANOVA, STAT, SPLIT-PLOT iš paketo SELEKCIJA ir IRRISTAT. Akademija, 56 p. 14. Uselis N., Lanauskas J., Valiuškaitė A., Viškelis P. 2009. Braškių veislių tyrimas, auginant jas profiliuotoje dirvoje po priedanga. Sodininkystė ir daržininkystė, 28(4): 51-60. 15. Uselis N., Valiuškaitė A., Raudonis L. 2006. Incidence of fungal leaf diseases and phytophagous mites in different strawberry cultivars. Agronomy research. 4: 421-425. 16. Valiuškaitė A., Raudonis L., Survilienė E. 2008. Control of grey mould and white leaf spot in strawberry. Zemdirbyste-Agriculture, 95(3): 221 226. 17. Valiuškaitė A., Uselis N., Survilienė E. 2010. imetos sm Botrytis sp. prognozavimo modelio efektyvumo tyrimai braškyne. Sodininkystė ir daržininkystė. 29(3): 13-21. 18. Žemės ūkio augalų kenkėjai, ligos ir jų apskaita. 2002. sudarytojai Šurkus J., Gaurilčikienė I. Žemdirbystės institutas, 346 p. The effect of alternative plant protection measures on grey mould spread, strawberry growth and productivity Neringa Rasiukevičiūtė, Alma Valiuškaitė, Nobertas Uselis, Živilė Lukšienė Summary The research was carried out at the LRCAF Institute of Horticulture s in 2012-2015. In order to investigate the different chlorophyllin derivatives concentrations effect on strawberry grey mould. For a comparison were chosen the conventional fungicides (Signum and Switch 62.5 WG) against grey mould. The alternative plant protection measures had average 5.51 t ha -1 yield increase and have had a positive effect on fruit yield and quality, although not equal to traditional fungicides. The alternative plant protection measures had a tendency to improve the growth and productivity of strawberry. The number of grey mould infected strawberries reduced after the treatment with chlorophyllin derivative Na-Chl-a during experimental year. Keywords: Botrytis cinerea, chlorophyllin derivatives, development, growth, Signum, strawberry, Switch 62.5 WG. 6