Effektivitetsdokumentation for mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler, med fokus på midler mod jord- og frøbårne plantepatogener.

Transkript

1 Effektivitetsdokumentation for mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler, med fokus på midler mod jord- og frøbårne plantepatogener. Miljøministeriet Skov- og Naturstyrelsen

2 2

3 Effektivitetsdokumentation for mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler, med fokus på midler mod jord- og frøbårne plantepatogener. Af HELGE GREEN Skov- og Naturstyrelsen Miljøministeriet Haraldsgade København Ø Danmark Maj

4 Titel: Effektivitetsdokumentation for mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler, med fokus på midler mod jord- og frøbårne plantepatogener Udgiver: Miljøministeriet, Skov- og Naturstyrelsen Haraldsgade 53, 2100 København Ø Tlf.: Fax: Internet: Trykt maj 2003 ISBN: Rapporten er tilgængelig på Skov- og Naturstyrelsens hjemmeside: 4

5 Indholdsfortegnelse Forord... 9 Sammendrag Introduktion EU Direktiver Godkendelse af midler i Danmark Problem med dokumentation af effektivitet Rapportens formål Økologiske parametres betydning for effektiviteten af mikrobiologiske midler mod plantesygdomme Principper for mikrobiologisk plantebeskyttelse Definition Principper for mikrobiologisk sygdomsbekæmpelse Virkemekanismer Sammenhæng mellem aktivitet og effektivitet Det rette sted til den rette tid Økologiske habitater Definition Jord og voksemedier Rodfri jord Residosfære Rhizosfære Spermosfære Fyllosfære Populationsdynamiske processer og inokulation Spredning af patogener og populationsdynamik Økologisk omvæltning Applikationstidspunkt Eksterne næringskilder Mikrobielle interaktioner, inkonsistent effektivitet og økologisk tilpasning Multiple og dynamiske interaktioner Inkonsistent effektivitet Manglende økologisk tilpasning Antagonisme er et udbredt fænomen Kunstig frembringelse af økologisk tilpassede antagonister Saprofytiske antagonister og hyper-parasitter Kemi kontra mikrobiologi Økologi hos T. harzianum i relation til mikrobiologisk bekæmpelse af plantesygdomme forårsaget af Pythium spp. et eksempel Pythium-rodbrand og rodråd Forekomst af og saprofytisk konkurrenceevne hos T. harzianum Populationsniveau og overlevelse af T. harzianum i jord og fyllosfære Konkurrence om rodeksudater Stress øger rodeksudationen Aktivitet i spermosfæren Aktivitet i sår Konkurrence om inficeret væv Interaktion med sekundært inokulum Trichoderma spp. som profulaktisk foranstaltning

6 4. Vanskelighederne ved at opfylde datakrav til effektivitetsvurdering af mikrobiologiske midler Gældende krav til effektivitetsdata Effektivitetsdokumentation Generelt vedr. dokumentationen Datas omfang Datas oprindelse Antal forsøgsår Indledende forsøg Betingelser for effektivitetsforsøg Forsøgsopbygning Skadevoldere Værtplanter Vækstregulering Behandlingens varighed Udbringning og dosering Klimadata Retningslinier for forsøg Statistisk forsøgsplanlægning EPPO-retningslinier GEP-anerkendte forsøgsenheder Øvrige vurderinger Gældende praksis for omfanget af afprøvning af fungicider og insekticider Nye aktivstoffer i store afgrøder Nye formuleringer i store afgrøder Nye aktivstoffer i mindre afgrøder Nye formuleringer i mindre afgrøder Kommentarer til gældende krav til effektivitetsdata Effektivitetsdokumentation Generelt vedr. dokumentationen Datas omfang, oprindelse og antal forsøgsår Indledende forsøg Betingelser for effektivitetsforsøg Forsøgsopbygning Skadevoldere Værtplanter Vækstregulering Behandlingens varighed Udbringning og dosering Klimadata Retningslinier for forsøg Statistisk forsøgsplanlægning EPPO-retningslinier Øvrige vurderinger Væsentlige faktorer ved opsætning og udførsel af effektivitetsforsøg Minimering af risici for spredning af de mikrobiologiske midler mellem forsøgsled Test af profylaktiske kontra kurative midler Etablering af sygdom og dennes niveau i forsøgsparcellerne Type og niveau af inokulum

7 - Naturligt inokulum Kunstigt inokulum Naturlig spredning fra kunstigt inokulerede planter Meteorologiske og edafiske data Data til supplering af effektivitetsforsøg Fastlæggelse af mikobiologiske midlers optimale anvendelsesområder Litteratur af speciel relevans Citeret litteratur Appendiks 1: Kommissionens Direktiv 93/71/EØF Appendiks 2: EU Kommissionens vejledning: Guidelines and Criteria for the preparation and presentation of data concerning efficacy 7

8 8

9 Forord Skov- og Naturstyrelsens Landbrugs- og Bioteknologikontor behandler ansøgninger om godkendelse af mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler til det danske marked. Med baggrund i, at det fra ansøgers side i visse tilfælde har været vanskeligt at opfylde de lovmæssige datakrav, som skal danne grundlag for en effektivitetsvurdering af mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler, har styrelsen ønsket at belyse de forhold, som kan være årsag hertil, for derved at give ansøgerne et bedre grundlag for at udføre effektivitetsforsøg. Hovedvægten i denne rapport er lagt på økologiske aspekter af mikrobiologisk plantebeskyttelse mod jord- og frøbårne plantepatogener set i relation til de krav, som gælder for dokumentation af effektivitet. Rapporten er udarbejdet i perioden 14. marts til 18. april 2001 af cand. hort., Ph.D. Helge Green. Projektet har været fulgt af en følgegruppe bestående af: Anita Fjelsted, Skov- og Naturstyrelsen. Dan Funck Jensen, Den Kgl. Veterinær- og Landbohøjskole. Klaus Paaske, Danmarks Jordbrugsforskning. David Yohalem, Danmarks Jordbrugsforskning. 9

10 10

11 Sammendrag Ifølge EU s og danske regler for godkendelse af plantebeskyttelsesmidler skal såvel kemiske som mikrobiologiske midler af hensyn til forbrugeren godkendes bl.a. på baggrund af dokumenteret effektivitet. Herved sikres, at produkterne som minimum lever op til de formål, som beskrives på produktets etikette. Sundheds- og miljømæssige krav sikrer derudover, at midlerne ikke har uacceptable virkninger på planter, mennesker, dyr og miljøet som helhed. Ansøgninger om godkendelse af mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler behandles i Skov- og Naturstyrelsen. I forbindelse med fremsendelse af ansøgninger om godkendelse af midler baseret på svampeslægten Trichoderma har det voldt ansøgerne vanskeligheder at tilvejebringe tilstrækkelig dokumentation til at muliggøre en effektivitetsvurdering. Nærværende rapport forsøger med udgangspunkt i en beskrivelse af forskellige økologiske parametres betydning for effektiviteten af mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler at anskueliggøre årsagerne til, at det er vanskeligt at tilvejebringe de data, som er nødvendige for at kunne foretage en effektivitetsvurdering og derved give ansøgerne et bedre grundlag for at udforme og udføre effektivitetsforsøg. Følgende årsager kan fremhæves: 1) mikrobiologiske midler er baseret på levende organismer, hvis sygdomsbekæmpende aktivitet består af flere indbyrdes afhængige mekanismer, som indgår i en kompleks og dynamisk interaktion med det omgivende miljø, hvorfor der kan opstå stor variation i udfaldet af effektivitetsforsøg, 2) mange mikrobiologiske midler er bedst egnede som profylaktiske foranstaltninger, 3) mange antagonister besidder ikke den optimale økologiske tilpasning til de specifikke habitater, hvor de skal virke, 4) mikrobiologiske midler er af natur fundamentalt forskellige fra kemiske midler, hvilket har betydning for den forventede effektivitet og måden hvorpå effektiviteten bør testes og vurderes, 5) det er ikke så meget den aktuelle dosis (kolonidannende enheder pr. gram) af det mikrobiologiske middel, som har betydning for effektiviteten, men snarere den aktivitet, som den eller de pågældende antagonister udviser i en given miljømæssig sammenhæng samt antagonistens specifikke placering i habitatet. De fleste mikrobiologiske midler mod plantepatogener bør ikke kun opfattes som et alternativ til de kemiske midler, men også som et supplement. Effektivitetsvurderingen af de mikrobiologiske midler vil i højere grad end effektiviteten af de kemiske midler afhænge af måden, hvorpå forsøgene er udført. En lavere effektivitet af et mikrobiologiske middel i sammenligning med et kemisk referencemiddel bør derfor relateres til forsøgsmetoden og bør ikke i sig selv føre til en negativ vurdering af midlet. Fastsættelse af den nedre grænse for, hvad der er acceptabel med hensyn til effektivitet af et mikro- 11

12 biologisk plantebeskyttelsesmiddel må bero på en vurdering af, hvad der kan forventes af de nuværende og fremtidige midler i relation til skadetærskler og cost/benefit. Da effektiviteten af mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler i stor udstrækning afhænger af kulturplante/patogen kombinationen samt af biotiske og abiotiske faktorer i det omgivende miljø, vil det lette udformningen af realistiske effektivitetsforsøg samt fremme anvendelsen af midlerne, hvis der fra producenternes side kunne tilvejebringes en grundlæggende forståelse for og information om midlernes optimale anvendelsesområde og miljøkrav. Følgende forhold er vigtige ved opsætning af effektivitetsforsøg: 1) at minimere risici for spredning af de mikrobiologiske midler mellem forsøgsled, 2) at skelne mellem profylaktiske og kurative midler, 3) at være opmærksom på dosis og midlets applikationstidspunkt i forhold til plantekulturens alder og modtagelighed, mængden og typen af patogenets inokulum samt sygdommens udvikling, 4) at anvende realistiske niveauer af naturligt forekommende inokulum af patogenet, 5) at registrere relevante miljøfaktorer gennem hele forsøgsperioden, samt 6) at lade andre faktorer end de symptombaserede indgå i evalueringen af effektivitetsforsøgene. 12

13 1. Introduktion EU direktiver Godkendelse af midler i Danmark Den 15. juli 1991 vedtog EF s Landbrugsministerråd Direktiv 91/414/EØF om markedsføring af plantebeskyttelsesmidler. Formålet med direktivet var at skabe ensartede regler i fællesskabets lande for godkendelse af plantebeskyttelsesmidler og de aktive stoffer/mikroorganismer, som midlerne er baseret på. For så vidt angår effektivitet er Direktivet senere ændret ved Direktiv 93/71/EØF (appendix 1), som i detaljer beskriver krav om dokumentation for effektivitet af midlerne. Retningslinier for hvordan ansøgere bør præsentere effektivitetsdata er beskrevet i en vejledning fra EU kommissionen (appendix 2). I Danmark varetages forvaltningen af mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler af Landbrugs- og Bioteknologikontoret i Skov- og Naturstyrelsen. Effektivitetsforsøg med mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler skal ifølge EU-direktiv 93/71/EØF udføres på anerkendte Good Experimental Practice (GEP)-enheder for derved at sikre en standardiseret, kvalitetssikker og gensidig acceptabel procedure i alle EU-lande. Ønskes forsøg udført i væksthus i Danmark er det kun Danmarks Jordbrugsforskning, Flakkebjerg, der har en sådan GEP-anerkendelse. For så vidt angår effektivitetsvurderingen af de mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler bistås Skov- og Naturstyrelsen af Danmarks Jordbrugsforskning, Afdeling for Plantebeskyttelse. Sammen med vurdering af midlernes miljø- og sundhedsmæssige risici danner denne vurdering af effektivitet grundlag for Skov- og Naturstyrelsens endelige vurdering og eventuelle godkendelse. Problem med dokumentation af effektivitet For nogle mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler har det voldt ansøgere vanskeligheder at opfylde de datakrav, som skal danne grundlag for en effektivitetsvurdering. Dette problem er specielt opstået ved ansøgning om godkendelse af midler baseret på arter af slægten Trichoderma (Paaske, 2000). I flere forsøg er den forventede virkning af midlerne udeblevet eller den har været meget ringe. Trichoderma-midlerne anvendes især mod en række jord- og frøbårne plantepatogener 1. Den manglende effekt af midlerne afspejler sig imidlertid ikke i væksthusgartnererhvervet, hvor mange gartnere har opnået gode resultater ved anvendelse af midlerne og derfor ønsker at forsætte hermed. Årsagen til det paradoks, at brugerne opnår tilfredsstillende resultater med Trichoderma-midlerne, men effektivitetsdokumentationen synes at være mangelfuld, kan være mange og er sandsynligvis relateret både til forskellige krav og forventninger til effektivitetsniveauet og til vanskeligheder med at opsætte og udføre standardiserede forsøg, som afspejler virkeligheden i plantedyrk- 1 Et plantepatogen er en organisme, som er i stand til at fremkalde sygdom på en plante. 13

14 ningssystemerne og samtidig tager højde for den aktive organismes komplekse biologiske egenskaber. Rapportens formål Formålet med denne rapport er, at belyse ovenstående problemstilling. Dette vil blive gjort ved først at beskrive forskellige økologiske parametres betydning for effektiviteten af mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler. Dette vil herefter blive konkretiseret gennem en beskrivelse af Trichoderma-arternes komplekse biologi i relation til deres evne til at bekæmpe sygdomme forårsaget af Pythium spp. Dernæst vil kravene til dokumentation for effektivitet specificeret i EU direktiv 93/71/EØF (se bilag 1) blive gennemgået og kommenteret. Med baggrund heri vil der blive fremsat nogle overordnede betragtninger og redegjort for specielle forhold vedrørende opsætning og udførelse af forsøg til vurdering af effektiviteten af mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler. Det ligger uden for rapportens formål at behandle økotoksikologiske forhold, ligesom rapporten ikke kommer med endegyldige løsninger til, hvordan man opsætter og udfører effektivitetsforsøg. Rapporten er i stedet tænkt som en hjælp til firmaer, der ønsker at ansøge om godkendelse af mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler til markedsføring på det danske marked og evt. i andre EU medlemslande, således at disse firmaer får et bedre grundlag for at opstille velegnede effektivitetsforsøg. Ligeledes er rapporten tænkt som et redskab for Skov- og Naturstyrelsen og Danmarks Jordbrugsforskning. 14

15 2. Økologiske parametres betydning for effektiviten af mikrobiologiske midler mod plantesygdomme Definition 2.1 Principper for mikrobiologisk plantebeskyttelse Mikrobiologisk bekæmpelse af plantesygdomme, som det behandles i forbindelse med denne rapport, kan defineres som en bevidst tilførsel af en eller flere antagonistiske mikroorganismer til et plantedyrkningssystem, med det formål at hindre fremkomsten eller reducere omfanget af specifikke plantesygdomme. At en given organisme er antagonistisk vil sige, at den er i stand til at hæmme den biologiske aktivitet af en anden organisme. I forbindelse med mikrobiologisk plantebeskyttelse vil den antagonistiske mikroorganisme således være i stand til at hæmme opformering, spredning, overlevelse og/eller sygdomsfremkaldende aktivitet af en eller flere naturligt forekommende plantepatogener. Det er altså denne egenskab, man gør brug af hos udvalgte mikroorganismer ved først at formulere dem til et produkt og derefter tilføre produktet til plantedyrkningssystemet, hvor de så forhåbentlig vil virke efter hensigten. I denne rapport anvendes antagonist, som betegnelse for det mikrobiologiske plantebeskyttelsesmiddels aktivstof. Principper for mikrobiologisk sygdomsbekæmpelse Følgende 3 strategier kan lægges til grund for mikrobiologisk bekæmpelse af plantepatogener (Papavizas & Lumsden 1980, Fokkema 1995): - at reducere det primære inokulum 2 i form af patogenets hvile- eller overlevelsesstrukturer, - at hæmme eller forhindre, at patogenet penetrerer og inficerer værtplanten, - at reducere sygdomsspredning ved at undertrykke patogenets muligheder for at sprede sekundært inokulum i form af mycelium 3 eller sporer. Virkemekanismer Siden Weindling og hans medarbejdere (Weindling 1932, 1934, Weindling & Emerson 1936, Weindling & Fawcett 1936) i begyndelsen af 1930 erne opdagede, at arter af Trichoderma kunne anvendes til bekæmpelse af jordbårne plantepatogener, har det internationale forskersamfund beskæftiget sig med at klarlægge de mekanismer, der ligger bag Trichoderma og andre mikroorganismers antagonistiske egenskaber. Man har således fundet frem til følgende antagonistiske mekanismer: - Antibiose. Antagonisten producere og udskiller et eller flere antibiotiske stoffer, som hæmmer den biologiske aktivitet af eller dræber andre mikroorganismer. 2 Inokulum = smitstof. Primært inokulum er det første smitstof, som kommer i kontakt med en plantekultur, mens sekundært inokulum er smitstof, som opformeres og spredes i en plantekultur. 3 Mycelium = samling af vegetative svampehyfer. 15

16 - Konkurrence. Antagonisten er i stand til at konkurrere med plantepatogenerne om ilt samt organiske og uorganiske næringsstoffer på plantens overflade (f.eks. af rod, frø eller blade). Herved kan antagonisten ved at tilkæmpe sig den næring, som findes det pågældende sted, opformeres, således at der hverken er næring eller plads til opformering af eventuelle plantepatogener. Patogenernes infektionsevne (inokulumpotentiale 4 ifølge Baker 1978) kan herved reduceres ligesom mulige infektionssteder på plantens overflade kan blokeres. - Parasitisme. Nogle antagonistiske svampe er i stand til at parasitere andre svampe. Dette sker ved at parasitten søger hen imod og genkender værtssvampens strukturer (mycelium eller sporer), som enten svækkes (biotrof parasitisme) eller dræbes (nektrotrof parasitisme) vha. parasittens produktion og udskillelse af antibiotiske stoffer og hydrolytiske enzymer. Parasitten ernærer sig helt eller delvist af værten. - Induceret resistens hos planten. Der er her tale om en indirekte mekanisme, idet antagonisten ved kontakt med planten er i stand til at aktivere dennes naturlige forsvarsmekanismer, således at planten bliver mindre modtagelig overfor sygdomsangreb. - Vækststimulering af planten. Regnes ikke som en egentlig antagonistisk mekanisme, men er alligevel medtaget her, da sunde planter i god vækst som regel også er mere modstandsdygtige over for angreb af patogener. Væksten kan stimuleres ved, at antagonisten øger tilgængeligheden af uorganiske plantenæringsstoffer i jorden (Baker 1989, Kleifeld & Chet 1992), udskiller væksthormoner eller hormonlignende stoffer (Arshad & Frankenberger 1991), som optages af planten, samt at antagonisten bekæmper andre ikke-patogene mikroorganismer, som er skadelige for planten i en mindre grad (Baker 1989, Schippers et al. 1987). Disse mikroorganismer betegnes på engelsk minor pathogens. Som det fremgår af ovenstående, er de antagonistiske mikroorganismers virkningsmekanismer temmelig komplekse, og grænsen mellem de enkelte mekanismer er ikke klart adskilt. Mekanismerne kan virke enkeltvis, men det er nok mere sandsynligt, at mikrobiologisk sygdomsbekæmpelse er et resultat af samtidig (Fravel & Keinath 1991) eller synergistisk (Di Pietro et al. 1993; Schimböck et al. 1994) virkning af flere mekanismer afhængigt af de miljømæssige forhold (Cook & Baker 1983), hvorunder bekæmpelsen finder sted samt hvilket patogen, der bekæmpes. Sammenhæng mellem aktivitet og effektivitet En forudsætning for at en antagonistisk organisme kan gøre brug af sine antagonistiske egenskaber er, at den er metabolisk aktiv, dvs., at den har adgang til og kan udnytte en næringskilde, hvilket igen betinger, at organismen er i stand til at vokse og reproducere sig selv. Det giver naturligvis sig selv, at jo mere aktiv en antagonist er, jo 4 Inokulumpotentiale = smitstoffets infektionsevne under de givne forhold, herunder værtens resistens, adgangen til næring og andre biotiske og abiotiske forhold i miljøet. 16

17 mere udtrykkes dennes antagonistiske egenskaber, og jo mere effektiv vil bekæmpelsen af eventuelle plantepatogener også være. Det rette sted til den rette tid Definition Jord og voksemedier En væsentlig forudsætning for at kunne opnå en tilfredsstillende bekæmpelse af et givet plantepatogen er, at antagonisten er til stede på det rette sted til den rette tid. Hermed menes, at antagonisten skal findes lige præcis på de mikroskopiske steder, hvor patogenet er aktivt og enten vokser og opformeres eller angriber planten. En planteoverflade, hvadenten der er tale om frø, rod, stængel, blad, blomst eller frugt vil, på trods af, at den samlede mikrobielle population det pågældende sted er stor, kun delvist være koloniseret af mikroorganismer. Sandsynligheden for at strukturer af en antagonist kommer til at ligge tilstrækkelig tæt på patogenets strukturer, til at der kan udøves aktiv antagonisme, afhænger således af antagonistens rumlige fordeling det pågældende sted (Baker 1965), hvilket igen er betinget af den måde, hvorpå det mikrobiologiske middel er formuleret og tilføres plantedyrkningssystemet, mængden der tilføres, samt hvor god antagonisten er til at etablere sig det pågældende sted. Sidstnævnte er betinget af antagonistens økologiske tilpasningsevne. 2.2 Økologiske habitater Et habitat kan defineres som et fysisk sted, som er under indflydelse af givne miljøforhold, og som bebos af en given population af organismer. Udstrækningen af et habitat er et definitionsspørgsmål og afhænger af, i hvilken sammenhæng termen ønskes anvendt. Således kan man snakke om makro- og mikro-habitater. Nedenfor følger en kort beskrivelse af væsentlige habitater, hvortil mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler skal tilføres i relation til bekæmpelse af forskellige typer af plantesygdomme. For en mere uddybende beskrivelse af disse habitater og forskellige faktorers indflydelse herpå henvises til Jensen (1998) samt de citerede primær kilder. Jord og voksemedier er komplekse og dynamiske miljøer, hvor den kvalitative og kvantitative sammensætning af den mikrobielle flora er under indflydelse af type (jord eller voksemedie), vegetation, kulturtekniske foranstaltninger, de klimatiske forhold og komplekse og multiple interaktioner mellem disse parametre. Der er store sæsonmæssige svingninger i populationen af mikroorganismer, som følge af interaktioner mellem disse parametre. Den samlede mikrobielle population i jord ligger ifølge Brady (1984) et sted mellem 10 8 og enheder pr. gram fordelt på bakterier, svampe og actinomyceter. For voksemediers vedkommende, dvs. rockwool, sphagnum, pottemix, o.lign., er den mikrobielle population langt mindre mangfoldig. Desuden giver plantedyrkning i væksthus mulighed for i høj grad at kontrollere dyrkningsbetingelser og klimatiske parametre. Den overvejende del af svampepopulationen i jord og voksemedier ernærer sig som saprofytter, dvs., af dødt organisk materiale. En del af populationen er plantepatogener. Disse er enten biotrofe patogener, det vil sige, at de ernærer sig af værtplanten uden at dræbe denne eller nekro- 17

18 trofe patogener, der ernærer sig af væv de selv har dræbt. Mange nekrotrofe patogener er dog fakultative (lejlighedsvise) saprofyter. Hovedparten af bakterierne i jord og voksemedie er heterotrofe, hvilket vil sige, at de ernærer sig af organiske stoffer syntetiseret af andre organismer. En del af populationen er autotrofe, hvilket vil sige, at den er i stand til at opbygge livsnødvendige organiske stoffer af uorganiske forbindelser. Mikroorganismernes mest betydelige rolle i naturlige økosystemer må henføres til deres aktive involvering i nedbrydning og mineralisering af plante og animalsk materiale. Jorden udgør ikke et homogent miljø, og indenfor en specifik jord er størrelsen af den mikrobielle population, dens sammensætning og aktivitet meget forskellig afhængig af indholdet af og afstanden til planterester, rødder og frø. Rodfri jord Residosfære Rhizosfære Rodfri jord eller voksemedie, er som ordet siger, uden indflydelse af rødder. Et sådan miljø vil være næringsfattigt. Som en konsekvens heraf vil den største pulje af mikroorganismer, som findes disse steder, være i et næringsunderskud, hvorved deres vækst og aktivitet er begrænset eller helt fraværende. Mikroorganismerne overlever sådanne forhold ved at gå i dvale. For svampes vedkommende kaldes en sådan dvaletilstand for fungistasis (Lockwood 1977) og er en eksogen 5 hviletilstand. Fungistasis kan ophæves ved at svampene får adgang til tilstrækkelige mængder af organisk eller uorganisk næringsstimuli. De mest almindelige næringsstimuli, som tilføres jord eller voksemedier, er døde planterester eller komponenter fra frø- og rodeksudater, som frigives under frøspiring og rodudvikling (Nelson 1991). Residosfæren beskriver det område i jord eller voksemedie, som er påvirket af døde planterester. Sådanne områder er generelt næringsrige og understøtter således aktivitet og opformering af mikrobielle saprofytter. Døde planterester kan endvidere tjene til overlevelse og opformering af plantepatogener i perioder eller i områder, hvor modtagelige værtplanter ikke er tilgængelige. Plantepatogener, som opformeres på planterester, kan spredes til nærtstående værtplanter. Rhizosfæren beskriver det område i jord eller voksemedie, som er påvirket af planterødder. Påvirkning af rhizosfæren skyldes røddernes optagelse af ilt, vand og uorganiske næringsstoffer samtidig med, at der udskilles store mængder af rodeksudater. Rodeksudater er organiske forbindelser som aminosyrer, glykosider, organiske syrer, vitaminer og enzymer (Curl & Truelov 1986), der kan fungere som næring og derved understøtte en høj mikrobiel aktivitet. Den effekt, som rødderne udøver på den mikrobielle aktivitet kaldes rhizosfæreeffekten, og er betinget af mængden og sammensætningen af rodeksudater og jordens tekstur. Generelt kan man sige, at bakterier er bedre tilpasset rhizosfæren i hvert fald af intakte og raske rødder end svampe og actinomyceter (Curl & Truelov 1986). 5 At noget er eksogent vil sige at det er forårsaget af noget udefra kommende. 18

19 Såvel kvantitet som kvalitet af rodeksudater er under indflydelse af mange forskelligartede faktorer, herunder planteart og udviklingstrin, temperatur- og lysforhold, jordens vand- og iltindhold, kulturtekniske foranstaltninger (gødskning, beskæring, anvendelse af sprøjtemidler, m.v.). Endvidere vil plantens interaktion med tilstedeværende mikroorganismer (saprofytter, plantepatogener, mycorrhiza, vækststimulerende bakterier, m.v.) have indflydelse på eksudationen. Spermosfære Fyllosfære Spredning af patogenet og populationsdynamik Spermosfæren beskriver det område i jord og voksemedie, som er påvirket af frø. Ligesom planterødder udskiller frø også eksudater specielt i forbindelse med spiring. Der gælder stort set samme forhold for spermosfæren som for rhizosfæren. Fyllosfæren beskriver det miljø, som er påvirket af planters blade. Til forskel fra miljøet i jord og voksemedier er overfladen af overjordiske plantedele udsat for ekstremt store fluktuationer i mikroklimaet. Dette skyldes de jævnlige og store ændringer, som forekommer i relativ luftfugtighed, dug, regn, vind og indstråling. Disse forhold udsætter mikrofloraen for en ekstrem grad af stress, hvilket påvirker dens overlevelse, aktivitet og sammensætning dels direkte og dels indirekte gennem modificering af planteoverfladens metaboliske tilstand, morfologi og overfladekemi. Den mikrobielle dynamik i fylloplanet afspejles dels ved en uensartet fordeling af populationer indenfor blade (aggregering af populationer) og dels ved stor variation i den mikrobielle population mellem individuelle blade og mellem planter. Størrelsen af den mikrobielle population i fyllosfæren ligger i størrelsesordenen enheder pr. cm 2 bladareal (Kenerley & Andrews, 1990). Generelt stiger den mikrobielle population i løbet af sæsonen (Andrews 1992, Kinkel 1997) samtidig med, at sammensætningen skifter fra at være domineret af bakterier, over gærsvampe til svampe sidst på sæsonen (Blakeman 1985, Blakeman & Fokkema 1982). Næringskilder i fyllosfæren er enten af endogen eller eksogen oprindelse og består både af organiske og uorganiske forbindelser. I modsætning til rhizosfæren og spermosfæren bidrager eksogene kilder i høj grad med næringsstoffer så som afsætning af jordpartikler, støv, ioner, stoffer i regnvand, honningdug fra bladlus, pollen m.m. Den næring, som udskilles af planten i form af eksudater, påvirkes kvantitativt og kvalitativt dels af planteart- og alder, og dels af miljøændringer som temperatur, lys og gødskning m.m. (Kenerley & Andrewa 1990). 2.3 Populationsdynamiske processer og inokulation Forståelse af principperne bag spredning af plantepatogene mikroorganismer og en sygdoms epidemiologiske 6 udvikling er vigtige i relation til udvikling og implementering af bekæmpelsesstrategier (Jeger 1999). Dette gælder hvadenten bekæmpelsesforanstaltninger er 6 Epidemiologi er læren om, hvordan patogenpopulationer udvikler sig i en population af værtplanter, og hvordan ydre faktorer påvirker denne udvikling. 19

20 kemiske, mikrobiologiske, kulturtekniske eller kombinationer heraf. Som det vil fremgå af eksemplet med de Pythium-forårsagede plantesygdomme (se kapitel 3), er der store forskelle på måden hvorpå, mængden af og afstanden over hvilken de forskellige former (sporer og mycelium) af patogenet spredes. Dette gælder selvsagt for alle patogener hvadenten inokulum er luft-, vand-, jord- eller frøbårent. Ligeså er der stor forskel i det potentiale en bestemt type af inokulum har for at kunne inficere planterne. Dette potentiale (inokulumpotentiale iflg. Baker 1978) er betinget af spredningsenhedens (sporer eller mycelium) vitalitet og interne næringsstatus samt af det omgivende miljø (f.eks. eksterne næringskilder, konkurrence fra andre mikroorganismer, forekomst af hæmmende stoffer, etc.). Miljøets indflydelse på inokulumpotentialet følger de samme principper, som gælder for miljøets indflydelse på effektiviteten af en antagonist (se figur 1 afsnit 2.4). Oftest vil det være sådan, at et naturligt smittetryk i en plantekultur skyldes flere typer af inokulum, som er til stede samtidig. I visse tilfælde vil en bestemt form for inokulum dog være fremherskende på et bestemt tidspunkt i forhold til plantekulturens alder, tidspunkt på sæsonen, de fremherskende miljømæssige forhold og sygdommens epidemiologiske udvikling. Således kan man forestille sig, at effektiviteten af et plantebeskyttelsesmiddel afhænger af hvilken type af inokulum, der skal bekæmpes samt det tidspunkt i kulturforløbet, hvor bekæmpelsen skal finde sted. Det kunne eksempelvis være, at midlet er mere effektivt mod primært inokulum f.eks. sklerotier 7 og andre overlevelsesstrukturer, som findes i jorden ved kulturstart, og mindre effektivt mod ukønnede sporer og mycelium, som deltager i den epidemiologiske sygdomsudvikling senere i vækstsæsonen. Økologisk omvæltning En hvilken som helst udefra kommende ændring, som påføres et habitat vil medføre, at det pågældende økologiske system udsættes for en form for omvæltning, som destabiliserer systemet (Pugh 1980). Introduktion af en antagonist i form af et mikrobiologisk plantebeskyttelsesmiddel eller spredning af et plantepatogen til et givent habitat er eksempler på sådanne omvæltninger (Rohani et al. 1996). Resultatet er, at de enkelte populationer af organismer i habitatet kommer til at indgå i indbyrdes afhængige og dynamiske udsving. På det tidspunkt, hvor systemet ikke længere er udsat for den udefra kommende ændring, vil størrelsen af populationsudsvingene aftage og systemet dermed igen gå mod større og større grad af stabilitet, også kaldet en dynamisk ligevægt. Dette gælder både når arter konkurrerer, eller når der er tale om selektiv prædation 8 (Auger & Faivre 1993). De ekstremt store doser af mikrobiologisk plantebeskyttelsesmidler, som appliceres i praksis, eksempelvis mere end 10 5 kolonidannende enheder pr. gram jord, giver antagonisten en konkurrencemæssig fordel i forhold til de andre organismer i habitatet, hvilket påvir- 7 Sklerotium = hvilestruktur, opbygget af hårdt sammenvævet mycelium. 8 Prædation vil sige, at et individ dræber og fortærer et andet individ. 20

21 ker de populationsdynamiske processer. En effektiv profylaktisk 9 bekæmpelse med et mikrobiologisk middel vil resultere i, at spredningsenheder eller overlevelsestrukturer af patogenet ikke eller kun i ringe grad etableres, således at den epidemiologiske udvikling hindres eller hæmmes. En effektiv kurativ 10 bekæmpelse vha. et mikrobiologisk middel vil enten resultere i, at patogenets population aftager eller som tidligere nævnt, indgår i nogle med antagonisten indbyrdes afhængige og med tiden aftagende populationsudsving. Applikationstidspunkt Eksterne næringskilder Profylaktiske midler skal tilføres plantekulturen, inden patogenpopulationen opformeres saprofytisk f.eks. i jorden, eller sporer spredes med vind eller vand til planterne. Doseringen af sådanne midler afhænger af den pågældende formulering (evt. indhold af næringsstoffer), tilførselsmåden og antagonistens evne til at etablere sig og kunne overleve i den pågældende plantekultur/miljø-kombination. Har antagonisten en god evne til at etablere sig og kunne overleve eller er det tidsrum, hvor planterne er modtagelige overfor patogenet lille, er det kun nødvendigt med en enkelt tilførsel. Har antagonisten derimod en ringe etablerings- og overlevelsesevne eller er planten modtagelig overfor patogenet en stor del af vækstsæsonen, kan det være nødvendigt med flere tilførsler. Bliver populationsdensiteten af patogenet for højt nedsættes eller udebliver effekten af de profylaktiske midler. Dette forhold er væsentligt i relation til opsætning og udførsel af effektivitetsforsøg (se kapitel 7). Kurative midler tilsættes efter, at patogenet/sygdommen er detekteret, men inden skadetærsklen nås. Jo højere patogenpopulationen er, jo mere af midlet er nødvendigt. Ved fastlæggelse af det rette tidspunkt for applikationen, er det vigtigt at huske, at mikrobiologiske midler er væsentlig længere tid om at virke sammenlignet med de kemiske midler. Dette skyldes selvsagt, at den eller de antagonister, som midlerne er baseret på, først skal have tid til at blive aktiveret for at kunne udøve en effektiv antagonisme. I nogle af de tidligere afsnit i dette kapitel er betydningen af at have adgang til og kunne udnytte en næringskilde blevet beskrevet. Nogle formuleringer af mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler indeholder således eksterne næringskilder. Formålet med dette er, at antagonisten kan tilføres i mindre mængde, da den efterfølgende vil opformeres i habitatet. Samtidig vil antagonisten i opformeringsperioden være mere aktiv og dermed mere effektiv end den ville være, hvis den var tilført uden en næringskilde. Ved opsætning af forsøg til at undersøge virulens og aggressivitet hos et plantepatogen og modtagelighed hos en planteart eller sort, har det i visse sammenhænge været nødvendigt at tilføre inokulum af patogenet sammen med en ekstern næringskilde. Dette skyldes, at de 9 Profylaktisk bekæmpelse vil sige, at man forsøger at forebygge sygdommens opståen. 10 Kurativ bekæmpelse vil sige, at sygdommen bekæmpes efter at den er opstået. Dvs. at man forsøger at kurere planterne. 21

22 eksterne næringskilder øger inokulumpotentialet og derved sikrer, at angrebets størrelse bliver tilstrækkeligt til at kunne evalueres. Ved opsætning af effektivitetsforsøg af mikrobiologiske midler, skal man undgå at tilføre næring til patogenet, da det kan være medvirkende til at tippe interaktionen mellem patogen og antagonist i patogenets favør. Derudover vil en hver form for ekstern næring, som tilføres, betyde, at systemet bliver unaturligt, og derfor ikke giver et realistisk billede af, hvad man kan forvente i praksis. Risikoen er, at man frem for at undersøge, hvordan antagonisten konkurrerer med patogenet om naturlige næringskilder eller mulige infektionssteder på plantens overflade, i stedet undersøger, hvordan de to organismer konkurrerer om den eksterne næringskilde (Green 1996). Kunstigt fremstillet inokulum af patogenet, som består af en blanding af homogeniseret mycelium og sporer, bør af samme grund også undgås, da en homogeniseret myceliesuspension indeholder både svækkede og døde myceliefragmenter. Svækkede myceliefragmenter vil udgøre et let bytte for antagonisten, mens døde fragmenter på ligefod med andet dødt organisk materiale kan udnyttes som ekstern næringskilde. Problemstillingen omkring konkurrence mellem patogen og antagonist om eksterne næringskilder gælder i princippet hvadenten næringskilden tilføres med antagonisten eller med patogenet. Desuden vil konkurrencen ikke kun være begrænset til disse to organismer men også involvere alle andre saprofytiske mikroorganismer i habitatet. Tilførsel af en organisk næringskilde til et givent habitat svarer altså til at habitatet udsættes for en omvæltning, som destabiliserer den dynamiske ligevægt. Når nogle formuleringer af mikrobiologiske midler på trods af ovenstående alligevel indeholder eksterne næringskilder, skyldes det, at der er tale om næringskilder, som pga. deres sammensætning og den måde, hvorpå de indgår i formuleringen er lettere tilgængelige for antagonisten end for den øvrige mikrobielle population i miljøet (Fravel et al. 1995). Dette princip er med stor succes blevet anvendt i forbindelse med forskellige frøbehandlingsteknikker (Nelson et al. 1988, Taylor et al. 1988). Multiple og dynamiske interaktioner 2.4 Mikrobielle interaktioner, inkonsistent effektivitet og økologisk tilpasning I betragtning af størrelsen af den samlede mikrobielle population i de forskellige habitater, som er relateret til et plantedyrkningssystem, er det klart, at der vil herske en betydelig konkurrence om den pulje af næringsstoffer, som bliver gjort tilgængelig i de enkelte habitater. Det forholder sig naturligvis sådan, at de mikroorganismer, der er bedst til at tilkæmpe sig en andel af den begrænsede næring, har mest energi til rådighed og er derfor mest aktive. Hvor godt de enkelte arter klarer sig i denne konkurrence afhænger af den pågældende arts antagonistiske egenskaber, dens økologiske tilpasning til det pågældende habitat, sammensætningen af den øvrige mikrobielle population, og de aktuelle miljøforhold, herunder arten og tilgængeligheden af organiske og uorganiske næringsstoffer, temperatur, fugt, iltspænding, m.m.m. I relation til mikrobiologisk plantebeskyttelse er vores 22

23 fokus, hvor effektivt antagonisten i et mikrobiologisk middel er i stand til at bekæmpe et patogen, således at sygdomsangreb på en kulturplante reduceres eller helt undgås. Det vigtige i denne forbindelse er imidlertid at erindre, at de tre hovedaktører, dvs., planten, patogenet og antagonisten, som anskueliggjort i figur 1, er i en konstant indbyrdes interaktion med hinanden og med det biotiske 11 og abiotiske miljø, som de er en uadskillelig del af. Miljø Plante Patogen Antagonist Figur 1. Skematisk illustrering af de biologiske interaktioner mellem plante, patogen, antagonist samt biotiske og abiotiske faktorer i det omgivende miljø. Bemærk at interaktionerne er gensidige, dvs., de går alle veje. (Efter Green 1996). Dette vil med andre ord sige, at effektiviteten af et mikrobiologisk plantebeskyttelsesmiddel både afhænger af, hvilket patogen der skal bekæmpes, patogenets smittetryk samt af kulturplanten, jordbunden, dyrkningspraksis, den øvrige mikroflora, mikroklimaet, m.m. Inkonsistent effektivitet Som det fremgår af ovenstående, kan effekten af et mikrobiologisk plantebeskyttelsesmiddel ikke ses uafhængigt af det helt unikke miljø, som på det pågældende tidspunkt hersker på overfladen af kulturplanten i den mark eller det væksthus, hvor midlet afprøves eller anvendes. Dette er med stor sandsynlighed en væsentlig årsag til den mangelende konsistens, som har kendetegnet effektiviteten af de mikrobiologiske midler under naturlige forhold i mark eller væksthus (Harman & Taylor 1990). Forståelse af hvordan de abiotiske og biotiske faktorer indvirker på aktiviteten af antagonisten i et biologisk 11 At noget er biotisk vil sige, at det er levende til forskel fra noget abiotisk, som er dødt. 23

24 Manglende økologisk tilpasning Antagonisme er et udbredt fænomen plantebeskyttelsesmiddel giver en teoretisk mulighed for gennem kulturtekniske tiltag at kunne styre midlernes effektivitet i en given plantekultur. Dette forudsætter i første omgang, at der tilvejebringes en fyldestgørende forståelse af antagonisternes økologi og selv da, vil der være faktorer, som f.eks. sammensætningen af den totale mikrobielle population i jorden eller voksemediet, som kun vanskeligt lader sig styre. I praksis vil man nok altid skulle leve med en større variation i effektiviteten af mikrobiologiske midler, end den man kender fra de kemiske midler. Dette betyder ikke, at de mikrobiologiske midler er mindre effektive end de kemiske midler, men blot, at man skal være opmærksom på, at mikrobiologiske midler er mere følsomme overfor de miljømæssige forhold end de kemiske. En anden forklaring på den inkonsistente effektivitet af mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler er sandsynligvis, at den eller de antagonister, som midlet er baseret på, ikke er økologisk tilpassede de habitater, hvor de skal virke (Deacon 1991) og dette på trods af, at antagonisterne ofte er isoleret fra naturlige habitater så som jord, rhizosfære og fyllosfære. En af grundene til dette paradoks er, at screening og afprøvning af mange antagonister er blevet udført i mere eller mindre kunstige systemer (petriskåle, laboratorie- eller vækstkammerforsøg, under sterile eller semisterile forhold, m.v.), hvor de økologiske parametre har været væsentlig forskellige fra dem, som kan forventes under praktiske dyrkningsforhold. Men selv om screeningen udføres under naturlige dyrkningsforhold, kan man, som beskrevet nedenfor, risikere at udvælge antagonister, hvis økologiske tilpasning ikke er optimal, og derfor udviser en varierende effektivitet. Nogle jorde i Washington State, USA, som år efter år bruges til dyrkning af hvede, udvikler en naturlig hæmning over for Gaeumannomyces graminis var. Tritici, årsagen til goldfodssyge. Disse jorde indeholder en stor population af Pseudomonas fluorescens bestående af flere forskellige stammer, som hver producerer forskellige antibiotiske stoffer. Hver enkelt af disse stammer har under kontrolerede forsøg vist sig at være særdeles effektive til at bekæmpe flere forskellige jordbårne plantepatogener inklusiv G. graminis (Cooke et al. 1995, Weller et al. 1988). Imidlertid er det ved brug af genetiske primers 12 og prober 13 vist, at det kun er de P. fluorescens, som producerer det antibiotiske stof 2,4-diacetylphloroglucinol, der er økologisk tilpasset rhizosfæren af hvede, og som ved tilsætning til en goldfodssyge-fremmende markjord permanent kan ændre jordens egenskaber i hæmmende retning (Raaijmakers et al. 1997, Raaijmakers & Weller 1998). Det væsentlige budskab i dette eksempel er, at man fra en hvilken som helst habitat kan isolere flere mikroorganismer, som 12 Primer = en kort enkeltstrenget DNA- eller RNA-sekvens, der under medvirken af polymerase starter replikationen (kopieringen) af DNA. 13 Probe = et molekyle der binder sig specifikt til et andet, og som derfor kan anvendes til identifikation af dette. 24

25 på baggrund af deres antagonistiske egenskaber kan bruges i forbindelse med mikrobiologisk plantebeskyttelse. Imidlertid har man ingen garanti for, at de udvalgte antagonister har den optimale økologiske tilpasning lige præcis til den kulturplante/patogen-kombination, hvortil den ønskes anvendt. Der vil med andre ord være en gavnlig effekt af at benytte et sådan mikrobiologisk plantebeskyttelsesmiddel, men effekten er suboptimal. Kunstig frembringelse af økologisk tilpassede antagonister Saprofytiske antagonister og hyper-parasitter Forskellige tiltag har været benyttet for at forbedre effektiviteten af mikrobiologisk plantebeskyttelse. Dette har bortset fra aspekter vedrørende produktformulering hovedsageligt været gjort ved at anvende genetisk manipulation til at forbedre specifikke egenskaber hos antagonisterne, som har betydning for deres antagonistiske egenskaber og økologiske tilpasning (Harman 1992, Weller & Tomashow 1994). Blandt disse egenskaber kan nævnes øget saprofytisk konkurrenceevne, forhøjet produktion af antibiotika og forbedret rhizosfærekompetance, dvs. evnen hos en mikroorganisme til at kolonisere en plantes rodsystem, når den bliver tilført med frøet. Således har Gary Harman og hans medarbejdere ved protoplastfusion kombineret genmaterialet fra to rhizosfærekompetente mutanter 14 af T. harzianum og derved frembragt en organisme, som udover at være en god antagonist, også er økologisk tilpasset rhizosfæren af mange forskellige plantearter og fyllosfæren af visse plantearter (Harman 2000). Altså en organisme som besidder en form for universal tilpasning. Antagonisten betegnes T-22 og sælges i USA i flere forskellige formuleringer mod flere forskellige plantesygdomme. Ønsker man i EU at markedsføre et middel, som er baseret på genetisk modificerede/gensplejsede antagonister, skal man udover at søge om godkendelse af den aktive organisme og plantebeskyttelsesmidlet (Direktiv 91/414/EØF) også søge om tilladelse til udsætning af en genetisk modificeret organisme 15 (Direktiv 90/220/EØF & 2001/18/EF). Organismer, der som T-22 er frembragt ved protoplastfusion, betragtes dog ikke som værende genetisk modificerede, og er derfor ikke omfattet af den nævnte lovgivning. Hovedparten af de mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler mod plantesygdomme, som produceres på verdensplan er baseret på saprofytiske antagonister og mange af disse er af de samme grunde som for Trichoderma-midlerne bedst egnede som en profylaktisk foranstaltning. Dette gælder også midler der, som AQ10 er baseret på 14 Mutant = en organisme med ændret DNA. 15 En genetisk modificeret organisme er en organisme, hvis genetiske materiale er blevet ændret på en måde, der ikke forekommer naturligt ved formering og/eller rekombination. 25

26 hyperparasitter 16. AQ10 er baseret på svampen Ampelomyces quisqualis og anbefales mod meldug på flere forskellige plantearter. Da antagonisten (hyperparasitten) ernærer sig af plantepatogenet, kunne man forestille sig, at populationsdensiteten af plantepatogenet i plantekulturen skulle have en vis størrelse for, at antagonisten, efter midlets udbringning, kunne få fodfæste, opformeres og spredes. Imidlertid har det i forsøg på vin vist sig, at hvis applikationen af AQ10 først foretages, når meldug har etableret sig på 10% af bladene, vil bekæmpelsesniveauet kun være omkring 5%. Dette skal ses i sammenligning med, at udsprøjtninger, med dages interval fra knopskydning til klasen er færdigudviklet, resulterer i en bekæmpelse på 95% (Hofstein et al. 1996). Når antagonisten appliceres, inden patogenet indfinder sig, eller mens populationsdensiteten er lav, vil effektiviteten bl.a. være betinget af antagonistens fordeling på plantens overflade samt, hvor godt antagonistens hvilestrukturer (sporer) har overlevet på planten, indtil der kan etableres kontakt mellem parasit og vært. Kemi kontra mikrobiologi Kemiske plantebeskyttelsesmidler er baseret på stoffer med en veldefineret biologisk aktivitet, som varer ved indtil stoffet nedbrydes, og som kun i ringe udstrækning er påvirkelig af miljøet. Mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler mod plantesygdomme derimod er baseret på levende organismer, hvis sygdomsbekæmpende aktivitet består af flere indbyrdes afhængige mekanismer, som indgår i en kompleks og dynamisk interaktion med det omgivende miljø. Denne fundamentale forskel mellem mikrobiologiske og kemiske midler er særdeles væsentlig at have for øje, når mikrobiologiske midler udvikles, når de senere skal testes og godkendes, og endelig når de skal bruges i praksis. Der findes flere eksempler på, at mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler er lige så effektive eller endog mere effektive end kemiske midler til bekæmpelse af visse sygdomme. Et sådan eksempel er frøbehandling med antagonisten T. harzianum, T-22, som kombineret med forskellige priming-teknikker 17 giver frø af forskellige plantearter en meget effektiv beskyttelse mod angreb af Pythium (Harman et al. 1989, Harman & Taylor 1990). På trods af dette, har der vist sig at være en meget lille kommerciel interesse i disse teknologier. Grunden hertil er, at der allerede findes flere godkendte kemiske midler, som giver en effektiv beskyttelse, og som er økonomiske i brug. På baggrund af dette og lignende eksempler kan man konkludere, at de mikrobiologiske midler har vanskeligt ved at konkurrere med de kemiske midler. I mange tilfælde kan de mikrobiologiske midler således ikke fungere som et sammenligneligt alternativ til de kemiske midler (Harman 2000), men bør markedsføres til andre formål end de kemiske. Blandt disse formål kan nævnes: 16 Hyperparasit = en organisme som parasiterer en anden parasit, her plantepatogenet. 17 Priming er en initiering af de fysiologiske processer som er involveret i den første fase af frøs spiring, således at frøene, når de sås, spirer hurtigere. 26

27 - Erstatning af kemiske midler, som grundet udvikling af resistens, har mistet deres effekt, og hvor der ikke findes alternative kemiske midler. - Erstatning af kemiske midler, som grundet sundheds- eller miljømæssige risici, bliver trukket tilbage fra markedet. - I situationer hvor de mikrobiologiske midler opfylder formål, som ligger uden for rækkevide af de kemiske. - Former for jordbrug hvor kemisk input er uønsket. - I dyrkningssystemer, hvor der anvendes nyttedyr eller andre mikrobiologiske plantebeskyttelsesmidler, som vanskeligt kan kombineres med brugen af kemiske midler. 27