Houby rodu Trichoderma jsou ve značném počtu přítomny ve většině zemědělsky využívaných půdách. Nejčastěji se nalézají na rozkládajících se kouscích dřeva v nejrůznějších půdních substrátech.
K jejich charakteristickým aktivitám patří jak schopnost růst v půdním prostředí s dostatkem živin jako saprofyt, tak růst jako mykoparazit. Jako saprofyt má výrazné celulolytické vlastnosti - je schopna rozkládat celulózu, završuje rozklad rostlinné hmoty v půdě. Vyznačuje se relativně rychlým růstem mycelia v novém prostředí - je schopná velmi rychle kolonizovat sterilní substráty po ošetření fumigací, propařením nebo chemickou dezinfekcí – první obsazuje prostor a je zdatným konkurentem o živiny ostatním později nastupujícím houbám. Jako mykoparazit má schopnost růstu směrem k hyfám fytopatogenních hub, které na základě lektiny zprostředkované reakce začne oplétat a rozpouštět buněčnou stěnu cílové houby.
Lektiny přítomné na buněčných membránách jsou látky bílkovinné povahy obsahující na svém povrchu vazebná místa pro některé sacharidy. Obecně jsou označovány jako mitogeny - látky aktivující dělení buněk. Po obsazení vazebných míst lektinu na povrchu mycelia jedné houby sacharidovými strukturami přítomnými na povrchu mycelia druhé houby, dochází u parazita k aktivaci fyziologických a morfologických reakcí vedoucích v konečném efektu k zahubení fytopatogenní houby. Tento proces postupně zahrnuje tvorbu apresorií - specializovaných morfologických útvarů, které umožňují mechanické proniknutí houbového vlákna do hostitele, tvorbu chitinázy a -1,3-glukanázy - enzymů, které jsou schopny rozrušit chitinovou buněčnou stěnu cílové houby a následný růst a množení parazita v ní.
Těmito způsoby omezují růst a aktivitu patogenních hub pro rostlinu. Vedle schopnosti mykoparazitace ještě některé kmeny produkují antibiotika, které potlačování růstu nežádoucích hub ještě umocňují. I přes tyto popsané vlastnosti většina kmenů izolovaných z přírody není schopna poskytnout stejně efektivní ochranu před patogeny jako chemické fungicidy.
Antifungální vlastnosti nejrůznějších druhů hub (Trichoderma spp, Gliocladium spp, Pythium oligandrum, Cladosporium spp, Coniothirium spp ) jsou známy od 30. Let 20. století. Od té doby také počínají snahy využít uvedené houby k biologické ochraně rostlin před houbovými patogeny. Mezi všemi zástupci využitelných hub byla největší pozornost věnována právě houbám rodu Trichoderma. V literatuře byly popsány vlastnosti a schopnosti stovek kmenů. Největší množství studovaných kmenů patří k druhu Trichoderma harzianum Rifai aggr. V současné době se na světovém trhu postupně objevují první komerční preparáty na této bázi.
Základní požadavky pro účinnou biologickou kontrolu
Publikované práce dokazují, že Trichoderma je skutečně schopná chránit rostlinu před houbovými patogeny. Nicméně úroveň poskytované ochrany a její spolehlivost je nižší než u ochrany komerčními chemickými fungicidy.V průběhu posledních let se dospělo k názoru, že biologická ochrana, má-li být komerčně úspěšná, musí být stejně efektivní jako ochrana chemická. Má-li ovšem nový produkt těmto požadavkům vyhovět, musí splňovat určité základní požadavky.
Vysoce účinný kmen
Použitý kmen musí mít nejenom odpovídající mechanizmy pro biologickou kontrolu, jak byly popsány výše, ale navíc musí být:
* schopný přežít a konkurovat dalším mikroorganizmům v prostředí, do kterého jej chceme aplikovat,
* schopný kolonizovat a dobře se šířit po aplikaci na existujících i nově se formujících částech rostlin,
* schopný tolerance k běžným fungicidům a navíc by neměl produkovat antibiotika či toxiny.
V našem případě byly přírodní izoláty vybírány tak, aby kromě dobré účinnosti měly také zvýšenou odolnost vůči běžným fungicidům. Nalezli jsme druhy, vykazující zvýšenou toleranci k fungicidům. Např. kmen 15RL vykazoval zvýšenou toleranci vůči dicarboximidovým fungicidům, vysokou mykoparazitickou aktivitu a kompatibilitu ke kořenovému systému rostliny. Kmen 27T byl naopak k těmto fungicidům citlivý, ale byl vysoce tolerantní vůči mancozebu a měl vyšší intenzitu růstu než původní izolát. Nepodařilo se najít kmen, který by disponoval všemi těmito schopnostmi. Protoplastovou fůzí uvedených dvou kmenů byl připraven nový izolát, který tyto vlastnosti spojoval. Nový kmen označený SMTN/RH/Su měl lepší vlastnosti než jeho rodičovské kmeny. Vykazoval zejména extrémní kompatibilitu ke kořenovému systému, tzn. že byl schopen rychle kolonizovat kořeny a chránit celý kořenový systém po celou dobu života rostliny. Mimoto je účinný proti celé řadě fytopatogenních hub včetně Pythium spp., Rhizoctonia solani, Sclerotinia spp., Verticilium spp. a dalším. Kmen byl patentován a stal se pak základem komerčního preparátu SUPRESIVIT.
Levná produkce a formulace biologicky aktivního organizmu
Produkční proces musí vyústit v produkci infekčních částic s výbornou trvanlivostí a bez nároků na speciální skladovací podmínky. Úspěšnost zemědělského produktu zajistí nízká cena a jeho dostatečné zásobování trhu. Musí mít dobrou životaschopnost bez nároků na speciální skladovací systémy.
U Trichoderma spp. pro výrobu produktu vhodného k použití v biologické ochraně připadají v úvahu dva druhy infekčních částic - chlamydospory nebo vzdušné konidie. Liší se mezi sebou svým původem, skladovatelností, a také technologií produkce. Chlamydospóry lze připravit v submerzních systémech - produkce je levnější, ale jejich skladovatelnost je menší než u vzdušných spór. Ty lze připravit v různých systémech povrchové kultivace. Podle typu substrátu a způsobu fermentace obsahují pak preparáty větší nebo menší podíl kultivačního média. Vzdušné spóry mají trvanlivost v řádu několika let bez speciálních požadavků na skladování.
Pro výrobu přípravku SUPRESIVIT používáme originální českou technologii původně vyvinutou pro farmaceutický průmysl. Jedná se o sterilní povrchovou fermentaci na hladině tekutého živného média. Výsledný produkt obsahuje pouze vzdušné spóry vybraného kmene a zbytky vegetativního mycelia. Vyrábí se v podobě práškového preparátu, který je lehce dispergovatelný ve vodě s možností aplikace zálivkou, nebo nejrůznějšími postřikovacími systémy. Lze jej použít na osivo inkrustací, nebo máčením kořenů před výsadbou.
Způsoby aplikace zaručující optimální účinnost biopesticidu
Navržený systém biologické ochrany musí zaručit, že biologický přípravek dobře poroste a dosáhne žádaného efektu. Podle zahraničních i našich zkušeností, distribuční a aplikační proces musí být vyvíjen plodinu po plodině a aplikaci po aplikaci. Neexistuje obecné řešení, takže systém biologické ochrany musí být navrhován a testován vždy s ohledem na zvolenou plodinu a kultivační prostředí. Jak vyplývá z uvedených skutečností, nelze k aplikaci biologických prostředků přistupovat stejně jako k aplikaci chemických fungicidů. Vždy musíme mít na paměti, že se jedná o použití živého organizmu, a že výsledný efekt je úměrný tomu, jak se nám podaří respektovat jeho požadavky.
G. E. Harman (Cornelova univerzita, USA, spoluautor přípravků na bázi kmene 1295-22 Trichoderma harzianum) uvádí následující analogii: “Dosáhli bychom velmi špatných výsledků, kdybychom vzali třeba i vynikající kultivar pšenice a přitom neznali jeho kvalitativní parametry a požadavky na agrosystém, do kterého jej chceme umístit. Představte si, jakých výsledků byste dosáhli v případě, že použijete pšenici s 10% klíčivostí a pak ji vyseli do hlubokého lesa. Nesklidíte nic. Musíte mít velmi dobré osivo, vyprodukované a následně skladované v dobrých podmínkách, aby mělo vysokou životnost a nebylo kontaminováno plevely. Vysévat ho do dobře připraveného seťového lůžka, aby byly zajištěny výborné podmínky pro klíčení. Zajistit hnojením odpovídající požadavky na výživu a aplikací herbicidů hubit plevely. Pak teprve můžete očekávat odpovídající úrodu“.
Při aplikaci biopesticidu nemůžeme postupovat způsobem analogickým s výsevem pšenice do lesa. Nebereme-li dostatečně v úvahu biologické a fyziologické požadavky našeho organismu, výsledek bude stejný jako u pšenice.
Trichoderma harzianum je efektivní k ošetření osiva. Je velmi důležité použít biopesticid správně, aby splnil očekávání. Přestože kolonizuje kořeny, zvyšuje jejich hmotu, zlepšuje jejich zdravotní stav a následkem toho zvyšuje úrodu, jsou okolnosti, kdy se nevyrovná ošetření fungicidem. Ideálním východiskem je současné použití biopesticidu ve spojení s chemickou ochranou. Chemický fungicid kompatibilní se zvoleným biopesticidem (Vitavax 200 WP, Vitavax 200 FF pro SUPRESIVIT) použitý jako obal osiva a biologický prostředek aplikovaný předem nebo současně do výsevního substrátu zajistí dostatečnou ochranu rostliny po celou dobu její vegetace. Chemický fungicid poskytuje dobrou krátkodobou ochranu osiva a biopesticid poskytuje kořenům ochranu dlouhodobou. Sadba předpěstovaná z takových výsevů si nese houbu již rostoucí na kořenovém systému na nové stanoviště.V důsledku toho je zdravotní stav lepší a výnos vyšší než při použití chemického fungicidu samostatně.
Trichoderma harzianum může být rovněž použita jako přídavek do skleníkových substrátů. Svou schopností kolonizovat kořenový systém snižuje použití pesticidů ve sklenících, omezuje výskyt kořenových chorob a působí zároveň jako ochrana sazenic po jejich přesazení.
Podobně je tomu i při jejím použití do skleníkových substrátů pro řízkování, eventuálně při použití do prvních substrátů při převádění meristémových kultur do nesterilních podmínek.
Ideální je použití této houby do nových, komerčně připravených substrátů, které jsou bez obvyklé půdní mikroflóry. Aplikace do tohoto prostředí znamená, že je prvním organizmem, který tento prostor obsadí a všechny ostatní, včetně patogenů již musí o své uplatnění soutěžit. Trichoderma má navíc schopnost parazitovat patogenní houby, které se snaží takto ošetřený substrát kolonizovat.
Její účinnost je dlouhodobá ve srovnání s chemickými fungicidy, které jsou účinné pouze do doby, než se jejich obsah postupným zavlažováním substrátů sníží natolik, že se stanou neúčinnými. Nevýhodou proti chemickým fungicidům je, že ji nelze použít do substrátů silně promořených patogeny z předchozích vegetačních sezón - populační hustota a aktivita patogenů je natolik vysoká, že Trichoderma aplikovaná do substrátu jako vzdušné, klidové spóry nemůže v krátké době, i přes svou schopnost parazitace patogenů, tuto situaci zvrátit natolik, aby nedošlo k poškození pěstované kultury.
Lze ji použít do substrátů, které byly propařeny nebo ošetřeny Previcurem. Od ošetření Previcurem do její aplikace bychom měli zachovat odstup minimálně jeden týden.
Aplikace do substrátu není na překážku použití fungicidů na nadzemní části rostlin nebo jako inkrustace osiva. Lépe je volit fungicidy a pomocné látky, vůči kterým má náš kmen zvýšenou odolnost (Dithane M 45, Novozir MN 80, Ridomil MZ 72 WP, Rovral 50 WP, Sumilex 50 WP, Vitavax 200 WP, Vitavax 200 FF, Ronilan 50 WP, Sepiret).
Pro dobrou účinnost přípravku je nutná teplota substrátu nad 5 o C. Reakce substrátu nehraje až tak významnou roli, optimum růstu mikroorganizmu leží mezi pH 3,5 - 6,5, je schopen růstu i v alkalickém prostředí. Zvýšená koncentrace iontů vápníku nepůsobí inhibičně na růst a rozvoj mycelia. Udržování přiměřené vlhkosti substrátu je pro tuto houbu stejně potřebné jako pro rostlinu. Po výsevu osiva zelenin do volné půdy bylo dosaženo lepších výsledků v jílovitých substrátech než v písčitých typech půd. Z dosavadních zkušeností víme, že námi používaný kmen nepůsobí inhibičně na rozvoj hlízkových bakterií u motýlokvětých rostlin, nenašli jsme také negativní vliv na vytváření mykorhizních symbiotických vztahů.
Komercializace
Použitý kmen byl připraven v roce 1987. V dalších letech byly jeho schopnosti ověřovány na celé řadě rostlin a byla zvládnuta velkoobjemová příprava skladovatelného preparátu. Kmen byl patentován a pro nový produkt bylo zvoleno označení SUPRESIVIT. Jeho výroby se ujala FYTOVITA, spol. s r. o., která také tento přípravek v roce 1993 registrovala. Byl povolen k moření osiva hrachu proti chorobám způsobujícím padání rostlin a k použití do substrátů pro okrasné rostliny a dřeviny proti stejným chorobám. V roce 1995 byla registrace rozšířena ještě o použití k moření osiva lesních dřevin a k použití do substrátů pro lesní dřeviny. V roce 2000 byl přípravek zaregistrován již podle nového zákona o ochraně rostlin a sortiment jeho použití rozšířen ještě o zeleniny a o použití k aplikaci na granulovaných anorganických hnojivech do pšenice, ječmene, kukuřice a řepky.
