Університет штату Північна Дакота

Публікації

Ендрю Фріскоп, патолог зернових культур розширення, відділення патології рослин

Шаобін Чжун, патолог пшениці, відділення патології рослин; Роберт Брейгеман, патолог ячменю, відділ патології рослин

Наявність: Лише Інтернет

Фузаріоз (FHB), або парша, - це грибкове захворювання, яке може виникати на всіх дрібнозернистих культурах, вирощуваних у Північній Дакоті. Захворювання найчастіше спостерігається на ярій пшениці, озимій пшениці, твердих сортах та ячмені, що спричиняє значне зниження врожаю та якості.

Втрата врожаю відбувається внаслідок стерильності квіточки та виробництва зморщених, легких ядер у пробній вазі. Зниження якості відбувається за рахунок грибкових токсинів (мікотоксинів), які утворюються в зараженому насінні. Токсини є неприйнятними для певного кінцевого використання, і док-станція може виникнути у місці продажу.

Симптоми та ознаки

Симптоми пшениці та твердих тіл включають відбілювання голови (колос). Відбілювання може відбуватися на частині або на всій голові (Фігура 1) і є найбільш помітним у сприйнятливих сортах (Малюнок 2). Гриб також може інфікувати стебло безпосередньо під головою (квітконосом), викликаючи коричнево-фіолетове забарвлення тканини стебла. Ознаками зараження фузаріозом є спорові маси рожево-лососево-оранжевого кольору, які часто можна спостерігати на заражених колосках та глісах протягом тривалого періоду вологої погоди (Малюнок 3).

Рисунок 1. Пшеничні головки, що мають вибілені колоски в результаті зараження фузаріозом. (Ендрю Фріскоп, НДСУ)

Рисунок 2. Сприйнятливий сорт твердих сортів з численними зерновими головками з FHB. (Ендрю Фріскоп, НДСУ)

Рисунок 3. Лососево-помаранчеві спори Fusarium graminearum, помітні на мокриці пшениці. (Ендрю Фріскоп, НДСУ)

Заражені ядра пшениці та твердих тіл зморщені, легкі та тьмяно-сіруваті або рожеві (Малюнок 4). Ці ядра іноді називають «надгробками» через крейдяний, неживий вигляд. Якщо зараження відбувається пізно в процесі розвитку ядер, інфіковані фузаріозом ядра можуть мати нормальний розмір з невеликим зміною кольору, але все ще містять мікотоксини. Заражені ядра твердих тіл часто втрачають бурштинову напівпрозорість і виглядають крейдяними або непрозорими.

Рисунок 4. Здорові ядра твердих тіл (вгорі) та інфіковані фузаріозом ядра твердих тіл (внизу). Зверніть увагу на крейдяне біле до рожеве забарвлення заражених ядер. (Ендрю Фріскоп, НДСУ)

Симптоми ячменю включають коричневі, змочені водою до вибілених колосків (Малюнок 5A, 5B). Сильно заражені ядра ячменю під час збору врожаю можуть мати рожеве забарвлення (Малюнок 6). Хоча і рідко, лососево-помаранчеві спорові маси гриба можна спостерігати на зараженому колоску та глюках ячменю протягом тривалих періодів вологої погоди.

Малюнок 5. (А) Симптоми FHB на шестирядному ячмені. (B) Симптоми FHB на дворядному ячмені. (Ендрю Фріскоп, НДСУ)

Рисунок 6. Цикл хвороби опухолі фузаріозу. (Ендрю Фріскоп та Шаобін Чжун, НДСУ)

Оцінки рівнів FHB в полі базуються на підрахунку забруднених голів або ядер. Кольорова візуальна шкала для оцінки ступеня тяжкості FHB у пшениці доступна у NDSU Extension (публікація PP1095). Зразки хворих голів та/або зерна, які підозрюють на вміст коростяних ядер, можуть бути передані в окружні відділення Extension або в лабораторію діагностики рослин при НДСУ (номінальна плата) для діагностики.

Причинні збудники

Опік фузаріозу викликається грибковими видами з роду Fusarium. Найпоширенішим видом, що викликає FHB у дрібних зернах, є Fusarium graminearum (статева стадія - Gibberella zeae). Цей гриб є тим самим, який часто асоціюється із гниллю стебла та колосою.

Іншим видом фузаріозу, який спричиняє FHB, є Fusarium culmorum. F. graminearum та F. culmorum також можуть спричинити гниття коренів дрібних зерен. На ячмені два інших види фузаріозу, F. poae та F. avenaceum, можуть викликати опік ядра.

Виживання та поширення

Гриби зберігаються і розмножуються на заражених рослинних залишках дрібних зерен та кукурудзи (див. цикл захворювання, рисунок 6). Під час вологої погоди спори грибів обдувають вітром або розбризкують на голови зернових культур. Спори можуть надходити зсередини врожаю або видуватися з навколишніх культур, іноді на великі відстані.

Посіви пшениці та твердих тіл схильні до зараження від переходу до стадії твердого тіста, але найбільш схильні до цвітіння (присутні пильовики). Спори причинного гриба можуть потрапити на відкриті пильовики під час цвітіння, а потім перерости в ядра, глина або інші частини голови.

Для ярого ячменю (цвіте, коли головка знаходиться в стадії завантаження) зараження відбувається, коли головка пробивається крізь листкову оболонку. Зараження обох культур може тривати до наближення до зрілості зерна за сприятливих для організму (організмів) умов навколишнього середовища.

Найбільш сприятливими умовами зараження є тривалі періоди (від 48 до 72 годин) високої вологості та теплих температур (75 до 85 F). Однак зараження відбувається при більш прохолодних температурах, коли висока вологість зберігається довше 72 годин. Ранні інфекції можуть утворювати повітряно-суперечкові спори, які відповідають за вторинне поширення хвороби, особливо якщо урожай має нерівномірне цвітіння через пізні культиватори.

Оскільки розвиток FHB залежить від сприятливих умов навколишнього середовища, поширеність та тяжкість захворювання різняться з року в рік. Поєднання факторів, які можуть призвести до значних втрат врожаю та якості, це: рясний посівний матеріал, тривалі або повторювані періоди вологості та підвищеної вологості під час цвітіння (поява качана на ячмені) через розвиток ядер та використання сприйнятливих сортів.

Управління

Найкраще керувати FHB, інтегруючи безліч інструментів управління. Використання одного інструменту часто не вдається, коли навколишнє середовище сприяє важкому розвитку хвороби. Управлінські стратегії зменшення FHB повинні включати комбінацію якомога більшої кількості наступних практик:

Опір

Жоден з доступних комерційних сортів не має імунітету до фузаріозної інфекції, але різниця у реакції на FHB все ж існує. Широко визнані два типи опору - тип I та тип II.

Резистентність типу I зменшує кількість початкових інфекцій і зазвичай вимірюється кількістю заражених колосків після щеплення спреєм. Резистентність типу II обмежує поширення грибка в інфікованій тканині і вимірюється кількістю колосків, заражених поза початковим місцем зараження (один колосок). Інші типи стійкості або толерантності також були визнані в деяких лініях пшениці на основі здатності протистояти зараженню ядер, розкладати мікотоксини (DON та інші) або підтримувати врожайність, незважаючи на наявність FHB (толерантність).

Кілька сортів твердої червоної ярої пшениці покращили стійкість до FHB. Однак рівень стійкості до FHB набагато нижчий у твердих, ніж у хлібній пшениці. Ячмінь має природну стійкість до типу II для зменшення поширення грибка в інфікованій тканині, а деякі сорти накопичують нижчий рівень ДОН.

Виробники в районах високого ризику для FHB повинні відбирати сорти, які продемонстрували певний рівень стійкості до FHB. Остання інформація про відповідь сорту на FHB доступна в поточних публікаціях про сортові випробування NDSU та в окружних відділеннях Extension.

Обробка насіння

Фунгіцидна обробка насіння не захистить від фузаріозу, але може зменшити опік розсади, якщо використовується джерело насіння коростяного насіння. Якщо використовується коростяне джерело насіння, обов’язково ретельно очистіть джерело насіння, розгляньте можливість використання фунгіцидної обробки насіння, проведіть тест на схожість та відповідно налаштуйте популяції рослин.

Обробка грунту

Практики обробки ґрунту, за допомогою яких закопують залишки дрібних зерен або кукурудзи, зменшують потенціал посіву гриба. За практик мінімального або відсутніх обробок ефективне розповсюдження та розподіл полови та інших залишків може дозволити більш швидке розкладання полови, зменшуючи потенціал посіву. Подрібнення або подрібнення залишків кукурудзи для зменшення розміру решти шматочків стебла також може сприяти розпаду інфікованої тканини.

Сівозміна

Сівозміна ефективно знижує рівень FHB. Слід враховувати можливість сівозміни некультурних культур або посадки дрібних зерен на полі, яке раніше було висаджено до широколистої культури. Найбільший ризик FHB - це висадка дрібних зерен на минулорічний інфікований фузаріозом дрібнозернистий залишок або на торішній залишок кукурудзи. Види фузаріозу, що спричиняють FHB (і зокрема F. graminearum), також атакують кукурудзу, викликаючи гниття стебла, кореня та колоса, і виживають протягом декількох років у залишках кукурудзи.

Дата посадки

Рекомендується поступова посадка дрібнозернистої культури або посадкових сортів, що відрізняються по днях до дозрівання; це зменшує ризик повного цвітіння врожаю виробника або проходження раннього заповнення зерна протягом періоду, сприятливого для розвитку FHB.

Фунгіцид

Фунгіциди триазолу (група 3 до стійкості до фунгіцидів) рекомендуються для придушення FHB, оскільки вони є місцево системними та, як було показано, знижують FHB та DON. Своєчасно введений фунгіцид може допомогти зменшити шкоду від FHB. Зниження ступеня тяжкості FHB на 50-60 відсотків може бути досягнуто, коли фунгіциди застосовуються на початку цвітіння для пшениці та твердих тіл, а також при повному напорі ячменю (Рисунки 7 і 8).

Рисунок 7. Етапи росту пшениці зліва - це три чверті колосся, повний колос, раннє цвітіння, через один-три дні після раннього цвітіння і через три-сім днів після раннього цвітіння. (Ендрю Фріскоп, НДСУ)

Рисунок 8. Етапи росту ячменю зліва - це стадія завантаження, поява половини колоска, повний колос, через один-три дні після повного колоса і через три-сім днів після повного колоса. (Ендрю Фріскоп, НДСУ)

Застосування фунгіциду через чотири-сім днів після раннього цвітіння в пшениці (повна головка у ячменю) все ще може придушити FHB. Роблячи пізні внесення, обов’язково враховуйте інтервал обмеження врожаю для використовуваного фунгіциду.

Дослідження застосування показали, що покриття розпиленням та боротьба з хворобами цими фунгіцидами покращується, коли спреї спрямовані під кутом вперед і назад до головки зерна, або з одиничними насадками, спрямованими до головки зерна, все під кутом 30 градусів від горизонтальний.

Для прогнозування ризику ураження голови фузаріозом під час вегетаційного періоду доступні багатопрофільна модель прогнозування парші та модель прогнозування в Північній Дакоті. Використання цих моделей прогнозування допомагає прийняти рішення про використання фунгіцидів. Веб-сайти для цих моделей:

Урожай

Під час збору врожаю комбайн можна відрегулювати таким чином, щоб полегшені зерна FHB видалялись разом із соломою. Однак це не призведе до видалення всіх ядер FHB, оскільки деякі зараження Fusarium трапляються в кінці розвитку ядра, і ці заражені ядра все ще будуть досить пухкими.

Заражені ядра ячменю та вівса не легко видаляються в процесі комбінування. Федеральна служба зернової інспекції розглядає видимі пошкодження FHB як частину загальної шкоди ядра і, якщо вона надмірна, знизить ринковий рівень. Зерно, яке сильно постраждало, може бути класифіковане як "корм", а не як "подрібнення" для пшениці або "солодування" для ячменю.

Після збору врожаю пшениці гравітаційне розділення зерна може бути дуже ефективним для видалення легких, пошкоджених FHB ядер. Отриманий продукт може мати достатньо високу випробувальну масу, щоб оплатити вартість процесу очищення.

Мікотоксин

Зерно, заражене FHB, може містити токсичні речовини, що виробляються грибами, які називаються мікотоксинами. Найпоширенішим мікотоксином, асоційованим із зараженим фузарієм зерном на півночі Великих рівнин, є дезоксиніваленол або ДОН (вомітоксин). Цей мікотоксин може спричинити блювоту та відмову від їжі у нежирних тварин, таких як свині.

Наявність цього токсину може спричинити значні знижки на ринку та навіть відмову від придбання, якщо рівень токсину DON високий. У випадку ячменю, що використовується солодовою та пивоварною промисловістю, вимоги до рівня ДОН дуже низькі, як правило, менше 0,5 на мільйон (ppm; міліграмів/кілограм).

Наявність інфікованого фузаріозом зерна не означає автоматично наявності мікотоксинів. Виникнення, кількість та вид мікотоксинів може залежати від кількох факторів, включаючи довкілля, види грибів, ступінь тяжкості зараження та сорт або вид культури. Заражене фузаріозом зерно може бути перевірене на ДОН та інші мікотоксини у належним чином обладнаних лабораторіях.

Для отримання додаткової інформації щодо безпечного рівня годівлі худоби зверніться до ветеринара або спеціаліста з кормів. Ризик потрапляння людини в організм ДОН всередину мінімальний відповідно до керівних принципів Управління з контролю за продуктами та ліками (FDA) (див. Сусідню таблицю), однак виробники та оператори елеваторів повинні знати, що плісняві зерна можуть викликати алергію та проблеми з диханням. Виробники та оператори елеваторів повинні носити якісну маску для пилу, коли обробляють зерно з великою кількістю парші або інших цвілі.

FDA встановила такі дорадчі рівні щодо ДОН у продуктах харчування та кормах:

1 проміле для готових зернових продуктів для споживання людиною
Немає стандарту для сирого зерна, що переходить у процес подрібнення
Велика рогата худоба старше 4 місяців: 10 проміле (забезпечення зерном на такому рівні не перевищує 50 відсотків раціону)
Домашня птиця: 10 проміле (забезпечення зерном на такому рівні не перевищує 50 відсотків раціону)
Свині: 5 ppm (не перевищувати 20 відсотків раціону)
Усі інші тварини: 5 проміле (якщо зерно не перевищує 40 відсотків раціону)

Автор цієї публікації Марсія П. МакМаллен, колишній патологоанатом зернових культур NDSU Extension; Шаобін Чжун; та Стівен Ніт, колишній патологоанатом ячменю НДСУ, 2008.