Fusarium- und Toxin-Probleme in Maisfruchtfolgen: Einfluss von Anbau und Bearbeitungsverfahren

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1 Pflanzenschutzamt Fusarium- und Toxin-Probleme in Maisfruchtfolgen: Einfluss von Anbau und Bearbeitungsverfahren Joachim Weinert in Kooperation mit E. Oldenburg, Julius Kühn-Institut (JKI) F. Höppner, J. Brunotte, von Thünen-Institut (vti)

2 Einfluss von Vorfrucht und Bodenbearbeitung auf den DON-Gehalt von Weizen Bundesweite Standortproben 2003 u ( N = 637) DON-Gehalte über ELISA (µg DON/ kg Korn) Vorfrucht Bodenbearb. Mittelwerte % Proben >600 % Proben >1200 Mais wendend Mais nicht wendend kein Mais wendend kein Mais nicht wendend Winterweizen wendend Winterweizen nicht wendend Raps wendend Raps nicht wendend Zuckerrübe wendend Zuckerrübe nicht wendend

3 Zielsetzung des Langzeitversuches Sandcamp ( ) Untersuchung einzelner und kombinierter Einflüsse der Faktoren Resistenz der Maissorte Bodenbearbeitung Resistenz der Weizensorte auf den Ährenbefall und die Toxinbildung im Weizen unter besonderer Beobachtung des Mais-Inokulums auf - direkte Effekte - überjährige Effekte - mehrjährige Effekte

4 Fruchtfolgeglieder im Langzeit-Feldversuch Sandcamp Bodenart: Lehmiger Sand 2002 Mais Weizen 2003 Weizen maize Mais Weizen Weizen Mais wheat Weizen wheat Weizen Mais Weizen Maissorte Bodenbearbeitung Weizen- Sorte 2006 Weizen Mais Weizen

5 Bodenbearbeitungsverfahren im Feldversuch Saat Vorfruchtreste (Mais) 30 cm 20 cm Pflugeinsatz Mulchsaat mit Bodenlockerung Mulchsaat mit Bodenlockerung nach Schlegeln P ML MLS

6 Eingesetzte Mais- und Weizensorten 1. Mais-Sorten: Anfälligkeit für Stängelfusariosen Sorte A mittel - BSA-Stufe 5 Sorte R gering - BSA-Stufe 2 2. Weizensorten: Anfälligkeit für Ährenfusarium Sorte A hoch - BSA-Stufe 7 Sorte R gering - BSA-Stufe 2

7 Einfluss der Bodenbearbeitung auf die Menge und die Fusarium-Gehalte von Maisresten zur Weizenblüte Maisreste (g/m 2 ) Fusarium Biomasse (µg FPE/kg TM) P MLS Mlc Ml ML P MLS Mlc Ml ML Bodenbearbeitung

8 DON-Gehalte im Korn 1.Weizen nach Vorfrucht Mais Maisreste (g/m 2 ) Fusarium Biomasse (µgfpe/kg TM) DON (µg/kg TM) DON Grenzwert 0 P MLS Mlc ML Ml P Mlc MLS Ml ML Bodenbearbeitung

9 DON-Gehalte im Korn 2.Weizen nach Weizen nach Mais Maisreste (g/m 2 ) Fusarium Biomasse (µgfpe/kg TM) DON (µg/kg TM) DON Grenzwert 0 P ML Ml P Ml ML Bodenbearbeitung

10 Maisstoppelreste nach unterschiedlichen Bodenbearbeitungen im Vegetationsverlauf 2006/2007 (g / m²) WW nach WW nach Mais WW nach Mais Termine ML MLS P ML MLS P ,2 5,8 0 67,2 30, ,6 6,3 0 90,0 48, ,3 5, ,0 44, ,0 6,9 0 74,9 48, ,8 3,0 0 63,0 27, ,3 6,2 0 30,1 17,4 0

11 Fusarium-Gehalte in Maisstoppeln and Maisresten auf der Bodenoberfläche (Mittel der Mulchparzellen) Mais-Sorte anfällig (µg FPE / kg DM) gering anfällig 2000 Mais 1. Weizen 2. Weizen Mais 0 0 (Okt. 1 02) 8 (Juni 2 03) 20 (Juni 3 04) 0 (Okt. 4 05) Rottezeit (Monate)

12 Fusarium Biomasse von Maisstoppeln und Maisresten in Abhängigkeit von Maissorte und Bodenbearbeitung 4000 µg FPE / kg TM ML MLS P P MLS ML ML MLS P P MLS ML Sorte A Sorte R Sorte A Sorte R

13 Fusarium-Gehalte in Maisresten unterschiedlicher Sorten und Bodenbearbeitungen im Vegetationsverlauf 2006/2007

14 Fusarium-Gehalte in Maisresten unterschiedlicher Sorten und Bodenbearbeitungen im Vegetationsverlauf 2006/2007

15 DON-Gehalte im Silomais Einfluss unterschiedlicher Bodenbearbeitung ( DON-Werte über die Sorten gemittelt ) 3,5 DON-Gehalt (mg/kg TM) 3 2,5 2 1,5 1 0,5 Pflug ML Versuchsjahr

16 DON-Gehalte im Silomais Einfluss von Sortanfälligkeit und Bodenbearbeitung DON-Mittelwerte (Versuchsjahre ) 3 DON-Gehalt (mg/kg TM) 2,5 2 1,5 1 0,5 P ML P ML 0 Sorte R Prinz BSA-Note: 2 Sorte A Elektra BSA-Note: 5 BSA-Note für Anfälligkeit gegen Stängelfäule

17 Fusariumtoxine: EU-Richtwerte für zur Fütterung bestimmte Erzeugnisse Empfehlung der Kommission vom 17. August 2006 (2006/576/EG) Deoxynivalenol Futtermittelausgangserzeugnisse 8 mg DON/kg für Getreide und Getreideerzeugnisse* 12 mg DON/kg für Maisnebenprodukte 2 mg DON/kg Ergänzungs- und Alleinfuttermittel für Kälber * Gilt auch für Mais-Grünfutter und -Rauhfutter Feldversuch Sandcamp: Deoxynivalenol-Gehalte in Silomais: 0,24 bis 2,90 mg DON/kg TM Aufstellung E. Oldenburg, jki

18 Silomais relevante Fusarium-Infektionen Wurzel/ Stängel -fäule Fäule der rudimentären Kolbenanlagen

19 Blattspreite Internodium Blattscheide Knoten Ausbreitung von Fusarium von Primärinfektionen in den rudimentären Kolbenanlagen in benachbarte Organe

20 Fusarium und DON Konzentrationen in verschiedenen Maisorganen Mittelwerte verschiedener Sorten, Sandcamp mg/kg DM Fusarium DON Blattspreite Blattscheide Kolbenanlage Knoten Stängel

21 Verteilung von DON in der Maispflanze zur Silomaisernte 3 Sorten-Versuch, Sandcamp 2005 Sorte Stängel Blatt scheide Blatt spreite Rudimentäre Kolben Kolben DM % DON % DM % DON % DM % DON % DM % DON % DM % DON % A B C

22 Verteilung von DON in Teilen der Pflanzenbasis Sandcamp, 2004 und DON-Gehalt (mg/kg TM) Blattspreite Blattscheide Kolbenanlage Knoten Internodium Stängel 1

23 Einfluss der Schnitthöhe auf den Toxingehalt 1. Versuchsjahr : ca. 40 % geringere DON-Gehalte im Erntegut 1,4 DON-Gehalte in Silomais 1,2 DON (mg/kg TM) 1,0 0,8 0,6 0,4 100% - 20% 0,2-42% 0, Schnitthöhe (cm) Schnitthöhe 2./3. Versuchsjahr: ca. 20 % geringere DON-Gehalte im Erntegut

24 Ergebnisse: 1. Die Stoppeln der verschiedenen Maissorten wiesen zur Mais-Ernte erheblich unterschiedliche Fusarium-Gehalte auf. 2. Die Fusarium-Gehalte der Stoppelreste stiegen in den Wintermonaten zunächst stark an und fielen bis zur Getreideblüte auf sehr geringe Werte ab. Dabei glichen sich Sortenunterschiede an. Dementsprechend zeigten sich keine Befallsunterschiede im nachgebauten Weizen 3. Das mechanische Zerkleinern der Maisstoppeln führte bei Mulchsaat stets zu geringeren Mengen von Stoppelresten auf der Oberfläche. Die Fusarium-Gehalte in den Stoppelresten und die DON-Gehalte im nachgebauten Weizen waren reduziert. 4. Nach Pflugeinsatz traten sowohl im ersten als auch im zweiten Nachbaujahr nur vereinzelt Maisstoppelreste auf der Oberfläche auf. Die DON-Gehalte im Weizen der Pflugvariante wiesen auch im mehrjährigen Vergleich immer die geringsten Werte auf. Pflanzenschutzamt

25 Ergebnisse: 5. Die DON-Gehalte im Silomais waren in der Mulchvariante in allen Versuchsjahren leicht erhöht, blieben aber stets innerhalb der EU-Richtwerte für Futtermittel 6. Deutlichere Unterschiede traten zwischen den DON-Gehalten der Maissorten auf und entsprachen der Einstufung gegen Stängelfäule nach BSA Liste. 7. Bei der Infektion der Maispflanzen durch Fusarium fungieren die rudimentären Kolbenanlagen in den Blattachseln als primäre Eintrittspforte. Sie weisen extrem hohe Fusarium- und DON- Konzentrationen auf. 8. Oberhalb des Hauptkolbens ist die Maispflanze nahezu befallsfrei 9. Deshalb wird durch die Anhebung der Schnitthöhe die DON-Belastung im Silomais vermindert