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Doctoral Thesis
2008
Biological control of Striga hermonthica (Del.) Benth. using formulated mycoherbicides under Sudan field conditions
Biological control of Striga hermonthica (Del.) Benth. using formulated mycoherbicides under Sudan field conditions
Abstract (English)
Striga hermonthica is a parasitic flowering plant belonging to the family Orobanchaceae. It is a root parasite that attacks sorghum, maize, millet and several grass weeds in the semi-arid Tropics. In Sudan, Striga is widespread in irrigated and rainfed areas and considered the main biotic constraint in production of sorghum, the main staple food for the majority of Sudanese people. More than 500,000 hectares under rainfed cultivation are heavily infested with Striga, which commonly results in significant yield losses of 70 ? 100%. It has become obvious that there is no simple, fast and inexpensive solution to the Striga problem in Africa. Biological control is considered a potential cost-effective and environmentally safe means for reducing weed populations in crops, forests, or rangelands where low profit margins prevent large herbicide expenditure.
Biological control using microorganisms (especially phytopathogenic fungi) showed a high efficacy in controlling S. hermonthica under controlled and field conditions. However, so far it did not come to practical field application. This could be attributed to environmental obstacles or due to the lack of appropriate delivery systems. The pathogenicity of two fungal isolates indigenous to Sudan (Fusarium nygamai [FN] and F. ?Abuharaz? [FA] isolate) against Striga has been studied using infected sorghum grains or a spore suspension as inoculum. These formulations were very effective in controlling Striga under controlled and natural conditions; however, a high level of fungal inoculum (approximately 800 kg ha-1 for the grain inoculum) would be required for effective control, which arises a lot of problems e.g. concerning sterilization and transportation. Such problems can be overcome by adopting an appropriate formulation technology. Granular formulations such as ?Pesta? and alginate pellets were found to be suitable delivery systems for controlling weeds. ?Pesta? granules are made by encapsulating bioagents in a gluten matrix. Alginate formulations are prepared by incorporating the biocontrol agent?s propagules in a sodium alginate solution, which is dripped to a calcium chloride or calcium gluconate solution. Alginate pellets are then formed by ionotrophic gelation.
The main objectives of this study were: (a) to study the efficacy of the two Fusarium species in controlling Striga under field conditions using ?Pesta? and alginate formulations, (b) evaluate the effect on sorghum yield, (c) determine the optimum dose of the formulated material, (d) investigate the persistence of the formulated fungal isolates in the soil, and (e) study the efficacy of seed treatments as an alternative delivery system. Furthermore, for environmental safety reasons the newly isolated F. ?Abuharaz? isolate was tested for its ability to produce some of the most important mycotoxins. Harvested sorghum seeds out of the fungus-treated plots were also investigated for their mycotoxins content.
A prerequisite to be able to formulate biocontrol fungi is the development of an inexpensive method of inoculum production that yields sufficient biomass containing viable, highly virulent propagules. Chlamydospores are the soil-persisting propagules of many Fusarium species and considered as ideal propagules to be used in granular formulations. For this reason, finding a medium suitable for the production of chlamydospores by the two Fusarium isolates was one of the specific objectives of this study. Different media were tested among them Special Nutrient-poor Broth (SNB) + yeast gave the highest number of chlamydospores (105 ml-1) in both isolates throughout the incubation period. However, both isolates generally did not form sufficient chlamydospores to be used within a bioherbicide formulation. Richard?s solution gave the highest number of microconidia (108 ml-1) after five days of incubation and hence it was selected as growth medium for formulation purposes throughout this study.
FN and FA were successfully formulated in ?Pesta? and alginate granules amended either with 10% wheat flour or 6% sorghum flour or yeast extract. Alginate granules generally gave higher numbers of colony forming units (cfu) per g of formulated material compared to ?Pesta?. Alginate preparations amended with 6% sorghum flour or yeast extract had significantly higher cfu compared to the alginate formulation using 10% wheat flour. Yeast extract amendment further increased the number of cfu by about 38 and 32% for FN and FA, respectively, compared to sorghum amendment.
In the first field experiment (2003/04), a screening for the suitable dose of ?Pesta? granules per planting hole to control Striga was conducted together with the investigation of a seed coating treatment as an alternative delivery system of the biocontrol agents. The ?Pesta? technology showed a potential to be used as a delivery system to control S. hermonthica under field conditions. Both ?Pesta?-formulated Fusarium isolates were able to delay Striga emergence, reduce the total number of Striga shoots and induce disease symptoms on all growth stages of Striga plants, irrespective to the dose and method of application used. The highest control efficacy was achieved by applying FA at 1.5g, which reduced the total number of parasite shoots by 82 % and the number of healthy Striga shoots by 88% compared to the untreated control. As a consequence, sorghum biomass and sorghum 100-seed weight were increased by 86 and 110%, respectively. FN and the combination of the fungal isolates were slightly less efficient in controlling the parasites. 1.5 g ?Pesta? granules per planting hole was found to be the optimum dosage for Striga management since increasing the dosage did not result in a significant improvement of control.
In the second season (2004/05), the efficacy of alginate formulations amended with 10% wheat flour applied at 1.5g/planting hole was evaluated in addition to the ?Pesta? formulation for controlling Striga under field conditions. Alginate granules were able to delay Striga incidence significantly and reduce the total number of Striga shoots by 64 ? 78 % compared to the control early in the season. In contrast to the first season, fungal isolates formulated in ?Pesta? granules had no pronounced effect on delaying Striga emergence, however, ?Pesta?-granulated Fusarium species were able to reduce the total number of Striga shoots by 42 ? 55 % compared to the control early in the season. By the end of the season, the effect of both formulations on the total number of Striga shoots became negligible, but they significantly increased disease incidence on Striga shoots compared to the untreated control. FA formulated in ?Pesta? or alginate pellets was especially effective in this regard, causing disease in 74 and 80% of the Striga plants and reducing the total number of healthy Striga shoots by 55 and 60% compared to the control, respectively. FA applied as ?Pesta? granules was the most effective treatment in reducing Striga biomass by 58 % compared to the control which was positively reflected in an increased sorghum grain yield (63%) and sorghum straw yield (73%) compared to the control.
The reduction of the efficacy of the ?Pesta? formulation in controlling Striga in the second season compared to the first season can probably be attributed to three reasons. These include a) climatic conditions, which differed from the first season in higher temperatures coupled with lower rainfall and low relative humidity, b) sodicity problems in the fields which might have affected the proliferation of the fungi in the soil and c) an inhibitory effect of the metabolites of the applied insecticide Sevin (active ingredient Carbaryl (1-naphthyl N-methylcarbamate)) on the virulence of soil fungi.
Furthermore, an outdoor pot experiment was conducted to study the efficacy of alginate formulations with different amendments (wheat flour, sorghum flour and yeast extract) in comparison to the ?Pesta? formulation and seed treatments on controlling Striga. In this experiment, FA formulated as ?Pesta? granules was the most effective treatment and successfully inhibited Striga emergence until the end of the season. This was reflected in a significantly increased sorghum plant height (by 80%) and sorghum shoot dry weight (400%) compared to the negative control. Fusarium species in alginate granules also delayed Striga emergence and reduced the total number of Striga throughout the growing season. The best efficacy was obtained by FA, which reduced the total number of Striga shoots by 71% (using 10% wheat flour) and 84% (6% sorghum flour or yeast extract) compared to the control. Likewise, it reduced the proportion of healthy Striga shoots by 71%, 88% and 84%, respectively, and Striga biomass by 50%, 81%, and 89%, respectively. Alginate formulations generally also significantly increased sorghum plant height by up to 80% and sorghum shoot dry weight by 200 to 400% compared to the control.
It can therefore be summarized that of the investigated fungal isolates and granular formulations FA formulated in ?Pesta? granules showed the best efficacy in controlling Striga under field and controlled conditions.
The ability of FA to produce trichothecene mycotoxins that could be a hazard to humans or animals was assessed from samples of the fungus growing on autoclaved wheat grains. Additionally, samples of harvested sorghum seeds from various plots inoculated with the biocontrol agents were investigated for the content of trichothecene mycotoxins. None of the following toxins were either produced by FA or translocated to harvested sorghum seeds under field conditions: nivalenol, fusarenon X, deoxynivalenol, 15-actetyldeoxynivalenol, scirpentriol, monoacetoxyscirpenol, diacetoxyscirpenol, T-2 triol, HT-2 toxin, T-2 toxin and neosolaniol.
A simple seed coating treatment using fine ?Pesta? granules and gum Arabic as adhesive material also showed a potential to control Striga in the first season experiment. It was able to reduce the total number of Striga shoots by more than 55% compared to the control. Consequently, sorghum biomass was increased by 54 ? 67% and sorghum100-seed weight by 70%. The effects were comparable to that caused by chemical control using 2,4-D.
To improve the efficacy of seed coating under field conditions for the second season experiments, the effect of five types of adhesive materials (2 types of cellulose, 2 types of organic polymers and a clay) on growth and sporulation of FA and FN were tested in solid and liquid media. Cellulose 1 and 2 were found to enhance radial growth of both isolates but did not increase sporulation in liquid media. Organic polymer 2 was found to retard both radial growth and sporulation of the two isolates. Organic polymer 1 and clay significantly enhanced the production of chlamydospores, especially by FA, compared to Richard?s solution alone or amended with the other tested materials. For this reason one of them was suggested to be used for seed coating in addition to Arabic gum. Sorghum seeds were coated by a private company (SUET Saat- und Erntetechnik GmbH, Eschwege, Germany), using air-dried fungal propagules fermented on 1.5 % (w/v) sorghum straw. Arabic gum was observed to give a better coverage of sorghum seeds and higher cfu per seed (4 x 104 [FA] and 19 x104 cfu [FN]) compared to the second adhesive material. Coating sorghum seeds with the biocontrol agents did generally not result in a significant reduction of Striga shoots in the field, but some of the seed-coating treatments were very efficient in inducing disease symptoms on Striga shoots. Especially FN coated with Arabic gum and FA applied to the seeds in fine ?Pesta? granules increased the proportion of diseased Striga shoots significantly compared to the control by 79%.
In the pot experiment, the fungal isolates applied as a seed coating neither resulted in a significant reduction of Striga shoots. Nevertheless, FA applied to sorghum seeds using the adhesive material provided by SUET reduced the total number of Striga plants by 52% compared to the control at the end of the season. FN in the same treatment significantly increased the proportion of diseased Striga by 77% at the end of the season. The effect of seed coating on increasing sorghum plant height and dry matter was lower than that caused by the granular formulations and not statistically significant compared to the control.
From the obtained results it can be concluded that both granular formulations applied to the planting holes and seed coating can be used as effective delivery systems for biocontrol fungi and can be adopted under field conditions to reduce Striga infestation. However, the granular formulations showed a higher efficacy in controlling Striga. Inoculum type and concentration as well as nutritional amendments to the formulations should be further optimized in future investigations.
Abstract (German)
Striga hermonthica ist eine parasitische Blütenpflanze aus der Familie der Orobanchaceae. Sie ist ein Wurzelparasit und befällt Sorghum, Mais, Hirse und ver- schiedene Gräser in den semiariden Tropen. Im Sudan ist Striga im Bewässerungs- und Regenfeldbau weit verbreitet und gilt als wichtigster biotischer Begrenzungsfaktor bei der Produktion von Sorghum, dem Hauptnahrungsmittel für die Mehrheit der sudanesischen Bevölkerung. Mehr als 500.000 Hektar des im Regenfeldbau kultivierten Ackerlands sind stark mit Striga befallen, was in der Regel Ertragsverluste von 70 bis 100% zur Folge hat. Mittlerweile ist deutlich geworden, dass es für das Striga-Problem in Afrika keine einfache, schnelle und billige Lösung gibt.
Biologische Kontrolle gilt als ein potentiell kostengünstiges und umwelt- freundliches Instrument, um Unkrautpopulationen in Ackerkulturen, Wäldern oder Weideland, wo niedrige Gewinnspannen einen hohen Herbizideinsatz unmöglich machen, zu regulieren. Die biologische Kontrolle von S. hermonthica mit Mikro- organismen (v.a. phytopathogenen Pilzen) erwies sich in bisherigen Untersuchungen als effektiv. Bis jetzt wird allerdings kein derartiges Verfahren in der Praxis genutzt, was unter anderem auf den Mangel an geeigneten Formulierungs- und Applikationssystemen zurückzuführen ist. Die Pathogenität zweier Fusarium-Isolate aus dem Sudan (Fusarium nygamai (FN) und Fusarium ?Abuharaz? (FA)-Isolat) gegenüber Striga wurde mit Hilfe infizierter Sorghumkörner oder einer Sporensuspension als Inokulum untersucht. Mit diesen Formulierungen wurde Striga sehr effektiv unter kontrollierten und Freilandbedingungen bekämpft, allerdings wurden für eine ausreichende Kontrolle sehr große Mengen an Inokulum (etwa 800 kg ha-1 infizierte Sorghumkörner) benötigt. Dies würde für einen großflächigen Einsatz beispielsweise hinsichtlich Sterilität und Transport sehr problematisch werden, daher ist die Entwicklung einer angepassten Formulierungstechnologie unumgänglich. Granuläre Formulierungen wie ?Pesta? oder Alginat-Pellets können für die biologische Unkrautbekämpfung geeignet sein. ?Pesta?-Granulate werden durch Einkapseln der biologischen Gegenspieler in eine Glutenmatrix hergestellt. Für die Produktion von Alginat-Pellets wird das Inokulum in eine Natriumalginatlösung eingebracht, die in Calciumchlorid oder -gluconat ein- getropft wird. Die Pellets enstehen dann durch ionotrophe Gelbildung.
Die Hauptziele der vorliegenden Arbeit waren: a) die Effizienz der zwei Fusarium-Isolate formuliert als ?Pesta?-Granulate oder Alginat-Pellets hinsichtlich ihrer Wirkung auf Striga unter Feldbedingungen zu untersuchen; (b) den Effekt auf den Sorghumertrag zu evaluieren; (c) die optimale Dosis des formulierten Materials zu bestimmen; (d) die Persistenz der formulierten pilzlichen Isolate im Boden zu beobachten; und (e) die Effizienz von Saatgutbehandlungen als alternative Applikationsform zu untersuchen. Hinsichtlich der Umweltverträglichkeit der potentiellen Produkte wurde das erst kürzlich isolierte F. ?Abuharaz? auf seine Eigenschaft getestet, einige der wichtigsten Mykotoxine zu produzieren. Geerntete Sorghumkörner aus den Fusarium-Behandlungen im Feldversuch wurden ebenfalls hinsichtlich ihres Mykotoxingehaltes überprüft.
Eine Voraussetzung für die Formulierung von biologischen Gegenspielern ist die Entwicklung einer preiswerten Methode zur Produktion von Inokulum, die es ermöglicht, ausreichend pilzliche Biomasse mit lebensfähigen, virulenten Vermehrungseinheiten zu gewinnen. Chlamydosporen sind die Überdauerungs-formen vieler Fusarium-Arten und werden als ideale Sporenform für die Herstellung von Festformulierungen betrachtet. Daher war eines der speziellen Ziele dieser Arbeit, ein Medium zu finden, das die beiden untersuchten Fusarium-Isolate zur Chlamydosporenproduktion anregt. Verschiedene Flüssigmedien wurden getestet, von denen SNB (Special Nutrient-poor Broth) plus Hefe bei beiden Isolaten die besten Ergebnisse erzielte (105 Chlamydosporen ml-1). Diese Anzahl war jedoch noch zu gering, um für die Weiterverarbeitung in einer Formulierung in Frage zu kommen. Die höchste Anzahl an Mikrokonidien nach 5 Tagen Inkubationszeit (108 ml-1) wurde in Richard?s Medium gebildet, daher wurde dieses während der ge- samten Arbeit als Wachstumsmedium für die Pilze verwendet.
FN und FA wurden erfolgreich sowohl in ?Pesta?-Granulate als auch in Alginat-Pellets (angereichert mit 10% Weizenmehl oder 6% Sorghummehl oder Hefeextrakt) formuliert. Alginat-Pellets zeigten durchweg eine höhere Anzahl von ?colony forming units? (cfu) pro g formuliertem Material verglichen mit den ?Pesta?-Granulaten. Die Alginat-Formulierungen mit 6% Sorghummehl oder Hefeextrakt hatten signifikant höhere cfu verglichen mit den Pellets mit Zusatz von 10% Weizenmehl. Der Zusatz von Hefeextrakt erhöhte die Anzahl der cfu pro g nochmals um 38% (FN) und 32% (FA) gegenüber dem Zusatz von Sorghummehl.
Im ersten Feldversuch (2003/2004) wurde ein Screening für eine effektive Dosis der ?Pesta?-Granulate durchgeführt, zusätzlich wurde die Saatgutbehandlung als alter- native Applikationsmethode der biologischen Gegenspieler getestet. Die ?Pesta?-Formulierung erwies sich als geeignet für die Applikation der Fusarium-Isolate. In dieser Formulierung verzögerten beide Isolate den Auflauf der Striga-Pflanzen, ver- ringerten die Gesamtanzahl der Sprosse und induzierten Krankheitssymptome an allen Stadien der Parasiten, unabhängig von der eingesetzten Dosis. Die höchste Kontrolleffizienz wurde nach der Applikation von FA mit 1.5 g pro Pflanzloch erzielt: die Gesamtanzahl der Striga-Sprosse gegenüber der unbehandelten Kontrolle wurde um 82% und die Anzahl der gesunden Striga-Sprosse um 88 % reduziert. Dies hatte eine Erhöhung der Sorghum-Biomasse und des 100-Korn-Gewichts von Sorghum um 86% bzw. 110% zur Folge. FN und die Kombination beider Fusarium-Isolate kontrollierten das parasitische Unkraut mit einer leicht geringeren Wirksamkeit. 1.5 g ?Pesta?- Granulat pro Pflanzloch erwies sich als ausreichende Dosis für das Striga- Management, da durch Erhöhung der Dosierung keine weitere Wirksamkeits- steigerung erzielt werden konnte.
In der zweiten Feldversuchsperiode (2004/2005) wurde zusätzlich zu den ?Pesta?-Granulaten die Effizienz der Alginatformulierungen mit 10 % Weizenmehl in einer Dosis von 1.5 g pro Pflanzloch untersucht. Die Alginat-Pellets konnten den Striga-Befall signifikant verzögern und reduzierten die Anzahl der Sprosse anfangs um 64-78% gegenüber der unbehandelten Kontrolle. Im Gegensatz zum ersten Versuch verzögerten die pilzlichen Isolate in ?Pesta?-Granulaten das Auflaufen von Striga nicht signifikant, allerdings konnten sie die Anzahl der Sprosse anfangs um 42-55% gegenüber der Kontrolle reduzieren. Am Ende der Vegetationsperiode wurde der Effekt beider Formulierungen auf die Anzahl der Striga-Sprosse vernachlässigbar gering, aber sie erhöhten signifikant den Anteil erkrankter Sprosse im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle. FA in Alginat-Pellets oder als ?Pesta? war in dieser Hinsicht besonders effektiv, das Isolat verursachte bei 74 und 80% der Sprosse Krankheits- symptome und konnte so die Anzahl gesunder Sprosse um 55 und 60% gegenüber der Kontrolle reduzieren. FA in ?Pesta? war auch die effektivste Behandlung hinsichtlich der Reduktion der Striga-Biomasse (58% im Vergleich zur Kontrolle), was sich positiv in einem erhöhten Korn- (63%) und Strohertrag (73%) bei der Wirts- pflanze auswirkte.
Die Unterschiede in der Kontrolleffizienz der ?Pesta?-Formulierung zwischen den bei- den Versuchsjahren sind möglicherweise auf drei Gründe zurückzuführen. Zum einen unterschieden sich die Klimabedingungen zwischen beiden Jahren, im zweiten Versuchsjahr herrschten deutlich höhere Temperaturen in Verbindung mit weniger Niederschlägen und einer geringeren relativen Luftfeuchtigkeit. Zum anderen traten im Feld im zweiten Versuchsjahr größere Probleme mit hoher Natriumsättigung des Bodens auf, was die Vermehrung der Pilze im Boden beeinträchtigt haben könnte. Zum dritten könnten sich die Abbauprodukte des applizierten Insektizids Sevin (Carbaryl (1-naphthyl N-methylcarbamat)) negativ auf die Virulenz der Isolate aus- gewirkt haben.
Zusätzlich wurde ein Freiland-Topfversuch durchgeführt, um die Effizienz der Alginat-Formulierungen mit verschiedenen Zusätzen (Weizenmehl, Sorghummehl und Hefe- extrakt) hinsichtlich der Striga-Kontrolle im Vergleich mit der ?Pesta?-Formulierung und den Saatgutbehandlungen zu untersuchen. In diesem Versuch war die Applikation von FA in ?Pesta?-Granulaten die effektivste Behandlung und verhinderte das Auflaufen von Striga bis zum Ende der Vegetationsperiode. Dies spiegelte sich in signifikant höheren Wirtspflanzen (um 80%) und erhöhtem Sorghum-Spross- trockengewicht (400%) gegenüber der negativen Kontrolle wider. Die Fusarium-Isolate in Alginat-Pellets verzögerten ebenfalls das Auflaufen von Striga und reduzierten die Anzahl der Striga-Sprosse während der gesamten Vegetationsperiode. Die höchste Effizienz wurde dabei wiederum von FA erzielt, das die Anzahl der Sprosse um 71% (mit 10% Weizenmehl) oder 84% (6% Sorghummehl oder Hefeextrakt) verringerte. Desgleichen wurde der Anteil gesunder Sprosse um 71%, 88% und 84% und die Striga-Biomasse um 50%, 81% und 89% reduziert. Die Applikation der Alginat-Formulierungen erhöhte grundsätzlich auch die Wirtspflanzenhöhe um bis zu 80% und die Sprosstrockenmasse um 200 bis 400% gegenüber der Kontrolle.
Es kann zusammenfassend festgestellt werden, dass von allen getesteten Isolaten und Formulierungen FA in ?Pesta?-Granulaten die höchste Kontrolleffizienz sowohl im Freiland als auch unter kontrollierten Bedingungen aufwies.
Die Fähigkeit von FA, Mykotoxine der Klasse der Trichothecene zu bilden, die eine Gefahr für Mensch oder Tier darstellen, wurde anhand von Proben des Pilzes, der dazu auf autoklavierten Weizenkörnern angezogen wurde, überprüft. Zusätzlich wurden Proben des geernteten Sorghums aus verschiedenen Parzellen im Feld, die mit Fusarium spp. inokuliert worden waren, hinsichtlich ihres Trichothecen-Gehalts überprüft. FA produzierte keine der im folgenden aufgelisteten Toxine und sie wurden ebenfalls nicht in den im Feld produzierten Körnern nachgewiesen: Nivalenol, Fusarenon X, Deoxynivalenol, 15-actetyldeoxynivalenol, Scirpentriol, Monoacetoxyscirpenol, Diacetoxyscirpenol, T-2 Triol, HT-2 Toxin, T-2 Toxin und Neosolaniol.
Eine einfache Behandlung des Sorghumsaatgutes mit feinen ?Pesta?-Granulaten und Gummi arabicum als Kleber zeigte in der ersten Feldsaison ebenfalls viel- versprechende Ergebnisse hinsichtlich der Striga-Kontrolle. Die Anzahl der Striga-Sprosse wurde dadurch um mehr als 55% gegenüber der Kontrolle reduziert, was ein Ansteigen der Sorghum-Biomasse um 54 bis 67% und des 100-Korn-Gewichtes um 70% zur Folge hatte. Diese Effekte waren vergleichbar mit denen der chemischen Bekämpfung mit 2,4-D.
Um für die zweite Feldsaison die Effektivität der Saatgutbehandlung zu verbessern, wurde der Effekt von 5 verschiedenen Klebern (zwei Arten Cellulose, zwei organische Polymere und ein Ton) auf das Wachstum und die Sporulation von FA und FN auf festem und in flüssigem Medium getestet. Cellulose 1 und 2 wirkten sich beide positiv auf das radiale Wachstum der Isolate aus, hatten aber keinen Einfluss auf die Sporulation im Flüssigmedium. Eines der organischen Polymere reduzierte sowohl das radiale Wachstum als auch die Sporulation der beiden Pilze. Das andere Polymer und der Ton erhöhten dagegen signifikant die Produktion von Chlamydo- sporen besonders durch FA, verglichen mit der Produktion in Richard?s Medium allein oder unter Zusatz der anderen Klebematerialien. Aus diesem Grund wurde eines dieser Materialien zusätzlich zu Gummi arabicum als Kleber für die zweite Feldsaison verwendet. Die Behandlung des Saatguts wurde von der Firma SUET Saat- und Erntetechnik GmbH, Eschwege, Deutschland, mit luftgetrockneten pilzlichen Ver- mehrungseinheiten aus einer Fermentation auf 1.5 (w/v) Sorghumstroh durchgeführt. Gummi arabicum erzielte eine bessere Bedeckung der Samen und eine höhere An- zahl von cfu pro Samenkorn (4 x 104 (FA) und 19 x 104 (FN)) im Vergleich zum zweiten verwendeten Kleber. Die Saatgutbehandlungen führten in der zweiten Saison nicht zu einer signifikanten Reduktion der Anzahl der Striga-Sprosse im Feld, aber einige der Behandlungen erzeugten hohe pilzliche Befallsraten bei den Sprossen. Besonders FN plus Gummi arabicum und FA als feine ?Pesta?-Granulate auf den Samenkörnern erhöhten den Anteil der erkrankten Sprosse im Vergleich zur Kontrolle signifikant um 79%.
Im Topfversuch führten die Saatgutbehandlungen ebenfalls nicht zu einer signifi- kanten Reduktion der Sprossanzahl. FA mit dem Kleber der Firma SUET konnte aber die Anzahl der Striga-Sprosse zu Versuchsende um 52% gegenüber der Kontrolle verringern. FN in derselben Behandlung erhöhte den Anteil erkrankter Sprosse signifikant um 77%. Der Effekt der Saatgutbehandlungen auf die Höhe und Trocken- masse der Wirtspflanze war geringer als der von den Festformulierungen verursachte und nicht statistisch signifikant im Vergleich zur Kontrolle.
Aus den Ergebnissen kann man zusammenfassend schließen, dass sowohl das Aus- bringen beider Festformulierungen ins Pflanzloch als auch die Saatgutbehandlung als Applikationssysteme für die biologischen Gegenspieler geeignet sind und für den Einsatz zur Striga-Kontrolle unter Feldbedingungen übernommen werden können. Allerdings zeigten die Festformulierungen eine bessere Effektivität als die Saatgut- behandlungen. Die Art und Konzentration des formulierten Inokulums sowie mögliche Zusätze zur Formulierung müssen in zukünftigen Untersuchungen weiter optimiert werden.
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Faculty of Agricultural Sciences
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Institute for Plant Production and Agroecology in the Tropics and Subtropics
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2008-01-07
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English
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630 Agriculture
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@phdthesis{Zahran2008,
url = {https://hohpublica.uni-hohenheim.de/handle/123456789/5130},
author = {Zahran, Eldur},
title = {Biological control of Striga hermonthica (Del.) Benth. using formulated mycoherbicides under Sudan field conditions},
year = {2008},
school = {Universität Hohenheim},
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