Effect of benomyl on soil fungi associated with rye. 1. Effect on the incidence of sharp eyespot caused by Rhizoctonia cerealis

Abstract

Effects of benomyl on incidence of pathogens affecting the culm base of rye were studied in field trials and growth chamber experiments. Spraying of the crop with the fungicide at a high dosage (2.4 kg.ha⁻¹) resulted in a tenfold increase of sharp eyespot caused byRhizoctonia cerealis and reduced foot rot symptoms caused by fusaria by 50%. In a field trial at a low dosage (0.24 kg.ha⁻¹) a slight increase of sharp eyespot was observed. In one year, probably because of wet conditions during the infection period, sharp eyespot did not occur in either benomyl-treated or untreated plots, but eyespot caused byPseudocercosporella herpotrichoides was abundant. Its occurrence was reduced from 74% affected culm bases in untreated plots to 8% and 1% in plots that received 0.24 and 2.4 kg.ha⁻¹ of the fungicide, respectively.

In growth chambers seedlings were grown in two sandy soils inoculated withR. cerealis. The soil was kept dry at about 35% of the moisture holding capacity. In plots with benomyl (1 mg.kg⁻¹; moisture content 11% of fresh weight), fewer seedlings emerged than in plots without the fungicide. This result was highly significant (P<0.01) for one soil but not for the other. The number of seedlings that remained free of disease symptoms was higher (P<0.01) in untreated than in fungicide-treated plots of both soils.

Isolates of pathogens obtained from diseased culms were tested for their sensitivity to benomyl. Growth of all of them includingR. cerealis was inhibited, although not always completely suppressed, at 10 μg.ml⁻¹ on potato-dextrose agar. ED₅₀ values of most isolates ofR. cerealis were between 2.2 and 3.1 μg.ml⁻¹. The fungus was slightly but consistently less sensitive thanF. culmorum. Mycelial growth ofF. nivale was appreciably more sensitive than that of the otherFusarium spp. from cereals.P. herpotrichoides andF. nivale were the most sensitive pathogens tested with ED₅₀ values of <1 μg.ml⁻¹. Accordingly,F. nivale was absent on culms from treated plots. In a growth chamber experiment, seedlings were protected from infection by supplying the fungicide (1 mg.kg⁻¹) to previously inoculated soil.

In a laboratory assay the effect of benomyl on microbial antagonism toR. cerealis was estimated for rhizosphere soil. Enhanced incidence of sharp eyespot in treated crops was associated with adverese effects of the fungicide on microbial antagonism. There is presumptive evidence thatR. cerealis is suppressed by bacteria after wet periods during the vegetation period of the crop and by fungi after dry periods. Only fungal antagonism, which may be less effective, is affected by benomyl. The response to benomyl of the microflora in different soils varied. Reasons for this inconsistency are suggested.

Samenvatting

In veldproeven en in een klimaatkamer werd de invloed van benomyl op het optreden van voetziekten in rogge onderzocht. In veldjes die bespoten waren met een hoge dosis van het fungicide (in totaal 2.4 kg.ha⁻¹) bleken tienmaal zoveel halmen met scherpe oogvlekken, veroorzaakt doorRhizoctonia cerealis, voor te komen dan in onbespoten veldjes. Daarentegen was voetrot veroorzaakt doorFusarium-soorten met 50% verminderd. In een volgende veldproef, waarbij een voor de praktijk geadviseerde dosis (0.24 kg.ha⁻¹) was toegepast, werd een lichte toename van scherpe oogvlekken waargenomen.

In een ander jaar trad scherpe oogvlekkenziekte in het geheel niet op, ook niet in met benomyl behandelde veldjes. De vochtige omstandigheden tijdens de infectieperiode zijn daarvan waarschijnlijk de oorzaak. Daarentegen werd de oogvlekkenziekte, welke doorPseudocercosporella herpotrichoides werd veroorzaakt, veel aangetroffen. In de onbehandelde veldjes waren 74% van de halmen aangetast tegen 8 en 1% in de veldjes die met het fungicide waren behandeld in doseringen van 0.24 en 2.4 kg.ha⁻¹.

De invloed van het fungicide op de aantasting van kiemplanten werd in klimaatkamerproeven onderzocht. Daartoe werden twee zandgronden metR. cerealis geënt. De grond werd droog gehouden (op 35% van het waterhoudend vermogen). In grond met fungicide (1 mg.kg⁻¹) was de opkomst minder dan in grond zonder fungicide. Dit was zeer significant (P<0.01) voor één van de beide zandgronden, maar niet voor de andere. Het aantal gezonde kiemplanten was in beide gevallen duidelijk hoger (P<0.01) voor de onbehandelde grond.

De isolaten van ziekteverwekkers uit aangetaste halmen werden op hun gevoeligheid voor het fungicide getoetst. Op aardappel-glucoseagar werden alle isolaten in hun groei geremd bij een benomyl-concentratie van 10 μg.ml⁻¹.R. cerealis was iets minder gevoelig danF. culmorum. Voor het overgrote deel van de isolaten vanR. cerealis lag de ED₅₀ waarde tussen 2,2 en 3,1 μg.ml⁻¹. De myceliumgroei vanF. nivale werd meer geremd dan die van de andereFusarium-soorten.P. herpotrichoides enF. nivale waren met een ED₅₀ waarde van <1 μg.m.⁻¹ de gevoeligste pathogenen die uit de halmvoeten werden geïsoleerd. Dat de populatie vanF. nivale in benomylhoudende grond wordt onderdrukt, blijkt uit (1) het feit dat de schimmel niet voorkwam op halmen uit behandelde veldjes en (2) de bescherming tegen infectie van kiemplanten als aan de besmette grond fungicide (1 mg.kg⁻¹) was toegevoegd.

In laboratoriumproeven werd de invloed van benomyl op het microbiële antagonisme in rhizosfeergrond tegenR. cerealis bepaald. Een toename in het optreden van scherpe oogvlekkenziekte in behandelde gewassen bleek gepaard te gaan met een remming van het antagonisme tegen de ziekteverwekker. Er zijn sterke aanwijzingen datR. cerealis na vochtige perioden tijdens de vegetatieperiode door bacteriën wordt onderdrukt en na droge perioden door schimmels. Het antagonisme van de laatste groep lijkt minder effectief te zijn en alleen dit antagonisme wordt door benomyl verlaagd. Tenslotte wordt een mogelijke oorzaak aangegeven voor de ongelijke respons op het fungicide van het microbieel antagonisme in verschillende gronden.