Rezumat

Phytophthora infestans este un oomicet extrem de agresiv care cauzează mana cartofului – una dintre cele mai distructive boli din agricultură. Patogenul are un ciclu de infecție foarte scurt, sporulare masivă și poate distruge culturile în 7–10 zile în condiții de vreme umedă și răcoroasă. Se caracterizează printr-un potențial evolutiv ridicat, un mod dual de reproducere și rezistență la un număr de fungicide. Controlul se bazează pe o combinație de bune practici agronomice, fungicide, modele de prognoză și soiuri rezistente.

Mana cartofului, cauzată de oomicetul Phytophthora infestans, este una dintre cele mai semnificative boli din istoria agriculturii. Patogenul este cunoscut pentru capacitatea sa de a distruge culturi întregi în câteva zile și pentru impactul său imens asupra societății – cel mai dramatic exemplu fiind Foametea Irlandeză din 1845–1852, când milioane de oameni au murit sau au emigrat ca urmare a recoltelor eșuate de cartofi. Boala a apărut în America de Nord în 1843 și, doar doi ani mai târziu, a ajuns în Europa, unde condițiile – vreme răcoroasă și umedă, cultivarea monolitică a cartofului și lipsa soiurilor rezistente – au permis patogenului să se răspândească într-un ritm fără precedent (Yuen, 2021; Nowicki et al., 2012).

Capacitatea lui Ph. infestans de a distruge culturi întregi în câteva zile se datorează ciclului său de infecție extrem de scurt. Sporangii sunt produși în masă pe frunze, răspândiți de vânt și ploaie și pot provoca noi infecții în 3–4 zile. În condiții favorabile – umiditate ridicată și temperaturi moderate – întreaga cultură poate pieri în 7–10 zile (Nowicki et al., 2012; Arora et al., 2014). Această caracteristică biologică transformă patogenul într-un „motor epidemiologic” ideal, care în 1845–1852 a condus la cea mai gravă catastrofă agricolă din istoria Europei – Foametea Irlandeză (Yuen, 2021).

Consecințele sociale au fost atât de profunde încât structura demografică a Irlandei a rămas permanent modificată – populația nu a mai atins niciodată nivelurile de dinaintea foametei (Yuen, 2021).

Ph. infestans este un oomicet aparținând grupului de microorganisme eucariote înrudite cu algele brune, nu cu ciupercile adevărate (Arora et al., 2014). Această caracteristică explică de ce multe fungicide clasice sunt ineficiente împotriva sa. Patogenul se reproduce atât asexuat, cât și sexuat, conferindu-i un potențial evolutiv excepțional de ridicat. Sporangii asexuați sunt produși în masă pe frunze și pot infecta noi plante în 3–4 zile. La temperaturi mai scăzute, sporangii eliberează zoospori mobili, care se deplasează într-un film de apă și provoacă noi infecții (Nowicki et al., 2012). Când ambele tipuri de împerechere – A1 și A2 – sunt prezente, se formează oospori, care supraviețuiesc ani de zile în sol și servesc ca inocul primar în sezoanele următoare (Arora et al., 2014; Njoroge et al., 2019).

Începând cu anii 1980, s-a observat o distribuție pe scară largă a tipului de împerechere A2 în multe regiuni, ceea ce a dus la apariția unor genotipuri mai agresive, un ciclu de viață mai scurt și o rezistență crescută la fungicide. Primele simptome sunt leziuni apoase, verde-pal, pe frunze, care se întunecă rapid (Figura 1). Pe partea inferioară apare o creștere albă de sporangiophore. Tulpinile dezvoltă leziuni brune alungite și se rup ușor. În condiții favorabile, întregul foliaj poate muri într-o săptămână. Pe tuberculi se dezvoltă leziuni gri-plumburii, formând intern necroze brun-ruginii. Adesea, bacteriile secundare provoacă putregai moale la depozitare (Kromann et al., 2008; Arora et al., 2014; Coomber et al., 2024).

 

 

simptome

Figura 1. Simptomele manei cartofului

Dezvoltarea bolii este foarte dependentă de umiditate, precipitații și temperaturi. Sporularea are loc în principal noaptea, în timp ce lumina o suprimă (Kim și Mutschler, 2006; Arora et al., 2014).

Au fost dezvoltate numeroase modele de prognoză – Beaumont, BLITECAST, NegFry – care permit optimizarea aplicării fungicidelor și reducerea costurilor (Yuen, 2021).

Măsurile integrate de control al bolii includ:

Măsuri agronomice

Practicile agronomice sunt prima linie de apărare și joacă un rol cheie în reducerea inoculului primar. Oosporii pot supraviețui ani de zile și pot cauza infecții timpurii, inclusiv pe tulpinile subterane – un fenomen observat în Scandinavia (Yuen, 2021). Prin urmare, este esențial să: se distrugă resturile vegetale; să se evite cultivarea cartofilor în aceeași locație; să se îndepărteze plantele voluntare din sezoanele anterioare. Rotațiile scurte cresc riscul acumulării de oospori. Se recomandă un minim de 3–4 ani fără cartofi în același câmp (Arora et al., 2014). Un bun drenaj al solului – apa liberă este critică pentru zoospori. Evitarea fertilizării excesive cu azot – stimulează foliajul fragil și susceptibil. Plantarea de material semincer certificat și sănătos (May și Ristaino, 2004).

Măsuri chimice

Protecția chimică rămâne un element cheie în managementul bolii, în special în regiunile cu umiditate ridicată. Fungicide de contact – utilizate la începutul sezonului când riscul este mai scăzut: ditiocarbamați (mancozeb), clorotalonil. Acestea previn infecția, dar nu vindecă țesuturile deja infectate. Fungicide sistemice și sistemice de contact – utilizate în condiții de risc crescut sau la apariția simptomelor inițiale: fenilamide (metalaxil), cimoxanil, dimetomorf, mandipropamid, fluazinam, ciazofamid, fosetil-aluminiu (Arora et al., 2014). Metalaxilul este extrem de eficient, dar rezistența se dezvoltă rapid – în unele regiuni, peste 60% dintre izolate sunt rezistente (Arora et al., 2014).

Produse potrivite pentru controlul bolii sunt: RIDOMIL GOLD R WG (metalaxil-M – 20 g/kg oxiclorură de cupru – 141,9 g/kg) - 500 g/ha, SIVAR GOLD (fosfonați de potasiu - 255 g/l + azoxistrobin - 62,5 g/l) - 300 ml produs/ha, FUNGURAN OH 50 WP (77% hidroxid de cupru (50% Cu)) - 150 g/ha, CYMbal 45 WG (cimoxanil – 450 g/kg) - 25 g/ha, VITENE TRIPLO R (cimoxanil – 28,5 g/kg fosetil-aluminiu – 300 g/kg Cupru – 160 g/kg (prezent sub formă de oxiclorură de cupru)) - 400 - 450 g/ha.

Modele de prognoză

Modele precum Beaumont, BLITECAST, NegFry și JHULSACAST permit optimizarea aplicării tratamentelor (Yuen, 2021). Acestea utilizează: temperatura, umiditatea, durata umezirii frunzelor, precipitațiile. Acest lucru reduce numărul de tratamente inutile și previne lacunele care ar putea duce la distrugerea completă a culturii.

Măsuri biologice

Agenții biologici au potențial, dar eficacitatea lor în câmp este limitată.

Microorganisme antagoniste: Trichoderma spp., Pseudomonas spp., Bacillus spp. prezintă inhibarea patogenului în condiții de laborator, dar rezultatele în câmp sunt inconsistente (Gupta et al., 2004; Arora et al., 2014).

Mana rămâne una dintre cele mai mari provocări în producția de cartofi. Patogenul este extrem de dinamic, evoluează rapid și depășește atât barierele genetice, cât și cele chimice. Combinația dintre cercetarea moleculară, soiurile rezistente, sistemele de prognoză și practicile integrate este cheia managementului durabil al bolii. Astăzi, Ph. infestans rămâne o amenințare globală. În multe țări, cartofii sunt un aliment de bază, iar patogenul continuă să se adapteze, să dezvolte noi rase și să depășească rezistența soiurilor și a fungicidelor. Potențialul său evolutiv este atât de ridicat încât chiar și studiile genetice moderne arată: izolatele istorice din secolul al XIX-lea posedau deja efectori capabili să depășească genele R, pe care amelioratorii le-au introdus abia în secolul al XX-lea (Liu et al., 2005; Coomber et al., 2024).

Mai multe pe această temă:

Abordări moderne pentru diagnosticarea și controlul bolilor culturilor de legume în condițiile schimbărilor climatice

Referințe

  1. Arora, R. K., Sharma, S., & Singh, B. P. (2014). Late blight disease of potato and its management. Potato Journal, 41(1), 16.
  2. Coomber, A., Saville, A., & Ristaino, J.B. (2024). Evolution of Phytophthora infestans on its potato host since the Irish potato famine. Nature Communications, 15, 6488.
  3. Gupta H, Singh BP and Mohan J (2004) Biocontrol of late blight of potato. Potato J 31: 39-42
  4. Kim, M. J., and Mutschler, M. A. 2006. Characterization of late blight resistance derived from Solanum pimpinellifolium L3708 against multiple isolates of the pathogen Phytophthora infestans. J. Am. Soc. Hortic. Sci. 131:637-645.
  5. Kromann P, Taipe A, Andrade-Piedra JL, Munk L and Forbes GA (2008) Pre-emergence infection of potato sprouts by Phytophthora infestans in the highlands tropics of Ecuador. Plant Dis 92: 569-74
  6. Liu, Z., Bos, J. I. B., Armstrong, M., Whisson, S. C., da Cunha, L., TortoAlalibo, T., Win, J., Avrova, A. O., Wright, F., Birch, P. R. J., and Kamoun, S. 2005. Patterns of diversifying selection in the phytotoxin-like scr74 gene family of Phytophthora infestans. Mol. Biol. Evol. 22:659-672.
  7. May KJ and Ristaino JB (2004) Identity of the mtDNA haplotype(s) of Phytophthora infestans in historical specimens from the Irish potato famine. Mycol Res 108: 471-79
  8. Njoroge, A. W., Andersson, B., Lees, A. K., Mutai, C., Forbes, G. A., Yuen, J. E., & Pelle, R. (2019). Genotyping of Phytophthora infestans in eastern Africa reveals a dominating invasive European lineage. Phytopathology, 109(4), 670–680. https://doi.org/10.1094/ PHYTO-07-18-0234-R.
  9. Nowicki, M., Foolad, M.R., Nowakowska, M., & Kozik, E.U. (2012). Potato and tomato late blight caused by Phytophthora infestans: An overview of pathology and resistance breeding. Plant Disease, 96(1), 4–17.
  10. Rana RK, Sharma N, Arya S, Singh BP, Kadian MS, Chaturvedi R and Pandey SK (2013) Tackling moisture stress with drought-tolerant potato (Solanum tuberosum) varieties: Perception of Karnataka farmers. Indian J Agric Sci 83(2): 216-22
  11. Yuen, J. (2021). Pathogens which threaten food security: Phytophthora infestans, the potato late blight pathogen. Food Security, 13, 247–253.
  12. Yuen, J. E., & Andersson, B. (2013). What is the evidence for sexual reproduction of Phytophthora infestans in Europe? Plant Pathology, 62, 485–491. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2012.02685.x.