Grzyby uprawne a ekologia
Pojęcie „ekologia” obejmuje bardzo szeroki zakres interakcji między organizmami żywymi i środowiskiem. Jednak w potocznym znaczeniu utosamiane jest ono przede wszystkim z ochroną środowiska. Ochrona ta może polegać między innymi na ograniczeniu niekorzystnego wpływu działań człowieka na środowisko (zmnieszenie zużycia energii, środków ochrony roślin itp.) bądź jego aktywnej ingerencji w celu przywrócenia wcześniej zburzonej równowagi (rekultywacja i remediacja gleb itp.). W obydwa wymienione działania wpisuje się uprawa grzybów i możliwości wykorzystania niektórych ich gatunków na rzecz ochrony środowiska. uprawa grzybów ze względu na swoją specyfikę jest w zasadzie monokulturą, w której istnieje bardzo duże zagrożenie ze strony czynników chorobotwórczych i szkodników. Działania interwencyjne w uprawie grzybów stosowane są w bardzo ograniczonym zakresie, a główną uwagę zwraca się na profilaktykę. Jednym z przejawów takich działań jest stosowanie jako środka dezynfekcyjnego pary wodnej na różnych etapach produkcji grzybów, a także powszechne wykorzystanie naturalnych procesów mikrobiologicznych. W przygotowaniu podłoża do uprawy pieczarki i boczniaka prowadzi się fermentację i pasteryzację, których podstawą jest działanie różnych grup mikroorganizmów, w tym zwłaszcza mikroorganizmów termofinych. Uzyskane w ten sposób podłoże określa się jako selektywne, tzn. takie, które sprzyja rozwojowi grzybni grzyba uprawnego a hamuje rozwój jego konkurentów lub mikroorganizmów chorobotwórczych. W dużym stopniu przyczyniają się do tego rozwijające się w relatywnie wysokiej temperaturze pasteryzacji (45 60°C) promieniowce, które produkują substancje antybiotyczne, stanowiące naturalny środek ochrony. Jednak intensywna uprawa wymaga użycia środków chemicznych, nawet jeśli stosowane są one profilaktycznie.
W uprawie pieczarek wykorzystuje się zwykle preparaty chemiczne o niskiej toksyczności i krótkim okresie karencji. Jest to wymuszone przez krótki cykl produkcyjny oraz dużą zdolność do akumulacji substancji chemicznych. Przykładem mogą być syntetyczne pyretroidy stosowane w zwalczaniu muchówek. Preparaty takie, jak Decis czy Patriot, należą do środków ochrony roślin zaliczanych do IV klasy toksyczności. Ponadto technika ich użycia, poprzez odparowywanie lub aerozolowanie, wyraźnie zmniejsza ilość zużywanego preparatu. Zoocydy z grupy inhibitorów biosyntezy chityny stosowane w uprawie grzybów, tj. Dimilin, Nomolt i Trigard, charakteryzują się niską toksycznością i wysoką aktywnością przeciw larwom muchówek i niektórych roztoczy.
Coraz częściej do zwalczania muchówek wykorzystuje się preparaty biologiczne. W powszechnym użyciu są środki ochrony na bazie drapieżnych nicieni, m.in. gatunku Steinernema feltiae. Należą do nich m.in. Owinema, SciaRid czy Nemasys, wykazujące dużą skuteczność w zwalczaniu ziemiórkowatych w uprawie pieczarek. Zawarte w preparatach nicienie inwazyjne aktywnie poszukują larw owadów i niszczą je w krótkim czasie. Trwają także badania nad zastosowaniem innych gatunków drapieżnych nicieni, tj. Heterorhabditis megidisi H. bacteriophora oraz wspomnianego wcześniej S. feltiae, w uprawie boczniaka. Pewne nadzieje wiąże się również z wykorzystaniem drapieżnych roztoczy, m.in. z rzędu Gamasidasp., a także chrząszcza Atheta coriaria. Duże zainteresowanie wzbudza bakteria Bacillusthurin giensis var. israelensis , która wywołuje chorobę i wysoką śmiertelność larw ziemiórek i zadrowatych. W niektórych krajach stosuje się preparaty z tej bakterii do zwalczania owadów w uprawie szklarniowej i uprawie grzybów.
W ostatnich kilku latach nastąpił wyraźny postęp w prowadzeniu dezynfekcji w uprawie grzybów. Dezynfekcja to podstawowe działanie zapobiegające występowaniu i rozprzestrzenianiu się chorób w pieczarkarni i boczniakarni. Pojawiło się szereg preparatów charakteryzujących się wysoką skutecznością i niską toksycznością. Niewątpliwie najbardziej interesujące są preparaty, które zawierają stabilzowany roztwór dwutlenku chloru. Są to preparaty bardzo skuteczne, o szerokim spektrum działania, nawet przy niskich stężeniach. Do ich zalet należy m.in. brak reakcji prowadzących do tworzenia kwasu chlorowodorowego oraz hiperchlorowców (w odróżnieniu od samego chloru), a także niepozostawianie na odkażanych powierzchniach niepożądanych substancji szkodliwych i ubocznych. Wśród dużej gamy preparatów dezynfekcyjnych, przy prawidłowym ich stosowaniu, nie stanowią one żadnego zagrożenia dla środowiska.
Bardzo ciekawym zagadnieniem w aspekcie ekologicznym jest wykorzystanie podłoża po uprawie grzybów. Podłoże po uprawie pieczarki posiada wysoką wartość nawozową, porównywalną z innymi nawozami organicznymi, a pod pewnymi względami nawet je przewyższa. Charakteryzuje się ono wysoką zawartością materii organicznej oraz potasu, fosforu i wapnia. Azot w podłożu pouprawowym występuje głównie w formie związanej w struktury białkowe, dlatego po wprowadzeniu do gleby jego dostępność dla roślin jest uzależniona od stopnia postępującej mineralizacji. Ocenia się, że w pierwszym roku wykorzystywane jest przez rośliny około 25% azotu (uwalnianie jak w nawozach wolnodziałających), a potasu i fosforu prawie 100%. Ze względu na wysoką zawartość materii organicznej, dużą pojemność wodną oraz niezwykle bogatą mikroflorę, podłoże po uprawie pieczarek może być wykorzystywane do rekultywacji gleb zdegradowanych. Stwierdzono korzystne jego oddziaływanie na organizmy żywe występujące w glebie, co pozwala na szybkie przywrócenie w glebie równowagi biologicznej. Równie cenne jest podłoże po uprawie boczniaka, jednak ze wzgldu na mniejszą wartość nawozową i wysoką zawartość łatwo dostępnego potasu, jego stosowanie wymaga pewnej strożności. Niewątpliwą zaletą tego podłoża jest obecność substancji wpływających hamująco na rozwój nicieni.
Zanieczyszczenie środowiska naturalnego ksenobiotykami (np. WWA, PCB) i metalami ciężkimi jest problemem niosącym ze sobą zagrożenie dla prawidłowego funkcjonowania ekosystemów, naturalnej różnorodności gatunkowej, jakości i wielkości plonu roślin uprawnych oraz dla zdrowia czło-wieka. Istniejący problem wywołał intensywny rozwój metod oczyszczania gleb, wód i ścieków, wśród których szczególną uwagę zwracają ekologicznie bezpieczne techniki bioremediacji, oparte na zastosowaniu roślin lub/i mikroorganizmów w celu degradacji zanieczyszczeń lub ich akumulacji w biomasie. Wiele prowadzonych ostatnio badań wykazało przydatność podłoża po inkubacji, a szczególnie podłoża po uprawie niektórych gatunków grzybów, do bioremediacji (mikoremediacji).
Na uwagę zasługują grzyby wywołujące tzw. białą zgniliznę drewna, które są zdolne do całkowitego rozkładu ligniny. Wśród grzybów uprawnych należą do nich gatunki m. in. z rodzaju boczniak Pleurotus (w tym boczniak ostrygowaty – P. ostreatus) oraz twardziak jadalny – Lentinula edodes.
Szczególne właściwości grzybów białej zgnilizny drewna wynikają z ich zdolności do wytwarzania i wydzielania do podłoża kompleksu enzymów ligninolitycznych. Enzymy te rozkładają także związki podobne pod względem struktury do ligniny, w tym wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), polichlorowane bifenyle (PCB), dioksyny, pestycydy (np. DDT, lindan, pentachlorofenol), materiały wybuchowe (np. TNT), jak również rozpuszczalniki organiczne (np. czterochlorek węgla). Tolerancja grzybów względem wysokich stężeń ksenobiotyków, często przekraczających próg fitotoksyczności, umożliwia przeprowadzenie mikoremediacji na terenach silnie zdegradowanych, gdzie zastosowanie roślin i towarzyszących im drobnoustrojów rizosfery jest znacznie ograniczone. W wielu badaniach wykazano wysoką skuteczność wymienionych wyżej gatunków grzybów uprawnych w rozkładzie różnych ksenobiotyków, przy zastosowaniu podłoży pouprawowych na glebach silnie zanieczyszczonych, a także ich użyciu jako biofiltrów w oczyszczaniu ścieków. Przedstawione powyżej, w dużym stopniu uproszczone, informacje nie wyczerpują omawianego zagadnienia. Sygnalizują jedynie problematykę związaną ze stosowaniem w uprawie metod ograniczających niekorzystny wpływ na środowisko oraz możliwości wykorzystania grzybów w jego aktywnej ochronie.
MATERIAŁY Z KONFERENCJI
Proekologiczna uprawa warzyw -problemy i perspektywy
Organizator konferencji:
Katedra Warzywnictwa, Akademia Podlaska