Biopreparaty mikrobiologiczne w ochronie upraw polowych – stan obecny i perspektywy
Microbial biological control agents in the protection of field crops – current status and perspectives
Danuta Sosnowska, e-mail: d.sosnowska@iorpib.poznan.pl
Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Władysława Węgorka 20, 60-318 Poznań, PolskaAbstract |
W ostatnich latach w wyniku wprowadzenia zaleceń Komisji Europejskiej dotyczących ograniczenia stosowania chemicznych środków ochrony roślin na rzecz niechemicznych, w uprawach polowych obserwuje się zwiększenie dostępnego asortymentu biopreparatów mikrobiologicznych. W Polsce w tych uprawach zarejestrowano już 8 bioinsektycydów i 12 biofungicydów. Do zwalczania szkodników roślin stosuje się głównie szczepy bakterii owadobójczych Bacillus thuringiensis i jeden szczep grzyba owadobójczego Beauveria bassiana. Do zwalczania sprawców chorób wykorzystuje się szczepy grzybów antagonistycznych Trichoderma harzianum i Trichoderma asperellum, grzyba nadpasożytniczego Coniothyrium minitans i organizm grzybopodobny Pythium oligandrum. Zastosowanie ma również bakteria Pseudomonas sp., a do zaprawiania zarejestrowano bakterię Bacillus amyloliquefaciens. Obecnie trwają intensywne badania naukowe nad poprawieniem skuteczności środków biologicznych. Tworzy się innowacyjne formulacje środków, które zwiększają ich trwałośći wydłużają okres przechowywania. Przyszłością będą również programy ochrony roślin z łącznym wykorzystaniem mikroorganizmówi makroorganizmów pożytecznych. Niniejsza publikacja przedstawia aktualnie dostępne mikrobiologiczne środki ochrony roślin stosowane w ochronie upraw polowych, analizuje obecne i przyszłe badania nad ich stosowaniem i ulepszaniem formulacji.
In recent years, as a result of the introduction of the European Commission’s recommendations on limiting the use of chemical plant protection products in favor of non-chemical ones, an increase in the available range of microbial biological control agents has also been observed in field crops protection. 8 bioinsecticides and 12 biofungicides have already been registered for these crops in Poland. Strains of the entomopathogenic bacteria Bacillus thuringiensis and one strain of the entomopathogenic fungus Beauveria bassiana are mainly used to control plant pests. Strains of the antagonistic fungi Trichoderma harzianum and Trichoderma asperellum, the hyperparasitic fungus Coniothyrium minitans and the fungus-like organism Pythium oligandrum are used to control plant disease. The bacterium Pseudomonas sp. is also used, and the bacterium Bacillus amyloliquefaciens has been registered for dressing. Intensive scientific research is currently underway to improve the effectiveness of biological control agents. Innovative formulations are being created to increase their efficacy and extend the storage period. The future will also include plant protection programs with the combined use of beneficial microorganisms and macroorganisms. This publication presents currently available microbiological plant protection products used in field plant protection, analyzes current and future research on their use and improvement of formulations. |
Key words |
biologiczna ochrona roślin; mikrobiologiczne biopreparaty w uprawach polowych; biological plant protection; microbial biological control agents in field crops |
References |
Almeida M.G.B., Varize C.S., Santos T.S., Rezende C.S., López J.A., Mendonça M. da C. 2023. Technology of a novel conidia-tablet formulation and packaging type to increase Beauveria bassiana (Hypocreales: Ophiocordycipitaceae) shelf life at room temperature. Biotechnologie, Agronomie, Société et Environnement/Biotechnology, Agronomy, Society and Environment 27 (2): 109–118. DOI: 10.25518/1780-4507.20372
Bandurska K., Krupa P., Berdowska A., Jatulewicz J. 2015. Zastosowanie preparatów grzybów saprofitycznych jako środków ochrony roślin w uprawie pomidorów. [Use of saprophytic fungi specimens as a plant protection agents in tomatoe plantation]. Inżynieria Ekologiczna/Ecological Engineering 43: 88–93. DOI: 10.12912/23920629/58908
Bruck D.J. 2010. Fungal entomopathogens in the rhizosphere. BioControl 55: 103–112. DOI: 10.1007/s10526-009-9236-7
Coates C.E.R., Labbé R.M., Gagnier D., Laflair A., Kevan P.G. 2023. Apivectorin of entomopathogen, Beauveria bassiana strain GHA for suppression of thrips on commercial greenhouse strawberries: a real life study. BioControl 68: 143–154. DOI: 10.1007/ s10526-023-10189-3
De Leij F.A.A.M., Dennehy J.A., Kerry B.R. 1992. The effect of temperature and nematode species on interactions between the nematophagous fungus Verticillium chlamydosporium and root-knot nematodes (Meloidogyne spp.). Nematologica 38 (1–4): 65–79. DOI: 10.1163/187529292X00054
Diao H., Xing P., Tian J., Han Z., Wang D., Xiang H., Liu T., Ma R. 2022. Toxicity of crude toxin produced by Cordyceps fumosorosea IF-1106 against Myzus persicae (Sulze). Journal of Invertebrate Pathology 194: 107825. DOI: 10.106/j.jip.2022.107825
Dz.U. UE L 2009 poz. 309. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady WE nr 1107/2009 z dnia 21 października 2009 r. dotyczące wprowadzenia do obrotu środków ochrony roślin.
Dz.U. 2013 poz. 455. Ustawa z dnia 8 marca 2013 r. o środkach ochrony roślin.
Faria M.R., Wraight S.P. 2007. Mycoinsecticides and mycoacaricides: a comprehensive list with worldwide coverage and international classification of formulation types. Biological Control 43 (3): 237–256. DOI: 10.1016/j.biocontrol.2007.08.001
Feng M.G., Poprawski T.J., Khachatourians G.G. 1994. Production, formulation and application of the entomopathogenic fungus Beauveria bassiana for insect control: current status. Biocontrol Science and Technology 4 (1): 3–34. DOI: 10.1080/09583159409355309
Ferreira J.M., Soares F.E. de F. 2023. Entomopathogenic fungi hydrolytic enzymes: A new approach to biocontrol? Journal of Natural Pesticide Research 3 (4): 100020. DOI: 10.1016/j.napere.2023.100020
Gerbore J., Benhamou N., Vallance J., Le Floch G., Grizard D., Regnault-Rager C., Rey P. 2013. Biological control of plant pathogens: advantages and limitations seen through the case study of Pythium oligandrum. Environmental Science and Pollution Research 21 (7): 4847–4860. DOI: 10.1007/s11356-013-1807-6
https://www.gov.pl/web/rolnictwo/wyszukiwarka-srodkow-ochrony-roslin---zastosowanie [dostęp: 10.01.2025].
https://www.researchandmarkets.com/reports/5240332/pesticide-and-other-agricultural-chemicals-global#src-pos-2 [dostęp: 10.01.2025].
Iida Y., Higashi Y., Nishi O., Kouda M., Maeda K., Yoshida K., Asano S., Kawakami T., Nakajima K., Kuroda K., Tanaka C., Sasaki A., Kamiya K., Yamaqishi N., Fujinaga M., Terami F., Yamanaka S., Kubota M. 2023. Entomopathogenic fungus Beauveria bassiana – based bioinsecticide suppresses severity of powdery mildews of vegetables by inducing the plant defense responses. Frontiers in Plant Science 14: 1211825. DOI: 10.3389/fpls.2023.1211825
Jaworska M., Gorczyca A., Dłużniewska J. 2004. Trichoderma i Beauveria w biologicznej ochronie roślin. [Microorganisms in biological plant protection]. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 501: 181–187.
Khun K.K., Wilson B.A.L., Stevens M.M., Huwer R.K., Ash G.J. 2020. Integration of entomopathogenic fungi into IPM programs: studies involving weevils (Coleoptera: Curculionoidea) affecting horticultural crops. Insects 11 (10): 659. DOI: 10.3390/insects11100659
Komagata Y., Sekine T., Oe T., Kakui S., Yamanaka S. 2024. Simultaneous use of Beauveria bassiana and Bacillus subtilis – based biopesticides contributed to dual control of Trialeurodes vaporariorum (Hemiptera: Aleyrodidae) and tomato powdery mildew without antagonistic interactions. Egyptian Journal of Biological Pest Control 34: 18. DOI: 10.1186/s41938-024-00782-8
Kumar J., Ramlal A., Mallick D., Mishra V. 2021. An overview of some biopesticides and their importance in plant protection for commercial acceptance. Plants 10 (6): 1185. DOI: 10.3390/plants10061185
Labbé R.M., Gillespie D.R., Cloutier C., Brodeur J. 2009. Compatibility of an entomopathogenic fungus with a predator and a parasitoid in the biological control of greenhouse whitefly. Biocontrol Science and Technology 19 (4): 429–446. DOI: 10.1080/09583150902803229
Litwin A., Mironenka J., Bernat P., Soboń A., Różalska S. 2022. Accumulation of pyrethroids induces changes in metabolism of the entomopathogenic fungus Beauveria bassiana – Proteomic and lipidomic background. Ecotoxicology and Environmental Safety 249: 114418. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2022.114418
Majchrowska-Safaryan A., Tkaczuk C., Baj-Wójtowicz B. 2023. Występowanie grzybów entomopatogenicznych w glebach siedlisk o zróżnicowanym użytkowaniu. [Occurrence of entomopathogenic fungi in the soils of habitats of various use]. Agronomy Science 78 (1): 5–18. DOI: 10.24326/as.2023.4956
Mrówczyński M. (red.) 2013. Integrowana ochrona upraw rolniczych. Podstawy integrowanej ochrony. Tom I. Powszechne Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Poznań, 156 ss. ISBN 978-83-09-01152-1.
Mustapha S., Loveridge J., Cook S.M., Ortega-Ramos P., Vuts J., Butt T. 2024. Is Metarhizium brunneum ovicidal against grey field slug (Deroceras reticulatum) eggs? IOBC-WPRS Bulletin 172: 30–38. W: IOBC-WPRS, Working Group Integrated Control in Oilseed Crops, Preceedings of the 19th meeting at Dresden (Germany), 10–11 September, 2024 (S.M. Cook, E. Diederichsen, M. Jędryczka, K. King, J. Ludwig-Müller, M. Wiewióra, red.), 186 ss. ISBN 978-92-9067-359-0.
Nowocień K., Sokołowska B. 2020. Use of microorganisms in plant protection against fungal diseases. [Wykorzystanie mikroorganizmów w ochronie roślin przed chorobami powodowanymi przez grzyby]. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 603: 41–52. DOI: 10.22630/ZPPNR.2020.603.18
Paixăo F.R.S., Muniz E.R., Barreto L.P., Bernardo C.C., Mascarin G.M., Luz C., Fernandes E.K.K. 2017. Increased heat tolerance afforded by oil-based conidial formulation of Metarhizium anisopliae and Metarhizium robertsii. Biocontrol Science and Technology 27 (3): 324–337. DOI: 10.1080/09583157.2017.1281380
Pisarčik M., Hakl J., Szabó O., Nerušil P. 2022. Efficacy of Pythium oligandrum on improvement of lucerne yield, root development and disease score under field conditions. Frontiers in Plant Science 13: 1045225. DOI: 10.3389/fpls.2022.1045225
Poradnik 2023. Preparaty mikrobiologiczne dla roślin rolniczych. Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy, Puławy, 56 ss. ISBN 978-83-7562-406-9. DOI: 10.26114/por.inng.2023.12.01
Pruszyński S. (red.) 2016. Metody ochrony w integrowanej ochronie roślin. Centrum Doradztwa Rolniczego w Brwinowie, Oddział w Poznaniu, 148 ss. ISBN 978-83-60232-80-4.
Quesada-Moraga E., Garrido-Jurado I., Yousef-Yousef M., González-Mas N. 2022. Multitrophic interactions of entomopathogenic fungi in biocontrol. BioControl 67: 457–472. DOI: 10.1007/s10526-022-10163-5
Ravensberg W.J. 2011. A Roadmap to the Successful Development and Commercialization of Microbial Pest Control Products for Control of Arthropods. Springer, Dordrecht, Heidelberg, London, New York, 383 ss. ISBN 978-94-007-0436-7.
Rizwan M., Atta B., Arshad M., Khan R.R., Dageri A., Rizwan H., Ullah M.I. 2021. Nondetrimental impact of two concomitant entomopathogenic fungi on life history parameters of a generalist predator, Coccinella septempunctata (Coleoptera: Coccinellidae). Scientific Reports 11: 20699. DOI: 10.1038/s41598-021-00037-8
Rojas V.M.A., Iwanicki N.SA., D’Alessandro C.P., Fatoretto M.B., Demétrio C.G.B., Delalibera Jr. I. 2023. Characterization of Brasilian Cordyceps fumosorosea isolates: Conidial production, tolerance to ultraviolet-B radiation, and elevated temperature. Journal of Invertebrate Pathology 197: 107888. DOI: 10.1016/j.jip.2023.107888
Rozporządzenie Komisji UE 2022/1440 z dnia 31 sierpnia 2022 r.
Sosnowska D. 2005. Biopreparaty grzybowe w biologicznym zwalczaniu szkodników upraw szklarniowych i polowych. [Fungi biopesticides in biological control of greenhouse and field pests]. Postępy Nauk Rolniczych 5: 17–27.
Sosnowska D. 2018. Konserwacyjna metoda biologiczna wsparciem integrowanej ochrony roślin i rolnictwa ekologicznego. [The contribution of conservation biological control method to integrated plant protection and organic farming]. Progress in Plant Protection 58 (4): 288–293. DOI: 10.14199/ppp-2018-040
Sosnowska D. 2019. Grzyby pasożytnicze i antagonistyczne w biologicznej ochronie roślin w Polsce. [Parasitic and antagonistic fungi in biological plant protection in Poland]. Progress in Plant Protection 59 (4): 223–231. DOI: 10.14199/ppp-2019-029
Sosnowska D., Bourne J.M., Kerry B.R. 2001. Rozwój i infekcyjność Verticillium chlamydosporium w biologicznym zwalczaniu Meloidogyne hapla Chitwood w zależności od różnych temperatur. [Development and virulence of Verticillium chlamydosporium against Meloidogyne hapla Chitwood at different temperatures]. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 41 (2): 634–637.
Sosnowska D., Ratajkiewicz H. 2021. Ocena potencjału lokalnych izolatów grzybów owadobójczych jako biologicznych środków ochrony roślin. [Assessment of the potential of local entomopathogenic fungi isolates as biocontrol agents]. Progress in Plant Protection 61 (2): 121–127. DOI: 10.14199/ppp-2021-013
Temmermans J., Legein M., Zhao Y., Kiekens F., Smagghe G., de Coninck B., Lebeer S. 2023. The biocontrol agent Lactiplantibacillus plantarum AMBP214 is dispersible to plants via bumblebees. Applied and Environmental Microbiology 89 (11): e0095023. DOI: 10.1128/aem.00950-23
Temmermans J., Smagghe G. 2022. Different bees as vectors for entomovectoring with enhanced pollination and crop protection control: current practices, use cases and critical view on transport. Scientific and Technical Review 41 (1): 107–116. DOI: 10.20506/rst.41.1.3308
Tkaczuk C., Majchrowska-Safaryan A., Śledź K. 2016. Wpływ wybranych środków ochrony roślin na wzrost grzybów owadobójczych z rzędu owadomorkowców (Entomophthorales). [The influence of selected pesticides on the growth of entomopathogenic fungi from the entomophthoralean order (Entomophthorales)]. Annales UMCS, Sectio E, Agricultura LXXI (1): 65–75.
Ustawa z dnia 12 lipca 1995 r. o ochronie roślin uprawnych.
van Lenteren J.C. 2000. A greenhouse without pesticides: fact or fantasy? Crop Protection 19 (6): 375–384. DOI: 10.1016/S0261- 2194(00)00038-7
van Lenteren J.C., Bolckmans K., Köhl J., Ravensberg W.J., Urbaneja A. 2018. Biological control using invertebrates and microorganisms: plenty of new opportunities. BioControl 63: 39–59. DOI: 10.1007/s10526-017-9801-4
Vega F.E., Goettel M.S., Blackwell M., Chandler D., Jackson M.A., Keller S., Koike M., Maniania N.K., Monzón A., Ownley B.H., Pell J.K., Rangel D.E.N., Roy H.E. 2009. Fungal entomopathogens: new insights on their ecology. Fungal Ecology 2 (4): 149–159. DOI: 10.1016/j.funeco.2009.05.001
Wang H., Peng H., Li W., Cheng P., Gong M. 2021. The toxins of Beauveria bassiana and the strategies to improve their virulence to insects. Frontiers Microbiology 12: 705343. DOI: 10.3389/fmicb.2021.705343
Weber Z. 2002. Skuteczność biopreparatu Contans WG (Coniothyrium minitans Campb.) w ochronie rzepaku ozimego przed Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary. [Efficacy of biopreparate Contans WG (Coniothyrium minitans Campb.) in winter oilseed rape protection against Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary]. Rośliny Oleiste XXIII: 151–156.
Wend K., Zorrilla L., Freimoser F.M., Gallet A. 2024. Microbial pesticides – challenges and future perspectives for testing and safety assessment with respect to human health. Environmental Health 23 (1): 49. DOI: 10.1186/s12940-024-01090-2
Yao X., Guo H., Zhang K., Zhao M., Ruan J., Chen J. 2023. Trichoderma and its role in biological control of plant fungal and nematode disease. Frontiers in Microbiology 14: 1160551. DOI: 10.3389/fmicb.2023.1160551
Zimowska B., Król E.D. 2019. Entomopatogeniczne grzyby i ich znaczenie biocenotyczne. [Entomopathogenic fungi and their biocenotic importance]. Advancements of Microbiology/Postępy Mikrobiologii 58 (4): 471–482. DOI: 10.21307/PM- 2019.58.4.471
Znajewska Z., Dąbrowska G.B., Narbutt O. 2018. Szczepy Trichoderma viride stymulujące wzrost i rozwój rzepaku ozimego (Brassica napus L.). [Trichoderma viride strains stimulating the growth and development of winter rapeseed (Brassica napus L.)]. Progress in Plant Protection 58 (4): 264–269. DOI: 10.14199/ppp-2018-036 |
Progress in Plant Protection (2025) : 0-0 |
First published on-line: 2025-03-14 12:07:35 |
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2025-004 |
Full text (.PDF) BibTeX Mendeley Back to list |