Combinational use of biological control agents and novel bactericides in integrated pest management systems

Η ταχεία αύξηση του παγκόσμιου πληθυσμού ασκεί πίεση στον πρωτογενή τομέα για την αύξηση της παραγωγικότητας, ελαχιστοποιώντας παράλληλα τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Ενώ ο παγκόσμιος πληθυσμός αυξάνεται σταθερά, η ανάγκη διασφάλισης βιώσιμης και ασφαλής παραγωγής τροφίμων αποτελεί πρωταρχική ανάγκη. Στο πλαίσιο αυτό, εχθροί και ασθένειες των καλλιεργειών, θέτουν σημαντικές προκλήσεις, μειώνοντας τις αποδόσεις και βάζοντας σε κίνδυνο την επισιτιστική ασφάλεια. Οι παγκόσμιες απώλειες καλλιεργειών λόγω ασθενειών αντιπροσωπεύουν περίπου το 10-16% της συνολικής παραγωγής ετησίως. Επιπλέον, ο κατάλογος των φυτοπροστατευτικών προϊόντων, μειώνεται για λόγους διασφάλισης της υγείας των καταναλωτών και προστασίας του περιβάλλοντος. Ωστόσο, δεν είναι μόνο η ασφάλεια που οδηγεί σε αυτούς τους περιορισμούς, αλλά και η συνεχιζόμενη απαίτηση για νέες δραστικές ουσίες και ανθεκτικές ποικιλίες. Με βάση τα παραπάνω, καθίσταται προφανές ότι η μετάβαση σε εναλλακτικές μεθόδους φυτοπροστασίας, πιο φιλικές προς το περιβάλλον, είναι αναγκαία.Στόχος της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η διερεύνηση των αλληλεπιδράσεων παραγόντων βιολογικών ελέγχου, την ικανότητα αποικισμού τους παρουσία οργανικών λιπασμάτων και νανοσωματιδίων χαλκού και την δυνατότητα συνδυαστικής χρήσης τους μαζί με νέα βακτηριοκτόνα σε ολοκληρωμένα συστήματα διαχείρισης ασθενειών των φυτών. Τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας, αναμένονται να βοηθήσουν την προσπάθεια εύρεσης βιώσιμων πρακτικών διαχείρισης φυτοπαθογόνων βακτηρίων και αύξησης της γεωργικής παραγωγικότητας σε προγράμματα ολοκληρωμένης διαχείρισης καλλιεργειών.Για τη διερεύνηση της αποτελεσματικότητας καινοτόμων προϊόντων νανοσωματιδίων χαλκού, πραγματοποιήθηκαν πειράματα δόσης - απόκρισης έναντι οκτώ οικονομικά σημαντικών φυτοπαθογόνων βακτηρίων in vitro. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, δύο σκευάσματα νανοσωματιδίων (μεγέθους 5,23 και 10,41 nm) ανέστειλαν την ανάπτυξη των παθογόνων, σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις σε σύγκριση με τα χαλκούχα σκευάσματα αναφοράς (Nordox και Kocide). Επιπλέον, έλαβαν χώρα πειράματα αξιολόγησης σε φυτά τομάτας, έναντι του βακτηρίου Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, παθογόνο αίτιο της βακτηριακής κηλίδωσης της τομάτας και πιπεριάς. Στα πρώτα στάδια της εξέλιξης της ασθένειας, παρατηρήθηκε μειωμένη αύξηση του πληθυσμού του παθογόνου, σε σύγκριση με το Nordox. . Οι μετρήσεις φασματομετρίας φθορισμού ακτίνων Χ (XRF) σε φύλλα τομάτας συσχέτισαν τη βιοδιαθεσιμότητα του χαλκού με τη βακτηριοκτόνο αποτελεσματικότητα. Στη παρούσα διατριβή αναφέρεται, για πρώτη φορά στη βιβλιογραφία, ότι η βιοδιαθεσιμότητα του χαλκού είναι υψηλότερη στην περίπτωση των νανοσωματιδίων, σε σύγκριση με τα συμβατικά βακτηριοκτόνα σκευάσματα χαλκού, και εξαρτάται από τη μέθοδο σύνθεσης και όχι από το μέγεθος. Για την αξιολόγηση της συνδυαστικής ικανότητας του εμπορικού στελέχους B. amyloliquefaciens MBI600 (Serifel) με το TriaAlfa Essence, εμπορικό οργανικό διαφυλλικό λίπασμα, πραγματοποιήθηκαν πειράματα ανάπτυξης in vitro. Επιπλέον, η πληθυσμιακή αύξηση MBI600 μελετήθηκε σε φύλλα και καρπούς αμπελιού, κερασιάς, πορτοκαλιάς και τομάτας σε πειράματα πεδίου. Για την καταμέτρηση του πληθυσμού χρησιμοποιήθηκαν δύο διαφορετικές μέθοδοι: μέτρηση των βιώσιμων μονάδων (CFU) και ποσοτικοποίηση μέσω PCR πραγματικού χρόνου. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, το TriaAlfa ενίσχυσε σημαντικά τον αποικισμό του στελέχους MBI600 στο σταφύλι. Επίσης, συγκρίνοντας τις δύο μεθόδους αξιολόγησης, παρατηρήθηκε σημαντική διαφορά στον πληθυσμό στον συνδυασμό Serifel και TriaAlfa 1 L / στρέμμα, με τη μέθοδο PCR πραγματικού χρόνου σε σχέση με την μέτρηση βιώσιμων μονάδων. Παρά την υπάρχουσα γνώση για τους παράγοντες βιολογικού ελέγχου, λίγα είναι γνωστά για τις αλληλεπιδράσεις τους και τη συνδυαστική τους ικανότητα με άλλα φυτοπροστατευτικά προϊόντα. Επιπλέον, η βιομηχανία αξιολογεί αυτούς τους παράγοντες ως μυκητοκτόνα σκευάσματα και όχι ως μικροοργανισμούς και δεν έχει μελετηθεί η βακτηριοκτόνο αποτελεσματικότητά τους επαρκώς.