Sammenheng mellom Fusariumsmitte på såkorn og klima

Transkript

1 335 Sammenheng mellom Fusariumsmitte på såkorn og klima Guro Brodal, Oleif Elen / guro.brodal@planteforsk.no Planteforsk Plantevernet Sammendrag Et stort antall såkornprøver av bygg, havre og vårhvete har, hvert år siden begynnelsen av 1970-årene blitt analysert ved Frøkontrollen/Landbrukstilsynet for smitte av spireskadende sopper, hovedsakelig Fusarium, inkludert Microdochium nivale. Smitten er registrert som prosent angrepne korn i hver prøve. For å undersøke betydningen av klimaforhold i vekstsesongen for smittegrad i høsta kornavling, har årlig gjennomsnittlig smitteprosent fra 1970 til 2002 blitt sammenligna med temperatur og nedbør i mai, juni, juli og august fra disse årene. Betydning av smittegrad i såkornet året før er også undersøkt. 69 % av variasjonen i smittegrad av Fusarium/M. nivale i bygg ble forklart ved faktorene nedbør i juli og smittegrad av Fusarium/M. nivale foregående år (signifikante positive effekter), nedbør i juni og temperatur i juli (signifikante negative effekter). I havre var nedbør i juli og smittegrad foregående år ansvarlig for 59 % av variasjonen og i vårhvete ble 58 % av variasjonen i smittegrad forklart ved faktorene nedbør i juli og smittegrad foregående år (signifikante positive effekter), nedbør i mai og temperatur i august (signifikante negative effekter). Det konkluderes med at nedbør i juli er viktigst for angrep av Fusarium i høsta avling. I tillegg kan også smitte i såkornet (høsta foregående år) være av betydning. Innledning Fusarium-arter, inkludert Microdochium nivale (snømugg), er svært vanlig på kornartene våre (Haave 1985). De utgjør et sjukdomskompleks som kan gi ulike typer symptomer, som spireskader, fotsjuke, snømugg, strå- og aksfusariose. Mange Fusarium-arter kan også produsere mykotoksiner og dermed

2 336 G. Brodal og O. Elen / Grønn kunnskap 9 (2) forårsake at korn og kornprodukter kan være giftige for mennesker og dyr. Hvorvidt korn vil bli angrepet av Fusarium-arter og M. nivale er blant annet avhengig av miljøfaktorer i løpet av vekstsesongen, særlig klimatiske faktorer. Fuktige forhold er generelt gunstig for angrep av disse soppene. De største skadene får en når angrepene skjer ved blomstring, mens smitting før blomstring og under modning ikke var så skadelig (Andersen 1948). Videre er det vist at nedbør ved kornets skyting og blomstring og delvis under modning kan være viktig for angrep av F. culmorum, F. avenaceum og M. nivale (Mishra 1973). Det betyr at nedbør i tiden omkring blomstring øker risikoen for angrep i det som skal bli kornavlinga. I Sør-Norge blomstrer vårkornet vanligvis i løpet av første del av juli. Dermed er risikoen for angrep stor i denne perioden i år med mye nedbør. Såkorn av bygg, havre og vårhvete har blitt analysert for sjukdomssmitte hvert år siden begynnelsen av 1970-årene. Et stort antall prøver bygg-, havreog hvetepartier har blitt analysert for spireskadende sopper, hovedsakelig Fusarium, inkludert M. nivale, ved Frøkontrollen/Landbrukstilsynet i løpet av disse årene. For å undersøke betydningen av klimaforhold i vekstsesongen for smittegrad av Fusarium spp./m. nivale i høsta kornavling, har årlig gjennomsnittlig smitteprosent fra 1970 til 2002 blitt sammenligna med temperatur og nedbør i mai, juni, juli og august fra disse årene. Betydning av smittegrad i såkornet året før er også undersøkt. Materiale og metoder Såkornprøver og analysemetodikk Antall prøver som er analysert hvert år av bygg, havre og vårhvete framgår av Tabell 1. Prøvene representerer alle korndyrkingsområdene i Sør-Norge og inkluderer både sertifisert og egenprodusert såkorn. Etter hvert som analysekapasiteten for sunnhetsanalyser ble bedre utover i 1980-årene og såvareforretninger og bønder etterspurte slike analyser, økte antall prøver som ble analysert. Rutinemessige beisebehovsanalyser ble gjennomført i bygg fra 1990 og var fullt utbygd i havre og vårhvete fra høsten 1997 (Brodal et al. 1997). Siden da er alt såkorn i Norge blitt undersøkt for sjukdomssmitte. Fra begynnelsen av 1970-årene og fram til 1989 ble alle prøver analysert for Fusarium spp. (inkludert M. nivale) med frysemetoden. Fra 1990 ble den såkalte Doyer-metoden tatt i bruk i bygg og havre og fra år 2000 har analyser av hvete blitt gjort på agar (PDA). Etter inkubering ble prøvene undersøkt ved hjelp av mikroskop og angrep av Fusarium spp. og/eller M. nivale ble angitt som prosent smitta korn i hver prøve. Årlig gjennomsnittlig smittegrad ble beregna for hver kornart.

3 337 Klimadata Gjennomsnittlig døgnmiddeltemperatur pr måned og sum nedbør (mm) i mai, juni, juli og august, registrert ved meteorologiske stasjoner i Ås og Rygge, ble brukt for å undersøke sammenhengen mellom klima og smittegrad av Fusarium spp./m. nivale for årene 1970 til Resultater Årlig gjennomsnittlig smittegrad registrert på såkorn av bygg, havre og vårhvete høsta i årene 1970 til 2002 er vist i Tabell 1. M. nivale, F. avenaceum og F. culmorum var de vanligst forekommende artene som ble registrert på såkorn i Norge, men de ulike artene er ikke blitt kvantifisert. De tydelige korrelasjonene mellom smittegradene hos de tre kornartene (Tabell 2) tyder på at de årlige variasjonene i stor grad skyldes de samme forholdene. Tabell 3 viser korrelasjoner mellom smittegrad (% smitta korn) av Fusarium spp./m. nivale i såkorn av bygg, havre og vårhvete og nedbør og temperatur i vekstsesongen for perioden 1970 til Det ble funnet positive signifikante sammenhenger mellom smittegrad og nedbør i juli for alle kornarter. Dessuten var det en negativ sammenheng mellom nedbør og smittegrad for vårhvete i mai. Det var varierende resultater for sammenhengen mellom temperatur og smittegrad, slik det framgår av Tabell 3. Signifikante positive korrelasjoner ble funnet mellom smittegrad i såkorn og smittegrad i høsta avling både for bygg, havre og vårhvete (Tabell 4). Tabell 5 viser at 69 % av variasjonen i smittegrad av Fusarium/M. nivale i bygg ble forklart ved faktorene nedbør i juli og smittegrad foregående år (signifikante positive effekter), nedbør i juni og temperatur i juli (signifikante negative effekter). I havre var nedbør i juli og smittegrad foregående år ansvarlig for 59 % av variasjonen og i vårhvete ble 58 % av variasjonen i smittegrad forklart ved: Nedbør i juli og smittegrad foregående år (signifikante positive effekter), nedbør i mai og temperatur i august (signifikante negative effekter).

4 338 G. Brodal og O. Elen / Grønn kunnskap 9 (2) Tabell 1. Årlig gjennomsnittlig smittegrad av Fusarium spp./m. nivale på såkorn av bygg, havre og vårhvete fra Sør-Norge analysert ved Frøkontrollen/Landbrukstilsynet i perioden 1970 til Høsteår Bygg Havre Vårhvete Antall % korn smitta m. Antall % korn smitta m. Antall % korn smitta m. prøver F. spp/m. nivale prøver F. spp/m. nivale prøver F. spp/m. nivale Gjennomsnitt Totalt antall prøver

5 339 Tabell 2. Korrelasjoner mellom smittegrader (% smitta korn) av Fusarium spp./m. nivale på såkorn av bygg, havre og vårhvete fra Sør-Norge i perioden 1970 til Bygg Havre Vårhvete Bygg 0.93 *** 0.44* Havre 0.65*** *** signifikant på 0.1 % nivå * signifikant på 5 % nivå Tabell 3. Korrelasjoner mellom smittegrad (% smitta korn) av Fusarium spp./m. nivale i såkorn av bygg, havre og vårhvete fra Sør-Norge og nedbør og temperatur i vekstsesongen for perioden 1970 til Sum nedbør (mm) Temperatur ( o C) Kornart Mai Juni Juli August Mai Juni Juli August Bygg (N=32) *** * Havre (N=30) *** * 0.35* Vårhvete (N=29) -0.38* * * *** signifikant på 0.1 % nivå * signifikant på 5 % nivå Tabell 4. Korrelasjoner mellom smittegrader (% smitta korn) av Fusarium spp./m. nivale i såkorn og høsta avling hos bygg, havre og vårhvete fra Sør-Norge i perioden 1970 til Korrelasjonskoeffisient Bygg 0.46** Havre 0.46* Hvete 0.47* ** signifikant på 1 % nivå * signifikant på 5 % nivå

6 340 G. Brodal og O. Elen / Grønn kunnskap 9 (2) Tabell 5. Multippel regresjon mellom smittegrader (% smitta korn) av Fusarium spp./m. nivale i såkorn av bygg, havre og vårhvete fra Sør-Norge og kombinerte effekter av nedbør, temperatur og smittegrad året før. Regresjonskoeffisient Faktor i regresjonen Bygg Havre Vårhvete Nedbør (mm) mai -0.12* juni -0.07* juli 0.14*** 0.09*** 0.08* Temperatur ( o C) juli -2.06* august -1.53* % smitte i såkornet 0.51*** 0.46** 0.34* R 2 (korrelasjonskoeff.) 68.8 % 59.0 % 58.0 % Diskusjon/konklusjon Signifikante positive korrelasjoner mellom nedbør i juli og smittegrad av Fusarium spp./m. nivale ble funnet både for bygg, havre og vårhvete. Den tydelige sammenhengen som ble funnet mellom nedbør omkring aksskyting/blomstring og smittegrad av Fusarium spp./m. nivale er i bra samsvar med en tilsvarende undersøkelse i høsthvete fra Nederland (Daamen et al. 1991). I områder med mye F. graminearum er det også vist at hvete er mest mottagelig i tiden omkring aksskyting/blomstring og at høy fuktighet i denne perioden har gitt kraftigere angrep enn ved tørre forhold (De Wolf et al. 2003). Korrelasjonsberegningene viste også at nedbør i mai kan virke dempende på angrepene i vårhvete, mens økt temperatur før blomstring (forsommertørke), kan bidra til økte forekomster av Fusarium spp./m. nivale i havre. Høy temperatur i juli og august bidro til å redusere angrepene. Noe overraskende ble det funnet en signifikant sammenheng mellom smittegrad i såkorn og høsta avling. Dette tyder på at smitte av Fusarium spp./m. nivale i såkorn kan være av betydning for aksfusariose i tillegg til å forårsake spireskader. En annen forklaring kan også være at smittegraden av såkornet gjenspeiler den smitten som overvintrer ute i åkeren fra foregående år. Det konkluderes med at nedbør i juli og smittegrad i såkorn har størst betydning for Fusarium spp./m. nivale i korn i Norge.

7 341 Referanser Andersen, The development of Gibberella zeae headblight of wheat. Phytopathology 38: Brodal, G., Røsok Bye, H. & Skuterud, H Smitteterskler for beiseanbefaling i såkorn. [Inoculum thresholds for seed treatment according to need]. Report Norwegian Agricultural Inspection Service, October pp + six enclousures. Daamen, R.A., Langerak, C.J. & Stol, W Surveys of cereal diseases and pests in the Netherlands.3. Monographella nivalis and Fusarium spp. in winter-wheat fields and seed lots. Neth. J. Pl. Path. 97: De Wolf, E.D., Madden, L.V. & Lipps, P.E Risk assessment models for wheat Fusarium head blight epidemics based on within-season weather data. Phytopathology 93: Haave, R Forekomst og patogenitet av Fusarium-arter på korn i Norge. Dr. scient. avhandling ved NLH. 82 s. Mishra, C.B.P Untersuchungen über Fusarium-Arten an Weizenkaryopsen und Nachweis ihrer Pathogenität als Fusskrankheitserreger. Arch. Phytopathol. Pflanzenschutz 9: