Mefenoxam sensitivity and the impact of fumigation on Pythium species and Phytophthora cactorum in ginseng soils

Abstract

Roots of American ginseng (Panax quinquefolius) are common ingredients in herbal medicines, and Pythium species are known to cause damping-off and root rot of ginseng seedlings. The impact of preplant fumigation and mefenoxam application on populations of Pythium species in ginseng soils was assessed. In soils where prefumigation populations were >375 colony forming units (CFU) per gram dry soil, fumigation significantly reduced populations by >70%. Populations in such fields did not recover to prefumigation levels during the 4 year period of ginseng cultivation. In fields where prefumigation populations were lower, reductions found after fumigation were either less marked or not significant. Fumigation to manage Pythium species may not be effective or required at all planting sites. Species composition varied among fields. Sensitivity to mefenoxam was higher among isolates of Pythium species collected from prefumigation soils than among those from soils from 4-year-old plantings. EC₅₀ (concentration of mefenoxam required to reduce radial growth by 50%) values tended to be higher in isolates from field soils sampled after 4 years of ginseng crop growth than from prefumigation soils. Isolates of Pythium ultimum resistant to mefenoxam (EC₅₀ > 100 µg·mL^-1) were found in one field and likely were present in that field prior to the application of mefenoxam during these studies. It is concluded that mefenoxam application to soils tends to select for less sensitive isolates over time, but there was no evidence that this results in the widespread occurrence of resistant isolates. However, resistance to mefenoxam was found to be widespread among isolates of Phytophthora cactorum obtained from rotted ginseng roots during the course of this study. Fifteen of 17 such isolates (88%) from eight fields were resistant to mefenoxam (EC₅₀ > 100 µg·mL^-1). Key words: metalaxyl, fungicide tolerance, metam-sodium, chloropicrin, herbal medicines, Pythium heterothallicum, Pythium irregulare, Pythium ultimum.

Les racines de ginseng à cinq folioles (Panax quinquefolius) sont des ingrédients d'usage courant en phytothérapie et des espèces de Pythium causent de la fonte des semis et de la pourriture de racines chez les semis de ginseng. Nous avons évalué l'impact de la fumigation de prélevée et d'applications de méfénoxam sur les populations d'espèces de Pythium dans le sol de ginseng. Dans les sols où les populations d'avant la fumigation étaient >375 cellules souches multipotentes (CFU) par gramme de sol sec, la fumigation a réduit les populations de >70 %. Pendant les 4 ans de la culture du ginseng, les populations de ces champs ne revinrent pas aux niveaux précédant la fumigation. Dans les champs où les populations d'avant la fumigation étaient plus faibles, les réductions obtenues après la fumigation étaient moins marquées ou non significatives. La fumigation, pour lutter contre les espèces de Pythium, peut ne pas être efficace ou requise dans toutes les plantations. La composition d'espèces a varié d'un champ à l'autre. La sensibilité des isolats d'espèces de Pythium au méfénoxam fut plus élevée parmi les isolats des espèces obtenues des sols avant fumigation que parmi ceux obtenus de plantations de 4 ans. Les valeurs de l'EC₅₀ (la concentration de méfénoxam requise pour réduire la croissance radiale de 50 %) avaient tendance à être plus élevées pour les isolats provenant de sols de champs échantillonnés après 4 ans de culture de ginseng que pour ceux provenant de sols d'avant fumigation. Des isolats de Pythium ultimum résistants au méfénoxam (EC₅₀ > 100 µg·mL^-1) furent trouvés dans un champ où ils étaient vraisemblablement présents avant l'application de méfénoxam pendant la présente étude. En conclusion, l'application de méfénoxam aux sols tend, avec le temps, à favoriser la sélection d'isolats moins sensibles, mais rien ne prouve que cela ne mène à une occurrence générale d'isolats résistants. Cependant, au cours de la présente étude, nous avons trouvé que la résistance au méfénoxam était répandue parmi les isolats de Phytophthora cactorum obtenus de racines de ginseng pourries. Quinze de ces isolats sur 17 (88 %) provenant de huit champs étaient résistants au méfénoxam (EC₅₀ > 100 µg·mL^-1). Mots-clés : métalaxyle, tolérance aux fongicides, métam sodium, chloropicrine, phytothérapie, Pythium heterothallicum, Pythium irregulare, Pythium ultimum.