Progress in Plant Protection

Influence of cultivation system and forecrop on colonization by fungi of the genus Fusarium and mycotoxin content in grain of spring wheat
Wpływ systemu uprawy i przedplonu na zasiedlenie ziarna przez grzyby rodzaju Fusarium i zawartość mikotoksyn w ziarnie pszenicy jarej 

Joanna Horoszkiewicz-Janka, e-mail: j.horoszkiewicz@iorpib.poznan.pl

Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Mikologii , Władysława Węgorka 20, 60-318 Poznań , Polska

Ewa Jajor

Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Mikologii , Władysława Węgorka 20, 60-318 Poznań, Polska

Katarzyna Pieczul

Instytut Ochrony Roślin – Państwowy Instytut Badawczy, Zakład Mikologii , Władysława Węgorka 20, 60-318 Poznań, Polska
Streszczenie

Cereal grain colonization by pathogenic fungi is affected among other things by availability of pathogen inoculum, weather conditions during plant vegetation and employed cultivation systems. The aim of the study was to determine influence of cultivation method and forecrop on colonization of wheat grain by fungi of the genus Fusarium, and to assess the content of mycotoxins in collected grain. The experiment was carried out in the years 2012 and 2013 in the fields of the Field Experimental Station of the Institute of Plant Protection of the National Research Institute in Winna Góra. Spring wheat cultivar Żura was sown after four different forecrops: rape, beet, corn and wheat. Soil was prepared for the experiments with the traditional and reduced tillage system. During vegetation, wheat crop was protected with fungicides applied at different stages of plant development. The wheat grain collected in the experiments was placed on potato-dextrose-agar (PDA) medium to determine grain colonization by pathogenic fungi. The content of mycotoxins: deoxynivalenol (DON) and zearalenone (ZEA) in flour obtained from the collected grain was assessed with the ELISA method. The greatest colonization of spring wheat grain by fungi of the genus Fusarium in the both years of the research was observed in cultivation after beet. The content of deoxynivalenol and zearalenone in all the examined samples did not exceed the European Union maximum acceptable levels of mycotoxins in cereal products.


Na zasiedlenie ziarna zbóż przez grzyby chorobotwórcze wpływają między innymi: dostępność inokulum patogena, warunki atmosferyczne w trakcie wegetacji roślin oraz stosowane systemy uprawy. Celem badania było określenie wpływu sposobu uprawy oraz przedplonu na zasiedlenie ziarna pszenicy przez grzyby rodzaju Fusarium oraz określenie zawartości mikotoksyn w zebranym ziarnie. Doświadczenie prowadzono w latach 2012 i 2013 na polach Polowej Stacji Doświadczalnej Instytutu Ochrony Roślin – Państwowego Instytutu Badawczego w Winnej Górze. Pszenicę jarą odmiany Żura wysiewano po czterech różnych przedplonach: rzepaku, buraku, kukurydzy i pszenicy z zastosowaniem zabiegów uprawowych zgodnych z systemami: tradycyjnym i uproszczonym. W trakcie wegetacji pszenicę chroniono fungicydami w różnych fazach rozwojowych. Zebrane z doświadczeń ziarno pszenicy wykła-dano na pożywkę agarozowo-glukozowo-ziemniaczaną (PDA – Potato Dextrose Agar) w celu określenia jego zasiedlenia przez chorobotwórcze grzyby. Zawartość mikotoksyn: deoksyniwalenolu (DON) i zearalenonu (ZEA) w mące uzyskanej z zebranego ziarna oznaczano z zastosowaniem testu ELISA. Największe zasiedlenie ziarna pszenicy jarej przez grzyby rodzaju Fusarium w obydwu latach badań stwierdzono w uprawie po burakach. Zawartość deoksyniwalenolu i zearalenonu we wszystkich badanych próbach nie przekraczała dopuszczalnych przez Unię Europejską norm dotyczących ilości mikotoksyn w produktach zbożowych.


Słowa kluczowe
spring wheat; cultivation system; grain; fungi; mycotoxins; pszenica jara; systemy uprawy; ziarno; grzyby; mikotoksyny
Referencje

Bottalico A., Perrone G. 2002. Toxigenic Fusarium species and mycotoxins associated with head blight in small-grain cereals in Europe. European Journal of Plant Pathology 108: 611–624.

Christ D.S., Gödecke R., von Tiedemann A., Varrelmann M. 2011. Pathogenicity, symptom development, and mycotoxin formation in wheat by Fusarium species frequently isolated from sugar beet. Phytopathology 101 (11): 1338–1345.

Czaban J., Wróblewska B., Sułek A., Podolska G. 2011. Wpływ różnych technologii produkcji pszenicy ozimej na zasiedlenie jej ziarna przez grzyby z rodzaju Fusarium. Polish Journal of Agronomy 5: 11–20.

Gromadzka K., Lenc L., Sadowski C., Baturo-Ciesniewska A., Chełkowski J., Goliński P., Bocianowski J. 2012. Effects of fungicidal protection programs on the development of Fusarium head blight and the accumulation of mycotoxins in winter wheat. Cereal Research Communications 40 (4): 518–531.

Hecker A., Vogelgsang S., Wettstein F., Forrer H.R. 2009. Befalleiniger Winterweizensorten durch Fusarium-Arten. Agrarforschung 16: 244–249.

Koch H.J., Pringas Ch., Maerlaender B. 2006. Evaluation of environmental and management effects on Fusarium head blight infection and deoxynivalenol concentration in the grain of winter wheat. European Journal of Agronomy 24: 357–366.
Korbas M., Horoszkiewicz-Janka J., Jajor E. 2008. Uproszczone systemy uprawy a występowanie sprawców chorób. [Simplified systems of soil management in relation to the occurrence of disease casual agents]. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 48 (4): 1431–1438.

Kotowicz N.K., Frąc M., Lipiec J. 2014. The importance of Fusarium fungi in wheat cultivation – pathogenicity and mycotoxins production: a review. Journal of Animal & Plant Sciences 21: 3326–3343.

Kryczyński S., Weber Z. 2011. Fitopatologia. PWRIL, Poznań, T. 2, 464 ss.

Lenc L. 2015. Fusarium head blight (FHB) and Fusarium populations in grain of winter wheat grown in different cultivation systems. Journal of Plant Protection Research 55 (1): 94–109.

Lenc L., Wyczling D., Sadowski Cz. 2009. Zasiedlenie ziarna pszenicy ozimej przez grzyby rodzaju Fusarium w zależności od przedplonu, uprawianej odmiany i stosowanych fungicydów. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 41: 563–571.

Lienemann K. 2002. Auftreten von Fusarium-Arten an Winterweizen im Rheinland und Möglichkeiten der Befallskontrolle unter besonderer Berücksichtigung der Weizensorte. Ph.D. thesis. University of Bonn, Germany.

Mesterházy Á., Bartók T., Lamper C. 2003. Influence of wheat cultivar, species of Fusarium, and isolate aggressiveness on the efficacy of fungicides for control of Fusarium head blight. Plant Disease 87 (9): 1107–1115.

Obst A., Gleissenthall J.L., Beck R. 1997. On the etiology of Fusarium head blight of wheat in south Germany – preceding crops, weather conditions for inoculum production and head infection, proneness of the crop to infection and mycotoxin production. Cereal Research Communications 25: 699–703.

Popiel D., Kwaśna H., Chełkowski J., Stępień Ł., Laskowska M. 2008. Impact of selected antagonistic fungi on Fusarium species – toxigenic cereal pathogens. Acta Mycologica 43 (1): 29–40.

Prodi A., Tonti S., Nipoti P., Pancaldi D., Pisi A. 2009. Identification of deoxynivalenol and nivalenol producing chemotypes of Fusarium graminearum isolates from durum wheat in a restricted area of Northern Italy. Journal of Plant Pathology 91: 727–731.

Rozporządzenie Komisji (WE) NR 1881/2006 z dnia 19 grudnia 2006 r. ustalające najwyższe dopuszczalne poziomy niektórych zanieczyszczeń w środkach spożywczych. Dz.U. UE L 364/5 z dnia 20 grudnia 2006.

Rozporządzenie Komisji (WE) NR 1126/2007 z dnia 28 września 2007 r. zmieniające rozporządzenie (WE) nr 1881/2006 ustalające najwyższe dopuszczalne poziomy niektórych zanieczyszczeń w środkach spożywczych w odniesieniu do toksyn Fusarium w kukurydzy i produktach z kukurydzy. Dz.U. UE L 255/14 z dnia 29 września 2007.

Stępień L., Chełkowski J. 2010. Fusarium head blight of wheat: pathogenic species and their mycotoxins. World Mycotoxin Journal 3: 107–119.

Wachowska U., Mikołajczyk W., Kucharska K. 2012. Skuteczność tebukonazolu i tiofanatu metylu w ograniczaniu rozwoju patogenów rodzaju Fusarium na kłosach pszenicy ozimej. [The effectiveness of tebuconazole and thiophanate-methyl in reducing the Fusarium pathogens development on winter wheat heads]. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 52 (3): 671–675.

Progress in Plant Protection (2016) 56: 12-18
Data pierwszej publikacji on-line: 2015-11-17 10:12:59
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2016-002
Pełny tekst (.PDF) BibTeX Mendeley Powrót do listy