<i>Ulocladium atrum</i> as an antagonist of grey mould (<i>Botrytis cinerea</i>) in Grapevine

Abstract

Plant diseases inhibiting cultivation of crops are typical of intensive agriculture and plant protection measures with frequent applications of pesticides are therefore required. Problems occur by using chemical pesticides: e.g. development of resistance to pesticides and side-effects on beneficials and the environment, which calls for new strategies of crop protection. <i>Botrytis cinerea</i> (Pers.), one of the main pathogens in grapevine, <i>Vitis vinifera </i>L., is capable of infecting leaves, stems, flowers and fruits and reduces quality and quantity of yield. The saprophytic hyphomycet <i>Ulocladium atrum</i> (Pers.) proved to be antagonistic to <i>B. cinerea</i> in some crops, reducing growth and sporulation of the pathogen by competition for nutrients and space, limiting the epidemic spread of <i>B. cinerea</i> on plants and within the crop. <br /> The efficacy of <i>U. atrum</i> for biological control of grey mould in grapevine was assessed under controlled conditions and in field studies. The antagonist reduced the development of <i>B. cinerea in vitro</i> and on necrotic and healthy grapevine leaf material, respectively. <i>U. atrum</i> reduced spore production of the pathogen on mature grapevine berries as well as sporulation of sclerotia. Competition for nutrients and space proved to be the principal mode of action. The antagonist showed, similar to the pathogen, an ecological fitness persisting unfavourable climatic conditions under controlled conditions and in field experiments. Moreover, a low sensitivity of <i>U. atrum</i> to many pesticides enabled an integration of the antagonist into conventional crop protection measures. Direct combination with some pesticides as tank mixture resulted in a lower vitality of the antagonist and therefore reduced its efficacy. Nonetheless, alternating treatments with pesticides and the biocontrol agent are a potential strategy to enrich strategies of integrated crop protection. <br /> Large-scale experiments on biological control of grey mould by <i>U. atrum</i> were carried out in white grapes in 1997-99 in three German vine-growing areas. Three to four applications of the antagonist reduced <i>B. cinerea</i> effectively on plant tissue during the season and on berries at harvest. Furthermore, a reduced air-load of <i>B. cinerea</i> conidia was measured before vintage in 1997. This indicates that an effect of <i>U. atrum</i> could be enhanced when the antagonist is applied over a much larger area. The potential of this biocontrol agent was shown applied alone or combined with botryticides. In all three seasons with low to moderately high disease pressure, grey mould was reduced by <i>U. atrum</i> alike chemical botryticide treatments. Nonetheless, at a high disease pressure of grey mould, an integrated approach together with chemical control and biological control measures should be envisioned. Negative effects of <i>U. atrum</i> were observed neither on plants, inflorescences and berries nor on vinification. Hence, the antagonist provides a suitable biocontrol agent for grey mould in grapevine, and it can be used in both, biological and integrated crop protection.

<i><strong>Ulocladium Artum</strong></i><strong> als Antogonist der Graufäule (<i>Botrytis Cinerea</i>) an Weinreben</strong><br /> Wie bei allen intensiv bewirtschafteten Kulturpflanzen erschweren Krankheiten auch den Anbau von Weinreben, <i>Vitis vinifera </i>L.; ein Verzicht auf Pflanzenschutz kann schon nach wenigen Jahren die Pflanzen so sehr schwächen, dass ein Totalverlust des Bestandes möglich ist. Jedoch können auch Probleme bei dem Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitteln auftreten, wie zum Beispiel das Auftreten von Resistenzen gegenüber diesen Pestiziden, was nach neuen Bekämpfungsstrategien verlangt. Eines der bedeutendsten Rebenpathogene ist <i>Botrytis</i> <i>cinerea</i> (Pers.), das vegetative und generative Pflanzenteile befällt und so zu einem quantitativen und qualitativen Verlust führt. Der saprophytisch lebende Hyphomycet <i>Ulocladium atrum</i> (Pers.) zeigte sich in einigen Kulturen als Antagonist von <i>B. cinerea</i>. Als Konkurrent um Nährstoffe und Raum verringerte <i>U. atrum</i> das Wachstum und die Sporenbildung des Pathogens und reduzierte so die epidemische Ausbreitung von <i>B. cinerea </i>auf den Pflanzen und im Bestand. <br /> Die Effizienz von <i>U. atrum</i> gegenüber der Graufäule an Weinreben wurde unter kontrollierten Bedingungen und im Freiland untersucht. Der Antagonist reduzierte die Entwicklung von <i>B. cinerea in vitro</i> und auf nekrotischen und gesunden Blättern. <i>U. atrum</i> verminderte die Sporenproduktion des Pathogens, ausgehend von infizierten reifen Beeren oder Sklerotien. Der hauptsächliche Wirkmechanismus bei diesen Interaktionen war Nährstoffkonkurrenz. Der Antagonist zeigte sich gut an die ungünstigen Umweltbedingungen der Phyllossphäre angepasst und wies eine geringe Sensitivität gegenüber im Weinbau üblichen Pestiziden auf; in beiden Bereichen war die ökologische Fitness von <i>U. atrum</i> besser als die des Pathogens, was wichtig für eine erfolgreiche Konkurrenz ist. Eine direkte Kombination mit einigen Pflanzenschutzmitteln in einer Tankmischung führte jedoch zu einer reduzierten Vitalität des Antagonisten und dadurch bedingt zu einem Verlust an Wirksamkeit gegenüber <i>B. cinerea</i>. Alternierende Behandlungen mit Pestiziden waren aber fast immer unproblematisch und stellen eine Bereicherung des Integrierten Pflanzenschutzes dar. <br /> Zur Wirksamkeit von <i>U. atrum</i> gegenüber der Graufäule wurden 1997-99 Freilandversuche an weißen Traubensorten in drei Weinbaugebieten in Deutschland durchgeführt. Bei getrennter Ausbringung des Antagonisten reduzierten drei bis vier Applikationen das Vorkommen von <i>B. cinerea</i> und die Graufäule ähnlich einer konventionellen Botrytizid­behandlung. Negative Auswirkungen auf die Pflanzengesundheit oder die Herstellung und Lagerfähigkeit des Weines wurden nicht beobachtet. Wegen der guten Kombinations­möglichkeit von<i> U. atrum</i> mit Pflanzenschutzmitteln und geringeren Bekämpfungserfolgen bei einem starken Auftreten der Graufäule sollte in Jahren mit hohem Befallsdruck von <i>B. cinerea</i> ein integrierter Einsatz von <i>U. atrum</i> angestrebt werden.