Vliv biofumigace na diverzitu mikroorganismů v porostu brambor

Alba-Mejía J.E.¹, Holková L.¹, Kmoch M.², Jílková B. ¹, Neoralová M.¹

¹Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství, Agronomická fakulta, Mendelova univerzita v Brně; ²Výzkumný ústav bramborářský Havlíčkův Brod, s. r. o.

Úvod

Biofumigace představuje fytosanitární účinek rostlin obsahujících glukosinoláty (GSL) na půdní patogeny prostřednictvím těkavých isothiokyanátů (ITC) vznikajících hydrolýzou GSL enzymem myrosinázou při zapravení pletiv do půdy (Gimsing a Kirkegaard, 2009). Nejčastěji se používají rostliny z čeledi brukvovitých (Brassicaceae) např. Brassica juncea, Eruca sativa, Raphanus sativus a Sinapis alba. ITC potlačují patogenní houby např. Aphanomyces, Phytophthora, Rhizoctonia či Verticillium a příznivě ovlivňují půdní mikrobiom, aniž by negativně působily na prospěšné houby, např. Trichoderma spp. (Galletti et al., 2008). Tato studie hodnotí účinek pokrutin hořčice bílé obsahujících GSL – sinalbin (Lietzow, 2021), na složení půdního mykobiomu v porostu brambor. Biofumigace tedy představuje jednu z ekologických alternativ použití fungicidů (Massi et al., 2021).

Cílem práce bylo ověřit vliv pokrutin hořčice bílé na zastoupení houbových mikroorganismů v půdě při pěstování brambor.

Materiál a metody

Maloparcelový experiment proběhl na pozemku VS Valečov (VÚB, s.r.o. Havlíčkův Brod) na kambiálně-ledovcové, jílovité půdě (17 % jílu, 46 % písku, pH 6,6). Pokus zahrnoval tři varianty: kontrolu (K), biofumigaci I (F1, 0,5 kg m^-2) a biofumigaci II (F2, 1,0 kg m^-2), každou ve třech opakováních (41,85 m²). Brambory byly vysazeny 30. dubna 2024 bez mechanické kultivace. Po 90 dnech byly odebrány vzorky půdy (0–25 cm), DNA izolována z 400 mg zeminy (innuSPEED soil DNA Kit, Innuscreen GmbH) a sekvenována v oblasti ITS1 technologií Illumina MiSeq. Sekvenační analýza a statistické vyhodnocení (ANOSIM) byla provedla firmou Novogene (UK) Company Limited.

Výsledky

Statistické vyhodnocení ukázalo, že biofumigace významně ovlivnila diverzitu mykobiomu v povrchové vrstvě půdy u obou experimentálních variant. Obrázek 1 ukazuje snížení četnosti některých rodů hub, přičemž podíl méně četných rodů („ostatní“) klesl o 30–35 %. Naopak četnost vybraných rodů vzrostla. Rod Beauveria (Ascomycota), zahrnující hmyzím patogeny, nebyl po biofumigaci detekován, zatímco četnost Humicola vzrostla. Podobně četnost rodu Linnemannia, který kolonizuje rhizosféru a podporuje růst rostlin, byla zvýšena. Naopak patogenní Fusarium nereagovalo snížením četnosti; její nárůst může být spojen s dostupností organické hmoty nebo uvolněným prostorem po citlivých mikroorganismech. Zvýšení četnosti bylo zaznamenáno i u Penicillium, zatímco rody Conocybe a Verticillium vykázaly pokles, což je pozitivní vzhledem k jejich patogenitě. Četnost běžných půdních hub Botryotrichum vzrostla. Analýza taxonomických skupin (Obr. 2) ukázala převahu Basidiomycota, Ascomycota a Mortierellomycota.  Obecně po biofumigaci klesala četnost Basidiomycota, Ascomycota zůstávala stabilní (~70 %), a Mortierellomycota stoupala. Většina těchto druhů je saprofytických, podporuje rozklad organické hmoty a recyklaci živin. Celkově biofumigace snížila četnost většiny patogenů s výjimkou Fusarium, zatímco saprofytické a endofytické houby zůstaly stabilní. Tento trend naznačuje zlepšení půdní kvality, udržování ekologické rovnováhy a podporu růstu plodin díky zachování symbiotických a rozkladných procesů.

Obrázek 1. Poměrné zastoupení nejčastěji se vyskytujících rodů hub v půdách ošetřených biofumigací.

K: kontrolní varianta bez ošetření, F1: půda s hořčičnými pokrutinami v dávce 0,5 kg m^-2, F2: půda s hořčičnými pokrutinami v dávce 1 kg m^-2.

Obrázek 2. Poměrné zastoupení nejčastěji se vyskytujících oddělení z říše Hub v půdě ošetřené biofumigací

Poděkování

Tato práce byla vypracována se státní podporou Ministerstva zemědělství ČR v rámci projektu NAZV QL24010148 – “Alternativní způsoby biologické ochrany bramboru za využití bioagens a látek přírodního původu”.