DISS. ETH Nr. 8013 AUSWINTERUNGSSCHAEDEN IN RAIGRASREINBESTAENDEN, DIE BEDEUTUNG PILZLICHER KRANKHEITSERREGER UND IHRE MOEGLICHE EINDAEMMUNG ABHANDLUNG zur Erlangung des Titels eines DOKTORS DER TECHNISCHEN WISSENSCHAFTEN der EIDGENOESSISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE ZUERICH vorgelegt von WALTER EUGEN WINTER Dipl. Ing.Agr. Univ. Buenos Aires geboren am 8. März 1938 von Winterthur, Kanton Zürich Angenommen auf Antrag von Prof. Dr. H. Kern, Referent Dr. A. Brönnimann, Korreferent 1986
1 ZUSAMMENFASSUNG 1. Bei Englisch und ItalienischRaigras wurde nach den Ueberwinterungen eine Pflanzenfäulnis, lückige Bestände, Reduktion der Triebzahl und der Trockensubstanzerträge beobachtet. Die Isolationen von geschädigtem Pflan zenmaterial zeigten, dass der Erreger des Schneeschimmels Monograghella Qiv lis (Schaffn.) E. Müll., Konidienstadium Ggrlachia nivalis (Ces.ex Sacc.) W. Garns et E. Müll., Synonym Fusarium niyalg Ces. ex Sacc., am mei sten vorhanden war. Teilweise konnten auch die Pilze Laetisaria fuciformis (Mc Alp.) Burds., Syn. Corticium fuciforme (Berk.) Wakef., Gibberella Y.enacea Cook, Konidienstadium Fusarium ayenaceum (Fr.) Sacc. und Fusarium culmorym (W.G.Sm.) Sacc, isoliert werden. 2. Die Sortenanfälligkeit gegen Auswinterungsschäden wurde anhand der In tensität der Pflanzenfäulnis, der verursachten Lücken im Bestand, der An zahl Triebe je Laufmeter, der TrockensubstanzErtragsverminderung und der aus befallenen Pflanzenteilen isolierten Gerlachia nivaliskolonien ermit telt. Die Erhebungen wurden in Feldversuchen in einer normalen (440 m ü.m.) und einer höheren (630 m ü.m.) Anbaulage durchgeführt. Verwendet wurden je 4 Italienisch und EnglischRaigrassorten (davon je 2 tetraploide und diploide). Die getesteten tetraploiden Sorten "Lipo", "Tetila", "Citadel" und "Bastion" zeigten eine bessere Schneeschimmel resistenz als die diploiden Sorten "Ursus", "Lemtal", "Melino" und "Pablo". 3. Im weiteren wurde der Einfluss des Schnittzeitpunktes und der Stick stoffgaben im Herbst auf das Ausmass des Schneeschimmelbefalles geprüft. Die Pflanzen des Schnittes von Ende Oktober wurden in beiden Anbaulagen gegenüber denjenigen der Schnitte von Mitte und Ende September sowie dem jenigen von Mitte Oktober am wenigsten von Gerlachia nivalis befallen. Da jedoch die Bestände dieses Schnittes teilweise stark durch Kälte geschä digt wurden, kann in Bezug auf Pilzbefall nur der zweitbeste Schnitt von Mitte Oktober für die Praxis empfohlen werden. Die erhöhte Stickstoffgäbe von 80 kg N/ha im Herbst verursachte, verglichen mit 40 kg N/ha allgemein eine Zunahme der Pflanzenfäulnis, was wiederum die Anzahl der isolierten rl chia nivaliskolonien steigerte. 4 Q Ci chia niy lis wurde nach der zweiten Ueberwinterung in beiden Anbau lagen von RaigrasErnterückständen zu ca. 50 % und von Erdproben zu ca. 20 % isoliert. Tetraploide Raigräser verseuchten den Boden weniger als diploide. Der Herbstschnitt von Ende Oktober bewirkte im Vergleich zu den anderen SchnittTerminen die geringste SchneeschimmelBodenverseuchung. Bei 80 kg N/ha war diese allgemein höher als bei 40 kg N/ha. 5. Während der Hauptvegetationsperiode den von den Raigraspflanzen hauptsächlich die Pilze Fys rium culmorum, von Ende Mai bis Mitte November wur Fusarium aygnageum und Drechsiera siccans isoliert. Bei den Fusarien betru gen die Differenzen der Anzahl isolierter Pilzkolonien zwischen den Sorten 10 bis 15 %. Drechsiera siccans wurde meistens von ItalienischRaigras iso liert. Die Werte~dir~iioITerten Pilzkolonien waren bei "Citadel" und "Lipo" am niedrigsten (0 und 2 %), bei "Ursus" und "Lemtal" am höchsten (27 %). 6. In Versuchen mit künstlicher Infektion unter natürlichen Bedingungen befielen Gerlachia niyalisstämme von Raigräsern den Weizen und diejenigen von Weizen wiederum die Raigräser. Die Kreuzinfektionen mit Gerlachia nivaüsstämmen an Italienisch und EnglischRaigras verliefen positiv.
2 Die Isolate zeigten eine unterschiedliche Aggressivität ohne Wirtspeziali sierung. Der Pilz Laetisaria fyciformis verursachte bei Raigras und Winter weizen Fäulnis und Absterben der Triebe. In Keimpflanzenversuchen unter kontrollierten Bedingungen reduzierte FusaciuiIJ ävgnaggym die Pflanzen und Triebzahl stärker als Fusarium culmorum. SUMMARY 1. Rotten plants, incomplete Stands, a reduced number of shoots and a decline in dry matter yields were observed after hibernations of perennial and Italian ryegrass. Isolations from damaged plants showed that the causal agent of snow mould Monographglla nivalis (Schaffn.) E. Müll., asexual stage Gerlachia nivalis (Ces. ex Sacc.) W. Garns et E. Müll., synonym Fusarium Diyili Ces. ex Sacc, occured most frequently. To some extend the following fungi were also isolated: LagtiSäCiä fyciformis (Mc Alp.) Burds., synonym GQCtiSium fycifgrmg (Berk.) Wakef., Giüügreilä avgna. ga. Cook, asexual stage Eusariym avgn.ac.gum (Fr.) Sacc. and Fysarium cylmgrym (W.G.Sm.) Sacc. 2. The level of susceptibility of the varieties to winterkill was determined by measuring plant rotting intensity, gaps in the Stands, number of shoots per meter and reduction of dry matter. In addition, the number of colonies of G rl chia nivalis in attacked plant parts was evaluated. The field trials were located at 44Ö m a.s.l. and at a higher elevation at 630 m a.s.l. Four perennial and four Italian ryegrass varieties were tested, 2 of each were tetraploid and 2 diploid. The tetraploid varieties "Lipo", "Tetila", "Citadel" and "Bastion" showed a higher level of resistance to snow mould compared to the diploid varieties "Ursus", "Lemtal", "Melino" and "Pablo". 3. The influence of the date of cutting and of nitrogen fertilization in fall on snow mould severity was also tested. Lowest values at both locations were observed when the last cutting occured at the end of October. Severity was higher when the last cutting took place at an earlier date (mid September, end of September, mid October). As the Stands of the last cutting were in part strongly damaged by coldness, it is recommended to cut for the last time in the middle of October although infection with snow mould will not be as much reduced as if the last cutting took place at the end of October. Nitrogen fertilization in fall with 80 kg N/ha increased plant rotting and the number """ " " of colonies of Gerlachia nivalis isolated compared to fertilization with 40 kg N/ha. 4. After the second hibernation at both locations Ggrl chia nivalis was isolated in approximately 50 and 20 % of the cases from residues of the cuttings and of soil samples, respectively. Tetraploid ryegrasses contaminated the soil to a lesser extend than diploid ryegrasses. The last cutting of end of October resulted in the lowest contamination of the soil with Gerlacbiä nivalis compared to the other cutting dates. Compared to 40 kg N/ha, contamination was in general higher where 80 kg N/ha had been applied.
la 3 peut 5. During the main season between the end of May and the middle of November Fusarium cylmgrym, Fusarium ayenaceum and Drechsiera siccans were the fungi most frequently isolated from ryegrass plants. Differences of 10 to 15 % between the number of isolated Fusarium colonies from different varieties were determined. Drechsiera siccans was isolated in most cases from Italian ryegrass. The lowest isolation scores were obtained for the cultivars "Citadel" and "Lipo" (0 and 2 %), the highest ones for "Ursus" and "Lemtal" (27 %). 6. Isolates of Gerlachia nivalis originating from ryegrasses attacked after artificial inoculation, but under natural conditions, wheat and wheat isolates attacked the ryegrasses. Cross infections with isolates of Ggriachia nivalis from perennial and Italian ryegrasses were positiv. The isolates showed variable aggressivity without host specialisation. The fungus Lagtisaria fyciformis caused plant rotting and shoot killing on ryegrass and winter wheat. In seedling tests under controlled environmental conditions Fusarium avenaceum reduced the number of plants and shoots to a greater extind"than~füsäriüm culmgrum. RESUME 1. Sur des raygras anglais et italiens hivern s, on a trouv de la pourriture, des manques sur les lignes, une diminution du nombre des talles et du rendement en matiere seche. Des isolements pratiqu s sur des plantes malades ont montre que le Champignon le plus souvent associs ä ces degats Stait l'agent de la moisissure des neiges MgnggraQhglla nivalis (Schaffn.) E. Müll., dont le Stade conidien est Gerlachia nivalis (Ces. ex Sacc) W. Garns et E. Müll., et le synonyme Fusarium Qiyalg'Ces. ex Sacc. Laetisaria fyciformis (Mc Alp.) Burds., dont le synonyme est GgrUsiunffugifgrmg (Berk.) Wakef., Qibberella aygnacea Cook, dont le Stade conidien est Fusarium ayenaceum (Fr.) Sacc, et Fusarium culmgrum (W.G.Sm.) SaccT ont Ite occasionnellement isoles. 2. Une Evaluation de la sensibilite varietale aux dsgäts d'hivernage a et effectu e sur la base de l'intensite de la pourriture, des manques sur les lignes, du nombre de talles par mötre courant, de la diminution du rendement en matiere seche et de l'isolement de Gerlachia nivalis des plantes malades. Les recherches ont t conduites dans deux essais mis en place en altitude normale (440 m) et elev e (630 m). Quatre varietes de raygras italien et quatre varietes de raygras anglais, dont chaque fois deux tstraploi'des et deux diploi'des, ont te utilis es. Les varietss tötraploi'des examinses, "Lipo", "Tetila", "Citadel" et "Bastion", se sont montrees plus rösistantes ä" la moisissure des neiges que les varietes diploi'des "Ursus", "Lemtal", "Melino" et "Pablo". 3. L'effet du moment de la coupe et celui de la fumure azotöe ä l'automne sur le developpement de la moisissure des neiges ont et examin s. L'attaque de Gerlachia nivalis a et la moins intense aprös la coupe de fin octobre, en comparaison avec les coupes de mi et de fin septembre et avec celle de mioctobre. Mais comme les degäts de froid ont fortement endommag les cultures apres la coupe de fin octobre, seule celle de mioctobre seconde pour la resistance au Champignon etre recommandee ä la pratique. L'augmentation de l'apport automnal d'azote de 40 ä" 80 kg N/ha a provoque un accroissement de la pourriture avec une intensification du nombre des colonies de Gerlachia nivalis isoues.
4 4. Aprös le second hivernage, GgrläCbia Diyalis a ete isol des r sidus de röcolte de raygras ä une fr quence approximative de 50 %, et ä 20 % environ d'öchantillons de terre. Les raygras tetraploides ont contribu ä la contamination du sol dans une moindre mesure que les diploi'des. De meme, la contamination du sol par la moisissure des neiges a t plus faible apres la coupe de fin octobre qu'apräs les autres, et plus lev e aprös un apport de 80 kg N/ha qu'aprös 40 kg N/ha. 5. Les Champignons Fusarium culmgrum, Fusarium ayenaceum et Drechsiera siccans ont tö les~plus frequemment isolis pendant la pe>iode principale di'vlgitation de fin mai ä" minovembre. Le nombre de colonies de Fusarium obtenues a vari de 10 ä 15 % Selon les vari t s. Drechsiera siccans a surtout t isolä de raygras italien. C'est chez "Citadel" et "Lipo" que ce parasite a t le moins frsquent (0 et 2 % des colonies), et chez "Ursus" et "Lemtal" qu'il a et6 le plus abondant (27 % des colonies). 6. Dans des essais d'inoculation en conditions naturelles, les souches de Gerlachia nivalis isolses de raygras ont attaqu6 le ble, et viceversa. Des~lnöcülätiöns~cröisees de Gerlachia nivalis isol de raygras italien et anglais ont t positives."cei"iiöiati~n'öfit pas präsente la meme agressivitö, sans specialisation sur un höte particulier. Le Champignon Laetisaria fucifornüs a provoqus une pourriture et un dessöchement des tatlei'chez le räygras et le bl d'automne. Dans des exp riences sur semis en conditions contröl es, Fusarium ayenaceum a davantage diminu le nombre de plantules et de talles~qüe~füiäriüm culmorum.