Choroby stanowią jeden z zasadniczych czynników ograniczających wydajność produkcji roślinnej, wpływając na zmniejszenie pobierania i wykorzystania składników pokarmowych przez rośliny. Podatność na choroby jest wypadkową wielu czynników stymulujących lub ograniczających rozwój patogenów, wśród których duże znaczenie odgrywa stan odżywienia roślin. Mineralne żywienie uważane jest za jedną z podstawowych barier w ograniczaniu rozwoju infekcji chorobowych, bowiem stan odżywienia roślin decyduje w znacznym stopniu o ich fizjologicznych predyspozycjach do zwalczania infekcji chorobotwórczych. Zwiększenie naturalnej odporności roślin pozwala zredukować ilość wykonywanych zabiegów chemicznych, a pogłębiające się obawy o niekorzystne oddziaływanie pestycydów na środowisko przyrodnicze skłaniają do poszukiwania alternatywnych metod zwalczania chorób i szkodników, stąd też priorytetowym działaniem staje się zwiększanie naturalnej odporności roślin.

Dobre zaopatrzenie roślin w składniki pokarmowe to podstawa

Rośliny prawidłowo odżywione przed okresem jesienno-zimowym, szczególnie siarką, ale również wapniem, fosforem i potasem, wykazują wyższą naturalną odporność na działanie szkodników, jak również na rozwój chorób, szczególnie wywołanych przez patogeny grzybowe. Doglebowa aplikacja siarki, na przykład w formie zastosowanej przedsiewnie Polifoski® czy też aplikacja siarki i wapnia w formie Amofoski® zwiększają odporność roślin na działanie patogenów, między innymi poprzez wpływ na syntezę lignin, które są głównym składnikiem ścian komórkowych. Rośliny charakteryzujące się większym wysyceniem ścian komórkowych ligniną odznaczają się większą odpornością na działanie patogenów. Dodatkowo w przypadku ataku ze strony patogenów rośliny dobrze zaopatrzone w siarkę uruchamiają indukowaną odporność, która polega na zwiększeniu ich naturalnej odporności w efekcie przeprowadzenia różnych procesów metabolicznych, w których uczestniczy siarka.

Rola siarki w odporności roślin na patogeny

Siarka wpływa na zmniejszenie w roślinie zawartości azotanów, amidów czy aminokwasów, a więc rozpuszczalnych niskocząsteczkowych form azotu, które stanowią bezpośrednie pożywienie dla patogenów. Przy optymalnym zaopatrzeniu roślin w ten składnik pokarmowy zmniejsza się nagromadzenie w roślinie niskocząsteczkowych form azotu na rzecz tworzących się białek, które nie stanowią już bezpośredniego pożywienia dla patogenów. Również obecne w roślinie związki siarki, takie jak cysteina, glutation, siarkowodór, sulfolipidy, glukozynolany, fitoaleksyny i alliiny wpływają na zwiększenie odporności roślin na patogeny. Optymalne zaopatrzenie w siarkę, na wszystkich etapach rozwoju roślin, głównie poprzez doglebową aplikację tego składnika pokarmowego, wpływa na ograniczenie wystąpienia wielu chorób. Ochronny wpływ zastosowanej siarki stwierdza się między innymi w odniesieniu do czerni krzyżowych, mączniaka prawdziwego, jasnej plamistości liści, a w mniejszym stopniu w przypadku suchej zgnilizny kapustnych. Działanie siarki jako fungicydu znane jest od dłuższego czasu, bowiem pierwiastek ten wykorzystywany był do zwalczania rdzy i mączniaków w zbożach oraz mączniaków właściwych drzew owocowych i warzyw. W tym celu siarka stosowana była w postaci pasty lub proszku zawiesinowego.

Jednym ze związków siarki odgrywającym ważną rolę w budowaniu odporności roślin jest glutation, który gromadzi się w roślinach w komórkach otaczających zaatakowane przez patogeny miejsce. Reakcją obronną roślin jest także produkcja glukozynolanów, które są prekursorami toksyn jakie wytwarzają rośliny przed oraz po infekcji ze strony patogenów. W sytuacji gdy dochodzi do uszkodzenia komórek roślinnych glukozynolany przekształcają się w związki o charakterystycznym zapachu, które wykazują działanie toksycznie, względnie odstraszające na patogena atakującego roślinę.

Ochronne działanie w stosunku do patogenów grzybowych wykazuje również siarka aplikowana dolistnie. Działanie ochronne siarki związane jest zarówno z jej bezpośrednim wpływem, bądź też oddziaływaniem zredukowanych związków tego pierwiastka, np. siarkowodoru na organizmy chorobotwórcze. Siarkowodór wykazuje silne działanie grzybobójcze, szczególnie na grzyby zlokalizowane na powierzchni blaszki liściowej roślin. Ochrona roślin przed patogenami grzybowymi jest szczególnie ważna w okresie jesiennym, zwłaszcza przy nadmiernych opadach deszczu, które sprzyjają rozwojowi patogenów grzybowych. Szacuje się, że podczas okresu wegetacji rośliny kapustne wydzielają do atmosfery od 0,5 do 3 kg siarkowodoru z powierzchni 1 ha uprawy.

Ważny wapń, fosfor i potas

Odpowiednie zaopatrzenie roślin w wapń również zwiększa odporność roślin na działanie patogenów, co związane jest przede wszystkim z udziałem tego pierwiastka w budowie ścian komórkowych. Podobnie fosfor stanowiąc element składowy ścian komórkowych warunkuje lepszą odporność roślin na ataki ze strony szkodników czy patogenów. Wapń stabilizuje pektyny tworzące blaszkę środkową ściany komórkowej, a mocna ściana komórkowa jest bardziej odporna, przez co stanowi zaporę przed wnikaniem patogenów. W okresie jesiennym cennym źródłem wapnia i dodatkowo siarki są nawozy wieloskładnikowe, takie jak Fosfarm®, Super fos Dar® czy Holist® agro.

Wapń odgrywa ważną rolę w ograniczaniu skutków stresu w roślinach neutralizując reaktywne formy tlenu powstające w komórkach roślinnych w niekorzystnych dla nich warunkach. Korzystne działanie wapnia na zwiększanie odporności roślin jest pogłębiane poprzez optymalne zaopatrzenie roślin w bor, który poprawia odporność mechaniczną roślin, gdyż uczestniczy w budowie ściany komórkowej, między innymi poprzez kontrolę włączania wapnia w struktury komórkowe oraz wpływa na syntezę pektyn i lignin.

Optymalne zaopatrzenie roślin w potas wpływa również na zwiększenie ich odporność na wiele stresów abiotycznych i biotycznych.

Pierwiastek ten wpływa bowiem na obniżenie temperatury zamarzania soku komórkowego. Potas poprawia odporność roślin na niedobory wody, które mogą pojawić się w okresie wczesnowiosennym. Dodatkowo zwiększa odporność na ataki ze strony patogenów, ponieważ przy optymalnej zawartości potasu w roślinie ściany komórkowe charakteryzują się większą grubością i sztywnością. Przy niskim poziomie nawożenia potasem oraz przy jednoczesnym wysokim poziomie nawożenia azotowego często obserwuje się występowanie chorób u roślin. Wiąże się to głównie z faktem gromadzenia się w roślinach znacznych ilości wolnych aminokwasów stanowiących bezpośredni pokarm dla patogenów, które w takich warunkach intensywnie się rozwijają.

Literatura:
1. Brodowska M. S., Brodowski R., Andrzejewski M. 2011. Potas i sód. W: Jackowska I. [red.] Pierwiastki w środowisku i medycynie. Instytut Naukowo-Wydawniczy ”Spatium”, Radom.
2. Gaj R., Klikocka H. 2011. Wielofunkcyjne działanie siarki w roślinie – od żywienia do ochrony. Progress in Plant Protection 51(1).
3. Grzebisz W. 2008. Nawożenie roślin uprawnych. PWRiL, Poznań.