Schade nematoden in gras: Identificeren en beheersen van Plant parasitaire nematoden in grassen Colin Fleming (Agri-Food & Biosciences Institute and the Queens University Belfast)
0.2 mm
•Gevonden in alle grondsoorten. •Lengte van 0,04 tot 2mm •Ze kunnen zich verplaatsen door constructiemateriaal, graszoden, irrigatiewater, machines en schoenen.
Twee belangrijke soorten aaltjes. 1. Ecto parasitaire: Deze leven vrij in de bodem en voeden zich aan de buitenkant van de wortel.
Spiral nematode (Helicotylenchus)
2. Endo parasitaire: Deze penetreren in de wortel
Key functies van een Nematode aanval •De verspreiding van nematoden in de bodem is meestal ongelijk. •Geïnfecteerde planten reageren slecht op stress/gras management. •Geïnfecteerde planten kunnen worden besmet door zwakteschimmels en andere pathogene.
Wick (2011)
Pathologie van besmette wortels Nematodenvraat zorgt voor verschillende soorten van schade aan de wortels. •Reductie in de wortelbiomassa (ondiep en minder) •Abnormaal wortel morfologie •Reductie in haarwortels •Knobbels / Galls wortelvervorming •Infectie van seconderen pathogene •Verkleuring (vergeling) en grasvermindering. •Vitaliteit vermindering. •Gras wat traag herstelt van stress. •Geen respons en opname van meststoffen.
Hoe plant parasitaire nematoden invloed hebben op planten? 1.Vermindering van de wateropname •Wateropname effect 1-3 dagen na nematodenaanval •Decreased nutrient uptake •Vermindering van nutriënten opname. •Vermindering van chloroplast activiteit. •Decomposteren van Proteïnen
2. Vermindering van de fotosynthese
•Afname van fotosynthese 3-7 dagen na aanval •Fotosynthese suikers worden voeding voor de nematoden.
3. Plantenhormonen
Nematoden verstoren de niveaus en de distributie van plantengroeiregulatoren wat resulteert in: •blad senescentie •verlaging van nutriënten gehalte in de scheuten
Dresszand en bouwzand zijn betrokken bij de verspreiding van plant parasitaire nematoden
Case Study: Severe nematode damage on a Dubai course after renovations with bermuda sprigs
Belonolaimus longicaudatus – sting nematode
Sting nematodes on bermuda grass
How did sting nematodes reach Dubai?
Lough Erne Golf Resort
Aantal nematoden in Greens van verschillende leeftijden 500 450 400
Nos of plant parasitic nematodes per 100ml soil
350 300 250
200 150 100
50 0 0
10
20
30
40
Leeftijd van de Greens (in maanden)
50
New pitch construction: Increase in root knot nematode numbers 500 450 400 350 300 250
RKN J2s Galls
200 150 100 50
sep-12
jul-12
mei-12
mrt-12
jan-12
nov-11
sep-11
jul-11
mei-11
mrt-11
jan-11
nov-10
sep-10
jul-10
mei-10
mrt-10
jan-10
0
Main nematodes in sports turf Tylenchus Heterodera J2s Punctodera J2s Hoplolaimus Pratylenchus Longidorus Paratylenchus Criconemella Meloidogyne J2s Subanguina J2s` Hemicycliophora Helicotylenchus Rotylenchus Paratrichodorus Tylencorhynchus Pratylenchoides Xiphinema Belonolaimus Gracilacus Aphelenchoides Ditylenchus
(cyst) (cyst) (lance) (lesion) (needle) (pin) (ring) (root-knot) (root gall) (sheath) (spiral) (spiral) (stubby-root) (stunt) (false root knot) (dagger) (sting) (pin) (foliar) (stem and bulb)
Nematodes in UK turf
Links
Wortel-knobbel-aal: No 1 oorzaak van schade
Root knot nematodes (Meloidogyne)
Schade door Wortel-knobbel-aal
eggs
Significant problems in renovated pitches in 2011 caused by infection of new ryegrass plants from old roots containing root knot nematode eggs
Female nematode
Schade door Wortel-knobbel-aal
Healthy turf 15 galls /100ml 0.4 galls / plant
50 40
Number of nematode galls
30 20 10 0 1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37
Yellow patches 60 50
468 galls /100ml 12.3 galls / plant
40
Number of nematode galls
30
20 10 0 1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37
14 12 10
Relative chlorophyll levels
8 6
4 2 0
Healthy Turf Yellow patches
M. minor population density and turf symptoms Galls per 100cm3
250
Seaside2 Penn A4 Ryegrass
200
Poa, fescue, bent and rye mixes
150
100
50
0
No symptoms
Yellowing
Turf thinning
(Wide range in population densities: stress interaction)
Cyst nematodes (Heterodera)
Schade veroorzaakt door cyste nematoden: Heterodera soorten.
Cyst Nematodesop on de Rootwortellengte Length Effect van Effect cysteofnematoden 120
Root Length (cm)
100
80
60
40
20
0 0
50
100
150
200
No of Cysts
250
300
350
Helicotylenchus (>3000/100ml Soil) schade in een mix van Poa/Bent/fescue.
Effect van spiraal nematodenvraat op de wortellengte.
60
50
40
30
20
10
0 No spirals
0
1000/100cm3
1000
3000/100cm3
3000
Number of Helicotylenchus/ 100ml soil
Raaigras zaailingen waren geënt met Helicotylenchus pseudorobustus 3 weken na kieming. 4 weken later wortellengte en morfologie werden beoordeeld.
Effect of spiral nematode feeding on ryegrass root morphology (numbers of tips and forks)
250
200
150
100
50 tips 0 forks
No spirals 1000/100cm3 3000/100cm3
Stunt nematodes: Tylenchorhynchus
Photo Kate Entwistle
Stunt nematodes feed on root hairs and epidermal cells. High populations can cause visible symptoms (thinning and chlorosis) on closely mown turf.
Lesion (Pratylenchus) nematodes
Photo Kate Entwistle
These migratory endoparasites move through the roots causing extensive damage. Black or brown root lesions and necrotic regions indicate that lesion nematodes may be present in the roots.
Lesion Formation in root by Pratylenchus
90 minutes
3 hours
9 hours
24 hours
Sheath (Hemicycliophora)
Sheath nematodes are increasingly found in USGA specification bentgrass greens and sand-based soccer pitches. They are often associated with weak areas of turf and like ring nematodes, tend to congregate in dense patches where the effects of their feeding are concentrated.
M.A. McClure
Subanguina radiciola, the root gall nematode
Affected Poa turf
No Subanguina
Subanguina infected Poa
Needle nematodes (Longidorus) and dagger nematodes (Xiphinema) •Feeding induces galls on the root tips of grass plants. •This can reduce root density and function.
Welke nematodendruk zal resulteren in problemen? Nematode-schade-drempel
Spiral nematode levels, UK golf course 15,107 aaltjes/100ml
1,170 aaltjes/100ml
472 aaltjes/100ml
5,656 aaltjes/100ml
SYMPTOMEN VAN NEMATODE SCHADE
HIGH
NEMATODE NIVEAU
SYMPTOMS
MEDIUM
NO SYMPTOMS
LOW
NO SYMPTOMS
LOW
SEVERE SYMPTOMS
SYMPTOMS
NO SYMPTOMS
MEDIUM
VERY SEVERE SYMPTOMS
SEVERE SYMPTOMS
SYMPTOMS
HIGH
STRESS BIJ PLANTEN Stress verlaagd de schadedrempel.
DROOGTE LAGER LICHT NIVEAU ZIEKTES MINDER VOEDING BESPELING ZOUTGEHALTE HOGE TEMPERATUREN
Onderzoek het wortelsysteem en Let op verschillen waarin dit probleem optreedt en effecten van temperatuur/licht /Regen (TLR) stress Correlatie tussen jaaropbrengst van droge stof voor 6 gras rassen met TLR waarde 1999-2008 15.0 14.0 13.0 DM yield (t/ha)
2
12.0
R = 0.79
11.0 10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 11.0
11.5
12.0
12.5 13.0 TLR value
13.5
14.0
14.5
Wat kan je doen bij nematoden problemen? 1. Verlaag nematodendruk 2. Verlaag de stress
Verlaag nematodendruk Nemacur (Fenamiphos)
•A very effective nematicide •Contact and systemic action against nematodes •Now withdrawn
•No effective replacement
Natuurlijke producten voor nematodendruk te verlagen Belang in drie soorten van chemie:-
Glucosinolaat derivaten (mosterd en andere koolsoorten). Melasse en complexe koolhydraten (verschillende planten). Polisulfiden (Alliums, knoflook).
Veldproeven met mosterd zemelen
Results from the Old Head Golf Links, Kinsale Collaborators: Paul O’Mahony (Course Manager), Martin Galvin (Course Consultant)
Mark Hunt (Headland Amenity)
60
Galls per 100cm3
50 40 Year 1 2004 Year 2 2005
30 20 10 0 1st
2nd
4th
5th
6th
Vermindering van Meloidogyne minor na behandeling van mosterd zemelen
Furfural (Biomass Sugar) De nematicide werking van Furfural. Furfural is een bijproduct van de productie van suikerriet en heeft effect op nematoden door het vernietigen van de nematodehuid
Hoge dosering (400 liter/ha) van een furfuralformulatie om nematode niveaus te verlagen in een nematode stressend rugby veld (nos van wormen 100 ml bodem) Onbehandeld laat geen verandering zien. 300 Initial
No of worms per 100ml soil
250
200
150
100
50
0
Pratylenchus
Meloidogyne J2s
Hemicycliophora
Nematode
Helicotylenchus
Trichodorus
24 hours
Garlic (Allium sativum) Steam distillation
Polisulfiden Diallyl disulphide
Diallyl trisulphide Diallyl tetrasulphide
Verbinding van Zwavel-zwavel reageert met enzymen in dierlijke cellen. Actieve Weefsel ademhaling. Migreren van nematoden Eieren van insecten.
Veranderingen in de ecto parasitaire nematodendruk na toepassingen van knoflookextract Changes in the population level of Ectoparasites after 3 and 6 applications of EGC 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 x3 EGC Treatments
x3 Non-treated
x6 EGC Treatments
x6 Non-treated
Verlaag plant stress •Verbeteren van de voeding van planten (meer meststof, Foliar/bladbespuiting toepassingen) •Verhoog maaihoogte
Stress beheersen met Biostimulanten. Biostimulant: organische stoffen die, wanneer toegepast in kleine hoeveelheden, verbeteren de plantengroei en ontwikkeling. Voorbeelden van biostimulanten: •Seaweed extracts •Humic acid •Triazole fungicides •Amino acids •Potassium silicate •Salicylic acid •Mustard •Garlic extracts
Examples of stress reduction using biostimulants
Agrostis onder stress van droogte
Herstel na 2 dagen
Reactie en herstel van zeewier extract behandelde Seaside II bij een cyclus van droogte stress 3
2.5
Leaf wet Bladgeweight wicht index
2
1.5
1
0.5
0 Normal watering Alleen Fertiliser only Normaal (control) bewatering meststof
Seaweed (Algae Green)
Seaweed (Algifol)
Humic/Seaweed (Turfcomplex)
Pratylenchoides: plant parasitaire nematoden
P. crenicauda
Aanval van Pratylenchoides op de wortel cortex die verlaagd en veroorzaakt verlies van root functie.
Pratylenchoides schade aan raaigras: Stress vermindering en wortelregeneratie na gebruik van zeewier extract.
Symptomen voor behandeling
Symptomen na de behandeling
Hoe werken biostimulanten?
Effect van biostimulant op de kieming van raaigras. 16
14
Root length
12
10
8
6
4
2
0
Control
Algae Green Treatment
Significantly different from control at p<0.05)
Algifol
Fertiactyl S
Effect van biostimulant op Vitamine E hoogte op Poa droogte stress 600
500
Plant weight
400
300
200
100
0 Control Zhang & Schmidt (2003)
Seaweed extract
Humic acid
Seaweed & Humic
Plant stress produceren Vrije Radicalen (O2-)
Hormones & Biostimulants antioxidants
Oxidatieve schade en fotosynthetische schade
H2O, O2
Geen fotosynthetische schade
Effect van Ascophyllum Nodosum extracten op groei van Arabidopsis bij ervaring van hoog zout stress. (Prithiviraj et al., 2008)
180 160 140 120 100 % effect 80 60 40 20 0 Untreated
Leaf number
Leaf area
Plant weight
Ascophyllum nodosum extract (ANE) induceert bevriezing tolerantie in Arabidopsis Plants held at -2.5 C for 24 h
Treated with water
Rayirath et al., 2009 Nova Scotia Agricultural College,
Treated with ANE
Treated with ANE subfractions
Het niveau van bevriezinggeïnduceerde weefselschade in onbehandeld en zeewier extract behandelde planten zoals geopenbaard door trypan blauwe kleuring.
Rayirath et al., 2009 Nova Scotia Agricultural College,
Case Study: 2011 Solheim Cup At Killeen Castle
2009 Killeen Castle: Kampioenschap en oefengreens weergegeven: ernstige wortelknobbel nematode schade.
Green 2009 Schade door Wortel-knobbel-aal
Green niet behandeld: chlorotic oppervlak en gestrest gras 2011
Championships greens treated with furfural, garlic, harpin and biostimulants
Plant defensie wordt gecontroleerd door talloze biochemische wegen en plantenhormonen.
•Salicylzuur (SA) betrokken bij bescherming tegen infectie als gevolg van schimmels en nematoden. •Jasmijnzuur (JA) and Ethylene (ET) betrokken bij bescherming tegen insecten schade
Activation
Suppression
Root knot nematode
30,00
A
A
A
A
25,00
20,00
A
B
Chlorophyll 15,00
10,00
5,00
0,00 No Nematodes Methyl Salicylic Acid nematodes no Jasmonate treatment
Seaweed
Ethephon
Effecten van Salicylzuur (SA) en zeewier extract Effects of Biostimulants on germination (Root length) (SW) op wortellengte na het kiemen. 12
Root length (mm)
10
8
6
4
2
0
Water
SA
SW 1/1000
SW 1/5000
Treatm ent
SW 1/10000 SW 1/50000
Effecten van Salicylzuur (SA) en zeewier extract (SW) op meeldauwschimmel infectie % Fungal Infection
2 1.8 1.6
Infection
1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0
Water
SA
SW 1/1000
SW 1/5000
Treatment
SW 1/10000 SW 1/50000
Effecten van bladbespuiting van plantenhormonen door systemische plant verdediging tegen Meloidogyne infectie.
CONTROL
Salicylzuur
Jasmijnzuurr
Ethylene
Dank aan: Maggie Hainon-McDowell (AFBI) Vertaling: Geert Bakker Ronald van Stein Arno Westhoven Contact: Colin Fleming Tel: 028 90 255276
Mobile: 0797 466 3173
[email protected]
