Fusarium- und Toxin-Probleme in Maisfruchtfolgen: Einfluss von Anbau und Bearbeitungsverfahren

Joachim Weinert

Pflanzenschutzamt

in Kooperation mit

E. Oldenburg, Julius Kühn-Institut (JKI) F. Höppner, J. Brunotte, von Thünen-Institut (vTI)

Einfluss von Vorfrucht und Bodenbearbeitungauf den DON-Gehalt von Weizen

Bundesweite Standortproben 2003 u. 2004 ( N = 637)

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

DON-Gehalte über ELISA (µg DON/ kg Korn)

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

Zielsetzung des Langzeitversuches Sandcamp (2002-2007)

maize

wheat

wheat

Mais

Weizen

Weizen

Mais

Weizen

Weizen

Mais

Weizen

2002

2003

2004

2005

2006

Fruchtfolgeglieder im Langzeit-Feldversuch Sandcamp

Mais

Weizen Mais

Weizen

Weizen

• Maissorte• Boden-bearbeitung

• Weizen-Sorte

Weizen

Bodenart:Lehmiger Sand

Pflugeinsatz Mulchsaatmit

Bodenlockerung

Mulchsaatmit

Bodenlockerungnach

Schlegeln

P ML MLS

Bodenbearbeitungsverfahren im Feldversuch

Saat Vorfruchtreste (Mais)

30 cm20 cm

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

0

200

400

600

800

1000

P Mlc Ml P Mlc Ml

Bodenbearbeitung

2004 2005

Einfluss der Bodenbearbeitung auf die Menge und die Fusarium-Gehalte von Maisresten zur Weizenblüte

Mai

sres

te(g

/m2 )

Fusa

rium

Bio

mas

se(µ

g FP

E/k

g TM

)

MLS MLSML ML

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

P Mlc Ml P Mlc Ml

2004 2005

Mai

sres

te (g

/m2 )

Fusa

rium

Bio

mas

se (µ

gFP

E/k

g TM

)

DO

N (

µg/k

g TM

)

DON-Gehalte im Korn1.Weizen nach Vorfrucht Mais

DON Grenz-wert

Bodenbearbeitung

MLS MLS MLML

2004 2005

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

P Ml P Ml

DON-Gehalte im Korn2.Weizen nach Weizen nach Mais

Mai

sres

te (g

/m2 )

Fusa

rium

Bio

mas

se (µ

gFP

E/k

g TM

)

DO

N (

µg/k

g TM

)

Bodenbearbeitung

DON Grenz-wert

ML ML

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

0

2000

4000

6000

8000

10000

1 2 3 40 (Okt. 02) 8 (Juni 03) 20 (Juni 04) 0 (Okt. 05)

Rottezeit (Monate)

(µg

FPE

/ kg

DM

)

anfällig

gering anfällig

Mais-Sorte61000

Fusarium-Gehalte in Maisstoppeln and Maisresten auf der Bodenoberfläche (Mittel der Mulchparzellen)

Mais Mais1. Weizen 2. Weizen

Fusarium Biomasse von Maisstoppeln und Maisresten in Abhängigkeit von Maissorte und Bodenbearbeitung

0

1000

2000

3000

4000

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

µg FPE / kg TM

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 SilomaisEinfluss unterschiedlicher Bodenbearbeitung

Versuchsjahr

DO

N-G

ehal

t(m

g/kg

TM

)( DON-Werte über die Sorten gemittelt )

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

2003 2004 2005 2006 2007

PflugML

BSA-Note für Anfälligkeit gegen Stängelfäule

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Prinz Elektra

DON-Gehalte im SilomaisEinfluss von Sortanfälligkeit und Bodenbearbeitung

DON-Mittelwerte (Versuchsjahre 2003-2007)

DO

N-G

ehal

t(m

g/kg

TM

)

Sorte RBSA-Note: 2

Sorte ABSA-Note: 5

P

P

ML

ML

Aufstellung E. Oldenburg, jKi

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 Maisnebenprodukte2 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

Silomais relevante Fusarium-Infektionen

Fäule der rudimentären Kolbenanlagen

Wurzel/Stängel- fäule

Blattspreite

Blattscheide

Knoten

Internodium

Ausbreitung von Fusarium von Primärinfektionen in den rudimentären Kolbenanlagen in benachbarte Organe

0

5

10

15

20

25

30

35

Blattspreite Blattscheide Kolbenanlage Knoten Stängel

Fusarium

DON

Fusarium und DON Konzentrationen inverschiedenen Maisorganen

Mittelwerte verschiedener Sorten, Sandcamp 2004m

g/kg

DM

Verteilung von DON in der Maispflanze zur Silomaisernte

3 Sorten-Versuch, Sandcamp 2005

406756125110117C

2765660.565.5111118B

06595155011018A

DON%

DM%

DON%

DM%

DON%

DM%

DON%

DM%

DON%

DM%

KolbenRudimen-täre Kolben

Blatt spreite

Blatt scheide

StängelSorte

0

50

100

150

200

250

300

350

Blattspreite Blattscheide Kolbenanlage Knoten Stängel

DO

N-G

ehal

t (m

g/kg

TM

)

112 3 4 2 3 4

2

3

4

1 2 3 4 1 2 3 4

Blattspreite Blattscheide Kolbenanlage Knoten Internodium

1

2

3

4

Verteilung von DON in Teilen der Pflanzenbasis Sandcamp, 2004 und 2005

1 1

Schnitthöhe

DON-Gehalte in Silomais

Schnitthöhe (cm)

DO

N (m

g/kg

TM

)0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

20 30 40

- 20%- 42%

100%

Einfluss der Schnitthöhe auf den Toxingehalt

1. Versuchsjahr : ca. 40 % geringere DON-Gehalte im Erntegut

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 Sortenunterschiedean. 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 befallsfrei9. Deshalb wird durch die Anhebung der Schnitthöhe die DON-Belastung

im Silomais vermindert