Kopvrotte maak amok by mielies

Die afgelope produksieseisoen is ge­kenmerk deur oormatige reënval en mieliegraan wat besmet is met drie ekonomies belangrike kopvrotte: Fusarium veroorsaak deur Fusarium verticillioides, Gibberella (ook genoem pienk vrot) veroorsaak deur die Fusarium graminearum-spesiekompleks en Diplodia wat veroorsaak word deur Stenocarpella maydis.

Kultivars met verskillende vlakke van weerstandbiedendheid speel ’n groot rol om kopvrotte te verminder, maar daar is min kultivars geïdentifiseer met volkome weerstand en hierdie inligting is nie altyd tot produsente se beskikking nie. Die plant gebruik energie om weerstand teen die siektes te bied en daarom kor­releer weerstandbiedendheid ook dikwels negatief met opbrengs. In hierdie artikel word gepoog om vir produsente inligting oor die mieliekopvrotte asook bestuursmaatreëls te gee.

Fusarium-mieliekopvrot veroorsaak deur Fusarium verticillioides
Ekonomiese belangrikheid
F. verticillioides kom wêreldwyd voor en word mees algemeen vanaf mieliepitte geïsoleer. Mielieprodusente ly jaarliks hieroor miljoene rande se verliese as gevolg van swak saadgehalte en ’n verlaging in opbrengs. Die swam beskik oor die vermoë om ’n mikotoksien (miko = swam en toksien = gifstof), naamlik fumonisien, te produseer. Graanhandelaars moet dikwels onkoste aangaan om graan te toets vir fumonisiene en verbruikers betaal dus hoër pryse vir produkte omdat dié koste na die verbruiker afgewentel word.

Bestaande graderingsregulasies speel ’n belang­rike rol om te verseker dat die verbruiker sover moontlik toegang het tot veilige voedsel. Die graderingsproses behels dat mielies slegs op visuele simptome geëva­lueer word. Die slegte nuus is dat F. verticillioides mie­lies kan infekteer sonder dat enige simptome sigbaar is en boonop produseer sommige swamisolate meer fumonisiene as ander. Visuele gradering alleen is dus nie voldoende om voedselveiligheid te verseker nie en daarom konsentreer die LNR se Instituut vir Graangewasse (LNR-IGG) en die Universiteit Stellenbosch (US) op ander bestuurstrategieë.

Voorkoms en verspreiding
F. verticillioides word orals in Suid-Afrika aangetref, veral in droë, warm gebiede met temperature bo 28°C. Verskeie stremmingsfaktore, soos droogte asook insek- en voëlskade, sal die voorkoms van die swam aanhelp. Besmetting met F. verticillioides kan enige tyd gedurende die plant se ontwikkeling plaasvind. Die swam is dikwels reeds in die saad teenwoordig wanneer dit geplant word en groei dan saam met die stam tot dit die mieliekop bereik.

Die swam se spore kom ook in die grond voor, waar dit ’n plant se wortels kan infekteer en dan verder groei deur die stam en eindelik na die kop beweeg. F. verticillioides oorwinter op plantreste in en bo-op die grond en herinfekteer plante gedurende die volgende groeiseisoen. Reën en wind kan ook spore vanaf plantreste en die omliggende omgewing op die mielieplant se baard laat beland en sodoende vind infeksie van graan plaas. Die swam het ’n meervoudige siklus wat beteken dat plante verskeie kere gedurende een groeiseisoen geïnfekteer kan word.

Simptome
Tipiese simptome van besmetting met F. verticillioides is ’n wit-pienk swamgroei op pitte langs stamboordervreetkanale (Foto 1). Soortgelyke simptome word geassosieer met insek- en voëlvreetskade op mieliekoppe. Onbeskadigde pitte kan ook ’n pienk verkleuring toon (Foto 2) of infeksie kan as wit strepe op die pitte vertoon (Foto 3). Die swam besmet ook koppe en pitte sonder enige sigbare simptome. In so ’n geval is ’n produsent nie bewus van die teenwoordigheid van die swam nie en gevolglik ook nie van moontlike toksienbesmetting van die graan nie.

Giberella-mieliekopvrot veroorsaak deur die F. graminearum-spesiekompleks
Ekonomiese belangrikheid
Gibberella kop- en stamvrot kom wyd verspreid in die mielieproduksiegebiede van Suid-Afrika voor. Hierdie siektes word veroorsaak deur vyf van die 13 swamspesies wat aan die F. graminearum-spesiekompleks behoort. Navorsing by die LNR-IGG, Universiteit van die Vrystaat (UV) en US toon dat Gibberella-kopvrot van mielies deur F. boothii en F. Graminearum (waar wisselbou met koring plaasvind) veroorsaak word. Die ander spesies kom in die wortel-, kroon- en stamvrotkompleks voor saam met F. boothii. Die swamkompleks het verskillende gewasgashere en weefseltipes onder plante wat in die grasfamilie val wat die meeste van die graangewasse insluit. Hierdie alternatiewe gashere sluit mielies, sorghum, koring, hawer, rog en gars in.

Gibberella-kopvrot kom voor in mielies gedurende warm en nat weerstoestande (vanaf blom tot drie weke na baardstoot). Tydens dié periode word die baard met inokulum besmet wat lei tot kop- en graaninfeksie. Gibberella-kopvrot is dus meer algemeen onder besproeiingstoestande. Die siekte kom meer gereeld voor in die matige oostelike produksiegebiede, maar onlangs was daar ’n toename in die westelike produksiegebiede. Wisselbou van mielies met ander graangewasse, veral koring, kan die siekte laat toeneem afhangend van die hoeveelheid inokulum wat oorgedra word van een seisoen na ’n ander. Die siekte kan ook toeneem in lande waar minimum- of geenbewerkingspraktyke toegepas word as gevolg van stoppels wat agterbly. Gibberella-kopvrot veroorsaak oesverliese en affekteer ook graankwaliteit.

Voorkoms en verspreiding
Die oorspronklike bron van inokulum is vatbare graanreste waarop die swam oorwinter het. Die swam vorm strukture op die stoppels wat dan spore produseer en vrylaat. Hierdie spore word in die lug deur die wind versprei. Spore land op die baard van die kop of agter die blaarskede of infekteer wortels en/of die plant se kroon, waar infeksie plaasvind. Die swam groei dan in die verskillende weefsels in en veroorsaak ’n reeks siektes, soos kopvrot, stamvrot, kroonvrot en wortelvrot van mielies.

Simptome
Kopvrotsimptome is ’n gedeeltelike of algehele donkerrooi ver­kleuring (Foto 4) van die mieliekop. Vroeë infeksies kan lei tot verrotting van die hele kop met miselium, wat die kopblare aan die kop vashou. Gibberella-kopvrotinfeksies begin aan die voorpunt van die mieliekop (Foto 5) en die swam groei terug na die plant toe. Graan wat met F. boothii besmet is, word weens vrot pitte (Foto 6) afgegradeer. Besmette pitte kan op hul beurt ernstige gevolge hê vanweë die produksie van mikotoksiene. Die F. graminearum-spesiekompleks kan ook stamvrot tot gevolg hê. Simptome is die afbreek van stamweefsel en ’n rooi verkleuring – veral op die nodes van die kroon en stam. Die swam breek die weefselstruktuur binne die stam af sodat die plant nie meer regop kan staan nie en dan omval. Waar blaarsiektes voorgekom het sonder voldoende beheer, onttrek die plant voedingstowwe uit die stam om graan te vul en sodoende verswak die stamme. Opportunistiese swamme kan dan die stamme infekteer en verder verswak wat omval van plante tot gevolg het.

Diplodia-mieliekopvrot veroorsaak deur Stenocarpella maydis
Ekonomiese belangrikheid
Diplodia-kopvrot van mielies word deur die swam Stenocarpella maydis (voorheen bekend as Diplodia maydis) veroorsaak. Hierdie siekte kan die kwaliteit van graan verlaag en dit kan ernstige finansiële gevolge vir produsente inhou in ’n seisoen wanneer die prys van mieliegraan relatief laag is. Graan wat met hierdie swam besmet is, kan moontlik ’n gifstof (diplodiatoksien) bevat wat skadelik kan wees vir beeste, skape en pluimvee. Beeste en skape word verlam en kan doodgaan as gevolg van diplodiose. Dragtige ooie wat Diplodia-besmette graan vreet, se lammers kan verlam wees of doodgebore word sonder dat kliniese tekens van diplodiose by die ooi self waargeneem word. Alhoewel daar oor die afgelope 30 jaar heelwat gevalle van diplodiose in Suid-Afrika gerapporteer is, is daar meer onlangs ook gevalle in Australië, Argentinië en Brasilië aangemeld.

Voorkoms en verspreiding
Epidemies kom gewoonlik voor waar vroeëseisoendroogtes gevolg word deur laatseisoenreënval en hoë vlakke van inokulum bo-op die grond voorkom. Die swam oorleef op mieliestoppels en die vrugliggaampies produseer spore met reën wat dan die plante besmet. Die vrugliggaampies laat spore in die lug vry onder nat, vogtige toestande. Spore val op die plante en besmet koppe agter die kopblaar. Die swam groei deur die kop van onder na bo.

Simptome
Vroeë simptome in die ontwikkeling van die mielieplant is vergeling en verdroging van geïnfekteerde mieliekopstutblare. Die verrotting begin gewoonlik by die basis van die kop (Foto 7) en die kop word dan deurtrek met ’n wit swamgroei. In ’n besmette mieliekop wat oopgebreek word, sal swart spoorvormende strukture duidelik in die stronkweefsel waargeneem word (Foto 8). Hierdie besmette pitte is ligter en word deur die stroper uitgeblaas wat help dat die graan nie ’n swak gradering behaal nie. Laat infeksies wat voorkom wanneer die pit se voginhoud laag is, is gewoonlik simptoomloos.

As die kop oopgebreek word, kan daar ’n ligte verkleuring op die saadembrio voorkom en dit staan bekend as “skelm Diplodia”. Hierdie skelm Diplodia vang baie produsente onkant, aangesien dit nie op die koppe in die land waargeneem word nie – die impak realiseer eers by lewering van die graan wanneer alles afgegra­deer word. Liggewigpitte en geïnfekteerde stamme wat in die land agterbly, kan ’n risiko vir vee inhou wat op die reste wei.

Impak van Fusarium-mikotoksiene
Die impak van kopvrotte op graanopbrengs en -kwaliteit word vererger deur die produksie van mikotoksiene wat die graan­kwaliteit verder verlaag. Mikotoksiene wat deur F. verticillioides en die F. graminearum-spesiekompleks geproduseer word, kan die gesondheid van mens en dier aantas. F. verticillioides is ’n belang­rike produseerder van fumonisien. Lae dosisse van fumonisien lei tot breindegenerasie en dood by perde. Simptome by varke is vog op die longe asook letsels op die lewer en pankreas. Mielies wat met F. verticillioides besmet is, word ook statisties geassosieer met slukdermkanker by mense in Suid-Afrika, die noorde van Italië en Iran.

’n Verhoogde voorkoms van lewerkanker is ook aangeteken in China nadat F. verticillioides-besmette mielies vir voedsel gebruik is. Die Wêreldgesondheidsorganisasie se Internasionale Agentskap vir Navorsing op Kanker (WGO-IANK) het fumonisiene geklassifiseer as groep 2B-karsinogene. Dit beteken dat fumonisiene waarskynlik karsinogenies is vir mense en daarom is dit uiters belangrik om mens- en dierevoedsel noukeurig te toets vir die voorkoms daarvan. In 2016 is die Suid-Afrikaanse regulasies wat toleransies beheer vir swamgeproduseerde giftigheid in voedsel gewysig om die maksimum vlakke van fumonisien sowel as deoksinivalenol in mieliegraan en meel te reguleer.

Swamme in die F. graminearum-spesiekompleks kan mikotoksiene produseer soos deoksinivalenol (DON), nivalenol (NIV) en die estrogeen-metaboliet, zearalenoon (ZEA). NIV en DON is proteïen­sintese-inhibeerders. Indien gekontamineerde graan geëet word, kan dit bloedarmoede, velletsels, braking, diarree en lewerskade in mens en dier veroorsaak. Zearalenoon-gekontamineerde voer kan reproduksieprobleme in diere veroorsaak.

Bestuursmaatreëls
Geen kultivar beskik oor volle weerstand teen enige van die kop­vrotpatogene of hul mikotoksiene nie. Kultivarvatbaarheid verskil wel en dus kan produsente probeer om inligting by saadmaatskappye in te win oor kultivars wat meer weerstandbiedend is. Daar is tot dusver nie voldoende data beskikbaar aangaande weerstand­biedende kultivars nie, alhoewel baie vatbare kultivars al geïdentifiseer is. Navorsing wat gesamentlik deur die US en LNR-IGG uitgevoer is, het verskeie weerstandsaspekte wat moontlik die gebruik van weerstandbiedende kultivars sal bewerkstellig, bestudeer.

Die gebruik van Bt-mielies wat stamboorderinfestasie beperk, lei tot laer F. verticillioides-infeksie en fumonisienproduksie. Weerstand teen Gibberella-kopvrot waarborg nie weerstand teen stam­vrot nie. Dus sal ’n pakketbenadering gevolg moet word by kopvrotte en stamvrotte om sodoende die risiko van siektes deur weerstands­ontsnapping te versprei. Verder kan die diversifisering van weerstandbiedende kultivars deur die volgende maniere behaal word:

• Ruimtelike diversiteit tussen areas.
• Ruimtelike diversiteit tussen velde.
• Aanplant van multilynkultivars.
• Aanplant van verskillende kultivars in plaas van een kultivar.

Bestuurspraktyke kan ’n belangrike rol in die beheer van kopvrotte en mikotoksienbesmetting speel. Die kies van alternatiewe gewasse in ’n wisselboustelsel is uiters belangrik. Vermy wisselbou met grasagtige gashere wat vatbaar is vir die F. graminearum-spesiekompleks van swamme. Wisselbou is veral belangrik waar minimum- of geenbewerkingspraktyke toegepas word.

Wisselbou ontneem die swam van ’n gasheer en verminder inokulum deur die vermindering van geïnfekteerde stoppels. Enige praktyk wat stoppels verminder, sal ook die primêre bron van inokulum minder maak en dus die risiko vir siekte verlaag. Die klem is hier op vermindering van besmette reste deur weiding, ploeg of in uiterste gevalle brand. Waar minimum- of geenbewerking toegepas word, moet produsente alternatiewe beheermaatreëls gebruik. Dit is dus hier waar wisselbou as deel van ’n geïntegreerde plaagbestuurstelsel noodsaaklik is.

Saadbehandeling kan dien as strategie om die primêre besmetting van patogene in die saad en die omgewing van die saailing te beperk. Die goeie nuus vir produsente is dat saadbehandelingsmiddels klaar toegedien is op alle kommersiële saad wat deur die verskillende maatskappye verkoop word. Saadbehandelings bevat tot en met vier aktiewe en bied goeie beskerming aan die jong saailing, veral in die eerste vier weke na plant.

Vermyding van stresfaktore en skade aan plante gedurende bewerking en tydens oestyd, sowel as die berging van graan in ’n skoon, droë area om kontaminasie en verspreiding van die swam te beperk, behoort infeksie en mikotoksiene te beperk. Die gebruik van swamdoders vir die beheer van kopvrotte in kommersiële mielie-aanplantings kan nie ekonomies geregverdig word nie. Daar moet altyd gepoog word om na ’n geïntegreerde bestuursisteem te kyk wat fokus op kultivarkeuse, wisselbou en die bestuur van plantreste om effektiewe siektebestuur uit te voer.

Vir verdere navrae kontak dr Belinda Janse van Rensburg by 018 299 6357.