Od origana do cimetovca
Masline bi se mogle štititi prirodnim putem: Porečki znanstvenici pet godina tražili alternativu pesticidima
(Institut za poljoprivredu i turizam)
Može li se maslina zaštititi od bolesti prirodnim spojevima, uz manju upotrebu klasičnih sredstava za zaštitu bilja? Odgovor na to pitanje tijekom proteklih pet godina tražili su znanstvenici Instituta za poljoprivredu i turizam u Poreču, u sklopu uspostavnog istraživačkog projekta Hrvatske zaklade za znanost punog naziva "Prirodni bioaktivni spojevi kao izvor potencijalnih antimikrobnih tvari u suzbijanju bakterijskih i drugih gljivičnih patogena masline", akronima Anti-Mikrobi-OL.
Projekt je bio usmjeren na razvoj alternativnih načina suzbijanja uzročnika različitih bolesti masline, jedne od najvažnijih poljoprivrednih kultura u Istri i širem mediteranskom području. Istraživači Instituta proučavali su djelovanje različitih prirodnih bioaktivnih spojeva na fitopatogene bakterije i gljive koje nepovoljno utječu na rast i razvoj stabala masline, a uzrokuju djelomično ili potpuno sušenje stabala masline uz moguće smanjenje rodnosti.
Ukupno je na projektu bilo uključeno pet zemalja, tako da su osim Hrvatske
sudjelovale i druge države poput Slovenije (odnosno suradnička ustanova Kmetijski inštitut Slovenije), Portugala (Centre for the Research and Technology of Agro-Environmental & Biological Sciences), Italije (Marche Polytechnic University) i Bosne i Hercegovine (Sveučilište u Mostaru Agronomski i prehrambeno-tehnološki fakultet).
Međunarodna istraživačka grupa na projektu brojila je devet članova iz različitih zemalja, a od ostvarenih rezultata na projektu tijekom proteklih pet godina valja spomenuti 12 usavršavanja i 14 sudjelovanja na konferencijama u Hrvatskoj i u inozemstvu, 13 objavljenih znanstvenih radova u znanstvenim časopisima zastupljenim u bazi WoSCC, te dvije obranjene doktorske disertacije na Sveučilištu u Zagrebu i Sveučilištu u Osijeku.
Među bolestima masline kojima se projekt bavio posebno se izdvaja rak (šuga) masline, bolest koju uzrokuje bakterija Pseudomonas savastanoi pv. savastanoi. Prepoznatljiva je po kvrgavim zadebljanjima odnosno tumorastim izraslinama, koja se pojavljuju na granama, izbojima i drugim dijelovima stabla, a njezin razvoj ovisi o virulentnosti soja bakterije, osjetljivosti sorte, vremenskim uvjetima i općem stanju biljke. Simptomi bolesti raka masline utvrđeni su na 23 različite sorte masline u istraživanim maslinicima u Istri, a bakterija je utvrđena molekularnom metodom identifikacije (lančana reakcija polimerazom u realnom vremenu tj. real-time PCR).
– Rak masline ne znači nužno da će cijela biljka odumrijeti, ali maslina slabi, a napadnuti dijelovi mogu se početi sušiti. Koliko će posljedice biti ozbiljne ovisi o vremenskim uvjetima povoljnim za razvoj bakterije, o virulentnosti soja, o tome koliko je napad velik i o kojoj je sorti zapravo riječ – objašnjava dr. sc. Sara Godena, voditeljica projekta, viša znanstvena suradnica s Instituta za poljoprivredu i turizam. U sklopu projekta analizirane su i različite patogene gljive koje uzrokuju djelomično ili potpuno sušenje stabala masline.
Terenskim istraživanjem u Istri, prikupljeni su uzorci zaraženih maslina iz kojih su izolirane i identificirane različite vrste gljiva, pri čemu su korištene morfološke i molekularne metode. Izoliran je i karakteriziran velik broj fitopatogenih gljiva, među kojima su bile i one o kojima se do sada vrlo malo i gotovo ništa nije znalo, ne samo u Hrvatskoj nego i u svijetu.
Tako je pet vrsta prvi put zabilježeno na maslini u Hrvatskoj (Diplodia mutila, Dothiorella iberica, Dothiorella sarmentorum, Biscogniauxia mediterranea i Cytospora pruinosa) i šest su prvi put zabilježene na maslini u svijetu (Biscogniauxia nummularia, Sordaria fimicola, Phaeoacremonium iranianum, Nigrospora gorlenkoana, N. osmanthi i N. philosophiae-doctoris). Projekt je tako, osim ispitivanja mogućih načina zaštite, pridonio i boljem poznavanju različitih fitopatogena, koji se mogu pojaviti u maslinicima i koji, ovisno o općem zdravstvenom stanju masline i njenom vigoru mogu uzrokovati različite simptome poput rak-rana, pojavu nekroza, sušenje i otpadanje listova, promjene boje i pucanje kore i druge znakove propadanja, odnosno djelomično ili potpuno sušenje stabala masline.
Osim u Hrvatskoj, u Bosni i Hercegovini i u Italiji utvrđene su još vrste Verticillium dahliae, Alternaria alternata i Neocosmospora solani, koje su prvi put utvrđene na maslini u BiH.
Kao moguća alternativa uobičajenim sredstvima za zaštitu bilja međuostalom ispitivana su i eterična (esencijalna) ulja visoke kakvoće, te njihove glavne aktivne komponente. Najbolje rezultate pokazala su eterična ulja origana tj. mravinca (Origanum compactum Benth.), običnog timijana (Thymus vulgaris L.) i kineskog cimetovca (Cinnamomum aromaticum Nees). Posebno se istaknuo karvakrol, prirodni fenolni spoj i glavna komponenta eteričnog ulja origana, koji ima snažna antimikrobna, protuupalna i antioksidativna svojstva, zatim e-cinamaldehid, jedan od najvažnijih sastojaka eteričnog ulja cimetovca. U pojedinim laboratorijskim ispitivanjima djelovanje ovih eteričnih ulja i
njihovih glavnih komponenti bilo je vrlo snažno, pa čak i usporedivo ili bolje od djelovanja
standardnih fungicidnih ili baktericidnih preparata.
– Eterična ulja i njihove glavne komponente pokazali su se vrlo učinkovitima kod
fitopatogena u laboratorijskim uvjetima. Među najboljima pokazali su se origano i njegova glavna komponenta karvakrol, zatim timijan, dok su kod patogenih gljiva osim origana i karvakrola, vrlo dobre rezultate pokazali također i cimet (cimetovac) i njegova glavna komponenta e-cinamaldehid – ističe Godena.
Iako su dobiveni rezultati obećavajući, primjena prirodnih spojeva zahtijeva pažljivo određivanje njihove koncentracije. Veće količine ne znače nužno i bolji učinak jer previsoka koncentracija pojedinih spojeva može imati štetan, odnosno fitotoksičan učinak na samu biljku kad se mogu na listovima pojaviti nekrotične lezije. Potrebno je stoga precizno utvrditi količinu koja djeluje na uzročnika bolesti, a pritom ne oštećuje maslinu.
Osim toga, kod eteričnih je ulja problem i njihova volatilnost odnosno hlapljivost. U sklopu projekta istraživala se i mogućnost korištenja biljne otpadne vode masline, nusproizvoda koji nastaje tijekom prerade odnosno ekstrakcije maslinovog ulja iz ploda masline (španj. alpechin; tal. jamila; engl. olive mill waste water).
Budući da je bogata fenolnim spojevima, pretpostavljalo se da bi mogla imati antimikrobno djelovanje. Rezultati su, međutim, pokazali koliko su detaljna istraživanja važna prije preporuke bilo kojeg pripravka za širu primjenu. Uz korisne fenolne spojeve, biljna voda sadržava i biljne metabolite poput polisaharida, ugljikohidrata topivih u vodi, proteina i lipida koji su, zajedno s makro i mikro hranjivim elementima u određenim uvjetima mogle potaknuti razvoj patogena, umjesto da ga zaustave. U odnosu na nju, eterična ulja visoke kakvoće i njihove glavne aktivne komponente pokazali su se kao pouzdanije rješenje za mogući razvoj nekih budućih bioloških (botaničkih) pripravaka u održivoj poljoprivredi sutrašnjice.
Znanstvenici Instituta naglašavaju da se bolesti masline ne mogu suzbijati samo jednim postupkom, odnosno kemijskim putem. Kod raka masline i drugih gljivičnih bolesti masline iznimno su važni pravilna rezidba i održavanje higijene alata. Napadnute grane potrebno je odrezati sve do zdravog dijela kako se bolest ne bi širila, a škare i drugi alat obvezno dezinficirati nakon rezidbe zaraženog stabla. Preporučuje se također najprije rezati zdrava, a zatim jače napadnuta stabla kako se fitopatogeni mikroorganizmi ne bi širili alatom na zdrava stabla. Zaraženi biljni materijal treba ukloniti iz nasada i propisno zbrinuti, dok rezidbu nije preporučljivo obavljati za kišovitog vremena jer vlaga pogoduje
širenju različitih bolesti.
– Bakterija je inače prisutna na biljci kao epifit, a kada se pojave povoljni vremenski
uvjeti (visoka relativna vlaga i temperatura 22-30 °C), kroz ozljede i rane nastale rezidbom, berbom ili drugim mehaničkim putem (npr. tuča ili smrzavanje) počinje se intenzivno razvijati i širiti. Zato su dezinfekcija alata, pravilna rezidba i izbjegavanje rada po kiši iznimno važni – navodi Godena.
U istraživanjima su praćene i razlike među sortama masline u kontroliranim plasteničkim uvjetima. Pojedine sorte pokazale su veću osjetljivost, dok su druge bile tolerantnije, tj. otpornije na pojavu i razvoj bolesti. Sorta masline Rosinjola utvrđena je kao najosjetljivija na rak masline, dok je sorta Istarska bjelica pokazala najmanju osjetljivost.
Temeljem rezultata osjetljivosti sorata na rak masline, testirane sorte pokazale su određene razine otpornosti na zarazu: niska osjetljivost: Istarska bjelica; osjetljiva: Leccino; visoka osjetljivost: Frantoio i Buža; te vrlo visoka osjetljivost: Rosinjola. Od testiranih patogenih gljiva, vrste Neofusicoccum parvum pokazala je najviši stupanj patogenosti, dok su vrste iz roda Dothiorella pokazale znatno slabiju patogenost; pritom se sorta Istarska bjelica istaknula kao najosjetljivija na zarazu vrstom N. parvum.
Rezultati petogodišnjeg projekta istodobno otvaraju prostor za nova istraživanja Instituta. Karvakrol, spoj koji se posebno istaknuo u ispitivanjima na uzročnicima bolesti masline, sada će se ispitivati i na smeđoj mramorastoj stjenici, invazivnoj vrsti podrijetlom iz Azije (Halyomorpha halys, Stål).
Riječ je o izrazito prilagodljivom štetniku koji se može hraniti na više od 200 biljnih vrsta, uključujući brojne poljoprivredne, voćarske, povrtlarske i šumske kulture. Napada i plodove masline, a zbog brzog razmnožavanja i širokog kruga biljaka domaćina predstavlja ozbiljan izazov za poljoprivrednu proizvodnju. Za potrebe budućih pokusa na Institutu je uspostavljen kontrolirani uzgoj smeđe mramorasta stjenice. Na tom dijelu
istraživanja radi Mihaela Medved, mag. ing. agr., suradnica-doktorandica na projektu, asistentica na Institutu za poljoprivredu i turizam. Uzgojem jedinki u jednakim laboratorijskim uvjetima smanjuje se varijabilnost među njima, čime se omogućuje preciznije praćenje učinka karvakrola i drugih ispitivanih spojeva.
– Populacija koju uzgajamo nije uzeta izravno iz prirode za svaki pojedini pokus,
nego je stvorena u kontroliranim laboratorijskim uvjetima. Tako bi sve jedinke trebale biti u približno jednakoj kondiciji kada na njih budemo primjenjivali ispitivane spojeve, što će
nam omogućiti pouzdaniju interpretaciju rezultata – objašnjava Medved.
Koliko se ova invazivna vrsta može brzo razmnožavati pokazuje i rezultat dosadašnjeg uzgoja.
– Od 28 jedinki koje sam prikupila u prirodi uspjela sam dobiti više od 300 jedinki nove populacije. Taj podatak vrlo jasno pokazuje koliko se smeđa mramorasta stjenica brzo razmnožava kada ima odgovarajuće uvjete – kaže Mihaela Medved.
Smeđa mramorasta stjenica u Hrvatskoj je prisutna već nekoliko godina, a njezina velika prilagodljivost proizlazi upravo iz činjenice da se može hraniti na velikom broju biljnih vrsta. Zbog toga se lako širi, pronalazi nove domaćine i prilagođava različitim poljoprivrednim i prirodnim staništima.
Istraživači će na laboratorijski uzgojenim jedinkama ispitivati djelovanje fenola karvakrola, jedne od glavnih komponenti eteričnog ulja origana (mravinca). Time će se rezultati dobiveni tijekom istraživanja uzročnika bolesti masline pokušati primijeniti i na suzbijanje invazivnog štetnika.
Završetkom projekta Anti-Mikrobi-OL ne završava i rad Instituta na prirodnim spojevima i alternativnim metodama zaštite bilja. Prikupljeni rezultati predstavljaju polazište za daljnja istraživanja, posebno ona usmjerena na praktičnu primjenu u maslinicima i drugim poljoprivrednim nasadima. Povezivanjem zaštite bilja (fitopatologije i entomologije), maslinarstva i istraživanja invazivnih štetnika Institut za poljoprivredu i turizam nastavlja razvijati rješenja prilagođena potrebama poljoprivrednika, ali i suvremenim zahtjevima za smanjenjem upotrebe konvencionalnih i štetnih pesticida.
Dobiveni rezultati pokazuju da spojevi biljnog podrijetla tzv. biološki (botanički) pripravci imaju velik potencijal u održivoj poljoprivrednoj proizvodnji kao ekološki prihvatljivo rješenje u borbi protiv raznih fitopatogenih mikroorganizama, a i šire. Istodobno potvrđuju da njihova primjena mora biti znanstveno provjerena, precizno dozirana i prilagođena pojedinoj biljnoj vrsti, uzročniku biljnih bolesti i uvjetima proizvodnje.
