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Weizenflugbrand
charbon nu du blé (franz.), loose smut of wheat (engl.)
Wissenschaftlicher Name: Ustilago tritici (Pers.) C.N. Jensen, Kellerm. & Swingle
Synonym: U. nuda f.sp. tritici (Schaffnit), U. segetum var. tritici (Pers.) Brunaud
Taxonomie: Fungi, Basidiomycota, Ustilaginomycetes, Ustilaginomycetidae, Ustilaginales, Ustilaginaceae
Mit Flugbrand (Ustilago tritici) befallener Weizen bildet anstelle der Ähren eine schwarze Masse aus Brandsporen (Brandähren). Die Brandsporen infizieren zur Zeit der Weizenblüte die sich entwickelnden Weizenkörner von gesunden Weizenpflanzen, wo der Pilz während längerer Zeit im Embryo überleben kann. Werden diese Samen ausgesät, infiziert der Pilz den Keimling und die Pflanze und bildet erneut Brandsporen statt Ähren. Flugbrände spielen bei der Saatgutproduktion eine wichtige Rolle und können bei Befall schnell zu einer Aberkennung führen. Stark befallenes Saatgut hat hohe Ertragseinbussen zur Folge.
Abb. 1. Weizenflugbrand (Ustilago tritici): anstelle von Körnern wird eine schwarze Masse aus Brandsporen gebildet
Krankheitsbild
Die auffälligen Symptome dieser Krankheit erscheinen zur Zeit des Ährenschiebens: Statt Ährchen werden schwarze Brandbutten (Sporenlager) gebildet (Abb. 1). Einzig die Spindel bleibt intakt.
Die befallenen Halme schieben in der Regel etwas früher und die Brandähren 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 die Ähren nur teilweise (untere Hälfte) befallen.
Beschreibung des Krankheitserregers
U. tritici wächst als dikaryotisches Myzel zwischen den Zellen der Wirtspflanze und gelangt bis in die Ähren. In den Samenanlagen zerfällt das Myzel und aus den einzelnen Myzelzellen entwickeln sich Brandsporen. Diese entsprechen den Teleutosporen der Rostpilze, sind kugelig und haben einen Durchmesser von 5-9 µm (Bockus et al. 2010). Die Wand ist braun und mit feinen Warzen ausgestattet (Abb. 2). Eine Hälfte der Brandspore ist heller als die andere.
Sexuelle Fortpflanzung: Bei der Keimung der Brandsporen bildet sich nach einer Reduktionsteilung je ein Basidium, das aus einer bis vier Zellen besteht (Agrios 1988). Jede Zelle des Basidiums bildet eine kurze, haploide Hyphe (es werden keine Sporidien/Basidiosporen gebildet). Zwei sexuell kompatible haploide Hyphen vereinigen sich paarweise (Bockus et al. 2010). Das neu entstandene dikaryotische Myzel besiedelt anschliessend den Fruchtknoten und später den Embryo.
Abb. 2. Brandsporen des Weizenflugbrandes (Ustilago tritici): Durchmesser 5-9 µm
Lebenszyklus
Das Myzel des Brandpilzes kann mehrere Jahre im Embryo des infizierten Getreidekorns überleben. Nach der Keimung des Saatguts wird der Pilz aktiv, infiziert den Keimling und verbreitet sich ohne sichtbare Schädigung interzellulär in der wachsenden Getreidepflanze. Befallene Getreidepflanzen schieben die Ähren früher als gesunde und zeigen statt Ährchen mit Blüten eine schwarze Masse aus Brandsporen. Diese werden mit dem Wind verbreitet und gelangen auf die Narben gesunder Weizenblüten. Dort keimen die Brandsporen und bilden durch sexuelle Fortpflanzung (siehe oben) ein Myzel, das den Fruchtknoten und später den Embryo besiedelt. 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. Sporenflug und Infektionen finden nur während der Weizenblüte 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 des Weizens. Eine Woche nach der Blüte kann der Fruchtknoten nicht mehr infiziert werden (Bockus et al. 2010)
Wirtsspektrum
Der Weizenflugbrand (U. tritici) befällt ausser Weizen (Brot- und Hartweizen) auch Roggen und Triticale (Wilcoxson und Saari 1996). Der Gerstenflugbrand (U. nuda) ist eine andere Art und kann den Weizen nicht infizieren. Umgekehrt kann auch der Weizenflugbrand die Gerste nicht befallen.
Bekämpfung
- Durch die Verwendung von feldbesichtigtem, zertifiziertem Saatgut kann ein Befall weitgehend verhindert werden.
- Falls Saatgut aus eigenem Nachbau verwendet wird: Saatgut nur aus befallsfreien, kontrollierten Beständen verwenden und das Saatgut auf Brandsporen untersuchen lassen.
- Bei der Produktion von zertifiziertem Saatgut dürfen in der Schweiz maximal fünf mit Flugbrand befallene Ähren pro 100 m2 vorkommen (Produktion von Vermehrungssaatgut zwei Ähren pro 100 m2). Befallene Ähren dürfen nicht vor der Feldbesichtigung entfernt werden (Verordnung des WBF über Vermehrungsmaterial von Ackerpflanzen-, Futterpflanzen- und Gemüsearten, 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 Saatgutbehandlung mit systemischen Fungiziden kann den Weizenflugbrand gezielt bekämpfen. Empfohlene und zugelassene Pflanzenschutzmittel finden sie für die Schweiz im BLW Pflanzenschutzmittelverzeichnis (Bundesamt für Landwirtschaft); für Deutschland in der online Datenbank des BVL (Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit) und für Österreich im Pflanzenschutzmittelregister des BAES (Bundesamt für Ernährungssicherheit).
Literatur
Agrios GN, 1988. Plant Pathology Third Edition. Academic Press, San Diego
Bockus WW, Bowden RL, Hunger RM, Morrill WL, Murray TD, Smiley RW, 2010. Compendium of wheat Diseases and Pests. Third edition. The American Phytopathological Society, St. Paul Minnesota: 171 p
Häni FJ, Popow G, Reinhard H, Schwarz A, Voegeli U, 2008. Pflanzenschutz im nachhaltigen Ackerbau. Edition LMZ, 7. Auflage. 466 S.
Obst A, Paul V, 1993. Krankheiten und Schädlinge des Getreides. Verlag Th. Mann: 184 S.
Wilcoxson RD, Saari EE, eds. 1996. Bunt and Smut Diseases of Wheat: Concepts and Methods of Disease Management. Mexico, D.F.: CIMMYT.