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Biological control of Senecio vulgaris in carrots (Daucus carota) with the rust fungus Puccinia lagenophorae

2003; Elsevier BV; Volume: 4; Issue: 4 Linguagem: Inglês

10.1078/1439-1791-00171

1618-0089

Blair Grace, Heinz Müller‐Schärer,

Allelopathy and phytotoxic interactions

Senecio vulgaris is a troublesome weed in horticulture that is tolerant or resistant to a range of herbicides, and is therefore a candidate for biological control. The rust fungus Puccinia lagenophorae is a potential control agent, but being biotrophic, it is not suitable for use as a mycoherbicide. We tested the effects of induced rust epidemics on S. vulgaris, and investigated the resulting shading dynamics within this system. We sowed carrots at 267 seeds m−2 on five farms in western Switzerland in plots either with or without S. vulgaris seeds (also at 267 seeds m−2, within crop rows), and with or without strong sources of rust spore (four inoculum sources placed every 2 m along crop beds). Plots with S. vulgaris and no inoculum source produced low total carrot yields (18% of yield from S. vulgaris-free plots), whereas plots with S. vulgaris plus rust inoculum sources produced 48% of the yield from S. vulgaris-free plots. There were, however, no significant differences in several commercially important yield parameters such as the number of first grade carrots between S. vulgaris-free plots and those with S. vulgaris plus inoculum sources. Carrots grown with S. vulgaris were smaller and had skewed size distributions compared with the weed-free controls, but adding rust inoculum reduced this effect. This reduced size variability and reduced weed competition have important economic benefits to farmers. Carrots had longer leaves when grown with S. vulgaris, suggesting that carrots and S. vulgaris competed for light. Percent ground cover and height of S. vulgaris relative to carrots was reduced by the presence of rust, and these effects were most obvious one month after placing inoculum sources in the field. Our results are encouraging, even with artificially high weed competition, but further research is needed before this paradigm can be proposed for practical applications. Senecio vulgaris, ein hartnäckiges Unkraut im Gartenbau, ist tolerant oder resistent gegenüber mehreren Herbizidgruppen und daher zur biologischen Bekämpfung geeignet. Der Rostpilz Puccinia lagenophorae gilt als potentieller Kontrollorganismus, ist aber als biotropher Pilz nicht als Mycoherbizid einsetzbar. Wir untersuchten die Wirkung dieses Rostpilzes auf S. vulgaris durch Induktion und Stimulation einer Epidemie, und analysierten die resultierende Beschattungsdynamik dieses Systems. Wir säten Karotten (Daucus carota) in einer Dichte von 267 m−2 (100 m−1) auf fünf Betrieben in der Westschweiz in Parzellen mit und ohne zusätzliche S. vulgaris Samen (ebenfalls 267 m −2 in den Karottenreihen), und mit oder ohne Rostpilzinokulum (je vier Inokulumpflanzen alle 2 m über die gesamte Parzellenlänge). Parzellen mit S. vulgaris und ohne Rostpilzinokulum ergaben einen geringen Karottenertrag (18% des Ertrages der Unkraut-freien Parzellen), während Parzellen mit S. vulgaris und Rostinokulum 48% des Unkraut-freien Ertrages erzielten. In einigen wirtschaftlich wichtigen Ertragsparametern wie Anzahl Karotten erster Qualität bestanden jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen den Unkraut-freien und denjenigen mit S. vulgaris und Inokulum. Karotten, die mit Unkraut wuchsen, waren kleiner und hatten eine schiefe Größenverteilung im Vergleich zu den Unkraut-freien Kontrollen, und die Zugabe des Pilzes reduzierte diesen Effekt. Diese reduzierte Heterogenität und geringere Unkrautkonkurrenz bedeuten einen wichtigen wirtschaftlichen Nutzen für den Produzenten. Karotten, die in Konkurrenz mit dem Unkraut wuchsen, hatten längere Blätter, was auf Lichtkonkurrenz zwischen Karotten und S. vulgaris hindeutet. Die Anwesenheit des Rostpilzes reduzierte die relative Bodendeckung und Höhe von S. vulgaris im Vergleich zu Karotten, und dieser Unterschied war einen Monat nach dem Transfer der Inokulumspflanzen ins Feld am gröbten. Unsere Resultate sind trotz des applizierten, künstlich hohen Unkrautdruckes ermutigend, weitere Forschung ist jedoch notwendig, bevor dieses Konzept zur Einführung in die Praxis vorgeschlagen werden kann.