Rhizoctonia solani in Kartoffelkulturen. Teil I

Einführung in die Krankheit, Klassifizierung, Symptome und den Zyklus der Krankheitserreger

1. einleitung

Wir von Biocontrol Technologies sind mit einem neuen Blog zurück, um über einen der pilzlichen Krankheitserreger zu sprechen, der die Landwirtschaft am stärksten beeinträchtigt: Rhizoctonia spp. Wir werden uns insbesondere auf die Kartoffel konzentrieren, eine Kulturpflanze von großer globaler Bedeutung, die erheblich unter den Auswirkungen der Rhizoctonia solani-Arten leidet.

In diesem Beitrag besprechen wir ihre taxonomische Klassifizierung, die Krankheiten, die sie in Kartoffelkulturen verursachen, und die charakteristischen Symptome, die ihre Diagnose und ihren biologischen Zyklus erleichtern, was uns wertvolle Informationen für Bekämpfungsstrategien liefert.

2. Taxonomische Klassifizierung

Der Pilz Rhizoctonia solani(Kühn 1858), der zur Gattung Rhizoctonia gehört, ist ein Krankheitserreger aus der Familie der Ceratobasidiaceae, der Ordnung Ceratobasidiales und dem Königreich der Pilze, Stamm Basidiomycota, Klasse Agaricomycotina.

Die sexuelle Fortpflanzung (teleomorphe Form) dieses Pilzes, der als Thanatephorus cucumeris bekannt ist, erfolgt durch die Verschmelzung seiner Hyphen zur Bildung von Basidien. Die Verschmelzung dieser Hyphen ist recht spezifisch und bildet Anastomosegruppen (GA), die voneinander unterschieden werden können. Diese Gruppen sind spezifisch für die Pflanzen, die sie infizieren, z.B. wird die Kartoffel hauptsächlich von GA 3 befallen (Chaudhary, S. et al., 2024), andere GA verursachen bei der Kartoffel selten Krankheiten.

In Abwesenheit von Wirtspflanzen überlebt der Erreger im Boden in Form von ruhenden Sklerotien, auch als Saprophyt, der sich von organischen Rückständen im Boden ernährt, und als Parasit auf seinen eigenen Wurzelresten. Seine Dauerhaftigkeit im Boden hängt vom Ausmaß der Krankheit (Anfangskonzentration) und von den optimalen klimatischen Bedingungen für diesen Erreger ab.

Königreich:

Filo:

Klasse:

Bestellen:

Familie:

Geschlecht:

Pilze

Basidiomycota

Agaricomycotina

Ceratobasidiales

Ceratobasidiaceae

Rhizoctonia

Wussten Sie, dass...?

…R. solani befällt viele Pflanzenfamilien: Fabaceae, Solanaceae, Poaceae, Asteraceae, etc.

Im Gegensatz zu anderen Pilzen, Rhizoctonia solani (ungeschlechtliche oder anamorphe Form) keine leicht identifizierbaren Sporen, was seine taxonomische Einordnung erschwert, weshalb er auch „steriles Myzel“ genannt wird.

3. Krankheit und Symptome von Rhizoctonia solani auf Kartoffeln

Rhizoctonia solani ist ein vielseitiger Erreger, der verschiedene Pflanzenteile in unterschiedlichen Entwicklungsstadien befallen kann und je nach betroffenem Organ unterschiedliche Symptome hervorruft: Stängel- und Halmkrebs und Schwarzschorf.

Stängelkanker

Stängelkanker (Stängelkanker)

Dieses Symptom verursacht die meisten Schäden an Kartoffeln. Der Stängelkrebs zeigt sich in den unterirdischen Teilen der Pflanze mit braunen bis rötlich-braunen Läsionen, die in das Gewebe einsinken und eine trockene, raue Textur haben. Diese Läsionen können den Stängel umschließen und den Wasser- und Nährstofffluss unterbrechen, was die Pflanze schwächt und zu einem unregelmäßigen, schlechten und verkümmerten Wachstum führt. Befallene Pflanzen sehen oft kümmerlich aus und können wenige oder gar keine Knollen produzieren. Bei schwerem Befall kann der Krebs junge Triebe oder Ausläufer abtöten und zu erheblichen Ertragseinbußen führen.

Stolon und Wurzelkrebs.

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Stolon und Wurzelkrebs.

Die Infektion kann auch in den Ausläufern auftreten und die Anzahl der Knollen pro Pflanze verringern. Wenn die Wurzeln befallen sind, wird die Nährstoffaufnahme von den Blättern zu den Knollen beeinträchtigt, was die Größe und Anzahl der produzierten Knollen verringert. Wenn die Ausläufer stark befallen sind, bilden sich kleine, unförmige Knollen, die oft grün und flach sind und nicht vermarktet werden können. Die Bildung dieser oberirdischen Knollen deutet auf eine Unterbrechung des Kohlenhydratflusses zu den unterirdischen Knollen hin, was die Produktion negativ beeinflusst.

Schwarzer Schorf

Bild. EPPO Int.

Schwarzer Schorf

Dies ist das sichtbarste und erkennbarste Symptom einer Infektion mit R. solani. In der letzten Phase seines Zyklus produziert der Pilz dunkle, harte Massen, die Sklerotien genannt werden. Das sind widerstandsfähige Strukturen, die als kleine, unregelmäßige schwarze Flecken an der Knollenoberfläche haften. Diese Strukturen dringen nicht direkt in das Knollengewebe ein und schädigen es nicht, aber ihr Vorhandensein mindert die vermarktbare Qualität der Knolle und hält die Krankheit aufrecht, indem sie sich entweder ablöst und im Boden verbleibt und/oder wenn diese infizierten Knollen als Saatgut verwendet werden. Obwohl er also die innere Integrität der Knolle nicht direkt beeinträchtigt, trägt seine Persistenz zur Verbreitung des Pilzes und zu einer Qualitätsminderung bei.

Andere Symptome dieser Krankheit: Das Auftreten von Läsionen in den unterirdischen Pflanzenteilen kann zu Missbildungen im Laub führen, wie Zwergwuchs, Blattrollung und Rosettenbildung der betroffenen Triebe, die mit Symptomen von Viren wie dem Potato Leaf Roll Virus verwechselt werden können.

Krankheitssymptome an der Kartoffel, verursacht durch Rhizoctonia solani unter Gewächshaus- und Schattenhausbedingungen.

(A) Kanköse Läsionen an den unterirdischen Stämmen;

(B) kanzeröse Läsionen am Wurzelsystem;

(D) schwerer schwarzer Schorf auf den Nachkommenknollen von Pflanzen, die mit AG-3PT unter Schattenhausbedingungen geimpft wurden;

(E) vernachlässigbarer schwarzer Schorf auf den Knollen der Nachkommenschaft von Pflanzen, die mit einem AG-2-1 Testerisolat geimpft wurden;

(F) missgebildete Knollen durch AG-2Nt-Isolate aus Neuseeland;

(G) Hymenien auf Kartoffelstämmen unter Schattenhausbedingungen;

(H) Hymenien auf Kartoffelstämmen unter Gewächshausbedingungen;

(I) Bildung von Antennenknollen durch AG-2Nt-Isolate aus Neuseeland unter Schattenhausbedingungen;

(J) Hymeniumbildung an einer Luftknolle unter Schattenhausbedingungen;

(K) Basidiosporen, die in Hymenien durch mikroskopische Beobachtung identifiziert wurden.

Der Begriff Hymenia (Hymenium) bezieht sich auf die Gesamtheit der reproduktiven Strukturen bestimmter Pilze, insbesondere auf die fruchtbare Schicht, in der die sexuellen Sporen gebildet werden. Bei Basidiomyceten (einer Gruppe, zu der Rhizoctonia solani gehört) ist das Hymenium der Teil des Pilzes, der Basidiosporen, die sexuellen Fortpflanzungseinheiten, produziert und freisetzt.

Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass Rhizoctonia solani unter natürlichen Bedingungen nur selten sexuelle Strukturen produziert, da seine Vermehrung überwiegend ungeschlechtlich über Myzel und Sklerotien (Resistenzstrukturen) erfolgt. Die vegetativen und ungeschlechtlichen Stadien des Pilzes sind für die Symptome in Kartoffelkulturen verantwortlich.

4. Lebenszyklus von Rhizoctonia solani

Der Lebenszyklus des Erregers zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, im Boden und in Ernterückständen zu überdauern, was sein Wiederauftauchen Jahr für Jahr erleichtert. Sein Zyklus in der Kartoffel kann wie folgt beschrieben werden:

1. der Beginn der Infektion:

Die Infektion der Kartoffel erfolgt über kontaminierte Erde oder infizierte Saatknollen. R. solani kann im Boden als Myzel oder in Form von Sklerotien (Resistenzstrukturen, die jahrelang schlummern können) überleben. Wenn infizierte Kartoffeln gepflanzt werden oder in infizierter Erde, wandert der Pilz vom Inokulum zum wachsenden Trieb und infiziert den unterirdischen Stamm.

2. Optimale Bedingungen für die Entwicklung:

Der Pilz wächst aktiv unter Bedingungen mit niedriger Bodentemperatur (unter 10°C), hoher Luftfeuchtigkeit und Böden mit neutralem bis leicht saurem pH-Wert. Diese Bedingungen verhindern ein schnelles Austreiben der Triebe und begünstigen die Infektion und Entwicklung des Pilzes in nicht chlorophyllem und anfälligerem Pflanzengewebe.

3. Ausbreitung der Infektion:

Wurzeln und Ausläufer können jederzeit während des Erntezyklus infiziert werden, aber die schwerwiegendsten Schäden treten in den frühen Stadien auf, wenn der Pilz in das zarte Gewebe der aufkommenden Triebe eindringt und Krebsgeschwüre bildet, die das Wachstum von Ausläufern und Stängeln stoppen können. Dies wirkt sich direkt auf die Knollenproduktion und -qualität aus und verringert die Erträge.

4. Bildung von Sklerotien am Ende des Zyklus:

Am Ende der Saison, insbesondere nach dem Welken der Pflanzen, bildet R. solani Sklerotien auf jungen Knollen, die als Reservoir für zukünftige Infektionen dienen. Obwohl nicht alle Knollen, die auf infizierten Pflanzen gebildet werden, Sklerotien entwickeln, bilden sich Sklerotien hauptsächlich unter den richtigen Bedingungen und können sich auch während der Lagerung weiter bilden, wenn die Umgebung günstig ist.

5. Überleben für die nächste Saison:

6. Mechanismen der Infektion und Resistenz:

Obwohl der Pilz leicht in junges, anfälliges Gewebe in unterirdischen Trieben eindringen kann, nimmt die Widerstandsfähigkeit der Pflanze zu, wenn sie aufblüht und Chlorophyll entwickelt. Aus diesem Grund sind die Schäden in späteren Wachstumsstadien, wenn das Gewebe stärker wird, tendenziell geringer. Sklerotien, die auf Knollen und im Boden verbleiben, bleiben jedoch eine aktive Infektionsquelle.

5. Referenzen

1. wurzelfäule, Rhizoctonia solani, Servicio Nacional de Sanidad, Inocuidad y Calidad Agroalimentaria, Mexiko: https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/600968/Pudrici_n_de_la_ra_z.pdf

Rhizoctonia solani bei Kartoffeln und ihre Bekämpfung, Universität Waeningen: https://edepot.wur.nl/305202

3. Rhizoctonia Canker and Black Scurf of Potato, Cornell University: https://www.vegetables.cornell.edu/pest-management/disease-factsheets/rhizoctonia-canker-and-black-scurf-of-potato/

4. Rhizoctonia stem canker and black scurf of potato, University of Idaho: https://objects.lib.uidaho.edu/uiext/uiext32100.pdf

5. Bulletin #2273, Potato Facts: Rhizoctonia Diseases on Potatoes, University of maine: https://extension.umaine.edu/publications/2273e/

6. Ajayi-Oyetunde, O. O., & Bradley, C. A. (2018). Rhizoctonia solani: Taxonomie, Populationsbiologie und Management der Rhizoctonia-Sämlingskrankheit der Sojabohne. Pflanzenpathologie, 67(1), 3-17.

7. Chaudhary, S., Lal, M., Sagar, S., Sharma, S., & Kumar, M. (2024). Schwarzer Kartoffelschorf: Einblicke in Biologie, Diagnose, Nachweis, Wirt-Pathogen-Interaktion und Managementstrategien. Tropische Pflanzenpathologie, 49(2), 169-192.

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Kontroll-Strategien

In unserem nächsten Blog werden wir uns mit der Prävention und den Bekämpfungsstrategien von Rhizoctonia solani bei der Kartoffel(Solanum tuberosum) befassen. Dabei gehen wir auf die biologischen Bekämpfungsalternativen mit dem biologischen Fungizid RootDei Biocontrol® ein, der neuen Lösung von BiocontrolTechnologies®, S.L., die eine wirksame Bekämpfung der Krankheit ermöglicht, ohne auf chemische Fungizide zurückgreifen zu müssen.