47th Croatian and 7th International Symposium on Agriculture . Opatija . Croatia

Influence ORIGINAL of SCIENTIFIC biopreparation PAPER on intensity of infection by R. solani and sugar beet yield Utjecaj biopreparata na intenzitet infekcije R. solani i prinos šećerne repe Suzana KRISTEK 1, Andrija KRISTEK 1, Dražen HORVAT 1, Dragana KOCEVSKI 1, Stjepan GALOVIĆ 2, Martin EVAČIĆ 3, Željka GREGER 1 1 Poljoprivredni fakultet u Osijeku, Trg Sv. Trojstva 3, 31000 Osijek, Hrvatska (e-mail:skristek@pfos.hr) 2 Đakovština d.d.., Električne centrale 12, 314000 Đakovo, Hrvatska 3 CBA International, Koturaška cesta 69, 10000 Zagreb, Hrvatska Sažetak Pokus je proveden po potpuno slučajnom planu u 8 različitih varijanti i 4 ponavljanja na 2 tipa tla: eutrično smeđe tlo i livadski černozem, na kojima je u periodu od 2007. god. detektirana gljiva Rhyzoctonia solani. Tijekom 2009. i 2010. god. elementi ispitivanja su bili: a) hibrid šećerne repe (a 1 Belinda; a 2 - Laetitia); b) primjena biopreparata BactoFil a (b 1 - kontrola; b 2-1/3 u jesen + 2/3 u proljeće; b 3-1/2 u jesen + 1/2 u proljeće; b 4-2/3 u jesen + 1/3 u proljeće). Ispitivani parametri bili su: postotak inficiranih i propalih biljaka, prinos korijena i digestija. Najbolji rezultati dobiveni su uz primjenu biopreparata kod oba hibrida. Količina i vrijeme primjenjenog preparata zavisilo je od osobina tla. Na livadskom černozemu najbolji rezultati kod svih ispitivanih parametara dobiveni su varijantom b 2, a na tipu tla eutrično smeđe tlo varijantom b 4. Ključne riječi: biopreparat, P. fluorescens, šećerna repa, prinos, kvaliteta Influence of biopreparation on intensity of infection by R. solani and sugar beet yield Abstract The experiment was set up by completely randomized block design in 8 different variants and 4 repetitions on two different soil types: Eutric Cambisols and Mollic Gleysols, with the presence of pathogenic fungi Rhizoctonia solani detected from 2007. During 2009 and 2010, the following elements were examined: a) sugar beet hybrid (a 1 Belinda; a 2 - Laetitia); b) application of microbial preparation BactoFil (b 1 - control; b 2-1/3 of BactoFil applied in autumn + 2/3 of BactoFil applied in spring; b 3-1/2 of BactoFil applied in autumn + 1/2 of BactoFil applied in spring; b 4-2/3 of BactoFil applied in autumn + 1/3 of BactoFil applied in spring). Investigated parameters were, as follows: percentage of infected and decayed plants, root yield and sugar content. Best results were obtained with application of microbial preparation BactoFil on both hybrid types. The amount of BactoFil applied and the time of application differed according to soil types. On Mollic Gleysols, best results for all investigated parameters were obtained with the variant b 2, whereas b 4 showed best results for all investigated parameters on Eutric Cambisols. Key words: biopreparation, P. fluorescens, sugar beet, yield, quality Proceedings. 47th Croatian and 7th International Symposium on Agriculture. Opatija. Croatia (507 511) Section 5. Field Crop Production 507

Suzana KRISTEK, Andrija KRISTEK, Dražen HORVAT, Dragana KOCEVSKI, Stjepan GALOVIĆ, Martin EVAČIĆ, Željka GREGER Uvod U Republici Hrvatskoj, ekonomski gledano, najveći štetnik u kulturi šećerne repe je patogena gljiva R. solani. Naime, ona vrši infekciju od samog nicanja mlade biljke, kroz cijelu vegetaciju, da bi uzrokovala i velike gubitke pri skladištenju repe, gdje je repa pohranjena u tzv. piramidama do njezine obrade u tvornici šećera. Kako se tretiranje fungicidima ne provodi, izuzev tretiranja sjemena tijekom dorade, jedini način suzbijanja ovog štetnika je popravljanje svojstava tla. Najvažniji postupak, uz povećanje ph vrijednosti kiselih tala, je poboljšanje kvalitativnog i kvantitativnog sastava mikroorganizama, u prvom redu povećanje broja benefitnih bakterija koje pokazuju antagonističko antifungalno djelovanje prema ovom patogenu. Izuzetno dobri rezultati dobiveni su tretiranjem sjemena čistim kulturama benefitnih bakterija, kao što su P. fluorescens, Bacillus megaterium, B.subtilis te benefitnom gljivom Trichoderma harzianum. Sve više se posvećuje pozornost upotrebi mikrobioloških preparata koji sadrže benefitne mikroorganizme, kombinirajući u preparatu vrste mikroorganizama koji međusobno ne pokazuju niti kompetitivnost niti antagonizam, već naprotiv, pozitivno sinergističko djelovanje. Jedan od takvih preparata je i BactoFil, koji sadrži osam vrsta bakterija. U njegovom sastavu je Azotobacter vinelandii, koji je nesimbiotski fiksator atmosferskog dušika, a uz to producira i mnoge fitohormone i vitamine u tlu koje stavlja biljkama na raspolaganje. Zatim, Azospirillum lipoferum i A. brasilanse, koji fiksiraju elementarni dušik iz zraka i prevode ga u amino kiseline i proteine. Vrste Bacillus megaterium, B. subtilis, B. cirkulans, B. polymixa sudjeluju u kruženju dušika u prirodi, učestvuju u mineralizaciji fosfora i kalija prevodeći ih u oblike pristupačne biljkama. Ove bakterije pripadaju tzv. biološkim agensima za kontrolu bolesti, tj. proizvode antimikrobne substance koje djeluju antagonistički na zemljišne patogene, uzročnike oboljenja kulturnih biljaka (Sorensen et al., 2001.). Rhizoctonia solani, Pythium ultimum, P. debarianum, Fusarium spp., Aphanomyces cocchlioides, Phoma betae,... Bakterija P. fluorescens pokazuje izrazitu antibiozu prema patogenim mikroorganizmima, prvenstveno uzročnicima bolesti na korijenu kulturnih biljaka, inaktivirajući njihov rast i razmnožavanje (Whipps, 2001.). Također, pomažu i unapređuju rast biljaka, produciraju fitohormone (Thrane et al., 2000.) prvenstveno cikličke lipopeptide (amphisin, tensin, visconsin, visconsinamid), povećavaju pristupačnost željeza u rizosferi mobilizacijom fosfora poboljšava se vigor biljke i prinos za 15% - 20% (Whipps, 2001.). Materijal i metode rada Pokus je proveden po potpuno slučajnom planu u 8 različitih varijanti i 4 ponavljanja na 2 tipa tla: eutrično smeđe tlo i livadski černozem (Tablica 1.), na kojima je u periodu od 2007. god. detektirana gljiva Rhyzoctonia solani. Tijekom 2009. i 2010. god. elementi ispitivanja su bili: A) Hibrid: 1. osjetljiv na patogenu gljivu R. solani (Belinda; KWS, Einbeck) 2. tolerantan na patogenu gljivu R. solani (Laetitia; KWS, Einbeck) B) Primjena mikrobiološkog preparata BactoFil a: 1. kontrola 2. 1/3 u jesen + 2/3 u proljeće 3. 1/2 u jesen + 1/2 u proljeće 4. 2/3 u jesen + 1/3 u proljeće Tablica 1. Kemijske osobine tla. Istraživani parametri tla Sloj (0 0.3 m) Livadski černozem Eutrično smeđe tlo ph (H2O) 7.40 6.81 ph (KCl) 6.58 5.94 Humus (%) 2.89 1.60 P (mg/ 100 g soil) 24.10 21.95 K (mg/ 100 g soil) 23.18 20.07 508 47th Croatian and 7th International Symposium on Agriculture

Influence of biopreparation on intensity of infection by R. solani and sugar beet yield Mikrobiološki preparat BactoFil primjenjen je u količini od 1,5 l/ha, tako da je apliciran na površinu tla uz istovremenu predsjetvenu obradu. Kako su nesimbiotski nitrofiksatori Azotobacter vinelandii, Azospirillum lipoferum i Azospirillum brasilanse osjetljivi na sunčevo svjetlo, BactoFil je apliciran u poslijepodnevnim satima kada nije bilo direktne insolacije, već isključivo difuzno svjetlo. U sjetvi su primjenjeni hibridi Belinda i Laetitia (oplemenjivačka kuća KWS, Einbeck). U obje godine istraživanja sjetva je provedena u drugoj dekadi ožujka. Međuredni razmak iznosio je 50 cm, razmak u redu 20 cm. Postotak inficiranih biljaka patogenom gljivom R. solani, kao i postotak propalih biljaka određivan je u fazi 2-4 prava lista. Nakon vađenja repe, provedenog sredinom listopada, određen je prinos korijena (t/ha), digestija (%) te prinos čistog šećera (t/ha). Rezultati i rasprava Na temelju rezultata dvogodišnjeg istraživanja ispitivanih parametara, na dva tla različitih kemijskih, fizikalnih i mikrobioloških svojstava, možemo iznijeti da je razlika između kontrolnih i tretiranih varijanti bila visoko signifikantna (p < 0,01). Broj inficiranih i propalih biljaka uslijed napada R. solani u fazi 2-4 prava lista, u tretiranim varijantama, bio je visoko značajan na razini p<0,01 (Tablica 2.). Livadski černozem Eutrično smeđe tlo Tablica 2. Postotak inficiranih i propalih biljaka (%) kao posljedica napada gljive R. solani. Hibrid Aplikacija Broj inficiranih biljaka (%) Broj propalih biljaka (%) BactoFil-a 2009. 2010. Prosjek 2009. 2010. Prosjek B1 24,65 33,58 29,12 18,85 31,44 25,15 B2 10,50 14,77 12,64 4,98 8,16 6,57 Belinda B3 12,55 15,65 14,10 7,35 9,80 8,58 B4 15,10 17,22 16,16 8,22 9,91 9,07 B1 13,80 16,10 14,95 7,31 10,05 8,68 B2 5,92 9,35 8,14 2,80 4,80 3,88 Laetitia B3 8,05 10,81 8,93 3,35 5,44 4,32 B4 9,50 12,65 11,08 4,69 7,12 5,91 Prosjek 12,51 16,27 14,39 7,19 10,84 9,02 Belinda Laetitia B1 28,85 37,00 32,93 22,60 32,58 27,59 B2 19,45 20,20 19,83 12,15 14,00 13,08 B3 16,10 18,65 17,38 9,96 12,04 11,00 B4 14,02 16,30 15,16 8,41 10,75 9,58 B1 17,10 23,90 20,50 10,08 16,22 13,15 B2 13,00 15,75 14,38 8,92 11,45 10,19 B3 11,20 13,03 12,64 8,05 9,40 8,73 B4 9,55 12,80 10,65 6,91 9,25 8,08 Prosjek 16,16 19,70 17,93 10,89 14,46 12,68 LSD0.05 LSD0.01 0,20 0,38 0,37 0,60 0,30 0,54 0,28 0,52 0,29 0,54 0,30 0,59 Hibridi: Belinda, osjetljiv na R. solani; Laetitia, tolerantan na R. solani. Primjena BactoFil a: B1 -kontrola; B2-1/3 u jesen +2/3 u proljeće; B3-1/2 u jesen + 1/2 u proljeće; B4-2/3 u jesen + 1/3 u proljeće. Na livadskom černozemu tijekom obje godine istraživanja, kod oba hibrida, najmanji broj inficiranih, ali i propalih biljaka ostvaren je varijantom tretiranom mikrobiološkim pripravkom BactoFil B 2 (1/3 u jesen + 2/3 u proljeće). Sve ostale varijante ostvarile su statistički vrlo značajno (p<0.01) veći broj inficiranih i propalih biljaka kao posljedica infekcije patogenom gljivom R. solani. Na eutričnom smeđem tlu najbolji rezultati navedenih parametara dobiveni su varijantom B 4 (2/3 u jesen + 1/3 u proljeće). Izuzetak je druga godina istraživanja kod hibrida Laetitia, tolerantnog na R. solani, gdje između varijanti B 4 i B 3 (1/2 u jesen + 1/2 u proljeće) nije bilo statistički visokosignifikantne razlike (p<0.01). Slične rezultate u istraživanju djelovanja bakterije B. megaterium (jedne od komponenti BactoFil-a) u suzbijanju infekcije patogenim gljivama Pythium ultimum i P. debarianum dobio je u svojim istraživanjima na navedenim parametrima Evačić et al. (2008). Kristek et al. (2007) u rezultatima istraživanja djelovanja bakterije P. fluorescens (sadržana u BactoFil-u) na patogenu gljivu R. solani iznose evidentno Section 5. Field Crop Production 509

Suzana KRISTEK, Andrija KRISTEK, Dražen HORVAT, Dragana KOCEVSKI, Stjepan GALOVIĆ, Martin EVAČIĆ, Željka GREGER smanjenje broja inficiranih kao i propalih biljaka u varijantama tretiranim bakterijom P. fluorescens u odnosu na kontrolnu varijantu. Prinos korijena repe i digestija ovisili su o tipu tla, godini istraživanja i hibridu. Na livadskom černozemu u obje godine istraživanja i kod oba hibrida najviši prosječni prinos korijena, kao i digestija, ostvareni su u varijanti B 2 BactoFil apliciran u dozi od 1/3 u jesen + 2/3 u proljeće (Tablica 3). Na eutričnom smeđem tlu najviše vrijednosti ispitivanih parametara ostvarene su u varijanti B 4 (2/3 u jesen + 1/3 u proljeće). Važno je napomenuti da su kako kod parametra prosječni prinos korijena, tako i kod drugih parametara istraživanja, bolji rezultati ostvareni u prvoj godini istraživanja (2009). To se može objasniti boljim vremenskim uvjetima u vegetaciji šećerne repe u prvoj godini istraživanja u odnosu na drugu istraživačku godinu, koju je karakterizirao suvišak oborina, što se posebno odrazilo na digestiju. Livadski černozem Eutrično smeđe tlo Tablica 3. Prinos korijena (t/ha) i digestija (%). Hibrid Aplikacija Prinos korijena (t/ha) Digestija (%) BactoFil-a 2009. 2010. Prosjek 2009. 2010. Prosjek B1 66,20 64,97 65,59 13,81 12,07 12,94 B2 78,15 77,45 77,80 15,85 14,46 15,16 Belinda B3 75,22 76,00 75,61 15,40 14,10 14,75 B4 74,30 73,21 73,76 15,08 13,81 14,50 B1 73,05 73,81 73,43 15,07 13,99 14,53 B2 81,65 79,12 80,39 16,21 15,03 15,62 Laetitia B3 79,40 78,25 78,83 15,78 14,52 15,15 B4 78,00 75,13 76,57 15,22 14,40 14,81 Prosjek 75,75 74,74 75,25 15,03 14,05 14,68 Belinda Laetitia B1 62,18 63,10 62,64 13,55 11,27 12,41 B2 70,03 68,26 69,15 14,31 12,57 13,44 B3 71,20 73,55 72,38 14,78 13,03 13,91 B4 75,33 74,90 75,12 15,05 13,65 14,35 B1 69,60 67,12 68,36 14,08 11,96 13,02 B2 74,18 72,95 73,57 14,66 13,22 13,94 B3 77,10 75,08 76,09 15,10 13,65 14,38 B4 80,44 75,99 78,22 15,62 14,17 14,90 Prosjek 72,51 71,37 71,94 14,64 12,94 13,79 LSD0.05 LSD0.01 0,44 0,87 0,42 0,79 0,44 0,90 0,18 0,31 0,16 0,28 0,14 0,27 Hibridi: Belinda, osjetljiv na R. solani; Laetitia, tolerantan na R. solani. Primjena BactoFil a: B1 -kontrola; B2-1/3 u jesen +2/3 u proljeće; B3-1/2 u jesen + 1/2 u proljeće; B4-2/3 u jesen + 1/3 u proljeće. Značajno bolje proizvodne rezultate u kulturi šećerne repe korištenjem benefitne bakterije P. fluorescens u suzbijanju patogene gljive R. solani dobili su Esh and El-Kholi (2005), kao i Kiewnick et al. (2001) u suzbijanju gljive Rhizoctonia crown kombinacijom korisnih bakterija. Zaključak Na osnovu provedenih istraživanja suzbijanja patogene gljive R. solani mikrobiološkim preparatom BactoFilom možemo zaključiti da su najbolji rezultati u obje godine istraživanja, na oba tipa tla, kako kod osjetljivog hibrida (Belinda) tako i kod hibrida tolerantnog na navedenog patogena (Laetitia) dobiveni u tretiranim varijantama. Na livadskom černozemu, kod kojeg je determiniran viši sadržaj organske tvari, najbolji rezultati dobiveni su varijantom B 2 (BactoFil apliciran u dozi od 1/3 u jesen + 2/3 u proljeće), dok je kod eutričnog smeđeg tla najbolje rezultate polučila varijanta B 4 (2/3 u jesen + 1/3 u proljeće). 510 47th Croatian and 7th International Symposium on Agriculture

Influence of biopreparation on intensity of infection by R. solani and sugar beet yield Literatura 1. Esh, A. M. H. & El-Kholi, M. M. (2005.): Effect of Pseudomonas fluoresces extra cellular enzymes and secondary metabolites on Rhizoctonia solani the causal of sugar beet damping off disease. Zagazig J. Agric. Res., 32:1537-1557. 2. Evačić, M., Kristek, S., Stanisavljević, A. (2008.): Use of the bacteria Bacillus megaterium in the control of sugar beet root decay agents Pythium ultimum and Pythium debarianum. Cereal Research Communications, 36:383-386. 3. Kiewnick, S., Barry, J., Braun-Kiewnick, A., Eckhoff, L. A., Bergman, J. V. (2001.): Integrated control of Rhizoctonia crown and root rot of sugar beet with fungicides and antagonistic bacteria. Plant Disease, 85:718-722. 4. Kristek, S., Kristek, A., Pospišil, M., Renata G. T., Ćosić, J. (2007.): Influence of bacterium Pseudomonas fluorescens on the pathogen of root rot Rhizoctonia solani, storage period and elements of sugarbeet yield and quality. Zuckerindustrie 7:568-575. 5. Sorensen, D., Nielsen, Christophersen, T., Sørensen, C., Gajhede, M. (2001.): Cyclic lipoundecapeptide amphisin from Pseudomonas sp. Strain Dss73. Acta Crystallogr. Sect. C Cryst. Struct. Commun. 57:1123 1124. 6. Thrane, C., Nielsen, T. H., Nielsen, M.N., Sørensen, J., Olsson, S. (2000.): Viscosinamide producing Pseudomonas fluorescens DR54 exerts a biocontrol effect on Pythium ultimum in sugar beet rhizosphere. FEMS Microbiol Ecol. 33:139-146. 7. Whipps, J. M. (2001.): Microbial interactions and biocontrol in the rhizosphere. Journal of Experimental Botany, 52:487 511. sa2012_0513 Section 5. Field Crop Production 511