Choroba czarnych strąków
| Choroba czarnych strąków | |
|---|---|
| Popularne imiona | Choroba czarnych strąków kakaowca |
| Czynniki sprawcze |
Phytophthora palmivora Phytophthora megakarya |
| Zastępy niebieskie | kakao ( Theobroma cacao ) |
| Kodeks EPPO | PHYTPL |
Choroba czarnych strąków jest pierwotniakową chorobą drzew kakaowych . Ten patogen pozostawiony bez leczenia może zniszczyć wszystkie plony; rocznie patogen może powodować utratę plonów do 1/3, a do 10% całkowitej liczby drzew może zostać całkowicie utracone.
Patogen ten może znajdować się w dowolnym miejscu na drzewach kakaowych, ale najbardziej znany jest z czarnego zmumifikowanego wyglądu, jaki nadaje owocom drzewa kakaowego. Wyprzedzenie patogenu jest najlepszym sposobem kontroli, patogen można znacznie zmniejszyć, jeśli pozostawi się ściółkę na ziemi i jeśli patogen wymknie się spod kontroli, można zastosować środki chemiczne. Ten patogen występuje głównie w obszarach tropikalnych, gdzie znajdują się drzewa kakaowe i potrzebuje opadów deszczu, aby rozprzestrzenić zarodniki.
Cykl chorobowy, objawy i oznaki
Objawem choroby czarnych strąków jest nekrotyczna zmiana na strąku kakaowca o brązowym lub czarnym zabarwieniu, która z czasem powiększa się i obejmuje cały strąk. Biały wzrost grzybni na zmianach, które pojawiły się kilka dni po zakażeniu, jest oznaką patogenu wywołującego chorobę czarnych strąków, jakim jest Phytophthora spp .
Choroba czarnych strąków rozpoczyna się, gdy zainfekowany strąk pokazuje kilka małych żółtych plamek, które ostatecznie stają się brązowe i powiększają się do ciemnobrązowej lub czarnej zmiany w ciągu pięciu dni. Zmiana szybko rośnie i obejmuje cały strąk po ośmiu dniach infekcji. Infekcja występuje nie tylko na powierzchni strąka, ale także atakuje wnętrze strąka, wpływając na fasolę. Wzrost białej grzybni na czarnym strąku jest widoczny po 11 dniach i rozpoczyna się sporulacja. rozprzestrzenianie się zarodni lub zoospor przez wodę, mrówki i inne owady, które zarażają inne zdrowe strąki znajdujące się w pobliżu. Bezpośredni kontakt czarnego strąka ze zdrowymi strąkami również prowadzi do rozprzestrzeniania się choroby. Ponadto zakażona poduszka kwiatowa i zmumifikowane strąki są miejscami P. palmivora w porze suchej, gdzie patogen będzie się rozwijał i nadal infekował inne rozwijające się strąki. Infekcja występuje na każdym etapie rozwoju strąków, gdzie powoduje więdnięcie i obumieranie młodych strąków i zniszczył fasolę w dojrzałych strąkach. W pełni zainfekowane strąki (strąk zmumifikowany), które następnie ulegają odwodnieniu, są w stanie dostarczać inokulum P. palmivora przez co najmniej 3 lata. P. megakarya powoduje te same objawy co P. palmivora , ale pojawia się szybciej i generalnie produkuje większą ilość zarodników. Zarówno P. palmivora, jak i P. megakarya powodowały również zrakowacenia na korze, poduszce kwiatowej i chupónach, a zrakowacenia na podstawie mogły rozciągać się na główne korzenie. Zrakowacenia zostały zidentyfikowane jako jedno ze źródeł inokulum dla choroby czarnych strąków. Co więcej, wzorzec infekcji powodowanej przez P. megakarya zaczyna się od ziemi i przesuwa się w górę do baldachimu, jednak nie odnotowano wyraźnego wzoru infekcji spowodowanej przez P. palmivora . Ten wzorzec infekcji może być spowodowany przez P. megakarya i P. palmivora , które przetrwały w glebie, a P. megakarya może przetrwać w korzeniach kilku gatunków drzew cienistych występujących na plantacji kakao.
Zastępy niebieskie
Choroba czarnych strąków, chociaż jej nazwa wskazuje, że występuje w Theobroma cacao, bardziej znanym jako drzewa kakaowe, ma również różnych żywicieli, na przykład; P. megakarya wykryto w korzeniach drzew zacieniających w Afryce Zachodniej, podczas gdy patogen może również wpływać na te drzewa, to ze względu na wartość rynkową drzew kakaowych cały nacisk i badania nad chorobą są prowadzone na drzewach kakaowych.
Drzewa kakaowe
Na drzewach kakaowych P. megakarya infekuje korę, kwiaty i drzewa rakami. Te raki często wydzielają czerwonawą gumę, co skraca żywotność drzewa, co z kolei zmniejsza wydajność rośliny. Najbardziej niszczycielskim miejscem ataków patogenów są kwiaty, ponieważ z tych kwiatów zawiązuje się owoc kakaowca. Zainfekowany kwiat będzie miał zainfekowane owoce, które staną się czarne i nie będzie można ich zebrać ani przetworzyć.
Patogen
Nazwano siedem różnych patogenów powodujących chorobę czarnych strąków na całym świecie. Wszystkie patogeny znajdują się w rodzaju Phytophthora (Oomycetes niszczący rośliny). Siedem gatunków odpowiedzialnych za chorobę czarnych strąków to; P. capsici, P. citrophthora, P. megasperma, P. katsurae, P. palmivora i P. megakarya. Podczas gdy wszystkie te patogeny mogą powodować chorobę czarnych strąków, dwoma głównymi patogenami są P. palmivora i P. megakarya . Patogeny choroby czarnych strąków atakują wszystkie drzewa kakaowe na całym świecie P. capsici i P. citrophthora występują w Ameryce Środkowej i Południowej, podczas gdy inne, takie jak P. megakarya , występują w Afryce Środkowej i Zachodniej. Wszystkie te patogeny mogą pojawiać się we wszystkich częściach drzew kakaowych, ale są najbardziej niszczycielskie w samych owocach, gdzie zamieniają owoc w czarną zmumifikowaną osłonkę. Ten owoc jest wtedy bezużyteczny i nie można go już używać.
Środowisko
P. megakarya występuje w Afryce Środkowej i Zachodniej. W chłodniejszych i bardziej wilgotnych porach roku występuje gwałtowny wzrost przypadków choroby czarnych strąków w porównaniu z cieplejszymi i bardziej suchymi okresami w roku. Choroba ma skok krótko po deszczu. Wilgotna pogoda, która jest związana z tym patogenem i wszystkimi innymi patogenami choroby czarnych strąków, jest potrzebna, gdy formują się zarodnie i zaczynają rozprowadzać zarodniki poprzez opady deszczu, rozpryskującą się wodę i bieżącą wodę. Przy tym rozprzestrzenianiu się patogenu potrzeba wody jest powodem, dla którego prawie zawsze następuje gwałtowny wzrost częstości występowania choroby krótko po porze deszczowej.
Rozsiewanie inokulum
Gleba i ściółka
Wykazano, że rozprzestrzenianie się infekcji na strąki nad gołą glebą było większe w stosunku do strąków nad ściółką. Powodem tego jest plusk deszczu z gołej gleby, który przenosi inokulum na strąki. Jednak ściółka pod drzewem uniemożliwiła kropelkom wody rozpryskiwanie cząstek gleby, a także inokulum znajdującego się pod ściółką na powyższe strąki. Ponadto doniesiono również, że strąki znajdujące się blisko ziemi wykazywały większe infekcje w porównaniu z wyższymi strąkami, ponieważ większa gleba była spryskana i przyklejała się do niższych strąków, co powoduje więcej infekcji.
Rozsiewanie powietrza i wody z zarodnikujących strąków
Zaobserwowano rozprzestrzenianie się zarodników w powietrzu z zainfekowanych strąków i we wcześniejszych badaniach poczyniono pewne założenia dotyczące tego mechanizmu dyspersji, jednak pozostaje to niepewne ze względu na nieprzekonujące wyniki eksperymentu, w którym zebrano niektóre zarodniki w powietrzu za pomocą wolumetrycznej pułapki na zarodniki , gdzie w pułapce znaleziono niewielką ilość zarodników. I odwrotnie, rozprzestrzenianie inokulum przez deszcz jest uważane za skuteczny mechanizm rozprzestrzeniania się inokulum. Założono, że pod ciasnym okapem mniej wody dotrze do zarodnikujących strąków w celu rozprzestrzenienia inokulum, jednak krople deszczu z liści i gałęzi mogą również rozpryskiwać inokulum do otoczenia. Zainfekowane strąki leżące na ziemi lub ściółce również mogły rozprzestrzeniać inokulum, jednak większą infekcję obserwowano na strąkach znajdujących się pod porażonymi strąkami wiszącymi na drzewie w porównaniu do strąków na tym samym poziomie porażonych strąków. Doniesiono, że rozbryzgi kropelek niesionych wiatrem z zainfekowanych strąków mogą również zainfekować strąki na różnych pobliskich drzewach
Bezkręgowy
Rozprzestrzenianie się choroby jest również związane z wektorami bezkręgowców. Mrówki budujące namioty, takie jak Crematogaster striatula i Camponotus acvapimensis, zostały zgłoszone jako główny wektor w rozprzestrzenianiu zarodników P. palmivora z zakażonych strąków na zdrowe strąki w Ghanie. Uważano, że C. striatula jest najważniejszym wektorem odpowiedzialnym za straty czarnych strąków ze względu na zachowanie namiotu budującego, a także dominację na obszarze w określonych warunkach. W Ghanie C. striatula usuwa zewnętrzną warstwę strąków kakaowca i używa tego materiału do budowy namiotu. Dlatego ta mrówka skutecznie rozprzestrzenia chorobę, przenosząc zarodniki z zainfekowanych strąków na ziemi lub na drzewach do zdrowych strąków. Oprócz C. striatula kilka innych gatunków mrówek, a mianowicie C. africana, C. clariventris i C. depressa , było również odpowiedzialnych za rozprzestrzenianie się choroby konstrukcja została zidentyfikowana jako najważniejszy czynnik rozprzestrzeniania inokulum w Nigerii. Zidentyfikowano glebę jako źródło inokulum P. megakarya i dlatego zasugerowano, że ten gatunek mrówek może wykorzystywać zainfekowaną glebę do budowy namiotów, co zaraża zdrowe strąki na drzewach.
Inne bezkręgowce, o których wiadomo, że są związane z rozprzestrzenianiem się choroby, to kilka gatunków chrząszczy, ślimaków, gąsienic i krocionogów. Stwierdzono, że próbki kału tych organizmów zawierają żywotne zarodniki P. palmivora . Doniesiono, że chrząszcz z rodziny Nitidulidae jest najczęstszym wektorem czarnego strąka, ponieważ stwierdzono go w 50 do 60% przypadków czarnego strąka. Te bezkręgowce zjadają zewnętrzną warstwę zainfekowanych strąków i przypadkowo połykają grzybnię i zarodniki patogenu, rozprzestrzeniając w ten sposób patogen na inne zdrowe strąki.
Zarządzanie chorobami
Dostępnych jest kilka metod zwalczania choroby czarnych strąków, takich jak kontrola kulturowa, chemiczna i biologiczna. Ponadto uprawa odmian odpornych na czarny strąk jest alternatywą w celu ograniczenia zachorowalności.
Kontrola kulturowa
Na plantacji kakao można wdrożyć kilka praktyk kulturowych w celu zwalczania choroby czarnych strąków. Do sadzenia kakao zaleca się rozstaw 3,1 x 3,1 m oraz przycinanie drzew, aby umożliwić większy przepływ światła i powietrza wokół drzew. Zmniejszy to poziom wilgoci, która powoduje chorobę czarnych strąków. Usuwanie strąków z objawami czarnych strąków również powinno odbywać się w celu wyeliminowania źródła inokulum. W innym badaniu w Papui-Nowej Gwinei odnotowano wykorzystanie ściółki ze ściółki pod plantację kakao, co ma pewien negatywny wpływ na populację P. palmivora , a zatem może zmniejszyć infekcję strąków, zwłaszcza na początku pory deszczowej. Ściółka liściasta wykazała szybki spadek regeneracji skolonizowanej tkanki kakaowej przez patogeny po 18 tygodniach w stosunku do trawy okrywowej. Wyjaśnieniem tego jest wyższa zawartość wilgoci i aktywność mikrobiologiczna innych drobnoustrojów pod ściółką, co zmniejsza przeżywalność Phytophthora cinnamomi , jak udokumentowali Aryantha i in. (2000). Wykazano, że częstsze zbieranie dojrzałych strąków (tj. dwa razy w tygodniu) i usuwanie zainfekowanych strąków z ziemi znacznie zmniejsza występowanie choroby i poprawia plonowanie strąków w porównaniu z rzadszym zbiorem i usuwaniem (tj. raz w miesiącu). Ponadto zdrowy strąk rozrzucony na ziemi również należy usunąć, ponieważ zostanie zainfekowany i stanie się później źródłem inokulum. Warunki sanitarne to jedna kulturowa metoda zwalczania choroby czarnych strąków. Praktyki sanitarne obejmują usuwanie chwastów, przycinanie, przerzedzanie i usuwanie zainfekowanych i zmumifikowanych strąków co dwa tygodnie w celu wyeliminowania źródła inokulum. Zaobserwowano, że fitosanitarne usuwanie strąków znacznie zmniejsza występowanie chorób o 9–11% do 22–31%, gdzie ta praktyka usuwa źródło wtórnego inokulum. Jednak zaobserwowano, że wzrost częstości występowania choroby po porze deszczowej był najprawdopodobniej spowodowany rozprzestrzenianiem się inokulum z miejsca przeżycia przez deszcz. Stosowanie fungicydu po sanitacji jest powszechnie wykonywane w celu skutecznego zwalczania chorób, ponieważ sama praktyka sanitarna nie wyeliminowałaby źródła inokulum i nadal powoduje większe przypadki czarnych strąków w porównaniu z sanitacją, po której następuje co najmniej jedno zastosowanie fungicydu
Kontrola chemiczna
Wykazano, że stosowanie fungicydu miedziowego znacznie zmniejsza dużą liczbę przypadków występowania czarnych strąków [ pisownia? ] w Nigerii. Stwierdzono, że metalaksyl (Ridomil) i tlenek miedziawy (Perenox) skutecznie zwiększają liczbę zebranych zdrowych strąków w porównaniu z zastosowaniem fosetyloglinu ( Aliete) i traktowaniem kontrolnym. Co więcej, czas aplikacji fungicydu ma pewien pozytywny wpływ na końcowy plon strąków, na którym to poletka dawało większy plon niż poletka nieopryskiwane. Aplikacja została wykonana przed sierpniem, czyli przed główną epidemią choroby, która zwykle występuje we wrześniu i październiku. Zalecanym standardem stosowania fungicydu w celu zwalczania choroby czarnych strąków powodowanej przez P. megakarya na sezon jest 6 do 8 zabiegów co 3–4 tygodnie. Jednak przyjęcie zalecanego stosowania było bardzo niskie wśród rolników w Ghanie. Dlatego eksperyment ze zmniejszoną liczbą aplikacji fungicydów wykazał, że zapadalność na choroby zmniejszyła się o 25 do 45%. Jeśli chodzi o zwalczanie chorób i plony, warunki sanitarne i trzy zastosowania fungicydu Ridomil 72 plus (12% metalaksylu + 60% 1-tlenku miedzi) wykazały lepszą kontrolę w porównaniu z samą sanitacją i sanitacją z jednym lub dwoma zastosowaniami fungicydu. Jednak wykazano, że zredukowane stosowanie fungicydów było znacznie mniej skuteczne niż zalecane standardowe stosowanie fungicydów. Zasugerowano, że zrozumienie źródła inokulum, ilości wytwarzanego inokulum zakaźnego i sposobu rozprzestrzeniania się choroby jest ważne w celu określenia odpowiedniej i ekonomicznej metody aplikacji fungicydu, a także skutecznego zwalczania choroby. Na przykład zastosowanie fungicydu na pniu pomoże rolnikom kontrolować rozprzestrzenianie się choroby w koronie, ponieważ trudno jest dotrzeć do korony podczas aplikacji fungicydu. Ostatecznie pozwoli to zaoszczędzić więcej czasu, pracy i kosztów związanych z zarządzaniem chorobami.
Kontrola kulturowa i chemiczna
W Ghanie badanie, w którym połączono stosowanie środków sanitarnych i fungicydów, wykazało znaczne zmniejszenie odsetka zachorowań, gdzie zaobserwowano większą liczbę przypadków czarnych strąków ze strąków na pniu niż z baldachimu w leczeniu kontrolnym (bez stosowania fungicydów). Sugeruje to, że zastosowanie fungicydu na pniu chroni strąki przed infekcją, a tym samym zmniejsza częstość infekcji pierwotnej i wtórnej, zarówno na pniu, jak i w koronie. Ponadto zastosowanie fungicydu systemicznego (fosfonian potasu) z jednym i podwójnym nastrzykiem (20 ml i 40 ml fungicydu na każdą częstotliwość nastrzyku) oraz fungicydu półukładowego (metalaksyl) wykazało lepszą kontrolę w porównaniu z fungicydami kontaktowymi (fungicyd na bazie miedzi). w obu lokalizacjach użytych w eksperymencie.
Kontrola biologiczna
Intensywne stosowanie chemicznych środków grzybobójczych ostatecznie doprowadziłoby do uodpornienia się patogenu i spowodowania zanieczyszczenia gleby i wody. Dlatego należy opracować i wdrożyć bardziej zrównoważoną i przyjazną dla środowiska metodę, taką jak kontrola biologiczna. , że kilka gatunków grzybów z rodzaju Trichoderma jest pożytecznymi endofitami do zwalczania czarnego strąka powodowanego przez Phytophthora spp . Izolat Trichoderma asperellum z gleby został zaobserwowany jako potencjalny mykopasożyt P. megakarya, gdzie ten grzyb może potencjalnie zmniejszyć liczbę przypadków czarnego strąka w warunkach polowych w Kamerunie. Zgłoszono, że umiarkowane przypadki czarnych strąków (47%) wystąpiły w przypadku T. asperellum w celu zwalczania choroby czarnych strąków w porównaniu z drzewami nietraktowanymi (71%) i chemicznymi środkami grzybobójczymi (1,73%). Udokumentowano również, że inny gatunek, którym jest T. virens, ograniczył niektóre przypadki czarnych strąków w Peru. W Brazylii nowy gatunek znany jako Trichoderma marale Samuels, sp. listopad został zidentyfikowany jako endofit na kakao, który ma zdolność zmniejszania objawów czarnych strąków powodowanych przez P. megakarya . Ten gatunek endofityczny przeżywa na strąkach kakaowca i ma zdolność nawiązywania długich endofitycznych związków z żywicielem (około 3,5 miesiąca). Niemniej jednak ochrona przed czarnym strąkiem poprzez zwalczanie biologiczne nie jest tak skuteczna jak zwalczanie chemicznymi środkami grzybobójczymi
Odmiana odporna
Nie ma określonej odmiany kakao, która wykazuje odporność na infekcje Phytophthora , a ustanowienie i wykorzystanie odpornej odmiany będzie najprawdopodobniej zależeć od regionu. Liczne programy hodowlane zostały ustanowione na całym świecie w celu badań przesiewowych i testowania lokalnych mieszańców pod kątem odporności na choroby Phytophthora spp . Na przykład w badaniu przeprowadzonym w Kamerunie oceniono wydajność lokalnych odmian kakaowca (odmiany z południowego i północnego Kamerunu) w porównaniu z lokalnymi i międzynarodowymi odmianami z banku genów. Lokalna odmiana banku genów składała się z hybrydy F1 Upper Amazon X Trinidad, a międzynarodowa odmiana z Papui-Nowej Gwinei i Ameryki Łacińskiej została dostarczona przez International Cocoa Genebank, Trinidad. Na podstawie informacji dostarczonych przez rolników i testu krążków liści w celu oceny odporności, lokalne odmiany wybrane z pól rolników wykazały pewną odporność na P. megakarya w porównaniu z innymi odmianami. Stwierdzono zatem, że na tym obszarze dostępnych jest kilka potencjalnie odpornych odmian. Ponadto agencja CEPLAC (Executive Plan of Cocoa Farming) w Brazylii prowadzi pewne prace molekularne nad opracowaniem odmian odpornych na czarne strąki i miejmy nadzieję, że powstanie więcej programów hodowlanych skupiających się na odmianach odpornych na czarne strąki i będzie produkowanych komercyjnie odporne odmiany.
Znaczenie
Przemysł czekoladowy w Stanach Zjednoczonych zużywa kakao o wartości 1,4 miliarda dolarów i zapewnia 68 450 miejsc pracy w całych Stanach Zjednoczonych. Ponieważ przemysł ten jest tak ważny nie tylko w Stanach Zjednoczonych, ale także na całym świecie, choroba czarnego strąka ma ogromne znaczenie. Ten patogen pozostawiony bez leczenia może zniszczyć wszystkie plony; rocznie patogen powoduje 20-30% utratę plonów i całkowicie zabija około 10% drzew.