Abstract

Zymoseptoria tritici este agentul cauzal al uneia dintre cele mai devastatoare boli foliare ale grâului din Uniunea Europeană: Septoria tritici Blotch (STB). Este, de asemenea, un agent patogen remarcabil al grâului cultivat în climă temperată din întreaga lume. În acest comentariu, subliniem importanța STB pentru grâu în UE. Pentru a înțelege mai bine STB, este necesar să se ia în considerare cultura gazdă, agentul patogen fungic și mediul lor comun. Aici, luăm în considerare ciuperca în sine și interacțiunea ei cu gazda sa și apoi ne concentrăm pe o imagine de ansamblu mai agricolă a impactului STB asupra grâului. Luăm în considerare factorii climatici și meteorologici care influențează răspândirea și severitatea acestuia, facem aluzie la practicile agricole care pot atenua sau îmbunătăți impactul acestuia asupra randamentelor culturilor și evaluăm importanța economică a grâului ca cultură pentru hrană și hrană pentru animale în Marea Britanie și UE. În cele din urmă, estimăm costul bolii STB pentru agricultura UE.

1. Introducere

Septoria tritici Blotch (STB) prezintă o provocare gravă și persistentă pentru grâul cultivat în climă temperată din întreaga lume. Această amenințare a declanșat un efort intens de cercetare pentru a evalua practicile actuale de combatere a bolilor și pentru a căuta noi strategii de control. În ciuda importanței economice imense a acestui agent patogen (conținut în acest articol și în Torriani și colab., 2015), faptele solide din publicațiile revizuite de colegi cu privire la pierderile de randament sau, într-adevăr, implicațiile financiare ale bolii sunt greu de găsit. De exemplu, pierderile publicate datorate bolii STB înregistrate într-un studiu special într-o regiune geografică definită au devenit larg adoptate în literatura de specialitate ca fiind relevante pentru pierderile din toate regiunile lumii (Eyal și colab., 1973, 1987). Astfel de extrapolari nu ar trebui să constituie baza pentru luarea deciziilor economice, politice și agricole. Prin urmare, în acest articol ne-am propus să colecționăm toate informațiile disponibile, colectate din publicații științifice evaluate de colegi, baze de date și site-uri web accesibile publicului, pentru a picta o imagine mai realistă a importanței STB în Europa. Sperăm că aceste informații combinate oferă o bază solidă cu care putem evalua provocarea bolii STB în Europa.

2. Importanța grâului ca cultură a UE

Grâul este cea mai cultivată cultură din lume. Recoltele globale au atins 705 de milioane de tone metrice (mmt) în 2013-2014 (www.agrimoney.com/). În cadrul UE, grâul avansează de la poziția sa mondială de a doua cea mai importantă cultură alimentară (după orez) la statutul de cea mai importantă cereală. În 2013/2014, diferitele țări din UE au produs peste 143 mmt de grâu; aproximativ 15% mai mult decât China, 35% mai mult decât India și 60% mai mult decât SUA (calcule bazate pe www.fao.org/worldfoodsituation/en/). Dintre diferitele state membre ale UE, Franța și Germania sunt cei mai mari producători de grâu, recoltând aproximativ 26% și respectiv 17% din totalul UE, Marea Britanie strângând în jur de 8,5% (Tabelul 1). În ultimii 10 ani, tonajul metric al UE a crescut cu 23%, în timp ce, în aceeași perioadă, tonajul SUA a scăzut cu aproximativ 8% (faostat3.fao.org/).

tabelul 1

Recoltarea și valoarea grâului în cele 3 națiuni principale din UE care cultivă grâu.

GRÂU - (recolta 2013) FranțaGermaniaUK
Hectare plantate (milioane)4,953.11,63
Randament: tone la hectar7.487.4
Recolta totală (m tone)3724.912.1
Valoare pe tonă (euro)195195195
Valoarea economiei țării numite (milioane de euro)720049002400

Date de la: Analist Agritel; Agri.eu/wheat-market; Farming-statistics @ defra; Ministerul Federal al Alimentației și Agriculturii; Indicele internațional de grâu al consiliului de cereale; Agrimoney.

În prezent, UE exportă până la 15% din recolta sa (ec.europa.eu/agriculture/cereals) și această cifră crește anual. Boabele de grâu cultivate în UE oferă calorii pentru produsele alimentare umane (mai puțin de o treime din recoltare) și hrana pentru animale (aproximativ două treimi din recoltare). Grâul este, de asemenea, cultivat pentru distilarea alcoolului, ca materie primă pentru biocombustibili, iar paia de grâu este folosită pentru așternutul și furajele pentru animale, acoperișul cu acoperiș și coșul.

3. Zymoseptoria tritici ca o amenințare la adresa producției de grâu

bolii

Spori pentru picnidiu. (a) Exemplu de imagine a sporilor maturizați într-un picnidiu (20 zile după infecție, Z. tritici IPO323 care exprimă e-GFP citosolic (Kilaru și colab., 2015) pe cv Galaxie de grâu; microscopie confocală cu contracolorare cu iodură de propidiu); 12 spori pot fi numărați în aproximativ jumătate din lungimea picnidiului, dând ∼25 spori de-a lungul lungimii. (b) Exemplu de imagine (ca a) care prezintă un picnidiu la 21 dpi cu măsurători care arată că lungimea/lățimea este de aproximativ 1,6 ×. Picnidiosporii aproximativ circulari sunt astfel produși într-o elipsă cu lungimea 25 și lățimea 15,6 (spori), dând o secțiune transversală de aproximativ 300 de spori pe picnidiu.

4. Factorii de mediu și impactul acestora asupra importanței unui Zymoseptoria tritici ca agent patogen al grâului

Datorită importanței economice a STB-urilor, s-au făcut diverse încercări de a înțelege și de a modela efectele vremii asupra incidenței acestei boli (Gladders și colab., 2001; Pietravalle și colab., 2003). Ca urmare, factorii care modifică șansa unei epidemii de STB sunt destul de bine înțelese. Deoarece Z. tritici necesită o suprafață umedă a frunzei pentru o infecție reușită și este răspândit pe tot acoperișul culturii prin stropi de ploaie, frecvența fie a zilelor foarte umede (> 10 mm precipitații), fie a zilelor umede consecutive (trei zile cu cel puțin 1 mm ploaie) pe parcursul creșterii timpurii a recoltei de grâu s-a constatat că are o importanță majoră în prezicerea focarelor (hgca.com/publications/documents/7_2010_foliar_diseases.pdf). În mod similar, frecvența fluctuațiilor meteorologice este importantă, cu temperaturi sub -2C în primele etape ale creșterii, reducând riscul de STB pentru grâul de iarnă în Marea Britanie. și Beest și colab. (2009a, b) au extins recent astfel de modele bazate pe vreme (Coakley și colab., 1985; Shaw și Royle, 1993; Pietravalle și colab., 2003) pentru a ține seama de riscul economic și de mediu - costurile plantării semințelor rezistente și aplicând diferite doze de fungicid pe perioada de creștere. Acest model informează alegerea dintre cultivatorii de grâu atât pentru a orienta, cât și pentru a reduce costurile de gestionare a STB (te Beest și colab., 2009b).

În cele din urmă, practicile agricole și modelele meteorologice modificate vor influența severitatea bolii STB. În primul rând, tendința actuală de însămânțare mai timpurie a grâului de toamnă în Marea Britanie, adică în septembrie și nu în noiembrie sau decembrie (HGCA), va crește probabil provocările prezentate de STB. Răsadurile de la începutul toamnei semințe plantate vor suporta temperaturi mai favorabile stabilirii infecției și vor fi expuse la precipitații suficiente pentru a facilita răspândirea picnidiosporilor. În plus, această modificare va modifica perioada în care ascosporii trebuie să supraviețuiască pe miriști între culturi. Acest lucru ar putea fi important - de exemplu, Daamen și Stol (1992) au sugerat că supraviețuirea ascosporei ar putea juca un rol important în determinarea severității epidemiei ulterioare. În al doilea rând, și invers, schimbările climatice pot reduce severitatea STB. Proiecțiile făcute pentru trei regiuni diferite ale Franței sugerează o reducere de 2-6% a severității STB Gouache și colab. (2013). Extrapolarea acestor constatări în toate zonele de creștere a grâului este totuși împiedicată de incertitudini cu privire la efectele locale ale schimbărilor climatice asupra zonelor geografice specifice.

5. Pierderi și riscuri viitoare

Tabelul 1 detaliază valoarea recoltei de grâu pentru economiile individuale ale celor trei țări principale ale UE care cultivă grâu. Grâul valorează câteva miliarde de euro pentru Franța (7,2 miliarde de euro: 8,5 miliarde de dolari), Germania (4,9 miliarde de euro: 5,8 miliarde de dolari) și Marea Britanie (2,4 miliarde de euro: 2,8 miliarde de dolari).

masa 2

Valoarea pierderilor datorate utilizării STB și fungicide pe an în principalele țări din UE care cultivă grâu.