Группа итальянских ученых рассмотрела две общепринятые стратегии против фузариоза колоса зерновых и определила важность профилактики опасной болезни

Эксперты из Департамента устойчивого растениеводства Католического университета Святого Сердца и дочернего университетского агропредприятия Horta srl, Италия, опубликовали в журнале Agronomy 2021 результаты работы по одной из самых важных болезней пшеницы.

«Фузариоз колоса зерновых или фузариозная гниль колоса (FHB) является экономически важным заболеванием пшеницы, ячменя и других зерновых, которое в последние 30 лет он приобретает все большее значение во всем мире.

FHB вызывается комплексом видов Fusarium spp., среди которых F. graminearum sensu lato (телеоморф Gibberella zeae) преобладает на пшеничных полях Европы и Америки; F. culmorum, F. avenaceum, F. sporotrichioides, F. langsethiae и Microdochium nivale также часто выделяются из зараженного зерна.

Эпидемии FHB приводят к потере урожая из-за уменьшения количества зерен на колосе и веса щуплого зерна.

Виды Fusarium продуцируют микотоксины (трихотецены, зеараленон, монилиформин, фумонизины и энниатины), которые накапливаются в зерне и вредны как для человека, так и для других животных. Дезоксиниваленол (ДОН) - это микотоксин, наиболее часто связанный с фузариозом колоса, и максимальные пределы загрязнения ДОН зерном и продуктами питания существуют в нескольких странах.

Fusarium graminearum выживает в остатках сельскохозяйственных культур-хозяев, а инокулят состоит как из переносимых воздухом аскоспор, так и из конидий, переносимых брызгами. Распространение этого инокулята на колосья связано с теплыми, дождливыми и влажными весенними условиями, цветение считается наиболее восприимчивой стадией роста пшеницы.

За последние десятилетия был достигнут значительный прогресс в борьбе с FHB, основанный на интеграции множества вмешательств:

  • севооборот с растениями, не являющимися хозяевами,
  • обработка остатков сельскохозяйственных культур,
  • использование устойчивых сортов (устойчивых к инфекции и / или накопления ДОН),
  • применение фунгицидов.

Почему фунгициды работают неоднозначно

Фунгициды по-прежнему необходимы для борьбы с фузариозом колоса, однако их эффективность в снижении заболеваемости и заражения микотоксинами сильно различается.

Эта изменчивость может быть связана как с собственной эффективностью фунгицидов, так и со сроками их применения.

Фунгициды на основе триазола и стробирулина являются ингибитором деметилирования (DMI) и внешним ингибитором хинона (QoI), соответственно, и широко используются для борьбы с FHB и другими болезнями пшеницы - их эффективность была продемонстрирована в полевых испытаниях, иногда с противоречивыми результатами.

Что касается сроков применения, обработка фунгицидами в основном рекомендуется между колошением и цветением.

Непоследовательный контроль FHB, обеспечиваемый фунгицидами, применяемыми на разных стадиях роста пшеницы, может быть связан с: (i) степенью и продолжительностью до- и постинфекционной активности используемого фунгицида, и (ii) временем грибной инфекции по сравнению со времем применения фунгицида.

Например, фунгицид, который не имеет постинфекционной активности, но имеет высокую 7-дневную прединфекционную активность, который применяется при полном цветении, может привести к эффективному контролю FHB, если заражение F. graminearum происходит за 5 дней до полного цветения, или FHB-контроль отсутствует, если заражение F. graminearum происходит через 2 дня после полного цветения.

В текущем исследовании мы сравнили эффективность фунгицидов, принадлежащих к разным химическим группам (DMI, ингибитор деметилирования; QoI, внешний ингибитор хинона; MBC, карбамат метилбензимидазола; и SDHI, ингибитор сукцинат-дегидрогеназы) при применении в (i) четырех фиксированных дозах на стадии роста пшеницы от половины колоса до конца цветения и (ii) за 10, 7, 4 или 1 день до или через 3 или 5 дней после искусственной инокуляции F. Graminearum.

Мы также оценили эффекты двух стратегий применения фунгицидов для борьбы с FHB пшеницы и заражением зерен ДОН.

Две стратегии борьбы

Первая стратегия применения (EXP1) была основана на фенологии пшеницы. Поскольку общепринято считать, что восприимчивость пшеницы на стадии цветения выше, чем на более ранней (колошение) или более поздней (созревание зерна), фунгициды обычно применяют один раз от колошения до цветения, чтобы предотвратить инфекцию. Это можно рассматривать как «календарную стратегию», и она является наиболее распространенной среди фермеров во всем мире.

Вторая стратегия применения (EXP2) была основана на времени применения фунгицидов в соответствии со временем заражения F.graminearum.

Были оценены как профилактические (до заражения), так и лечебные (после заражения) применения. Потому что в EXP2 мы (i) применили искусственный посевной материал конидий F. graminearum и впоследствии создали благоприятные условия для заражения через искусственные дожди, и мы (ii) предотвратили естественные инфекции, установив пластиковую крышку.

Мы предполагаем, что естественных инфекций не было и заражение произошло в результате искусственной инокуляции. Эта вторая стратегия является новаторской в ​​том смысле, что фунгициды применяются в зависимости от риска заражения и фунгицидных свойств до и после заражения.

Вторая стратегия также следует принципам IPM (Комплексная борьба с вредителями) в том смысле, что она основана на понимании биологии патогенов, погодных условий и механизмов действия фунгицидов, а не на фенологии хозяина.

Более того, следуя этой стратегии, фунгициды будут применяться только при необходимости, оптимизируя их применение и уменьшая количество обработок и риск появления резистентности.

Результаты показали, что, когда фунгициды применялись на основе фенологии пшеницы, хотя взаимодействие между временем и фунгицидом было значительным, снижение тяжести FHB и концентрации ДОН было <50%, без различий между тестируемыми стадиями роста.

Заражение F. graminearum происходит после дождя при температуре от 20 до 30 ° C и при влажности не менее 16 часов. Следовательно, внесение на любой стадии роста пшеницы может быть профилактическим или лечебным, с неизвестным количеством дней, прошедших между заражением и применением фунгицида, в зависимости от времени заражения.

Результаты EXP2 продемонстрировали, что когда фунгициды применялись в разное время до и после заражения, взаимодействие между временем и фунгицидом оказало значительное влияние на эффективность фунгицидов.

Когда фунгициды DMI или DMI + SDHI применялись за 1 или 4 дня до заражения, эффективность составляла> 90% для заболеваемости FHB и> 78% для заражения ДОН.

Когда эти фунгициды применялись через 5 дней после заражения, средняя эффективность была ниже (58% для FHB и от 45 до 56% для концентрации ДОН в зависимости от фунгицида). Эти результаты подтверждают гипотезу о том, что эффективность фунгицидов зависит от их профилактической и лечебной активности в отношении инфекции, а не от конкретной стадии роста пшеницы.

Стратегия, основанная на риске заражения, может позволить производителям выбрать лучший фунгицид на основе его ожидаемой эффективности в отношении времени заражения.

При применении на основе фенологии пшеницы (в EXP1) эффективность триазольных фунгицидов (DMI) варьировалась от 14 до 43% для FHB и загрязнения ДОН, что было шире, но в целом аналогично диапазону для тебуконазола (от 35 до 44%).

Однако, когда фунгициды DMI применялись за 1 или 4 дня до инокуляции (в EXP2), эффективность была выше как для степени тяжести FHB (от 50 до 67%), так и для загрязнения ДОН (от 72 до 84%).

При применении за 7 дней до инокуляции эффективность фунгицидов DMI также была высокой в ​​снижении загрязнения ДОН (от 58 до 75%). Однако при применении через 3 или 5 дней после инокуляции F. graminearum эффективность фунгицидов DMI была ниже и более вариабельной (от 30 до 79%).

Эффективность фунгицидов DMI увеличивается при использовании в смеси с SDHI; смесь была очень эффективна при применении за 1 или 4 дня до инокуляции, но также при нанесении за 10 дней до инокуляции. Однако эффективность DMI и DMI + SDHI была аналогичной при применении после инокуляции.

Наши результаты в целом показывают, что для борьбы с фузариозом колоса фунгициды должны применяться в качестве профилактических средств и как можно ближе ко времени заражения.

Помимо снижения прорастания спор, фунгициды DMI и SDHI абсорбируются тканью листа и предотвращают рост грибов на ранних стадиях инфекции, поэтому они могут быть использованы для постинфекционного контроля.

В заключение мы обнаружили, что время применения фунгицидов для борьбы с FHB должно основываться на времени заражения F. graminearum в период восприимчивости хозяина, а не на фенологии пшеницы. Поэтому точное прогнозирование инфекции FHB имеет решающее значение для своевременного применения фунгицидов».

По статье группы авторов (Элиза Гонсалес-Домингес, Пьерлуиджи Мериджи, Маттео Руджери, Витторио Росси), опубликованной на портале www.mdpi.com.