Fusarium graminearum – un patogen periculos al cerealelor păioase

INFORMARE!

FUSARIUM GRAMINEARUM SCHW., UN PATOGEN PERICULOS AL CEREALELOR PĂIOASE

STIMAȚI FERMIERI!

Compania Bayer în parteneriat cu USV ”Regele Mihai I” din Timișoară aduce în atenția dumneavoastră fungul Fusarium graminearum care produce boala numită ”albirea și înroșirea spicelor”. În zonele din țară unde au căzut precipitații în perioada înfloritului iar temperaturile au fost favorabile realizării infecțiilor este posibil să apară fusarioza. Pierderile produse de F. graminearum la grâu în anii epidemici pot fi uriașe. Pagubele se datorează în mare parte sterilității spicelor, MMB - ului scăzut (masa a o mie de boabe) dar mai ales prezenței micotoxinelor în cariopse.

Fusarium graminearum este un patogen deosebit de periculos al cerealelor deoarece produce micotoxine încadrate în două clase chimice: trichothecene și zearalenon. Dintre trichothecene amintim: vomitoxina (deoxynivalenol sau DON), micotoxina T – 2, diacetoxyscirpenol (DAS), monoacetoxyscirpenol (MAS) şi nivalenol. Aceste micotoxine sunt iritanţi puternici şi au fost asociate (atunci când sunt consumate) cu simptome ca: vomă, refuzul hranei şi posibil ulcer gastric. Cele mai semnificative trichothecene sunt toxina T – 2 şi deoxynivalenolul care apar în cantităţi destul de mari la cereale. Zearalenonul face parte din a doua clasă chimică de toxine produse de F. graminearum. Când este consumat de animale este asociat cu probleme de reproducere, cum sunt: avorturile, căldurile false, reabsorbţia fetusului şi a mumiilor [Cotuna & Popescu, 2009].

Factorii de risc

Risc crescut de infecții cu Fusarium graminearum se înregistrează în anii când se întrunesc următorii factori:

Temperaturi optime pentru realizarea infecțiilor. După Anderson (1948), temperatura optimă pentru realizarea infecțiilor este de 25⁰C, indiferent de cât timp durează umezeala.

După De Wolf et al. (2003), contează durata în ore a temperaturilor cuprinse între 15 - 30⁰C, înainte cu șapte zile de înflorit. În condiții de vreme caldă cu temperaturi cuprinse între 25 - 30⁰C și umiditate continuă, simptomele de Fusarium la spic (albire) pot apărea în 2 - 4 zile de la realizarea infecției [Wegulo, 2012]. Astfel, o cultură aparent sănătoasă, brusc poate să prezinte simptome de boală.

Precipitațiile continue dinainte de înflorit și în timpul dezvoltării cariopselor favorizează acumularea de cantități mari de DON în cereale. Cantitățile de precipitații din lunile mai și iunie predispun cerealele la infecția cu Fusarium.

Perioadele în care grâul poate fi infectat sunt la înflorit sau imediat după înflorit [Hernandez Nopsa et al., 2012; Wegulo, 2012]. De Wolf et al. (2003) arată importanța duratei în ore a precipitațiilor înainte cu șapte zile de înflorit.

Umiditatea relativă a aerului (UR%). Cu cât expunerea la umezeală este mai îndelungată, intensitatea atacului la spic crește. Chandelier et al. (2011), într-un studiu efectuat pe o perioadă de șapte ani, arată o corelație puternică între umiditatea relativă medie de peste 80% și cantitatea de DON acumulată în cariopse.

Tehnologiile practicate în prezent de către fermieri pot influența pozitiv infecțiile cu Fusarium cât și acumularea de micotoxine. Sistemele de cultivare ”minimum tillage”sau ”no tillage” (utile pentru conservarea solului), densitățile mari practicate, lipsa rotației, au dus la creșterea sursei de inocul în resturile vegetale care rămân la suprafața solului [Unger, 1994; Watkins, 1994; Matei et al., 2010].

Soiurile sensibile

Recunoașterea simptomelor

Fusarium graminearum poate ataca plantele de cereale păioase pe tot parcursul perioadei de vegetație, dacă condițiile climatice preferate se întrunesc.

Tabloul simptomatic al bolii se prezintă după cum urmează:

Plăntuţele care provin din seminţe infectate se îngălbenesc şi în cele din urmă putrezesc.

În faza de înfrăţire, rădăcinile şi coletul sunt brunificate datorită infecţiilor realizate de miceliul şi clamidosporii din sol. Plantele atacate continuă să vegeteze slab şi vor forma spice sterile.

Forma cea mai gravă de atac este după înspicare. Spicele, iniţial se albesc parţial (câteva spiculeţe) sau total, apoi se înroşesc şi se acoperă cu un înveliş micelian, alb – roz sau alb – rubiniu, uneori portocaliu - somon, pe care se observă sporodochiile ciupercii (forma imperfectă). Pe spicele înroşite (pe palee, ariste sau boabe) se observă puncte negre care sunt periteciile ciupercii (forma perfectă). Cariopsele infectate sau fuzariate rămân mici, zbârcite, cenuşii sau rozii iar germinaţia şi puterea de străbatere va fi slabă [Popescu, 2005].

Fusarium graminearum rezistă în sol sub formă de miceliu saprofit, clamidospori şi peritecii. O sursă importantă de transmitere este sămânţa infectată din care ies plăntuţe bolnave care mor (infecţie sistemică). Infecţiile primare pot fi realizate de micelii sau clamidosporii din sol dar şi de ascosporii şi conidiile care ajung pe părţile aeriene ale plantelor. După realizarea infecției, miceliul care se dezvoltă intracelular va intra în sporogeneză, formându-se astfel conidiile ce asigură infecţiile secundare (foarte păgubitoare mai ales în perioada înfloritului) – Popescu, 2005. Dezvoltarea acestui patogen este favorizată de vremea umedă (umiditatea aerului peste 90%, prezenţa ploilor) şi de temperaturile moderate (peste 20 ⁰C) şi apoi de factorii agrofitotehnici (monocultura, solurile acide, azotul în exces, semănatul des, sensibilitatea soiurilor). Infecţia continuă şi în depozite. Contaminarea cu micotoxinele produse de F. graminearum este asociată cu amânarea excesivă a recoltatului şi cu depozitarea cerealelor umede. Acumularea de micotoxine este masivă la temperaturi de 21 – 29⁰ C şi la o umiditate a boabelor de peste 20%.

Managementul integrat

Putem combate sau nu fusarioza la cereale? O întrebare la care este greu de răspuns. Măsurile din cadrul sistemului de combatere integrată pot ține sub control destul de puțin fusarioza dar nu întotdeauna ne feresc de infecții. De ce? Pentru că orice măsuri am respecta, condițiile climatice sunt esențiale în realizarea infecțiilor.

Măsuri profilactice

Măsurile de profilaxie sunt foarte importante dar nu ne feresc de infecții dacă condițiile climatice sunt favorabile patogeniei. Totuși, respectarea lor ne poate ajuta, în sensul că vom avea o rezervă mai mică de inocul în sol.

În acest sens, este bine ca fermierii să respecte următoarele măsuri:

• Cultivarea de soiuri adaptate climei locale şi zonei unde vor fi cultivate.
• Cultivarea unor soiuri care tolerează mai bine patogenul.

Despre rezistență totală nu putem discuta. Rezistența soiurilor de grâu la infecția cu Fusarium este foarte importantă și intens studiată astăzi. Sunt descrise până acum cinci tipuri de rezistență:

tipul I - rezistența la infecția inițială (reacții de apărare);

tipul II - rezistența la răspândirea agentului patogen în țesutul infectat;

tipul III - rezistența la infecție a semințelor;

tipul IV - toleranța la infecție;

tipul V - rezistența la micotoxine [Mesterhazy, 1995; Ma et al., 2009; Kosaka et al., 2015; Zhang et al., 2020].

După Bai & Shaner (2004), crearea unor soiuri cu rezistență la Fusarium poate fi o strategie foarte bună pentru controlul acestei boli. În S. U. A., preocupări de ameliorare a grâului pentru rezistența la Fusarium sp. există de prin anul 1929.

Un studiu din 1963 arată că, după un ciclu de cercetari de nouă ani, toate plantele de grâu pot fi infectate în proporție mai mare sau mai mică [Schroeder & Christensen, 1963].

• controlul dăunătorilor în lanurile de cereale nu trebuie neglijat, deoarece se ştie că favorizează infecţiile cu Fusarium graminearum.
• densităţile mari trebuie evitate.
• fertilizarea cu azot şi alte substanţe nutritive să se facă în mod echilibrat.
• rotaţia culturilor trebuie respectată, deoarece s-a constatat că reduce riscul de contaminare cu micotoxine produse de ciuperca Fusarium graminearum.
• resturile vegetale să fie îngropate prin intermediul arăturii.
• recoltarea la timp, uscarea la 24 de ore de la recoltare şi supravegherea umidităţii boabelor la depozitare [Cotuna & Popescu, 2009].

Dacă aceste măsuri sunt respectate, sursa de inocul va fi diminuată nu şi eliminată.

Tratamentele din vegetație

La modul general, în literatura de specialitate se recomandă două tratamente în timpul sezonului de vegetație, după cum urmează:

• Primul tratament la începutul înspicării;
• Al doilea tratament la sfârșitul înfloritului.

Studiile efectuate pentru stabilirea momentelor optime de efectuare a tratamentelor (când au eficacitate maximă) recomandă următoarea strategie:

Tratament la BBCH 59 - când grâul nu este înflorit - eficiență ridicată.

Tratament la BBCH 63 - 65 - început înflorit, moment optim pentru bolile spicului în general.

Pentru tratamentele în vegetație, compania Bayer are omologate următoarele produse:

Nativo Forte^® 280 EC (Protioconazol + spiroxamină + trifloxistrobin) 1,5 l/ha

Prosaro^® 250 EC (Protioconazol + tebuconazol) 1 l/ha

Input^® 460 EC (protioconazol + spiroxamina) 1 l/ha

Falcon^® Pro (Protioconazol + spiroxamină + tebuconazol) 0.8 l/ha

Nativo^® Pro 325 SC (Protioconazol + trifloxistrobin) 0.7 l/ha

Nativo^® 300 SC (Tebuconazol + trifloxistrobin) 1 l/ha

Fungicidele omologate trebuie utilizate doar în dozele recomandate de producători. Nu măriți dozele. Mărirea dozelor duce la apariția fenomenului de rezistență. Rezistența la pesticide este o problemă mare a agriculturii moderne.

Tratamentele trebuie efectuate doar în zilele în care nu bate vântul și temperaturile nu sunt ridicate. Dacă, după efectuarea tratamentelor intervin ploi, va trebui să repetați. Este foarte important să fie respectați timpii de pauză până la recoltat. Fungicidele utilizate la cereale au timpi de pauză destul de mari, începând de la 35 până la 50 zile.

Măsuri biologice

Combaterea biologică este foarte rar utilizată în combaterea fusariozei la grâu și nu numai. De interes sunt antibioticele produse de bacterii (Bacillus subtilis) și fungi (Penicillium, Trichoderma, Trichothecium): fitobacteriomicina, nifimicina, fitoflavina, lavendromicina, trichotecina [Popescu, 2005].

În prezent există un produs biologic omologat în România pe bază de Pythium oligandrum (M₁ x 10⁶ oospores/g Pythium oligandrum) pentru tratarea fusariozei în perioada de vegetație. Tratamentele cu agenți biologici trebuie efectuate preventiv, nu curativ.

IMPORTANT!

Recoltele contaminate cu micotoxine fusariene nu pot fi destinate nici pentru panificaţie, nici pentru hrana animalelor, din cauza intoxicaţiilor grave pe care le produc.

Nu ezitați să ne contactați dacă întâmpinați probleme deosebite în culturile dumneavoastră.

Bibliografie

Andersen, A. L., 1948. The development of Gibberella zeae head blight of wheat. Phytopathology, 38, 599 – 611.

Anon, 1993b. In IARC Monographs on the evaluation of carcinogenic risk to humans, vol. 56, International Agency for Research an Cancer, Lyon, France, pp. 467 - 488.

Anon, 1993c. In IARC Monographs on the evaluation of carcinogenic risk to humans, vol. 56, International Agency for Research an Cancer, Lyon, France, pp. 397 - 444.

Bai, G., Shaner, G., 2004. Management and resistance in wheat and barley to Fusarium head blight. Annu. Rev. Phytopathol. 42: 135 - 161.

Chandelier, A., Nimal, C., André, F., Planchon, V., Oger, R., 2011. Fusarium species and DON contamination associated with head blight in winter wheat over a 7-year period 92003–2009) in Belgium. Eur. J. Plant Pathol., 130, 403 – 414.

Cotuna, O., Sărățeanu, V., Durău, C., Paraschivu, M., Rusalin, G., 2013. Resistance reaction of some winter wheat genotipes to the attack of Fusarium graminearum L. Schw. in the climatic conditions of Banat plain, Research Journal of Agricultural Science, 45 (1), p. 117 - 122.

Cotuna O., Paraschivu M., Sărăţeanu V., Partal E., Durău C. C., 2022. Impact of Fusarium head blight epidemics on the mycotoxins’ accumulation in winter wheat grains, Emirates Journal of Food and Agriculture, 34 (11), 949 - 962.

Cotuna O., Popescu G., 2009. Securitatea și calitatea produselor vegetale, siguranța vieții, Editura Mirton, Timișoara, 327 p..

Cowger, C., Arellano, C., 2013. Fusarium graminearum infection and deoxynivalenol concentrations during development of wheat spikes. Phytopathology 103: 460 - 471.

De Wolf, E. D., Madden, L. V., Lipps, P. E., 2003. Risk assessment models for wheat Fusarium head blight epidemics based on within-season weather data. Phytopathology, 93, 428 – 435.

Hernandez Nopsa, J., Baenziger, P. S., Eskridge, K. M., Peiris, K. H. S., Dowell, F. E., Harris, S. D., Wegulo, S. N., 2012. Differential accumulation of deoxynivalenol in two winter wheat cultivars varying in FHB phenotype response under field conditions. Can. J. Plant Pathol. 34, 380 – 389.

Kosaka, A., Manickavelu, A., Kajihara, D., Nakagawa, H., Ban, T., 2015. Altered gene expression profiles of wheat genotypes against Fusarium head blight. Toxins 72: 604 - 620.

Liddell, C. M., 2003. Systematics of Fusarium species and allies associated with Fusarium head blight. In Fusarium Head Blight of Wheat and Barley; Leonard, K. J., Bushnell, W. R., Eds.; American Phytopathological Society: St. Paul, MN, USA, 2003; pp. 35 – 43.

Ma, H., Ge, H., Zhang, X., Lu, W., Yu, D., Chen, H., Chen, J., 2009. Resistance to Fusarium head blight and deoxynivalenol accumulation in Chinese barley. J. Phytopathology, 157, 166 – 171.

Marasas, W. F. O., 1991. In Mycotoxins and Animal Foods (J. E., Smith, and R. S., Henderson, editors), CRC Press, Inc., pp. 119 - 139.

Matei, G., Păunescu, G., Imbrea, F., Roşculete E., Roşculete, C., 2010. Rotation and fertilization - factors in increasing wheat production and improving the agro productive features of the brown reddish soil from central area of Oltenia, Research Jurnal Of Agricultural Science, Vol. 42 (1). USAMVB Timișoara, pag. 182 - 189.

Mesterhazy, A. I., 1995. Types and components of resistance to Fusarium head blight of wheat. Plant breeding 114 5: 377 - 386.

McMullen, M., Jones, R., Gallenberg, D., 1997. Scab of wheat and barley: A re-emerging disease of devastating impact. Plant Dis. 81:1340 - 1348.

Miller, J. D., Greenhalgh, R., Wang, Y., Lu, M., 1991. Trichothecene chemotypes of three Fusarium species. Mycologia, 83, 121 – 130.

Miller, J. D., 1994. Epidemiology of Fusarium ear diseases of cereals. In Mycotoxins in Grain. Compounds Other than Aflatoxin; Miller, J. D., Trenholm, H. L., Eds.; Eagan Press: St. Paul, MN, USA, 1994; pp. 19 – 36.

Miller, J. D., 2002. Aspects of the ecology of Fusarium toxins in cereals. In Mycotoxins and Food Safety; DeVries, J. W., Trucksess, M. W., Jackson, L. S, Eds.; Kluwer Academic/Plenum Publishers: New York, USA, pp. 19 – 28.

Paraschivu, M., Cotuna O., Paraschivu M., 2014. Integrated disease management of Fusarium head blight, a sustainable option for wheat growers worldwide, Annals of the University of Craiova - Agriculture, Montanology, Cadastre Series, vol. XLIV, p. 183 - 187.

Paul, P. A., Lipps, P. E., Madden, L. V., 2005. Relationship between visual estimates of Fusarium head blight intensity and deoxynivalenol accumulation in harvested wheat grain: a meta-analysis. Phytopathology 95:1225 - 1236.

Popescu G., 2005. Tratat de patologia plantelor, vol. II Agricultură, Editura Eurobit, 341 p..

Snijders, C. H. A., Perkowski, J., 1990. Effects of head blight caused by Fusarium culmorum on toxin content and weight of wheat kernels. Phytopathology, 80, 566 – 570.

Sobrova, P., Adam, V., Vasatkova, A., Beklova, M., Zeman, L., Kizek, R., 2010. Deoxynivalenol and its toxicity. Interdisc. Toxicol., 3, 94 – 99.

Schroeder, H. W., Christensen, J. J., 1963. Factors affecting resistance of wheat to scab caused by Gibberella zeae. Phytopathology 53 7, 1: 831 - 838.

Unger, P. W., 1994. Residue production and uses–an introduction to managing agricultural residues. In Managing Agricultural Residues; Unger, P. W., Ed., Lewis Publishers: Boca Raton, F. L., USA, pp. 1 – 6.

Zhang, W., Boyle K., Brûlé - Babel, A. L., Fedak, G., Gao, P., Robleh Djama, Z., Polley, B., Cuthbert R. D., Randhawa, H. S., Jiang, F., Eudes, F., Fobert, P. R., 2020. Genetic Characterization of Multiple Components Contributing to Fusarium Head Blight Resistance of FL62R1, a Canadian Bread Wheat Developed Using Systemic Breeding. Front. Plant Sci. 11:580833.

Zrcková, M., Svobodová - Leišová, L., Bucur, D., Capouchova, I., Konvalina, P., Pazderu, K., Janovská D., 2019. Occurence of Fusarium spp. In hulls and grains of different wheat species, Romanian Agricultural Research, No. 36, 173 - 185.

Watkins, J. E., Boosalis, M. G., 1994. Plant disease incidence as influenced by conservation tillage systems. In Managing Agricultural Residues; Unger, P. W., Ed. Lewis Publishers: Boca Raton, F. L., USA, 261 – 283.

Wegulo, S. N., 2012. Factors influencing Deoxynivalenol accumulation in small grain cereals, Toxins, 4, 1157 - 1180.

Wang, Y. Z. and Miller, J. D., 1988. Screening techniques and sources of resistance to fusarium head blight. In: A. R., Khlatt, (ed), Wheat production: constraints in tropical environments. CIMMYT, Mexico. 239 - 250.

***. 2006. Commission Regulation (EC) No 1881/2006 of 19 December 2006 setting maximum levels for certain contaminants in foodstuffs.

***. 2013. Commission Recommendation 2013/165/EU of 27 March 2013 on the presence of T-2 and HT-2 toxin in cereals and cereal products.

***. 2024. REGULAMENTUL (UE) 2024/1022 AL COMISIEI din 8 aprilie 2024 de modificare a Regulamentului (UE) 2023/915 în ceea ce privește nivelurile maxime de deoxinivalenol în produse alimentare, Jurnalul Oficial al Uniunii Europene, 9.4.2024, ELI: http://data.europa.eu/eli/reg/2024/1022/oj.

Șef lucrări Dr. Ing. Cotuna Otilia

FACULTATEA DE AGRICULTURĂ - USV ”Regele Mihai I” din Timișoara

Departamentul de Biologie și Protecția Plantelor