Uszkodzenie przez i rozpowszechnienie Cercospora beticola

W silnych epidemiach CLS powoduje stopniowe niszczenie liści, a następnie ciągłą wymianę nowych liści kosztem zmagazynowanych rezerw w korzeniu, co prowadzi do zmniejszenia plonu i zawartości cukru. W Holandii zaobserwowano redukcję plonu cukru (zawartość cukru x plon korzeni) do 21% i 23% w zwrocie finansowym (niniejsza praca dyplomowa), ale w przypadku pojedynczych pól buraczanych zaobserwowano redukcję plonu cukru do 40%. Skutkuje to nie tylko mniejszymi dochodami dla rolników, ale także dla przemysłu cukrowniczego, gdyż przy zakażeniu przez CLS mniejsza jest ekstraktywność cukru. Odsetek pól buraczanych w Holandii, na których stwierdzono występowanie CLS, wzrósł z 13% w 2000 r. do 32% w 2002 r. W związku z tym odsetek pól buraczanych, na których zastosowano oprysk fungicydem przeciwko C. beticola została zastosowana wzrosła z 9% w 2000 roku do 23% w 2002 roku.

Grzybek Cercospora beticola

Cercospora beticola Sacc.Cercospora leaf spot (CLS) jest najczęściej występującą i najbardziej niszczącą chorobą liści buraka cukrowego na świecie. Grzyb należy do klasy Fungi Imperfecti (Deuteromycetes), rzędu Moniliales, rodziny Dematiaceae, sekcji Phaeophragmosporae. Hyfy są hialinowe do bladoliliowobrązowych, międzykomórkowe, przegrodowe, o średnicy 2-4 μm, tworzą pseudostromaty w jamach podomatycznych gospodarza, z których wyrastają konidiofory w skupiskach. Konidiofory, wyłaniające się tylko ze stomata gospodarza, mają wymiary 10-100 (najczęściej 46-60) μm x 3-5,5 μm i są nierozgałęzione, z małymi, rzucającymi się w oczy bliznami konidialnymi na genikulacjach i w wierzchołku. Konidia, 20-200 x 2,5-4 μm (przeważnie 36-107 x 2-3 μm), gładkościenne, proste do lekko zakrzywionych, hialinowe, akularne i stopniowo zwężające się od ściętej podstawy, z 3-14 (czasem do 24) przegrodami. Żadne stadium teleomorficzne C. beticola wiadomo w tej chwili.

Epidemiologia i cykl życiowy Cercospora leaf spot na buraku cukrowym

Objawy Cercospora leaf spot (CLS) składają się z odgraniczonych, okrągłych plam, które rozwijają się na starszych liściach, a w dojrzałych powiększają się do 2-5 mm. Zmiany są brązowe do jasnobrązowych, ciemne z brązowymi lub czerwonopurpurowymi brzegami. Wydłużone zmiany występują na ogonkach liściowych, a okrągłe mogą pojawić się na hipokotylach buraka cukrowego nie pokrytych ziemią. Pojedyncze plamy na liściach powiększają się w miarę postępu choroby, a duże powierzchnie lub liście stają się brązowe i nekrotyczne. W centrum dojrzałych zmian często widoczne są drobne czarne kropki, pseudostromaty. W wilgotnych warunkach na pseudostromatach tworzą się konidiofory, a plamy na liściach stają się szare i aksamitne w wyniku wytwarzania konidiów. Porażone liście ostatecznie załamują się i opadają na ziemię, ale pozostają przytwierdzone do korony. Młodsze liście sercowe są zwykle chorowane później niż starsze. Porażeniu mogą ulec wszystkie nadziemne części roślin nasiennych, w tym grona nasienne.

Cercospora beticola jest nieaktywny w temperaturze poniżej 10°C, a może infekować w temperaturze 12-37°C. Optymalne temperatury do produkcji konidiów to 20-26°C, jeśli wilgotność względna jest w zakresie 98-100% lub w temperaturze 25°C. Ciężkich epidemii można się spodziewać, gdy wilgotność względna utrzymuje się powyżej 96% przez 10-12 godzin każdego dnia przez 3-5 dni, a temperatura utrzymuje się powyżej 10°C. Pomimo tych dość wysokich temperatur, w Holandii może dojść do rozwoju ciężkich epidemii plamistości liści Cercospora. Uwalnianie konidiów następuje pod wpływem deszczu i rosy (Meredith, 1967), a konidia są rozprzestrzeniane głównie przez deszczówkę, a mniej skutecznie przez wiatr, wodę do nawadniania, owady i roztocza.

BeetCast

Jeśli zastosujemy BeetCast, możemy to zrobić na podstawie dużego wpływu wilgotności względnej i zwilżenia liści na epidemię C. beticola, co zostało ponownie stwierdzone przez Wolf P.F.J. et al (2001). Wyniki pracy tego zespołu badaczy są przedstawione na dwóch wykresach po prawej stronie tego artykułu.

Disease Severity Evaluation Model:

Model ten jest obliczany na koniec dnia o godzinie 23:30. Model oblicza i porównuje wartości nasilenia choroby zgodnie z poniższymi tabelami.

Zasady przewidywania BeetCastu:

W celu ustalenia zasad stosowania fungicydów Beetcast jest łączony z danymi wyjściowymi modelu CercoPRI. Może to być prognoza pierwszego oprysku przez model Pessl Instruments Risk lub przez model DIV, który zostanie użyty w ten sam sposób.

- W przypadku gdy CercoPRI osiągnie próg przed 01.06. zastosować pierwszy fungicyd po zgromadzeniu 55 jednostek DSV powtórzyć oprysk po ponownym osiągnięciu 35 jednostek DSV
- CercoPRI osiąga próg przed 01.07. zastosować pierwszy fungicyd po zgromadzeniu 70 jednostek DSV powtórzyć oprysk po ponownym osiągnięciu 55 jednostek DSV
- CercoPRI osiąga próg po 01.07. pierwszy fungicyd zastosować po zgromadzeniu 80 jednostek DSV powtórzyć oprysk po ponownym osiągnięciu 55 jednostek DSV.

Pessl Instruments C. beticola Model ryzyka

Bleiholder i Wetzien 1972, gdzie patrząc w głąb reprodukcji C. beticola. Stwierdzili oni, że patogen dobrze zaadoptował się do ciepłego klimatu. Okres latencji i sporulacji był ściśle zależny od temperatury, a optimum temperaturowe okazało się dość wysokie. Wyniki badań Wolf, P.F.J. et all (2001) były bardzo podobne do tych Bleiholder i Weltzien (1972). W temperaturze poniżej 14°C okres inkubacji staje się dłuższy niż 14 dni. W temperaturze poniżej 10°C postęp w rozwoju grzybów jest bardzo niewielki, a w temperaturze 5°C nie widać w ogóle rozwoju grzybów.

To wyjaśnia późne pojawienie się patogenu na polach buraków cukrowych w chłodnym klimacie. Szukając publikacji powstałych w obecnym stuleciu znajdziemy nawet dla chłodniejszych miejsc, że C. beticola można znaleźć do końca czerwca. Wracając do lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych ubiegłego wieku C. beticola stwierdzono w tych miejscach w lipcu i pierwsze opryski trzeba było wykonać na przełomie lipca i sierpnia.

Bleiholder i Weltzien szukali również wpływu temperatury na powstawanie konidiów. Stwierdzili, że w temperaturze poniżej 15°C tworzy się bardzo mało konidiów, ale optymalna temperatura to 25°C i 30°C. Wolf et al (2001) badali kiełkowanie i stwierdzili, że optymalna temperatura to ponad 22°C.

Prosty model ryzyka wykorzystuje te ustalenia do oceny, czy możemy spodziewać się C. beticola w ogóle. W tym celu najpierw sprawdzamy czy okres inkubacji mógł być spełniony w ciągu ostatnich 2 tygodni. Jeśli tak, otrzymujemy 100% inkubacji, jeśli nie, procent inkubacji w ciągu ostatnich 2 tygodni będzie poniżej 100%. Oprócz modelu inkubacji, model ryzyka wykorzystuje model sporulacji. Optymalne warunki 48 godzin wysokiej wilgotności względnej i średniej temperatury 30°C są używane jako 100% sporulacji.

Ryzyko wynosi 0, jeśli stwierdzono, że okres inkubacji jest dłuższy niż 2 tygodnie. Jeśli tak nie jest, wynik modelu będzie wynosił 1. Jeżeli w ciągu ostatniego tygodnia zostanie obliczony wynik modelu sporulacji wyższy niż 10%, to ryzyko zostanie wykazane jako 2, a jeżeli wynik sporulacji będzie wyższy niż 30%, to ryzyko zostanie wyprowadzone jako 3. Jeśli szukamy wyniku modelu, tutaj dla roku 2010 dla iMETOS zlokalizowanego w Styrii Austria możemy znaleźć model ryzyka wyświetlany razem z modelem DIV. Oba modele wskażą pierwsze uzasadnione ryzyko i pierwsze wartości DIV skumulowane do 6 w dwóch kolejnych dniach w połowie czerwca. To wskazywałoby na pierwszy oprysk dla odmian podatnych w tym miejscu. Odmiany średnio podatne mogłyby być opryskiwane nieco później najlepiej na początku kolejnego okresu z wysokim ryzykiem i wartościami DIV.

Model DIV według Shane'a i Teng'a

Wolf P.F.J. i wsp. (2001) poszukiwali wpływu wilgotności na epidemiologię C. beticola ponownie. Ich wyniki są bardzo podobne do wyników innych badaczy. Shane i Teng (1985) sformułowali swój model Cercopsora na podstawie potrzeb wilgotnościowych choroby. Model DIV szuka godzin z wilgotnością względną wyższą niż 85% lub z wilgotnością liści. Na podstawie liczby godzin i średniej temperatury w tym okresie wyznacza DIV (dzienną wartość infekcji) dla tego dnia. W zależności od podatności odmiany skumulowana wartość div w ciągu dwóch kolejnych dni wynosząca 6 lub więcej wskazuje na konieczność wykonania pierwszego oprysku. Jeśli mamy bardziej odporne odmiany możemy poczekać na wyższe skumulowane wartości DIV w kolejnych dniach. W naszym poniższym przykładzie opryskamy podatne odmiany w połowie czerwca, a z opryskiem odmian bardziej odpornych możemy poczekać do połowy lipca.

CercoPrim

Model ten szacuje datę pierwszego wystąpienia C. beticola na podstawie skumulowanych średnich temperatur dobowych od pierwszego stycznia powyżej 5°C. W okresach o wilgotności względnej wyższej niż 60% przyjmuje próg 1006.2°C, a gdybyśmy nie mieli wilgotności względnej, obowiązuje próg 1081.9°C.

Model ten został opracowany dla Włoch i jest stosowany we Włoszech i w Niemczech.

W roku 2010 w Styrii CercoPrim wskazuje 19 czerwca jako datę pierwszego oprysku. Jest to mniej więcej ten sam termin, który model Pessl Instruments Risk lub model DIV wskazałby dla odmian podatnych na przędzenie.

Praktyczne wykorzystanie C. beticola modele

Wszystkie trzy modele wskazują na okresy ryzyka dla Cercospora beticola. Model sprawdzający, czy okres inkubacji Cercospora beticola mogą być spełnione w ciągu dwóch tygodni będą pomocne wiosną i wczesnym latem, aby wskazać wczesne pojawienie się tej choroby, jak to się dzieje w wielu częściach Europy w sezonie 2000. Sprawdzenie możliwości sporulacji oraz model ryzyka wykorzystujący okres inkubacji i możliwości sporulacji wskaże okresy wysokiej presji chorobowej w trwającym sezonie jak model infekcji DIV z University of Minnesota Crookston. Model DIV wskazuje na oprysk, gdy mieliśmy 2 kolejne dni z wartościami DIV równymi 6 lub wyższymi. Połączenie modelu DIV z danymi wyjściowymi modelu CercoPrim daje wskazówkę, kiedy należy wykonać pierwszy oprysk i kiedy należy go powtórzyć.