Otpornost biljaka – što je to i kako nastaje?

Informacije o postojanju biljne otpornosti počele su zadnjih godina biti sve dostupnijima, kako se svijest o upotrebi peticida počela mijenjati kod poljoprivrednika, te kako su korisni mikroorganizmi dospjeli na tržište. Za pojam biljne otpornosti kažemo da je to otpornost biljaka na napad bolesti, koja nastaje kao posljedica aktivacije i ekspresije unutarnjih obrambenih mehanizama biljke kroz endogenu sintezu fitohormona, proizvodnju antioksidansa (fitoaleksini, polifenoli), očvršćivanje staničnih stjenki, proizvodnju kalusa i lignina. Sve te različite molekule, spojevi i tkiva utječu na kraju da biljka uspijeva obraniti se od prodora patogena.

Biljne bolesti su svugdje prisutne u okolišu. Kada biljka zbog različitih čimbenika kao nedostatak vode, hranjiva, uslijed nepovoljnih klimatskih uvjeta poput vjetra, tuče, suše, mraza, leda i slično oslabi, tada dolazi do smanjenja biljne otpornosti i prodor patogena je vrlo vjerovatni.

Konvencionalna poljoprivreda razvojem kemijske industrije 60-ih godina prošlog stoljeća doživjela je svoj procvat i pronašla plodno tlo baš u poljoprivrednom sektoru. Pronađene su mnoge umjetne (sintetske) molekule, koje su pokazale razna svojstva, a neka od njih su bila antimikrobna. Tada smo dobili prve fungicide. Djelovanja takvih preparata su kontaktna ili sistemična. Kontaktno znači da aktivna molekula samo na površini biljke ima djelovanje, gdje uništava mikroorganizme. Drugi način je sistemično ili translokacijsko djelovanje. Takvo djelovanje znači da biljka upija molekule preko svog tkiva (lista) i usvaja ih. Zatim dolazi do raznošenja tih molekula po tkivu gdje aktivna tvar uništava mikroorganizme.

Samo djelovanje tih molekula je neupitno, i u ovom tekstu ne ulazim u raspravu o toksičnim djelovanjima na okoliš i konzumente te biljke. Ovdje želim ukazati na posljedice koje se dešavaju nakon što smo upotrijebili pesticid.

Djelovanje aktivne tvari pesticida uništava mikrobe prisutne na površini biljke i u njoj ukoliko je došlo do prodora. Djelovanje aktivne tvari je obično 7 do 10 dana, ovisno o koncentraciji, vrsti aktivne tvari, načinu primjene, klimatskim uvjetima, rastu biljke. Aktivna tvar ne suzbija samo uzročnike bolesti, već i druge bezopasne mikroorganizme na biljci.

Ono što donedavno nije bilo poznato jest da mikroorganizmi na biljci (na listu ili korijenu) svojom životnom aktivnošću utječu na biljku. Biljka tako na svojoj površini prepoznaje razne kemijske spojeve putem svojih receptora, koje mikroorganizmi stvaraju svojom aktivnošću i tada biljka počinje stvarati svoj imunitet.

U međunarodnoj litaraturi nalazimo dva strana naziva koja opisuju stvaranje imuniteta. To su engleske riječi induced systemic resistance (ISR) i systemic acquired resistance (SAR).

ISR/SAR je postupak kojim biljka stvara autoimunost na biljne bolesti i napad kukaca ovisno da li je kontakt sa mikroorganizmom putem tla ili na nadzemnom dijelu. Tako mikroorganizmi u tlu uzrokuju stvaranje inducirane sistemične otpornosti (ISR) a mikroorganizmi na nadzemnom dijelu stvaraju sustavno stečenu otpornost (SAR).

Napad patogena ili kukaca stvara veći broj aktivnosti biljke. Biljka se brani na nekoliko načina kao:

  1. Oksidativni prasak (oxidative burst), koji vodi do smrti stanice, tako da patogen ostaje „zarobljen“ u mrtvoj stanici, te ga se tako sprečava da se širi dalje u tkivu.
  2. Kompozicija stanične stijenke (cell wall composition), gdje se gradi odebljala struktura, koju patogen ne može probiti.
  3. Sinteza antimikrobnih tvari (synthesis of antimicrobial compounds), koja se bazira na izgradnji spojeva, koji zaustavljaju razvoj patogena. To su fitohormoni i antioksidansi (fitoaleksini, polifenoli).

Sinteza antimikrobnih tvar je donedavno bila nepoznata. No, istraživaći diljem svijeta počeli su polako otkrivati i spajati informacije u širu sliku. Sadašnje saznanje govori nam o procesu aktivacije koja započinje stvaranjem spojeva okidača. Mikroorganizmi su ti koji svojom aktivnošću uzrokuju stvaranje spojeva u biljci. Preko kontakta sa podzemnim dijelom nastaje aktivacija i stvaranje JASMONSKE KISELINE (jasmonic acid) i ETILENA (ethylene), dok mikroorganizmi na nadzemnom dijelu uzrokuju stvaranje SALICILNE KISELINE u biljci. Sva tri spoja pak uzrokuju aktivaciju gena i enzimatskih procesa, uslijed čega dolazi do stvaranja niza različitih spojeva koji zajedno sudjeluju u obrani biljke odnosno autoimunosti biljke u borbi protiv patogena ili kukakca. Biljka na kraju izgrađuje spojeve kao fitohormone i antioksidanse (fitoaleksini, polifenoli) koji čine obrambene tvari u imunosustavu.

Zašto sam sve ovo nabrojao i pojasnio? Zato jer današnja konvencionalna poljoprivreda upotrebom pesticida utječe na samu biljku, tako da smanjuje njenu aktivnost i stvaranje tvari navedenih u gornjem tekstu. Biljka kada nema utjecaj iz okoliša (input) od strane mikroorganizama, ona ne stvara spojeve za autoimunost. Ona energiju potrebnu za proizvodnju autoimunosti koristi za porast biljne mase i druge procese, no u trenutku kada dođe u kontakt sa novim patogenom iz okoliša, tek tada počinje sa izgradnjom autoimunosti. Tada je nažalost prekasno i najčešće patogen/bolest pobjeđuje. Konvencionalni proizvođači upotrebom pesticida uzrokuju da biljka postaje „lijena“ te ne stvara vlastitu autoimunost. Djelovanje pesticida je obično 10-14 dana. Tako nakon prve upotrebe pesticida, potrebna je nova doza i repeticija ako želimo biljku držati „zdravom“. To znači da su intervali špricanja svakih 10-14 dana. Na taj način konvencionalni poljoprivrednici drže biljku zaštićenom od napada, jer biljka nije dovedena u poziciju stvaranja vlastite autoimunosti. Dodatni problem u svijetu mikroorganizama je što su patogeni (mikroorganizmi uzročnici bolesti) sposobniji 3-20 puta brže razviti populaciju od onih korisnih ne štetnih mikroorganizama, tako da često oni preuzimaju svojom populacijom površine na biljnom tkivu, te dodatno rade pritisak za novim tretiranjem.

Današnji ekološki pristup savjetuje proizvođačima da nije potrebno koristiti pesticide kao jedino sredstvo obrane. Danas na tržištu imamo niz mikrobioloških preparata koji se sastoji od korisnih bakterija. Biljka ne raspoznaje na svojoj površini korisne od patogenih mikroorganizama, ona reagira jednako na njihovu prisutnost, tako da počinje stvarati tvari autoimunosti. Nanošenjem korisnih mikroorganizama po listu ili korjenu biljke, stimuliramo biljku da na prirodan način započne izgrađivati vlastitu autoimunost. Ti korisni mikroorganizmi također zauzimaju životno stanište na i oko biljke, te ne dozvoljavaju patogenim mikroorganizmima da se nasele. Vrlo dobar način podizanja biljne otpornosti je upotreba mikorize na korijen biljke. Ti viši oblici gljiva spajaju se svojim hifama direktno na tkivo biljke (ekto ili endomikoriza) te osim podizanja autoimunosti, one dodatno pomažu u usvajanju vode i hranjiva. Dokazano je da različite biljke svoj korijenski sustav međusobno povezuju pomoću mikoriza između sebe, te na taj način izmjenjuju tvari i informacije.

Davanje biljkama dovoljno hranjiva a pogotovo elemenata kalcija i silicija, djelujemo direktno da biljka može izgraditi čvrste stanične stjenke i membrane otporne na prodor patogena. Sve zajedno čini biljku jačom i otpornijom na patogene.

Razumjevanje načina djelovanja i međusobne međuovisnosti pomaže nam raspoznati što se oko nas događa. Svijet biljaka i njihov odnos u biosferi je složen, a na nama je da ga otkrivamo i mudro koristimo.

 

Davor Popović, dipl.ing.agr.

 

 

 

 

 

 

 

 

Galerija