Nicienie i zboża: płodozmian, zagrożenia i biologiczne zwalczanie szkodników

Kiedy rolnicy myślą o nicieniach i zbożach, często stają przed mieczem obosiecznym. Z jednej strony niektóre rodzaje zbóż uważane są za niezbędną broń w płodozmianie, pozwalającą na radykalne ograniczenie presji inwazji nicieni pasożytniczych roślin w kolejnych uprawach. Z drugiej strony określone gatunki nicieni, takie jak nicienie łodygowe, mogą powodować znaczne uszkodzenia niektórych zbóż, takich jak żyto. Ponadto zastosowanie nicieni entomopatogennych (chorobotwórczych dla owadów) otwiera zupełnie nowe biologiczne sposoby zwalczania niszczycielskich szkodników glebowych, takich jak wirewormy czy pędraki w produkcji zbóż. W tym artykule na podstawie aktualnych odkryć naukowych podkreślono złożoną interakcję między nicieniami a roślinami zbożowymi.

Ziarna w płodozmianie: broń biologiczna przeciwko nicieniom korzeniowym

W nowoczesnym rolnictwie płodozmian jest najważniejszym narzędziem zapewniającym zdrowie gleby. Szczególnie w uprawie warzyw i roślin okopowych (np. marchwi lub ziemniaków) nicienie pasożytujące na roślinach, takie jak węzeł północny (Meloidogyne hapla) lub nicienie powodujące uszkodzenia korzeni (Pratylenchus penetrans) powodują ogromne szkody gospodarcze [1]. W tym przypadku zboże staje się zbawieniem w czasach potrzeby.

Nematy galasów korzeniowych to nicienie osiadłe. Larwy wnikają do korzeni, migrują do centralnego cylindra i indukują tworzenie się specyficznej tkanki odżywczej, co prowadzi do typowych zgrubień [1]. Ponieważ nicienie te nie mogą przetrwać długo bez odpowiedniej rośliny żywicielskiej, istotne jest pozbawienie ich źródła pożywienia. Chociaż miesiące ugoru (otwarta, pozbawiona roślinności gleba) mogą zmniejszyć zagęszczenie nicieni nawet o 90%, często nie jest to praktyczne ze względu na ochronę przed erozją i gromadzenie się próchnicy [1].

Rozwiązaniem jest ukierunkowana uprawa roślin niebędących żywicielami. Zboża takie jak pszenica, jęczmień i pszenżyto idealnie nadają się do minimalizowania presji inwazji na podatne uprawy późniejsze. Larwy nicieni nie znajdują odpowiednich warunków na korzeniach ziaren, aby pobudzić tkankę odżywczą i umierają z głodu w glebie [1].

Uważaj na żyto: niebezpieczeństwo ze strony nicienia łodygowego

Chociaż pszenica i jęczmień są uważane za rośliny regeneracyjne, istnieje jeden poważny wyjątek w rodzinie zbóż: żyto. Problem leży w nicieniu łodygowym (Ditylenchus dipsaci). Gatunek ten jest jednym z najniebezpieczniejszych nicieni pasożytujących na roślinach, ponieważ może przetrwać w glebie jako tzw. trwała larwa przez lata w suchym materiale roślinnym [1].

Gdy wiosną zapanują chłodne i wilgotne warunki, larwy przedostają się do pędu rośliny żywicielskiej przez warstwę wody. Niszczą tkankę za pomocą kręgosłupa ustnego i specjalnych enzymów. W przypadku silnego porażenia następuje typowe zgrubienie, skręcenie i ostatecznie śmierć sadzonek [1].

Badania naukowe i zalecenia dotyczące praktyki rolniczej wyraźnie ostrzegają przed włączaniem żyta do płodozmianu, który jest już skażony Ditylenchus dipsaci. Żyto jest rośliną żywicielską i może masowo rozmnażać nicienie łodygowe [1]. Jeśli po uprawie żyta zostaną posadzone podatne rośliny, bardzo prawdopodobne jest całkowite niepowodzenie w wyniku zgnilizny kłosów lub zniszczenia tkanek.

Wireworms i pędraki w zbożu: pożyteczne nicienie jako wybawiciele

Zapasy zbóż cierpią nie tylko z powodu patogenów grzybowych i chwastów, ale także w dużej mierze z powodu larw owadów przenoszonych przez glebę. Szkodnikami budzącymi największy strach w uprawie zbóż są drutowce (larwy chrząszczy klikowych, Agriotes sp.) i pędraki (np. larwy chrabąszcza polnego, Melolontha melolontha) [2, 6]. Szkodniki te przegryzają korzenie ziarna lub wnikają w podstawę rośliny, powodując więdnięcie i śmierć roślin [6].

W miarę jak chemiczne środki owadobójcze do gleby coraz częściej tracą aprobatę lub powodują oporność, w centrum uwagi staje się biologiczna ochrona roślin za pomocą nicienia entomopatogennego (EPN). Gatunki takie jak Heterorhabditis bacteriophora i Steinernema Feliae okazały się wysoce skutecznymi przeciwnikami tych szkodników [2, 3, 5].

Mechanizm infekcji EPN

Nicienie entomopatogenne to mikroskopijne nicienie (o długości ok. 0,3–0,8 mm), które aktywnie wyszukują larwy owadów w glebie [5]. Wnikają do krwiobiegu (hemolimfy) drutowców lub pędraków przez naturalne otwory w ciele (jama ustna, odbyt, otwory oddechowe). Tam uwalniają bakterie symbiotyczne (np. Photorhabdus u Heterorhabditis czy Xenorhabdus u Steinernema) [2]. Bakterie te rozmnażają się wybuchowo, rozkładają wnętrze szkodnika i zabijają go w ciągu 24–48 godzin [3, 5]. Nicienie żywią się miazgą tkanki bakteryjnej, rozmnażają się w tuszy, a po jednym do dwóch tygodni tysiącami wracają do ziemi, aby zakażać nowe szkodniki [5].

Warunki stosowania nicieni na polach zbożowych

Wykorzystanie żywych pożytecznych owadów na dużych gruntach ornych znacznie różni się od ich wykorzystania w szklarniach. Aby nicienie występujące w uprawach zbóż mogły skutecznie zwalczać wirewormy czy pędraki, należy wziąć pod uwagę specyficzne czynniki abiotyczne [4, 5].

1. Temperatura gleby

Nicienie to organizmy zmiennocieplne. Ich aktywność i zdolność do bezpośredniego infekowania zależą od temperatury gleby. Aby zastosować Heterorhabditis bacteriophora (często stosowany przeciwko pędrakom), wymagana jest temperatura gleby co najmniej 12 °C [5]. W temperaturach poniżej 10°C nicienie zamarzają. Badania pokazują, że największą śmiertelność szkodników, takich jak pędrak chrabąszcza majowego, osiąga się w temperaturze około 25°C [2, 3]. Steinernema Feliae jest nieco bardziej odporna na zimno i może stać się aktywna od około 8 °C, ale ginie w temperaturach powyżej 28 °C [4].

2. Wilgotność gleby i promieniowanie UV

Nicienie absolutnie potrzebują cienkiej warstwy wody w glebie, aby się poruszać. W glebach suchych są nieruchome i obumierają [4, 5]. Dlatego też aplikację na zboże najlepiej przeprowadzić przy zachmurzonym niebie, lekkim deszczu lub późnym wieczorem. Promieniowanie UV jest śmiertelne dla nicieni [5]. Po zastosowaniu (zwykle za pomocą opryskiwacza polowego z usuniętymi filtrami i wyregulowanym ciśnieniem) należy upewnić się, że nicienie zostały wypłukane do obszaru korzenia. Optymalny jest lekki deszcz po aplikacji.

Często zadawane pytania (FAQ)

Wniosek

Interakcja między nicieniami a zbożem jest złożona. Z jednej strony mądry wybór rodzaju ziarna w płodozmianie – np. unikanie żyta w przypadku ryzyka wystąpienia nicieni łodygowych i stosowanie pszenicy lub jęczmienia jako rośliny leczniczej – jest istotnym elementem dobrej praktyki zawodowej [1]. Z drugiej strony zastosowanie nicieni entomopatogennych stanowi wysoce skuteczną, ekologiczną alternatywę dla chemicznych środków owadobójczych w celu ochrony upraw zbóż przed uszkodzeniem korzeni przez wirewormy i pędraki [2, 3, 5]. Każdy, kto szanuje wymagania biologiczne tych mikroskopijnych pomocników (temperatura, wilgotność, ochrona przed promieniowaniem UV), integruje potężne narzędzie z nowoczesną koncepcją ochrony roślin.