Dnes je 28.11. – svátek slaví René

Botanické pesticidy, nadějná alternativa ochrany rostlin

Zveřejněno: 5. 12. 2017

Choroby a škůdci mohou na pěstovaných plodinách každoročně způsobit velmi významné výnosové či kvalitativní ztráty, které se obvykle pohybují v rozpětí 10–90 %. Výše ztrát způsobených patogeny a škůdci se liší v závisti na různých faktorech (např. na pěstovaném druhu a odrůdě plodin, na klimaticko-pedologických podmínkách, na vyváženosti výživy rostlin, či na tlaku samotných škodlivých činitelů). Přímá ochrana proti chorobám a škůdcům je nutná. V současnosti je však stále ještě založena na aplikaci syntetických pesticidů (mnozí agronomové si bez nich jen velmi těžko dokážou představit svoji práci), které s sebou nesou řadu rizik. Proč je tedy nenahradit?

Mšice zelná (Brevicoryne brassicae) před aplikací přípravkem Rock Effect (1%)

I když na jedné straně hrají pesticidy důležitou roli v zemědělské prvovýrobě, na druhé straně se stále zvyšují obavy z jejich používání a to oprávněně. S pesticidy je totiž často neodborně zacházeno a mohou se proto stát velkým zdravotním rizikem. Podle odhadu Světové zdravotnické organizace (WHO) je každoročně zaznamenáno minimálně 3 miliony případů otrav pesticidy, což má za následek více než 250 000 úmrtí, a to především díky neodborné manipulaci a aplikaci s nimi nebo i záměrnými otravami. Oprávněnost obav z negativního vlivu pesticidů na zdraví lidí a zvířat potvrzují také mnohé vědecké studie, které dokazují, že některé pesticidy mohou mít negativní vliv na nervový, ledvinový, respirační a reprodukční systém mužů a žen nebo mohou vyvolat akutní či chronická neurotoxická poškození u savců, včetně člověka. Také vznik rakovinového bujení mohou mít na svědomí rezidua některých pesticidů. Kromě přímého negativního vlivu účinných látek některých syntetických pesticidů na zdraví, vede nadměrné nebo nesprávné použití pesticidů také ke vzniku rezistentních populací patogenů a škůdců, ke znečištění povrchových i podzemních vod, půdy a ovzduší. Neméně alarmující je i negativní vliv těchto látek na biodiverzitu přírody, především na snížení rozmanitosti a početnosti přirozených hmyzích predátorů či opylovačů.

Tyto a další problémy, které souvisejí s používáním syntetických pesticidů, byly hybnou silou legislativních změn a to nejen v zemích EU, jejichž cílem je snížit spotřebu rizikových přípravků na minimum a nahradit je alternativními způsoby ochrany rostlin. V současné době existuje již několik takových alternativ, které mohou velmi účinně regulovat výskyt škůdců nebo chorob a které byly vyvinuty na základě využití výsledků výzkumu genetického inženýrství a šlechtění rostlin, nebo které využívají např. poznatků o interakcích rostlin-škůdce (patogen)-predátor.

Botanické pesticidy

Mezi velmi perspektivní alternativy ochrany rostlin bezesporu patří také ochrana pomocí tzv. „botanických pesticidů”. Tyto přípravky jsou zatím mezi českými zemědělci jen velmi málo známé a používané jsou jen okrajově ekologickými pěstiteli. Nicméně v jiných státech světa se tyto přípravky těší stále větší oblibě a to právem. Podle dostupných statistik roste roční spotřeba těchto přípravků o 15–20 %, ale i tak tyto přípravky tvoří zatím méně než 5 % objemu všech používaných pesticidů v zemědělství. Co to vlastně botanické pesticidy jsou?

Botanické pesticidy jsou přípravky, které obsahují jako účinnou složku tzv. rostlinné sekundární metabolity obranného mechanismu. Jinými slovy, některé rostliny si v průběhu koevoluce vyvinuly velmi účinný obranný mechanismus, který jim pomáhá čelit stresům a napadení chorobami a škůdci. Tento „mechanismus” je založen na syntéze sekundárních metabolitů, které mají schopnost inhibovat růst a příjem potravy nebo které mohou přímo usmrtit jak patogeny, tak fytofágní hmyz. Tyto látky lze z rostlin velmi snadno izolovat různými extrakčními metodami, včetně jednoduché macerace rostlinného materiálu ve vodě.

O využívání rostlinných metabolitů s pesticidními účinky se člověk snažil odnepaměti. Za asi nejčastější „praktické využití” těchto látek lze považovat přípravu různých bylinných čajů, výluhů či tinktur používaných v lidovém léčitelství. Rostlinné sekundární metabolity obranného charakteru mohou totiž stejně tak dobře „eliminovat” bakterie, viry nebo vnitřní parazity u lidí a zvířat, jako inhibují či způsobují mortalitu patogenů a škůdců u rostlin. Nicméně i o škůdce na polích a ve skladech se lidé zajímali už před minimálně třemi tisíciletími. Z té doby se nám totiž dochovaly zprávy, že se různé extrakty z rostlin uplatňovaly jako insekticidy ve starobylé Číně, Egyptě a Indii. Dokonce i v Evropě a Severní Americe sahá doložené používání botanických insekticidů více než 2 500 let do minulosti.

Botanické pesticidy se tedy používaly odnepaměti a v různých variantách a obměnách se používají dosud. V současnosti víme, že tyto přípravky mají hned několik výhod, kvůli kterým je považujeme za vhodnou alternativu současné ochrany rostlin. Mezi hlavní výhody patří jejich nízká toxicita k necílovým organismům, včetně člověka, minimalizace rizika vzniku rezistentních populací patogenů a škůdců nebo jejich jednoduché skladování. Pojďme si tedy jednotlivé přípravky, které jsou dostupné a využitelné v ČR, představit.

V současnosti rozeznáváme dvě skupiny přípravků

1. Komerční botanické pesticidy

Tyto přípravky jsou vyráběny a distribuovány standardními obchodními cestami. Výhoda těchto přípravků je především jejich snadný způsob použití a aplikace. Obvykle se aplikují běžným způsobem jako jiné pesticidy, tedy aplikací postřikem na rostliny. Pěstitel má navíc jistotu, že přípravek bude mít deklarovanou účinnost, za kterou výrobce ručí a která byla před uvedením na trh testována v rámci registračního řízení. Nevýhodou je však často vyšší cena přípravků a tím i aplikace.

2. Farmářské přípravky

Tyto přípravky si musí pěstitel vyrobit sám pomocí macerace rostlinného materiálu, který musí mít připraven pro tyto účely. Obvykle se používá sušený rostlinný materiál, ale může být i čerstvý, pokud jej má pěstitel v blízkosti farmy k dispozici. U nás tento způsob zatím není obvyklý. Známý je především ze zahraničí, kde tento způsob ochrany rostlin patří k tradiční ochraně. Nicméně má několik nevýhod. Pěstitel musí mít vzdělání, tedy musí znát vhodné rostlinné druhy a jejich způsob aplikace. Musí mít také v zásobě dostatečné množství materiálu potřebného pro extrakce. V tradičních rodinných farmách se obvykle různé receptury a způsoby použití rostlinných výluhů předávají z generace na generaci.

My si postupně budeme představovat jednotlivé typy komerčních přípravků, které jsou dostupné v ČR a které lze s výhodami využít v běžné ochraně rostlin.

Přípravky na bázi pongamového oleje

Přípravky na bázi extraktů z listí a plodů nebo oleje lisovaného ze semen stromu nazývaného Pongamia pinnata (L.) Pierre, jsou oblíbené především v Indii a USA, kde jich najdeme hned několik typů a mnoho způsobů aplikací. Na českém trhu je již několik let přípravek „Rock Effect”, který byl vyvinut ve Výzkumném ústavu rostlinné výroby a který obsahuje jako účinnou látku olej z této rostliny.

P. pinnata pocházející z oblasti dnešní Indie, Srí Lanky, Bangladéše a Malajsie, kde patří mezi velmi oblíbené léčivé rostliny. Plody a semena jsou tradičně používány při léčbě různých nádorů, kožních onemocnění nebo při léčbě revmatismu. Listy (odvar nebo šťáva z nich vylisovaná) jsou používány při léčbě nachlazení, kašli, průjmových onemocnění, dyspepsii, nadýmání, ale také při léčbě pohlavních chorob (kapavky) nebo malomocenství. Kůra a kořeny jsou používány při léčbě dentálních problémů, při vnějším i vnitřním krvácení nebo při léčbě žaludečních vředů. Nejčastěji se v lékařství využívá vylisovaný olej ze semen. Olej má totiž antiseptické a fungicidní účinky, a tak se s ním léčí svrab, herpes a veškerá další kožní onemocnění, či špatně se hojící rány.

Celá rostlina obsahuje mnoho látek, které vykazují biologickou aktivitu, využitelnou také v ochraně rostlin. Nicméně, nejčastější uplatnění našel olej ze semen. Pongamový olej (zvaný také jako karanj oil) tvoří karboxylové mastné kyseliny (z 40–75 % olejová, 8–30 % stearová a asi 10–18 % palmitová). Kromě mastných kyselin obsahuje olej velké množství polyfenolických látek. Nejvíce jsou zastoupeny flavonoidy, především pak furanoflavonoidy – karanjin a pongamosides A–C, kterých je v oleji okolo 2 %. Tyto látky mají významné pesticidní účinky. Kromě nich najdeme v oleji nejen další flavonoidy jako je demathoxykaguin, isopongaflavone, kanjone, pinatin nebo pongone, dále chalkony (např. glabrachalcone, glabrachromene) a některé steroidy.

Všechny tyto výše uvedené látky vykazují významné fungicidní (fungistatické), insekticidní a inhibiční účinky na hmyz (např. Tetranychus urticae, Plutella xylostella, mšice) a různé patogeny (např. Bacillus anthracis, Bacillus mycoides, Bacillus pulilus, Escherichia coli, Pseudomonas mangiferae, Salmonella typhi, Sarcina lutea, Staphylococcus albus, Staphylococcus aureus, Xanthomonas campestris, Fusarium sp. Penicillium sp., Botrytis cinerea).

Obecně lze říci, že přípravky na bázi pongamového oleje jsou fungicidně-insekticidní, a že mají spíše preventivní než kurativní účinky. Nicméně, při správném a včasném použití lze velmi účelně zabránit šíření chorob a škůdců v porostech rostlin. Doporučována je aplikace 1–3 % emulze ve vodě standardním postřikem a to na počátku výskytu chorob a škůdců nebo preventivně ještě před předpokládaným výskytem.

Z vlastních zkušeností víme, že tyto přípravky velmi dobře zabraňují šíření chorob rostlin (např. rzivosti, septorióz, plísně šedé) v porostu, pokud je pravidelně prováděna aplikace a to obvykle v 0,5–1% koncentraci v intervalech 10–12 dní. Aplikací 1–2% emulzí, lze zabránit šíření mšic, svilušek, molic, fytofágní larev škůdců. Jedná se však o kontaktní účinnost, a proto je důležitá dobrá, celoplošná aplikace.

Velmi zajímavé a perspektivní je využití synergického účinku tohoto oleje. Jak bylo zjištěno v mnoha pokusech, pongamový olej významně zvyšuje účinnost některých přírodních i syntetických účinných látek pesticidů. Při aplikaci v tank-mixu se tak zvyšuje celková účinnost přípravků na ochranu rostlin a navíc tento synergismus může zabránit vzniku rezistentních populací patogenů a škůdců. V tomto případě se přidává olej do postřikové jíchy tak, aby jeho výsledná koncentrace byla 0,2 až 0,3 % (viz graf).

Přípravky na bázi pongamového oleje jsou zatím našimi pěstiteli využívány jen omezeně, nicméně ti, co je vyzkoušeli, se k nim již tradičně vracejí a používají je znovu. Za nejperspektivnější použití v systémech integrované ochrany rostlin lze považovat aplikaci přípravky na bázi pongamového oleje v tank-mixu s jinými insekticidy a fungicidy. Furanoflavonoidy, které jsou obsaženy v tomto oleji, totiž přináší nový mechanismus účinku a tím se snižuje riziko vzniku rezistence patogenů a škůdců k účinným látkám. A i když přesný mechanismus tohoto fenoménu zatím nebyl zcela objasněn, lze jej účelně využit v rámci IOR i ČR.

Autor děkuje Mze za financování vývoje botanických insekticidů a základních látek (projekt č. QJ1610082).

Autor: Roman Pavela
Foto: Archiv autora

Nové

Úbytek účinných látek znamená úbytek přípravků

Zveřejněno 23.9. Na mysli mám samozřejmě úbytek přípravků na ochranu rostlin (dále POR). Je s podivem, že se tak děje pouze v zemědělské oblasti. Nic podobného se neděje například v průmyslu farmaceutickém, ani kosmetickém. Přitom chemie v našich životech je… jít na článek

Je recyklování vyčištěných splaškových vod v závlahách potřebné a žádoucí?

Zveřejněno 19.9. V dnešní době se hodně řeší otázka recyklace odpadních vod. Jde o to zamezit poškozování vodních ekosystémů a zatěžování životního prostředí nežádoucími cizorodými látkami označovanými jako „prioritní polutanty“. Článek přináší přehled současného… jít na článek

Zajímavé exponáty z brněnských veletrhů

Zveřejněno 21.8. Největší veletrh ve střední Evropě vždy přinese pohled na nespočet techniky různých výrobců a značek. Pár zajímavých exponátů si přiblížíme v tomto článku, dalším se podrobněji budeme věnovat v samostatných reportážích v tomto vydání a v… jít na článek