Pathogenität verschiedener Fusarium-Arten an der Ähre im Feldversuch

Zur Überprüfung der Pathogenität der im Zuge des FAEN-Fruchtfolgeversuchs am häufigsten an Winterweizen auftretenden Fusarium-Arten wurden diese in einem Inokulationsversuch an der Ähre der Winterweizensorte „Asano“ im Freilandversuch am Standort Gladebeck (s. 2.16.1) getestet.

3.3.1 Witterung zur Inokulation am 04.06.2011

Die Inokulation am Standort Gladebeck wurde gegen 20 Uhr abends durchgeführt, um dem raschen Abtrocknen der benetzten Ähren entgegenzuwirken (s. 2.16.1). Trotz späten Einsetzens eines Niederschlagsereignisses am 06.06.2011 mit 5,2 mm Niederschlag und

eines weiteren am 08.06.2011 (4,2 mm), war die Inokulation des Versuchs erfolgreich. Die ca. 6 mm über dem langjährigen Mittel liegende Niederschlagssumme von 87,4 mm für den Monat Juni sorgte nachfolgend für ausreichende Feuchtigkeit, um eine starke Besiedlung der Ähren mit den applizierten Fusarium-Arten am Standort Gladebeck zu gewährleisten.

3.3.2 Visuelle Bonitur

Im Rahmen des Freiland-Pathogenitätsversuches am Standort Gladebeck erfolgte zu 10 dpi und 24 dpi eine visuelle Bonitur der Befallsstärke. Die Ergebnisse der beiden Boniturtermine sind in Abbildung 60 aufgeführt. Bereits 10 Tage nach der Inokulation waren deutliche Symptome an den Ähren festzustellen. Während die durchschnittlichen Befallsstärken der Versuchsvarianten 1 (F. graminearum), 6 (F. graminearum, F. poae und F. tricinctum), und 7 (F. graminearum und F. tricinctum) zwischen 23,2% (Variante 7) und 28% (Variante 1) lagen, rangierten die Befallsstärken in den Varianten 2 (F. equiseti), 3 (F. poae und F. tricinctum), 4 (F. tricinctum) und 8 (F. poae) zwischen 14,1% (Variante 2) und 20,9% (Variante 8). Zwar konnten zwischen den Varianten signifikante Unterschiede im Hinblick auf die Befallsstärke beobachtet werden, dennoch lagen die Befallsstärken zu diesem Zeitpunkt insgesamt noch auf ähnlich hohen Niveaus.

Wesentlich stärker ausgeprägte Unterschiede zwischen den Varianten in Bezug auf den Befall konnten zu 24 dpi ermittelt werden. Es war eine durch die statistische Auswertung der Befallsstärken abgesicherte, signifikante Gruppierung der Versuchsvarianten in mit dem FHB-Bildner F. graminearum inokulierten Varianten und Varianten ohne F. graminearum festzustellen. Dies zeigte sich auch im Hinblick auf die Symptomausprägungen im Feld. Während die Versuchsvarianten mit F. graminearum FHB-Symptome ausbildeten, waren diese in den Varianten ohne F. graminearum nicht aufzufinden. Die Varianten 1, 6 und 7, welche als Einzel- oder Mischvarianten mit F. graminearum inokuliert worden waren, wiesen mittlere Befallsstärken von 67,7%

(Variante 7) und 72,4% (Variante 1) auf, die somit ca. doppelt so hoch waren, wie in den Varianten 2-4 sowie 8. Die Befallsstärken in den letztgenannten Varianten lagen zwischen 33,7% (Variante 2) und 39,4% (Variante 8).

Ein bei Freilandversuchen durch natürlich vorkommende, pilzliche Pathogene verursachtes Auftreten von Hintergrundinfektionen zeigte sich sowohl zu 10 dpi, als auch zu 24 dpi in der Kontrollvariante. Diese war jedoch insgesamt als äußerst gering anzusehen und unterschied sich in ihrer Befallsstärke zu 10 dpi von sechs der sieben übrigen Versuchsvarianten signifikant, nach 24 dpi war die Befallsstärke der Kontrollvariante von allen anderen Varianten signifikant verschieden.

F. gram Wiederholung einer Variante) in den ausgebrachten Einzel- und Mischvarianten nach 10 dpi und 24 dpi im Freiland-Pathogenitätsversuch am Standort Gladebeck. In der für TKG (s. 3.3.3) und Mykotoxinanalyse (s. 3.3.4) berücksichtigten Randkontrolle wurde keine Bonitur durchgeführt. Sorte: „Asano“. Unterschiedliche Buchstaben desselben Typs kennzeichnen signifikante Unterschiede zwischen den Befallsstärken der Versuchsvarianten zu den verschiedenen Boniturzeitpunkten (n = 80, multipler Mittelwertvergleich nach Tukey mit p < 0,05). Sorte: „Asano“.

3.3.3 TKG

Die Tausendkorngewichte der Versuchsvarianten 1-9 (Tab. 23) wiesen eine eindeutige Gruppierung auf. So waren die TKGs der F. graminearum-Varianten 1, 6 und 7 mit TKGs zwischen 21,5 g und 26,8 g untereinander nicht signifikant verschieden. Die Varianten 2, 3, 4, 5, 8 und 9 unterschieden sich mit weit mehr als doppelt so hohen TKGs zwischen 57,3 g und 59,5 g nicht signifikant voneinander. Ein signifikanter Unterschied war jedoch zwischen diesen beiden Gruppen gegeben.

Tab. 23: TKGs der Versuchsvarianten 1-9 des Fusarium-Pathogenitätstests an der Ähre im Feldversuch am Standort Gladebeck. Sorte: „Asano“.

Variante Arten TKG [g]

1 F. graminearum 21,5±5,6 b

2 F. equiseti 59,0±3,1 a

3 F. poae, F. tricinctum 57,4±2,6 a

4 F. tricinctum 58,1±1,2 a

5 Kontrolle (Wasser) 59,5±2,32 a

6 F. graminearum, F. poae,

F. tricinctum 26,8±6,8 b

7 F. graminearum, F. tricinctum 22,8±2,8 b

8 F. poae 58,3±2,6 a

9 Kontrolle (Rand) 57,3±0,8 a

3.3.4 Mykotoxingehalte des Ernteguts

Das Erntegut des Freilandversuches wies deutliche Unterschiede in Mykotoxinprofilen und -gehalten in den verschiedenen Varianten auf. Die Varianten mit F graminearum zeigten im Vergleich mit den Varianten ohne F. graminearum extrem hohe DON-Gehalte, wobei in der F. graminearum-Einzelvariante eine bis zu 1,8 mal höhere DON-Belastung detektiert werden konnte, als in den F. graminearum-Mischvarianten (Tab. 24). Ebenso wurden in diesen Varianten Gehalte von 3-ADON, 15-ADON, gDON sowie hohe Gehalte an ZEA festgestellt. Alle übrigen Varianten wiesen sehr geringe DON-Kontaminationen auf, welche auf Hintergrundkontaminationen oder leichten Sporendrift bei der Inokulation zurückzuführen waren. Besonders hohe Gehalte an Enniatinen konnten in der F. tricinctum-Variante gemessen werden. Diese waren um ein Zehnfaches höher, als in den Mischvarianten mit F. graminearum und etwas mehr als doppelt so hoch wie in der F. poae-F. tricinctum-Variante. 3-ADON, 15-ADON, gDON sowie ZEA wurden in den Einzel- und Mischvarianten ohne F. graminearum nicht gefunden. BEAU kam nur in äußerst geringen Mengen in der F. poae-Einzelvariante vor. Nivalenolgehalte wurden sowohl in der F. graminearum-Variante als auch in den F. graminearum-Mischvarianten

detektiert, jedoch waren die Gehalte in den Mischvarianten ca. 5,5- bzw. 1,5-fach niedriger, als in der Einzelvariante. Weiterhin konnte in der F. equiseti-Variante 772 µg/kg NIV nachgewiesen werden. Die höchsten NIV-Gehalte mit 1.233 µg/kg Mehl wurden in der F. poae-Einzelvariante gemessen. Im Mehl des Ernteguts der F. poae-F. tricinctum Mischvariante war allerdings kein NIV enthalten.

Tab. 24: Mykotoxinprofile und -mengen [μg/kg] in Weizenmehl des Freiland-Inokulationsversuchs am Standort Gladebeck. Weizenähren der Winterweizensorte „Asano“

wurden mit Fusarium-Arten in Einzel- und Mischvarianten inokuliert. DON: Deoxynivalenol;

3-ADON: 3-Acetyldeoxynivalenol; 15-ADON: 15-Acetyldeoxynivalenol; gDON: glykosyliertes Deoxynivalenol; NIV: Nivalenol; ZEA: Zearalenon; BEAU: Beauvericin; ENNIs: Enniatine A, A1, B, B1. Mykotoxinmengen unterhalb der Nachweisgrenze (LOD) sind mit „-”

gekennzeichnet, das Symbol „*“ markiert durch natürliche Hintergrundinfektionen bedingte Kontaminationen. Dargestellte Werte sind Mittelwerte, berechnet aus n = 4.

Mykotoxine [µg/kg]

Arten DON 3-ADON 15-ADON gDON NIV ZEA BEAU ENNIs

F. graminearum 218.850 251 1.631 584 1.102 4.679 - 93*

F. equiseti 257* - - - 772 - - 171*

F. po., F. tri. 128* - - - - - - 4.797

F. tricinctum 155* - - - - - - 11.673

Wasserkontrolle - - - - - 9* - 286*

F. gr., F.po., F.tri. 121.694 1.055 1.068 184 204 1.902 - 1.474

F. gr., F.tri. 148.873 763 1.463 217 771 2.440 - 1.202

F. poae 810* - - - 1.233 - 70 300*

Randkontrolle 69* - - - - - - 577*

3.4 Pathogenität verschiedener Fusarium-Arten an der Ähre im