Fuzarioza – najgroźniejsza choroba grzybowa zbóż i bulw

Grzyby z rodzaju Fusarium spp. są najgroźniejszymi sprawcami chorób zbóż odnotowywanych na plantacjach w Polsce – głównie ze względu na straty w plonach będące wynikiem ich wystąpienia w sezonie wegetacyjnym, a później podczas magazynowania paszy i ziarna. Wywoływana przez nie fuzarioza kolb kukurydzy może powodować straty w plonach na poziomie 10%, a w latach sprzyjających rozwojowi choroby – sięgające nawet 35%.

Jeżeli straty plonu powodowane przez fuzariozę kolb skumulują się z tymi, których przyczyną jest omacnica prosowianka, mogą przekroczyć 40–50%. Natomiast przy fuzariozie kłosów obserwowano spadki plonów pszenicy dochodzące nawet do 35%.

Szkodliwość fuzariozy

Fuzarioza zbóż jest najważniejszą i najgroźniejszą ekonomicznie chorobą zbóż na świecie. Fuzarioza kłosów jest najbardziej szkodliwa i najczęściej występuje na pszenicy twardej, ale jest też groźna dla pszenżyta, żyta, jęczmienia i owsa. Fuzarioza kolb kukurydzy odnotowywana jest praktycznie na wszystkich uprawianych odmianach kukurydzy, jednak jej nasilenie w dużym stopniu zależy od warunków pogodowych oraz od zabiegów agrotechnicznych. Porażenie ziarna przez Fusarium spp. prowadzi do znacznych ilościowych i jakościowych strat w plonie. Efektem fuzariozy jest:

  • uszkodzenie zarodka,
  • obniżenie masy ziarniaków,
  • pomarszczenie,
  • osłabienie siły kiełkowania.

Głównym problem wynikającym z zasiedlenia ziarna przez te grzyby jest obniżenie jego jakości poprzez skażenie metabolitami wtórnymi, szkodliwymi dla ludzi i zwierząt. Mykotoksyny są produktami metabolizmu grzybów, mają dość szeroki zakres aktywności biologicznej i wykazują działanie rakotwórcze, cytotoksyczne, embriotoksyczne i mutageniczne. Najgroźniejsze z nich to: deoksyniwalenol (DOL), niwalenol (NIV), zearalenon (ZEA), fumonizina (FUM), moniliformina (MON).

Przekroczenie dopuszczalnych poziomów zawartości tych metabolitów dyskwalifikuje ziarno do wykorzystania go przez przemysł paszowy i spożywczy.

Fuzarioza kolb kukurydzy – przyczyny i objawy

Fuzarioza kolb kukurydzy powodowana jest przez kilka gatunków Fusarium: F. culmorum, F. graminearum, F. subglutinans, F. avanaceum, F. moniliforme, F. proliferatum. W zależności od gatunków wywołujących chorobę można obserwować czerwoną zgniliznę lub różową zgniliznę. Występowanie tych 2 typów chorobowych uzależnione jest od warunków klimatycznych oraz od stosowanej agrotechniki. Choroba powoduje zniszczenie ziarniaków i zanieczyszczenie metabolitami wtórnymi. Każda część rośliny – kolba, ziarno, łodyga, osadka – może zostać zainfekowana, niezależnie od fazy rozwojowej rośliny. Objawy porażenia obserwuje się po usunięciu zewnętrznych liści okrywających. Na organach roślinnych widoczna jest wtedy charakterystyczna obfita grzybnia – w białym, różowym lub czerwonym kolorze – z licznymi sporodochiami. W nich znajdują się zarodniki konidialne, które mogą być przenoszone przez deszcz lub wiatr na znamiona kolby. Okres kwitnienia kolb to moment najwyższej wrażliwości roślin na porażenie przez te grzyby. Ponadto czynny udział w rozprzestrzenianiu zarodników Fusarium spp. bierze omacnica prosowianka. Nasilenie jej występowania na plantacjach kukurydzy jest skorelowane z nasileniem fuzariozy kolb. Dlatego problem fuzarioz kolb i omacnicy prosowianki należy traktować i rozwiązywać łącznie. Nie ulega wątpliwości, że nasilenie zarówno omacnicy prosowianki, jak i fuzariozy wynika z uproszczeń wprowadzonych do uprawy gleby i prowadzenia monokultury w uprawie kukurydzy. Czym to grozi? Przede wszystkim nagromadzeniem zarodników przetrwalnikowych grzybów – chlamydospor. Natomiast nierozdrabnianie resztek pożniwnych zwiększa przeżywalność gąsienic omacnicy na kolejny sezon wegetacyjny.

Jak zapobiec fuzariozie kolb?

Chcąc zapobiegać występowaniu fuzarioz kolb i zmniejszyć ilość mykotoksyn, należy:

  • stosować zmianowanie – pomiędzy roślinami uprawiać roślinę niezbożową, np. ziemniaki, ze względu na porażanie kukurydzy i pszenicy przez ten sam gatunek grzyba,
  • rozdrabniać i przyorywać resztki pożniwne – powoduje to zmniejszenie poziomu potencjału inokulacyjnego grzyba i ograniczenie populacji omacnicy prosowianki,
  • odpowiednio nawozić – fosfor i potas to pierwiastki, które utrzymują rośliny w dobrej kondycji; preparaty ASX Krzem plus i ASX Tytan plus wykazują podwójne działanie – oprócz uzupełnienia niedoborów pierwiastków plonotwórczych uruchamiają w roślinie mechanizmy stymulacji odporności, a tym samym ograniczają zarodnikowanie grzybów oraz hamują proces chorobowy przez nie powodowany,
  • uprawiać odmiany wczesne i średniowczesne – umożliwia to zbiór ziarna suchego w sprzyjających warunkach termicznych. W przypadku ziarna zebranego zbyt późno (listopad, grudzień), w czasie wahań temperatur, wzrasta zawartość mykotoksyn, która może przekraczać dopuszczalne normy,
  • zachować staranność podczas doprawiania gleby przed siewem – zapewnia to równomierne wschody roślin. Unormowane wschody roślin są gwarancją tego, że kolby będą wyrównane co do wielkości i wilgotności. W przypadku niewyrównanego wschodu roślin niektóre z nich są opóźnione aż do zbioru i plon z tych roślin jest o mniej więcej 30% mniejszy, a tym samym wilgotny i silniej porażony przez grzyby,
  • zwalczać chemicznie i biologicznie omacnicę prosowiankę na plantacji – zmniejsza to ryzyko porażenia ziarna przez fuzariozy,
  • stosować ochronę chemiczną we wczesnych fazach rozwojowych roślin – może to ograniczyć systemiczną infekcję roślin przez Fusarium, dlatego zasadne jest zaprawianie ziarna zaprawami, które chronią przed systemicznym porażeniem przez fuzariozy powodujące zgorzele, a potem fuzariozę kolb,
  • prawidłowo przechowywać ziarno suche i wilgotne – grzyby, które produkują toksyny, mają ułatwiony rozwój na mokrym ziarnie lub w obecności tlenu w kiszonce z ziarna albo z całych roślin, dlatego bardzo ważne są warunki przechowywania płodów rolnych.

Jak rozpoznać fuzariozę kłosów? Przyczyny choroby

W zbożach gatunkami odpowiedzialnymi za występowanie fuzariozy kłosów są F. graminearum, F. culmorum, F. avenaceum. Początkowe objawy fuzariozy widoczne są w postaci małych, wodnistych plam na plewkach, które z czasem ciemnieją i przybierają brązowy kolor. Porażenie zielonych kłosów prowadzi do wyblaknięcia – bielenia – pojedynczych kłosków, plew i całych kłosów. Przy silnym porażeniu kłoski obumierają, co skutkuje zmniejszeniem liczby ziarna w kłosach lub tym, że wytwarzane ziarniaki są zdrobniałe, pomarszczone oraz mają zmienione, różowe zabarwienie. Na plewkach u podstawy kłosków i ziarniakach widoczne jest zarodnikowanie grzyba w postaci różowego nalotu. Fuzarioza kłosów zmniejsza zawartość białka i glutenu, co znacznie obniża jakość ziarna oraz wartość piekarniczą mąki. Nasilenie choroby zależy od kilku czynników, przede wszystkim od warunków pogodowych w fazie kwitnienia i tuż po nim. Opady deszczu, duża wilgotność i wysoka temperatura powietrza to warunki sprzyjające rozwojowi zarodników, które w sezonie wegetacyjnym mogą być roznoszone z wiatrem, deszczem, przez ptaki i owady. Dostając się na kwitnące kłosy, kiełkują i infekują kwiaty.

Fuzarioza na ziemniaku – sucha zgnilizna bulw

Sucha zgnilizna bulw występuje powszechnie w przechowalniach, rzadziej po wysadzeniu w pole. Porażone bulwy często opóźniają wschody lub doprowadzają do ich braku. Suchą zgniliznę powodują różne gatunki Fusarium – F. sulphureum i F. solani var. coeruleum. Strzępki wnikają do bulw przez zranienia, które powstają podczas zbioru lub w wyniku wtórnego uszkodzenia przez inne patogeny. Grzyby te rozprzestrzeniają się z sadzeniakami oraz przez zarodniki konidialne, które w glebie mogą przetrwać nawet kilka lat. Infekcja bulw przez grzyby z tego rodzaju jest możliwa przy temperaturze od 10 do 20oC, oczywiście w połączeniu z wysoką wilgotnością. Choroba nie rozwija się w temperaturze poniżej 2oC. Pierwsze objawy obserwowane są po zbiorach, do 5 tygodni. Na bulwach wokół zranień tworzą się małe, brunatne, wgłębne plamy, które stopniowo rozrastają się. Wewnątrz gnijących plamek obserwuje się jamy, pokrywające się charakterystycznym nalotem grzybni różnego koloru – w zależności od gatunku grzyba z rodzaju Fusarium. Końcowym etapem suchego gnicia jest mumia, która na przekroju ma różne odcienie koloru brunatnego. Do zapobiegania rozwojowi i rozprzestrzenianiu się tej choroby zalecane, a nawet konieczne jest:

  • zbieranie bulw po ich dojrzeniu w temperaturze powyżej 10oC,
  • zapobieganie uszkodzeniom bulw na tyle, na ile jest to możliwe,
  • zapewnienie skutecznego i szybkiego gojenia się ran poprzez umieszczenie ziemniaków w wysokiej temperaturze, powyżej 15oC, oraz wilgotności na poziomie 90%,
  • przechowywanie bulw w przechowalniach ze sprawną wentylacją i w temperaturze 2–6oC,
  • czyszczenie i dezynfekowanie przechowalni, kontenerów oraz sprzętu używanego do zbiorów.

Zapobieganie chorobom grzybowym zbóż a diagnostyka

W zapobieganiu występowaniu chorób powodowanych przez grzyby z rodzaju Fusarium niewątpliwym udogodnieniem są badania molekularne, umożliwiające zdiagnozowanie tych chorób, zanim ich objawy będą widoczne na roślinach. Metody zaawansowanej biologii molekularnej umożliwiają diagnostykę szybką, dokładną i precyzyjną. Wykonanie badań, zanim pojawią się objawy na roślinach, umożliwia ułożenie odpowiedniego programu ochrony, co zwiększa efektywność i skuteczność prowadzonej ochrony, a tym samym ogranicza wydatki na ten cel do niezbędnego minimum. Metody oparte na reakcji PCR, stosowane również w Laboratorium Instytutu Agronomicznego Fertico, umożliwiają diagnostykę chorób oraz dokładne określenie gatunku obecnego na danej roślinie. Jest to istotne w diagnostyce chorób, tym bardziej że nie zawsze objawy są identyczne i jednoznaczne dla danej choroby.

 

Karolina Felczak-Konarska/Instytut Agronomiczny Fertico