Zakład Ekologii i Ochrony Gleb

Laboratorium Mikrobiologii działa przy Zakładzie Ekologii i Ochrony Gleb w Katedrze Biologii Środowiskowej IEiB. Kierownikiem Laboratorium Mikrobiologii jest dr Anna Augustyniuk-Kram.

Misja naukowa

Tematyka badawcza skupia się w głównej mierze na badaniu różnorodności i funkcjonowaniu grzybów owadobójczych w środowisku glebowym, ale również na badaniu interakcji pomiędzy mikroorganizmami glebowymi, fauną glebową a rośliną i wpływu tych interakcji na aktywność biologiczną gleby. W ramach Laboratorium prowadzona jest działalność zarówno naukowa, jak i dydaktyczna.

Oferty Badawcze

Oferty Badawcze

Oferty Badawcze

Oferty Badawcze

Oferty Komercyjne

Oferty Komercyjne

Oferty Komercyjne

Oferty Komercyjne

Projekty Badawcze

Projekty Badawcze

Projekty Badawcze

Projekty Badawcze

Projekty Edukacyjne

Projekty Edukacyjne

Projekty Edukacyjne

Projekty Edukacyjne

Prowadzone badania naukowe

Coraz większe zużycie środków ochrony roślin i związane z tym skażenie gleby, a także obserwowany wzrost odporności owadów na stosowane powszechnie w rolnictwie insektycydy zmusza do poszukiwania bardziej bezpiecznych dla środowiska metod ograniczania masowych pojawów groźnych szkodników opartych na wykorzystaniu wrogów naturalnych owadów.

Prace badawcze prowadzone w Laboratorium Mikrobiologii skupiają się na:

  • badaniu różnorodności i funkcjonowaniu grzybów owadobójczych w środowisku naturalnym,
  • poszukiwaniu wysoko wirulentnych szczepów grzybów w stosunku do zwalczanych szkodników i na badaniu interakcji grzyb-owad-środowisko,
  • genetycznych i biochemicznych uwarunkowaniach wirulencji grzybów owadobójczych i mechanizmach jej zwiększenia w stosunku do konkretnych gatunków owadów,
  • biochemicznych uwarunkowaniach antagonistycznych i synergistycznych interakcji pomiędzy grzybami oraz innymi organizmami glebowymi (wytwarzanie toksyn, enzymów, antybiotyków).

W związku z wprowadzeniem od 1 stycznia 2014 roku we wszystkich krajach Unii Europejskiej obowiązku stosowania tzw. integrowanej ochrony roślin, biologiczne metody zyskają na znaczeniu.

Podstawowe kierunki badań

Głównym obiektem badań w Laboratorium Mikrobiologii są grzyby owadobójcze. Jest to wyspecjalizowana grupa pasożytniczych grzybów zdolnych do infekowania owadów i wywoływania u nich objawów chorobowych. Prace w laboratorium koncentrują się na badaniu różnorodności i funkcjonowaniu grzybów owadobójczych i interakcji jakie zachodzą pomiędzy grzybami, owadami a środowiskiem. Poszukujemy nowych, alternatywnych i bardziej bezpiecznych dla środowiska metod ograniczania masowych pojawów groźnych szkodników.

Praktyczne badania prowadzone w laboratorium mikrobiologii

Praktyczne zastosowania grzybów owadobójczych

W związku z wprowadzeniem od 1 stycznia 2014 roku we wszystkich krajach Unii Europejskiej obowiązku stosowania tzw. integrowanej ochrony roślin, biologiczne metody zyskają na znaczeniu. W praktyce stosowanie integrowanych metod ochrony roślin oznacza stosowanie w pierwszej kolejności metod niechemicznych, w tym biologicznego zwalczania przy użyciu mikroorganizmów, a w następnej kolejności stosowanie metod chemicznych.

Biologiczne zwalczanie szkodników w uprawach rolnych czy leśnych opiera się na wykorzystaniu rodzimych gatunków organizmów antagonistycznych naturalnie występujących w danym środowisku. Spośród nich grzyby owadobójcze odgrywają znaczącą rolę, a próby ich stosowania mają długoletnią tradycję. Już w XIX wieku zwrócono uwagę na to, czy zjawiska pasożytnictwa grzybów na owadach nie wykorzystać w walce z groźnymi szkodnikami upraw. Pierwsze udokumentowane naukowo przez Agostino Bassi obserwacje chorobotwórczego występowania na larwach jedwabnika morwowego grzyba Beauveria bassiana (nazwanego tak później na cześć odkrywcy) miało miejsce w 1835 roku. Od tego momentu wzrosło znacznie zainteresowanie biologicznymi metodami zwalczania szkodników i chorób roślin przy użyciu grzybów owadobójczych.

Zwalczanie pędraków chrabąszcza majowego w uprawach ekologicznych

Próby zwalczanie pędraków chrabąszcza majowego (Melolontha melolontha L.) prowadzono w gospodarstwach ekologicznych na terenie województwa lubelskiego (pod nadzorem Wojewódzkiego Ośrodka Doradztwa Rolniczego w Końskowoli). Biopreparat B. bassiana wyprodukowany w warunkach laboratoryjnych na ziarnie pszenicy wprowadzano pod uprawy ziemniaków, kukurydzy, buraków cukrowych, zbóż, truskawek, krzewów i drzew owocowych oraz na plantacji roślin ozdobnych. W ciągu sezonu wegetacyjnego rolnicy prowadzili obserwacje uszkodzeń roślin przez szkodniki, oceniali liczebność pędraków pod uprawami przed i po wprowadzeniu preparatu do gleby oraz oceniali jego skuteczność. Zagęszczenie pędraków przed introdukcją wahało się od 4 do 15 sztuk/m2 (w niektórych uprawach nawet 40 sztuk/m2), natomiast po introdukcji od 0 do 3 sztuk/m2. Preparat w formie aktywnej utrzymywał się w glebie nawet do 12 miesięcy po zabiegu. Większość rolników biorących udział w doświadczalnym zastosowaniu biopreparatu uznała go za skuteczny. Obserwowano zarówno mniejszą liczbę pędraków pod uprawami jak i mniejsze uszkodzenia roślin.

Biologiczne zwalczanie opuchlaków na plantacjach truskawek

Próby biologicznego zwalczania opuchlaków Otiorhynchus ovatus L. (opuchlak rudonóg) i O. sulcatus F. (opuchlak truskawkowiec) prowadzono na dwóch plantacjach truskawek we współpracy z Instytutem Sadownictwa i Kwiaciarstwa w Skierniewicach i Uniwersytetem Przyrodniczo-Humanistycznym w Siedlcach). Grzyb B. bassiana wprowadzany był pod sadzonki w postaci preparatu na ziarnie pszenicy, natomiast P. fumosoroseus (= I. fumosorosea) w postaci wodnej zawiesiny zarodników. W powyższym eksperymencie porównywano efektywność biologicznego zwalczania za pomocą grzybów i nicieni owadobójczych z efektywnością środków chemicznych – insektycydu Dursban 480 EC i Mospilan 20 SP. Grzyby, nicienie i chemiczne insektycydy zastosowano po zbiorze owoców pod koniec lipca. Skuteczność zastosowanych grzybów i nicieni owadobójczych była bardzo wysoka. Na obu plantacjach redukcja szkodnika wyniosła powyżej 90%. Skuteczność preparatów biologicznych była porównywalna, a nawet nieznacznie wyższa od chemicznych insektycydów, zważywszy, że zastosowane w tym eksperymencie dawki insektycydów były zwiększone dwukrotnie od zalecanej do stosowania na opuchlaki żerujące na truskawkach.

3-lab-porownanie-skutecznosci-grzybow-i-nicieni-owadobojczych-z-chemicznymi-insektycydami

Porównanie skuteczności grzybów i nicieni owadobójczych z chemicznymi insektycydami

Wyposażenie laboratorium mikrobiologii

Wyposażenie laboratorium mikrobiologii, zostało zrealizowane w ramach projektu „Mazowieckie Centrum Laboratoryjne Nauk Przyrodniczych UKSW źródłem zwiększenia transferu wiedzy ze świata nauki do gospodarki dzięki wzmocnieniu infrastruktury badawczo-rozwojowej”. Laboratorium Mikrobiologii wyposażone zostało w sprzęt do izolacji, hodowli i obserwacji mikroorganizmów.

      • Autoklaw parowy z systemem oczyszczania wody,
      • Komory laminarne,
      • Cieplarki laboratoryjne,
      • Wytrząsarka z inkubatorem,
      • Komora klimatyczna,
      • Sterylizator powietrzny (suszarka),
      • Wirówka laboratoryjna,
      • Spektrofotometr UV/VIS,
      • Wagi laboratoryjne,
      • Łaźnia wodna,
      • Mikroskop badawczy do obserwacji mikroorganizmów w jasnym polu w świetle przechodzącym oraz w kontraście fazowym z możliwością cyfrowej prezentacji obrazu.

Kierunki edukacji prowadzone w laboratorium mikrobiologii

Laboratorium mikrobiologii realizuje zajęcia dla studentów kierunku ochrona środowiska. W pracy dydaktycznej główny nacisk położony jest na zapoznanie się i opanowanie przez studentów podstawowych technik i metod badania mikroorganizmów.

Są to m. in. sposoby przygotowania i jałowienia podłoży mikrobiologicznych, techniki posiewów, techniki barwienia bakterii, określanie liczebności w różnych środowiskach czy badanie aktywności enzymatycznej drobnoustrojów.

Programy edukacji obejmują sanitarną ocenę badanych środowisk opartą na wyznaczeniu odpowiednich wskaźników bakteriologicznych takich jak np.: ogólna liczba bakterii, miano bakterii grupy coli, stosunek przetrwalników do ogólnej liczby bakterii saprofitycznych, ogólną liczbę grzybów i promieniowców. Ponadto ćwiczenia dotyczą również zagadnień z mikrobiologii ogólnej. Koncentrują się na badaniu cech morfologicznych i właściwości fizjologicznych bakterii i grzybów, na wpływie czynników fizycznych i chemicznych na mikroorganizmy, na wzajemnych oddziaływaniach między mikroorganizmami (np. antybioza).

W pracy dydaktycznej główny nacisk położony jest na zapoznanie się i opanowanie przez studentów podstawowych technik i metod badania mikroorganizmów. Przykłady wybranych programów edukacji realizowanych w laboratorium.

Wybrane publikacje naukowe dotyczące grzybów owadobójczych i zwalczania biologicznego.

Augustyniuk-Kram A., Popowska-Nowak E. 2012. Kierunki aktualnych i przyszłych badań nad grzybami owadobójczymi – pasożytnictwo grzybów na owadach w teorii i praktyce, w: Kierunki rozwoju patologii owadów w Polsce, I. Skrzecz, A. Sierpińska (red.), Instytut Badawczy Leśnictwa, s. 201-213.

Augustyniuk-Kram A., Kram K. J. 2012. Entomopathogenic Fungi as an Important Natural Regulator of Insect Outbreaks in Forests (Review), in: Forest Ecosystems – More than Just Trees, J.A. Blanco, Y.-H. Lo (eds.), INTECH, Rijeka, pp. 265-294.

Augustyniuk-Kram A. 2011. The parasite-host system as exemplified by the interactions between entomopathogenic fungus and insect, “Studia Ecologiae et Bioethicae” 9 (1): 51- 68.

Augustyniuk-Kram A. 2010. Organizmy pożyteczne w strategiach biologicznego zwalczania – grzyby owadobójcze, „Studia Ecologiae et Bioethicae” 8 (1): 45-54.

Augustyniuk-Kram A. 2010. Mortality of the nut-leaf weevil Strophosoma melanogrammum (Forster) and damage rate of needles after treatment with entomopathogenic fungi, “Journal of Plant Protection Research” 50 (4): 545-550.

Malinowski H., Augustyniuk A., Łabanowska B.H. 2001. New possibilities of the reduction insect populations feeding on plant roots, “Progress in Plant Protection” 41 (1): 175-181.

Augustyniuk-Kram A., Mandrik M. N., Romanovskaya T. V., Kolomiets E. I., Kuptsov V. N. 2007. Survival rate, insecticidal and fungistatic activity of antagonistic actinomycete Streptomyces griseoviridis and entomopathogenic fungus Beauveria bassiana in separate and combined introductions to the soil, “Journal of Plant Protection Research” 47(2): 169- 176.

Tkaczuk C., Łabanowska B. H., Augustyniuk-Kram A. 2005. The potential of entomopathogenic fungi and nematodes against strawberry root weevil Otiorhynchus ovatus L. (Coleoptera, Curculionidae), “IOBC/WPRS Bulletin” 28(3): 173-177.

Łabanowska B.H., Olszak R.W., Tkaczuk C., Augustyniuk-Kram A. 2004. Efficacy of chemical and biological control of the strawberry root weevil (Otiorhynchus ovatus) and the vine weevil (Otiorhynchus sulcatus) in strawberry plantations in Poland, “IOBC/WPRS Bulletin” 27(4):153-161.

Popowska-Nowak E., Bajan C., Augustyniuk-Kram A., Kolomiec E., Chikileva A., Lobanok A. 2003. Interactions between soil microorganism: bacteria, actinomycetes and entomopathogenic fungi of the genera Beauveria and Paecilomyces, “Polish Journal of Ecology” 51(1): 85-90.

Eilenberg J., Nielsen C., Vestergaard S., Harding S., Frølander A., Augustyniuk A. 2003. Biological control of weevils (Strophosoma spp.) in Danish greenery plantations, “IOBC/WPRS Bulletin” 26(1):55-58.

Bajan C., Augustyniuk A., Mierzejewska E., Popowska – Nowak E. 2001. Grzyby owadobójcze jako alternatywne środki ochrony roślin, „Biuletyn Naukowy” 12: 159-167.

Inne publikacje naukowe realizowane w zakładzie