Új generációs megoldások a növényvédelemben: biológiai növényvédelem

A szintetikus gombaölő szerek továbbra is a leghatékonyabb eszközök a romlandó gyümölcsök és zöldségek betakarítás utáni gombás betegségeinek leküzdésére. A fungicidek használata azonban szigorú jogi szabályozás alatt áll az akut, kumulatív és szinergikus hatások miatt. Az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság (EFSA) 2014-ben a vizsgált élelmiszerminták mintegy 45%-ban talált kimutatható szintetikus vegyületek maradékait, és az összes minta 1,9%-a haladta meg a törvényes határértéket. Ezenkívül az Európai Unióban nem engedélyezett peszticideket is kimutattak. A kémiai növényvédőszerrel kezelt gyümölcsökben és azok felületein szermaradványok maradhatnak, emellett a nagyfokú növényvédőszer használata miatt egyre több kórokozó lesz rezisztens a fungicidekkel szemben. Emellett a fogyasztói elvárások, az élelmiszerbiztonsági és környezetvédelmi előírások változása is igényli a peszticidek alkalmazásának csökkentését.

Fotó: Moon Bhuyan / Pixabay

A legújabb kutatások biztonságosabb és környezetbarátabb alternatív megoldásokat keresnek a szüret utáni betegségekkel szemben. A biológiai védekezésben az úgy nevezett, antagonista mikroorganizmusok, mint például az élesztők és baktériumok, használata egyre népszerűbb szerte a világon. Számos posztharveszt patogénel szemben, például Penicillium, Botrytis, Monilinia, esetében is előtérbe kerülhet alkalmazásuk. Az antagonista mikroorganizmusok ígéretes alternatívái lehetnek a kémiai gombaölő szereknek, illetve biztonságosabb az emberi egészségre és az ökoszisztémára nézve is, mint a kémiai növényvédőszerek.

Az élesztők biofungicidként való használata különösen bíztató, mivel fontos, hasznos tulajdonságokkal rendelkeznek.

A penészekhez képest gyorsabb növekedésűek, egyszerű táplálkozási igényekkel rendelkeznek, továbbá megfigyelték, hogy képesek a száraz felületek réseit is elfoglalni, valamint a tér- és tápanyagért folytatott versengési képességük is jelentős. A biológiai védekezésben használt élesztők számos kedvező biokémia mechanizmussal rendelkeznek: (i) kiválasztott specifikus enzimjeik és antimikrobiális anyagaik kiváltja a növényi rezisztenciát, (ii) képesek különböző felületekhez, így a gyümölcs, vagy akár a kórokozó gombák sejtjeihez kikötődni és azon megtapadni, (iii) a sebek felületén biofilm réteget képezve zárják el azt a kórokozók elől.

A versengés a tápanyagokért és/ vagy élőhelyért kulcsfontosságú tényezőnek számít, amivel az antagonisták képesek elnyomni a posztharveszt patogén gombákat. A legtöbb megfigyelésben mennyiségi kapcsolatot tudtak felfedezni a sebben található antagonista mikroba koncentrációja és a biokontroll ágens hatékonysága között. Emiatt alkalmazásuk során fontos figyelembe venni, hogy a biokontroll ágens megfelelően tudja kolonizálni a gyümölcs felületét. Az egy napig az antagonista szaporodását tekintve kedvezőbb hőmérsékleten tárolt gyümölcs esetében alacsonyabb romlási veszteség volt megfigyelhető, mint azoknál a gyümölcsöknél, amiket azonnal hűtve kezdtek el tárolni. A szabadföldi alkalmazásuk során fontos szempont, hogy erős túlélési képességgel és jó alkalmazkodó képességgel rendelkezzenek, ahhoz hogy biokontroll képességüket posztharveszt betegségek ellen ki tudják fejteni. Habár a versengési képesség egy fontos tulajdonság a biokontroll tevékenységben, nehéz meghatározni, hogy a patogének elnyomásában ez az egyetlen, vagy a fő hatásmechanizmus.

Az antagonista élesztők közé tartoznak a killer típusú élesztők is. Ezek használatára is kiemelt hangsúlyt fektetnek, ugyanis a kiválasztott extracelluláris fehérjéikkel képesek elpusztítani más fajú élesztőgombákat, penészgombákat és patogén baktériumokat, ezáltal csökkentik a gyümölcsök posztharveszt romlását. A bakteriális antagonisták antibiotikumok termelésével is képesek elnyomni más kórokozókat a betakarított gyümölcsök és zöldségek felületéről, ilyen például a Bacillus subtilis és Pseudomonas cepacia.

A két legfontosabb probléma a szintetikus gombaölő szerek alkalmazása során a betakarítás utáni betegségek elleni védekezésben a kórokozók fungicidekkel szembeni rezisztenciájának kialakulása, valamint a gyümölcsökben és zöldségekben lévő mérgező szermaradványok jelenléte. Ezért részesítik előnyben a környezetbarát technológiákat, amelyek nem, vagy csak elhanyagolható mértékben függnek a peszticidektől. Az elmúlt néhány évtizedben jelentős előrelépés történt a betakarítás utáni betegségek elleni védekezésben alkalmazott biológiai megközelítések felé. Nem célszerű azonban azt feltételezni, hogy a biofungicidek önmagukban történő alkalmazása minden körülmények között a betakarítás utáni betegségek teljes leküzdését eredményezi, mivel ritkák a tökéletes feltételek a biokontroll szerek kifejlesztéséhez. Ezért a mikrobiális antagonisták biokontroll hatékonysága viszonylag alacsonyabb, mint a szintetikus fungicideké.

Számos termék jelent már meg a piacon, ezért a növényvédelemben létfontosságú elemének kell tekinteni a biofungicideket, amikor a cél a gombaölő szerek használatának hosszú távú csökkentése. Számos kihívással kell azonban foglalkozni ahhoz, hogy egy kereskedelmileg sikeres, életképes és gazdaságos biofungicid termék jöjjön létre. Tovább kell vizsgálni azokat a mikrobiális antagonistákat, amelyek széles spektrumú gombaellenes potenciált mutatnak a különböző terményeken, illetve ezek további fejlesztése és a környezeti hatások figyelembe vétele is fontos. Szintén komoly kihívást jelent a mikrobiális antagonisták kereskedelmi méretekben történő gyártásának költséghatékony módszereinek kifejlesztése.

Dr. Ludman-Mihály Kata tudományos segédmunkatárs; Debreceni Egyetem Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar, Élelmiszertudományi Intézet

agrotrend.hu / Debreceni Egyetem