Βιολογική και χημική αντιμετώπιση του αφλατοξικογόνου μύκητα Aspergillus flavus στο καλαμπόκι

Abstract

Τα είδη του γένους Aspergillus προκαλούν σημαντικά προβλήματα σήψεων καρπών σε φυτά μεγάλης καλλιέργειας (μεταξύ των οποίων και η καλλιέργεια του καλαμποκιού), αμπέλια, ακρόδρυα, πυρηνόκαρπα κ.α. σε προσυλλεκτικό και μετασυλλεκτικό στάδιο. Οι σήψεις αυτές συνήθως συνοδεύονται από την παραγωγή διαφόρων μυκοτοξινών. Μια από τις πιο γνωστές ομάδες μυκοτοξινών είναι οι αφλατοξίνες, ιδιαίτερα καρκινογόνες ουσίες. Στα πλαίσια της παρούσης μελέτης αξιολογήθηκαν διάφορα σκευάσματα και μη παθογόνοι βιοτικοί παράγοντες στην αντιμετώπιση του μύκητα Aspergillus flavus και των αφλατοξινών που παράγει στο καλαμπόκι. Πειράματα έγιναν σε σπόρους και φυτά καλαμποκιού με τους ακόλουθους παράγοντες: α) ζεόλιθος, ένα ορυκτό με ιδιαίτερες φυσικοχημικές ιδιότητες, του οποίου η δράση στη φυτοπροστασία δεν έχει μελετηθεί, β) Agri-Fos 600®, ένα εμπορικό σκεύασμα που επάγει το αμυντικό σύστημα των φυτών χάρη στα φωσφονικά ανιόντα καλίου, γ) Trianum®, που βασίζεται στο μύκητα Trichoderma harzianum, ο οποίος δρα διεγείροντας την ανάπτυξη του ριζικού συστήματος και κάνοντας δυσχερή την εγκατάσταση και ανάπτυξη παθογόνων, δ) Botector®, εμπορικό σκεύασμα που περιέχει τη ζύμη Aureobasidium pullulans και του οποίου η δράση βασίζεται στην παρεμπόδιση αποικισμού του παθογόνου λόγω έλλειψης χώρου και θρεπτικών συστατικών, ε) Paenibacillus alvei K-165, ένα ωφέλιμο ριζοβακτήριο που έχει τη δυνατότητα να επάγει το αμυντικό σύστημα των φυτών, στ) Serenade Max®, ένα βιο-μυκητοκτόνο/βιο-βακτηριοκτόνο που επάγει τους μηχανισμούς άμυνας των φυτών και έχει και τη δυνατότητα να προωθεί την ανάπτυξη, ζ) Vacciplant®, ένα εμπορικό σκεύασμα που περιέχει laminarine, μια ουσία που δρα ως επαγωγέας της άμυνας των φυτών και η) ένα μη-τοξικογόνο στέλεχος του Aspergillus flavus από τη συλλογή του εργαστηρίου Φυτοπαθολογίας του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών. Επίσης, αξιολογήθηκαν τα χημικά σκευάσματα Switch®, Quadris®, Geoxe®, Chorus® και Cantus® . Όλα τα σκευάσματα εφαρμόστηκαν σε εργαστηριακές δοκιμές αλλά και σε καλλιέργεια καλαμποκιού στον αγρό του Γ.Π.Α. Τα συμπεράσματα που απορρέουν από τα παραπάνω πειράματα δείχνουν πως τα χημικά σκευάσματα που χρησιμοποιήθηκαν μειώνουν σημαντικά την προσβολή από το μύκητα A. flavus σε πειράματα in vitro και αγρού και. Συγκεκριμένα, το χημικό σκεύασμα Switch® μείωσε τόσο την σοβαρότητα ασθένειας όσο και την παραγωγή αφλατοξίνης κατά 70%. Σε έλεγχο παρεμπόδισης ανάπτυξης μυκηλίου οι δραστικές ουσίες του Switch®, cyprodinil και fludioxonil έδειξαν παρεμπόδιση 89% και 87% αντίστοιχα. Από τα βιολογικά σκευάσματα, αυτά που έδειξαν την μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα στην παρεμπόδιση ανάπτυξης αφλατοξίνης ήταν τα Botector® και Mycostop® μειώνοντας το ποσοστό της παραγόμενης αφλατοξίνης έως και 50%. Γενικό συμπέρασμα είναι ότι με την εφαρμογή ορθών γεωργικών πρακτικών και με συνδυασμό βιολογικών παραγόντων και χημικών σκευασμάτων σε συγκεκριμένα στάδια της καλλιέργειας καλαμποκιού η μόλυνση του καρπού με αφλατοξίνες θα μπορούσε να περιοριστεί σημαντικά.

Aspergillus species cause significant diseases (rots) in field crops (including maize), grapes, nuts and fruits at both pre- and post-harvest level. These fruit rots are usually associated with the production of various mycotoxins such as the carcinogenic aflatoxins. In this study, several formulations and non-pathogenic biotic factors were evaluated for the control of Aspergillus flavus and aflatoxins in maize crops. In vitro experiments were performed on maize kernels with the following factors: a) Zeolite, a mineral with special physicochemical properties, b) Agri-fos 600®, a commercial product based on potassium phosphonate anions that induce the immune system of plants, c) Trianum®, a commercial product based on the fungus Trichoderma harzianum that works by stimulating the growth of the root system and inhibiting the infection and colonization of pathogenic fungi, d) Botector®, a commercial product containing the yeast Aureobasidium pullulans whose action is based on inhibition of the pathogen colonization due to space and nutrient, e) Paenibacillus alvei K-165, an antagonistic rhizobacterium that induces systemic resistance of plants, f) Serenade Max®, a bio-fungicide/bio-bactericide that also stimulates natural plant defense mechanisms and has demonstrated increased plant growth effects, g) Vacciplant®, a commercial product that contains laminarine, a promoter of the immune system of plants, and h) a non-toxigenic strain of Aspergillus flavus. Finally, the fungicides Switch®, Geoxe®, Granuflo®, Cantus®, Chorus® and Quadris® were tested. All biocontrol and chemical products were applied in maize kernels by immersing the seeds for 30 min at highest label doses. The infection with conidia of A. flavus was carried out 24h later by applying on each corn kernel a droplet of 10 μl (10⁶ conidia/ml). All formulations were applied on laboratory tests (in vitro) and in field. The experiments demonstrated that the chemical formulations reduced significantly the infection of the fungus A. flavus in field experiments and in vitro. In particular, the fungicide Switch® reduced disease severity and aflatoxin production by 70%. The active ingredients of the fungicide Switch®, cyprodinil and fludioxonil showed 89% and 87% inhibition in mycelium growth respectively. Additionally, the biopesticides Botector® and Mycostop® reduced the aflatoxin maize contamination by 50%. In conclusion, by applying good agricultural practices and a combination of biological agents and fungicides at the growth stage of maize anthesis and silking, the contamination of aflatoxins could be significantly reduced