Bestrijding van Fusarium in wintertarwe

In 2000 is door PPO vierjarig onderzoek gestart waarin de mogelijkheden om aarfusarium te beperken zijn onderzocht. Dit onderzoek werd gefinancierd door het ministerie van LNV, het HPA en het Productschap GZP. Na 2004 is het onderzoek verlengt t/m 2009.

De bestrijding van aarfusarium is een complexe aangelegenheid, omdat er geen fungiciden zijn die deze schimmel volledig bestrijden. Bestrijding van aarfusarium moet daarom een samenspel van verschillende factoren zijn. Te denken valt aan ruime vruchtwisseling, een kerende grondbewerking, rassenkeuze en een fungicide-bespuiting in de bloei. Ter ondersteuning van een de besluit vorming voor een bespuiting kan gebruik gemaakt worden van een beslissingsondersteunend systeem.

Inleiding

Aarfusarium in wintertarwe kan leiden tot een lagere opbrengst en een verminderde kwaliteit. Vorming van mycotoxinen (DON) is een belangrijk aspect van deze kwaliteitsvermindering. Mycotoxinen kunnen gezondheidsproblemen veroorzaken en zijn uit oogpunt van voedselveiligheid ongewenst.
Fusarium is een toenemend probleem in de Nederlandse tarweteelt. Sinds 1997 en 1998, wat echte fusarium-jaren waren, treedt de ziekte ieder jaar wel in meer of minder mate op. Aantasting van de aar door fusarium kost opbrengst en kwaliteit. De fusariumschimmel kan namelijk schadelijk stoffen (mycotoxinen) vormen. Het meest voorkomende mycotoxine is DON (deoxynivalenol).
In het kader van voedselveiligheid is het niet gewenst dat deze mycotoxinen in grote hoeveelheden voorkomen in voedingsgrondstoffen. Het vormen van deze mycotoxinen is veruit de belangrijkste reden om onderzoek te doen naar de bestrijdingmogelijkheden van aarfusarium.

Fusarium

Bestrijding van aarfusarium is niet eenvoudig.
Het hangt grotendeels van de weersomstandigheden af in welke mate de fusarium-schimmel de tarwe aantast. Vochtige weersomstandigheden tijdens èn kort na de bloei zijn funest.
Een ruime vruchtwisseling met weinig vatbare gewassen en een kerende grondbewerking moeten ervoor zorgen dat gewasresten de tijd krijgen goed te verteren, wat de infectie vanuit de grond vermindert. Als gewasresten niet goed worden ondergewerkt, verteren ze minder snel en kunnen dan als infectiebron gaan dienen. Daarnaast kunnen rassenkeuze, inzet van fungiciden en toepassingtechniek bijdragen aan de bestrijding van aarfusarium.
Omdat niet alle fusarium-soorten DON kunnen produceren, is het van belang te weten welke soorten er voorkomen. Vanaf 2000 is er door Plant Research International (PRI) onderzoek gedaan naar het vóórkomen van de verschillende fusarium-soorten. Gezegd kan worden dat de DON-producerende soorten F. graminearum en F. culmorum het meest voorkwamen. M. nivale (sneeuwschimmel), welke geen DON produceert, kwam in mindere mate voor. De derde DON-producerende fusarium-soort, F. avenaceum, kwam nagenoeg niet voor.
De mate waarin DON wordt gevormd hangt af van de tijdsduur waarin de fusarium-schimmel zich actief kan ontwikkelen in de korrels. Er is nog veel onbekend over de factoren die een rol spelen bij de productie van DON.

Rassen

Binnen het rassenassortiment bestaan aanzienlijke verschillen in gevoeligheid voor fusarium. In het rassenonderzoek wordt de gevoeligheid voor fusarium aangegeven met een resistentiecijfer. De tendens bestaat dat langstrorassen minder vatbaar zijn dan kortstrorassen. Omdat er weinig gegevens beschikbaar waren over de productie van mycotoxinen bij minder vatbare rassen onder de in Nederland heersende omstandigheden, zijn in de afgelopen jaren van verschillende rassen vanuit een rassenproef de DON-waarden bepaald. In deze proeven werden de rassen ook tijdens de bloei kunstmatig besmet. Uit dit onderzoek blijkt dat een toename van het DON-gehalte samengaat met een lager resistentiecijfer en meer fusariumaantasting in het veld.

Fungiciden

De aren worden vooral tijdens de bloei aangetast. Tot nu toe zijn er geen fungiciden die de schimmel voor 100% bestrijden. In Nederland zijn enkele fungiciden toegelaten, die de ziekte deels bestrijden. Uit onderzoek blijkt dat de beste werking wordt gevonden als deze in de bloei worden gespoten. Matador (tebuconalzool+ triadimenol) blijkt de beste werking te hebben tegen DON-producerende fusariumsoorten. Propiconazool en carbendazim hebben ook enige werking, maar minder dan Matador.
Bij het spuiten van fungiciden is het van belang dat, voor een goede werking, de spuitvloeistof gelijkmatig verdeeld is. Fungiciden tegen graanziekten worden doorgaans met een standaard spleetdop gespoten. De spuitkegel van deze spuitdoppen is verticaal naar beneden gericht. De bedekking van rechtopstaande aren is daarom niet optimaal. Onderzoek uit Frankrijk en de USA toonde aan dat bij gebruik van Twin-Jet doppen de werking van fungiciden tegen aarfusarium werd verbeterd. Een Twin-Jet dop produceert twee spuitkegels, waarvan er één schuin naar voren én één schuin naar achteren is gericht (afbeelding 2). Op deze manier is de bedekking van de aar beter. Dit onderzoek toonde ook aan dat uitvloeiers een positief effect hadden op de werking van de fungiciden doordat het fungicide beter de aar kan binnendringen.
Een andere theorie om aarfusarium te beperken is de inoculumbron (onder) in het gewas te minimaliseren. Dit zou men kunnen bereiken door Matador eerder in het groeiseizoen te spuiten, zodat de opbouw van de ziekte in het gewas geremd zou worden om zo de aarfusarium en DON te beperken. Echter, in een proef waarin Matador in verschillende gewasstadia werd gespoten, bleek dat niet zo te zijn. Resultaten wezen uit dat het toepassen van Matador alleen in de bloei het beste effect geeft.

In verschillende proeven is het effect van het type spuitdop (afbeelding 2) en een uitvloeier in vatbare ( Ritmo, Vivant) en minder vatbare rassen (Residence, Florida en Kampa) onderzocht. De rassen werden tijdens de bloei besmet met F. culmorum . Enkele dagen later volgde een behandeling met Matador met de verschillende doppen en een uitvloeier.
Matador gaf een duidelijke werking op aarfusarium en op de productie van DON te zien (tabel 1).

Resultaten spuittechniek

Duidelijk is ook het effect van resistente rassen op de aarfusarium en het DON-gehalte. De combinatie van resistentie én het toepassen van Matador in de bloei draagt bij aan een betere beheersing van het DON-gehalte dan bij de vatbare rassen.
Bij gebruik van de Twin-Jet-dop in vatbare rassen werd de aarfusarium significant beter bestreden dan bij de standaard spleetdop. Bij resistente rassen was het verschil in bestrijding minimaal. Bij beide zowel de vatbare als de resistente rassen was het DON-gehalte bij gebruik van Twin-Jet-dop significant lager dan bij gebruik van standaard spleetdop. In deze proeven werd ook een uitvloeier opgenomen. De resultaten over de jaren heen waren wisselend en een statistisch positief effect kon niet worden vastgesteld. Daarnaast werd in één proef de bespuiting uitgevoerd met 310 of met 582 l/ha. De achtergrond was dat het fungicide de aar beter kon binnendringen met meer water. Bij gebruik van de standaard spleetdop was een grotere waterhoeveelheid nadelig voor de bestrijding van aarfusarium en het DON-gehalten. Bij de Twin-Jet-dop had de hoogste waterhoeveelheid echter een positief effect.

Effect strobilurine

Niet alle fusariumschimmels zijn even gevoelig voor de verschillende fungiciden. Fungiciden met een werkzame stof die tot de strobilurine-groep behoren werken hoofdzakelijk tegen M. nivale en minder tegen de ander fusariumsoorten. Funigiciden met een azol (o.a. Matador) als werkzame stof werken weer minder tegen M. nivale en meer tegen de andere fusariumsoorten. Buitenlands onderzoek wijst erop dat gebruik van strobilurinen kan resulteren in hogere DON-gehalten. Waardoor een verhoogd DON-gehalte na de toepassing van een strobilurine ontstaat, is onduidelijk en complex. Het kan komen door (1) de fysiologische effecten die worden toegeschreven aan strobilurinen (o.a. greening-effect), waardoor de fusarium langer de gelegenheid krijgt DON te vormen, (2) het selectief uitschakelen van niet-DON-vormende schimmels, waardoor DON-vormende fusariumsoorten meer kans krijgen zich te ontwikkelen, of door (3) de stress die fungiciden op fusariumschimmels uitoefenen, waardoor deze worden aangezet tot een verhoogde DON-productie.
Om de invloed van strobilurinen onder Nederlandse omstandigheden te onderzoeken is er onderzoek naar uitgevoerd. In proeven werd strobilurine (solo) in verschillende gewasstadia gespoten.
Resultaten laten een tendens zien dat wanneer de strobilurine(solo) later in het groeiseizoen werd gespoten de aarfusarium afnam. Daarentegen nam het DON-gehalte toe. Wanneer de strobilurine in combinatie met een azool werd gespoten werd er geen effect op het DON-gehalte waargenomen. Hoewel de inzet van strobilurinen slechts één van de factoren is die de vorming van DON beïnvloedt, zijn deze resultaten toch aanleiding om te adviseren strobilurinen vooral in te zetten voordat de aren zijn verschenen én in combinatie met een azool.

DON-verloop tijdens bewaring

Natte weersomstandigheden tijdens de afrijping kunnen de oogst aanzienlijk vertragen en dientengevolge de vorming van mycotoxinen bevorderen. De vorming van DON in korrels gaat door, totdat de schimmelgroei door de indrogende korrel tot stilstand komt. Tijdens de indroging (fase van binderrijpheid), waarbij het vochtgehalte in de korrel daalt van circa 35% naar 15 à 17%, gaat de DON-productie in aangetaste korrels nog enige tijd door. Met name onder (natte) omstandigheden die de afrijping en oogst vertragen, mag worden verwacht dat er nog veel DON gevormd zal worden.
In dit onderzoek is nagegaan wat het effect van het vochtgehalte van het graan is op de ontwikkeling van DON tijdens de bewaring. In het eerste onderzoeksjaar is gekeken of DON-gehalte/productie door middel van de toepassing van karwijolie kon worden beperkt. De resultaten waren onduidelijk en over het effect van karwijolie kan dan ook niets worden gezegd.
In de drie jaren zijn partijen graan met een verschillend vochtgehalte (13%, 16% en 18%) en een hoog en laag DON-gehalte bewaard. In figuur 2 zijn de resultaten schematisch weergegeven. De meest linkse kolom (per kleur) is het begin van het bewaarseizoen en de meest rechtse kolom (per kleur) is het einde van het bewaarseizoen. Er is soms een lichte stijging van het DON-gehalte waargenomen, soms ook weer een afname in de tijd. Echter, deze veranderingen zijn niet sigificant. Dit komt overeen met Engels onderzoek, waarin is aangetoond dat zodra het vochtgehalte daalt onder 22% de vorming van DON stopt. Met name bij de partijen graan met een vochtgehalte van 18% werden wel andere mycotoxinen, zoals sterigmatocystine en zearalenone, gevormd door (andere) bewaarschimmels.

De boodschap voor de praktijk blijft dan ook om “natte” partijen graan zo snel mogelijk na de oogst terug te drogen tot 15-16% om te voorkomen dat er schimmelgroei kan ontstaan en zo mycotoxinen door bewaarschimmels  kunnen worden geproduceerd. Om door oogstvervroeging DON-productie te remmen biedt weinig soelaas, omdat dan zeer natte partijen (> 22% vocht) zouden moeten worden gedorsen.

Beslissingsondersteunend systeem

Zoals eerder al gezegd is de bestrijding van fusarium een complexe aangelegenheid. Bij toepassing van alle preventieve maatregelen kan het nog steeds zinvol zijn om een bespuiting uit te voeren.
Maar wanneer zijn de omstandigheden nu zo dat een bespuiting nodig is (graan bevat niet teveel DON/mycotoxine)? Om dit te bepalen is een waarschuwingssysteem (BOS) opgezet. Dit BOS is gebouwd op basis van literatuurgegevens en resultaten van fusarium-proeven. Dit systeem maakt een schatting van het gehalte aan DON aan de hand van rasresistentie en weersgegevens. Komt de uitslag boven de actielimiet, dan kan besloten worden om te gaan spuiten. Vanaf 2003 is dit systeem in veldproeven met twee rassen getest. In 2005-2009 is het systeem ook getest in praktijkpercelen.
Zeker in het begin van het onderzoek waren niet alle adviezen van het BOS juist. Er werd dan een te hoge voorspelling gemaakt van het DON-gehalte. Later in het onderzoek waren er meer adviezen juist.
Vanaf 2008 is in samenwerking met Agrovision een fax met adviezen (op basis van het BOS) verzonden naar enkele telers. De telers mochten deze adviezen naar eigen inzicht uitvoeren. Bij het spuiten van T3-bespuiting werd gevraagd dan ook een stukje niet te spuiten. Dit als vergelijk en de mogelijkheid om de resultaten en adviezen achteraf te vergelijken en de dat te gebruiken voor validatie van het systeem. De resultaten van deze percelen staan in het verslag beschreven.

Ook is onderzoek gedaan naar de ziektedruk. Daartoe werd gedurende ongeveer 8 weken sporen gevangen (5 weken voor de bloei tot 3 weken na de volle bloei). De sporen werden vervolgend geteld. Deze tellingen werden later naast de weersgegevens gezet en gekeken of er een verband kon worden vastgesteld. In de jaren dat de sporen werden gevangen waren de weersomstandigheden niet gunstig (droog) voor fusarium. Mede hierdoor kon er geen betrouwbaar verband worden gevonden tussen de neerslag en de hoeveelheid sporen in de lucht. Dit heeft als gevolg dat er in de BOS geen maat voor druk (extra risico) kan worden opgenomen aan de hand van het weer.

Conclusies Bos

In de looptijd van het project waren de jaren met een lage fusariumdruk in de meerderheid. Daardoor is het beslissingsondersteunende systeem vooral gevalideerd voor omstandigheden met een lage fusariumdruk. In 2007 was de druk alleen hoog in het noorden en zuidwesten van het land. In 2008 was de druk alleen in het zuidwesten van het land hoog.
Het beslissingsondersteunende systeem is in de loop van het project op diverse punten verbeterd. Het beslissingsondersteunende systeem geeft aan de hand van gemeten en voorspeld weer, het ras, het bloeitijdstip en de regio waarin het ras wordt geteeld een voorspelling van het DON-gehalte bij de oogst. Als het voorspelde DON-gehalte boven de norm uitkomt, wordt geadviseerd WEL een fungicide te spuiten in de bloei. Als het voorspelde DON-gehalte onder de norm blijft, adviseert het systeem NIET te spuiten. In 2008 en 2009 waren in de proeven en in de praktijk ruim 80% van de adviezen juist. Vergeleken met de resultaten van de systemen in Canada en andere Europese landen, die ook een voorspelling geven van het DON-gehalte bij de oogst, is dit een goed resultaat. Het aantal juiste adviezen zal verder kunnen worden verhoogd als meer data worden verzameld in jaren met een lage fusariumdruk maar vooral in jaren met een hoge fusariumdruk.

Het onderzoek van de afgelopen jaren toont eens te meer aan dat de bestrijding van aarfusarium een samenspel moet zijn van vruchtwisseling, grondbewerking, rassenkeuze en de juiste inzet van fungiciden. Een beslissingsondersteunend systeem kan helpen bij de keuze van een bespuiting in de aar (T3) tegen fusarium.