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Gerstenflugbrand
charbon nu de l'orge (franz.), loose smut of barley (engl.)
Wissenschaftlicher Name: Ustilago nuda f.sp. hordei Schaffnit
Synonyme: Ustilago nuda var. hordei C.N. Jensen, Ustilago segetum var. nuda C.N. Jensen, Ustilago nuda (C.N. Jensen) Rostr., Ustilago tritici f.sp. hordei Boerema, R. Pieters & Hamers
Taxonomie: Fungi, Basidiomycota, Ustilaginomycetes, Ustilaginomycetidae, Ustilaginales, Ustilaginaceae
Mit Flugbrand befallene Gerste bildet anstelle von Körnern eine schwarze Masse aus Sporen. Diese werden mit dem Wind verbreitet und gelangen auf die Narben gesunder Gerstenblüten. Dort keimen die Brandsporen, besiedeln anschliessend den Fruchtknoten und später den Embryo. Hier kann der Pilz während längerer Zeit überleben. Nach der Keimung des Samens wird der Pilz aktiv und infiziert den Keimling. Flugbrände spielen besonders bei der Saatgutproduktion eine wichtige Rolle und können bei Befall schnell zu einer Aberkennung führen (bei der Produktion von zertifiziertem Saatgut dürfen höchstens fünf Flugbrandähren pro 100 m2 vorkommen). Stark befallenes Saatgut hat hohe Ertragseinbussen zur Folge.
Abb. 1. Gerstenflugbrand (Ustilago nuda): Im Gegensatz zum Gerstenhartbrand (U. hordei) sind die Brandbutten des Gerstenflugbrandes nur am Anfang mit einem silbergrauen Häutchen überzogen.
Krankheitsbild
Die auffälligen Symptome dieser Krankheit erscheinen zur Zeit des Ährenschiebens. Anstelle von Ährchen werden schwarze Brandbutten gebildet. Diese sind zunächst von einem silbrigen Häutchen umgeben, welches zur Zeit der Blüte aufreisst und die braunen Brandsporen freigibt (Abb. 1).
Die befallenen Brandähren schieben in der Regel etwas früher und überragen die gesunden Pflanzen. Später, zur Reifezeit des Getreides, bleibt von den kranken Ähren nur die Spindel übrig. Häufig sind nicht alle Ähren einer Pflanze befallen und selten sind nur Teile der Ähren (untere Hälfte) befallen.
Verwechslungsmöglichkeit: Der Gerstenflugbrand kann mit dem Gerstenhartbrand (Ustilago hordei) verwechselt werden. Die Sporenlager des Gerstenflugbrandes sind aber nur eine kurze Zeit, die Brandbutten des Hartbrandes hingegen lange (bis zur Ernte) von einem silbergrauen Häutchen überzogen.
Pathogen
Die Brandsporen sind kugelig und haben einen Durchmesser von 5-9 µm (Abb. 2). Die Wand ist braun und mit feinen Warzen ausgestattet. Dies im Gegensatz zum Gerstenhartbrand, der Sporen mit einer glatten Oberfläche hat. Eine Seite der Brandspore ist heller als die andere.
Abb. 2. Brandsporen des Gerstenflugbrandes (Ustilago nuda): Auf der Sporenoberfläche wachsen kleine Stacheln. Eine Seite der Brandspore ist heller als die andere.
Lebenszyklus
Das Myzel des Brandpilzes kann mehrere Jahre im Embryo des infizierten Getreidekorns überleben. Nach der Saatgutkeimung wird der Pilz aktiv, infiziert den Keimling und verbreitet sich ohne sichtbare Schädigung interzellulär in der wachsenden Getreidepflanze. Befallene Gerstenpflanzen schieben die Ähren früher als gesunde. In den Ähren ist anstelle der Blüten eine schwarze Sporenmasse sichtbar. Die Sporen werden mit dem Wind verbreitet. Obwohl diese über grosse Distanzen verbreitet werden können, ist die Wahrscheinlichkeit einer Infektion im Umkreis von 10 Metern am grössten (Mathre 1997). Die Sporen gelangen auf die Narben gesunder Gerstenblüten. Dort keimen die Brandsporen und bilden je ein Basidium, das aus einer bis vier Zellen besteht (Agrios 1988, Mathre 1997). Jede Zelle bildet eine kurze, haploide Hyphe (es werden keine Basidiosporen gebildet!). Die Kopulation erfolgt paarweise zwischen sexuell kompatiblen haploiden Hyphen. Das neu entstandene dikaryotische Myzel besiedelt anschliessend den Fruchtknoten und später den Embryo. Hier ruht das Myzel bis zur Aussaat.
Epidemiologie
Flugbrand ist eine rein samenbürtige Krankheit. Infiziertes Saatgut bildet denn auch die Hauptgefahr für die weitere Ausbreitung der Krankheit. Infektionsquellen für gesunde Pflanzen sind Flugbrandpflanzen im Bestand oder in Nachbarfeldern. Infektionen finden nur während der Blüte statt, zu diesem Zeitpunkt findet auch der Sporenflug statt. Warmes Wetter und hohe Luftfeuchtigkeit begünstigen die Infektion (Häni et al. 2008). Eine Infektion ist ab 12 °C möglich, optimal sind 18-25 °C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 80-100 % (Obst und Paul 1993). Geschlossen blühende Sorten sind weniger gefährdet als offen blühende Typen. Auch eine lange Blütezeit begünstigt eine erfolgreiche Infektion der Gerste.
Wirtsspektrum
Gerstenflugbrand (Ustilago nuda f.sp. hordei) kommt nur auf Gerste vor. Für eine Übertragung des Gerstenflugbrands auf Weizen besteht keine Gefahr und dies gilt auch umgekehrt.
Bekämpfung
Die Verwendung von feldbesichtigtem, anerkanntem Saatgut und die Wahl entsprechender Sorten kann ein Befall weitgehend verhindern.
Bei der Produktion von zertifiziertem Saatgut dürfen in der Schweiz maximal fünf mit Flugbrand befallene Ähren pro 100 m2 vorkommen (für Vermehrungssaatgut gilt zwei Ähren pro 100 m2). Befallene Ähren dürfen dabei vor der Feldbesichtigung nicht entfernt werden (Verordnung des EVD über Saat- und Pflanzgut von Acker- und Futterpflanzen, Anhang 3). Mit dieser Massnahme wird versucht, eine Verschleppung der Krankheit über das Saatgut zu verhindern.
Die Heisswasserbeizung war früher praktisch die einzige Möglichkeit den Flugbrand zu bekämpfen. Heute wird dieses Verfahren vor allem im biologischen Landbau angewendet. Nach Agrios (1988) wird das Saatgut zuerst während 5 Stunden in 20 °C warmem Wasser vorgequellt. Dann lässt man das Wasser während einer Minute abtropfen, taucht es eine Minute in 49 °C und anschliessend während genau elf Minuten in 52 °C heisses Wasser. Nach der Behandlung wird das Saatgut sofort in kaltem Wasser abgekühlt und getrocknet.
Eine Saatgutbeizung mit systemischen Fungiziden kann den Flugbrand gezielt bekämpfen. (in der Schweiz zugelassene Pflanzenschutzmittel siehe: https://www.blw.admin.ch/psm/schaderreger/ Flugbrand der Gerste wählen)
Literatur
Agrios GN, 1988. Plant Pathology Third Edition. Academic Press, San Diego
Häni FJ, Popow G, Reinhard H, Schwarz A, Voegeli U, 2008. Pflanzenschutz im nachhaltigen Ackerbau. Edition LMZ, 7. Auflage. 466 S.
Mathre DE, 1997. Compendium of Barley Diseases, Second Edition, APS Press: 90 S.
Obst A, Paul V, 1993. Krankheiten und Schädlinge des Getreides. Verlag Th. Mann: 184 S.