Používanie fungicídov je jedným zo základných nástrojov regulácie chorôb v intenzívnej rastlinnej výrobe. Ich význam spočíva predovšetkým v stabilizácii úrod a znižovaní rizika epidémií. Súčasne však fungicídy predstavujú silný selekčný faktor, ktorý podporuje evolučnú adaptáciu patogénov. Rezistencia na účinné látky je preto dlhodobo jedným z najzásadnejších problémov ochrany rastlín. Štúdia publikovaná v časopise PLOS Sustainability and Transformation analyzuje tento jav z perspektívy, ktorá sa v agronomickej praxi využíva len zriedkavo – ako ekonomický proces formovaný epidemiologickou dynamikou v celej poľnohospodárskej krajine.
V agronomickom rozhodovaní sa fungicídna ochrana spravidla optimalizuje na úrovni jednotlivého poľa alebo podniku. Pestovateľ zvažuje náklady na prípravok a aplikáciu vo vzťahu k očakávanému zvýšeniu úrody. Takýto prístup je racionálny z pohľadu individuálneho hospodárenia, no nezachytáva širšie dôsledky používania fungicídov. Každá aplikácia vytvára selekčný tlak na populáciu patogéna a podporuje šírenie rezistentných genotypov. Keďže patogény sa šíria medzi poľami, dôsledky tohto procesu presahujú hranice jednotlivého hospodárstva. Z ekonomického hľadiska ide o externalitu – individuálne optimalizované rozhodnutia nemusia viesť k optimálnemu výsledku na úrovni celej produkčnej oblasti. Ekonomické dopady pesticídovej rezistencie boli v rôznych agroekosystémoch opakovane dokumentované, často vo forme zvýšených nákladov na ochranu alebo poklesu produkcie. V prípade fungicídov však doteraz chýbal systematický model, ktorý by umožnil vyčísliť ekonomické dôsledky rezistencie v krajine ako epidemiologicky prepojenom systéme. Práve tento nedostatok rieši analyzovaná štúdia.
Bioekonomický model šírenia choroby a ochrany
Autori vytvorili bioekonomický model, ktorý spája šírenie patogéna medzi poľami s ekonomickým hodnotením produkcie. Krajina je reprezentovaná súborom homogénnych polí pestujúcich rovnakú plodinu. Každé pole môže byť zdravé alebo infikované a môže byť ošetrené fungicídom s definovanou účinnosťou a nákladmi. Infekciu môže spôsobovať citlivá alebo rezistentná populácia patogéna. Úroda krajiny sa vypočítava ako súčet produkcie zdravých a infikovaných polí po odpočítaní nákladov na fungicídy, čo umožňuje identifikovať ekonomicky optimálnu intenzitu ochrany. Model je založený na epidemiologickom princípe základného reprodukčného čísla patogéna, ktoré vyjadruje jeho schopnosť šíriť sa medzi poľami. Fungicíd znižuje efektívnu hodnotu tohto parametra a pri dostatočne vysokom podiele ošetrených polí môže šírenie choroby zastaviť. Existuje teda kritická úroveň pokrytia ochrany, nad ktorou epidémia zaniká. Pri prítomnosti rezistencie sa účinnosť fungicídu znižuje a kritický prah pokrytia sa zvyšuje, v niektorých prípadoch až na prakticky nedosiahnuteľné hodnoty. Zníženie reprodukčnej schopnosti rezistentných genotypov býva spravidla nízke, takže v podmienkach fungicídneho selekčného tlaku rýchlo získavajú konkurenčnú výhodu a môžu dominovať. To vysvetľuje stabilitu rezistentných populácií po ich etablovaní. Analýza modelu ukazuje, že ekonomická návratnosť fungicídnej ochrany sa správa nelineárne. Zvýšenie podielu ošetrených polí nemusí viesť k postupnému rastu úrody. Epidemiologická dynamika môže spôsobovať výrazne rozdielne prírastky produkcie pri rôznych úrovniach ochrany. Ekonomická optimalizácia je preto úzko previazaná s biologickými vlastnosťami patogéna a s efektívnosťou fungicídu.
Paradoxné ekonomické dôsledky rezistencie
Ekonomická cena rezistencie je definovaná ako rozdiel medzi maximálnou čistou úrodou krajiny bez prítomnosti rezistentného patogéna a maximálnou úrodou pri jeho výskyte. Ide o priamu mieru straty produkčného potenciálu spôsobenej evolučnou adaptáciou patogéna. Výška tejto straty závisí najmä od ceny fungicídu, epidemiologickej agresivity patogéna a rozsahu úrodových škôd spôsobených chorobou. Jedným z najvýraznejších výsledkov modelu je zistenie, že ekonomické náklady rezistencie klesajú so zvyšujúcou sa cenou fungicídu. Vysoká cena obmedzuje rozsah používania prípravku, čím sa znižuje selekčný tlak podporujúci rezistentné populácie. Rezistencia síce môže pretrvávať, ale jej ekonomický význam je menší, pretože produkčný systém nie je od fungicídu tak závislý. Najvyššie ekonomické straty vznikajú v systémoch, kde je fungicíd relatívne lacný a používa sa intenzívne. Podobne nelineárny je aj vzťah medzi ekonomickými nákladmi rezistencie a schopnosťou patogéna šíriť sa. Najvyššie hodnoty sa objavujú pri stredných úrovniach reprodukčného čísla. Pri veľmi agresívnych patogénoch býva regulácia obmedzená aj bez rezistencie, zatiaľ čo pri pomaly sa šíriacich chorobách je potreba intenzívnej ochrany menšia. Najväčší ekonomický význam má rezistencia v systémoch, kde fungicíd výrazne znižuje infekčný tlak, ale nedokáže ho úplne eliminovať. Z agronomického hľadiska je zásadné, že optimálna stratégia ochrany na úrovni jednotlivého poľa nemusí maximalizovať ekonomickú úrodu na úrovni celej krajiny. Šírenie patogénov medzi poľami znamená, že rozhodnutia jednotlivých pestovateľov sú vzájomne prepojené. Rezistencia na fungicídy je preto systémový jav, ktorého ekonomické dôsledky vznikajú predovšetkým na úrovni celej poľnohospodárskej krajiny. Dlhodobá udržateľnosť fungicídnej ochrany si preto vyžaduje nielen technickú optimalizáciu aplikácií, ale aj pochopenie epidemiologických súvislostí a regionálne koordinované riadenie infekčného tlaku.
Zdroj: Mikaberidze, A. et al. (2025): The cost of fungicide resistance evolution in multi-field plant epidemics. PLOS Sustainability and Transformation, 4(6): e0000178. https://doi.org/10.1371/journal.pstr.0000178
Spracoval: Ing. Tomáš Baran
