Charakterystyka:

Beauveria bassiana – Grzyb ten pasożytuje na owadach powodując u nich chorobę zwaną białą muskardyną

Symbiotyczne działanie mikoryz i bakterii ryzosferowych pobudza w roślinie aktywację systemów samoobrony przeciwko głównym patogenom, takim jak ziemiórki, drutowce, wciornastki, mączliki  oraz przędziorki. Pod wpływem mikoryz roślina zostaje pobudzona do pogrubienia ścian komórkowych, wydłużania korzeni, tworzenia tkanki kalusowej i ligniny, a także do produkcji substancji przeciwutleniających, takich jak fitoaleksyny i polifenole, które wspierają jej naturalne mechanizmy obronne

Sposób działania

Beauveria bassiana (potocznie nazywana białą muszkardyną) jest entomopatogenicznym grzybem występującym naturalnie w glebie na całym świecie.

B. bassiana jest patogenem atakującym owady poprzez kontakt bezpośredni – jego zarodniki (konidia) muszą zetknąć się z ciałem owada, aby doszło do infekcji.

CYKLE INFEKCYJNE:

1. Adhezja zarodnika do kutykuli owada: Zarodniki grzyba z znajdujące się w preparacie przyczepiają się do powierzchni ciała szkodnika. Dzieje się tak np. podczas żerowania owada na opryskanej roślinie lub kontaktu ze skażoną glebą.

2. Kiełkowanie i penetracja oskórka: Przy sprzyjających warunkach (odpowiednia wilgotność i temperatura) zarodnik kiełkuje na powierzchni owada. Wypuszcza strzępkę infekcyjną, która mechanicznie wrasta w kutykulę. Grzyb wytwarza enzymy (m.in. proteazy i chitynazy) ułatwiające rozkład oskórka i przenikanie do wnętrza ciała żywiciela.

3. Rozwój wewnątrz ciała owada: Po sforsowaniu bariery ochronnej grzyb wnika do hemolimfy i tkanek. Strzępka infekcyjna rozpada się na drobne, wielojądrowe fragmenty (tzw. ciała strzępkowe), które szybko kolonizują wnętrze owada. W pierwszej kolejności zajęte zostają mniej ważne narządy, takie jak ciało tłuszczowe i przewód pokarmowy – początkowo owad wciąż żyje, lecz wykazuje objawy choroby (np. apatia, utrata apetytu, spowolnienie ruchów). Na tym etapie infekcji zazwyczaj nie widać jeszcze żadnych zewnętrznych oznak porażenia.

4. Śmierć owada: W miarę rozwoju grzybni kluczowe organy wewnętrzne owada zostają zniszczone – grzyb odbiera gospodarzowi składniki odżywcze i jednocześnie produkuje toksyczne metabolity zaburzające funkcje życiowe. Przykładem takiej mykotoksyny jest beauwercyna (beauvericin) działająca wyniszczająco na komórki owada. Owad ostatecznie ginie, zwykle po kilku dniach lub tygodniach od zakażenia (w zależności od gatunku i warunków – patrz następny rozdział. W przeciwieństwie do chemicznych insektycydów, śmierć nie następuje natychmiast, lecz dopiero wskutek postępującej infekcji grzybowej.

5. Sporulacja na martwym owadzie: Po zgonie żywiciela grzyb intensywnie się rozrasta. Strzępki przebijają się na zewnątrz przez cienkie fragmenty powłok (np. międzysegmentowe błony stawowe) i w warunkach wysokiej wilgotności tworzą widoczny na ciele owada biały nalot grzybni. Na tej powierzchniowej grzybni powstają nowe konidiofory z zarodniami, produkując kolejne zarodniki infekcyjne. Charakterystycznym objawem jest więc „mumifikacja” i zbielenie trupów owadów wskutek masowego zarodnikowania grzyba – stąd nazwa biała muszkardyna. Nowo powstałe zarodniki mogą rozprzestrzeniać się w środowisku i zakażać kolejne ofiary w pobliżu.

6. Przetrwanie w środowisku: Gdy brakuje gospodarzy lub warunki są niesprzyjające, część zarodników przechodzi w formy przetrwalnikowe (np. chlamydospory). Pozwala to grzybowi przetrwać okresy niekorzystne, a następnie uaktywnić się ponownie, gdy pojawi się podatny owad i dogodne warunki do infekcji.

Mechanizm działania B. bassiana polega zatem na połączeniu działania mechanicznego i biochemicznego. Strzępki grzyba fizycznie penetrują ciało owada, niszcząc tkanki i powodując utratę wody oraz hemolimfy, a równocześnie grzyb wydziela enzymy i toksyny osłabiające odporność owada. Finalnie dochodzi do uśmiercenia gospodarza i wykorzystania jego ciała jako pożywki do wytworzenia kolejnych pokoleń zarodników.

B. bassiana jest grzybem polifagicznym, atakującym wiele gatunków owadów i pajęczaków. Może porażać ponad 700 gatunków należących do 15 rzędów owadów (m.in. muchówki, błonkówki, chrząszcze, motyle, pluskwiaki) oraz nawet niektóre roztocza.

B. bassiana wykorzystuje się najczęściej do zwalczania takich szkodników jak:

• Mączliki (np. mączlik szklarniowy Trialeurodes vaporariorum i ostroskrzydły Bemisia tabaci) – szkodniki wielu upraw pod osłonami;

• Wciornastki (różne gatunki z rzędu Thysanoptera) – drobne owady wysysające soki roślin, np. wciornastek zachodni;

• Przędziorki (roztocza, np. przędziorek chmielowiec Tetranychus urticae) – chociaż nie są owadami, również mogą być zakażane przez B. bassiana

• Mszyce (niektóre gatunki, np. mszyca sałatowo-porzeczkowa Nasonovia ribisnigri) – zwłaszcza formy uskrzydlone i larwalne są podatne;

• Pluskwiaki równoskrzydłe, m.in. czerwce (np. wełnowce, miseczniki) i inne Hemiptera żerujące na roślinach;

• Chrząszcze: larwy glebowe takie jak drutowce (larwy sprężykowatych), pędraki (larwy chrabąszczy) czy opuchlaki (np. larwy opuchlaka truskawkowca) także niektóre dorosłe chrząszcze jak stonka ziemniaczana (Leptinotarsa decemlineata) mogą ulegać zakażeniu (zwłaszcza w stadium larwalnym);

• Motyle (gąsienice): odnotowano działanie na gąsienice szeregu gatunków, np. omacnicy prosowianki (Ostrinia nubilalis) czy tantnisia krzyżowiaczka (Plutella xylostella);

• Muchówki: np. larwy muchówek-miniarek oraz dorosłe i larwy nasionnic (muchówki z rodzaju Rhagoletis atakujące owoce) – B. bassiana wykazuje działanie ograniczające składanie jaj przez nasionnice na chronionych owocach.

Warunki skuteczności (temperatura i wilgotność)

 

Skuteczność działania B. bassiana w dużej mierze zależy od warunków środowiskowych, przede wszystkim temperatury i wilgotności. Są to czynniki krytyczne, od których zależy tempo kiełkowania zarodników, wzrost grzybni w owadzie oraz wytwarzanie nowych zarodników.

• Temperatura: Najlepsze rezultaty obserwuje się w zakresie ok. 20–27°C (warunki optymalne rozwoju grzyba). Poniżej około 15°C metabolizm grzyba spowalnia – zarodniki rozwijają się wolniej, przez co okres od zakażenia do śmierci owada znacznie się wydłuża. Z kolei temperatury powyżej 30–33°C są niekorzystne; przy ok. 33°C zarodniki stają się nieaktywne, a w jeszcze wyższych temperaturach giną. W praktyce zaleca się wykonywanie zabiegów w temperaturze umiarkowanej: preparat najlepiej działa w zakresie 18–29°C.

• Wilgotność: Zarodniki B. bassiana do kiełkowania wymagają wysokiej wilgotności względnej. Minimum to ok. 60%, ale najlepiej 80–90% RH utrzymujące się przez co najmniej 24 godziny po zabiegu. Taka wilgotność zapewnia grzybowi dogodne warunki do wniknięcia w owada i sporulacji na jego ciele. W uprawach polowych często zaleca się przeprowadzenie deszczowania lub podlewania przed/po aplikacji, aby zwiększyć wilgotność otoczenia. Susza i niska wilgotność powietrza znacząco ograniczają skuteczność preparatu – w suchym środowisku zarodniki mogą obumrzeć zanim dokonają infekcji.

• 

• Nasłonecznienie: Silne promieniowanie UV jest szkodliwe dla B. bassiana. Promienie UV szybko inaktywują żywe zarodniki na powierzchni roślin. Dlatego zabiegi najlepiej wykonywać pod wieczór lub wcześnie rano, poza intensywnym nasłonecznieniem).  Zaleca się aplikację przy pochmurnej pogodzie lub wieczorem.

• Czas działania: B. bassiana działa relatywnie wolno w porównaniu z insektycydami chemicznymi. Od momentu infekcji do śmierci owada upływa zwykle kilka do kilkunastu dni, zależnie od temperatury i innych czynników. W warunkach laboratoryjnych (stała wysoka wilgotność, optymalna temperatura) śmierć insektów może nastąpić już po 3–6 dniach, ale w polu często trwa to 10–14 dni lub dłużej. Wymagana jest więc pewna cierpliwość – efekt nie będzie natychmiastowy. Jeśli temperatura spadnie poniżej optymalnej, proces infekcji odpowiednio się wydłuży; przy chłodnej pogodzie (np. ~15°C) pełen efekt może być widoczny dopiero po 2–3 tygodniach.

Bezpieczeństwo dla ludzi i środowiska: Beauveria bassiana jest uznawana za środek bezpieczny dla użytkownika końcowego upraw (konsumentów) i dla środowiska jako całości. Nie zanieczyszcza gleby ani wód gruntowych toksycznymi związkami – to żywy organizm, naturalnie występujący w ekosystemach. Jego użycie nie wiąże się z odkładaniem szkodliwych pozostałości w roślinach (stąd zerowa karencja).

Bakterie ryzosferyczne (PGPR) – mechanizmy działania

Mechanizmy bezpośrednie wspierające wzrost roślin

 

Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR) to pożyteczne bakterie glebowe zasiedlające ryzosferę (strefę korzeniową), które stymulują wzrost i plonowanie roślin za pomocą różnych mechanizmów. Do mechanizmów bezpośrednich zalicza się przede wszystkim zdolność takich bakterii do polepszania odżywienia roślin. PGPR wiązują azot atmosferyczny (diazotrofia) i udostępniają go roślinom w formie przyswajalnej, co zmniejsza zapotrzebowanie na nawozy azotowe.

Rozpuszczanie trudno dostępnych składników mineralnych to kolejny kluczowy mechanizm – PGPR uwalniają fosfor z nierozpuszczalnych związków glebowych dzięki wydzielaniu kwasów organicznych lub enzymów fosfataz. W ten sposób zwiększają dostępność fosforu (oraz innych pierwiastków jak potas czy cynk) dla korzeni, co pozwala ograniczyć nawożenie fosforowe i poprawia odżywienie roślin.

Drugą ważną grupą są mechanizmy pośrednie, dzięki którym PGPR wspomagają zdrowotność roślin i chronią je przed chorobami. W naturalnej glebie korzenie roślin są zasiedlane przez mieszaninę mikroorganizmów neutralnych, chorobotwórczych oraz korzystnych

Mikoryza typu Glomus:

 

1. Zwiększa powierzchnię chłonną korzenia – grzybnia działa jak „przedłużenie” systemu korzeniowego.

2. Ułatwia pobieranie trudno dostępnych składników – szczególnie fosforu (P), który w glebie jest mało mobilny.

3. Poprawia odporność roślin na stresy abiotyczne (susza, zasolenie) i niektóre patogeny.

4. Zmniejsza zapotrzebowanie na nawozy mineralne, zwłaszcza fosforowe.

5. Tworzy trwałą sieć w glebie – poprawia strukturę gleby i wspiera bioróżnorodność mikroflory