Publicații

Andrew Friskop, patolog cerealist de extensie, Departamentul de patologie a plantelor

cereale

Shaobin Zhong, patolog de grâu, Departamentul de patologie a plantelor; Robert Brueggeman, patolog la orz, Departamentul de patologie a plantelor

Disponibilitate: Numai web

F usarium head blight (FHB), sau scabie, este o boală fungică care poate apărea la toate culturile cu cereale mici cultivate în Dakota de Nord. Boala este observată cel mai frecvent la grâul de primăvară, grâul de iarnă, durul și orzul, provocând reduceri semnificative ale randamentului și calității.

Pierderea de randament are loc din sterilitatea floretului și din producția de sâmburi ușoare și ușoare. Reducerea calității are loc din toxinele fungice (micotoxine) care sunt produse în semințe infectate. Toxinele sunt inacceptabile pentru anumite utilizări finale, iar andocarea poate apărea la punctul de vânzare.

Simptome și semne

Simptomele din grâu și dur includ albirea capului (vârf). Albirea poate apărea pe o porțiune sau pe întregul cap (Figura 1) și se observă cel mai mult la un soi susceptibil (Figura 2). Ciuperca poate infecta, de asemenea, tulpina imediat sub cap (peduncul), provocând o decolorare a țesutului tulpinii, de culoare maro-violaceu. Semnele infecțiilor cu Fusarium sunt mase de spori roz până la somon-portocaliu, adesea observate pe spiculete și glume infectate în perioade prelungite de vreme umedă (Figura 3).

Figura 1. Capete de grâu care prezintă spiculete decolorate ca urmare a infecției cu Fusarium. (Andrew Friskop, NDSU)

Figura 2. Soi durum sensibil cu numeroase capete de cereale cu FHB. (Andrew Friskop, NDSU)

Figura 3. Sporii de somon-portocaliu ai Fusarium graminearum vizibili pe glumele de grâu. (Andrew Friskop, NDSU)

Sâmburii de grâu și dur infectați sunt șifonate, ușoare și plictisitoare cenușii sau roz (Figura 4). Aceste miezuri sunt uneori numite „pietre funerare” datorită aspectului lor cretic, lipsit de viață. Dacă infecția apare târziu în dezvoltarea miezului, miezurile infectate cu Fusarium pot avea dimensiuni normale, cu o ușoară decolorare, dar totuși adăpostesc micotoxine. Sâmburii de durum infectați își pierd adesea translucența de chihlimbar și par calcaroși sau opaci.

Figura 4. Sâmburii de dur sănătoși (sus) și sâmburii de dur infectați cu Fusarium (jos). Se observă decolorarea albului cremos până la roz a boabelor infectate. (Andrew Friskop, NDSU)

Simptomele din orz includ maro, înmuiat în apă până la spicule albite (Figura 5A, 5B). Sâmburii de orz grav infectați la recoltare pot prezenta o decolorare roz (Figura 6). Deși rare, masele de spori de somon-portocaliu ale ciupercii pot fi văzute pe spiculă și glume infectate din orz în perioade prelungite de vreme umedă.

Figura 5. (A) Simptome FHB pe orz de șase rânduri. (B) Simptome FHB pe orz de două rânduri. (Andrew Friskop, NDSU)

Figura 6. Ciclul afecțiunii bătăii capului Fusarium. (Andrew Friskop și Shaobin Zhong, NDSU)

Estimările nivelurilor de FHB într-un câmp se bazează pe numărul de capete sau miezuri distruse. O scară vizuală colorată pentru a estima severitatea FHB în grâu este disponibilă de la NDSU Extension (publicația PP1095). Probele de capete bolnave și/sau cereale suspectate de a conține miez de scabie pot fi trimise la birourile județene ale Extension sau la Laboratorul de diagnosticare a plantelor de la NDSU (taxă nominală) pentru diagnostic.

Agenți patogeni cauzali

Măcinarea capului Fusarium este cauzată de speciile fungice din genul Fusarium. Cea mai frecventă specie care cauzează FHB în boabe mici este Fusarium graminearum (stadiul sexual - Gibberella zeae). Această ciupercă este aceeași care este frecvent asociată cu putregaiul tulpinii și putregaiul urechii de porumb.

O altă specie de Fusarium care cauzează FHB este Fusarium culmorum. F. graminearum și F. culmorum pot provoca, de asemenea, putrezirea rădăcinii de boabe mici. La orz, alte două specii de Fusarium, F. poae și F. avenaceum, pot provoca mușchiul miezului.

Supraviețuirea și răspândirea

Ciupercile persistă și se înmulțesc pe resturile de culturi infectate de cereale mici și porumb (vezi ciclul bolii, Figura 6). Pe vreme umedă, sporii ciupercilor sunt suflate de vânt sau stropite pe capetele culturilor de cereale. Sporii pot proveni din interiorul unei culturi sau pot fi suflați din culturile înconjurătoare, uneori la distanțe mari.

Culturile de grâu și de dur sunt susceptibile la infecții de la trecerea la stadiul de aluat tare, dar sunt cele mai sensibile la înflorire (sunt prezente anterele). Sporii ciupercii cauzale pot ateriza pe anterele expuse la momentul înfloririi și apoi pot crește în sâmburi, glume sau alte părți ale capului.

Pentru orzul de primăvară (flori când capul se află în stadiul de încărcare), infecția apare odată ce capul trece prin teaca frunzelor. Infecția în ambele culturi poate continua până aproape de maturitatea cerealelor în condiții de mediu favorabile pentru organism (e).

Cele mai favorabile condiții pentru infecție sunt perioadele prelungite (48 până la 72 de ore) de umiditate ridicată și temperaturi calde (75 până la 85 F). Cu toate acestea, infecția are loc la temperaturi mai reci atunci când umiditatea ridicată persistă mai mult de 72 de ore. Infecțiile timpurii pot produce spori aerieni, care sunt responsabili pentru răspândirea secundară a bolii, mai ales dacă cultura are o înflorire neuniformă din cauza cultivatorilor târzii.

Deoarece dezvoltarea FHB depinde de condițiile de mediu favorabile, apariția și severitatea bolii variază de la an la an. O combinație de factori care pot duce la pierderi semnificative de producție și calitate sunt: ​​inocul abundent, perioade prelungite sau repetate de umezeală și umiditate ridicată în timpul înfloririi (apariția capului în orz) prin dezvoltarea miezului și utilizarea soiurilor sensibile.

Management

FHB este cel mai bine gestionat prin integrarea mai multor instrumente de management. Utilizarea unui singur instrument eșuează adesea atunci când mediul favorizează dezvoltarea severă a bolilor. Strategiile de management pentru reducerea FHB ar trebui să includă o combinație de cât mai multe dintre următoarele practici posibil:

Rezistenţă

Niciunul dintre soiurile comerciale disponibile nu este imun la infecția cu Fusarium, dar există diferențe în reacția la FHB. Două tipuri de rezistență, tipul I și tipul II, sunt recunoscute pe scară largă.

Rezistența de tip I reduce numărul de infecții inițiale și este de obicei măsurată prin numărul de spiculete infectate după o inoculare prin pulverizare. Rezistența de tip II restricționează răspândirea ciupercii în țesutul infectat și se măsoară prin numărul de spiculete infectate dincolo de un loc inițial de infecție (o singură spiculă). Alte tipuri de rezistență sau toleranță au fost, de asemenea, recunoscute în unele linii de grâu, pe baza capacității de a rezista la infecția miezului, de a degrada micotoxinele (DON și altele) sau de a menține randamentul în ciuda prezenței FHB (toleranță).

Mai multe soiuri de grâu roșu dur de primăvară au îmbunătățit rezistența la FHB. Cu toate acestea, nivelul de rezistență la FHB este mult mai scăzut în durum decât în ​​grâul de pâine. Orzul are rezistență naturală de tip II pentru a reduce răspândirea ciupercii în țesutul infectat, iar unele soiuri acumulează niveluri mai mici de DON.

Producătorii din zonele cu risc ridicat pentru FHB ar trebui să selecteze soiuri care au demonstrat un anumit nivel de rezistență la FHB. Cele mai recente informații despre răspunsul cultivarului la FHB sunt disponibile în publicațiile actuale de testare a varietății NDSU și de la birourile județene ale Extension.

Tratamentul semințelor

Un tratament cu semințe fungicide nu va proteja împotriva răsucirii capului Fusarium, dar poate reduce răsăritul răsadurilor dacă se utilizează o sursă de semințe scabioase. Dacă se utilizează o sursă de semințe scabioase, asigurați-vă că curățați bine sursa de semințe, luați în considerare utilizarea unui tratament de semințe fungicide, efectuați un test de germinare și ajustați populația de plante în consecință.

Prelucrarea la sol

Practicile de prelucrare a terenului care îngropă reziduurile din boabe mici sau porumb reduc potențialul de inoculare al ciupercii. În practicile minime sau fără prelucrare, răspândirea și distribuția eficientă a pleavei și a altor reziduuri pot permite descompunerea mai rapidă a pleavei, reducând potențialul de inoculare. Tăierea sau măcinarea reziduurilor de porumb pentru a reduce dimensiunea restului de bucăți de tulpină poate favoriza, de asemenea, dezintegrarea țesutului infectat.

Rotirea culturilor

Rotația culturilor este eficientă în reducerea nivelurilor de FHB. Ar trebui luată în considerare rotația culturilor către o cultură non-gazdă sau plantarea de boabe mici într-un câmp care a fost plantat anterior la o cultură cu frunze late. Cel mai mare risc de FHB este atunci când se plantează boabe mici pe reziduurile de boabe mici infectate cu Fusarium de anul trecut sau pe resturile de porumb de anul trecut. Specii de Fusarium care cauzează FHB (și în special F. graminearum) atacă, de asemenea, porumbul, cauzând putregaiul, rădăcina și urechea și supraviețuiesc câțiva ani în reziduurile de porumb.

Data plantării

Se recomandă plantarea eșalonată a culturilor cu cereale mici sau plantarea soiurilor care diferă în zile până la maturitate; acest lucru reduce riscul înfloririi întregii culturi a producătorului sau prin umplerea timpurie a cerealelor într-o perioadă favorabilă dezvoltării FHB.

Fungicid

Fungicidele triazolice (grupa de rezistență la fungicide 3) sunt recomandate pentru suprimarea FHB, deoarece sunt sistemice la nivel local și s-a demonstrat că reduc FHB și DON. Un fungicid bine pus la punct poate ajuta la reducerea daunelor FHB. Reducerea severității FHB de 50 până la 60 la sută poate fi realizată atunci când fungicidele sunt aplicate la înflorirea timpurie pentru grâu și dur, și la capul complet în orz (Figurile 7 și 8).

Figura 7. Etapele de creștere a grâului din stânga sunt apariția vârfurilor de trei sferturi, vârful complet, înflorirea timpurie, una până la trei zile după înflorirea timpurie și trei până la șapte zile după înflorirea timpurie. (Andrew Friskop, NDSU)

Figura 8. Etapele de creștere a orzului din stânga sunt stadiul de încărcare, apariția unei jumătăți de vârf, vârf complet, una până la trei zile după vârful complet și trei până la șapte zile după vârful complet. (Andrew Friskop, NDSU)

Aplicarea unui fungicid la patru până la șapte zile după înflorirea timpurie a grâului (capul plin în orz) poate în continuare suprima FHB. Când faceți aplicații târzii, asigurați-vă că luați în considerare intervalul de restricție a recoltării pentru fungicidul utilizat.

Studiile de aplicare au arătat că acoperirea pulverizării și controlul bolilor cu aceste fungicide sunt îmbunătățite atunci când spray-urile sunt direcționate într-un unghi înainte și înapoi spre capul bobului, sau cu duze simple direcționate către capul bobului, toate la un unghi de 30 de grade față de orizontală.

Un model de prognoză a scabiei multistate și un model de prognoză a Dakotei de Nord sunt disponibile pentru a ajuta la prezicerea riscului de boli de cap Fusarium în timpul sezonului de creștere. Utilizarea acestor modele de prognoză ajută la luarea deciziei dacă se utilizează fungicide. Site-urile web pentru aceste modele sunt:

Recolta

La recoltare, combina poate fi reglată astfel încât sâmburii ușori FHB să fie îndepărtați împreună cu pleava. Cu toate acestea, acest lucru nu va elimina toate miezurile FHB, deoarece unele infecții cu Fusarium apar târziu în dezvoltarea miezului, iar aceste miezuri infectate vor fi în continuare destul de plinute.

Miezul de orz și ovăz infectat nu se îndepărtează cu ușurință în procesul de combinare. Serviciul federal de inspecție a cerealelor consideră daunele FHB vizibile ca parte a daunelor totale ale miezului și, dacă sunt excesive, vor reduce gradul de piață. Boabele grav afectate pot fi clasificate „furaje” mai degrabă decât „măcinare” pentru grâu sau „malțuire” pentru orz.

După recoltarea grâului, separarea gravitațională a granulelor de masă poate fi foarte eficientă în îndepărtarea boabelor ușoare, deteriorate de FHB. Produsul rezultat poate avea o greutate de testare suficient de mare pentru a plăti costul procesului de curățare.

Micotoxină

Boabele infectate cu FHB pot conține substanțe toxice produse de ciuperci, numite micotoxine. Cea mai frecventă micotoxină asociată cu cerealele infectate cu Fusarium în nordul Marii Câmpii este deoxinivalenolul sau DON (vomitoxina). Această micotoxină poate provoca vărsături și refuzul hranei animalelor care nu sunt rumegătoare, cum ar fi porcii.

Prezența acestei toxine poate duce la reduceri substanțiale la prețuri pe piață și chiar refuzul de a cumpăra dacă nivelurile de toxine DON sunt ridicate. În cazul orzului utilizat de industria de malțire și fabricare a berii, cerințele de nivel DON sunt foarte scăzute, în general mai mici de 0,5 părți pe milion (ppm; miligrame/kilogram).

Prezența boabelor infectate cu Fusarium nu înseamnă în mod automat că sunt prezente micotoxine. Apariția, cantitatea și tipul de micotoxine pot depinde de mai mulți factori, inclusiv mediul, speciile de ciuperci prezente, severitatea infecției și varietatea sau tipul de cultură. Boabele infectate cu Fusarium pot fi testate pentru DON și alte micotoxine la laboratoare echipate corespunzător.

Contactați un medic veterinar sau specialist în furaje pentru informații suplimentare cu privire la nivelurile sigure de hrănire a animalelor. Riscul expunerii umane la ingestia DON este minim în conformitate cu liniile directoare ale Food and Drug Administration (FDA) (a se vedea tabelul alăturat), dar producătorii și operatorii de ascensoare trebuie să fie conștienți de faptul că cerealele mucegăite pot provoca alergii și probleme de respirație. Producătorii și operatorii de ascensoare ar trebui să poarte o mască de praf de bună calitate atunci când lucrează în jurul cerealelor cu cantități mari de scabie sau alte forme.

FDA a stabilit următoarele niveluri consultative pentru DON în alimente și furaje:

  • 1 ppm pentru produsele finite din cereale destinate consumului uman
  • Nu există standard pentru cerealele brute care intră în procesul de măcinare
  • Bovine mai vechi de 4 luni: 10 ppm (furnizarea de cereale la acel nivel nu depășește 50% din dietă)
  • Păsări: 10 ppm (furnizarea de cereale la acel nivel nu depășește 50% din dietă)
  • Porcine: 5 ppm (să nu depășească 20% din rație)
  • Toate celelalte animale: 5 ppm (cu condiția ca boabele să nu depășească 40% din dietă)

Această publicație a fost scrisă de Marcia P. McMullen, fostă patologă cerealieră NDSU Extension; Shaobin Zhong; și Stephen Neate, fost patolog NDSU la orz, 2008.