Aktuelle Pflanzenschutzfragen im Zuckerrübenanbau

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1 Aktuelle Pflanzenschutzfragen im Zuckerrübenanbau - Auftreten von Nematoden und Möglichkeiten zur Schadensverhütung 59. Baden-Württembergischer Pflanzenschutztag 10. Februar 2012 Möglingen, Bürgerhaus Dr. Peter Knuth Foto: Daub, JKI 1

2 Überblick I. Was sind Nematoden? II. III. Pflanzenparasitäre Nematoden in Zuckerrüben: Rübenzystennematoden, Heterodera schachtii Bedeutung, Biologie und Wirtspflanzen Schadensverhütung: - Zwischenfruchtanbau mit resistenten Sorten - resistente/tolerante Zuckerrübensorten - Fruchtfolge (Raps) Rübenkopfälchen, Ditylenchus dipsaci Bedeutung, Biologie und Wirtspflanzen Schadensverhütung: - Anbau von toleranten Sorten - Fruchtfolge - Zwischenfruchtanbau Neue Bekämpfungsmöglichkeiten von pflanzenparasitären Nematoden: Biofumigation 2

3 I. Was sind Nematoden? Nematoden sind fadenförmige, farblose Würmer (griech.: nema = Faden, Fadenwürmer ). Die meisten pflanzenparasitären Nematoden sind nicht länger als 1 mm. Zur Fortbewegung dienen Längsmuskeln daher schlängende Bewegung ( Älchen ). Fortpflanzung bei den meisten Arten zweigeschlechtlich. Vier Larvenstadien. Große Artenvielfalt in einem Ackerboden: pflanzenparasitäre Arten bakteriophage Arten mykophage Arten entomopathogene Arten Räuberische Nematoden ca. 40 kg Nematodenfrischgewicht pro ha Ackerboden. mehrzellige Organismen in % Nervenring auf der Erde 20 Mittelbulbus Lippen Mundstachel Exkretionsporus Endbulbus Darm Nematoden Saugmuskulatur Rest Ovar Anus 80 Spermatheka Vulva Ei 3

4 II. Rübenzystennematoden Heterodera schachtii Bedeutung, Biologie und Wirtspflanzen Entdeckung als Verursacher der Rübenmüdigkeit im Jahr 1859 durch Hermann Schacht. Quelle: KWS Erstmals wurde ein Nematode als Schaderreger an unterirdischen Pflanzenorganen beschrieben. Heute in Europa in nahezu allen intensiven Rübenanbaugebieten verbreitet. Weltweites Vorkommen (Asien, Nordamerika und Australien. Wirtschaftlich wichtigster Schadnematode an Zuckerrüben, Ertragseinbußen bis zu 50% möglich. Schadschwelle bei 500 Eier und Larven pro 100 ml Boden (ca. 1 Zyste/100 ml Boden). Auftreten meistens nesterweise Vorkommen in Baden-Württemberg relativ gering, in den Zuckerrübengebieten aber vorhanden 4

5 Rübenzystennematoden Heterodera schachtii nesterweises Auftreten in einem betroffenen Feld , Kreis Ludwigsburg 5

6 Rübenzystennematoden Heterodera schachtii Bild: JKI Weiße Weibchen, mit bloßem Auge sichtbar! Eine Zyste kann mehrere hundert Eier und Larven enthalten Bild: JKI 6

7 Lebenszyklus von Heterodera schachtii (Rübenzystennematoden) braune Zyste, Dauerstadium, gefüllt mit Eiern beginnend im Frühjahr: Wurzelexudate bewirken einen Schlupfreiz, Anlockung zur Wurzel Zunächst entstehen weiße Zysten, Weibchen gefüllt mit Eiern, mehrere hundert Eier pro Zyste möglich Eindringung, Bildung eines hochspezifischen Nährzellensytems durch Auflösung der Zellwände Quelle: KWS Entwicklung von Männchen und Weibchen 7

8 Rübenzystennematoden Heterodera schachtii Nematodenentwicklung (Temperatursumme) 3. Generation 2. Generation 1. Generation Achtung: Grafik: JKI, Westphal Abweichungen sind möglich! Temperatursumme 465 : mittlere tägliche Bodentemperatur (10-20 cm Tiefe) oberhalb der Basistemperatur von 8 C wird aufaddiert, eine Generation benötigt eine Wärmesumme von 465 Beispiel: Bodentemperatur 17 C: 465 / 9 = ca. 52 Tage oder 7,5 Wochen für 1 Generation 8

9 Rübenzystennematoden Heterodera schachtii Wirtspflanzenkreis Sehr breites Wirtspflanzenspektrum Mehr als 200 Pflanzenarten aus über 90 Gattungen werden befallen Quelle: KWS 9

10 Möglichkeiten der Schadensvermeidung Ertragsverluste durch Rübenzystennematoden in Abhängigkeit vom Frühjahrs-Wert (pi-wert) Schadschwelle: 500 E+L pro 100 ml Boden, 5% Ertragsverlust Ertrag in dt/ha, Modell 1 Ertrag in dt/ha, Modell 2 Ertrag in dt/ha, Modell 3 Ertrag in dt/ha H. schachtii - Besatzdichte im Frühjahr (je 100 ml Boden) nach Schlang, BBA Zwischenfruchtanbau mit resistenten Senf- oder Ölrettichsortenorten resistente/tolerante Zuckerrübensorten Fruchtfolge (Raps) 10

11 Lebenszyklus von Heterodera schachtii (Rübenzystennematoden) - Ansatzpunkte für Resistenzzüchtung braune Zyste, Dauerstadium, gefüllt mit Eiern Angriffspunkte für Resistenzzüchtung Eindringung der Larven und festsetzen an einer Zelle Nährzellensytems beginnt sich zu entwickeln Bildung des Nährzellensystems gestört. Weibchen können sich nicht mehr entwicklen Geschlechterverhältnis Männchen : Weibchen 100 : 1 Bild: JKI bei resistenten Pflanzen 11

12 Ölrettich und Senf Resistente Zwischenfrüchte zur biologischen Bekämpfung des Rübenzystenälchens Was bedeutet Resistenz? Resistenz ist die Eigenschaft einer Pflanzenart oder sorte, die Fortpflanzung einer bestimmten Nematodenart zu begrenzen. Sehr gering Gering < 0,1 0,1 0,3 0,3 0,5 Vermehrung von Rübenzystennematoden Vermehrungsindex (Pf/Pi Wert) Anfälligkeitsklassen für Rübenzystennematoden Bewertung resistent Sortenbewertung Resistenz ist die Eigenschaft einer Sorte, die Vermehrungsrate einer bestimmten Nematodenart auf ein festgelegtes Niveau zu begrenzen. 0,5 1,0 1,0 2,0 4 5 anfällig Vermehrungsrate < 1 = Reduktion der Population Mittel 2,0 3,0 6 Stark 3,0 5,0 7 5,0 8,0 8 Sehr stark > 8,0 9 Sorten: Landwirtschaftlicher Informationsdienst Zuckerrübe, 12

13 Rübenzystennematoden Heterodera schachtii Erfolgreiche Nematodenbekämpfung mit resistenten Zwischenfrüchten: Bodenbearbeitung: Stroh entweder räumen oder häckselen Strohmatten sind zu vermeiden. Den Boden tief lockern - dies mobilisiert die Nematoden in tieferen Bodenschichten und fördert die Durchwurzelung. Saatzeit: optimal Juli bis Anfang August bis Ende Juli: optimale Nematodenwirkung Ab September nur noch geringe Wirkung Larvenschlupf aus den Zysten ist temperaturabhängig. Optimal sind Bodentemperaturen über 20 C. Blühneigung der Sorte: Nematodenreduzierende Wirkung lässt mit Blühbeginn nach. Daher Sorten mit später Blüte bevorzugen (Ölrettichsorten schneiden hier meistens besser ab). Hohe Bestandesdichten sind Voraussetzung für einen Bekämpfungserfolg Ölrettich kg/ha und Senf kg/ha Düngung: kg/ha rein-n fördern die Durchwurzelung und die Bestandesdichte. 13

14 Rübenzystennematoden Heterodera schachtii Resistente oder tolerante Zuckerrübensorten 1. Resistente Zuckerrübensorten: Resistenzgen von der resistenten Wildrübenart Beta procumbens eingekreuzt Nematodenpopulation wird gesenkt Biologische Bekämpfung Resistenzschema wie bei resistenten Zwischenfrüchten (Weibchenentwicklung verhindert) Resistenz ist nicht 100% Transmissionsrate nicht 100%, wird aber bei den neueren Sorten fast erreicht Vorsicht: Monogene Resistenz, Gefahr, dass bei wiederholtem Anbau die Resistenz gebrochen wird Daher: resistente Sorten nicht wiederholt anbauen Anbau resistenter Sorten als Feuerwehrmaßnahme nutzen, wenn sehr hohe Besatzdichten vor dem Zuckerrübenanbau vorhanden sind. Ziel: Nematodenreduktion Resistente Zuckerrübensorten bei geringer Populationsdichte unwirtschaftlich (deutlich geringere Erträge als bei Standardsorten) Mit resistenten Zwischenfrüchten kombinieren (Resistenzbildung unterdrücken) Fazit: Anbau von resistenten Zuckerrübensorten nicht ohne vorherige Bodenuntersuchung 14

15 Rübenzystennematoden Heterodera schachtii 2. Tolerante Zuckerrübensorten: Toleranz: Eine tolerante Sorte reagiert auf die Nematoden nicht mit typischen Welkesymptomen. Die von Wildstämmen (v.a. Beta maritima) eingekreuzte Eigenschaften sind dabei eine Toleranz und eine geringere Anfälligkeit ( Teilresistenz ) Vermutlich polygene Vererbung, d.h. geringe Gefahr der Brechung der Toleranz durch aggressivere Populationen Mittlerweile sind Sorten verfügbar, die an das Ertragsniveau von anfälligen Sorten auch bei Nichtbefall oder geringer Befallsdichte heranreichen (Schadschwelle?) Vorsicht: tolerante Sorten können die Populationsdichte erhöhen Resistente oder tolerante Zuckerrübensorten Bei mittleren Besatzdichten von Eier und Larven/100 ml liegt die Vermehrungsrate bei ca. 1,5 bis 2 (anfällige Sorten 3-4) Ungeklärt sind die genetische Ursachen, die die Toleranz ausmachen. Gibt es lokale Populationen, die sich an toleranten Sorten sehr gut vermehren können? Bei sehr hohen Besatzdichten (> 3000 E+L/100 ml) und ungünstiger Witterung haben auch tolerante Sorten einen Ertragsrückgang von % Mit resistenten Zwischenfrüchten kombinieren um Population auf niederem Niveau zu halten Frühe Aussaat der Zwischenfrucht notwendig, um das Resistenzpotential auszuschöpfen! Fazit: Anbau von toleranten Zuckerrübensorten nicht ohne vorherige Bodenuntersuchung 15

16 Nematodenmanagement, Anbau von anfälligen, toleranten oder resistenten Sorten Bodenuntersuchungen: Befallsgrad Besatzdichte (E+L/100 ml) werden vom Bodengesundheitsdienst angeboten Infektionsgrad, Schadbild Ertragsverluste in % Strategie 0 0 kein Befall 0 Anbau anfälliger Standardsorten I leicht 0 Anbau anfälliger Standardsorten, Befallskontrolle ratsam II leicht, erste Nester 1 5 Anbau anfälliger Standardsorten, Befallskontrolle notwendig III mäßig/mittel Deutliche Nester 6 15 Resistente Zwischenfrüchte notwendig, Anbau toleranter Zuckerrübensorten IV schwer, große Nester Resistente Zwischenfrüchte notwendig, Juliaussaat, tolerante/resistente Zuckerrübensorten V > 2500 sehr schwer, flächiger Befall > 30 Wie bei IV, ZR in der Fruchtfolge weiterstellen nach Heinrichs, Beilage der LZ Rheinland vom , S

17 Rübenzystennematoden Heterodera schachtii Resistente oder tolerante Zuckerrübensorten Quelle: LIZ, Heterodera schachtii, Stand 05/2011 SMV : Standardmelasseverlust, Zuckerverlust während der Fabrikation aufgrund von Melasse-bildner (K, Na, AmN). Am SMV orientiert sich die Qualitätsbezahlung. Je niedriger der SMV, desto höher die Qualität. Alle Zuckerrübensorten sind rizomaniatolerant. Tolerante Sorten: Hohe Ertragsleistung unter Nematodenbefall kaum Ertragsverluste ohne Nematodenbefall im Vergleich zu Standardsorten Resistente Sorten: geringere Erträge unter Nematodenbefall (keine Toleranz) 17

18 Nematodenmanagement über die Fruchtfolge Bürcky, Beilage zur dzz, Nr. 37, 2004 Beim Anbau von Nicht-Wirtspflanzen (Getreide) geht die Population durchschnittlich um 30-40% der Ausgangsbesatzdichte vom Frühjahr zurück. Eine dreijährige Rübenfruchtfolge führt beim Anbau von anfälligen Sorten zu einem stetigen Anstieg der Population. 18

19 Nematodenmanagement, Raps in der Fruchtfolge? Einfluss des Anbaus von Winterraps auf Rübenzystennematoden ohne Ausfallrapsbekämpfung (Elsdorf, ) Daub, JKI Elsdorf 19

20 Nematodenmanagement, Raps in der Fruchtfolge? Einfluss der Ausfallrapsbekämpfung auf H. schachtii (Elsdorf, ) Daub, JKI Elsdorf Ausfallraps kann zu einer beträchtlichen Vermehrung der Rübenzystennematoden führen Frühzeitige Bearbeitung des Ausfallrapses notwendig An Winterraps im Herbst kaum noch eine Entwicklung möglich (Temperatursumme) Im Frühjahr sind die alten Wurzeln des Winterrapses für die Nematoden weniger attraktiv Fazit: an Winterraps kaum Vermehrung 20

21 Rübenkopfälchen, Ditylenchus dipsaci Rübenkopffäule, Hohenstadt,

22 150 Jahre Erstbeschreibung von Ditylenchus dipsaci an der Weberkarde (Dipsacus fullonum) durch Julius Kühn Julius Kühn ( ) Kühn, Julius (1857): Über das Vorkommen von Anguillulen in erkrankten D. fullonum L. ssp. sativus (L.) Thell. Blüthenköpfen von Dispacus fullonum L. Zeitschr. F. wissensch. Zoologie, IX Band, Folie: Hallmann, JKI 22

23 Rübenkopfälchen, Ditylenchus dipsaci Bedeutung, Biologie und Wirtspflanzen Quelle: EPP0 Weltweite Verbreitung Als Quarantäneschadorganismus gelistet (RL 2000/29/EG, Anhang II/A2) Vorkommen in Deutschland v.a. im Rheinland, Baden-Württemberg und Bayern Vorkommen in Baden-Württemberg auf bestimmte Regionen begrenzt In Zuckerrüben hohe Ertrags- und Qualitätseinbußen möglich (Totalausfall im Extremfall). Schadschwelle sehr niedrig, 1-2 Nematoden in 100 ml Boden Auftreten meistens nesterweise 23

24 Ditylenchus dipsaci Verbreitung in Baden-Württemberg Rübenkopfälchengebiete Stängelälchengebiete Tabak 24

25 Rübenkopfälchen (Ditylenchus dipsaci) Sehr großes Wirtspflanzenspektrum Kulturpflanzen: Futter- und Zuckerrüben, Hafer, Leguminosen, Mais, Roggen, Kartoffeln, Tabak, Zwiebeln, Schnittlauch, Sellerie, Senf Zierpflanzen: v.a. Phlox, Geranium, Helleborus, Blumenzwiebel, Unkräuter: Larvenlänge ca. 1,0 mm Schlängelnde Bewegung (Älchen) Klettenlabkraut, Storchschnabel, Leguminosen, Acherfuchsschwanz, Flughafer, Taubnessel, Knötericharten Achtung: Saatgutübertragbarkeit bei: Leguminosen, v.a. Ackerbohnen, Zwiebel, Schalotten, Lauch, Schnittlauch 25

26 Rübenkopfälchen (Ditylenchus dipsaci) Frühjahrsbefall Wuchsstoffschäden 871 Rübenkopfälchen in 30g Überwinterung als Larve (L IV) Überdauerung im Boden von mind. 1 Jahr ohne Wirtspflanzen möglich Im Frühjahr dringen die Nematoden im Bereich der Erdoberfläche in die jungen Pflanzen ein. Bei starkem Befall verdrehen sich die Blätter Pflanzenausfälle bei starkem Befall möglich 2132 Rübenkopfälchen in 30g, Wh 2 Mittelwerte von 10 Pflanzen, Untersuchung der gesamten Pflanzenmasse Paulina, am

27 Rübenkopfälchen (Ditylenchus dipsaci) Sommerbefall - Pustelbildung 1208 Rübenkopfälchen in 30g Hohe Nematodendichte in den Pusteln (lockeres Gewebe) Noch keine Fäule, Wachstum normal 27

28 Rübenkopfälchen Ditylenchus dipsaci Herbstbefall Rübenkopffäule 28

29 Verwechslungsmöglichkeit Rhizoctonia Rübenkopfälchen 29

30 Rübenkopfälchen (Ditylenchus dipsaci) Möglichkeiten der Schadensvermeidung tolerante Zuckerrübensorten seit 2003 werden Versuche mit neuen Sorten durchgeführt, um die Anfälligkeit gegenüber dem Rübenkopfälchen zu bewerten. Zwischenfruchtanbau mit Senf- oder Ölrettichsortenorten Die Resistenzeigenschaft von Zwischenfrüchten gegenüber dem Rübenzystenälchen ist nicht auf das Rübenkopfälchen übertragbar! Fruchtfolge Anbau von Nichtwirtspflanzen 30

31 Rübenkopfälchen (Ditylenchus dipsaci) Einsatz von toleranten Sorten eine Möglichkeit der Schadensminderung bei Zuckerrüben Herkunft der Toleranz einiger Sorten ungeklärt, aber eindeutig vorhanden. Die Toleranz beruht nicht aufgrund einer Einkreuzung von Wildstämmen. Foto: Leipertz, Jülich 31

32 Rübenkopfälchen (Ditylenchus dipsaci) Zuckerrübenversuch 2006 in HN-Frankenbach Anteil der verfaulten Rübenkopfschnittfläche jeder Sorte verfaulte Rübenkopfschnittfläche in % ,3 54,3 19,9 46,8 Sorten mit ausgewiesener Rhizoctoniatoleranz 53,7 54,6 40,3 34,3 15,1 13,8 Dorena Paulina Premiere Fabiola Syncro Simenia Nauta Calida Prestige Xenia Bonitur am

33 Rübenkopfälchen (Ditylenchus dipsaci) ZR-sortenversuch (Plan B + Stämme) 2009 Ravenstein, Aussaat ,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 36,5 27,0 24,3 23,2 23,9 19,9 10,0 6,9 4,1 3,7 4,1 4,0 verfaulte Rübenkopfschnittflächen in % Dorena (1) KWS-DIT09-01 ST-Stamm 2 Beretta Lukas Sabrina Syncro Belladonna Schubert Corvetta MAR Dorena (2) 33

34 Rübenkopfälchen (Ditylenchus dipsaci) Einsatz von toleranten Sorten eine Möglichkeit der Schadensminderung bei Zuckerrüben Alle Zuckerrübensorten sind für Rübenkopfälchen attraktiv. Es gibt keine Sortenunterschiede beim Frühjahrsbefall. Typische Pustelbildung im Juni/Juli auch an Sorten mit geringem Spätbefall. Hoher Frühjahrsbefall führt nicht automatisch auch zu Spätbefall mit Fäule. Die Sortenunterschiede werden erst beim Herbstbefall sichtbar. Rhizoctoniatoleranz schützt nicht vor Rübenkopfälchen. Sorten mit geringer Anfälligkeit Syncro Beretta Sonstiges Rhizoctonia/ Rizomania - tolerant Rizomania - tolerant Prestige Rhizoctonia/ Rizomania - tolerant Diverse Sorten in Zulassung 34

35 Rübenkopfälchen (Ditylenchus dipsaci) Einsatz von Zwischenfrüchten Wahl der Zwischenfrüchte der richtigen Zwischenfrucht 35

36 Rübenkopfälchen (Ditylenchus dipsaci) in Senf- und Ölrettichsorten 2004 Vaihingen-Enz, Aussaat D. dipsaci in 30 g Pflanzengewebe Probenahme Probenahme Hohenheimer Sirte Concerta Maxi Sirola Arda Accent Sareptasenf Adagio Colonel Dacapo Consul Hafer 36

37 Rübenkopfälchen (Ditylenchus dipsaci) Zwischenfruchtversuch Ihinger Hof 2006 Bodenproben vom Mittelwert 50 L. pro 500g Wh I Wh II Wh III Wh IV Ditylenchus dipsaci in 500g Boden 0 Sirola 25 kg/ha Concerta 25 kg/ha Energy 10 kg/ha RB 12 15kg/ha RB kg/ha Adagio 15 kg/ha Adagio 30 kg/ha Picobello 15 kg/ha Picobello 30 kg/ha Defender 30 kg/ha Revisio 30 kg/ha Schwarzbrache 37

38 Rübenkopfälchen (Ditylenchus dipsaci) 8000 Zwischenfruchtversuch 2006, Vermehrung 4 Wh, Durchschnittswerte Zwischenfruchtsaat: Ditylenchus dipsaci in 30 g 0 Sirola 25 kg/ha Concerta 25kg/ha Energy 10 kg/ha RB kg/ha RB kg/ha Adagio 15 kg/ha Adagio 30 kg/ha Picobello 15 kg/ha Picobello 30 kg/ha Defender 30 kg/ha Revisio 30 kg/ha 38

39 Ditylenchus dipsaci Schäden an Gelbsenf ; Concerta D. dipsaci in 30g 39

40 Rübenkopfälchen (Ditylenchus dipsaci) Zwischenfrüchten und Fruchtfolge eine Möglichkeit der Schadensminderung bei Zuckerrüben In Feldern mit Rübenkopfälchen und Rübenzystenälchen: Zwischenfruchtanbau zur Bekämpfung des Rübenzystenälchens ausschließlich mit resistenten Ölrettichsorten Auf Feldern mit bekanntem Rübenkopfälchen - Vorkommen generell auf Gelbsenf als Zwischenfrucht in einer Zuckerrübenfruchtfolge verzichten (Ausnahmen bei sehr spät gesäter Zwischenfrucht möglich) Auf Feldern mit Rübenkopfälchen - Vorkommen: keine Leguminosen und Hafer in einer Fruchtfolge mit Zuckerrüben Auf Unkrautbekämpfung achten Winterweizen und Wintergerste sind keine Wirtspflanzen und reduzieren die Population Mais ist keine gute Wirtspflanze, reduziert die Population, kann aber empfindlich reagieren 40

41 III. Biofumigation ein neues Verfahren zur biologischen Bekämpfung von Nematoden mit Zwischenfrüchten Zwischenfruchtversuch Ihinger Hof,

42 III. Biologischen Bekämpfung von Nematoden durch Biofumigation beginnende Blüte Zellen werden zerstört mulchen Glucosinolate (Vakuole) Myrosinase (Zytoplasma) ca. 2 Monate nach der Saat: Beginnende Blüte Mulchen und sofortiges Einarbeiten Boden versiegeln einarbeiten + walzen Hydrolyse: Umwandlung der Glucosinolate in Isothiocyanate nematizide Wirkung 42

43 Mögliche Risiken der Biofumigation Umweltwirkungen Hohe Mengen an organischer Substanz werden in den Boden eingebracht Förderung des Bodenlebens (Bakterien, Pilze, auch von freilebenden Nematoden) Unbekannt: Wirkung der Isothiocyanate auf das Bodenleben Isothiocyanate schneller Abbau im Boden, nach 5 bis 30 Stunden nicht mehr nachweisbar Abbau abhängig von der Bodenbeschaffenheit - auf schweren Böden schnellerer Abbau als auf sandigen Böden - hoher Humusgehalt fördert die Sorption der Isothiocyanate Gegen Rübenzystenälchen und Rübenkopfälchen bislang bislang keine positiven Erfahrungen 43

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