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)
Einfluss von Vorfrucht und Bodenbearbeitung auf den DON-Gehalt von Weizen Bundesweite Standortproben 2003 u. 2004 ( N = 637) DON-Gehalte über ELISA (µg DON/ kg Korn) Vorfrucht Bodenbearb. Mittelwerte % Proben >600 % Proben >1200 Mais wendend 737 26 16 Mais nicht wendend 2092 56 39 kein Mais wendend 196 5 2 kein Mais nicht wendend 388 14 7 Winterweizen wendend 258 7 3 Winterweizen nicht wendend 433 13 8 Raps wendend 147 4 2 Raps nicht wendend 265 7 4 Zuckerrübe wendend 245 9 0 Zuckerrübe nicht wendend 615 23 13
Zielsetzung des Langzeitversuches Sandcamp (2002-2007) 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
Fruchtfolgeglieder im Langzeit-Feldversuch Sandcamp Bodenart: Lehmiger Sand 2002 Mais Weizen 2003 Weizen maize Mais Weizen 2004 2005 Weizen Mais wheat Weizen wheat Weizen Mais Weizen Maissorte Bodenbearbeitung Weizen- Sorte 2006 Weizen Mais Weizen
Bodenbearbeitungsverfahren im Feldversuch Saat Vorfruchtreste (Mais) 30 cm 20 cm Pflugeinsatz Mulchsaat mit Bodenlockerung Mulchsaat mit Bodenlockerung nach Schlegeln P ML MLS
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
Einfluss der Bodenbearbeitung auf die Menge und die Fusarium-Gehalte von Maisresten zur Weizenblüte Maisreste (g/m 2 ) Fusarium Biomasse (µg FPE/kg TM) 1000 800 600 400 200 0 2004 2005 P MLS Mlc Ml ML P MLS Mlc Ml ML Bodenbearbeitung
DON-Gehalte im Korn 1.Weizen nach Vorfrucht Mais 1800 2004 2005 Maisreste (g/m 2 ) Fusarium Biomasse (µgfpe/kg TM) DON (µg/kg TM) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 DON Grenzwert 0 P MLS Mlc ML Ml P Mlc MLS Ml ML Bodenbearbeitung
DON-Gehalte im Korn 2.Weizen nach Weizen nach Mais 1800 2004 2005 Maisreste (g/m 2 ) Fusarium Biomasse (µgfpe/kg TM) DON (µg/kg TM) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 DON Grenzwert 0 P ML Ml P Ml ML Bodenbearbeitung
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 09.11.2006 13,2 5,8 0 67,2 30,2 0 12.12.2006 7,6 6,3 0 90,0 48,0 0 22.01.2007 10,3 5,8 0 132,0 44,9 0 12.03.2007 12,0 6,9 0 74,9 48,0 0 14.05.2007 6,8 3,0 0 63,0 27,2 0 31.05.2007 7,3 6,2 0 30,1 17,4 0
Fusarium-Gehalte in Maisstoppeln and Maisresten auf der Bodenoberfläche (Mittel der Mulchparzellen) 10000 61000 Mais-Sorte anfällig (µg FPE / kg DM) 8000 6000 4000 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)
Fusarium Biomasse von Maisstoppeln und Maisresten in Abhängigkeit von Maissorte und Bodenbearbeitung 4000 µg FPE / kg TM 3000 2000 1000 0 ML MLS P P MLS ML ML MLS P P MLS ML Sorte A Sorte R Sorte A Sorte R 26.09.2006 31.05.2007
Fusarium-Gehalte in Maisresten unterschiedlicher Sorten und Bodenbearbeitungen im Vegetationsverlauf 2006/2007
Fusarium-Gehalte in Maisresten unterschiedlicher Sorten und Bodenbearbeitungen im Vegetationsverlauf 2006/2007
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 0 2003 2004 2005 2006 2007 Versuchsjahr
DON-Gehalte im Silomais Einfluss von Sortanfälligkeit und Bodenbearbeitung DON-Mittelwerte (Versuchsjahre 2003-2007) 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
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
Silomais relevante Fusarium-Infektionen Wurzel/ Stängel -fäule Fäule der rudimentären Kolbenanlagen
Blattspreite Internodium Blattscheide Knoten Ausbreitung von Fusarium von Primärinfektionen in den rudimentären Kolbenanlagen in benachbarte Organe
Fusarium und DON Konzentrationen in verschiedenen Maisorganen Mittelwerte verschiedener Sorten, Sandcamp 2004 35 mg/kg DM 30 25 20 15 Fusarium DON 10 5 0 Blattspreite Blattscheide Kolbenanlage Knoten Stängel
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 18 0 11 0 5 5 1 95 65 0 B 18 1 11 1 5.5 6 0.5 66 65 27 C 17 1 10 1 5 2 1 56 67 40
Verteilung von DON in Teilen der Pflanzenbasis Sandcamp, 2004 und 2005 4 350 300 4 2 3 1 DON-Gehalt (mg/kg TM) 250 200 150 100 50 0 3 2 2 3 4 1 2 3 4 1 1 1 2 3 4 1 2 3 4 Blattspreite Blattscheide Kolbenanlage Knoten Internodium Stängel 1
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% 0,0 20 30 40 Schnitthöhe (cm) Schnitthöhe 2./3. Versuchsjahr: ca. 20 % geringere DON-Gehalte im Erntegut
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
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