Fusarium og mykotoksinerforhold som påvirker angrep og utvikling. Guro Brodal, Oleif Elen, Ingerd Skow Hofgaard

Transkript

1 Fusarium og mykotoksinerforhold som påvirker angrep og utvikling Guro Brodal, Oleif Elen, Ingerd Skow Hofgaard Fagforum Korn 9 februar 2010

2 Disposisjon Feltmuggsopp / Fusarium: Skader, symptomer, betydning Mykotoksiner (typer, skader) Biologi/smittekilder, betydning av vær/klima, vekst/dyrkingsforhold (hva skjer ute i åkeren?) Økte forekomster, mulige årsaker

3 Fusarium-sopper En gruppe feltmuggsopper som angriper korn og gras Fusarium culmorum Fusarium avenaceum Fusarium graminearum Fusarium tricinctum Fusarium sporotrichioides Fusarium poae Fusarium langsethiae Microdochium nivale og M. majus (tidl Fusarium nivale) Mfl Forårsaker flere typer skader på ulike stadier av kornplanter (avlingstap, dårlig spireevne, mykotoksiner)

4 Spiringsfusariose Fotsjuke

5 Bladflekker i havre (etter kunstig smitting) Snømugg Bladflekker på høsthvete

6 Aksfusariose, forårsaket av arter innen Fusarium-slekten (feltmuggsopp), er en av de viktigste kornsjukdommene i verden pga soppenes evne til å utvikle mykotoksiner (soppgifter) God kunnskap om Fusarium-soppenes biologi, smittekilder og spredningsmåter, og om forhold som påvirker angrep og utvikling, er en forutsetning for å kunne sette inn aktuelle mottiltak

7 Korn med Fusarium-skader

8 Betydning av Fusarium Avlingstap (over 50% tap rapportert fra andre land) pga Tvangsmodning, dårlig mating/lette korn Redusert spireevne/dårlig etablering av plantebestand og dårlig busking Redusert kornkvalitet Nedbryting av proteiner / gluten (redusert næringsverdi og bakekvalitet) Ukontrollert skumming (gushing) ved ølbrygging Mykotoksiner (ikke alltid sammenheng mellom mengde Fusarium og mengde toksiner, men ved høyt innhold av Fusarium i høsta korn > fare for høyt innhold av toksiner)

9 Mykotoksiner Mykotoksiner = soppgifter (giftige for mennesker og dyr) Varmestabile, sekundære metabolitter dannet av sopp, som selv i små mengder kan forårsake forgiftning/sykdom Fusarium-toksiner dannes av diverse Fusarium-arter ute på åkeren, kan utvikle seg videre på lager, hovedgrupper: Trichothecener (type B: DON (vomitoxin), NIV; type A: T-2, HT-2) Zearalenon (ZEA=ZON=ZEN) Moniliformin (MON) Enniatiner (ENNs) Beavericin (BEA) Fumonisiner (FBs) Mfl

10 Hvilke Fusarium-arter produserer hvilke toksiner? (ufullstendig tabell) DON NIV ZEA T-2/HT-2 MON ENNs BEA FBs F. graminearum X X X F. culmorum X X X F. avenaceum X X X F. tricinctum X X X F. sporotrichioides X X F. poae X? X X F. langsethiae X F. verticillioides X

11 Biologi og smittekilder Fusarioser - Soppene overlever på halmrester og i såkorn - Spres i fuktig vær (ved regnsprut, ev. ved vind) - Kornplanter mest mottagelige ved blomstring Tegning: Hermod Karlsen i Brandsæter et al. 2009)

12 Forhold som påvirker angrep av Fusarium og produksjon av mykotoksiner 1 Klimatiske forhold Fuktighet/nedbør, temperatur har betydning for hvilke Fusariumarter som dominerer: I fuktige og varme strøk er F. graminearum den viktigste arten I kjølige strøk (Norden, Nord-Europa) har F. avenaceum, F. culmorum, F. poae, F. langsethiae and M. nivale vært mest vanlig, men i seinere år har forekomsten av F. graminearum økt i kjølige strøk (men vi har fått det noe varmere og lengden på vekstsesongen har økt med ca 2 uker siste 10 årene)

13 Forhold som påvirker angrep av Fusarium og produksjon av mykotoksiner 2 Dyrkingsforhold Jordarbeiding/planterester på bakken Vekstskifte/ensidig korndyrking (havre etter havre) Legde (tilpasse gjødsling, stråforkorter?) Fungicider Infisert såkorn Vanning (rundt blomstring) Beliggenhet (lokalklima, terreng/topografi,..) Jordtype/jordstruktur Glyfosat? 3 Sortsegenskaper Resistens Stråstyrke, strålengde Tidlighet

14 Fusarium i såkornprøver (bygg, havre og vårhvete) fra Sør-Norge og nedbør i juli (Brodal, Elen og Tangerås, upublisert) Nedbør juli % Fusarium % Fusarium i såkorn Nedbør i juli 0 År

15 Betydning av nedbør i vekstsesongen (Elen, foreløpige data) Værfaktor DON - havre DON - hvete T2/HT-2 - havre Forsommertørke Nedbør før blomstring + (+) - Nedbør under blomstr Nedbør etter blomstr Nedbør før høsting (+) ++ 0

16 DON (ppm) i dansk hvete ulik forgrøde og jordarbeiding (Cordsen Nielsen, 2005) Redusert jordarbeiding Pløyd Mais Hvete/Rug Vårbyg/havre Høstraps

17 Redusert jordarbeiding ( conservation tillage ) og ensidig korndyrking (særlig med mais) er de viktigste årsakene til store epidemier i USA, Europa og andre deler av verden. Fusarium-infiserte planterester er årsaken til problemene (Dill-Makcy, 2008)

18 Økning i angrep av Fusarium etter sprøyting mot andre sjukdommer (Henriksen, 2005) Ubehandlet Tilt Top Diamant Amistar 10 0 Ubehandlet Tilt Top Diamant Amistar

19 Hvordan redusere angrep? Vekstskifte (annen forgrøde enn korn) reduserer smittepress i åkeren Oljevekster, erter/belgvekster, grønnsaker, potet?? Mais gir økte Fusarium/mykotoksin-problemer Jordarbeiding reduserer smittepress i åkeren Pløying begraver infiserte planterester (viktig særlig ved ensidig korndyrking) Dersom det ikke pløyes er det viktig å finkutte/harve ned planterester og stubb slik at nedbryting går raskt (fjerne halmen) Men dette kan ikke forhindre at smitte kommer gjennom lufta Dyrke mest mulig motstandsdyktig sort Sprøyte med fungicid til rett tid (under blomstring, etter varsel) (Økologisk dyrking)

20 Tidspunkt for angrep og produksjon av toksiner i korn smittet med Fusarium graminearum DON innhold i Morton havre ved Univ. Minnesota 2008 etter smitting med Fusarium graminearum (Gobena et al., upublisert) 25 Mean DON content (ppm) No inoculation At flowering + 3DAI One week after flowering + DAI Treatment (time of inoculation) 2 weeks after flowering + DAI

21 Skadene av angrep er større jo tidligere de kommer Tildig infeksjon seine infekson (Clear and Patrick, Canadian Grain Commission, 2008)

22 Resistens ( motstandsevne ) mot Fusarium i kornsorter Resistens mot infeksjon av agner, mot vekst i akset, mot infeksjon av kjerner, mot sent angrep

23 Sortsegenskaper - Felling av støvknapper - Lukket blomstring - Glissent aks, nikkende aks - Langt strå Kilde: Helge Skinnes

24 Mulige årsaker til økende forekomster av Fusarium graminearum (DON): - Fuktigere og varmere klima, lenger vekstsesong - Endret jordarbeiding (mindre pløying) - Ensidig korndyrking over store områder - Økt dyrking av mottakelige kornsorter (Bessin havre) - Endring i oppførsel/andre raser av F. graminearum (?) Fusarium langsethiae (T-2/HT-2): Ny Fusarium-art, som i Norge særlig er observert i havre - Vet ikke mye om denne soppens biologi, har sannsynligvis andre krav til klima og dyrkingsforhold enn de mer kjente Fusarium-artene (forskningsprosjekt i Bioforsk om dette)

25 Fusarium-forskning i Bioforsk I samarbeid med kornbransje-bedrifter er det i Bioforsk nylig gjennomført et forskningsprosjekt - prøve ut analysemetoder/ hurtigmetodikk - utvikle prognose/varslingsmodeller - komme fram til dyrkingspraksis som gir lav toksin-risiko Finansiering: NFR, FFL/JA, FK Agri, StrandUnikorn, Fiskå Mølle & Kornsilo, Bayer CropScience, Bioforsk)

26 Ubesvarte spørsmål/utfordringer Trenger: mer kunnskap om Fusarium-soppenes spredning gjennom lufta og overlevelse på dødt plantemateriale metoder for å uskadeliggjøre soppene på planterester mer nyansert kunnskap om betydning av jordarbeiding og vekstskifte (konsekvenser Regionale miljøprogram, dilemmaet vannkvalitet trygg mat/fôr) resistente sorter mer informasjon om årsaker til geografiske forskjeller, inkludert mellom områder med relativt likt klima (hva er karakteristisk for områder med mye/lite toksiner?) dyrke andre vekster enn korn i de mest erosjons/toksinutsatte områdene? videreutvikling analysemetodikk