Kovács Csilla 1 - Csótó András 2 - Rakonczás Nándor 3 - Sándor Erzsébet 4 Mikroklimatikus viszonyok szerepe a szőlő tőkebetegségeinek tünet megjelenésére The role of microclimatic conditions for the appearance of the grapevine trunk diseases symptoms k.csilla20@gmail.com 1 Debreceni Egyetem, Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar, Élelmiszertudományi Intézet, PhD. hallgató 2 KITE Zrt., fejlesztőmérnök 3 Debreceni Egyetem, Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar, Kertészettudományi Intézet, adjunktus 4 Debreceni Egyetem, Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar, Élelmiszertudományi Intézet, egyetemi docens Összefoglalás A szőlő tőkeelhalása Magyarországon is egyre jelentősebb megbetegedés. A kutatómunkánk során a Debreceni Egyetem Pallagi Kertészeti Kísérleti Telepének szőlő fajtagyűjteményének felmérését végeztük el. A jellegzetes tüneteket mutató tőkék helyzetének dokumentációjával és az időjárási körülmények vizsgálatával az ültetvény súlyos fertőzöttségének okaira következtethettünk. A gyűjtemény fajtáit érzékenységi csoportokba rendeztük. A csoportok érzékenysége közti különbséget statisztikai módszerekkel igazoltuk. A szállítószöveti tüneteket mutató tőkerészekből mintát vettünk, amelyekből kitenyésztettük, majd meghatároztuk a jelen lévő GTD kórokozókat és az endofita fajokat. Az ültevényben előforduló tünetek felmérését követő mintavétel során kórokozóként Diplodia seriata és Diaporthe fajokat azonosítottuk. A betegség növekedéséhez a 2013 márciusában jellemző, a fertőzéshez ideális körülmények vezettek. A 2015-ös évjárat csapadékos nyara pedig hozzájárult a levéltünetek nagymértékű expressziójához. Az ültetvényen belüli terjedés mintázata is leginkább a környezeti feltételeknek, a talajviszonyoknak és a vízellátottságnak köszönhetőek, mintsem a fajták érzékenységének. A vizsgált mintákból Diplodia, Alternaria, Bionectria, Fusarium, Cladosporium, Penicillium, Epicoccum és a Diaporthe nemzetségbe sorolható fajokat azonosítottunk. Ezek közül a Diplodia, mint kórokozó és az Alternaria, mint az elhalt szöveten élő szaprofita genus fajainak előfordulási aránya volt jelentős. BEVEZETÉS A szőlő fás részeit érintő megbetegedése napjainkban az egyik legjelentősebb növényvédelmi probléma Magyarországon, ugyanis jelenleg nem rendelkezünk olyan védekezési stratégiával, illetve fungiciddel, mely hatékonyan alkalmazható lenne a betegség visszaszorítására. A betegség országos szinten veszélyezteti az ültetvényeket, megnehezíti a művelést és a minőségi bortermelést. Ezáltal szükségessé vált a magyarországi ültetvények környezeti adottságainak vizsgálata, melyekkel megállapítható lenne, mely biotikus vagy abiotikus tényezők jelentenek veszélyt, lehetővé téve egy megfelelő védekezés kidolgozását. A szőlőtőkék korai elhalását először Kaliforniában írta le egy ismeretlen szerző 1895-ben, sunstroke azaz napszúrás néven. Később ettől függetlenül 1898-ban Ravaz Franciaországban is megtalálta a tünet együttest. Ő folletage -ként említi a betegséget. Akkor a Stereum hirsutum Willd. és a Fomes igniarius L. fajokat tartották a betegség kórokozóinak (Chiarappa, 2000). 184
A betegség mélyrehatóbb kutatása az 1950-es években kezdődött, amikor Hewitt et al. (1957) megfigyelték, hogy a beteg tőkék nem minden évben mutatnak tüneteket. Az általuk vizsgált ültetvényből Chiarappa et al. (1959) mintákat gyűjtöttek és a fertőzött tőkerészekből izolálták a lehetséges kórokozókat. Túlnyomó többségben Cephalosporium fajok és a Phellinus igniarius (L.) Quél. (syn: Fomitiporia punctata) volt jelen. Az elmúlt 15 évben aggasztó mértékben növekedett az esca fertőzöttség, főként Dél-Európában és Ausztráliában, de ugyanez elmondható Magyarországról is. Számos kórokozó kiválthatja a tőkepusztulás tüneteit, melyek előfordulása országonként, borvidékenként változhat (Rábai, 2005). ANYAG ÉS MÓDSZER Kutatásainkban a környezeti tényezők hatásaira, a különböző szőlőfajták betegséggel szembeni érzékenységére és a kórokozók terjedésének esetleges lehetőségeire keressünk választ. A vizsgálatokat a Debreceni Egyetem Pallagi Kertészeti Kísérleti Telepén található fajtagyűjteményben végeztük. Az időjárási adatok a Debreceni Egyetem Agrometeorológiai és Agroökológiai Monitoring Központ Kismacsi Agrometeorológiai Obszervatóriumának méréseiből származnak. A GTD tünetek előfordulását három éven keresztül (2013-2015) a vegetációs időszakban vizsgáltuk. Azt a növényt tekintettük betegnek, melyek esetében a jellegzetes levél tünetek, vagy elhalás mellett a törzs metszlapján is megfigyelhető volt a nekrózis. A gyűjteményben található fajták betegséggel szembeni ellenálló képességének vizsgálatához négy érzékenységi csoport állítottunk fel. Az érzékenységi kategóriák közti különbséget statisztikai próbákkal igazoltuk. A gyűjtemény 75 fehérbor, 28 vörösbor, 28 alany és körülbelül 60 csemegeszőlő fajtából áll. A művelés mód minden esetben egyes függöny. A metszés a fajták saját teljesítménye szerint történik. Az ültetvényben fajtánként 5 db tőke található vályogos homok talajon. A termőréteg vastagsága 70-100 cm. A talajvíz 7 méter mélyen található, de 70 cm mélységben van egy vízzáró réteg, mely korlátozza a gyökérnövekedést, valamint emiatt az ültetvény egyes részein vízállásos foltok alakulnak ki a csapadékos évjáratokban. A mintavétel a szállítószöveti tüneteket mutató tőkerészekből történt, melyek laboratóriumi vizsgálata Abreo et al. (2013.) és Kovács et al. (2014) módszertana szerint az Élelmiszertudományi Intézet Mikrobiológiai Laboratóriumában történtek. Az évenkénti fertőzöttségről térképeket készítettünk, melyeken kiemeltük azokat a fajtákat, amelyek öt tőkéjéből legalább egy tüneteket mutatott. A betegség súlyosságát bemutató térkép elkészítéséhez arányszámokat generáltunk, amelyek az évenként tüneteket mutató tőkék számának átlaga. Ezen kívül, a fajták érzékenységét megjelenítendő csoportokat hoztunk létre, annak függvényében, hogy milyen mértékben jelennek meg a tünetek, a különböző években. Az érzékenységi csoportok közötti szignifikáns differencia kimutatásához egytényezős varianciaanalaízist, majd megerősítő vizsgálatként a Tukey tesztet és a nem paraméteres Kruskall-Wallis tesztet alkalmaztunk Graph Pad Prism3 program segítségével. EREDMÉNYEK 185
A betegség megjelenése, terjedése és az évjárat hatása az ültetvényben Az 1. 2. és 3. táblázatokban jól látható a fajtagyűjteményben lévő valamennyi fajta vegetációs időszakokra lebontott fertőzöttsége, a betegség terjedésének fázisai. 2014-ben jóval több fajtán találtunk tüneteket, mint 2013- ban és 2015-ben. Így arra következtettünk, hogy a betegség terjedésének és a tünetek expressziójának 2014-ben kedvezőek voltak a környezeti feltételek. 1. táblázat: Tüneteket mutató fajták (2013) 2013-ban még márciusban is előfordult -20 C, emellett igen nagy volt a hőingadozás is. A szőlő nedvkeringése március közepe körül jellemzően megindul, így ezt követően érzékenyebbé válik a fagyhatásra. Az emiatt kialakuló fagylécek, berepedezések kaput nyithattak a kórokozónak.az ebben a hónapban hullott, nagy mennyiségű csapadék is ideális körülményeket teremtett a fertőzés kialakulásának. Marchi et al. (2008.) vizsgálataik szerint a tőkék jobb vízellátása segíti a kórokozók által termelt fitotoxinok áramlását a növényben. Ezek a toxinok tehetőek felelőssé a jellegzetes tigriscsíkos levéltünetek kialakításáért (Bruno et al., 2007; Marchi et al., 2008). A 2013-as évjárat aszályos nyara alatt, csapadék, és megfelelő vízellátás hiányában azonban a tünetek maszkírozódhattak(1. táblázat). A következő, 2014-es évben viszont bőséges volt a csapadék, ami elősegíthette a levéltünetek expresszióját (2. táblázat). A 2014-es, csapadékosabb évben a vizsgált 457 tőke közül 174 (37%), és a 149 fajta 55%-a, mutatta a GTD tüneteket. Az előző, szárazabb évben viszont csak 65 (14,2%) tőke, és összesen 65 fajta (23,4%) mutatta a tüneteket. 186
2. táblázat: Fertőzöttségi térkép a 2014-ben tüneteket mutató fajtákról 3. táblázat: 2015-ben tüneteket mutató fajták A 2013-as (1. táblázat) és 2015-ös évjáratot (4. táblázat) összevetve jól látszik a fertőzés terjedési metódusa is. A betegség nem sorirányban, hanem gócszerűen jelentkezett az ültetvényben. Ez alátámasztja Larignon és Dubos (1997) valamint Cortesi (2000) megfigyelését, miszerint nagyobb jelentőségű a levegőben és a talajon keresztüli terjedés, mintsem a mechanikai inokulum átvitel. 187
A tünetek megjelenésének alakulása és a fajták érzékenysége A tünetek megjelenésének frekvenciája tájékoztatást adhat a különböző fajták érzékenységére és a betegség terjedésére az ültetvényen belül. Ennek megjelenítésére fertőzöttségi indexet alkalmaztuk, mely az évenként tünetet mutató tőkék számának számtani átlaga. A 4. táblázatban a vörös szín sötétedésével a tünetek megjelenése egyre jellemzőbb volt az adott fajtánál; a fehér mezők a tünetmentes, a sárgák pedig a nem vizsgált fajtákat jelölik. Az ültevény felépítése, a fajtánkénti ötös tőkeszám nem teszi lehetővé a fajták érzékenységének pontos megállapítását. A legnagyobb frekvenciával a Toldi, Angéla, Zala Gyöngye, Alföld-100, Jubileum 75 és a Piros Tramini fajtáknál jelentek meg a tünetek. Marchi (2001) a vizsgálatainban szereplő fajták közül a Szürkebarát (Pinot grigio), a Sauvignon, az Olaszrizling (Riesling Italico) és a Chardonnay fajtákat találta fogékonynak. Ellenben felhívja a figyelmet arra, hogy az egyes tüneteket mutató tőkék távolsága a fertőzési nyomás különbsége miatt torzíthatja az eredményeket. 4. táblázat: A tünetek megjelenésének frekvenciája (2015) 188
A 2013-as fertőzöttségi térkép (1. táblázat) és a tünet megjelenési frekvenciák (4. táblázat) összehasonlítása esetén látható, hogy a korábban megbetegedett tőkék gócpontjként szolgálhattak a későbbi fertőzések kialakulásához. Ezek körül fajtától függetlenül is súlyosabb volt a fertőzöttség, több tőke mutatta a fás betegség tüneteit. Az ültetvényben egy Cabernet Sauvignon-Toldi-Reform háromszögön (4. táblázat) belül a tünetek gyakoribb megjelenése figyelhető meg. Ez majdnem teljesen fedi a terület vízállásos részét. A jobb vízellátottság miatt itt a tünetek kifejezettebbek, valamint a környezeti körülmények is ideálisak a fertőzéshez. A fajtákat különböző érzékenységi csoportokba soroltuk, az alapján, hogy milyen frekvenciával jelentek meg a tünetek a kedvező évjáratokban. Az 5. táblázatban a vörös színkóddal jelölt fajták alkotják az I. érzékenységi kategóriát, (mindhárom évben tünetet mutatók), a narancsszínnel jelöltek a II. érzékenységi kategóriát (2014-ben és 2015-ben tünetet mutatók), a citromsárgák a III. érzékenységi kategóriát (csak 2014-ben, a legcsapadékosabb évben tünetet mutatók), a zöldek pedig a IV. érzékenységi kategóriát, azaz a tünetmentes fajtákat jelöltük. A fehér mezők a nem vizsgált, vagy a betegség tüneteit 2015-től mutató fajtákat mutatják. Kitenyésztett GTD kórokozók és endofita fajok 5. táblázat: A fajták érzékenységi csoportok szerint A mintákból legnagyobb arányban, GTD kórokozóként a Diplodia seriata fajt izoláltuk, mellette még néhány mintából Diaporthe sp.-t azonosítottunk. Endofita fajok közül jelentős volt az Alternaria sp. kimutatási gyakorisága is, hasonlóan Larignon és Dubos (1997), valamint Moreno-Sanz et al. (2013) vizsgálataihoz. Utóbbi az elhalt specifikusan farészhez és a kar elhaló sebfelületeihez kötötte a kórokozó előfordulását. Feltételezzük tehát, hogy az Alternaria fajok nem kórokozói a betegségnek, hanem szaprofitaként jelennek meg az elhaló szöveten. A botrioszfériás elhalásos estek felénél valamilyen más gomba is előfordul, ez túlnyomó részben az Alternaria sp. A faj könnyen felismerhető transzverzálisan és longitudinálisan is szeptált konídiumairól, telepei piszkos-zölden pigmentáltak voltak. 189
Kisebb gyakorisággal előfordultak Epicoccum sp., Bionectria sp., Cladosporium sp., Penicillium sp., Botrytis sp. és Fusarium fajok is a mintákban. Larignon és Dubos (1997.) az Epicoccum sp. és Penicillium fajokat, Highet és Nair (1995) a Fusarium oxysporumot, Moreno-Sanz et al. (2013.) pedig a Cladosporium és Penicillium fajokat mutatták ki szállítószöveti betegségek kapcsán, többnyire az elhaló növényi szöveten. Núnez-Truillo et al. (2012) kutatásai szerint a Cladosporium sp., a Penicillium sp. és az Alternaria fajok az egészséges szőlőkben is előforduló endofiták. Fusarium sp., Cladosporium sp. és a Penicillium sp. jelentőségéről a betegség lefolyásával kapcsolatban nincsenek kutatások. KÖVETKEZTETÉS ÉS ÖSSZEFOGLALÁS Megállapítottuk, hogy a betegség súlyosbodásának fő okai a környezeti feltételek voltak. A 2013 márciusában, a szőlő nedvkeringésének indulásakor előforduló nagymértékű fagyhatás a farészeken berepedések, fagylécek kialakulását okozta, amelyek a kórokozó fertőzési kapujául szolgálhattak. Ugyanakkor a nagy mennyiségű csapadék ideális fertőzési körülményeket teremtett. A terület vízállásos részén a fertőzés jóval súlyosabb volt, az ilyen területek elősegíthetik a fertőzések kialakulását. A 2014-es évben kiemelkedő volt a tünetek megjelenésének gyakorisága a 2013-as évjárathoz képest. Ez a csapadékos nyári időjárásnak tudható be, ugyanis a jobb vízellátottság elősegíti a kórokozó jellegzetes tigriscsíkosságot okozó toxinjainak transzlokációját a levelekbe. Az érzékenységi kategóriák közti különbséget statisztikai próbákkal igazoltuk. Az I. és II. érzékenységi kategóriába sorolt szőlőfajták nem javasoltak erős fertőzöttségi nyomásnak kitett, a betegség kialakulásának kedvező területekre telepíteni. A vizsgált területen a fás szövetből való gombafajok kitenyésztésése és meghatározása során tünetekért felelős kórokozóként a minták többségében Diplodia seriata fajt, emellett GTD kórokozóként még Diaporthe sp. sikerült azonosítani. Jelentős volt továbbá az Alternaria nemzetségbe sorolható fajok aránya, melyek nem kórokozók, hanem szaprofitaként élnek a betegség miatt elhalt szövetekben.néhány mintából Bionectria, Fusarium, Cladosporium, Penicillium, Epicoccum nemzetségekbe tartozó fajokat identifikáltunk. A fajtagyűjtemény értékére való tekintettel ajánlott a beteg tőkék mechanikai úton történő megújítása, valamint esetlegesen a meglévő biológiai védekezési lehetőségek alkalmazása. A belvíz elvezetésével és a kisebb sebzéssel járó, de mégis légátjárható lombozat kialakítására alkalmas művelési mód beállításával az ideális fertőzési körülmények megszüntethetőek lehetnek. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS A kutatás az Európai Unió és Magyarország támogatásával a TÁMOP 4.2.4.A/2-11-1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése konvergencia program című kiemelt projekt keretei között valósult meg. A publikáció elkészítését a TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0024 számú, valamint a TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KONV- 2010-0007 számú projekt is támogatta. Sándor Erzsébet munkáját a Debreceni Egyetem belső kutatási pályázata támogatta. A kutatások a COST FA1303 keretében zajlottak. 190
SZAKIRODALMI JEGYZÉK Abreo, E., Martinez, S., Bettucci, L. and Lupo, L. (2013): Characterization of Botryosphaeriaceae species associated with grapevines in Uruguay. Australasian Plant Pathology, 42. 241-249. Bruno, G. (2007): Effects of three esca-associated fungi on Vitis vinifera L.: V. Changes in the chemical and biological profile of xylem sap from diseased cv. Sangiovese vines Physiological and Molecular Plant Pathology, 71. 210-229. Chiarappa, L. (1959): Wood decay of grapevine and its relationship with black measles disease Phytopathology, 49. 510-519. Chiarappa, L. (2000): Esca (black measles) of grapevine. An overview. Phytopathologia Mediterranea, 39. 11-15. Cortesi, P., Fisher, M. and Milgroom, M.G. (2000): Population diversity of Fomitiporia punctata from grapevine and spread of esca disease. IOBC/WPRS Bulletin, 23. 71-74. Hewitt, W.B. (1957): Some manifestations of black measles of grapevines. Phytopathology, 47. 16. (absztrakt) Highet, A.S. and Nair, N.G. (1995): Fusarium oxysporum associated with grapevine decline in the Hunter Valley, NSW, Australia. Australian Journal of Grape and Wine Research, 1. 48-50. Kovács, Cs., Peles, F., Xie, H., Szojka, A., Hajdu, G., Bihari, Z. és Sándor E. (2014): A fertőző tőkeelhalásban szerepet játszó gombák izolálása és azonosítása hagyományos és molekuláris biológiai módszerekkel a Tokajhegyaljai borvidéken. Agrártudományi Közlemények, 56. 4. 153-159. /ISSN 0133-0829/ Larignon, P. and Dubos, B. (1997): Fungi associated with esca disease in grapevine. European Journal of Plant Pathology, 103. 147-157. Marchi, G., Peduto, F., Mugnai L., Di Marco, S., Calzarano, F. and Surico, G. (2008): Some observations on the relationship of manifest and hidden esca to rainfall. Phytopathologia Mediterranea, 45. 117-126. Moreno-Sanz, P., Lucchetta, G., Zanzotto, A., Loureiro, M.D., Suarez, B. and Angelini, E. (2013): Fungi associated to grapevine trunk diseases in young plants in Asturias (Northern Spain). Horticultural Science, 40. 138-144. Núñez-Trujillo, G, Cabrera, R., Burgos-Reyes, R. L., Da Silva, E., Giménez, C., Cosoveanu, A. and Brito, N. (2012): Endophytic fungi from Vitis vinifera L. isolated in Canary Islands and Azores as potential biocontrol agents of Botrytis cinerea. Journal of Horticulture, Forestry and Biotechnology, 16. 1-6. Rábai, A., Morvai, Sz., Ember, I. és Fischl, G. (2005): Szőlő-tőkepusztulás Veszprém megyében. Növényvédelem, 10. 41. 461-466. Ravaz, L. (1898): Sur le folletage. Revue Viticulture. 10. 184-186. 191