Výskyt námele na pšenici ve sklizňovém roce 2013 Ludvík Tvarůžek, Pavel Matušinsky, Jan T. Bílovský Zemědělský výzkumný ústav Kroměříž, s.r.o., Agrotest fyto, s.r.o. Během letošní sklizně obilovin jsme zaznamenali zvýšené výskyty sklerocií námele ve sklizeném zrnu pšenice. V minulosti se pravidelně objevoval námel u žita a jen občas se vyskytla přítomnost sklerocií námele i v pšenici avšak jen ve velmi malé míře. Letošní rok je z tohoto pohledu překvapivý a v některých případech je vzhledem k vysoké toxicitě námele nutno k problému přistupovat s nejvyšší vážností a partie s nadlimitním obsahem sklerocií zlikvidovat. Za hlavní příčinu zvýšeného výskytu námele na pšenici považujeme souběh faktorů: pozdní a srážkově nadlimitní jaro, vysoké zastoupení obilovin v osevních sledech a redukované technologie zpracování půdy. Jelikož toto téma není často v odborných kruzích diskutováno, rozhodli jsme se na základě vzniklé situace předložit veřejnosti pokud možno ucelený soubor informací, který by měl pomoci výjimečný problém vyřešit a také zamezit spekulativním závěrům, které by nemusely být odborně opodstatněnými. Taxonomie Původcem onemocnění je paličkovice nachová (námel) – Claviceps purpurea (Fr.) Tul. (1853) Třída Ascomycetes, řád Clavicipitales. syn. podle Dicksona (1947): sklerociové stadium: Clavaria solida Munch.; Clavaria clavus Schr.; Clavaria secalina Paul.; Sclerotium clavus (Tode) DC.; konidiové stádium: Spermoedia clavis Fries; Sphacelia segetum Lév.; Fusarium heterosporum Nees; Oidium abortifaciens Berk. et Bro., vřeckaté stádium: Sphaeropus fungorum Paul.; Sphaeria purpurea Fries; Kentrosporium purpurea Wallr.; Cordyceps purpurea Fries; Cordiliceps purpurea Tul.syn. podle Species Fungorum (2013): Claviceps microcephala (Wallr.) Tul. (1853); Claviceps purpurea f. secalis J. Krebs (1936), Claviceps purpurea var. agropyri Tanda (1981); Claviceps purpurea var. spartinae R.A. Duncan & J.F. White (2002); Cordyceps microcephala (Wallr.) Berk. & Broome; Cordyceps purpurea (Fr.) Fr. (1849); Kentrosporium microcephalum Wallr. (1849); Pseudocenangium purpureum (Fr.) A. Knapp (1924); Sclerotium clavus DC. (1815); Sphacelia segetum Lév. (1827); Sphaeria purpurea Fr. (1823).
Obr. 1: Námel na pšenici a sklerocia (foto Matušinsky) MSD – fyto - 2013
-4-
studijní materiály - informace
Hostitelský okruh Choroba se vyskytuje ve všech vlhčích oblastech mírného pásu. Studium započal Louis René Tulasne a.k.a. Edmond Tulasne v roce 1853. M. Grandclément popsal výskyt námele na pšenici v roce 1855. Benada (1958) uváděl, že některé odrůdy Triticum vulgare a většina odrůd Triticum durum jsou náchylné k infekci. Paličkovice nachová parazituje celkem na 60 rodech trav s 200 druhy. Příznaky a průběh ochoření rostlin jsou všeobecně stejné. Půl druhého století se vědci snaží uchopit velkou proměnlivost chování parazita. Nejprve bylo snaha popisovat na travách jednotlivé druhy rodu Claviceps (kupř. Claviceps setulosa Sacc. v jihozápadním Německu na lipnici (Poa) a bojínku (Phleum); Claviceps microcephala Tul. v poměrech střední a západní Evropy na psinečku (Agrostis), lipnici (Poa) a bojínku (Phleum).; na rákosu, bezkolenci a smilce cizopasil Claviceps microcephala (Wallr.), na skřipinách Claviceps nigricans (Tul.). Posléze se usuzovalo na celou řadu speciálních forem a biotypů. Stäger (1903) pozoroval, že patogen tvoří biologické formy: „forma ze žita je schopna parazitovati též na tomce, srze, ovsíku vyvýšeném, strdivce nící, ječmenu, lesknici, kostřavě luční, třeslici, sveřepu jalovém, třtině a lipnici luční; forma z jílku parazituje jen na jílku a sveřepu vzpřímeném; forma na zblochanu vzplývavém dovede parazitovati jen na této trávě a není schopna nakazit jinou; podobně má se i s formou na lipnici jaré, a s formou cizopasící na válečce lesní, na níž přechází jen z pšeníčka rozkladitého, jako mezihosta“. Benada (1958) uvádí, že na žitě parazituje speciální forma Claviceps purpurea f. sp. secalis, která napadá také řadu trav, např. sveřep vzpřímený a střešní (Bromus erectus a B. tectorum), jílek vytrvalý (Lolium perenne), strdivku jednokvětou (Melica uniflora) a jiné, nenapadá však hostitele příbuzného druhu Claviceps microcephala (Wallr.) Tull. Nepodařilo se infikovat kukuřici (Zea), rýži (Oryza), čirok (Sorghum), proso (Panicum) a bér (Setaria) (Békésy 1956). Postupně převážil názor, že se jedná o jediný druh – Claviceps purpurea (Fr.) Tul., a hovořilo se o jednotlivých varietách (kupř. Claviceps purpurea var. agropyri, Claviceps purpurea var. purpurea, Claviceps purpurea var. spartinae). Podle Pažoutové et al. (2000) molekulárně biologickými metodami nebyla potvrzena jejich existence, jsou rozlišovány tři skupiny lišící se v jejich ekologickou specifičností. Do skupiny G1 jsou řazeny polní a luční trávy, do skupiny G2 trávy podmáčených, lesních a horských stanovišť a do skupiny G3 (C. purpurea var. spartinae) slanomilné trávy (Spartina, Distichlis). Tvar a velikost sklerocií nejsou vhodné morfologické znaky k rozlišování jednotlivých skupin, poněvadž jsou velmi závislé na velikosti a tvaru květů hostitele. Rozdíly jsou patrné i v obsahu jednotlivých alkaloidů. Choroba sice nemá velký vliv na výnos, nicméně námel obsahuje velké množství toxických alkaloidů (v různých druzích námelu se vyskytuje nejméně 30 alkaloidů). Zrno obsahující nadlimitní počet sklerocií není vhodné pro potravinářské využití ani na krmení a musí být zlikvidováno. Česká norma povoluje v potravinářských obilovinách výskyt námele do obsahu 0,05 %. Co se týče krmiv pak prováděcí vyhláška k zákonu o krmivech stanovuje max. limit pro námel 1000 mg/kg. Epidemiologie Tzv. sklerocia (tmavé útvary vyrůstající z přeměměných obilek v klasech), vypadávají na zem anebo jsou vymlácené spolu se zrny při sklizni a dostávají se do půdy v případě, že nebyla čistěním osiva odstraněna. Sklerocia zůstávají většinou životná v půdě po dobu jednoho roku, ale mohou zůstat životaschopná po delší dobu v skladovaných obilovinách. Latentní stádium sklerocií taktéž závisí na počasí, obvykle trvá minimálně 3 měsíce, ale sklerocia jsou schopné klíčit i po dvou letech. Sklerocia v půdě přezimují a v květnu z nich vyrůstají plodničky (stromata) paličkovitého tvaru a nachové barvy. V nich dochází k tvorbě pohlavních výtrusů. Na více místech pod povrchem paličkovité části stromatu se vytvářejí samčí anteridia a samičí askogonia, která kopulují. V alogenní hyfě pak splynou jádra. MSD – fyto - 2013
-5-
studijní materiály - informace
Vřecka jsou seskupena v lahvicovitých periteciích. Protáhlá vřecka obsahují niťovité askospory, které jsou v době zralosti otvorem z peritecia vymršťovány. Primární infekci vyvolávají askospory, které klíčí v průběhu 20 hodin v kapce vody. Za vhodných podmínek infikují obilné klasy, vyklíčí v podhoubí a vytvářejí nové sfaceliové stádium houby. Zajímavým úkazem je nalezení sklerocií námele na jarní pšenici, ale i jarním ječmeni v pokusech našeho ústavu (Ing. K. Vaculová, CS. – osobní sdělení), která pocházela z neinfikovaného osiva vlastní provenience a předplodinou byla ozimá řepka. Je vysoce pravděpodobné, že primární infekce vzuchem přenosnými askospórami se na porosty přenáší i z větší vzdálenosti, což potvrdili i zahraniční autoři. Alderman a kol. (2010) uvádějí, že na větších nížinných oblastech s častými větry různých směrů, může být jedno infikované pole zdrojem infekce pro porosty v širokém okolí. Uvolňování askospor musí proběhnout současně s otevřeným kvetením hostitelského travního druhu (tedy i obilnin), aby byla infekce úspěšná. Tím se požadavky choroby výrazně podobají nárokům, které mají na růstovou fázi obilniny například původci klasových fuzarióz. Infekce námelem může být úspěšná při chladném a vlhkém počasí nebo při výskytu podmínek všeho druhu, které prodlužují dobu kvetení. Paličkovice nachová se nepohlavně množí konidiemi sfaceliového stádia, což je spleť podhoubí na povrchu napadeného semeníku, kde se vytvoří hojné konidie, kterými se houba rychle rozšiřuje v obilné kultuře. Konidiové stadium houby, které bylo původně považováno za samostatné, se nazývá Sfacelia segetum Lév. Drobounké konidie plavou v tzv. medovici, která je hojně vyměšována myceliem a láká hmyz, jenž přispívá spolu s deštěm k rozšiřování houby v porostu a působí nové infekce. Později se ze semeníku vytvoří fialovočerné sklerocium (námel), růžky, které vyčnívají z dozrávajících klasů. Doba přechodu z konidiového stádia na sklerociové je závislé na počasí, pohybuje se v intervalu 6 - 14 dní od objevení se medovice. Námel není pravou osivem přenosnou chorobou, protože není přenášena na povrchu nebo uvnitř obilky. Nicméně, může být šířen prostřednictvím sklerocií přimíchaných do osiva. Při použití uznaného osiva nehrozí riziko zavlečení sklerocií na pozemek, protože uznané osivo je na přítomnost námele prověřováno. Nejvýznamnějším faktorem na rozvoj choroby je ročník. Letošní opožděné a vlhké jaro bylo příznivé pro rozvoj většiny houbových chorob. Zvýšený výskyt námele na pšenici přikládáme právě dlouhotrvajícímu vlhkému počasí. Je to ročníková záležitost a nepředpokládáme, že se bude pravidelně opakovat. Jedná se tedy o situaci výjimečnou. Jak si mnozí z nás pamatují, každý rok je jiný a vždy nás překvapí nějaká nečekaná nepříjemnost. Ať již je to epidemie viróz na obilovinách, plísně sněžné, snětí, ramuláriové skvrnitosti, rhynchosporiové skvrnitosti nebo extrémně mrazivá zima, sucho nebo naopak deštivé období žní. Z historie Po stránce botanické a biochemické je námel dobře prozkoumán. Paličkovice nachová sloužila jako jeden ze základních objektů pro studium vývoje všech vřeckatých hub. Použití námele v gynekologii a porodnictví bylo známo starým Číňanům, Asyřanům a Peršanům již dávno před naším letopočtem. V Persii popsal toxickou povahu námele Abu Mansur Muvaffak Harawi mezi léty 968 a 977 dílo Liber Fundamentorum Pharmacologiae, které 900 let poté přeložil do němčiny Rudolf Kobert. V době, kdy se v Evropě ještě nevědělo o toxických účincích námele a nebyla věnována pozornost čištění obilí, docházelo někdy po požití pokrmů z mouky k rozsáhlým chronickým otravám, tzv. ergotismu proti němuž nebylo obrany. Tyto otravy nabyly v historii lidstva nejednou charakteru masových epidemií (Aténský mor v roce 430 př. n. l., v roce 944 přišlo v jižní Francii v oblasti Limoges o život 40 000 lidí, v letech 1128 a 1129 jenom v Paříži zahynulo 14 000 lidí). Do roku 1879 bylo v Evropě známo 306 epidemií ergotismu. Ve střední Evropě v letech 996 až 1347 se uvádí více jak 30 epidemií. U nás byla větší epidemie v letech 1736 a 1737 v Krkonoších, kdy onemocnělo na 500 lidí, z nichž 100 zemřelo. Poslední popsaný případ byl ve Francii v roce 1950. MSD – fyto - 2013
-6-
studijní materiály - informace
Onemocnění probíhalo dlouhodobě, pod dvojím klinickým obrazem: forma snětivá čili vředovitá = gangrenózní (cévní spazmy, nekrózy prstů, nohou i rukou s odpadáváním údů anebo jejich částí), která převládala v západní a jižní Evropě a forma křečovitá = konvulzivní (bolesti hlavy, nevolnost, těžké křečové stavy a psychózy), vyskytující se hlavně v severní, střední a východní Evropě. Bylo proto označováno různými názvy, kupř. epidemická choroba křečová, nemoc bludných spazmů, svatý oheň nebo oheň svatého Antonína, podle řádu, založeného roku 1095 papežem Urbanem II., jehož členové se zabývali léčením tohoto onemocnění. Námel jako příčinu těchto chorob prokázal až v roce 1670 francouzský lékař Thuillier pokusy na drůbeži (u slepic a holubů stačí již 6 – 15 g jako smrtelná dávka). První zmínku o používání námele nacházíme v lékopisné knize Petra Ondřeje Mattioliho (druhá kniha Herbáře, kap. VII), v českém překladu Tadeáše Hájka z Hájku (1562): „Často se nacházejí v klasech vedle drobných zrn žitných černá zrna, uvnitř bílá, která nazývají někde v němčině Todtenkopf (smrtihlav), česky snad černidlo; tato zrnka jsou neužitečné výrůstky a držené pod jazykem staví krev.“ Důkaz přítomnosti námele v mouce byl v první polovině 20. století v Československu doporučován následovně: „Polejeme-li mouku na hodinovém sklíčku směsí etylalkoholu a kyseliny solné (nyní chlorovodíkové), tu částky sklerocií po půl hodině pěkně zčervenají.“ Nebezpečnost a stručný pohled na zdravotní rizika výskytu houby - ergotizmus Lidé onemocní ergotizmem po požití potravin, které jsou kontaminovány námelem, přičemž obsah hmoty sklerocia v obilí dosáhl koncentrace 2%. Děti a dospívající jsou mnohem citlivější než dospělí, mimo jiné i proto, že požijí více potravy na jednotku tělesné hmotnosti. V důsledku toho požijí na jednotku tělesné hmotnosti i více toxinů. Námel vytváří 4 skupiny alkaloidů a proto má ergotizmus mnohočetné symptomy. Diagnostika pak může být obtížná, protože mnoho symptomů se nevyskytuje u všech případů otravy. Konvulsivní ergotizmus má podle současných medicínských znalostí tyto symptomy: mírné závratě, pocit tlaku v čelní oblasti hlavy, únava, deprese, nauzea s nebo bez zvracení, bolesti v končetinách a bederní oblasti, které mohou dělat potíže při chůzi. Ve vážnějších případech se objevuje mravenčení (pocit, jako by pod kůží chodili mravenci), chladnutí končetin, svalové záškuby a tonické křeče končetin, jazyka a mimických svalů. Někdy bývá popisován renální spasmus a zástava močení. V nejzávažnějších případech má pacient epileptiformní křeče a mezi záchvaty vlčí hlad. Může ležet jako mrtvý 6 - 8 hodin a pak trpět kožní anestesií, paralysou horních končetin, záškuby paží, deliriem a ztrátou řeči. Zemřít může třetí den po nástupu příznaků. Zvířata postižená konvulsivním ergotizmem se mohou stát divokými, řvou, úzkostně rámusí, dochází k zástavě laktace a následně pojdou. Histologicky se prokazuje poškození zadních kořenů spinální míchy. Gangrenózní ergotismus je charakterizována stažením cév, svalovými bolestmi, střídavými pocity chladu a tepla. Při těžkém průběhu se objevuje nekróza, gangréna až ztráta končetin. Postižené touto formou vyobrazuje obraz Žebráci od holandského autora Pietera Brueghela (1530 - 1569). Riziko onemocnění člověka ergotizmem po konzumaci cereálních potravin je v našich podmínkách, při dodržování zásad správné zemědělské praxe (osivo je chemicky ošetřeno, speciální agrotechnika ap.) a na základě současných poznatků, mininální. Může k němu však dojít při hrubém porušení správné zemědělské a technologické praxe během pěstování a zpracování obilovin. Z hlediska možné expozice jsou pak více ohrožena hospodářská zvířata, např. v hospodářstvích s nedostatečnou krmivovou základnou, kde jsou zkrmovány zbytky po čistění zrna, nebo při pastvě, kdy jsou traviny kontaminovány námelem. Přechod námelových alkaloidů do mléka monogastrů (tedy i člověka), je prokázán. Přechod do kravského mléka.
MSD – fyto - 2013
-7-
studijní materiály - informace
Ochrana Základním kamenem systému ochrany proti šíření choroby by mělo být použití uznaného mořeného osiva. Sklerocia přežívají v půdě pouze jeden až dva roky, takže při vhodném osevním postupu lze nákazu eliminovat. Plodnice houby vyrůstají pouze ze sklerocií na povrchu nebo těsně pod povrchem půdy, tudíž hluboké setí (5cm – jen v případě podezření na přítomnost sklerocií v osivu) nebo hluboká orba jsou účinnými agronomickými opatřeními, které významně redukují rizika vzniku a šíření choroby. Minimalizační technologie např. přímé setí bez předchozí orby, naopak riziko infekce námelem zvyšují. Chemická ochrana Díky malé četnosti ročníků rizikových výskytem choroby chemické ochrana proti námelu není příliš rentabilní a ani nejsou do pšenice registrované žádné přípravky proti námelovitosti. Několik studií však prokázalo, že aplikace fungicidů snižují závažnost výskytu námele. Pro dosažení optimální účinnosti však bylo třeba provést ošetření v počátku kvetení. Možností efektivní ochrany foliárně aplikovanými fungicidy z různých chemických skupin se zabývali v roce 2005 na pracovišti Agricultural Research and Extension Center Hermiston, Oregon. Bylo zkoušeno použití účinných látek a fungicidních přípravků: propiconazole (Tilt Syngenta), flusilazole (Punch DuPont), Azoxystrobin (Quadris Syngenta), Pyraclostrobin (Headline BASF), Chlorothalonil (Bravo WS Syngenta) a Mancozeb (Dithane F-45 Dow Agro). Jako hostitelské rostliny byly ve studiích využity druhy trav: Lolium spp, Poa spp. a Festuca spp. Výsledky ukazují na dobrou použitelnost fungicidních ošetření v širokém rozpětí termínu použití (13., 19. a 25. květen, 2. a 7. červen). Strobiluriny průkazně redukovaly námel (počet sklerocií na hmotností jednotku sklizeného zrna) a to o 85 % a 96 % (Quadris a Headline), mezi těmito přípravky však nebyl zjištěn významný rozdíl. Triazolové fungicidy Tilt a Punch rovněž průkazně snížily výskyt námele o 71 % a 81 %, u protektivních přípravků s více místy účinku Dithane F-45 a Bravo WS bylo snížení výskytu sklerocií jen 20 a 30 %. Zdá se být zřejmé, že dobrou účinnost projevily výlučně systemické fungicidní látky. Shrnutí na závěr Doporučení, která vyplývají pro pěstitele mající problém s výskytem námele v pšenici i dalších obilninách jsou následující: 1. Na pozemcích, kde rostla infikovaná obilnina by mělo být provedeno hlubší zpracování půdy, aby se posklizňové zbytky dostaly do nižších vrstev půdního profilu 2. pokud možno by neměla na těchto pozemcích následovat opět obilnina 3. v oblastech výskytu choroby by mělo být použito výhradně certifikované osivo 4. v nadcházející sezóně by měla být provedena důsledná fungicidní ochrana klasů v období kvetení, které je rovněž součástí ochrany proti celému spektru chorob listů a klasů
MSD – fyto - 2013
-8-
studijní materiály - informace
Seznam literatury Alderman, S. C., Walenta, D. L., Hamm, P. B.: Timing of Occurrence of Claviceps purpurea Ascospores in Northeast Oregon. Plant Health Progress, 2010, dostupné na: http://www.plantmanagementnetwork.org/pub/php/research/2010/timing/ Baudyš, E., Benada J., Špaček J. et al., 1958: Zemědělská fytopatologie, Díl II, Choroby polních plodin Cagáň Ľ. Et al., 2010: Choroby a škodcovia poľných plodín Gonod d´Aretmare M. E., 1860: Note sur ľergot du froment; Bulletin de la Sociéte botanice de France, 771 Kavina K., 1946: Speciální botanika zemědělská, Část první – Rostliny výtrusné a nahosemenné Mathioli P. O., 1562: Herbář neboli bylinář Němec B., 1942: Život rostlin, Díl I. Pažoutová S., Olšovská J., Linka M., Kolínská R., Flieger M., 2000: Chemoraces and habitat specialization of Claviceps purpurea populations; Applied and Enviromental Micrology 66, 5419-5425 Semerdžieva M., Veselský J., 1986: Léčivé houby dříve a nyní P.B. Hamm P.B., David, N.L. and Horneck, D.A.: CONTROLLING ERGOT WITH SOIL AND FOLIAR APPLIED FUNGICIDES IN SEEDLING TALL FESCUE VAR. LABARINTH GROWN FOR SEED IN THE SOUTHERN COLUMBIA BASIN. Dostupné na: http://seedext.cropandsoil.oregonstate.edu/Pub/1997/SR9811.pdf
MSD – fyto - 2013
-9-
studijní materiály - informace
