Najważniejsze choroby kukurydzy. Biologia i zwalczanie

Dr hab. inż. Paweł K. Bereś, prof. nadzw.

Instytut Ochrony Roślin – PIB

Terenowa Stacja Doświadczalna w Rzeszowie

Najważniejsze choroby kukurydzy. Biologia i zwalczanie

W Polsce rośliny kukurydzy może porażać około 400 patogenów odpowiedzialnych za rozwój kilkunastu chorób. Wśród nich grupą dominującą są grzyby chorobotwórcze, które towarzyszą roślinom od momentu siewu ziarna aż do zbioru plonu, a nawet w trakcie jego przechowywania.

Na plantacjach patogeny porażają zwykle od ułamka do 30-50, a w niektóre lata nawet do 100% roślin (tzw. epidemiczne pojawy niektórych chorób). Praktycznie nie ma w Polsce zasiewów kukurydzy, które byłyby całkowicie wolne od obecności grzybów chorobotwórczych, przy czym o poziomie strat w dużej mierze decyduje nie tylko sam procent roślin opanowanych, ale stopień porażenia, czyli w jak dużym stopniu grzybnia zasiedliła/uszkodziła organy wegetatywne i generatywne.

Szacuje się, że bezpośrednie straty w plonach ziarna powodowane przez choroby wynoszą w skali kraju średnio 10–15%, lecz w niektóre lata mogą być znacznie wyższe. Zdarzające się co kilka, kilkanaście lat lokalne epidemiczne pojawy niektórych chorób jak np. głowni guzowatej kukurydzy, charakteryzują się niekiedy ekstremalną szkodliwością wynoszącą nawet do 100% utraty plonu ziarna. W odniesieniu do kukurydzy zbieranej na kiszonkę, szkodliwość chorób jest z reguły nieco mniejsza, co związane jest z wcześniejszym zbiorem plonu.

Obok szkodliwości bezpośredniej chorób, poważnym ale często marginalizowanym problemem związanym z pojawem niektórych patogenów jest spadek jakości produktu finalnego (kiszonka, ziarno). Jest on związany z zaburzeniami w metabolizmie roślin, które zamiast prawidłowo się rozwijać są w permanentnym stresie związanym z próbą przezwyciężania „ataku” organizmu obcego. Im dłuższy okres oddziaływania takiego bodźca stresowego, tym więcej energii roślina traci na przeciwdziałaniu mu. Konsekwencją może być spadek zawartości niektórych ważnych dla człowieka parametrów plonu jak np. zawartości białka, tłuszczów, cukrów itd., a to z kolei pogarsza jakość produktu finalnego lub surowca do dalszego przerobu. Z pojawem niektórych chorób kukurydzy (w dużej mierze powodowanych przez grzyby z rodzaju Fusarium, a także inne współtowarzyszące im gatunki np. z rodzaju Trichoderma, Penicillium itp.) wiąże się także ryzyko obecności w plonie (zwłaszcza ziarna, lecz nie tylko) groźnych dla zdrowia ludzi oraz zwierząt mikotoksyn. Poziom zawartości tych metabolitów poddawany jest kontroli podczas skupu ziarna, a także w produktach z niego wytwarzanych. Ponieważ mikotoksyny stanowią duże niebezpieczeństwo w łańcuchu żywnościowym, stąd też stały się w ostatnich latach jednym z najważniejszych parametrów świadczących o jakości plonu, w tym jego przydatności w przetwórstwie.

Z uwagi na dużą szkodliwość niektórych chorób, zwłaszcza w lata ich licznego pojawu, konieczne jest ograniczanie ich negatywnego wpływu na rośliny. Aby tego dokonać plantator musi posiadać odpowiednią wiedzę na temat gatunku zwalczanego, a zwłaszcza jego biologii, objawów porażenia, szkodliwości, metod monitorowania obecności oraz sposobów ograniczania.

Spośród dotychczas zidentyfikowanych chorób kukurydzy, część patogenów je wywołująca pojawia się bezpośrednio po siewach lub w czasie rozwoju pierwszych kilku liści i wówczas powoduje wizualne szkody na plantacji. Inne mimo porażenia roślin wczesną wiosną rozwijają się przez pewien czas bezobjawowo (w ukryciu) i uwidaczniają dopiero po kilku tygodniach od porażenia, a jeszcze inne są już charakterystyczne dla pełni okresu wegetacji kukurydzy.

Do chorób na które każdy plantator kukurydzy powinien zwracać uwagę należą:

1. Zgorzel siewek – jest wywoływana przez grzyby z rodzaju Fusarium spp. oraz organizmy grzybopodobne z rodzaju Pythium spp., które zimują w glebie, na reszkach pożniwnych lub na
   materiale siewnym. Choroba pojawia się zwłaszcza na tych plantacjach na których wysiano ziarno niechronione zaprawą fungicydową, bądź gdy zaprawianie wykonano niedbale w gospodarstwie lub gdy wskutek silnych opadów deszczu (w tym stagnacji wody) doszło do wymycia środka grzybobójczego. Zgorzeli sprzyjają lata o chłodnych i deszczowych wiosnach, które spowalniają kiełkowanie i wschody siewek. Objawy chorobowe mają postać brunatniejących i zamierających kiełków jeszcze przed ich wydostaniem się nad powierzchnię gleby. Po wschodach, z kolei objawy chorobowe widoczne są w obrębie szyjki korzeniowej – w miejscu zetknięcia rośliny z glebą tkanki brunatnieją, a łodyga ulega silnemu przewężeniu, co może prowadzić do jej złamania się, a następnie zamarcia rośliny. W zasiewie powstają wówczas puste place, co obniża obsadę roślin, a w konsekwencji wysokość przyszłego plonu.

2. Głownia guzowata kukurydzy – rozwija się w następstwie porażenia roślin przez grzyb Ustilago maydis, który zimuje na porażonych resztkach pożniwnych, w glebie lub na materiale siewnym. W Polsce w ciągu sezonu wegetacyjnego może rozwinąć się trzy generacje choroby, przypadające na okres rozwijania od czwartego do siódmego liścia
   (1 generacja), kwitnienia (2 generacja) oraz wypełniania i dojrzałości mlecznej ziarniaków (3 generacja). Zarodniki przetrwalnikowe zwane teliosporami zalegając w glebie zachowują zdolność do infekcji przez okres 3 lat. Porażeniu roślin pierwszą generacją choroby w dużym stopniu sprzyjają uszkodzenia powodowane przez larwy ploniarki zbożówki. W późniejszym czasie, patogen najszybciej rozwija się w temperaturze 26–34^oC, a sprzyjają mu wszelkie uszkodzenia tkanek powodowane przez szkodniki lub czynniki pogodowe (np. grad). Objawy chorobowe pierwszej generacji mają postać małych, pomarszczonych guzów na blaszkach liściowych bądź na łodygach. Przy kolejnych pokoleniach narośla pojawiają się także na wiechach i kolbach, a czasami tworzą się na korzeniach podporowych. Guzy osiągają wielkość od kilku milimetrów do nawet kilkunastu centymetrów. Narośla początkowo są białe, lecz w miarę dojrzewania ciemnieją. Pod delikatną błonką, znajduje się zbita masa ciemnobrunatnych zarodników, które są uwalniane do otoczenia. Rośliny porażone we wczesnych fazach rozwojowych często wytwarzają pędy boczne (skutek uszkodzenia stożka wzrostu), które nie zawiązują kolb. Zdarza się, że na kolbach zamiast ziarniaków tworzą się tylko guzy, niekiedy o łącznej masie dochodzącej do 1-3 kilogramów. Z gospodarczego punktu widzenia największe straty powstają wskutek pojawu pierwszych dwóch generacji choroby. Patogen nie posiada zdolności wytwarzania mikotoksyn.

3. Głownia pyląca kukurydzy – jest wywoływana przez grzyb Sphacelotheca reiliana. który zimuje w glebie, na resztkach pożniwnych lub na materiale siewnym. Infekcja następuje bezpośrednio w okresie kiełkowania kukurydzy i rozwijania przez rośliny pierwszych kilku liści. Patogen dostaje się do stożka wzrostu młodych korzeni, a następnie jego rozwój odbywa się międzykomórkowo wewnątrz rośliny i prowadzi do porażenia systemicznego roślin. Przez kilka tygodni rozwój grzyba odbywa się w roślinie bezobjawowo aż do momentu wytworzenia skupisk zarodni w miejscu zakończenia wiązek przewodzących, a więc w wiechach i kolbach. W zarodniach wytwarzane są czarne zarodniki zwane teliosporami, które po dojrzeniu opadają na glebę, gdzie zimują, zachowując swoją żywotność nawet do 10 lat. Porażone rośliny są niższe od zdrowych i bladozielone, co można dostrzec od lipca. Pierwsze wizualne zmiany chorobowe widoczne są dopiero na kolbach oraz w mniejszym stopniu na wiechach. Organy te całkowicie lub częściowo przekształcają się w ciemnobrunatną lub czarną masę grzybni i zarodników. Początkowo otoczone są jasnoszarą delikatną błonką, która następnie pęka uwalniając zarodniki do środowiska. Przy pojawie głowni pylącej zazwyczaj rośliny nie wytwarzają ziarniaków w kolbach. Przyjmuje się, że procent roślin opanowanych przez chorobę na plantacji odpowiada procentowej stracie w plonie ziarna. Patogen nie wytwarza mikotoksyn.

4. Fuzarioza łodyg – pojawia się w następstwie porażenia roślin przez grzyby z rodzaju Fusarium spp., których zarodniki przetrwalnikowe znajdują się w glebie oraz na resztkach pożniwnych. Ponadto choroba może się rozwijać w następstwie słabszego opanowania roślin przez zgorzel siewek, gdy nie doszło do zamarcia rośliny. Do infekcji dochodzi wówczas, gdy zarodniki przenoszone przez wiatr lub wraz z rozpryskującymi się na powierzchni gleby kroplami deszczu trafią na rośliny. Ich infekcji sprzyjają uszkodzenia tkanek powodowane przez szkodniki, zwłaszcza omacnicę prosowiankę. Pierwsze objawy chorobowe widoczne są od lipca. Liście zaczynają więdnąć i zasychać od dołu, a całe rośliny stają się chlorotyczne i osłabione we wzroście. Wewnątrz łodygi następuje stopniowe gnicie tkanek, które często zmieniają barwę na różową w wyniku rozwoju grzybni. Rośliny nie są w stanie utrzymać się w pionie i łamią się w miejscach silnego porażenia, co utrudnia bądź uniemożliwia zbiór plonu. Złomy łodyg pojawiają się zwykle od września. Patogeny wywołujące fuzariozę łodyg wpływają na słabsze odżywienie całej rośliny, co obniża wysokość i jakość plonu, w tym mogą wytwarzać mikotoksyny.

5. Fuzarioza kolb kukurydzy – rozwija się wskutek porażenia roślin przez grzyby z rodzaju Fusarium spp. które zimują w glebie oraz na resztkach pożniwnych, a które na rośliny dostają się za pośrednictwem wiatru lub rozpryskujących się o glebę kropel wody. Ponadto choroba pojawia się także wskutek przerostu grzybni do kolb z roślin wykazujących objawy fuzariozy łodyg, a także może rozwijać się w następstwie przeniesienia zarodników grzyba przez wektory owadzie, w tym omacnicę prosowiankę.

Nowym infekcjom sprzyjają wszelkie uszkodzenia powodowane przez szkodniki oraz pęknięcia ziarniaków wywoływane różnego rodzaju stresem np.: nadmiarem opadów, skokami temperatury itp. Na powierzchni porażonych organów tworzą się zarodniki konidialne, które są przyczyną rozprzestrzeniania się choroby na całą plantację. Najbardziej wrażliwe na infekcje są znamiona słupków. Chłodna i wilgotna pogoda w okresie, gdy znamiona znajdują się na zewnątrz sprzyja licznym infekcjom. Objawy chorobowe widoczne są od mlecznej lub woskowej dojrzałości ziarna. Ba liściach okrywowych kolb i na ziarniakach pojawia się biała, różowa lub czerwona grzybnia. Przy wczesnym porażeniu ziarniaków przeważnie dochodzi do ich obumierania. Późniejsze infekcje prowadzą do słabszego wypełnienia ziarniaków, ich matowienia
i pękania, a także porażenia przez inne patogeny m.in. grzyby z rodzaju Trichoderma, Penicillium i Trichothecium. Wskutek pojawu choroby spada wysokość i jakość plonu ziarna, a dodatkowo patogeny mają zdolność wytwarzania mikotoksyn.

6. Choroby liści: drobna plamistość liści kukurydzy (grzyb Aureobasidium zeae), żółta plamistość liści kukurydzy (grzyby z rodzaju Helminthosporium spp.) oraz rdza kukurydzy (grzyb Puccinia sorghi) – pojawiają się w następstwie porażenia roślin przez zarodniki przetrwalnikowe znajdujące się w glebie oraz na resztkach pożniwnych, a w przypadku rdzy także i na żywicielach wiosennych, którymi są chwasty zwane szczawikami (np. szczawik żółty). Zarodniki dostają się na rośliny kukurydzy przez wiatr lub rozpryskującą się o glebę wodę, a infekcjom sprzyjają uszkodzenia tkanek powodowane przez szkodniki (głównie mszyce i wciornastki), a także czynniki pogodowe. Pierwsze objawy porażenia drobną plamistością można zaobserwować
   w czerwcu lub lipcu. Początkowo są to drobne, chlorotyczne plamki na liściach, pochwach liściowych i liściach okrywowych kolb. Później środek plam ulega nekrotyzacji, otoczony jest czerwonobrunatnym pierścieniem i prześwitującą jasną obwódką. Żółta plamistość liści uwidacznia się zwykle od lipca. Jej objawy to szarobrunatne, owalne plamy otoczone czerwonobrunatną obwódką, układające się wzdłuż nerwów liści. Pojawiają się także na pochwach liściowych i liściach okrywowych kolb. Wraz z postępującą infekcją plamy łączą się ze sobą pokrywając znaczną część nadziemnych organów roślin. Pierwsze objawy wystąpienia rdzy można już zaobserwować od końca czerwca. Na liściach tworzą się rdzawe, wydłużone, poduszeczkowate brodawki. Są one rozproszone po całej powierzchni blaszek liściowych po obu stronach. Przy silnej infekcji objawy chorobowe widoczne są także na łodygach i liściach okrywowych kolb. Pod koniec sezonu wegetacyjnego pojawiają się brunatno czarne poduszeczki z zarodnikami przetrwalnikowymi. Przy wszystkich trzech wymienionych chorobach, silne porażenie liści prowadzi do znacznej redukcji powierzchni asymilacyjnej, przedwczesnego dojrzewania i zamierania roślin. W konsekwencji dochodzi do znacznej obniżki wysokości i jakości plonu. Patogeny odpowiedzialne za rozwój chorób liści nie posiadają zdolności wytwarzania mikotoksyn.

W związku z tym, że przy licznym pojawie choroby kukurydzy mogą poważnie zagrozić wysokości i jakości plonu, stąd też należy dążyć do ograniczania ich pojawu. Aby tego dokonać konieczne jest stałe monitorowanie stanu fitosanitarnego uprawy za pomocą metod wizualnych. Na mniejszych areałach wystarczające jest systematyczne analizowanie od siewów aż do zbioru plonu co najmniej 100 roślin w czterech miejscach zasiewu. Na plantacjach dużych i bardzo dużych należy zwiększyć liczbę punktów obserwacyjnych minimum do 10-20, położonych w różnych częściach pola. Każdorazowo należy poszukiwać pierwszych objawów chorobowych, a także monitorować tempo rozwoju patogenów w danych warunkach pogodowych dla potrzeb ustalenia potrzeby oraz optymalnego terminu wykonania zabiegów chemicznych. Takie informacje będą także podstawą do planowania działań ochrony roślin przeciwko chorobom w kolejnym sezonie wegetacyjnym, zwłaszcza przy uprawie kukurydzy w monokulturze.

W zaleceniach integrowanej ochrony kukurydzy przed chorobami stosuje się obecnie kilka metod zapobiegania ich licznemu pojawowi, a gdy okażą się niewystarczające wówczas podejmuje się interwencyjne zwalczanie. Metody te najogólniej dzieli się na: agrotechniczne, hodowlane i chemiczne.

Wykaz najważniejszych metod niechemicznych stosowanych w kukurydzy w celu obniżenia zagrożenia ze strony sprawców chorób prezentuje tabela 1.

Tabela 1. Niechemiczne metody ochrony kukurydzy przed chorobami

Źródło: Bereś P.K., Mrówczyński M. (red.). 2013. Metodyka integrowanej ochrony kukurydzy dla producentów. Wyd. IOR Poznań, 67 ss.

Obok metod agrotechnicznych i hodowlanych stosuje się także ochronę chemiczną. W odniesieniu do chorób kukurydzy nie opracowano do tej pory progów ich ekonomicznej szkodliwości, które uzasadniałyby zasadność stosowania fungicydów, stąd też decyzje o zastosowaniu preparatów chemicznych podejmowane są na podstawie wiedzy i doświadczenia plantatora kukurydzy.

Aktualnie do stosowania w kukurydzy zarejestrowane jest 5 zapraw nasiennych przeciwko wczesnowiosennym chorobom: zgorzelą siewek, głownią pylącą oraz pierwszą generacją głowni guzowatej kukurydzy. Preparaty wymienione w tabeli 2 są zwykle odgórnie stosowane przez producentów lub dystrybutorów materiału siewnego, bądź można z nich skorzystać poprzez zlecenie usługi zaprawiania ziarna.

Tabela 2. Zaprawy nasienne zarejestrowane do ochrony kukurydzy przed chorobami

Źródło: Rejestr środków ochrony roślin Ministerstwa Rolnictwa i Rozwoju Wsi – stan na 03.03.2017

Od 2014 roku, paletę możliwych do zastosowania metod ograniczających pojaw chorób kukurydzy uzupełniło zarejestrowanie kilku fungicydów do nalistnej aplikacji.  Aktualnie w rejestrze środków ochrony roślin Ministerstwa Rolnictwa i Rozwoju Wsi figuruje 13 fungicydów nalistnych, z których aż 10 reprezentuje tą samą substancję czynną tj. azoksystrobinę. Większość z nich to generyki (tabela 3). Zarejestrowane preparaty są przeznaczone głównie do ograniczania pojawu drobnej i żółtej plamistości liści, a dwa z nich skierowane są dodatkowo przeciwko rdzy kukurydzy i fuzariozie kolb. Stosuje się je zapobiegawczo bądź interwencyjnie w oparciu o monitoring pojawu sprawców chorób. Zaleca się także, aby na tych plantacjach na których prowadzi się zwalczanie omacnicy i/lub stonki kukurydzianej stosować zabiegi łączone tj. fungicydowo-insektycydowe.

Tabela 3. Fungicydy nalistne zarejestrowane do zwalczania chorób kukurydzy

Źródło: Rejestr środków ochrony roślin Ministerstwa Rolnictwa i Rozwoju Wsi – stan na 03.03.2017