Mert a kukoricában nem csak csirkék vannak, avagy röviden a Fusarium fajokról

Ahol ugyanis kukoricát termesztenek, ott különböző Fusarium fajok is megjelennek. Kedvező körülmények között kisebb-nagyobb mértékben minden évben megbetegítik a kukoricát. Hazánkban jelentősebb gazdasági kárt az 1960-as évek végén okozott. Abban az időszakban a témával foglalkozó szakembereknek az volt a szembetűnő, hogy jelentős szárdőlést figyeltek meg kukoricában. Számos vizsgálatot követően megállapították, hogy a betegség kialakulásáért egyszerre több Fusarium faj is felelőssé tehető.

A szárkorhadás a növény idő előtti pusztulásához vezet, ami lényeges terméscsökkenéssel jár. Ezen kívül a szárkorhadás szártörést is okoz, – ennek mértéke például 2009-ben elérte a 20%-ot – ami tovább csökkenti a betakarítható kukorica mennyiségét. Ezek a fajok a növény csövét is megtámadják, kedvezőtlenül befolyásolva a takarmány minőségét. Vetőmag előállítás során csökkentik a csírázóképességet és évjárattól függően, akár 35%-al is kevesebb lesz a betakarítható termés mennyisége. A Fusarium fajok által termelt mikotoxinok okozta veszteség még jelentősebb. Ezek a másodlagos anyagcseretermékek súlyos minőségi kárt okoznak a termésben, továbbá komoly problémát jelentenek mind humán-, mind pedig állategészségügyi szempontból is. A kukoricában több Fusarium faj is károsít: a F. oxysporum, a F. culmorum, a F. avenaceum, a F. proliferatum, a F. subglutinans, de a két legjelentősebb faj a F. graminearum és a F. verticillioides.

A Fusarium fajok biológiája – fertőzőképességüket kivéve – többé-kevésbé azonos, talaj- és magfertőzést okozó kórokozók. A talajban micéliummal és klamidospórákkal, néha szkleróciumokkal és az elpusztult kukoricaszáron peritéciumokkal (1. kép), míg a vetőmagban micéliummal, a szemek felületén pedig klamidospórákkal és konídiummal telelhetnek át. Ezek a szaporítóképletek az elsődleges fertőzési források, melyek növénymaradványokon, elhullott kukoricacsöveken nagy mennyiségben megtalálhatóak és hosszú ideig fertőzőképesek. A kórokozó életciklusa április végén, májusban kezdődik (1. kép). A magok felszínén vagy belsejében lévő gomba szisztémás kolonizálás után szinte „belenő" a csíranövénybe, ahonnan később a gyökértől a száron keresztül egészen a kukoricaszemekig eljuthat. Napjainkban a vetőmaggal történő fertőzés kockázata a korszerű vetőmag-tisztítási és csávázási eljárásoknak köszönhetően jelentősen csökkenthető.  A legfontosabb elsődleges fertőzési források a talajban lévő növényi maradványok, melyeken a túlélő kórokozók micéliumuk segítségével a kis csíranövények gyökereinek kutikuláján és leveleinek epidermiszén át hatolhatnak be a kukoricába. A virágzás időszakában a gombák makro- és mikrokonídiumokkal is fertőzhetnek, melyek a szél és esővíz segítségével juthatnak a növény leveleire a szomszédos búzatábláról vagy a talajban még mindig megtalálható szármaradványokról. A micéliumok a levelekről is bemosódhatnak a levélhüvelybe, valamint a száron lévő sérüléseken keresztül közvetlenül a szárban is indíthatnak fertőzést. Megfelelő környezeti feltételek mellett - általában július végén, augusztusban - az ivaros ciklus is végbemegy (Ez jelenleg nem mindegyik Fusarium fajnál ismert, ilyen faj például a F. culmorum is). A peritéciumokban kialakuló aszkospórák víz segítségével kiszabadulnak, és a szél közvetítésével 30 cm-nél is messzebbre eljuthatva fertőzik a kukoricát, illetve kedvező feltételek mellett kicsiráznak és újabb ivaros ciklust indítanak el (1. kép). Az ivaros szaporodás a patogén gombák evolúciójában hangsúlyos kérdés, mivel segítségével új patogén törzsek és változatok alakulhatnak ki. Ezek az új változatok képesek az addig jó ellenállósággal rendelkező fajták megbetegítésére, ezzel újabb kihívás elé állítva a növényvédelemmel és nemesítéssel foglalkozó szakembereket.

1.      kép A Fusarium fajok életciklusa (F. Trail, 2009 nyomán, módosítva)

A betegség kialakulásában a tenyészidőszakban lehullott csapadék eloszlása a meghatározó. Ha tavasszal és virágzáskor csapadékos az évjárat, jelentős fuzáriumos csőpenész fertőzésre kell számolnunk. Azonban, ha ezekben az időszakokban kevés csapadék hull, akkor a fuzáriumos szárkorhadás kialakulásának esélye nő meg. Tovább fokozódik a fuzáriumos csőpenész kártétele, ha a virágzást követően száraz, meleg időjárás következik, az ugyanis igen kedvező a toxin-felhalmozódás számára. Azonban, ha a virágzást követő 2-3 hét csapadékos, a szárkorhadás nagyobb mértékű fellépésével kell számolnunk. A Fusarium fajok környezeti igényében is van eltérés, ugyanis a F. verticillioides-nek főleg a száraz és meleg, a F.  graminearum-nak inkább a csapadékos és átlagos hőmérsékletű évjárat kedvez, míg a F. culmorum hűvösebb, csapadékos időjárást kedvelő faj.

A betegség elleni védekezést már a helyes vetésváltással és talaj-előkészítéssel elkezdhetjük. Kerüljük a mono- és búza-kukorica dikultúrát. Napjainkban egyre inkább elterjedt a szántás nélküli talajművelés. A talaj vízmegőrzése szempontjából kedvező forgatásnélküli talajművelés nem kedvez a tarlómaradványok megfelelő felaprításának és talajba dolgozásának. Ezért, ha ezt a talaj-előkészítési eljárást válasszuk, mindenképp nagyobb figyelmet kell fordítanunk a többi védekezési lehetőségekre, mint például a legmegfelelőbb, legkorszerűbb csávázószer megválasztására. Magyarországon szerencsére ez már törvény által előírt kötelezettség és az egyik igen hatékony módja a betegséggel szembeni védekezésnek. Tovább csökkenthetjük a betegség kialakulásának esélyét, ha helyes tápanyagellátással, öntözéssel igyekszünk növényeink egészségi állapotát a legjobb szinten tartani, ugyanis az egészséges növényeket a betegség nehezebben támadja meg. Főleg csemegekukoricában jöhet szóba a különböző csövet károsító hernyók (O. nubilalis, H. armigera) vegyszeres növényvédelme, mert a hernyók irtásával csökkentjük a csövön a nyílt sérülések számát, melyek nélkül a Fusarium fajok nehezebben fertőzik meg a kukoricát. A kukoricában hatékony szántóföldi vegyszeres védekezés a fuzáriumos betegségek ellen jelenleg még nincs, az előzőekben tárgyalt védekezési eljárásokon túl a leghatékonyabb védekezési lehetőség ellenük a rezisztencianemesítés. 

A kukoricahibridek között jelentős ellenállóságbeli különbségek vannak a Fusarium fajokkal szemben, de teljesen ellenálló (rezisztens) genotípust eddig még nem azonosítottak. A természetes fertőzöttség mértéke erősen hely- és évjáratfüggő, így sikeres rezisztencianemesítési programot mesterséges fertőzés alkalmazása nélkül szinte lehetetlen kivitelezni. A fuzáriumos csőpenésszel szembeni rezisztenciának két típusa van: a bibecsatorna ellenállóság és a csőrezisztencia. Az irodalmi adatok szerint a két rezisztencia közötti összefüggés igen széles határok között mozog; volt olyan szerző, aki a két tényező között nem talált összefüggést, de olyan is, aki szoros összefüggést tudott kimutatni. A csőrezisztencia vizsgálatának a lényege, hogy a cső közepén előszúrt 20 mm mélységű lyukba helyezzük a különböző Fusarium fajokkal fertőzött fogvájót (2. kép). Ezzel szemben a bibecsatorna ellenállóság vizsgálatánál a cső felső harmadába injektáljuk a vizsgálni kívánt Fusarium faj 2 ml-nyi szuszpenzióját (3. kép). Eredményeink szerint a bibecsatornás ellenállóság vizsgálat hazai viszonyaink között kevésbé célravezető, mivel az elmúlt évek fertőzéskori időjárása (július) túl meleg és csapadékszegény, melynek következményeként a kijuttatott fertőzőanyag idő előtt „beszárad”, így a fertőződés mértéke gyenge, ami megnehezíti a genotípusok közötti differenciálást. Ezzel szemben a csőrezisztencia vizsgálat kevésbé érzékeny a környezeti hatásokra, a fertőződés mértéke is jobban látható és mérhető és az adatok varianciája is jóval kisebb.

2. kép Csőrezisztencia vizsgálat  3. kép Bibecsatorna ellenállóság vizsgálat

A kukorica genotípusok Fusarium fajokkal szembeni ellenállóságát a növény morfológiai tulajdonságai (szemtípus, csőállás, csuhélevelek borítottsága és hossza) valamint több kishatású QTL-ek (mennyiségi tulajdonságok meghatározásáért felelős kromoszóma régiók) határozzák meg. Szoros összefüggést találtak a mikotoxin tartalom és a csőfertőzés mértéke között is, bár az összefüggés szorossága a Fusarium fajától is függ. A búzával ellentétben a Fusarium fajokkal szembeni rezisztencia természete a kukoricánál az irodalmi adatok szerint még nem teljesen tisztázott.

Összefoglalásként elmondható, hogy a kukorica fuzáriumos betegségeivel szembeni rezisztenciavizsgálatok során sok kérdésre már választ kaptunk, azonban még számos kérdés van megválaszolatlanul. Azt tudjuk, hogy a kukorica genotípusok fuzáriumos csőpenész és szárkorhadás ellenállóságában jelentős különbségek vannak, de az eddig válasznélküli kérdéseken túl, a változó éghajlatunk (kedvezőtlen csapadékeloszlás, felmelegedés) is újabb és újabb feladatokkal látja el a rezisztencianemesítőket.