Biopreparaty w rolnictwie – przyszłość czy alternatywa dla tradycyjnych ŚOR

Inne

Biopreparaty znajdują coraz szersze zastosowanie w rolnictwie, a ich wykorzystanie sukcesywnie zwiększa się. Do rozwoju tego trendu w produkcji roślinnej przyczynia się zarówno proekologiczna polityka Unii Europejskiej, jak i rosnąca świadomość konsumentów. Coraz częściej konsumenci chcą nabywać produkty wysokiej jakości, które są wytwarzane z poszanowaniem środowiska naturalnego. Czy biopreparaty stanowią przyszłość dla rolnictwa w krajach Unii Europejskiej, czy będą tylko alternatywą dla tradycyjnych środków ochrony roślin?

Ograniczenie stosowania tradycyjnych ŚOR w Unii Europejskiej

Gwałtowny rozwój rolnictwa konwencjonalnego oraz masowe stosowanie chemicznych środków ochrony roślin w XX wieku doprowadziły do m.in. wyczerpywania zasobów naturalnych, erozji gleb oraz zaburzenia równowagi biologicznej. Stale postępująca degradacja środowiska naturalnego przyczyniła się do poszukiwania alternatywnych metod ochrony roślin, dzięki którym produkowana żywność będzie pełnowartościowa, bezpieczna i wytwarzana z poszanowaniem środowiska.

Dlatego Unia Europejska, od 1 stycznia 2014 r., nałożyła na producentów rolnych obowiązek integrowanej ochrony roślin. Zgodnie z przepisami unijnymi, Załącznik III do dyrektywy 128/2009 Unii Europejskiej pkt. 4, jeżeli po przeprowadzeniu monitoringu występowania agrofagów zostanie stwierdzona potrzeba ich zwalczania nad metody chemiczne przedkładać należy zrównoważone metody biologiczne, fizyczne i inne niechemiczne, jeśli zapewniają one zadawalającą ochronę przed organizmami szkodliwymi [10].

Metody niechemiczne są definiowane jako metody alternatywne dla metod chemicznych, oparte na technikach agronomicznych, fizycznych mechanicznych lub biologicznych.

Strategia „Od pola do stołu”

Dodatkowo, strategia „Od pola do stołu” w ramach Europejskiego Zielonego Ładu zakłada:

• ograniczenie zużycia chemicznych środków ochrony roślin w Unii Europejskiej o pięćdziesiąt procent (50%) do 2030 r., przy czym w żadnym wypadku cel krajowy nie może być niższy niż trzydzieści pięć procent (35%),
• zmniejszenie ilości stosowanych nawozów mineralnych o dwadzieścia procent (20%)
• wzrost areału upraw ekologicznych do poziomu dwudziestu pięciu procent (25%) gruntów rolnych

Dla producentów rolnych oznacza to potrzebę przestawienia się ze stosowania tradycyjnych środków ochrony roślin na metody niechemiczne. W tej sytuacji satysfakcjonującym rozwiązaniem mogą okazać się wciąż zyskujące na popularności biopreparaty.

Biopreparaty w rolnictwie – czym są?

Biopreparaty to grupa środków ochrony roślin, która zawiera w swoim składzie m.in. starannie wyselekcjonowane żywe organizmy lub odpowiednio przygotowane produkty ich metabolizmu, formy przetrwalnikowe bakterii chorobotwórczych atakujących niektóre gatunki szkodników oraz substancje pochodzenia naturalnego.

Wśród stosowanych mikroorganizmów w składzie biopreparatów dominują bakterie z rodzaju Bacillus i Pseudomonas oraz grzyby z rodzaju Beauveria i Trichoderma.

W rolnictwie biopreparaty wykorzystywane są do m. in.:

• zwalczania chorób i szkodników roślin uprawnych
• ograniczenia zachwaszczenia
• optymalizacji procesu kompostowania i poprawy żyzności gleb

Czym są biopreparaty w rolnictwie?

Biopreparaty w rolnictwie obejmują następujące grupy.

• BIONAWOZY – zawarte w nich mikroorganizmy poprawiają żyzność gleb oraz poprzez indukcję odporności i kontrolę fitopatogenów korzystnie wpływają na wzrost i rozwój roślin, jak również ich plonowanie

• BIOSTYMULATORY – dzięki zawartości m. in. aminokwasów, hormonów roślinnych i substancji humusowych wspomagają procesy życiowe zachodzące w roślinach

• BIOPESTYCYDY – zawierają w swoim składzie m.in. wirusy, bakterie, grzyby oraz nicienie i mogą stanowić alternatywę dla tradycyjnych ŚOR. Wśród biopestycydów wyróżnia się biobakteriocydy, biofungicydy, bioherbicydy, bioinsekcydy, bioakarycydy, biowirusocydy oraz bionematocydy

• PREPARATY MIKROBIOLOGICZNE – poprawiają chemiczne i fizyczne właściwości gleb oraz przywracają ich równowagę mikrobiologiczną.  Preparaty mikrobiologiczne w swoim składzie zawierają starannie wyselekcjonowane mikroorganizmy. Popularną formą tego typu preparatów są szczepionki, np. wiążące azot atmosferyczny oraz preparaty EM

Podział biopreparatów w rolnictwie ciąg dalszy

W zależności od składu biopreparaty dzieli się również na:

• bakteryjne
• enzymatyczne
• bakteryjno-enzymatyczne
• grzybowe

Wśród preparatów bakteryjnych oraz grzybowych, w zależności od ilości wykorzystanych szczepów mikroorganizmów, wyróżnia się biopreparaty:

• jednoskładnikowe
• wieloskładnikowe

Rejestracja biopestycydów w Polsce

W Polsce biopreparaty, które pełnią funkcję biopestycydów, muszą być zarejestrowane w Ministerstwie Rolnictwa i Rozwoju Wsi na mocy Rozporządzenia Komisji Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) 1107/2009 z dnia 21 października 2009 r. oraz Rozporządzenia Komisji (UE) 2022/1438 z dnia 31 sierpnia 2022 r. [8, 9].

Przeczytaj także:

Biologiczne środki w uprawie – Poznaj cztery zalety ich stosowania

Biopreparaty w rolnictwie – zwalczanie szkodników

W bioinsektycydach, których zadaniem jest zwalczanie szkodników najważniejszymi mikroorganizmami są Bacillus thuringiensis, Beauveria bassiana oraz Isaria fumosorosea.

Bacillus thuringiensis są chemoorganoheterotroficznymi Gram-dodatnimi laseczkami, które wytwarzają endospory. Jest to najważniejsza grupa mikroorganizmów, która zdominowała rynek bioinsektrycydów. Bakterie te posiadają zdolność do syntezy białkowych toksyn krystalicznych Cry i Cyt wykazujących działanie owadobójcze w stosunku do niektórych owadów należących do rzędów motyli, muchówek, błonkoskrzydłych oraz chrząszczy, jak również roztoczy i nicieni [2; 3].

W Polsce biopreparaty zawierające B. thuringiensis dopuszczone są do zwalczania m.in. zwójkowatych w uprawach brzoskwini, wiśni, czereśni, śliwy, moreli, nektarynki, gruszy i jabłoni [7].

Grzyby owadobójcze 

Beauveria bassiana jest jednym z najpospolitszych grzybów owadobójczych. Grzyb ten może porażać różne gatunki muchówek, błonkoskrzydłych, chrząszczy, pluskwiaków i motyli [5]. Rozwija się we wnętrzu owada i po kilkunastu dniach powoduje jego śmierć. Ciała zainfekowanych osobników porastają białą wełnistą strukturą z zarodnikami konidialnymi [4]. W Polsce dopuszczony do zwalczania mączlików m.in. w uprawach warzywniczych, roślin jagodowych, roślin szkółkarskich i ozdobnych [7].

Isaria fumosorosea (dawna nazwa Paecilomyces fumosoroseu) to pasożytniczy grzyb zarejestrowany w Polsce do zwalczania mączlika szklarniowego w uprawach m. in. ogórka, pomidora, cukinii, fasoli, papryki i oberżyny [7].

Granulowirusy do zwalczania szkodników

Oprócz grzybów, w zwalczaniu szkodników wykorzystuje się granulowirusy. W Polsce zarejestrowane są preparaty oparte na Cydia pomonella Granulosis Virus służące do zwalczania owocówki jabłkóweczki w jabłoniach i gruszach.

Biopreparaty w rolnictwie, które zwalczają choroby roślin uprawnych

Choroby grzybowe roślin uprawnych mogą być zwalczane przy wykorzystaniu innych gatunków grzybów, np.  Trichoderma asperellum,  Trichoderma harzianum oraz Pythium oligandrum.

Szczepy grzybów Trichoderma spp. Wykazują działanie antagonistyczne w stosunku do patogenów powodujących m.in. zgorzel siewek, miękką zgniliznę korzeni, gnicie korzeni oraz fuzariozy w uprawach warzywniczych oraz roślin jagodowych. Trichoderma spp. Wytwarzają hydrolazy oraz związki fenolowe indukujące odporność roślin [6].

Pythium oligandrum jest pasożytniczym grzybem, który za pomocą rozkładu enzymatycznego rozkłada strzępki grzybów patogenicznych. Dodatkowo, stymuluje mechanizmy odpornościowe rośliny chronionej. W Polsce zarejestrowany jest w biofungicydach przeznaczonych do zwalczania  patogenów wywołujących takie choroby jak:

• zgnilizna twardzikowa i sucha zgnilizna kapustnych w rzepaku ozimym
• fuzarioza kłosów w jęczmieniu jarym, pszenicy jarej i ozimej
• szarej pleśni w uprawach roślin jagodowych
• gorzkiej i mokrej zgnilizny w owocach drobnopestkowych [7].

Bakterie do zwalczania chorób w roślinach uprawnych

Oprócz grzybów w biofungicydach stosuje się bakterie z rodzaju Pseudomonas, które są zdolne do wytwarzania substancji hamujących rozwój G. graminis oraz innych grzybów chorobotwórczych.

Biopreparaty w rolnictwie – zalety i wady

Przydatność biopreparatów w ochronie roślin jest bezdyskusyjna. Jednak biopreparaty mają nie tylko zalety, ale też wady, które warto znać.

Zalety biopreparatów w rolnictwie:

+ Są bezpieczne dla środowiska oraz zdrowia człowieka

+ Nie akumulują się w roślinach i ulegają biodegradacji

+ Brak okresu karencji po ich zastosowaniu

+ Powodują mniejszy stres dla roślin niż chemiczne środki ochrony roślin

+ Wzrost bioróżnorodności

+ Eliminacja potencjalnych zanieczyszczeń

Wady biopreparatów w rolnictwie

– Wolniejsze działanie niż w przypadku chemicznych ŚOR

– Niższa skuteczność przy dużym nasileniu patogenów

– Trudniejsza aplikacja i przechowywanie niż w przypadku tradycyjnych ŚOR

– Są wrażliwe na warunki pogodowe panujące podczas aplikacji

Przeczytaj także:

Niska cena ŚOR – nie daj się nabrać!

Bioprepataty w rolnictwie – przyszłość czy alternatywa?

Rozwój idei rolnictwa zrównoważonego oraz ekologicznego, jak również rosnąca świadomość konsumentów i wdrażanie kolejnych przepisów dotyczących integrowanej ochrony roślin przyczynia się do wzrostu sprzedaży biopestycydów. Średnia wartość tego rynku w 2019 r. wynosiła 2,68 mld dolarów. Do końca 2023 r., spodziewany jest średnioroczny wzrost o około szesnaście procent (16%) [1].

Jak widać producenci rolni coraz chętniej sięgają po tego typu preparaty. Biopestycydy są nie tylko bezpieczne dla środowiska, ale pozwalają również na osiągnięcie wyższych cen za produkty chronione naturalnie.

Dodatkowo, rosnąca liczba odkrywanych mikroorganizmów, które mogąc mieć zastosowanie w biopreparatach pozwala na tworzenie nowych skutecznych rozwiązań w ochronie roślin. Jednak, czy biopreparaty w całości zastąpią tradycyjne środki ochrony roślin czas pokaże. Na ten moment preparaty biologiczne nie są w stanie zastąpić w pełni działania chemicznych środków ochrony roślin.

Bibliografia:

1. www.chemiaibiznes.com.pl
2. Konecka E., Koznowski A., Baranek J. (2011). Wykorzystanie bakterii Bacillus thuringiensis do produkcji bioinsekcydów. POST. MIKROBIOL., 50, 4, 303–311.
3. Raymond B., Johnston P.R., Nielsen-LeRoux Ch., Lereclus D., Crickmore N.(2010): Bacillus thuringiensis: an impotent pathogen? Trends. Microbiol. 18, 189–194.
4. Sosnowska D., Ratajkiewicz H. (2021). Ocena potencjału lokalnych izolatów grzybów owadobójczych jako biologicznych środków ochrony roślin. Progress IN PLANT PROTECTION 61 (2): 121-127.
5. Augustyniu-Kram A. (2010). Organizmy pożyteczne w strategiach biologicznego zwalczania – grzyby owadobójcze. Studia Ecologiae et Bioethicae 8(2010)1, 45–54.
6. Grzyb A., Waraczewska Z., Niewiadomska A., Wolna-Maruwka A. (2019). Czym są biopreparaty i jakie jest ich zastosowanie. Nauka Przyr. Technol., 13, 2, 65–76.
7. www.gov.pl/web/rolnictwo/wyszukiwarka-srodkow-ochrony-roslin—zastosowanie
8. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) 1107/2009 z dnia 21 października 2009 r. dotyczące wprowadzania do obrotu środków ochrony roślin i uchylające dyrektywy Rady 79/117/EWG i 91/414/EWG
9. Rozporządzenie Komisji (UE) 2022/1438 z dnia 31 sierpnia 2022 r. zmieniające załącznik II do rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1107/2009 w odniesieniu do szczególnych kryteriów zatwierdzania substancji czynnych będących mikroorganizmami
10. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/128/WE z dnia 21 października 2009 r. ustanawiająca ramy wspólnotowego działania na rzecz zrównoważonego stosowania pestycydów