Az őszi búza fuzáriumos kalászfertőzés elleni védelme

Az őszi búza fuzáriumos betegsége (kalászfuzáriózis) gyakori és az emberre, állatokra káros anyagcseretermékek megjelenése miatt jelentős gombák okozta betegség. A védekezésben a gyógy- és aromanövényekből származó illóolajok lehetséges megoldást jelentenek a szintetikus úton előállított gombaölő szerek kiváltására.

A szintetikus növényvédő szer mentes védekezési eljárások kutatása az utóbbi évtizedekben különösen hangsúlyossá válik. A gyógy- és aromanövényekből nyert kivonatok, illóolajok ismert antimikrobiális hatásuk révén lehetséges alternatívát jelenthetnek a szintetikus növényvédő szereken (peszticidek) alapuló védelem mellett. A téma alaposabb feltárását indokolják többek között a növényvédő szer használat egyre szigorodó szabályozása, a környezetterhelés csökkentése valamint a szintetikus peszticid-maradékoktól mentes termények iránti fokozódó fogyasztói igények. Az illóolajok gombagátló hatásának vizsgálata régóta ismert és ma is intenzíven kutatott terület, ugyanakkor az eredmények a legtöbb esetben laboratóriumi vizsgálatokon alapulnak, üzemi körülmények között (szabadföldi vagy hajtatott növényállományokban) végrehajtott kísérletekről ritkán találunk adatokat.

Hazánk egyik legfontosabb szántóföldön termesztett növénye az őszi búza. Vetésterülete meghaladja az 1 millió hektárt. A termesztés biztonságát egyéb betegségek (pl. lisztharmat, rozsdák, levél és pelyvafoltosságok) mellett a fuzáriumos betegség, más néven kalászfuzáriózis veszélyezteti. A betegséget Fusarium fajok okozzák, amelyek közül járványos években kiemelkedik a F. graminearum, illetve a F. culmorum szerepe. A fertőzés veszélye nem csak a közvetlen kártételben rejlik, a közvetett kártétel során, egészségre káros anyagcsere termékek (toxinok) képződnek, amelyek megjelenhetnek a takarmányokban illetve a pékárukban.

Az időjárás alakulása és a fertőzöttség gyakorisága szoros összefüggést mutat. A csapadékos években (különösen a virágzás idején hulló gyakori esőzésekkor pl.: 1978, 1979, 1999, 2010) az átlagos szemfertőzöttség gyakorisága országos szinten meghaladta a rendkívül magas, 20%-os értéket (Aponyi és társai, 1998.; Halász és Valovics, 2012). A betegség elleni hatékony védelem, a különböző védekezési eljárások együttes, integrált alkalmazását kívánja meg. A peszticidmentes eljárások kutatása, különösen az ökológiai termesztés területén, nagy hangsúlyt kap. Korábban számos ismert illóolaj (pl.: fahéj, szegfűszeg, szurokfű, citromfű) hatását értékelték laboratóriumi körülmények között a gabonaféléken előforduló Fusarium fajok ellen. A kórokozó növekedésének, valamint a toxinok felhalmozódásának gátlásában több esetben ígéretes eredményeket kaptak.

A Budapesti Corvinus Egyetem Növénykórtani Tanszékén folytatott több éves elővizsgálatra alapozva célul tűztük ki néhány gyógynövény, különböző mentafélék, a fahéj és a kakukkfű, felhasználása lehetőségének értékelését a betegség elleni védelemben.

Laboratóriumi vizsgálatok

A betegség kórokozói elleni hatásvizsgálatot a szabadföldi kezeléseket megelőzően laboratóriumban, ellenőrzött körülmények között kezdtük el. Mesterséges táptalajon először három mentaféle, a borsosmenta ’Mitcham’, a borsosmenta ’Mexian’ és a fodormenta növényi kivonatának és légszáraz darálékának kórokozó növekedésére gyakorolt hatását értékeltük. A növényi anyagokat eltérő koncentrációban illetve dózisban adagoltuk a táptalajhoz, majd egy nappal később a gombát a táptalaj közepére oltottuk. Az illóolajok hatását hasonló módon értékeltük: az illóolajokat eltérő koncentrációban adtuk kézmeleg táptalajhoz, amelyet az illóolaj cseppecskék egyenletes eloszlása érdekében folyamatos rázás mellett öntöttünk tenyészedényekbe. A kórokozó gombát a megszilárdult táptalaj közepére oltottuk. A mentaolajok mellett, a ciklámen fuzáriumos betegsége ellen korábban már hatékonynak bizonyult fahéj illóolajának hatását is értékeltük. A gátló hatásra a gombatelepek növekedésének mértékéből következtettünk. A kapott adatokat számítógépes program segítségével, statisztikai módszerekkel is feldolgoztuk.

A mentafélék daráléka táptalajon jelentősen gátolta a kórokozó telepeinek növekedését. A legkisebb telepek a borsosmenta ’Mitcham’ darálékát tartalmazó (1g/15 ml) táptalajon fejlődtek. A kezelt tenyészetek területe átlagosan negyedére csökkent a darálékot nem tartalmazó táptalajon fejlődött tenyészetekéhez képest. A gátlás statisztikailag mindhárom mentafélénél igazolható volt. A vizes kivonatok kórokozó fejlődésére gyakorolt hatása kevésbé volt jelentős, a gombatelepek növekedését nem, vagy csak kismértékben gátolták. Az illóolajok közül a fahéj olaja volt a leghatásosabb. A vizsgált koncentrációkban (0,01%, 0,03%, 0,1% és 0,3%) a kórokozó egyáltalán nem indult fejlődésnek. A menta illóolajok közül táptalajon a fahéj után a fodormenta olaja gátolta számottevően a telepek fejlődését. Az illóolajok gátló hatását, az azokat nem tartalmazó táptalajon fejlődő telepekhez képest statisztikailag minden esetben igazoltuk (1. ábra).

Jelmagyarázat: K: kontroll, F: fahéj, Fm: fodormenta, BMi: borsosmenta ’Mitcham’, BMe: borsosmenta ’Mexien’. (Az ábrákon az azonos betűk statisztikailag homogén csoportot jelölnek 95%-os biztonsági valószínűségi szinten. Az oszlopok felett az adatokhoz tartozó átlagos szórásértékek láthatók.)

Szabadföldi vizsgálatok

A laboratóriumban hatékony illóolajokkal a szabadföldi kezeléseket két helyszínen végeztük, Sóskúton a Sóskút Fruct Kft. illetve Röjtökmuzsajon a NÉBIH fajtakísérleti állomás őszi búza állományában. A fodormenta és a fahéj illóolajának hatékonysága mellett a kórokozók elleni vizsgálatainkban korábban gyakran eredményesnek bizonyult kakukkfű illóolajának hatékonyságát is értékeltük a kalászfuzáriózis ellen. A kezeléseket 2012-ben (Sóskút) és 2013-ban (Röjtökmuzsaj) is beállítottuk. Az illóolajokkal kisparcellás körülmények között Sóskúton MV Toborzó, Röjtökmuzsajon GK Szala búzafajtákat permeteztünk. A hatékonyság értékelhetőségének biztosítására az állományt mindkét helyszínen a kórokozó spóraszuszpenziójával mesterségesen fertőztük tejesérés kezdetén (Sóskút), illetve teljes virágzásban (Röjtömuzsaj). Az illóolajokat kézi nyomáspermetezővel két nappal a mesterséges fertőzés előtt (preventív, megelőző kezelés) illetve két nappal azt követően (kuratív, gyógyító kezelés) permeteztük a kalászokra. Az illóolajokat 0,1% illetve 0,2% koncentrációban alkalmaztuk. A diszpergáló képesség fokozására a permetlébe Silwet Star adjuvánst (0,02%) is adagoltunk. Sóskúton az állomány egy részét a mesterséges fertőzést követően összehasonlításként tebukonazol tar­talmú gombaölő szerrel is kezeltük háti motoros permetezővel. Röjtökmuzsajon a fertőzéshez kedvező rendkívül csapadékos időjárás miatt a növényeket tejesérésben felülkezeltük. A kezelések hatékonyságát a kalászfertőzés gyakorisága, annak mértéke, illetve a belső szemfertőzöttség gyakorisága alapján értékeltük. A belső szemfertőzöttség meghatározásához a gabonaszemeket felületi fertőtlenítést követően táptalajon, illetve nedves szűrőpapíron tartottuk és a szemek felületén megjelenő gombatelepeket leszámoltuk (2. ábra). Az eredményeket statisztikai módszerekkel szintén értékeltük.

A 2012-ben uralkodó időjárási körülmények mellett a sóskúti búzaállomány kísérleti parcellájában a betakarításig a betegségre jellemző kalásztünetek nem alakultak ki, ugyanakkor a mesterségesen fertőzött növényeken 32% körüli átlagos belső fuzáriumos szemfertőzöttséget tapasztaltunk, táptalajon értékelve. Az illóolajokkal 0,1%-os koncentrációban végzett kezelések közül a szemfertőzöttség gyakoriságát a fahéjjal a fertőzés után két nappal végrehajtott kuratív permetezés szorította vissza a legnagyobb mértékben. A szemfertőzöttség gyakorisága a kezelés hatására kevesebb, mint harmadára csökkent a mesterségesen fertőzött növényekhez képest. A kezelés hatékonysága szignifikánsnak mutatkozott a fertőzött kontroll, a kezeletlen kontroll és az üzemi kontroll növényekkel összevetve, ugyanakkor az illóolajos kezelések hatása egymástól kevésbé különbözött (3. ábra).

Jelmagyarázat: KK: kezeletlen kontroll, NK: üzemi kontroll, FeK: fertőzött kontroll, M: fodormenta, F: fahéj, p: preventív kezelés, k: kuratív kezelés.

Röjtökmuzsajon 2013-ban a kalászhányás-virágzás idején hullott gyakori és nagymennyiségű csapadék elősegítette a mesterségesen fertőzött növényeken a kalászfuzáriózis terjedését. Az illóolajos kezelések a tejesérés végén felvételezett kalászfertőzés gyakoriságát minden esetben jelentősen visszaszorították a fertőzött kontroll növényekéhez képest. Leghatékonyabbnak a fahéj 0,1%-os olajával végzett gyógyító hatású (kuratív) kezelés bizonyult, amelynek hatékonysága Abott képlettel számolva elérte a 78%-ot (4. ábra).

Jelmagyarázat: Fah: fahéj, Kak: kakukkfű, Kont: kezeletlen kontroll, Fert: fertőzött kontroll, K: kuratív kezelés, P: preventív kezelés.

A kalászokon kialakult fertőzés mértékét szintén a fahéj 0,1%-os olajával végzett kuratív kezelés gátolta legnagyobb mértékben, a hatékonyság elérte a 83%-ot. Ugyanakkor a kezelések jelentős része nem gátolta számottevően a kórokozó kalászon belüli terjedését (5. ábra). A nedves szűrőpapíron meghatározott belső szemfertőzöttség gyakoriságát egyik kezelés sem gátolta meggyőző mértékben a fertőzött kontroll szemekhez képest. A legnagyobb gátló hatást a fahéj 0,2%-os olajával végzett kuratív kezelés adta, amelynek hatékonysága 68% volt.

Következtetés, összefoglalás

Annak ellenére, hogy laboratóriumi körülmények között a növények száraz daráléka, kivonata jelentősen gátolhatja a kórokozó növekedését, szabadföldi alkalmazásuknak korlátot szabnak a kijuttatás nehézségei illetve a szántóföldi hatékonysághoz szükséges töménység elérése. Ugyanakkor a gyógynövényekből nyert illóolajok mind laboratóriumi, mind szabadföldi körülmények között számottevő mértékben gátolhatják a kalászfuzáriózis kórokozóinak terjedését. Figyelemre méltó a fahéj illóolajának úgynevezett kuratív, gyógyító hatása, amely vizsgálatainkban következetesen megnyilvánult. A kuratív hatás utal olyan illóolaj komponensek nagymennyiségű jelenlétére, amelyek a fejlődő gombafonalak károsításáért felelősek. Az alkalmazott illóolajok, hasonlóan számos kereskedelemben kapható gombaölő szerhez, gátló hatásukat leggyakrabban a gombafonalak sejtmembránjának funkcionális és morfológiai megváltoztatásával érik el.

A permetezések során alkalmazott Silwet Star adjuváns helyettesíthető az illóolaj cseppecskék eloszlását segítő természetes eredetű anyagokkal (pl.: szójalecitin, mosószappan). Eredményeink alapján a fahéj illóolaja alkalmas jelölt az őszi búza kalászfuzáriózisa elleni védelemben, azonban a szabadföldi hatékonyság igazolásához további összehasonlító vizsgálatokra van szükség valós fertőzési viszonyok között a kezelések száma, az alkalmazott dózis illetve az adalékanyag változtatásai mellett.

Köszönetnyilvánítás: a kutatás a TÁMOP 4.2.4.A/1-11-1-2012-0001 Nemzeti Kiválóság Program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.

További köszönetünket fejezzük ki a Sóskút Fruct Kft. valamint a NÉBIH fajtakísérleti állomás munkatársainak a kísérleti helyszín biztosításáért.

Dr. Nagy Géza – Kovács Blanka – Kovács Flórián
(Biokultúra 2013/6)