PANNON EGYETEM GEORGIKON MEZŐGAZDASÁGTUDOMÁNYI KAR KESZTHELY NÖVÉNYTERMESZTÉSI ÉS KERTÉSZETI TUDOMÁNYOK DOKTORI ISKOLA DOKTORI (Ph.D.) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI FONTOSABB TERMESZTETT FŰFAJOK ÉS FAJTÁK GOMBABETEGSÉGEI ÉS SZEREPÜK A FŰMAGTERMESZTÉSBEN KÉSZÍTETTE: VARGA ZSOLT okleveles agrármérnök TÉMAVEZETŐ: Dr. habil. FISCHL GÉZA egyetemi tanár, mezőgazdasági tudományok kandidátusa TÁRS-TÉMAVEZETŐ: Dr. IVÁNY KÁROLY nyugalmazott egyetemi docens, mezőgazdasági tudományok kandidátusa Keszthely 2007
1. A kutatómunka előzményei és célkitűzései Hazánk földrajzi helyzetéből kiindulva és ökológiai adottságainak köszönhetően a hazai előállítású fűmag minősége világviszonylatban elismert, amelynek az Európai Unióhoz történő csatlakozással még inkább megemelkedett a jelentősége. A hazánkba kerülő más országokban nemesített fűfajták önmagukban is elegendő indokot szolgáltatnak az ágazat növényvédelmi kérdéseinek fokozottabb figyelmére. Magyarországon a termesztett, de a vadon termő pázsitfüvek növényegészségügyi helyzete ugyanakkor a növénykórtani diszciplína hiányos területét képezi. Idézem VAJNA és OROS (2005) szavait: Utalást sem találunk a pázsitfűfélék gombák okozta betegségeire az egyébként igen részletes Növényvédelmi Enciklopédiában (1968), illetve a legújabb egyetemi tankönyvekben (pl. Növényvédelem 1997; Kertészeti Növénykórtan 1993). A megállapítás helytálló és a témát alaposan kutatva arra a következtetésre juthatunk, hogy nincsenek információink az egyes fűfajok magkórtani ismereteiről sem. Az OMMI (jelenleg Mezőgazdasági Szakigazgatási Hivatal) Növénykórtani Osztályának akkreditált magkórtani laboratóriumában több kultúrnövény vetőmagjának növénykórtani ellenőrzését végzik, azonban nem foglalkoznak az egyes fűfajok magkórtani vizsgálatával (GERGELY 2005). A hazai fűmagtermesztés növényvédelmi technológiájára jellemző, hogy a gyomosodási problémák kezelésétől eltekintve a gyakorlatban nem alkalmaznak kémiai növényvédelmet, ezzel is tehermentesítve az ágazatot. A fű vetőmagok csávázása a gyakorlatban szintén nem alkalmazott módszer és a fűmagok csávázási vagy magkezelési eljárása ugyancsak a megoldatlan kérdéskörök közé tartozik. A téma előzetes felmérése alapján megállapíthatjuk, hogy a fűmagtermesztésben szerepet játszó gombabetegségeket illetően hiányosak az ismereteink. A termesztett fűfajok vetőmagjának egészségi állapota, a szemtermésekkel terjedő és azokat megbetegítő kórokozó gombák előfordulása és gyakorisága, valamint a csírázásra gyakorolt hatásuk a hazai növénykórtani ismeretek szintén fehér folt -ját képezik. A doktori programban megfogalmazott kutatási feladatok teljesítése során a kutatómunka újabb megoldandó témaköröket tárt fel, amelyekre vizsgálatainkat kiterjesztve az előzetesen tárgyalt és felmerült problémakörök függvényében a következő felmerült kérdésekre kerestük a választ: Több termesztett fűfajra/fajtára kiterjedő magkórtani vizsgálatok során választ kívántunk kapni arra, hogy milyen a fűfélék szemtermése által hurcolt kórokozó gombák faji összetétele, milyen ezen gombák dominancia viszonya, valamint milyen 1
hatással vannak azok a szemtermések csírázására és a csíranövények további fejlődésére? Vizsgálni kívántuk azt, hogy van-e összefüggés a szemtermésen előforduló gombafajok és a vegetációs állományban károsító kórokozó gombák faji összetétele között? A távoli UV sugárzás, mint lehetséges alternatív magkezelési eljárás alkalmazásával választ kerestünk arra, hogy milyen hatással van a szemtermések csírázására, valamint a szemtermések gombafertőzöttségére? Melyek azok a kórokozó gombák, amelyek a fűmagtermesztésben termesztett fűfajokat károsítják? Az egyes kórokozó gombák évközi fellépése a fűmagtermesztési periódus mely időszakában jelentősebbek és milyen a károsításuk mértéke? A termesztett fűfajok fajtái milyen ellenállóságot, illetve fogékonyságot tanúsítanak az egyes kórokozó gombákkal szemben? Szabadföldi kisparcellás kísérletben fungicides kezelések alkalmazásával választ kívántunk keresni arra, hogy a kémiai növényvédelem milyen mértékben befolyásolja a fűfajok maghozamát, valamint zöldtömeg produkcióját? 2. Anyag és módszer 2.1. Vizsgálatok helyszíne Laboratóriumi, illetve tenyészedényes vizsgálatainkat a Pannon Egyetem Georgikon Mezőgazdaságtudományi Kar, Növényvédelmi Intézet, Növénykórtani Osztályán, valamint a HBLFA Raumberg-Gumpenstein (Irdning, Ausztria) Növénytermesztési és Földművelési Kutatóintézetben végeztük 2004-2007 években. Szabadföldi vizsgálataink elvégzésére a Pannon Egyetem Georgikon Mezőgazdaságtudományi Kar Növénytudományi és Biotechnológiai Tanszék fűnemesítési tenyész- és bemutatókertjében, illetve az agrobotanikai kertjének területén volt lehetőségünk. 2006 áprilisától júliusig felvételezéseket végeztünk a HBLFA Raumberg-Gumpenstein (Irdning, Ausztria) Kutatóintézet kísérleti területén. 2
2.2. Laboratóriumi vizsgálatok A fűfajok szemtermésével végzett magkórtani vizsgálataink során 22 fűfaj, 34 fajtájának különböző évjáratokban betakarított termését vizsgáltuk, ezenkívül öt termesztett fűfaj vadon termő növényeinek szemtermése is vizsgálat alá került. Összesen 56 magtételből 22.400 db szemtermés mikológiai magkórtani vizsgálatát végeztük el. A magkórtani vizsgálatokhoz alkalmazható módszerek közül a nedveskamra módszert és a Jacobsen asztalon történő csíráztatást választottuk (DE TEMPE 1963; MATHUR és KONGSDAL 2003). A szemterméseket az ide vonatkozó magyar szabványok (MSZ 6354/3, MSZ 6354/5) és az ISTA előírásai alapján csíráztattuk. A szemtermések mikológiai értékelését minden esetén a csírázási erély és a csírázási százalék ellenőrzésével egy időben végeztük el. Az UV-C sugárzással végzett kísérletünkben a Strand nádképű csenkesz fajta szemtermésének besugárzásához 125 W-os higany gőz töltésű lámpát használtunk, amely nagy részben 254 nm hullámhosszon sugározott. Két különböző évben előre kiszámolt 100-100 db szemet 4 ismétlésben 0,81; 3,24; 6,48; 9,72; 12,96; 14,04 és 16,2 J/cm 2 dózisokkal kezeltük. 2.3. Tenyészedényes vizsgálatok Magkórtani tenyészedényes vizsgálatunkban a Strand nádképű csenkesz fajta fertőtlenítés nélküli és 0,5 %-os Neomagnol oldattal (200 ml desztillált vízben 1 db tabletta) felületileg fertőtlenített szemtermését, Ramann-féle barna erdőtalajt, illetve homoktalajt tartalmazó tenyészedényekbe vetettük. A csíráztatást 20 ºC-on, illetve 18 napig 10 ºC-on való tartás után szintén 20 ºC-on, 12 órás megvilágítással végeztük. A vizsgálatokat kezelésenként 4 ismétlésben állítottuk be. A vetést követő 18. napon értékeltük a kikelt csíranövényeket és azok számát, a friss csíranövény tömeget, valamint ismétlésenként véletlenszerűen kiválasztott 10 db csíranövény hajtáshosszát. Patogenitási teszt során csomós ebír (Dactylis glomerata L.) Cercosporidium graminis okozta tünetes leveleiből 90 g-ot felaprítottunk és 600 ml csapvízben 2 órán keresztül rázattunk. A szűrést követően 11,2x10 3 db/ml koncentrációjú konídium szuszpenziót készítettünk. A fertőzést a konídium szuszpenzióval üvegházban, tenyészedényekben nevelt csomós ebír, vörös csenkesz (Festuca rubra L.), réti perje (Poa pratensis L.), angolperje (Lolium perenne L.) és a nádképű csenkesz (Festuca arundinacea Schreb.) fűfajokon végeztük el. 3
2.4. Szabadföldi vizsgálatok Szabadföldön végzett vizsgálatainkban termesztett fűfajok/fajták Puccinia spp., Cercosporidium graminis és Ramularia pusilla kórokozó gombák okozta fertőzöttségét kísértük figyelemmel 13 fűfajta nemesítési törzsanyagán. A vegetációs periódusok során bonitálással határoztuk meg a kórokozó gombák károsításának mértékét. A parcellák fertőzöttségét térképen ábrázoltuk és a betegség súlyosságát tükröző mutatóként fertőzöttségi index %-ot (F i %) számoltunk. A fertőzöttségi index % meghatározása: F i % = [ (a i x f i ) / (n x k)] x 100, ahol: a i = az egyes fertőzési skálaérték (fertőzés intenzitása), f i = az egyes skálaérték gyakorisága (fertőzés gyakorisága), n = parcellánként vizsgált tövek száma, k = skálafokozat legnagyobb értéke (5). Szabadföldi kisparcellás kísérletben fungicides kezelések alkalmazásával vizsgálni kívántuk a kórokozó gombák termésprodukcióra gyakorolt hatását. Évi két kezeléssel (ősszel és tavasszal) réti perje fajtákon a sárgarozsda (Puccinia striiformis var. striiformis), csomós ebír fajtákon a Cercosporidium graminis kórokozó gombák ellen végeztünk célirányos fungicides kezeléseket a Falcon 460 EC (tebukonazol+triadimenol+spiroxamin) és Bravo 500 (klórtalonil) gombaölőszerek kombinált kijuttatásával. 3. Új tudományos eredmények Megítélésünk és a szakirodalmi forrásmunkák szerint kutatómunkánk során kapott eredmények alapján a következő új tudományos megállapítások elfogadására teszünk javaslatot: 1. Magyarországon a vörös csenkesz, nádképű csenkesz és magyar rozsnok fűfajok kivételével 22 fűfaj 34 fajta szemtermésén előforduló mikroszkopikus gombák és azok dominancia viszonyainak feltérképezése céljából elsőként indítottunk átfogó és kiterjedt magkórtani vizsgálatokat. A szemtermésekről összesen 80 gombafajt azonosítottunk, amelyből 21 gombafaj fűfajok szemtermésén történő magyarországi előfordulásáról elsőként számoltunk be. A szakirodalomban fűfajok szemterméséről gyakran közölt Alternaria alternata gombafaj mellett hazánkban bizonyítottuk az A. tenuissima, A. infectoria és az A. chlamydospora fűfajok szemtermésén történő előfordulását. Új adatnak számít az Alternaria 4
nemzetséggel rokon gombanemzetségek az Ulocladium és Embellisia génuszok fűfajok szemtermésén tapasztalt előfordulása. A gombanemzetségeken belül az Ulocladium atrum, U. botrytis, Embellisia dennisii gombafajokat azonosítottuk. Több fűfaj szemtermésén hazánkban elsőként bizonyítottuk a Pithomyces chartarum gombafaj előfordulását. 2. A növénypatogén kórokozó gombák közül Magyarországon elsőként mutattuk ki a Drechslera andersenii, D. biseptata, D. dactylidis, D. poae, Bipolaris spicifera, Curvularia inaequalis, C. lunata és a Cercosporidium graminis gombafajok fűfajok szemtermésével történő továbbterjedését. 3. A Strand nádképű csenkesz fajta szemtermésén a különböző dózisú UV-C besugárzást elsőként alkalmaztuk, mint lehetséges alternatív magkezelési eljárást. Igazoltuk, hogy a távoli UV sugárzás stimuláló hatású a szemtermések csírázásának megindulására és pozitív korrelációt mutat a csírázási %-kal. Bizonyosságot szereztünk afelől, hogy a távoli UV sugárzás negatív hatással van a szemtermések felületi fertőzöttségére. 4. Termesztett fűfajok fajtáinak nemesítési törzsanyagán végzett felvételezésekkel bizonyítottuk, hogy Keszthely környékén a Puccinia gombafajok okozta fertőzöttség évközi járványgörbéje egycsúcsú és maximumát szeptember hónapban éri el. 5. Kimutattuk a Keszthelyi 54 és az Amba csomós ebír fajták Cercosporidium graminis kórokozó gomba iránti nagymértékű fogékonyságát. Patogenitási teszttel bizonyítottuk, hogy a csomós ebírről származó C. graminis csak a gazdanövényét fertőzi és az angolperje, réti perje, vörös csenkesz és nádképű csenkesz fűfajokon nem okozott tüneteket. Hazai viszonyok között elsőként számoltunk be a C. graminis kórokozó gomba vörös csenkesz fajtákon okozott kártételéről. 6. Magyarországon elsőként közöltünk adatokat a Ramularia pusilla kórokozó gomba Lolium fajokon okozott kártételéről és annak jelentőségéről. A DOKTORI DISSZERTÁCIÓHOZ KAPCSOLÓDÓ PUBLIKÁCIÓK, ELŐADÁSOK Magyar nyelvű publikációk Varga, Zs., Dongó, A. és Fischl, G. (2004): Termesztett fűfajok szemtermésén előforduló mikroszkopikus gombák. Növénytermelés, 53 (1-2): 37-41. 5
Varga, Zs. és Fischl, G. (2006): Termesztett fűfajok Cercosporidium graminis (Fuckel) Deighton okozta levélfoltossága Keszthely térségében. Növényvédelem, 42 (12): 647-653. Varga Zs. és Ivány, K. (2007): Adatok a fűféléket károsító Cercosporidium graminis (Fuckel) Deighton biológiájához. XVII. Növényvédelmi Fórum, Keszthely. Összefogl.122-125. Varga, Zs. (2007): Termesztett Lolium fajok ramuláriás levélfoltossága. Növényvédelem, 43 (5): 175-180. Varga, Zs. és Fischl, G. (2007): Termesztett fűfajok levélfoltosság tüneteit okozó gombafajok. Gyepgazdálkodási Közlemények, 5: 34-42. Fischl, G., Ivány, K., Bürgés, Gy., Varga, Zs. és Béres, I. (2007): Magfüvesek növényvédelmi technológiája. Növényvédelem, (lektorált, megjelenés alatt). Magyar nyelvű előadások Varga, Zs., Ivány, K. és Fischl, G. (2004): Rozsdabetegségek előfordulása termesztett fűfajokon. A gyepek változó szerepe; a gyepterületek aktuális termesztési hasznosítási és növényvédelmi kérdései című Tudományos Ülés, Keszthely. Varga, Zs. (2005): A csomós ebír (Dactylis glomerata L.) szemtermésének gombafertőzöttsége. XI. Ifjúsági Tudományos Fórum, Keszthely. CD-ROM kiadvány, Növényvédelem Szekció 615. Varga, Zs. és Fischl, G. (2005): Termesztett fűfélék szemtermésének gombafertőzöttsége. 51. Növényvédelmi Tudományos Napok, Budapest. Összefogl. 44. Varga, Zs. (2006): Újabb adatok a termesztett fűfajok gombabetegségeihez. VEAB Tudományos Ülés, Keszthely. Varga, Zs. és Fischl, G. (2006): Termesztett fűfajok Cercosporidium graminis (Fuckl.) Deighton okozta levélfoltossága. 52. Növényvédelmi Tudományos Napok, Budapest. Összefogl. 66. Varga, Zs., Fischl, G., Ivány, K. és Valent, F. (2006): Fűfélék leveléről és száráról izolált gombafajok. XVI. Növényvédelmi Fórum, Keszthely. Összefogl. 123. Varga, Zs. (2007): Termesztett Lolium fajok ramuláriás levélfoltossága. 53. Növényvédelmi Tudományos Napok, Budapest. Összefogl. 41. Idegen nyelvű publikációk Varga, Zs. and Fischl, G. (2005): Infection rates of perennial ryegrass seeds (Lolium perenne L.) with different fungi. Communications in Agricultural and Applied Biological Sciences, Ghent University, 70 (3): 345-350. Nagy, P., Varga, Zs. and Fischl, G. (2005): The effect of far UV radiation on the morphology and the ability of germination of conidia of Fusarium culmorum. Cereal Research Communications, 33 (4): 763-768. 6
Varga, Zs. and Fischl, G. (2006): Pathogenic fungal species isolated from leaves and seeds of smooth brome (Bromus inermis Leyss.). Communications in Agricultural and Applied Biological Sciences, Ghent University, 71 (3b): 1103-1108. Varga, Zs. and Fischl, G. (2006): Fungal infection of cultivated grass seeds. Cereal Research Communications, 34 (4): 1291-1297. Varga, Zs. and Nagy, P. (2007): Effect of low dose UV-C radiation on germination rate and fungal contamination of tall fescue (Festuca arundinacea Schreb.) seeds. Acta Agronomica Hungarica, (megjelenés alatt). Varga, Zs., Krautzer, B. und Graiss, W. (2007): Samenübertragbare Pilzkrankheiten der Gräser. Der Pflanzenarzt, 3: 22-24. Varga, Zs., Krautzer, B. and Graiss, W. (2007): Mycological investigations on seeds of cultivated grasses. Die Bodenkultur, (megjelenés alatt). Idegen nyelvű előadások Varga, Zs. (2006): Pathologische Untersuchungen von Gräsern und deren Samen. HBLFA Raumberg-Gumpenstein, Irdning, Ausztria. Varga, Zs., Krautzer, B. and Graiss, W. (2006): Comparative seed pathological investigations on cultivated grass species. Proceedings 4 th International Plant Protection Symposium, Debrecen 233-239. MÁS TÉMÁBAN MEGJELENT PUBLIKÁCIÓK, ELŐADÁSOK Varga, Zs. és Fischl, G. (2006): A pompás medinilla Glomerella cingulata okozta antraknózis betegsége Magyarországon. Növényvédelem, 43 (1): 19-23. Varga, Zs. és Fischl, G. (2006): A pompás medinilla új betegsége. Kertészet és Szőlészet, 55 (8): 15. Cseh, A., Varga, Zs., Taller, J., Cernák, I. és Fischl, G. (2006): Előzetes eredmények Keszthely térségi fehér fagyöngy (Viscum album L.) populációk genetikai vizsgálatairól. XVI. Növényvédelmi Fórum, Keszthely. Összefogl. 21. Varga, Zs. és Fischl, G. (2007): A szelídgesztenye penészedését okozó mikrogombák. Kertészet és Szőlészet, 56 (4): 18-19. Pál-Fám, F., Keszthelyi, S. és Varga, Zs. (2007): A kukorica mikrogombái kukoricamoly (Ostrinia nubilalis Hbn.) lárvajáratokban. 12. Tiszántúli Növényvédelmi Fórum, Debrecen. Összefogl. 293-299. 7