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Journal of Plant Diseases and Protection

, Volume 113, Issue 4, pp 150–158 | Cite as

Evaluation of selected microbial strains and commercial alternative products as seed treatments for the control of Tilletia tritici, Fusarium culmorum, Drechslera graminea and D. teres

  • E. KochEmail author
  • B. Weil
  • R. Wächter
  • S. Wohlleben
  • H. Spiess
  • H. -J. Krauthausen
Article

Abstract

The aim of this study was to further characterise the activity as seed treatments of five actinomycete and four Trichoderma strains that in a previous screening under controlled conditions had shown promising activity against Tilletia tritici. The strains were evaluated under controlled conditions for activity against Fusarium culmorum and Fusarium spp./Septoria nodorum on wheat, and Drechslera graminea and D. teres on barley, and some of them were tested for control of T. tritici in the field. Eleven microbial and four non-microbial, commercially available alternative products, most of them developed and marketed for other uses than seed treatment, were also included in the study, mainly to determine their activity against T. tritici. In the experiments under controlled conditions the strains of Trichoderma failed to reduce seedling infection by the pathogens stated above, and the two strains tested against T. tritici in the field did not protect against bunt. These results indicate that the tested Trichoderma strains are no candidates for further development. None of the actinomycetes reduced net blotch (D. teres), but the strains Fzb 53 and W 490 had a significant reducing effect on barley leaf stripe (D. graminea) and seedling blight of wheat caused by F. culmorum and, in case of Fzb 53, also on Fusarium spp./S. nodorum. In a year with conditions favouring the development of bunt, Fzb 53 and W 490 had also activity against T. tritici in the field. For Fzb 53 it could be shown that the level of bunt control depended on resistance of the respective variety, but overall the activity of Fzb 53 against bunt was insufficient in that year. Of the commercial B. subtilis products evaluated against T. tritici, Fzb 24 and Serenade showed activity under controlled conditions, but not in the field. Fzb 24 and Serenade had also some activity against D. teres but not against F. culmorum. Serenade was also effective against D. graminea. In two replicated field experiments, the highest level of bunt control (82 and 94% efficacy) was obtained with the seed treatment product Tillecur. In four experiments under controlled conditions, Tillecur showed also consistent activity (mean: 78% efficacy) against barley leaf stripe. Results obtained with all other commercial products either gave no indication for T. tritici activity at the rates tested, or bunt control in the field was low or inconsistent.

Keywords

barley leaf stripe common bunt dwarf bunt Fusarium seedling blight net blotch non-chemical seed treatments organic farming seed-borne diseases 

De

Fusarium-Keimlingskrankheiten Netzfleckenkrankheit nicht-chemische Saatgutbehandlungsmittel Organischer Landbau samenbürtige Krankheiten Steinbrand Streifenkrankheit Zwergsteinbrand 

Eignung ausgewählter mikrobieller Stämme und alternativer kommerzieller Präparate als Saatgutbehandlungsmittel für die Bekämpfung von Tilletia tritici, Fusarium culmorum, Drechslera graminea und D. teres

Zusammenfassung

Das Ziel der vorliegenden Untersuchung war die weitere Charakterisierung der Aktivität als Saatgutbehandlungsmittel von fünf Actinomyceten- und vier Trichoderma-Stämmen, die in einem vorangegangenen Screening unter kontrollierten Bedingungen eine vielversprechende Aktivität gegen Tilletia tritici gezeigt hatten. Die Stämme wurden unter kontrollierten Bedingungen auf Aktivität gegen Fusarium culmorum und Fusarium spp./ Septoria nodorum an Weizen, Streifenkrankheit (Drechslera graminea) und Netzflecken (D. teres) an Gerste, und einige von ihnen in Feldversuchen auf Wirksamkeit gegen Weizensteinbrand (T. tritici) untersucht. Elf mikrobielle und vier nicht-mi-krobielle, kommerziell erhältliche, alternative Produkte, von denen die meisten für andere Anwendungen als Samenbehandlung vermarktet werden, wurden in die Untersuchungen einge-schlossen, hauptsächlich um sie auf Aktivität gegen T. tritici zu überprüfen. In den Versuchen unter kontrollierten Bedingungen hatte die Behandlung mit den Trichoderma-Stämmen auf den Keimlingsbefall mit den oben genannten Pathogenen keinen Einfluss, und im Feldversuch mit Steinbrand waren die zwei geprüften Isolate unwirksam. Diese Ergebnisse sprechen nicht dafür, die geprüften Trichoderma-Stämme für die weitere Entwicklung als Saatgutbehandlungsmittel vorzusehen. Keiner der Actinomy-ceten reduzierte den Befall mit Netzflecken, aber die Stämme Fzb 53 und W 490 hatten einen signifikanten, reduzierenden Effekt auf die Streifenkrankheit und den Keimlingsbefall mit F. culmorum, und im Falle von Fzb 53 zusätzlich auf Fusarium spp./ S. nodorum. In einem Jahr mit generell hohem Steinbrandbefall waren die Stämme Fzb 53 und W 490 auch gegen T. tritici im Feldversuch wirksam. Für Fzb 53 konnte gezeigt werden, dass die Höhe der Steinbrandwirkung von der Sortenresistenz abhing. Insgesamt gesehen war die Aktivität von Fzb 53 gegen Steinbrand in diesem Jahr jedoch nicht ausreichend. Von den gegen T. tritici getesteten kommerziellen B. subtilis-Präparaten besaßen Fzb 24 und Serenade bei den getesteten Aufwandmengen Aktivität unter kontrollierten Bedingungen, nicht aber im Feldversuch. Fzb 24 und Serenade wirkten auch gegen D. teres, nicht aber gegen F. c ulm orum. Serenade war auch gegen D. graminea wirksam. In den zwei Feldversuchen mit Wiederholungen hatte das Saatgutbehandlungsmittel Tillecur die höchste Steinbrandaktivität (82 bzw. 94% Wirksamkeit), und in vier Versuchen unter kontrollierten Bedingungen wurde für Tillecur eine konsistente Wirksamkeit (Mittelwert: 78% Wirksamkeit) gegen die Streifenkrankheit beobachtet. Die mit den anderen kommerziellen Präparaten erzielten Ergebnisse lieferten bei den geprüften Aufwandmengen keinen Hinweis auf Aktivität gegen T. tritici, oder die Steinbrandaktivität war in den Feldversuchen nur gering oder nicht konsistent.

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Literature

  1. Becker, J., H.C. Weltzien, 1993: Control of common bunt of wheat (Tilletia caries (DC) Tul. & C. Tul.) with organic nutrients. Z. Pflanzenkrankh. Pflanzensch. — J. Plant Dis. Protec. 10 0, 49–57.Google Scholar
  2. Benada, J., A. Pospišil, 1999: Antagonistic microorganisms and medium moisture as possible sources of variation in common bunt (Tilletia tritici) incidence. Plant Protec. Sci. 35, 121–123.Google Scholar
  3. Burth, U., K. Gaber, M. Jahn, K. Lindner, G. Motte, S. Panzer, J. Pflaumbaum, F. Scholze, 1991: Behandlung mittels Elektronen — Ein neues Verfahren zur Bekämpfung samenbürti-ger Schaderreger an Winterweizen., Nachrichtenbl Deut. Pflanzenschutzd. 43, 41–45.Google Scholar
  4. El-Naimi, M., H. Toubia-Rahme, O.F. Mamluk, 2000: Organic seed-treatment as a substitute for chemical seed-treatment to control common bunt of wheat. Eur. J. Plant Pathol. 106, 433–437.CrossRefGoogle Scholar
  5. Forsberg, G., S. Andersson, L. Johnsson, 2002: Evaluation of hot, humid air seed treatment in thin layers and fluidized beds for seed pathogen sanitation. Z. Pflanzenkrankh. Pflanzensch. — J. Plant Dis. Protec. 109, 357–370.Google Scholar
  6. Forsberg, G., L. Kristensen, P. Eibel, P. Titone, W. Hartl, 2003: Sensitivity of cereal seeds to short duration treatment with hot, humid air. Z. Pflanzenkrankh. Pflanzensch. — J. Plant Dis. Protec. 110, 1–16.Google Scholar
  7. Hökeberg, M., B. Gerhardson, L. Johnsson, 1997: Biological control of cereal seed-borne diseases by seed bacterization with greenhouse-selected bacteria. Eur. J. Plant Pathol. 103, 25–33.CrossRefGoogle Scholar
  8. Johansson, P.M., S.A.I. Wright, 2003: Low-temperature isolation of disease-suppressive bacteria and characterization of a distinctive group of pseudomonads. Appl. Environ. Microbiol. 69, 6464–6474.CrossRefPubMedPubMedCentralGoogle Scholar
  9. Kempf, H.-J., G. Wolf, 1989: Erwinia herbicola as a biocontrol agent of Fusarium culmorum and Puccinia recondita f. sp. tritici in wheat. Phytopathology 79: 990–994.CrossRefGoogle Scholar
  10. Knudsen, I.M.B., J. Hockenhull, D.F. Jensen, 1992: In vivo screening of potential antagonists against F. culmorum in barley. IOBC/WPRS Bull. 15, 21–23.Google Scholar
  11. Koch, E., K. Lindner, 2001: Use of microbial preparations as cereal seed treatments. Bull. Polish Acad. Sci. Biol. Sci. 49, 343–351.Google Scholar
  12. Koch, E., H. Spiess, 2002: Characterization of leaf symptoms of common bunt (Tilletia caries) and relationship to ear attack in nine wheat cultivars. Z. Pflanzenkrankh. Pflanzensch. — J. Plant Dis. Protec. 109, 159–165.Google Scholar
  13. Koch, E., B. Weil, P. Eibel, 2004: Development of a leaf symptom-based screening method for seed treatments with activity against T. caries and application of the method using microbial antagonists. Z. Pflanzenkrankh. Pflanzensch. — J. Plant Dis. Protec. 111, 470–483.Google Scholar
  14. Nielsen, B., A. Borgen, L. Kristensen, 2000: Control of seed borne diseases in production of organic cereals. In: Proceedings of the Brighton Conference 2000 — Pest and Diseases, pp. 171–176. British Crop Protection Council, Farnham, UK.Google Scholar
  15. Raju, N.S., S.R. Niranjana, G.R. Janardhana, H.S. Prakash, H.S. Shetty, S.B. Mathur, 1999: Improvement of seed quality and field emergence of Fusarium moniliforme infected sorhum seeds using biological agents. — J. Sci. Food Agric. 79, 206–212.CrossRefGoogle Scholar
  16. Roberti, R., P. Flori, A. Pisi, A. Brunelli, A. Cesari, 2000: Evaluation of biological seed treatment of wheat for the control of seed-borne Fusarium culmorum. Z. Pflanzenkrankh. Pflanzensch. — J. Plant Dis. Protec. 107, 484–493.Google Scholar
  17. Spiess, H., J. Dutschke, 1991: Bekämpfung des Weizensteinbrandes (Tilletia caries) im Biologisch-Dynamischen Landbau unter experimentellen und praktischen Bedingungen. Ges. Pfl. 43, 264–270.Google Scholar
  18. Teperi, E., M. Keskinen, E. Ketoja, R. Tahvonen, 1998: Screening for fungal antagonists of seed-borne Fusarium culmorum on wheat using in vivo tests. Eur. J. Plant Pathol. 104, 243–251.CrossRefGoogle Scholar
  19. Vogt-Kaute, W., R. Tilcher, 2004: Control of common bunt of wheat (T. caries) by alternative seed treatment. In: Lammerts van Bueren, E., Ranganathan, R., Sorensen, N. (eds.): The First World Conference on Organic Seed: Challenges and Opportunities for Organic Agriculture and the Seed Industry, pp. 124–126. IFOAM, Bonn.Google Scholar
  20. Widén, P., P. Annas, 2004: Cedomon® and Cerall® — biological seed treatments for cereals. In: Lammerts van Bueren, E., Ranganathan, R., Sorensen, N. (eds.): The First World Conference on Organic Seed: Challenges and Opportunities for Organic Agriculture and the Seed Industry, pp. 169–170. IFOAM, Bonn.Google Scholar
  21. Winter, W., I. Bänziger, H. Krebs, A. Rüpegger, 1998: Getreidebrände und Gerste-Streifenkrankheit sanft behandeln. Agrarforschung 5, 29–32.Google Scholar
  22. Winter, W., I. Bänziger, A. Rüegger, G. Schachermeyr, H. Krebs, 2001: Magermilchpulver und Gelbsenfmehl gegen Weizenstinkbrand. Agrarforschung 8, 118–123.Google Scholar

Copyright information

© Deutsche Phythomedizinische Gesellschaft 2006

Authors and Affiliations

  • E. Koch
    • 1
    Email author
  • B. Weil
    • 1
  • R. Wächter
    • 1
  • S. Wohlleben
    • 2
  • H. Spiess
    • 3
  • H. -J. Krauthausen
    • 4
  1. 1.Federal Biological Research Centre for Agriculture and Forestry (Bba)Institute for Biological ControlDarmstadtGermany
  2. 2.Federal Biological Research Centre for Agriculture and Forestry (Bba)Institute for Plant Protection in Field Crops and GrasslandBraunschweigGermany
  3. 3.Institut für Biologisch-Dynamische ForschungZweigstelle DottenfelderhofBad VilbelGermany
  4. 4.Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum (Dlr) RheinpfalzNeustadtGermany

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