Gerstenflugbrand

charbon nu de l'orge (franz.), loose smut of barley (engl.)

Wissenschaftlicher Name: Ustilago nuda f.sp. hordei Schaffnit
Synonyme: Ustilago nuda var. hordei C.N. Jensen, Ustilago segetum var. nuda C.N. Jensen, Ustilago nuda (C.N. Jensen) Rostr., Ustilago tritici f.sp. hordei Boerema, R. Pieters & Hamers

Taxonomie: Fungi, Basidiomycota, Ustilaginomycetes, Ustilaginomycetidae, Ustilaginales, Ustilaginaceae

Mit Flugbrand befallene Gerste bildet anstelle von Ährchen eine schwarze Masse aus Brandsporen. Diese werden mit dem Wind verbreitet und gelangen auf die Narben gesunder Gerstenblüten. Dort keimen die Sporen, besiedeln anschliessend den Fruchtknoten und später den Embryo. Hier kann der Pilz während längerer Zeit überleben. Nach der Keimung des Samens wird der Pilz aktiv und infiziert den Keimling. Flugbrände spielen bei der Saatgutproduktion eine wichtige Rolle und können bei Befall schnell zu einer Aberkennung führen (bei der Produktion von zertifiziertem Saatgut dürfen höchstens fünf Flugbrandähren pro 100 m² vorkommen). Wird stark mit Flugbrand befallenes Saatgut ausgesät, hat dies hohe Ertragseinbussen zur Folge.

Abb. 1. Gerstenflugbrand (Ustilago nuda)

Abb. 2. Gerstenflugbrand (Ustilago nuda): Im Gegensatz zum Gerstenhartbrand (U. hordei) sind die Brandbutten des Gerstenflugbrandes nur zu Beginn mit einem silbergrauen Häutchen überzogen (3. Bild).

Krankheitsbild

Die auffälligen Symptome dieser Krankheit erscheinen zur Zeit des Ährenschiebens. Anstelle der Ährchen werden schwarze Brandbutten gebildet. Diese sind zunächst von einem silbrigen Häutchen umgeben, welches zur Zeit der Blüte aufreisst und die braunen Brandsporen freigibt (Abb. 1 und 2).
Die befallenen Brandähren schieben in der Regel etwas früher und überragen die gesunden Pflanzen. Später, zur Reifezeit des Getreides, bleibt von den kranken Ähren nur die Spindel übrig. Häufig sind nicht alle Ähren einer Pflanze befallen und selten sind nur Teile der Ähren (untere Hälfte) befallen.
Verwechslungsmöglichkeit: Der Gerstenflugbrand kann mit dem Gerstenhartbrand (Ustilago hordei) verwechselt werden. Die Sporenlager des Gerstenflugbrandes sind nur eine kurze Zeit, die Brandbutten des Hartbrandes hingegen bis zur Ernte mit einem silbergrauen Häutchen überzogen.

Krankheitserreger

Die Brandsporen sind kugelig und haben einen Durchmesser von 5-9 µm (Abb. 3). Die Wand ist braun und mit feinen Warzen ausgestattet. Dies im Gegensatz zum Gerstenhartbrand, der Brandsporen mit einer glatten Oberfläche hat. Eine Seite der Brandspore ist heller als die andere.
Sexuelle Fortpflanzung: Bei der Keimung der Brandsporen bildet sich nach einer Reduktionsteilung je ein Basidium, das aus einer bis vier Zellen besteht (Agrios 1988, Mathre 1997). Jede Zelle bildet eine kurze, haploide Hyphe (es werden keine Basidiosporen gebildet!). Zwei sexuell kompatible haploide Hyphen vereinigen sich paarweise. Das neu entstandene dikaryotische Myzel besiedelt anschliessend den Fruchtknoten und später den Embryo.

Abb. 3. Brandsporen des Gerstenflugbrandes (Ustilago nuda): Auf der Sporenoberfläche wachsen kleine Stacheln. Eine Seite der Brandspore ist heller als die andere.

Lebenszyklus

Das Myzel des Brandpilzes kann mehrere Jahre im Embryo des infizierten Getreidekorns überleben. Nach der Saatgutkeimung wird der Pilz aktiv, infiziert den Keimling und verbreitet sich ohne sichtbare Schädigung interzellulär in der wachsenden Getreidepflanze. Befallene Gerstenpflanzen schieben die Ähren früher als gesunde und an den Ähren ist anstelle der Blüten eine schwarze Masse aus Brandsporen sichtbar. Die Sporen werden mit dem Wind über grosse Distanzen verbreitet. Die Wahrscheinlichkeit einer Infektion ist aber im Umkreis von 10 Metern am grössten (Mathre 1997).
Die Brandsporen gelangen auf die Narben gesunder Gerstenblüten. Dort keimen sie und bilden ein dikaryotische Myzel (siehe oben), das den Fruchtknoten und später den Embryo besiedelt. Hier ruht das Myzel bis zur Aussaat.

Epidemiologie

Flugbrand ist eine rein samenbürtige Krankheit. Infiziertes Saatgut bildet denn auch die Hauptgefahr für die weitere Ausbreitung der Krankheit. Infektionsquellen für gesunde Pflanzen sind Flugbrandpflanzen im Bestand oder in Nachbarfeldern. Infektionen finden nur während der Blüte statt. Warmes Wetter und hohe Luftfeuchtigkeit begünstigen die Infektion (Häni et al. 2008). Eine Infektion ist ab 12 °C möglich, optimal sind 18-25 °C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 80-100 % (Obst und Paul 1993). Geschlossen blühende Sorten sind weniger gefährdet als offen blühende Typen. Auch eine lange Blütezeit begünstigt eine erfolgreiche Infektion der Gerste.

Wirtsspektrum

Gerstenflugbrand (Ustilago nuda f.sp. hordei) kommt nur auf Gerste vor. Für eine Übertragung des Gerstenflugbrands auf Weizen besteht keine Gefahr und dies gilt auch umgekehrt.

Bekämpfung

• Die Verwendung von feldbesichtigtem, zertifiziertem Saatgut kann einen Befall weitgehend verhindern.
• Falls Saatgut aus eigenem Nachbau verwendet wird: Saatgut nur aus befallsfreien, kontrollierten Beständen verwenden und das Saatgut auf Brandsporen untersuchen lassen.
• Bei der Produktion von zertifiziertem Saatgut dürfen in der Schweiz maximal fünf mit Flugbrand befallene Ähren pro 100 m² vorkommen (Produktion von Vermehrungssaatgut zwei Ähren pro 100 m²). Befallene Ähren dürfen nicht vor der Feldbesichtigung entfernt werden (Verordnung des WBF über Vermehrungsmaterial von Ackerpflanzen-, Futterpflanzen- und Gemüsearten, Anhang 3). Mit dieser Massnahme wird versucht, eine Verschleppung der Krankheit über das Saatgut zu verhindern.
• Die Heisswasserbeizung war früher praktisch die einzige Möglichkeit den Flugbrand zu bekämpfen. Heute wird dieses Verfahren vor allem im biologischen Landbau angewendet. Nach Agrios (1988) wird das Saatgut zuerst während 5 Stunden in 20 °C warmem Wasser vorgequellt. Dann lässt man das Wasser während einer Minute abtropfen, taucht es eine Minute in 49 °C und anschliessend während genau elf Minuten in 52 °C heisses Wasser. Nach der Behandlung wird das Saatgut sofort in kaltem Wasser abgekühlt und getrocknet.
• Eine Saatgutbehandlung mit systemischen Fungiziden kann den Gerstenflugbrand gezielt bekämpfen. Empfohlene und zugelassene Pflanzenschutzmittel finden sie für die Schweiz im BLW Pflanzenschutzmittelverzeichnis (Bundesamt für Landwirtschaft); für Deutschland in der online Datenbank des BVL (Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit) und für Österreich im Pflanzenschutzmittelregister des BAES (Bundesamt für Ernährungssicherheit).

Literatur

Agrios GN, 1988. Plant Pathology Third Edition. Academic Press, San Diego

Häni FJ, Popow G, Reinhard H, Schwarz A, Voegeli U, 2008. Pflanzenschutz im nachhaltigen Ackerbau. Edition LMZ, 7. Auflage. 466 S.

Mathre DE, 1997. Compendium of Barley Diseases, Second Edition, APS Press: 90 S.

Obst A, Paul V, 1993. Krankheiten und Schädlinge des Getreides. Verlag Th. Mann: 184 S.