BODEMBREED INTERREG Fusarium en Helminthosporium: invloed van bodembewerking op voorkomen van beide ziekten.

Transcriptie

1 BODEMBREED INTERREG Fusarium en Helminthosporium: invloed van bodembewerking op voorkomen van beide ziekten. Onderdeel: Werkgroep 3 Activiteit 3 Document: Rapport Tijdstip: Maart Versie: Status: definitief Opgesteld door: Betty Heremans Geert Haesaert

2 INHOUDSOPGAVE FUSARIUM. Inleiding 3. Materiaal en methoden. Percelen 6. Staalname 8.3 Uitplatingen 8.4 Soortbepaling met een soortspecifieke PCR 9.5 DON bepaling 9 3. Resultaten en discussie 3. Weergegevens 3. Voorkomen van Fusarium soorten 3.3 DON gehaltes 9 4. Algemeen besluit 3 5. Literatuur 5 HELMINTHOSPORIUM. Inleiding 7. Materiaal en methoden 8 3. Resultaten en discussie 9 4. Literatuur 3

3 FUSARIUM. Inleiding Aarfusarium is één van de meest gevreesde ziekte bij granen en wordt veroorzaakt door een complex van Fusarium soorten. Hiervan zijn Fusarium graminearum,,, en (syn. F. nivale) de belangrijkste vertegenwoordigers. Gewasresten van maïs, tarwe en ander organisch materiaal, vormen de belangrijkste infectiebron waar aarfusarium saprofytisch op overleeft (Figuur ). Fusarium overleeft op organisch afval en vooral gewasresten van maïs zijn een uitstekende voedingsbodem voor de groei van Fusarium mycelium en de productie van sporen. In het verdere groeiseizoen kunnen ascosporen (sexueel), conidia (asexueel), chlamydosporen (asexueel) en hyfen (asexueel) overleven als primair inoculum (Bai & Shander, 4). Slechts drie species van het complex zijn in staat ascosporen te produceren, namelijk M. nivale, en. Ascosporen worden vrijgesteld uit hun perithecia (= vruchtlichamen) en door de wind verspreid tijdens de bloei om op aarpakjes afgezet te worden. Conidia worden via opspattende regendruppels verspreid maar ook door de wind en insecten. Onder gunstige omstandigheden (vooral voldoende lange aarnatperiode) kiemen de sporen en induceren ze de uiteindelijke infectie. Figuur : Ziektecyclus van Fusariumcomplex (Schilder & Bergstrom, 3) 3

4 De aarpakjes zijn tijdens de anthesis (GS 6-69) het meest vatbaar voor de besmetting door sporen. Het primair inoculum vormt de basis voor de mate van aantasting met aarfusarium. Onder primaire bron wordt het overleven van Fusarium in de bodem of op gewasresten of onkruiden verstaan. Van hieruit kan de schimmel dan sporen produceren om de nieuwe teelt aan te tasten. Door deze korte gevoelige periode is aarfusarium in de meeste gevallen een monocyclische ziekte. Bij zeer gunstige omstandigheden voor de ascosporen van stijgt de inoculum druk wat kan resulteren in twee of meer cyclussen per groeiseizoen (Obst et al., ). Tevens zal onder gunstige omstandigheden de groei van Fusarium soorten in de aar verder gaan en eventueel leiden tot secundaire infecties (Audenaert et al., ). Aarfusarium veroorzaakt eerst en vooral rechtstreekse opbrengstderving. Aangetaste aren leveren verschrompelde, kleinere en lichtere korrels op waardoor de totale opbrengst tot % lager kan liggen. Een Fusarium infectie veroorzaakt ook kwaliteitsverliezen. Fusarium schimmels tasten de inhoud van de korrel aan (Boyacioglu & Hettiarachchy, 995). Zo degraderen ze de zetmeelkorrels, veroorzaken ze de afbraak van opslageiwitten (Nightingale et al., 999) en vernietigen celwanden. De in de aarfusarium voorkomende Fusarium schimmels produceren met uitzondering van toxische secundaire metabolieten of mycotoxinen. Geïnfecteerde granen kunnen significante niveaus mycotoxinen bevatten. Elk van de hoger vermelde Fusarium species heeft zijn eigen spectrum aan mycotoxinen. Bovendien kunnen deze mycotoxinen vrij of gecomplexeerd voorkomen in de plant waardoor hun detectie bemoeilijkt wordt. Dergelijke gemaskeerde mycotoxinen kunnen na opname dan wel later weer vrijgesteld worden tijdens de verteringsprocessen van dier en mens. Met Fusarium mycotoxinen gecontamineerde granen zijn een gevaar voor mens en dier. Sinds juli 6 is dan ook een nieuwe EU-richtlijn van kracht (EG 856/56) die het maximumgehalte van o.a. deoxynivalenol bepaalt voor broodtarwe. Een overschrijding van deze norm (> 5 ppb) betekent voor de akkerbouwer dat een graanpartij niet meer vermarktbaar is voor menselijke voeding (gecontamineerde partijen 'versnijden' met een niet gecontamineerde partij zodat de mengpartij onder de wettelijke norm blijft is door de Europese richtlijn EG 856/56 eveneens verboden). Dit impliceert zelfs voor de boer dat er geen leveringsrecht meer is voor te sterk gecontamineerde stalen. 4

5 Pluimvee en varkens worden beschouwd als zijnde het gevoeligst voor Fusarium mycotoxinen. Kleine dosissen leveren al problemen op met groei, immuniteit en vruchtbaarheid. EU richtlijnen voor granen afgezet binnen de sector dierenvoeders bestaan nog niet maar wel worden sectoriële normen gebruikt. In Europa is het trichoteceen deoxynivalenol (DON of vomitoxine) het voornaamste mycotoxine in tarwe (Desjardins et al., 4, Isebaert et al., 9; Audenaert et al., 9). Door verschuivingen in de Fusarium populatie kunnen in de toekomst wel andere mycotoxinen voor problemen zorgen. Zo wordt bv. in Europa een opmars van Fusarium poae vastgesteld waardoor het T en HT toxine mogelijk een probleem gaat vormen (Audenaert et al., 9). Ook kunnen nieuwe Fusarium soorten opduiken en belangrijk worden. Een recent voorbeeld hiervan is Fusarium langsetiae die frequent zomergerst aantast. Bij tarwe kunnen meerdere Fusarium-soorten tegelijkertijd in een aar voorkomen (Waalwijk et al., 3). Het is echter onduidelijk of de verschillende Fusarium-soorten elkaar beconcurreren en of de onderlinge concurrentie een rol speelt bij het uiteindelijke toxineniveau. Het aantal fungiciden met voldoende werking tegen aarfusarium is beperkt en zelfs met efficiënt werkende fungiciden wordt nooit % bestrijding bekomen. Dit is o.a. te wijten aan een onvoldoende bedekkingsgraad van de aar door de spuitvloeistof en beperkte systemiciteit van de werkzame stoffen binnen de aar. De triazolen tebuconazool, metconazool en prothioconazool zijn het best in staat de Fusarium soorten die geassocieerd worden met aarfusarium te bestrijden terwijl het best wordt aangepakt door fungiciden uit de strobilurinen groep (azoxystrobin, pyraclostrobin, e.a.). Bij verhoogd risico op Fusarium infectie (maïs of tarwe als voorvrucht, gevoelig ras, niet ploegen, of een combinatie van deze factoren) is het aan te raden een fungicidebehandeling specifiek naar Fusarium toe uit te voeren. Hierbij dient men rekening te houden met het behandelingstijdstip en de fungicidekeuze. Best is te spuiten 3 dagen vóór tot 3 dagen na de infectie. In praktijk komt dit overeen met een behandeling juist vóór bloei. Gezien moeilijk kan voorspeld worden welke Fusarium soort aanwezig zal zijn en op het veld de soorten niet te onderscheiden zijn is het best om rond de bloei te spuiten met een mengsel van een triazool (Horizon of Caramba) met een strobilurine (Amistar, Opera of Diamant), hetzij met een mengsel van Swing Gold met Caramba, hetzij met een mengsel van Prosaro met een strobilurine, hetzij met Fandango; 5

6 hierbij is het belangrijk de dosis van de fungiciden te respecteren, dit zowel voor de bestrijding van aarfusarium als voor de reductie van het DON-gehalte in het graan. De opgesomde fungiciden hadden een erkenning in, en. Stengelrot bij maïs wordt veroorzaakt door, en F. verticilliodes. Planten onder stress (o.a. aantasting door andere pathogenen, droogte) zijn gevoelig aan deze Fusarium-soorten. Geïnfecteerde planten vallen om en dit leidt tot grote opbrengstverliezen. De aantasting treedt voornamelijk op tijdens de zomer. Bij infectie verkleuren de stengelbasis en knopen paarsrood. Onder vochtige omstandigheden kunnen roze schimmelringen op de stengel worden waargnomen. De pathogenen vernietigen het interne deel van de stengel volledig. Stengelrot kan de opbrengst verminderen met 5 tot %. De korrels worden slecht gevuld bij planten met vroegtijdig afrijpende stengels. Bij aarrot van maïs, veroorzaakt door F. verticilliodes, F. proliferatum en, zijn F. verticilliodes en F. proliferatum de sterkere concurrenten doordat ze een korte vochtige periode nodig hebben voor groei en infectie. Interacties met elkaar en met andere schimmels leiden tot minder infectie door Fusarium-soorten, maar niet altijd tot lagere toxineproductie. Hoe de onderlinge interacties tussen de schimmels verlopen is afhankelijk van de temperatuur en het vochtgehalte in de maïskorrels (Marin et al., 998). produceert DON en zearalenone. F. verticilliodes en F. proliferatum produceren fumonisinen. Het doel van dit onderzoek was om het effect van bodembewerkingen en vruchtwisseling op de Fusarium aantasting en het DON gehalte te bestuderen. De studie liep over de groeiseizoenen en.. Materiaal en methoden.. Percelen Huldenberg Nieuwe Stal textuur: zandleem ploegen niet kerend bewerkt sinds teelten: 9: maïs : wintertarwe : suikerbieten 6

7 ploegen NKG < 5 cm Tongeren - Betho Perceel 3 textuur: leem ploegen - niet kerend bewerkt (bewerkt met cultivator 6 cm diep voor de winter) teelten: 9: suikerbiet : wintertarwe : korrelmaïs Perceel 6 textuur: leem ploegen - niet kerend (bewerkt met cultivator 6 cm diep) teelten: 9: wintertarwe : korrelmaïs : wintertarwe Heppen textuur: zand ploegen NKG direct zaai teelten: monocultuur maïs 7

8 .. Staalname Om de samenstelling van het primair inoculum te kennen worden op iedere locatie bodemstalen, gewasresten en onkruidstalen genomen. Onder primaire bron wordt het overleven van Fusarium in de bodem of op gewasresten of onkruiden verstaan. Van hieruit kan de schimmel dan sporen produceren om de nieuwe teelt aan te tasten. Voor het groeiseizoen werden de stalen verzameld in december 9 en januari. Voor het groeiseizoen werden de stalen verzameld in december. Bodemstalen worden genomen van de toplaag op tot 3 plaatsen per veld. Praktijkvelden worden op deze manier bemonsterd, bij veldproeven worden de verschillende objecten en herhalingen bemonsterd. Binnen dit project was hier voor een intense bemonstering echter geen budget beschikbaar. Voor onkruiden werd gezocht naar grassen omdat ze als waardplant van Fusarium soorten kunnen optreden. Deze onkruiden zijn Lolium multiflorum (Italiaans raaigras), Lolium perenne (Engels raaigras), Avena fatua (wilde haver), Poa annua (straatgras), Poa trivialis (ruw beemdgras), Holcus lanatus (gestreepte witbol), Dactylis glomerata (gewone kropaar), Apera spica venti (grote windhalm), Agropyron repens (kweek) en Agrostis capillaris (gewoon struisgras). De gewasresten zijn resten van maïs en granen daar Fusarium soorten hierop saprofytisch kunnen overleven. Om de samenstelling van de Fusarium populatie tijdens het groeiseizoen te bepalen worden stalen genomen begin juli tussen het GS7 en GS75 groeistadium. Op elke locatie worden twee aangetaste aren per behandeling verzameld. Van elk aar worden geïnfecteerde korrels gebruikt voor verdere identificatie..3. Uitplatingen De bodemstalen worden aan de lucht gedroogd en bewaard bij 4 C tot de uitplating. Een bodemstaal van g wordt aan ml water toegevoegd en grondig gemengd. Honderd µl van de finale verdunning wordt overgebracht in een petriplaat met dichlorandiglycerol (DG8) agar,.5 mg/l malachietgroen agar (MGA.5) en 3 ml/l chloramfenicol. MGA in combinatie met een antibioticum wordt als selectief medium gebruikt voor de isolatie van Fusarium soorten. De petriplaten worden bij C geïncubeerd. Bij deze temperatuur kunnen,, F. graminearum, en M. nivale groeien in vitro. Alle Fusarium kolonies worden overgezet op PDA (potato dextrose agar) medium voor verdere soort identificatie. Onkruiden en gewasresten worden opppervlakkig gesteriliseerd door het materiaal gedurende minuut te incuberen in % NaOCl, vervolgens wordt het materiaal gedurende minuut gewassen met een 7 %-ige ethanoloplossing en met steriel gedistilleerd water. Na het drogen van het materiaal gedurende 5 minuten wordt het 8

9 uitgelegd op PDA platen. Na een incubatieperiode van 5 dagen bij C wordt uitgroeiend mycelium overgebracht op nieuwe PDA platen..4. Soortbepaling met een soortspecifieke PCR Voor de soortbepaling worden ad random 5 mycelium plugs genomen vanuit PDA platen en overgebracht in vloeibaar GPY ( g glucose, g gist extract en g pepton) medium. Na 5 dagen incubatie bij C wordt mycelium overgebracht in eppendorf buisjes, gecentrifugeerd gedurende min bij tpm en tenslotte gevriesdroogd gedurende 6 u bij - C en 4 u bij -5 C. De DNA-extractie is gebaseerd op de CTAB (hexadecyl trimethyl ammonium bromide) methode. PCR voor de detectie van één soort wordt uitgevoerd in een 5 µl reactiemengsel. DNA amplificatie wordt uitgevoerd in een Applied Biosystem GeneAmp PCR system 97 PCR. De amplificaties worden gescheiden op een.5 % (wt/vol) agarosegel gekleurd met. µl ethidiumbromide. PCR wordt gevalideerd door het mee opnemen van referentiestalen van de MUCL/BCCM collectie in elke PCR run: MUCL 484, MUCL 555, MUCL 64, MUCL63 en M. nivale MUCL DON bepaling Graan- en maïsstalen worden geanalyseerd op de aanwezigheid van DON door ELISA met de Veratox DON 5/5 kit. Tien gram gemalen materiaal wordt aan ml water toegevoegd en gedurende 3 min geschud bij kamertemperatuur. Na filtering van het extract worden volgende stappen doorlopen: het extract ( µl) mengen met DON gemerkt met enzym, het mengsel wordt dan overgebracht in wells met antibody s. Hier treedt competitie op tussen het toxine uit het extract en het gemerkte toxine voor het beperkte aantal antibody bindingsplaatsen. Na incubatie (5 min bij kamertemperatuur) worden de wells gewassen met gedistilleerd water om alle ongebonden toxine te verwijderen. Vervolgens wordt een substraat toegevoegd dat er voor zorgt dat ieder gebonden enzym-toxine complex blauw verkleurt. Na incubatie (5 min bij kamertemperatuur) wordt een stop reagens toegevoegd en wordt de plaat gelezen met een ELISA-scanner. De kleur van de geteste stalen wordt vergeleken met een standaardreeks en de DON concentratie wordt berekend volgens het protocol van de fabrikant. 9

10 3. Resultaten en discussie 3.. Weergegevens De weergegevens van het groeiseizoen zijn weergegeven in figuur. Het groeiseizoen werd gekenmerkt door een droog voorjaar en door een droge maand juli. In mei bedroeg de gemiddelde temperatuur. C en viel er. l neerslag. In juni bedroeg de gemiddelde temperatuur 7. C en viel er 9.4 l regen. Juli was een warme maand met een gemiddelde temperatuur van. C en een totale regenval van 6.6 l. Augustus was een natte frisse maand met een gemiddelde temperatuur van 7. C en 3 l regen. Door de geringe neerslag werd het groeiseizoen gekenmerkt door weinig ziektedruk. De weergegevens van het groeiseizoen zijn weergegeven in figuur 3. Het groeiseizoen werd gekenmerkt door een droog en zacht voorjaar en natte en frisse zomermaanden. In mei bedroeg de gemiddelde temperatuur 4.8 C en viel er 3.6 l neerslag. In juni bedroeg de gemiddelde temperatuur 6.7 C en viel er 69.6 l regen. Juli was een frisse maand met een gemiddelde temperatuur van 6. C en een totale regenval van 9 l. Augustus was een natte frisse maand met een gemiddelde temperatuur van 7.3 C en 8.6 l regen. Het groeiseizoen werd gekenmerkt door weinig ziektedruk. Gemid. temperatuur ( C) Regenval (mm) Max. temperatuur ( C) Min. Temperatuur ( C) Regenval (mm) Datum Temperatuur ( C) Figuur : Weergegevens van het groeiseizoen

11 Gemid. temperatuur ( C) Regenval (mm) Max. temperatuur ( C) Min. Temperatuur ( C) Regenval (mm) Datum Temperatuur ( C) Figuur 3: Weergegevens van het groeiseizoen 3. Voorkomen van Fusarium soorten Het voorkomen van de verschillende Fusarium soorten in de bodem, op onkruiden, op gewasresten en op de teelt van wintertarwe of maïs werd onderzocht op de verschillende locaties in en. De resultaten voor het groeiseizoen zijn weergegeven in figuur 4, 5, 6 en 7. In Huldenberg werd voornamelijk in de bodem en op onkruiden teruggevonden. Op de wintertarwe werd geen Fusarium teruggevonden. Er werd geen verschil waargenomen tussen de kerende en de niet kerende bodembewerking. In Tongeren werd op perceel 3 en in de bodem teruggevonden bij de niet kerende bodembewerking. Bij de niet kerende bodembewerking werd op onkruiden gedetecteerd. Bij deze grondbewerking werd op de wintertarwe teruggevonden. Bij de kerende bodembewerking werd geen Fusarium teruggevonden in de bodem, op onkruiden en op de wintertarwe. In Tongeren werden op perceel 6 meer Fusarium-soorten teruggevonden op de maïsplanten bij de kerende bodembewerking dan bij de niet kerende bodembewerking. Maar bij de kerende bodembewerking werden geen Fusarium-soorten teruggevonden in de bodem en op onkruiden. Bij de niet kerende bodembewerking werd in de bodem en op onkruiden gedetecteerd. In Heppen zijn en de meest voorkomende soorten, ook op de restplant. In Heppen werd veel Fusarium teruggevonden op onkruiden. Geen duidelijke verschillen werden waargenomen tussen ploegen en niet kerende bodembewerking.

12 Huldenberg leem - 9: maïs : wintertarwe 3 BODEM 3 : NKG : NKG midden diep - 3: KG : NKG : NKG midden diep - 3: KG ONKRUIDEN 3 3 RESTPLANT WINTERTARWE : NKG : NKG midden diep - 3: KG : NKG : NKG midden diep - 3: KG Figuur 4: Voorkomen van Fusarium soorten in de bodem, onkruiden, restplant en gewas op het perceel in Huldenberg. Tongeren perceel 3 leem - 9: suikerbiet : wintertarwe BODEM ONKRUIDEN : NKG : KG : NKG : KG

13 WINTERTARWE : NKG : KG Figuur 5: Voorkomen van Fusarium soorten in de bodem, onkruiden en gewas op het perceel 3 in Tongeren. Tongeren perceel 6 leem - 9: wintertarwe : korrelmaïs BODEM ONKRUIDEN : NKG (vaste tand) : KG : NKG (vaste tand) : KG 3 4 MAIS NKG (vaste tand): kolf plant - KG: 3 kolf - 4 plant Figuur 6: Voorkomen van Fusarium soorten in de bodem, onkruiden en gewas op het perceel 6 in Tongeren. 3

14 Heppen zand - 9: maïs : korrelmaïs BODEM ONKRUIDEN RESTPLANT 4

15 MAIS : KG groenbemester : KG + grasgroenbem. 3: NKG (diep cultivator) + grasgroenbem. 4: NKG (ondiep cultivator) + grasgroenbem. 5: NKG (directe zaai) + rogge groenbem. - 6: NKG (directe zaai) + grasgroenbem. Figuur 7: Voorkomen van Fusarium soorten in de bodem, onkruiden, restplant en gewas op het perceel in Heppen. De resultaten voor het groeiseizoen zijn weergegeven in figuur 8, 9, en. In Huldenberg werden voornamelijk en in de bodem, op onkruiden en op restplanten teruggevonden bij de niet kerende bodembewerking. Bij de kerende bodembewerking werd naast en ook teruggevonden. In Tongeren werd op perceel 3 in de bodem teruggevonden, zowel bij de niet kerende als de kerende bodembewerking. Op de korrelmaïs werd teruggevonden bij de niet kerende bodembewerking. In Tongeren werden op perceel 6 teruggevonden in de bodem en op onkruiden bij de niet kerende en bij de kerende bodembewerking. Bij de kerende bodembewerking werd op wintertarwe teruggevonden. In Heppen zijn, en de meest voorkomende soorten, ook op de restplant. In Heppen werd veel Fusarium teruggevonden in de bodem. Bij de niet kerende bodembewerking werd ook op de restplant en op de korrelmaïs Fusarium teruggevonden. 5

16 Huldenberg leem - : wintertarwe : suikerbieten 3 BODEM 3 : NKG : NKG midden diep - 3: KG : NKG : NKG midden diep - 3: KG ONKRUIDEN 3 : NKG : NKG midden diep - 3: KG RESTPLANT Figuur 8: Voorkomen van Fusarium soorten in de bodem, onkruiden en restplant op het perceel in Huldenberg. Tongeren perceel 3 leem - : wintertarwe : korrelmaïs BODEM ONKRUIDEN : NKG : KG : NKG : KG 6

17 RESTPLANT : NKG : KG : NKG : KG Figuur 9: Voorkomen van Fusarium soorten in de bodem, onkruiden en gewas op het perceel 3 in Tongeren. MAIS Tongeren perceel 6 leem - : korrelmaïs : wintertarwe : NKG : KG BODEM ONKRUIDEN : NKG (vaste tand) : KG :NKG (vaste tand) : KG RESTPLANT : NKG (vaste tand) : KG WINTERTARWE : NKG (vaste tand) : KG Figuur : Voorkomen van Fusarium soorten in de bodem, onkruiden, restplant en gewas op het perceel 6 in Tongeren. 7

18 Heppen zand - : korrelmaïs - korrelmaïs BODEM ONKRUIDEN RESTPLANT : KG groenbemester : KG + grasgroenbem. 3: NKG (diep cultivator) + grasgroenbem. 4: NKG (ondiep cultivator) + grasgroenbem. 5: NKG (directe zaai) + rogge groenbem. 6: NKG (directe zaai) + grasgroenbem MAIS Figuur : Voorkomen van Fusarium soorten in de bodem, onkruiden, restplant en gewas op het perceel in Heppen. 8

19 3.3 DON gehaltes Het DON gehalte werd in de teelt van wintertarwe of maïs onderzocht op de verschillende locaties in en. De resultaten voor het groeiseizoen zijn weergegeven in figuur, 3, 4 en 5. Op het perceel in Huldenberg worden zeer geringe DON concentraties teruggevonden in de tarwestalen. De grondbewerking had geen effect op het DON gehalte..7 DON (ppm) Huldenberg NK Diep NK Ploegen.. NK Ploegen Diep NK Figuur : DON gehalte van de wintertarwe op het perceel in Huldenberg. In Tongeren werden op perceel 3 zeer geringe DON concentraties teruggevonden in de tarwestalen. De grondbewerking had geen effect op het DON gehalte. In Tongeren hadden op perceel 6 alle maïsstalen een DON gehalte hoger dan.5 ppm. De kolven vertoonden de hoogste DON concentraties. De grondbewerking had geen effect op het DON gehalte, de voorvrucht wintertarwe waarschijnlijk wel. Op het perceel in Heppen werden hoge DON waarden teruggevonden in de maïsstalen. De hoogste DON gehaltes in de kolven werden zowel bij een kerende als een niet kerende bodembewerking teruggevonden. De voorvrucht korrelmaïs had hier een duidelijke invloed op de DON gehaltes. Voor de maïsstalen ging het steeds om afzonderlijke planten zonder herhalingen. In volgend groeiseizoen wordt beter met geoogst materiaal van een behandeling gewerkt en met enkele herhalingen. 9

20 DON (ppm) Tongeren P Ploegen NK Ploegen NK Figuur : DON gehalte van de wintertarwe op het perceel 3 in Tongeren. DON (ppm) Tongeren P Kolf Plant boven Plant onder Plant onder Plant boven Kolf KG: NKG (vaste tand): 3-4 Figuur 3: DON gehalte van de korrelmaïs op het perceel 6 in Tongeren.

21 DON (ppm) Heppen Kolf Plant onder Plant onder Plant boven Kolf KG groenbemester: NKG (diep cultivator) + grasgroenbem.: NKG (ondiep cultivator) + grasgroenbem.: 5 NKG (directe zaai) + rogge groenbem.: 4 KG + grasgroenbem.: 8 NKG (directe zaai) + grasgroenbem.: 7 Figuur 4: DON gehalte van de korrelmaïs op het perceel in Heppen. De resultaten voor het groeiseizoen zijn weergegeven in figuur 6, 7 en 8. In Tongeren werden op perceel 3 DON gehaltes hoger dan.5 ppm gevonden in de maïsplanten. Voor zowel de kerende als niet kerende grondbewerking werden deze hoge DON waarden teruggevonden. In Tongeren hadden op perceel 6 alle tarwestalen een laag DON gehalte. Bij de niet kerende grondbewerking lagen de DON waarden iets hoger dan bij de kerende bodembewerking. Vorig teeltseizoen hadden de maïsstalen zeer hoge DON waarden, maar dit had duidelijk geen invloed op de teelt van wintertarwe. Op het perceel in Heppen overschreden alle maïsstalen de norm van.5 ppm. Ook vorig groeiseizoen werden hoge DON waarden in de maïsstalen teruggevonden. De voorvrucht korrelmaïs had hier een duidelijke invloed op de DON gehaltes. Het perceel in Heppen wordt gekenmerkt door een monocultuur van maïs.

22 3.5 DON (ppm) Tongeren P KG NK directe zaai Figuur 6: DON gehalte van de korrelmaïs op het perceel 3 in Tongeren..8 DON (ppm) Tongeren P NG cultivator NG dw + cultivator KG ploegen Figuur 7: DON gehalte van de wintertarwe op het perceel 6 in Tongeren.

23 7. 6. DON (ppm) Heppen KG groenbemester: NKG (diep cultivator) + grasgroenbem.: NKG (ondiep cultivator) + grasgroenbem.: 5 NKG (directe zaai) + rogge groenbem.: 4 KG + grasgroenbem.: 8 NKG (directe zaai) + grasgroenbem.: 7 Figuur 8: DON gehalte van de korrelmaïs op het perceel in Heppen. 4. Algemeen besluit Beide groeiseizoenen waren gekenmerkt door een lage ziektedruk voor aarfusarium door een zacht maar droog voorjaar. Over de groeiseizoenen 9- en - heen kan gesteld worden dat F. culmorum een dominerende soort is in de bodem en op onkruiden. Dit werd op de 3 proeflocaties waargenomen. Onkruidgrassen kunnen als waardplant van Fusarium soorten optreden. De gevonden onkruiden zijn Lolium multiflorum (Italiaans raaigras), Poa annua (straatgras) en Dactylis glomerata (gewone kropaar). Op wintertarwe werden geen Fusarium soorten waargenomen, noch in Huldenberg noch in Tongeren. Door de droge weersomstandigheden tijdens de bloei waren er heel weinig Fusarium infecties. Het niet waarnemen van Fusarium soorten betekent niet automatisch dat geen Fusarium soorten aanwezig waren omdat andere Fusarium soorten kunnen aanwezig zijn die niet opgenomen waren in de PCR reactie, zoals bijvoorbeeld F. langsethiae. 3

24 Op maïs daarentegen werden voornamelijk en teruggevonden. Maïs is een belangrijke waardplant voor. De DON waarden van de tarwestalen waren steeds laag, zowel in Huldenberg als in Tongeren. Op maïs daarentegen werden steeds zeer hoge DON-waarden teruggevonden. De bodembewerking had geen invloed op de DON gehaltes, wel de voorvrucht. Op basis van de groeiseizoenen en beide gekenmerkt door droogte tijdens de bloeiperiode van de granen, kan gesteld worden dat bij lage ziektedruk een kerende en niet kerende bodembewerking geen invloed hebben op het voorkomen van aarfusarium. Aarfusarium is meestal een monocyclische ziekte. De hoeveelheid primair inoculum speelt een grote rol in de graad van aantasting. In de literatuur wordt het dynamisch karakter van de Fusarium populatie uitvoerig beschreven (Waalwijk et al., 3, Isebaert et al., 9, Audenaert et al. 9). Bodembewerkingen, vruchtwisselingssystemen, fungicidebehandelingen, onkruidbestrijding en de inzet van resistente variëteiten beïnvloeden de populatiesamenstelling. Ook in een IWT onderzoeksproject aan de Hogeschool Gent wordt de Fusarium populatie onderzocht (Landschoot et al., ). Om het verband tussen het primair Fusarium en de populatie aanwezig op de graanaren te bestuderen werd de natuurlijk voorkomende Fusarium populatie onderzocht op 8 locaties in Vlaanderen tijdens het groeiseizoen 8-9 en 9-. In het najaar werden bodemstalen, onkruiden en restplanten van tarwe en maïs verzameld en onderzocht op de aanwezige Fusarium soorten. Voor beide groeiseizoenen werd de populatie gekenmerkt door een grote complexiteit en diverse samenstelling voor iedere locatie en voor ieder type staal. was een dominerende soort in gewasresten en in bodemstalen, de populatie teruggevonden op graanaren in juli bestond voornamelijk uit en, kwam veel minder voor. De Fusarium populatie in de zomer blijkt meer complex te zijn dan de populatie in het begin van het groeiseizoen. De bodem blijkt geen belangrijke bron van inoculum te zijn. Het is niet verwonderlijk dat domineert in de bodem want is een typische bodemschimmel. Deze pathogeen veroorzaakt naast aarfusarium ook voetrot en kiemplantsterfte. is de meest voorkomende pathogeen bij granen in streken met een gematigd klimaat (Waalwijk et al., 3, Isebaert et al., 9). wordt vaak teruggevonden in jaren met hoge en matige ziektedruk. Dit kan verklaard worden door het feit dat van nature uit een secundaire pathogeen is die geïnfecteerde aren koloniseert. De zieke aren werden al eerder door meer agressieve aarfusarium pathogenen geïnfecteerd. Dit onderzoek kon geen duidelijk verband aantonen tussen primair Fusarium inoculum en de Fusarium populatie op aar. Wel werd een tendens waargenomen dat in de loop van het groeiseizoen het aandeel aan F. graminearum en in de populatie toeneemt en dat het aandeel van afneemt. Verder treden er in het groeiseizoen antagonistische en synergistische interacties op tijdens het infectie- en kolonisatieproces. Ook een feit is dat conidia 4

25 gevormd door,, en typisch vertikaal verspreid worden door regendruppels en niet door de wind. Maar ascosporen van, en kunnen wel gemakkelijk door de wind opgepakt worden en over lange afstanden verspreid. Aan de hogeschool Gent loopt ook een veldproef die de impact van de vruchtwisseling op aarfusarium bij wintertarwe bestudeerd. Deze proef heeft tot doel de invloed van de bodembewerking (niet ploegen of ploegen), de oogstwijze van de maïsvoorvrucht (korrel of kuil) en impact van de gevoeligheid voor Fusarium van het maïsras (Torres of Lorado) van het vorige groeiseizoen op de Fusarium aantasting op vijf verschillende tarwerassen (Lexus, Azzerti, Tabasco, Tulsa en Sahara) na te gaan. Wat betreft de bodembewerking werd in het meest ziekte waargenomen op de tarweveldjes die niet geploegd werden, op de niet geploegde veldjes was ook het DON-gehalte iets hoger, maar niet significant. De tarwe na korrelmaïs oogde iets zieker dan na kuilmaïs, terwijl de DONgehaltes in de tarwe na kuilmaïs iets hoger waren, maar het verschil was echter minimaal. Er werd iets meer ziekte waargenomen bij de tarwerassen op de veldjes waarop het maïsras Torres stond dan bij de veldjes waarop het maïsras Lorado stond. Het verschil in DON-gehaltes na deze beide maïsrassen is ook niet significant. In deze proef waren de rassen Lexus en Azzerti het meest aangetast door Fusarium, wat zich hier weerspiegelde in significant hogere DON-gehaltes in deze beide rassen. Deze proef toont dus aan dat in seizoenen met weinig ziektedruk door droogte de invloed van voorvrucht en bodembewerking gering is en het tarweras de grootste invloed heeft op het DONgehalte. Wanneer we de species samenstelling bekijken zien we dat in deze proef het aandeel het grootste is. Dit is te verwachten gezien dit species kan overleven op maïsresten. 5. Literatuur Audenaert, K., Van Broeck, R., Bekaert, B., et al. (9) Fusarium head blight (FHB) in Flanders: population diversity, inter-species associations and DON contamination in commercial winter wheat varieties. European Journal of Plant Pathology, Volume: 5 Issue: 3 Pages: Audenaert, K., Callewaert, E., Höfte, M. et al. (). Hydrogen peroxide induced by the fungicide prothioconazole triggers deoxynivalenol (DON) production contamination in commercial winter wheat varieties. BMC Microbiology, (), published APR 5 Bai, G.H. and Shaner, G. (4). Manangement and resistance in wheat and barley to Fusarium head light. Annual Review of Phytopathology, 4, pp Boyacioglu, D. and Hettiarachchy, N.S.(995). Changes in some biochemical-components of wheat-grain that was infected with Fusarium graminearum. Journal of Cereal Science, (),

26 Desjardins, A., Jarosz, A.M., Plattner, R.D., Alexander, N.J., Brown, D.W. and Jurgenson, J.E. (4). Patterns of trichothecene production, genetic variability, and virulence to wheat of Fusarium graminearum from smallholder farms in Nepal. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 5, pp Isebaert, S., De Saeger, S., De Vreese, R., Maene, P., Heremans, B. & Haesaert, G. (9). Mycotoxin producing Fusarium species occuring in winter wheat in Belgium (Flanders) during -5. J. Phytopathology, 57 (): 8-6 Landschoot, S., Audenaert, K., Waegeman, W., Pycke, B., Bekaert, B. & Haesaert, G. (). Connection between primary Fusarium inoculum on gramineous weeds, crop residues and soil samples and the final population on wheat ears in Flanders, Belgium. Crop Protection, 3: Marin, S., Sanchis, V., Arnau, F., Ramos, A.J. and Magan, N. (998a). Colonisation and competitiveness of Aspergillus and Penicillium species on maize grain in the presence of Fusarium moniliforme and Fusarium proliferatum. International Journal of Food Microbiology, 45, 7-7 Nightingale, M.J., Marchylo, B.A., Clear, R.M., Dexter, J.E. & Preston, K.R. (999). Fusarium head blight: Effect of fungal proteases on wheat storage proteins. Cereal Chemistry, 76, pp Obst, A., Günther, B., Beck, R., Lepschy, J. & Tischner, H. (). Weather conditions conducive to Giberella zeae and Fusarium graminearum head blight of wheat. Journal of Applied Genetics, 43A, pp Waalwijk, C., Kastelein, P., de Vries, I., Kerényi, Z., van der Lee, T., Hesselink, T., Köhl, J. & Kema, G. (3). Major changes in Fusarium spp. in wheat in the Netherlands. European Journal of Plant Pathology, 9:

27 HELMINTHOSPORIUM. Inleiding Helminthosporium is een necrotische schimmel. De schimmel doodt de geïnfecteerde plantencellen door het afscheiden van toxinen. Bij maïs zijn er tot nog toe drie verschillende soorten van Helminthosporium bekend. - Helminthosporium turcicum (syn. Exserohilum turcicum; teleomorf: Setosphaeria turcica) - Helminthosporium carbonum (syn. Bipolaris zeicola; teleomorf: Cochliobolus carbonum) - Helminthosporium maydis (syn. Bipolaris maydis; teleomorf: Cochliobolus heterostrophus) H. turcicum veroorzaakt Northern corn leaf blight (Fisher et al., 976). In het begin zijn er kleine grijsgroene laesies te zien. De laesies komen willekeurig verspreid voor op het blad. Nadien groeien ze uit tot langgerekte grijsbruine laesies. De laesies kunnen tot 5 centimeter lang worden en zijn door een donkerder gekleurde zoom omsloten. Wanneer er meerdere infecties op een blad samen voorkomen, kunnen ze uiteindelijk samenvloeien en zo grote delen van het blad aantasten. Het blad kan volledig afsterven. Ook zijn kleine zwarte puntjes op het geïnfecteerde bladoppervlak te zien. H. carbonum veroorzaakt Northern Corn Leaf Spot (Ullstrup, 957). De vorm en grootte van de laesies verschillen naargelang de fysio, maar algemeen komen vele kleine grijsbruine vlekjes voor. De vlekjes worden bijna nooit langer dan 3 cm. H. maydis veroorzaakt Southern Corn Leaf Blight (Nisikado & Miyake). Algemeen genomen kan het ziektebeeld vergeleken worden met dat van H. carbonum. Er komen ronde necrotische vlekjes voor met een grootte van -3 cm. Zowel geslachtelijke als ongeslachtelijke vermenigvuldiging mogelijk, maar in de natuur komt vooral de ongeslachtelijke vorm voor. Na een primaire infectie, worden op het blad door het mycelium conidiën gevormd. Conidiën zijn ongeslachtelijke, onbeweeglijke 7

28 sporen. In aanwezigheid van voldoende water kunnen deze conidiën zorgen voor een secundaire infectie. Ze worden overgedragen door rechtstreeks contact met naburige bladeren of door opspattende regendruppels. Wind kan conidiën aanwezig in fijne regendruppels overdragen naar andere planten of naburig gelegen velden. De infectie kan in eender welk stadium van de plant gebeuren, maar in de periode na de bloei is er verhoogde gevoeligheid. Hoe vroeger de infectie plaatsvindt, hoe zwaarder de uiteindelijke aantasting en hoe groter de uiteindelijke schade zal zijn. Op een welbepaalde locatie zal de graad van aantasting sterk beïnvloed worden door de voorgeschiedenis van dat perceel. Eén van de maatregelen die de ziekte het meest onderdrukt, is een goede teeltrotatie. Hierdoor zal bij voldoende onderwerken van de gewasresten, de primaire infectiedruk van het mycelium op het plantenweefsel en het aantal sporen sterk gereduceerd zijn. Helminthosporium schimmels kunnen behandeld worden met fungiciden (Edwards en Martinson et al. geciteerd in: Wegulo, 997). Enkele fungiciden die kunnen ingezet worden zijn chloorthalonil, propiconazol, trifloxystrobin en azoxystrobin. Bij gebruik van fungiciden is naast de keuze van het fungicide ook het tijdstip en frequentie van toediening, evenals de bedekking van de bladeren met het fungicide, belangrijk om een succesvolle beheersing van de ziekte te bekomen (Edwards geciteerd in: Wegulo, 997). Bij ons zijn nog geen fungiciden erkend om in te zetten tegen Helminthosporium.. Materiaal en methoden Om de aantastingsgraad van Helminthosporium spp. vast te leggen wordt aan het percentage bladoppervlak dat een aantasting van de schimmel vertoont een score toegekend. Bij elk object worden van vijf verschillende planten alle bladeren boven de kolf gescoord. Dat alleen de bladeren boven de kolf worden gescoord is om te vermijden dat het afrijpen van de onderste bladeren verkeerdelijk zou geïnterpreteerd worden als een aantasting door Helminthosporium spp.. Elk blad krijgt een score van tot 9 naargelang de graad van aantasting. Score komt overeen met een volledig gezond blad en score 9 met een volledig aangetast blad. Elke score komt dus overeen met een bepaald percentage van het bladoppervlak dat aangetast is (tabel ). Per object wordt dan een gemiddelde score bepaald. 8

29 Tabel : Verband tussen de score en het overeenkomstig percentage aangetast bladoppervlak door Helminthosporium spp. Score Overeenkomstig percent (%) Resultaten en discussie Door een frisse en natte augustus maand in zowel als was in beide groeiseizoenen de ziektedruk voor Helminthosporium zeer laag. Mogelijk heeft de inzet van meer tolerante maïsrassen er ook toe bijgedragen dat de aantasting door Helminthosporium spp. minimaal was. Voor de afrijping waren er geen duidelijke laesies op de bladeren te zien. Tijdens de afrijping trad er mogelijk infectie op maar op dat moment is het niet meer mogelijk om betrouwbare waarnemingen uit te voeren. Onderzoek van Dermaut (9) toont aan dat binnen het commercieel gangbare maïsgamma in Vlaanderen significante verschillen bestaan voor rasgevoeligheid voor Helminthosporium spp.-aantasting. Op verschillende locaties werden 7 vroege kuilmaïsrassen, 3 late kuilmaïsrassen en 36 korrelmaïsrassen gescoord op Helminthosporium spp.-aantasting. Om de invloed van een aantasting op de opbrengst na te gaan, worden de opbrengstcijfers van de verschillende rassen vergeleken met de aantastingspercentages. Zowel in de dataset late kuilmaïs (r = -.4, p =.3) als in de dataset korrelmaïs (r = -.3, p <.) wordt een significante correlatie vastgesteld 9

30 tussen opbrengst en aantasting. Op het perceel in Heppen werd PR39A98 (Pioneer) uitgezaaid. Volgens het onderzoek van Dermaut (9) wordt dit ras ingedeeld bij de meer tolerante rassen. Als door de weersomstandigheden de ziektedruk laag is wordt bij een toleranter ras geen aantasting waargenomen tijdens het groeiseizoen. Op het einde van het groeiseizoen was misschien wel Helminthosporium aanwezig. Maar op een afrijpend gewas komen ook heel veel saprofytische schimmels voor zodat het dan niet zinvol is om bladstalen te nemen om Helminthosporium te isoleren. Helminthosporium is een traag groeiende schimmel die op een voedingsplaat overwoekerd wordt door snel groeiende saprofytische schimmels. 4. Literatuur Dermaut, D. (9). Onderzoek naar rasgevoeligheid voor Helminthosporium spp. bij Zea mays. Masterproef pp. 48. Fisher, D.E., Hooker, A.L., Lim, S.M. and Smith, D.R. (976). Leaf infection and yield loss caused by four Helminthosporium diseases of corn. Phytopathology, 66, Ullstrup, A.J. and Miles, S.R. (957). Effects of some leaf blights of corn on grain yield. Phytopathology, 47, Wegulo, S.N., Martinson, C.A., Rivera-C, J.M. and Nutter, F.W. (997). Model for economic analysisi of fungicide usage in hybrid corn seed production. Plant Disease, 8,