Fuzarioza kolb i łodyg to poważne choroby kukurydzy powodujące straty plonu i skażenie mykotoksynami. Sprawdź, jak rozpoznać objawy i skutecznie zapobiegać infekcjom Fusarium.
Czym są fuzariozy kukurydzy i dlaczego są tak groźne?
Fuzarioza kolb oraz zgnilizna korzeni i zgorzel podstawy łodygi to dwie najgroźniejsze choroby kukurydzy w Polsce, które wywołują grzyby rodzaju Fusarium. To bardzo interesująca grupa patogenów, która nie tylko obniża wysokość oraz jakość plonu, ale może go skazić mykotoksynami, których poziom zawartości jest badany w trakcie skupu ziarna, ale także i w produktach z niego wytwarzanych. Są one także sprawdzane czy nie występują w paszach. A jak walczyć z fuzariozami?
Fuzarioza kolb kukurydzy – objawy i skutki porażenia
Fuzarioza kolb to najbardziej znana choroba grzybowa kukurydzy. Patogeny ją wywołujące ujawniają się zwykle od lipca, ale mogą pojawiać się na różnym etapie dojrzewania kolb. W okresie mlecznej i woskowej dojrzałości ziarna na liściach okrywowych kolb i na ziarniakach pojawia się biała, różowa lub czerwona grzybnia. Przy wczesnym porażeniu ziarniaków przeważnie dochodzi do ich obumierania. Późniejsze infekcje prowadzą do słabszego wypełnienia ziarniaków, pojawiania się na nich ciemnych plam, ich matowienia i pękania, a także infekcji wtórnych powodowanych przez inne patogeny grzybowe bądź bakteryjne. Niekiedy objawem fuzariozy jest także porastanie ziarniaków jeszcze na kolbach, co związane jest z zaburzeniami biochemicznymi wywoływanymi przez grzyba oraz oddziaływania pogody.
Rozkładowi na skutek obecności grzyba może ulegać rdzeń kolby (osadka), jak również nasada kolby, która łączy ją z łodygą. Przy bardzo wczesnym porażeniu kolb, na etapie świeżych znamion i ziarniaków o konsystencji wodnistej obecność pleśni na ziarnie wskazuje, że jest to tzw. fuzarioza jawna. Takie ziarniaki odznaczają się niską zdolnością kiełkowania, gdyż ulega uszkodzeniu bielmo i zarodek. Dodatkowo, są złym materiałem młynarskim i paszowym, ponieważ z reguły zawierają mykotoksyny.
Ukryta fuzarioza – ciche zagrożenie dla plonu i zdrowia
Trzeba jednak wiedzieć o istnieniu tzw. fuzariozy ukrytej, która może pojawić się przy późniejszych infekcjach, gdy ziarno jest w fazie dojrzałości woskowej lub pełnej. Takie ziarno jest prawidłowo rozwinięte i ma wysoką zdolność kiełkowania, ale zawiera w sobie już patogeny, chociaż nie widać żadnej pleśni. Gdyby przedłużać okres zbioru a pogoda była korzystna to ona owszem może się pojawić później, choć zwykle ziarno takie jest zbierane jako pozornie zdrowe.
Fuzarioza łodyg i korzeni – jak ją rozpoznać i czym grozi?
Druga choroba, czyli tzw. fuzarioza łodyg jest podstępniejsza niż wyżej opisana, choć wywołują ją te same gatunki grzybów Fusarium. Do infekcji nią także może dochodzić od lipca, choć może się to dziać na przestrzeni całego okresu wegetacji. Choćby wiosenne gradobicia sprzyjają porażaniu tkanek łodyg. Pierwsze objawy porażenia widoczne są od lipca, niemniej choroba w pełnej sile uwidacznia się dopiero od września. Liście zainfekowanych roślin w okresie pełni wegetacji zaczynają stopniowo więdnąć, żółknąć i zasychać od dołu ku górze. Cała roślina staje się chlorotyczna i osłabiona we wzroście.
Wewnątrz łodygi następuje stopniowy rozkład tkanek skutkujący zakłóceniem transportu wody i substancji odżywczych, co zmniejsza wysokość plonu zielonej masy, a także ogranicza proces nalewania ziarna. Wraz z dalszym rozwojem grzybni i gniciem tkanek węzłów oraz międzywęźli, rośliny często nie są w stanie utrzymać pozycji pionowej i łamią się powyżej miejsca silnego uszkodzenia, czemu sprzyja wiatr i silne opady deszczu, a czasem nawet śniegu. Najgroźniejsze są złomy łodyg powstające tuż nad ziemią, które powodują, że cała roślina wraz z kolbą przewraca się na glebę, co uniemożliwia bądź utrudnia zbiór plonu. Po rozcięciu łodyg porażonych roślin można zaobserwować czarne, rozpadające się tkanki węzłów, a także gnijące międzywęźla. Często są one pokryte delikatną grzybnią barwy różowej, czerwonawej bądź białawej. Grzyby niszczą także poszczególne korzenie i szyjkę korzeniową powodując ich brunatnienie i rozpad. Im wcześniej porażą korzenie, tym słabiej rośliny rosną.
Fusarium spp. i mykotoksyny – zagrożenie nie tylko na polu
Grzyby fuzaryjne mogą wytwarzać mykotoksyny, których poziom zawartości w ziarnie jest weryfikowany. W lipcu 2024 roku Komisja Europejska obniżyła normy na zawartość w ziarnie choćby deoksyniwalenolu (DON) z obecnych 1750 na 1500 mikrogramów na kilogram. Ustanowiono także, że maksymalny poziom mykotoksyn T-2 i HT-2 w nieprzetworzonym ziarnie kukurydzy wynosi 100 μg/kg.
W chwili obecnej najważniejszymi mykotoksynami w kukurydzy są: deoksyniwalenol (DON) nazywany również womitoksyną, zearalenon (ZEA, toksyna F-2) oraz fumonizyny (FUM). Mogą również pojawić się toksyny T-2 i HT-2 oraz lokalnie może pojawić się problem z obecnoścą aflatoksyn (AFL) wytwarzanych przez grzyb Aspergillus flavus. Problem mykotoksyn nie dotyczy tylko kukurydzy obecnej na polu, ale również i tej przechowywanej. Grzyby zaciągnięte do magazynu mogą dalej się rozwijać, jeżeli warunki magazynowania będą dla nich korzystne. Wilgoć, wyższa temperatura, uszkodzenie ziarna w trakcie omłotu i pojaw szkodników magazynowych to doskonałe czynniki sprzyjające nowym infekcjom. Obok grzybów zaciągniętych z pola, największym zagrożeniem w tych warunkach mogą stać się grzyby z rodzaju Aspergillus, a zwłaszcza Aspergillus ochraceus, wytwarzający ochratoksynę A (OTA).
Najczęstsze gatunki Fusarium występujące w kukurydzy w Polsce
Fuzarioza kolb i fuzarioza łodyg to następstwo obecności różnych gatunków grzybów fuzaryjnych. Naukowcy badają ich skład, a ten jest zmienny tak w skali poszczególnych regionów, jak również na różnych stanowiskach w obrębie tych samych pól, ale i czynnik odmianowy może odgrywać tu rolę. Wiele czynników na to wpływa. Z łodyg i kolb choćby izolowano takie gatunki jak: Fusarium subglutinans, F. graminearum, F. verticillioides. Inne badania wskazują na obecność także: F. moniliforme, F. temperatum, F. culmorum, F. avenaceum, F. poae i innych mniej licznie pojawiających się gatunków. Fuzariozy występujące w kukurydzy są zatem kompleksem różnych patogenów, w których są gatunki dominujące i drugorzędowe. Co jednak istotne, to fakt, że skład gatunkowy grzybów rodzaju Fusarium wykrywany na kukurydzy jest w wielu przypadkach zbieżny z tym z innych roślin zbożowych np. pszenicy. To z tego powodu tak mocno zwraca się uwagę, aby nie siać kukurydzy w uproszczonym zmianowaniu ze zbożami zbyt długo, bo dochodzi do kumulacji patogenów na stanowisku i zagrożone są wówczas i kukurydza i inne gatunki zbóż.
Fuzariozy w monokulturze – czy kukurydza jest bez szans?
Wykazano także że na systemie narastającej w czasie monokultury rośnie ryzyko silniejszego porażania roślin przez fuzariozy, chociaż są także badania wskazujące, że systemy zmianowania i monokultury niewiele się różnią pod kątem zdrowotności roślin. Tutaj jednak zawsze trzeba patrzeć w szerszym kontekście jakie jeszcze inne czynniki oddziałują na roślinę uprawną, ale i same patogeny. Są także badania np. IUNG-PIB mówiące, że najsilniej porażenie ziarniaków kukurydzy przez Fusarium spp. ograniczała uprawa w zmianowaniu. Zastosowanie orki w kukurydzy uprawianej w monokulturze istotnie ograniczało występowanie Fusarium spp. w porównaniu z uprawą uproszczoną i siewem bezpośrednim.
Czynniki sprzyjające infekcji Fusarium – jak ograniczyć ryzyko?
Grzyby rodzaju Fusarium są wszechobecne w glebie i na resztkach pożniwnych, w tym mogą mieć swoich żywych gospodarzy. Na rośliny przedostają się zwykle wraz z wiatrem i wodą. Mogą być także przenoszone przez niektóre szkodniki. Wszystkie uszkodzenia tkanek (nawet te mikro) to potencjalna droga ich wnikania do roślin. Stresy abiotyczne w sezonie wegetacyjnym (np. przymrozki, susza, nadmiar wody, silne promieniowanie UV, przegrzanie itp.), zbyt słabe stanowisko, niewłaściwe nawożenie (zwłaszcza azotem), to także czynniki zwiększające ryzyko infekcji, zwłaszcza jak na polu i w jego otoczeniu jest sporo materiału infekcyjnego.
Znaczenie nawożenia azotem w kontekście rozwoju fuzarioz
Jak pokazują badania Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, szczególną uwagę trzeba zwracać na nawożenie azotem. Jest on pierwiastkiem najszybciej pobieranym i bierze udział we wszystkich procesach metabolicznych. To elementarny składnik białek i kwasów nukleinowych, jest obecny w chlorofilu, regulatorach wzrostu i wielu enzymach. Jeżeli dochodzi choćby do szybkiego wzrostu zawartości azotu w roślinie to może to się wiązać też z tym, że zwiększy się podatność rośliny na fuzariozy, ale i inne patogeny też.
Choć przy obecnych cenach nawozów trudno podejrzewać, że ktokolwiek celowo zawyża dawki azotu to warto wiedzieć, że wysokie jego stężenie w roślinie może skutkować wytwarzaniem u roślin tkanek delikatniejszych, które łatwo pokonują kiełkujące zarodniki infekcyjne. Takie bogate w azot tkanki są także „smaczniejsze” dla pasożytów fuzaryjnych, bowiem mają zwiększoną zawartość rozpuszczalnych związków azotu i węglowodanów prostych, a to może wręcz przyspieszać rozwój. Mało tego, na koncentrację azotu w roślinach, a tym samym potencjalny wzrost lub spadek ryzyka nadmiernego rozwoju patogenów może mieć choćby szybkość uwalniania azotu z zastosowanego nawozu. Wykazano, że nawożenie kukurydzy nawozami wolniej działającymi skutkowało mniejszą liczbą porażonych roślin przez grzyby rodzaju Fusarium w porównaniu do nawozów bardziej reaktywnych.
Dobór odmian odpornych na fuzariozy – na co zwracać uwagę?
Do powyższego dochodzi także kwestia samej odmiany i jej podatności tak na patogeny jak i na szkodniki. Najlepiej, aby ta sama odmiana łączyła w sobie choćby wysoką tolerancję na fuzariozy i na omacnicę prosowiankę, bo jak wiadomo gąsienice tego szkodnika wybitnie ułatwiają infekcję roślin przez różne mikroorganizmy, a dodatkowo wykazano w badaniach, że sama omacnica może być wektorem grzybów rodzaju Fusarium, zwłaszcza F. moniliforme wywołującego fuzariozę kolb. Odmiany kukurydzy wpisywane choćby do Krajowego Rejestru przez COBORU są oceniane na wskazane agrofagi, a w dobie popularności integrowanej produkcji (IP) tym bardziej zaostrzone są kryteria jakie muszą spełniać odmiany rejestrowane w Polsce, bo chodzi o to, by nie generowały potrzeby zwiększonego stosowania pestycydów.
W poszczególnych grupach wczesności kukurydzy można znaleźć odmiany mniej oraz bardziej podatne na fuzariozy, stąd warto dokładnie ocenić odmianę przed jej zakupem. Badania wykonane na UP w Poznaniu wskazały również, że odmiany kukurydzy z cechą stay green (dłużej zielone) były słabiej porażane przez grzyby fuzaryjne w porównaniu do odmian bez tej cechy. Mając kilka pól każdy plantator może w swoim gospodarstwie to zweryfikować, tym bardziej że przy okazji można ocenić wpływ lokalnych czynników.
Jak zapobiegać fuzariozom kukurydzy – praktyczne działania
Ograniczanie zachwaszczenia, stosowanie izolacji przestrzennej np. od wieloletnich monokultur zbożowych to także takie działania, które mają za zadanie ograniczyć ryzyko silnej infekcji roślin przez patogeny fuzaryjne. W pełni wegetacji trudno w sposób niechemiczny ograniczać ryzyko porażania roślin, ale na pewno można to robić poprzez terminowe zebranie plonu, jak tylko ziarno osiągnie dojrzałość zbiorczą. Przeciąganie w czasie zbioru plonu w oczekiwaniu na jeszcze większe spadki wilgotności ziarna owszem ma sens, ale tylko do pewnego momentu, gdyż potem oddawanie wody z ziarna mocno spowalnia, a pogoda w okresie jesiennym może zaskoczyć i np. na wiele tygodni wstrzymać możliwość wjazdu kombajnu w pole. Zbieranie kukurydzy w styczniu i lutym miało już miejsce, jednakże to poważne ryzyko obecności w ziarnie mykotoksyn.
Biopreparaty i fungicydy – skuteczna ochrona kukurydzy przed fuzariozami
Można także zapobiegać rozwojowi fuzarioz w sposób bezpośredni np. stosując podczas siewu biopreparat zawierający grzyba Trichoderma asperellum, który działa konkurencyjnie wobec Fusarium zajmując jego niszę rozwojową, ale zarazem który może pasożytować na patogenach fuzaryjnych ograniczając ryzyko silnego porażania roślin w późniejszym czasie. Można także zastosować w okresie wegetacji fungicydy zarejestrowane do ograniczania fuzarioz w kukurydzy, które oparte są na mefentriflukonazolu (grupa triazole). Substancja ta ma działanie układowe i ma zastosowanie zapobiegawcze, interwencyjne i wyniszczające. Jest polecana do zastosowania z chwilą wystąpienia pierwszych objawów chorobowych.
Dr hab. inż. Paweł K. Bereś, prof. IOR-PIB, mgr Michał Grzbiela
Instytut Ochrony Roślin – PIB, Terenowa Stacja Doświadczalna w Rzeszowie
