FUSARIUM SPP. ON EARS AND KERNELS OF WINTER WHEAT IN DIFFERENT CROPPING SYSTEMS

Transkrypt

1 Leszek LENC 1, Jn KUŚ 2, Czesłw SADOWSKI 1 1 Uniwersytet Tehnologizno-Przyrodnizy w Bydgoszzy Ktedr Fitoptologii i Mikologii Molekulrnej ul. Kordekiego 20, Bydgoszz 2 Instytut Uprwy Nwożeni i Gleoznwstw Pństwowy Instytut Bdwzy ul. Czrtoryskih 3, Pułwy e-mil: len@utp.edu.pl FUSARIUM SPP. ON EARS AND KERNELS OF WINTER WHEAT IN DIFFERENT CROPPING SYSTEMS Summry In yers there were rried out oservtions on the inidene of Fusrium Hed Blight on two ultivrs of winter whet (Korwet nd Mew) grown in the orgni, onventionl, integrted system nd monoulture. The per ent of heds with disese symptoms nd their severity were ssessed. Fusrium Hed Blight ourred in higher intensity in yers 2002 nd Orgni system, where hemil tretments ginst pthogeni fungi re not llowed, FHB symptoms ws not more often oserved thn in other systems with full hemil protetion. Among fungi isolted from kernels Fusrium poe, F. triintum, F. ulmorum dominted. FUZARIOZA KŁOSÓW I ZIARNA PSZENICY OZIMEJ (FUSARIUM SPP.) W RÓŻNYCH SYSTEMACH UPRAWY Streszzenie W lth przeprowdzono oserwje dotyząe występowni fuzriozy n kłosh dwóh odmin pszeniy ozimej ( Korwet i Mew ) uprwinej w systemie ekologiznym, konwenjonlnym, integrownym i w monokulturze. Określno proent kłosów z symptommi horoy i stopień jej nsileni. Fuzrioz kłosów w większym nsileniu wystąpił w lth 2002 i W systemie ekologiznym, gdzie nie prowdzi się ziegów hemiznyh przeiwko ptogeniznym grzyom, ojwów fuzriozy nie yło więej niżeli w systemh z prowdzoną ohroną fungiydową. Z zirników izolowno głównie Fusrium poe, F. triintum, F. ulmorum. 1. Wprowdzenie Pszeni ozim nleży do njwżniejszyh roślin zożowyh uprwinyh w Polse i n świeie. Z liznyh ptogeniznyh orgnizmów tkująyh pszenię, szzególną uwgę nleży zwróić n Fusrium spp. Choroy powodowne przez te grzyy tkie jk: zgorzel przed i powshodow, fuzryjn zgorzel podstwy źdźł, fuzrioz liśi mogą prowdzić do znznego spdku plonu, ntomist fuzrioz kłosów i zsiedlenie zirn przez Fusrium spp. może przyzynić się nie tylko do spdku plonu le również do pogorszeni jkośi zirn skżją go mikotoksynmi [13, 20]. Choroę może powodowć kilknśie gtunków Fusrium o zróżniownyh wymgnih klimtyznyh i infekująyh w różnyh fzh kwitnieni pszeniy. W zleżnośi od wrunków pogodowyh, w szzególnośi od opdów i wilgotnośi powietrz orz tempertury, ojwy fuzriozy kłosów mogą wystąpić w różnym nsileniu. Sprzyjjąym zynnikiem epidemii fuzriozy jest wietrzn pogod orz zęste opdy deszzu, podzs której zrodniki są przenoszone z witrem n kłosy. N nsilenie horoy, poz wrunkmi pogodowymi, znzny wpływ mją ziegi grotehnizne orz uprwine odminy [3, 4, 10, 15, 20]. Celem podjętyh oserwji yło określenie nsileni ojwów fuzriozy kłosów dwóh odmin pszeniy ozimej uprwinej w systemh: ekologiznym, integrownym, konwenjonlnym orz w monokulturze i sprwdzenie, zy uprw w określonym systemie gospodrowni, o się z tym śiśle wiąże ze zróżniownymi ziegmi grotehniznymi wpływ n wysokość porżeni kłosów i zirników przez Fusrium spp. 2. Mterił i metody dń Oserwje prowdzono w lth n polh doświdzlnyh zloklizownyh w Osinh k/pułw (51º28 N; E), nleżąyh do Instytutu Uprwy Nwożeni i Gleoznwstw PIB w Pułwh. Oiektem oserwji yły dwie odminy pszeniy ozimej: Korwet i Mew uprwine w systemh: ekologiznym, integrownym, konwenjonlnym orz w monokulturze. Stosowny płodozmin, nwożenie i ziegi ohronne w poszzególnyh systemh uprwy przedstwiono w t. 1, 2 i 3. Korzystne wrunki pogodowe dl rozwoju horoy pnująe w zsie trwni oserwji, wystąpiły w lth 2002 i 2004 (t. 4). Stosunkowo duż ilość i zęstotliwość opdów przed i w zsie kwitnieni pszeniy zpewnił odpowiednią wilgotność powietrz i zwilżenie kłosów, o sprzyjło rozwojowi ptogenów. L. Len, J. Kuś, C. Sdowski Journl of Reserh nd Applitions in Agriulturl Engineering 2011, ol. 56(4) 32

2 T. 1. Nstępstwo roślin n polh doświdzlnyh w Osinh Tle 1. Sequene of plnts on experimentl fields in Osiny /Orgni system 1. pszeni ozim 2. ziemnik 3. jęzmień jry 4. konizyn z trwmi 5. konizyn z trwmi System integrowny /Integrted system 1. pszeni ozim 2. ziemnik 3. jęzmień jry 4. oik System konwenjonlny /Conventionl system 1. pszeni ozim 2. jęzmień jry 3. rzepk Monokultur 1. pszeni ozim T. 2. Nwożenie pól doświdzlnyh w lth prowdzeni oserwji Tle 2. Fertiliztion of experimentl fields in yers of oservtions /Orgni system System integrowny /Integrted system System konwenjonlny /Conventionl system Monokultur Miesią /Month X I I I 2001/ / / N 30 N [kg/h] - 30 N [kg/h] 60 N [kg/h] pod uprwę ziemnik - oornik w ilośi 30 t/h 30 N [kg/h] - [kg/h] [kg/h] 30 N 35 N 20 N [kg/h] [kg/h] [kg/h] T. 3. Ziegi ohronne w lth prowdzeni oserwji Tle 3. Protetive tretments in yers of oservtions /Orgni system System integrowny /Integrted system 2001/ / /2004 Bronownie roną hwstownik Ręzne odhwszznie H* pendimetlin, izoproturon F krendzym, tridimefon R hlorek hloromekwtu F teukonzol, spiroksmin, tridimenol H pendimetlin, izoproturon H MCPA w formie soli dimetylominowej F teukonzol, tridimenol F teukonzol, spiroksmin, tridimenol H odosulfuron metylosodowy R hlorek hloromekwtu R hlorek hloromekwtu, F teukonzol, tridimenol F pikoksystroin System konwenjonlny /Conventionl system Monokultur H pendimetlin, izoproturon F krendzym, tridimefon R hlorek hloromekwtu F teukonzol, tridimenol F teukonzol, spiroksmin, tridimenol H pendimetlin, izoproturon H MCPA w formie soli dimetylominowej F enomyl R hlorek hloromekwtu F teukonzol, tridimenol F teukonzol, spiroksmin, tridimenol H pendimetlin izoproturon H MCPA w formie soli dimetylominowej H fenoksprop F teukonzol, tridimenol F teukonzol, spiroksmin, tridimenol H pendimetlin izoproturon H MCPA w formie soli dimetylominowej F krendzym, tridimefon F teukonzol, tridimenol F teukonzol, spiroksmin, tridimenol */ H heriyd /heriide, F fungiyd /fungiide, R retrdnt /retrdnt H diflufenikn, izoproturon R hlorek hloromekwtu F krendzym, tiurm R hlorek hloromekwtu, F propikonzol + propikonzol, fenpropidyn F teukonzol, spiroksmin, tridimenol H diflufenikn, izoproturon R hlorek hloromekwtu F krendzym, tiurm R hlorek hloromekwtu, F teukonzol, spiroksmin, tridimenol F pikoksystroin H glifost w posti soli izopropylominowej L. Len, J. Kuś, C. Sdowski Journl of Reserh nd Applitions in Agriulturl Engineering 2011, ol. 56(4) 33

3 T. 4. Wrunki meteorologizne w okresie prowdzeni dń, Osiny Tle 4. Wether onditions during experiment, Osiny Miesią /Month Czerwie /June Lipie /July Tempertur [ 0 C] Opdy [mm] Liz dni z opdmi Dekd /Temperture [ 0 C] /Rinflls [mm] /Dys with rinflls /Dede I 16,1 20,1 16,5 39,8 1,6 13, II 19,1 17,7 16,3 36,4 27,6 31, ,8 16,9 16,6 12,2 17,2 7, I- 18,0 18,2 16,5 88,4 46,4 52, I 21,8 18,0 17,6 14,6 25,9 9, II 22,7 19,9 17,7 62,8 10,4 47, ,3 22,9 20,0 1,4 17,9 35, I- 21,6 20,4 18,5 78,8 54,2 93, Oenę występowni fuzriozy kłosów wykonno w fzie dojrzłośi mlezno-woskowej. Z kżdej kominji doświdzlnej nlizowno 4 x 100 losowo pornyh kłosów, nsilenie ojwów horoowyh określno w skli 6-stopniowej, gdzie 0 oznzło rk ojwów horoowyh, 5 ojwy oejmująe powyżej 50% powierzhni kłos. N podstwie otrzymnyh wyników określono proent porżonyh kłosów orz olizono indeks porżeni (IP) według wzoru Townsend i Heuerger [19]: i ( n v) 0 IP(%) = 100 i N gdzie: n liz roślin w dnym stopniu porżeni, ν stopień porżeni (od 0 do i), i njwyższy stopień skli porżeni, N łkowit liz dnyh roślin., Dne określjąe proent porżonyh kłosów przeksztłono n stopnie kątowe Bliss. Uzyskne wyniki poddno olizeniom sttystyznym stosują nlizę wrinji i test Tukey. Anlizę mikologizną zirn wykonno n losowo pornyh z kżdej kominji doświdzlnej 4 x 100 zirnikh. Po opłukniu pod ieżąą wodą zirniki odkżno powierzhniowo przez 2,5 minuty w 1% NOCl, nstępnie trzykrotnie płukno w sterylnej wodzie destylownej. Odkżone zirniki wykłdno n płytki Petriego z zestloną pożywką PDA zkwszoną kwsem ytrynowym do ph = 5,5. Szlki umieszzono w stłej temperturze 20 0 C i pojwijąe się kolonie przeszzepino n skosy z pożywką PDA. Grzyy oznzono wg kluzy mikologiznyh. 3. Wyniki dń i dyskusj Duże nsilenie ojwów fuzriozy kłosów wystąpiło w dwóh lth oserwji (t. 5.). Było to związne z wrunkmi pogodowymi pnująymi w okresie kłoszeni i kwitnieni pszeniy (I dekd zerw). Jk podją [6, 13] wysokie porżenie występuje w wrunkh zęstyh opdów i związnej z tym wysokiej wilgotnośi powietrz w okresie koń kłoszeni i kwitnieni roślin. W prowdzonyh dnih w 2002 roku proent porżonyh kłosów wynosił średnio 21,0% (w zleżnośi od kominji od 7,5 do 34,0%), w 2004 średnio 14,2% (7,0-20,5%). Olizeni sttystyzne wykzły duże zróżniownie nsileni horoy zrówno w zleżnośi od systemu uprwy, jk i odminy. W 2002 roku njwięej ojwów oserwowno n pszeniy uprwinej w monokulturze (26,3%), ntomist w 2004 roku w monokulturze i systemie integrownym (19,8%) i yły to sttystyznie istotne różnie w stosunku do pozostłyh systemów. N silniejsze porżenie pszeniy przez Fusrium przy uprwie pszeniy po soie zwr uwgę wielu utorów [11, 12, 17]. Różnie oserwowno również n poszzególnyh odminh uprwinyh w różnyh systemh. W pierwszym roku dń istotnie mniej kłosów z ojwmi fuzriozy n odminie Korwet wystąpiło w uprwie konwenjonlnej (24,8%), w trzeim roku w ekologiznej (8,0%) i konwenjonlnej (12,0%). N kłosh odminy Mew zrówno w 2002, jk i w 2004 roku mniej ojwów horoowyh oserwowno w uprwie ekologiznej (7,0%) i konwenjonlnej (7,8%) niżeli w pozostłyh. Nie większe nsilenie fuzriozy kłosów pszeniy uprwinej w systemie orgniznym niżeli w pozostłyh zoserwowli również Sdowski i in. [14]. Anliz sttystyzn wykzł również, że w 2002 roku ez względu n system uprwy, n odminie Mew oserwowno istotnie mniej ojwów fuzriozy kłosów niżeli n odminie Korwet, ntomist w 2004 roku t istotność wystąpił jedynie w uprwie konwenjonlnej. Wprwdzie Kien i in. [7] podje, że wrunki pogodowe mją większy wpływ n nsilenie fuzriozy niżeli różnie odminowe, to jednk przy uprwie mniej podtnyh odmin istnieje możliwość zerni zdrowszego zirn. Zróżniownie w występowniu fuzriozy kłosów n różnyh odminh uprwinej pszeniy wykzli tkże [5, 15]. Anliz mikologizn zirn pszeniy zernego z uprwy w systemie ekologiznym i konwenjonlnym nie wykzł istotnyh różni w zsiedleniu przez grzyy rodzju Fusrium (t. 6). Z zirników izolowno głównie Fusrium poe, F. triintum, F. ulmorum. Wżnym sposoem ogrnizni fuzriozy kłosów jest prowdzenie ziegów powodująyh niszzenie ądź ogrnizenie źródł infekji. Podstwowym ziegiem zpoiegjąym powstwniu i rozprzestrzeniniu się ptogen w gleie, są ziegi grotehnizne m.in. strnn uprw gley, odpowiedni płodozmin, stosownie zdrowego mteriłu siewnego. Pondto, szzególnie w uprwie ekologiznej, istotną rolę odgrywć ędzie doór odmin mniej podtnyh n fuzriozę kłosów. Wielu utorów podkreśl negtywny wpływ uproszzonej uprwy gley n porżenie roślin przez gtunki z rodzju Fusrium [1, 2, 8]. L. Len, J. Kuś, C. Sdowski Journl of Reserh nd Applitions in Agriulturl Engineering 2011, ol. 56(4) 34

4 Niezwykle wżną rolę odgryw również hemizn ohron roślin polegją n stosowniu fungiydów ezpośrednio zwlzjąyh ptogeny orz heriydów, które pośrednio mogą wpłynąć n ogrnizenie rozwoju horoy (zwiększon przewiewność łnu, zmniejszon wilgotność). Stosują ziegi fungiydowe w ohronie pszeniy w stndrdowyh terminh tj. pozątek strzelni w źdźło (BBCH 31-33) i pozątek do pełni kłoszeni (BBCH 51-55) uzyskuje się wysoką skutezność przeiwko innym ptogenom ntomist niższ jest n ogół efektywność w stosunku do fuzriozy kłosów [16]. Ohron pszeniy przed Fusrium spp. może dć zdowljąe efekty, jeżeli ziegi wykonne ędą w okresie kwitnieni, wię krótko przed lu po infekji [9, 13, 18]. T. 5. Ojwy fuzriozy kłosów, Osiny Tle 5. Ourene of Fusrium Hed Blight, Osiny I zynnik system; II zynnik odmin % porżonyh kłosów Indeks porżeni [%] Odmin % of infeted ers /Disese index [%] /Cultivr E* I K M Śr. E I K M Śr Korwet 31,2 30,8 24,8 34,0 5,6 5,2 4,3 6,0 30,2 5,3 Mew 7,5 11,0 10,3 18,5 1,3 2,0 1,8 3,2 11,8 2,1 Śr. 19,4 20,9 17,6 26,3 3,5 3,6 3,1 4,6 21,0 3,7 dl IP I=0,72 II=0,38 II/I=0,77 I/II=1, Korwet 1,5 1,5 0,5 1,5 1,3 0,25 0,33 0,08 0,25 0,2 Mew 0,5 1,5 0,5 2,0 1,1 0,08 0,25 0,08 0,42 0,2 Śr. 1,0 1,5 0,5 1,8 1,2 0,2 0,3 0,1 0,3 0,2 dl IP Korwet Mew Śr. I=n.i. II=n.i. II/I=n.i. I/II=n.i. 8,0 7,0 7,5 19,5 20,0 19,8 12,0 7,8 9,9 19,0 20,5 19, ,6 13,8 14,2 1,4 1,2 1,3 3,4 3,4 3,4 2,2 1,5 1,9 3,4 3,6 3,5 I=0,41 II=n.i. II/I=0,43 I/II=1,02 dl IP */ E ekologizny /orgni; I integrowny /integrted; K konwenjonlny /onventionl; M monokultur /monoulture T. 6. Grzyy z rodzju Fusrium wyizolowne z zirników (w %), Osiny 2004 Tle 6. Fungi of gener Fusrium isolted from kernels (in %), Osiny 2004 % zirników zsiedlonyh przez Fusrium spp. System, odmin /System, ultivr Fusrium Fusrium Fusrium Fusrium Fusrium Rzem grminerum ulmorum poe sporotrihioides triintum Korwet - 2,2 6,0-2,2 10,4 E* Mew - 1,2 6,8-5,5 13,5 Korwet 1,0 1,2 4,0 2,5 2,8 11,5 K Mew 3,5 1,0 2,8 2,2 3,0 12,5 2,6 2,4 2,5 4. Podsumownie Występownie fuzriozy kłosów zleży przede wszystkim od wrunków pogodowyh pnująyh w fzie kłoszeni i kwitnieni pszeniy. Często występująe w tym okresie opdy i związn z nimi wysok wilgotność powietrz sprzyjją rozwojowi Fusrium spp. Stosownie ziegów fungiydowyh w stndrdowyh terminh (BBCH i BBCH 51-55) nie wpływ znząo n ogrnizenie fuzriozy kłosów. W ekologiznym systemie uprwy gdzie nie stosuje się hemiznyh środków ohrony roślin nsilenie ojwów horoowyh nie yło wyższe niżeli w systemie integrownym, konwenjonlnym i monokulturze. 5. Litertur [1] Anken T., Irl E., Ammn H., Heusser J., Sherrer C.: Soil mngement nd tillge. Winter whet is higly suitle for minimum tillge. FAT Berihte Switzerlnd, 1999, 534: 8 ss. [2] Btemn G.L., Murry G., Guteridge R.J., Coskun H.: Effets of method of strw disposl nd depth of ultivtion on popultions of Fusrium spp. in soil nd on rown foot rot in ontinuous winter whet. Annls of Applied Biology, 1998, 132 (1): [3] Bottlio A., Perrone G.: Toxigeni Fusrium speies nd myotoxins ssoited with hed light in smll-grin erels in Europe. Europen Journl of Plnt Pthology, 2002, 108: [4] Goliński P., Kzmrek Z., Kien I., Wiśniewsk H., Kptur P., Kosteki M., Chełkowski J.: Fusrium hed light of ommon Polish winter whet ultivrs omprison of L. Len, J. Kuś, C. Sdowski Journl of Reserh nd Applitions in Agriulturl Engineering 2011, ol. 56(4) 35

5 effets of Fusrium veneum nd Fusrium ulmorum on yield omponents. J. Phytopthology, 2002, 150: [5] Jzewsk-Klik A.: Stn fitosnitrny pszeniy ozimej uprwinej w systemie konwenjonlnym i ekologiznym, Zeszyty Nukowe Akdemii Rolnizej we Wrołwiu, Rolnitwo, LXXXXII, 2006, nr 540: [6] Jennings P., Turner J.A.: Towrds the predition of fusrium er light epidemis in the UK- the role of humidity in disese development. Brighton Crop Protetion Conferene: Pest & Diseses 3D-12: [7] Kien I., Wojiehowski S., Chełkowski J.: Retion of winter whet ultivrs to Fusrium veneum (Fr.) S. nd F. ulmorum (W. G. Sm.) S. t different lolities. Rozniki Nuk Rolnizyh Seri E, Ohron Roślin, 1997, 26 (1-2): [8] Kres H., Duois D., Kulling C., Forrer HR.: Effet of preeding rop nd tillge on the inidene of Fusrium spp. nd myotoxin deoxynivlenol ontent in winter whet grin. Agrrforshung, 2000, 7 (6): [9] Łweki T.: Znzenie doświdzeń z prowokowną infekją dl oeny skuteznośi fungiydów w zwlzniu fuzriozy kłosów. Progress in Plnt Protetion, 2000, 40 (2): [10] Len L., Wyzling D., Sdowski Cz.: Coloniztion of winter whet kernels y fungi from genus Fusrium s dependent on the forerop, ultivr nd fungiide pplition. Ohron Środowisk i Zsoów Nturlnyh, 2009,41: [11] Mielke H., Weinert J.: Untersuhungen zur Wirkung vershiedener Fungizide gegenuer dem Erreger der Prtiellen Tuhrigkeit (Fusrium ulmorum (W.G.Sm.) S.). Nhrihtenltt des Deutshen Pflnzenshutzdienstes, 1996, 48 (5): [12] Odorfer A., Ost A., Pommer G.: The effets of different lef rops in long lsting monoulture with winter whet. 2nd ommunition: disese development nd effets of phytosnitry prties. Agriiologil Reserh, 1994, 47 (1): [13] Prry D.W., Jenkinson P., Mleod L.: Fusrium er light (s) in smll grin erels: review. Plnt Pthology, 1995, 44(2): [14] Sdowski Cz., Len L., Bturo A., Łuknowski A.: Z dń nd zdrowotnośią roślin uprwinyh w systemie ekologiznym. Monogrfi Poszukiwnie nowyh rozwiązń w ohronie uprw ekologiznyh. Instytut Ohrony Roślin, 2008: [15] Sdowski Cz., Len L., Kuś J.: Fusrium hed light nd Fusrium spp. on grin of winter whet, mixture of ultivrs nd spelt grown in orgni system. Journl of Reserh nd Applitions in Agriulturl Engineering, 2010, ol. 55 (4): [16] Sdowski Cz., Len L., Lemńzyk G., Pńk D.: Występownie fuzriozy klosów pszeniy ozimej (Fusrium ulmorum hemotyp DON) w zleżnośi od progrmu ohrony. Progres In Plnt Protetion/Postępy w Ohronie Roślin, 2009, ol. 49 (3): [17] Shonerger H.: Ährenehndlung im Weizen. Getreide Mgzin [18] Sirrnidou E., Buhenuer H. Chemil ontrol of fusrium hed light on whet. Zeitshrift für Pflnzenkrnkheiten und Pflnzenshutz, 2000,107 (5): [19] Wenzel H.: Zur Erfssung des Shdenusmsses in Pflnzenshutzversuhen. Pflnzenshutz Ber., 1948:15: [20] Wiśniewsk H. Fuzrioz kłosów pszeniy. Postępy Nuk Rolnizyh, 2005,4: L. Len, J. Kuś, C. Sdowski Journl of Reserh nd Applitions in Agriulturl Engineering 2011, ol. 56(4) 36