Фузариоз зерна – скрытая угроза

Все болезни зерновых приводят к недобору урожая, снижению посевных качеств семян. Многие из них также способствуют ухудшению пищевых и кормовых качеств продукции. Однако фузариоз зерна приводит к тому, что, получив большой урожай, мы не сможем его реализовать. Об этом опасном заболевании подробно рассказала признанный специалист по грибам рода Fusarium, ведущий научный сотрудник ВИЗР Татьяна Юрьевна ГАГКАЕВА в своем выступлении в рамках Дня поля компаний «Август» и «ФосАгро» в июне на Ставрополье.

Фузариевые грибы существуют повсеместно и выполняют в природе разнообразные функции, в том числе выступают в качестве биодеструкторов. Однако в агробиоценозах регуляторные связи ослаблены, и в них возникает неконтролируемое размножение отдельных представителей естественных сообществ микроорганизмов и уменьшение численности других. Вредоносность многих патогенов определяется желанием человека выращивать генетически однородные растения на огромных площадях и получать высокие урожаи.

Грибы рода Fusarium могут значительно снизить урожайность и качество производимого зерна. Некоторые из них способны продуцировать вторичные метаболиты, токсичные для теплокровных, – микотоксины. Образуемые грибами вторичные метаболиты способствуют их адаптации к окружающей среде – подавлению конкурентов за питательные вещества, преодолению устойчивости растения.

Микотоксины, устойчивые к температурной обработке и сохраняющиеся в конечных продуктах, с ними попадают в организмы человека, сельхозживотных и птицы. Они не горчат, не пахнут, да и сама инфицированная зерновка внешне может выглядеть абсолютно нормально и, следовательно, невозможно органолептически выявить проблему некачественного зерна и приходится использовать аналитические методы.

Обычно то или иное заболевание растения вызывают один - два возбудителя. Уникальность фузариоза зерна в том числе и в том, что вызывают его различные виды грибов рода Fusarium. Только на зерновых культурах в России их встречается около 20 видов. Они не все вредоносны, не все продуцируют микотоксины, у них разные биоэкологические свойства. Но, так или иначе, в образце зерна с одного поля могут встречаться несколько видов фузариевых грибов и одновременно несколько продуцируемых ими микотоксинов. Как правило, доминирует какой-то определенный вид, его свойства и будут определять основные проблемы, с которыми столкнутся сельхозпроизводители.

Некоторые грибы рода Fusarium не могут преодолеть устойчивость растения, то есть не способны заразить здоровое, активно вегетирующее растение в поле. Они – сапротрофы, поселяются на уже поврежденной растительной ткани. Есть и такие виды грибов, которые вообще не наносят вреда растению, – эндофиты. Они сосуществуют с растением в симбиозе и помогают ему преодолевать различные экстремальные условия, например засуху. Но при этом некоторые виды эндофитов также могут продуцировать микотоксины. Есть сведения, что при наличии эндофитов растения не повреждаются насекомыми, крупным рогатым скотом, которые способны «чувствовать» их присутствие.

С 1 июля 2018 года начал действовать ГОСТ 9353-2016 «Пшеница. Технические условия». Он учитывает три основных фузариотоксина: дезоксиниваленол (ДОН), Т-2 токсин и зеараленон (ЗЕН). В зерне пшеницы, используемом на пищевые цели, содержание ДОН не должно превышать 0,7 мг/кг, ячменя – 1 мг/кг, содержание Т-2 токсина – 0,1 мг/кг. ЗЕН слабо токсичен для человека, однако отрицательно влияет на репродуктивную систему животных, его содержание нормируется – не более 1 мг/кг.

К сожалению, проблема загрязнения микотоксинами продукции на основе зерна реально существует. Особенно подвержены негативному воздействию микотоксинов дети от трех лет и сельхозживотные. В зависимости от токсичности микотоксина и его дозы, приходящейся на единицу массы тела, микотоксикозы могут проявляться остро, подостро или хронически. У животных происходит иммуносупрессия, они начинают отказываться от корма, теряют в весе, повреждаются внутренние органы, появляются эпидермальные некрозы.

В последние годы с изменением климата, технологий возделывания растений, завоза семян из отдаленных территорий видовой состав патогенов в регионах меняется значительно. Но есть общие тенденции, так, например, если складываются влажные и теплые условия в период вегетации зерновых, то преобладает гриб F. graminearum, продуцирующий ДОН и ЗЕН, если засуха, то преимущество получают грибы F. sporotrichioides и F. langsethiae, продуцирующие Т-2 токсин.

Последние лет семь - восемь на зерновых колосовых культурах стали встречаться грибы F. verticillioides и F. proliferatum, которые ранее создавали проблему загрязнения зерна микотоксинами только на кукурузе. Эти виды грибов продуцируют фумонизины – микотоксины, проявляющие канцерогенные свойства.

Одна из проблем фузариоза зерна – частое отсутствие четко выраженных симптомов заболевания в поле и в уже собранном урожае. К сожалению, в поле типичные симптомы в виде появления розового налета на колосковых чешуйках часто незаметны. В зависимости от видового состава и условий среды симптомы фузариоза также могут быть неявные: глазковая пятнистость, потемнение колосков.

Зараженные фузариевыми грибами зерна также далеко не всегда подвергаются внешним изменениям – становятся щуплыми, белесыми с розоватым налетом. Часто даже при присутствии высокоагрессивных видов грибов и значительном заражении микотоксинами характеризовать микотоксикологическое качество зерна по внешним признакам невозможно. В целом, качество зерна зависит от процентного содержания фузариозных зерен, степени их поражения и видового состава присутствующей микробиоты.

Интересно, что схожие с фузариозом симптомы могут вызывать грибы рода Microdochium. Их спороношение сходно с фузариевыми грибами (серповидные конидии), и до 1983 года их относили к роду Fusarium (ранее это был один вид F. nivale). Однако в последние годы показано, что это несколько видов грибов Microdochium, которые могут оказать негативное влияние на растение, но они не продуцируют микотоксины.

Первичными источниками фузариозной инфекции являются семена, мицелий и спороношение (конидии, аскоспоры, хламидоспоры) грибов в почве, на растительных остатках и инфицированные растения. В большинстве случаев с растительных остатков на поверхности почвы инфекция способна подняться с потоками воздуха, с брызгами воды примерно на 35 см. Грибы поселяются на листьях, во влагалищах листьев зерновых, где присутствует влага, повторно образуют спороношение и вновь поднимаются, достигая колоса. Поэтому типично, что короткостебельные сорта зерновых культур более восприимчивы, чем длинностебельные. Споры грибов, образующиеся на колосковых чешуйках, являются вторичным источником инфекции, и чем раньше они образуются и чем их больше, тем активнее происходит перезаражение от колоса к колосу в период созревания культур. Прохождение инфекционных структур от корневой системы до колоса для подавляющего большинства видов фузариевых грибов не установлено, но возможно распространение по тканям их вторичных метаболитов.

Тяжесть заболевания зависит от условий окружающей среды, сроков заражения, агрессивности вида гриба и устойчивости растения-хозяина. Заражение колосьев фузариевыми грибами происходит от фазы цветения до уборки. Фаза цветения – когда появляются пыльники – это самый благоприятный период для проникновения грибов в ткани колоса. Пыльники содержат много холина и бетаина, которые значительно повышают агрессивность, например, гриба F. graminearum.

Основные пути получения качественного зерна – это те, которые направлены на ограничение численности патогенов в период вегетации: устойчивые сорта, агротехнические мероприятия, химические и микробиологические средства защиты. Выращивание устойчивых сортов – это самый экономически и экологически оправданный способ препятствовать развитию фузариоза. Но, к сожалению, иммунных сортов зерновых нет, все они в той или иной степени поражаются, однако есть различия между сортами по устойчивости к заражению зерна и накоплению микотоксинов. При этом нет связи между устойчивостью к фузариозной корневой гнили и к фузариозу зерна.

Агротехнические мероприятия должны быть направлены на снижение запаса инокулюма на поверхности почвы и улучшение физиологического состояния растений. В качестве примера биологических средств защиты можно назвать применение в послеуборочный период бактерий Bacillus subtilis для разрушения растительных остатков, способствующих сохранению грибов. К химическим методам относятся обязательное протравливание семян перед посевом и использование фунгицидов по вегетации зерновых.

Виды грибов рода Fusarium различаются по чувствительности к действующим веществам (д. в.) фунгицидов. К сожалению, применение некоторых препаратов, например, стробилуринсодержащих, способствует увеличению содержания микотоксинов в зерне, даже если они эффективно снижают развитие грибов. Эту группу препаратов рекомендуется использовать для протравливания зерна, а по вегетации – до фазы колошения. Тебуконазол зарекомендовал себя эффективно действующим как на рост грибов, так и токсинообразование, несмотря на то, что это д. в. появилось на рынке более 30 лет назад. По нашему мнению, сейчас на рынке присутствует ряд д. в., способных уменьшать проблему фузариоза зерна, однако несвоевременное применение и некачественное нанесение на колос существенным образом снижают их эффективность.

Насекомые-вредители помогают даже слабопатогенным грибам проникать внутрь растительной ткани и способствуют разносу спор. Именно это часто приводит к тому, что применение инсектицидов бывает эффективным для ограничения фузариозов растений.

Очень важно бороться и с сорной растительностью. Подавляющее большинство грибов способно инфицировать широкий круг однодольных и двудольных растений. Таким образом, растущие многолетние растения в полях и на обочинах могут служить источниками инфекции для возделываемых культур. Помимо этого, сорняки способствуют увеличению влажности в посевах, что благоприятствует росту и развитию патогенов. При этом уничтожать сорняки лучше на ранних стадиях развития не только с точки зрения их большей чувствительности к гербицидам в эти сроки. Поврежденные и отмершие растения, остающиеся на поле после химпрополки, представляют собой легкодоступный субстрат для фузариевых и других грибов и становятся дополнительным источником инфекции.

Для уменьшения зараженности и сохранения потребительских качеств зерна уборку урожая следует проводить в оптимальные сроки и выполнять послеуборочную доработку (очистка, сортировка, сушка). В послеуборочный период очень важно хранить зерно при влажности не более 12 - 14 %. При более высоких ее значениях фузариевые грибы продолжают свое развитие в зерновке и образование микотоксинов. Кроме того, в хранящемся влажном зерне начинают развиваться грибы из родов Aspergillus и Penicillium, которые также продуцируют микотоксины. В результате такое зерно становится полностью не пригодным ни на пищевые, ни на кормовые цели. Если же зерно было заражено поверхностно и заложено на хранение при стандартной влажности, происходит естественное биологическое оздоровление в результате подсыхания его поверхностных слоев и гибели мицелия грибов. Поэтому практиковавшееся раньше создание переходящих фондов оказывало благоприятное влияние на фитосанитарное состояние семян.

Род Fusarium включает множество видов, адаптированных к изменчивым условиям среды, и мы вынуждены научиться жить рядом с ними, поскольку сами создаем условия для их массового размножения. Следует грамотно подбирать сорта, использовать разумную агротехнику и эффективные средства защиты растений.

Подготовил Сергей ЖИХАРЕВ

Фото А. Демидовой

Опубликовано в номере 10 за 2018 год

Перепечатка и копирование материалов на электронные ресурсы только с письменного разрешения редакции и с указанием первоисточника.