Чем опасен фузариоз для человека. Болезни ячменя ярового в начале вегетации

Главная

Монтаж

Нынешняя весна щедра на осадки. Сумма осадков за апрель и половину мая превысила 100 мм на юге Украины. Умеренно теплая погода, высокая влажность воздуха и почвы способствуют интенсивному развитию зерновых. Но, к сожалению, это приводит и к развитию грибковых заболеваний зерна и колоса, в том числе фузариоза колоса. Даже незначительное присутствие микотоксинов фузариевых грибов в партии зерна делает его абсолютно непригодным для использования в пищевых целях. А в некоторых случаях – даже в кормовых.

Фузариоз колоса (ФК) остается проблемой и в Западной Европе, и в Северной Америке. Ограниченный набор фунгицидов (с «подавляющим» действием) и узкое «окно применения» не позволяют надежно контролировать это заболевание исключительно химическими средствами. Поэтому такого врага надо знать не только «в лицо», но и с других (наиболее уязвимых) сторон.

Симптомы и ущерб

Отродясь такого не видали, и вот опять!

Виктор Черномырдин

Поражение растений фузариозом приводит и к снижению собранного урожая, и к катастрофическому ухудшению его качества. Зависимость между развитием фузариоза колоса и потерями массы зерна имеет логарифмический характер. Потери урожая могут составлять до 30%, но во многих случаях это не самое страшное.

Типичное поражение: на колосковых чешуйках колоса появляется розово-оранжевый налет мицелия, затем – бледно-розовое спороношение. Иногда на колосе появляется глазковая пятнистость.

Типичные признаки поражения зерна фузариозом

При слабом поражении мицелий располагается в оболочках зерна, при этом визуально зерно практически не отличается от здорового. Но при более выраженном повреждении патоген проникает глубже, достигая алейронового слоя и зародыша зерна. Больные зерна обычно легковесные. Их поверхность деформирована («морщинистая»), с вдавленной глубокой бороздкой и заостренными бочками, может быть розоватого оттенка.

При этом значительно изменяется химический состав – белок разлагается с выделением аммиака (NH 3), разрушаются крахмал и частично клетчатка. Поэтому эндосперм пораженных семян рыхлый, крошащийся, стекловидность низкая. Существенно снижаются эластичность и набухаемостъ клейковины. Хлеб из пораженного зерна имеет темноокрашенный мякиш с низкой эластичностью и крупной пористостью.

Использование пораженного фузариумом зерна ячменя для производства солода вызывает «гашинг-эффект». При откупоривании бутылки пива, сваренного из такого солода, происходит резкий выброс части содержимого. Причина – специфические белки со свойствами пенообразователей, образующиеся в поврежденных фузариозом зернах и переходящие в пиво.

В зависимости от глубины проникновения мицелия патогена зерно либо вообще потеряет всхожесть (при поражении зародыша), либо «родит» слабые, пораженные корневой и прикорневой гнилью проростки. При сильном поражении в бороздке и особенно в зародышевой части зерна заметны белый или розоватый паутинообразный налет мицелия гриба и подушечки скопления конидий. Зародыш зерна нежизнеспособен, на срезе темного цвета. Содержание в партии зерна более 10% пораженных фузариозом семян автоматически исключает возможность его использования для семенных целей.

Инфицирование фузариозом не всегда проявляется визуально, но это заболевание может стать причиной «дисквалификации» партии полновесных и внешне здоровых семян. Присутствие буквально миллиграмма микотоксинов в килограмме зерна – и все! В лучшем случае такое зерно будет использоваться в качестве фуража. Ни содержание белка, ни показатели ИДК, ни натура не имеют значения, если зерно содержит микроскопическое количество смертельно опасного яда грибкового происхождения.

Хлеб с ядом

Нам нет необходимости наступать на те же грабли, что уже были

Виктор Черномырдин

Микотоксины (от греч. mukos – гриб + toxikon – яд) – это специфические токсичные вещества, производящиеся грибами. Ядовитые макромицеты – общеизвестные «злодеи-отравители». Но их микроскопические родственники (микромицеты) не менее ядовиты и еще более опасны. Ведь их токсины невозможно обнаружить без специального оборудования, и они могут находиться не только в зерне, но и в продуктах его переработки – муке и хлебе. Многие токсины микромицетов так же, как и токсины бледной поганки, выдерживают термическую обработку (табл. 1).

Таблица 1. Симптомы повреждения и специфические микотоксины
Вид гриба	Наличие типичных симптомов фузариоза		Образуемый микотоксин
Вид гриба	генеративный орган	зерно	Образуемый микотоксин
F. graminearum	++	++	ДОН, ЗЕН
F. culmorum	++	++	ДОН, ЗЕН
F. sporotrichioides	+	–	Т-2
F. langsethiae	–	–	Т-2
F. poae	–	–	НИВ
F. tricinctum	+	–	МОН
F. avenaceum	++	+	МОН
F. verticillioides (на кукурузе)	++	+	ФУМ

Отравление фузариозным зерном (мукой, хлебом) у людей и животных вызывает рвоту и поражение центральной нервной системы. Симптомы (возбужденное состояние, судороги, расстройства зрения) напоминают отравление алкоголем, поэтому такое зерно и вызываемое им заболевание назвали «пьяный хлеб».

В 1973 г. японские исследователи T. Yoshizawa и N. Morooka выделили и идентифицировали токсическое вещество, которое они назвали вомитоксин (от английского vomiting – рвота). Современное название этого микотоксина – дезоксиниваленол (ДОН). Очень опасны хронические отравления ДОН при регулярном потреблении продуктов питания из зараженного зерна. ДОН поражает центральную нервную систему, кроветворную и иммунную системы, подавляет синтез белка.

Другое известное заболевание, связанное с фузариевыми грибами, – септическая ангина, или алиментарно-токсическая алейкия (АТА). Только в 1944 г. удалось установить, что ее причиной является гриб F. sporotrichioides . Однако определить наиболее токсичный компонент, образуемый грибом F. sporotrichioides , смогли только в 1968 г. японские исследователи. Его назвали Т-2 токсин. Т-2 и НТ-2 токсины подавляют синтез РНК и ДНК, вызывают апоптоз (запрограммированную клеточную смерть), подавляют иммунитет. Токсин устойчив к воздействию высоких температур, для его разрушения требуется нагревание до температуры не менее 250‑300°C.

ДОН (дезоксиниваленол) и Т-2 токсин входят в обширную группу трихотеценовых микотоксинов. Это группа токсинов (более 170 веществ), имеющих похожее строение и оказывающих одинаковый токсический эффект при разных летальных дозах. По своим химическим свойствам вещества можно разделить на два основных типа: А и Б, в зависимости от характера их воздействия на продуктивность животных. К трихотеценам типа А относятся помимо прочих токсин Т-2, токсин НТ-2, диацетоксискирпенол (ДАС) и неозоланиол (НЕО). Они примерно в 10 раз токсичнее, чем трихотецены типа Б, к которому относятся: диоксиниваленон (ДОН, также известный как вомитоксин) и его 3‑ацетил и 15‑ацетил производные (3‑АцДОН и 15‑АцДОН соответственно), ниваленон (НИВ) и фузаренон Х. Грибы рода фузариум синтезируют и другие микотоксины. Например, фумонизины, оказывающие сильное фитотоксическое действие на растения и повреждающие клетки тканей человека и животных. Они растворимы в воде и сохраняются долгое время. При температуре +125°C разрушается только 25‑30% этих токсинов, и только при нагреве выше +175°C разрушается более 90%.

Фузариевая кислота известна в основном как фитотоксин, вызывающий увядание растений. Она относительно слаботоксична для теплокровных, но в ее присутствии токсичность ДОН и ФВ1 возрастает.

Зачем грибам такой арсенал химического оружия? Мутанты гриба F. graminearum с нарушенным синтезом ДОН поражали колосковые чешуйки значительно меньше, чем «родственники», способные продуцировать микотоксин. Патоген с нарушенным синтезом ДОН проникал в растительную ткань, но не мог расти дальше. Способность продуцировать ДОН связана с агрессивностью патогенов. Максимальное количество ДОН накапливается в стержне колоса (93 мг/кг), затем – в цветковой чешуе (50 мг/кг), в зерне (25 мг/кг) и цветоножке (15 мг/кг).

Миллиграммы против тонн

Некоторые принципы, которые раньше были принципиальны, на самом деле были непринципиальны

Виктор Черномырдин

Концентрация микотоксинов зависит от степени поражения зерновки и условий развития гриба. Но в партии зерна не существует четкой зависимости между процентом пораженных зерен и количеством микотоксинов! В некоторых случаях в партии зерна с заражением 10‑15% микотоксины могут практически отсутствовать, а в другой партии при заражении 2% концентрация микотоксинов многократно превышает допустимый уровень.

В странах ЕС обязателен анализ содержания в зерновых продуктах двух фузариотоксинов – ДОН и ЗЕН (Commission regulation EC, 2005). Для зерна, используемого в производстве продуктов детского питания, он составляет 0,2 и 0,02 мг/кг, а для фуража – примерно в 10 раз больше. Более четким критерием опасности считается не содержание микотоксинов в килограмме зерна или продуктов его переработки, а их допустимый уровень суточного потребления в перерасчете на вес тела (PMTDI). Для стран ЕС установлены следующие максимально допустимые показатели потребления (мкг/кг веса тела в сутки): ДОН – 1; ЗЕН – 0,2; сумма токсинов Т-2 и НТ-2–0,06 (отдельно или совместно); НИВ – 0,7 (Commission regulation EC, 2005).

Можно сравнить ограничения по содержанию микотоксинов в фуражном зерне пшеницы и ячменя в Украине и ЕС (EЕС №1881/ 2006 г.). Дезоксиваленол 1‑2 мг/кг в Украине и 1,25 в ЕС. Т-2 токсин – 0,2 мг/кг и 0,06 мг/кг соответственно. Зеараленон – 2‑3 мг/кг и 0,1 мг/кг.

Поврежденное фузариозом зерно зерновых в лучшем случае может использоваться на фураж в Украине. А экспорт зерна в страны ЕС будет закрыт даже тому зерну, которое по украинским стандартам «чуть‑чуть» повреждено фузариозом. Кстати, по данным компании «NSC-Украина» (Е. Агеева, 2014), в 2014 г. в кормах свиней на откорме были обнаружены микотоксины в 80% проб, из них зеараленон – в 99% (превышение норм в 11% случаев); фумонизин – в 30% проб (превышение – в 67% случаев); ДОН (дезоксиниваленол) – в 100% проб (превышение норм в 40% случаев).

Кстати, удаление мелких зерен (<2,5 мм) из урожая может снизить уровень ДОН на 80%, ЗЕН – на 85%, ДАС и Т-2 токсина – на 80‑81%. Но этот метод явно не претендует на универсальность и эффективность. Если очистка и сепарация зерна проведены непосредственно после уборки, результат может оказаться положительным. Особенно, если зерно было высушено до +13‑14°С. В случае же хранения собранного урожая до очистки и удаления мелкой фракции несколько недель, проблему фузариоза усугубят еще и сопутствующие «плесени хранения» – Penicillum и Aspergillum . Аспергиллы и пенициллы также выделяют микотоксины (афлатоксины и охротоксины соответственно), которые не менее опасны, чем токсины фузариума. Поэтому фузариоз колоса нужно лечить. А лучше – предупреждать!

Виноваты «папередники»!

Мы выполнили все пункты: от «А» до «Б»

Виктор Черномырдин

Растения зерновых колосовых культур восприимчивы к фузариозу в фазе цветения при повышенной влажности и температуре около +20‑25°C (особенно F. graminearum ). Но для таких видов, как Fusarium sporotrichioide и F. poae повышенная влажность и температура воздуха не являются обязательными условиями инфицирования.

Оптимальное время для начала обработки

Погодные условия – важный, но далеко не единственный фактор, влияющий на развитие болезни. Благоприятные погодные условия являются своеобразным «катализатором», ускоряющим процесс распространения и развития ФК. Но фактически на поле происходит сложное взаимодействие культурного растения с патогеном. Чем меньше инфекционного начала (источника заражения) на поле и чем выше устойчивость растений, тем ниже риск возникновения эпифитотии даже при идеальном для ФК сочетании температуры и влажности воздуха, количества осадков и т. д.

О влиянии на развитие заболевания различных элементов технологии можно получить примерное представление из табл. 2.

Таблица 2. Степень влияния элементов технологии на интенсивность развития фузариоза колоса (В. С. Шевелуха, К. В. Новожилов и М. М. Левитин)
Степень значимости («ранг»)	Элемент технологии	Вклад в динамику распространения и проявления фузариоза, %
1	Предшественник	20
2	Система обработки почвы (степень сохранения растительных остатков)	20
3	Агрофон (нарушение баланса NPK)	15
4	Восприимчивость сорта	10
5	Избыточные нормы внесения азотных подкормок	10
6	Предшественник предшественника	5
7	Сроки посева	5
8	Норма высева	5
9	Использование органических удобрений	5
10	Способ и организация уборки	3
11	Послеуборочные мероприятия	2

Таким образом, развитие фузариоза зерновых культур зависит от ряда факторов (по мере убывания их значимости): предшественник (худший – кукуруза и зерновые колосовые), осадки и влажность воздуха в период колошения – цветения, система обработки почвы (худшие – No-till и минимальная), устойчивость сорта, состояние растений, способ уборки урожая, послеуборочные мероприятия.

Предшественник влияет на развитие фузариоза колоса в зависимости от технологии обработки почвы, сорта, сроков посева и нормы высева.

Поздние сроки посева озимой пшеницы в сочетании с позднеспелыми сортами стимулируют развитие заболевания. И наоборот, скороспелые сорта успевают «проскочить» самое опасное время заражения. Патоген не успевает инфицировать посевы в фазе цветения, заражение происходит поздно, в фазе налива зерна.

Увеличение густоты стояния растений создает специфический микроклимат с повышенной влажностью. В теплую дождливую погоду в загущенных посевах избыток азота в сочетании с полеганием сорта создает парниковый эффект. К тому же в густых посевах расстояние между колосками минимально, что способствует их заражению и перезараживанию.

При размещении пшеницы и ячменя по кукурузе (на зерно) на фоне внесения повышенных норм азотных минеральных удобрений поражение растений фузариозом колоса возрастает в 3‑7 раз. Благоприятная для патогена погода при таком сочетании предшественника и минерального питания может вызвать эпифитотийное развитие заболевания.

В одинаковых экологических условиях, но при разном сочетании элементов технологии (предшественник, обработка почвы, фунгицидная защита) распространение фузариоза на посевах может колебаться от 0,6 до 40%. Поэтому оптимизация приемов возделывания культуры может снизить развитие фузариоза на 80‑95%. Например, в селекционных программах, направленных на создание устойчивых к фузариозу сортов, наблюдались потери урожая в пределах от 6 до 74% (Snijders & Perkowski, 1990).

Устойчивые сорта и «треугольник»

Не только противодействовать, а будем отстаивать это, чтобы этого не допустить

Виктор Черномырдин

Выращивание устойчивых сортов – наиболее экономичный способ снижения вероятности поражения пшеницы и ячменя этим заболеванием. Выделяют несколько типов физиологической устойчивости зерновых к фузариозу:

I – устойчивость к проникновению патогена;

II – к распространению патогена по колосу;

III – устойчивость зерен к заражению патогеном;

IV – толерантность;

Большинство европейских сортов мягкой пшеницы средневосприимчивы к фузариозу зерна, а практически все твердые сорта – высоковосприимчивы.

Высокорослые, безостые, с рыхлым колосом сорта мягкой пшеницы считаются более устойчивыми, чем остистые и полукарликовые формы.

Высокорослые сорта ячменя с рыхлым колосом также имеют преимущество по сравнению с низкорослыми «коллегами». Причем, в отличие от пшеницы, наиболее устойчивы остистые сорта.

Двухрядные ячмени значительно более устойчивы к фузариозу колоса, чем шестирядные, а голозерные формы поражаются гораздо меньше, чем пленчатые. Даже цвет имеет значение. Китайскими фитопатологами (Zhou et al., 1991) было установлено, что примерно 20% сортов ячменя с черным или красным цветом колоса были устойчивы к F. graminearum , а с желтым колосом – только 5%.

Для визуализации факторов, влияющих на развитие грибковых заболеваний, фитопатологи иногда используют простую схему disease triangle – «треугольник болезни». Распространение и развитие заболевания требуют взаимодействия восприимчивого хозяина, вирулентного патогена и благоприятных условий окружающей среды. И наоборот, заболевание растения можно предотвратить при устранении любого из этих трех компонентов.

Интегрированная защита зерновых от ФК основана именно на этой схеме. Сторону треугольника, обозначенную как «патоген», можно существенно «укоротить», используя предшественник, не накапливающий инфекцию, либо уничтожить место ее обитания, ускорив разложение растительных остатков. Обработка почвы с заделкой пожнивных остатков «нехорошего» предшественника (кукуруза, зерновые колосовые), внесение азотных удобрений и биопрепаратов – достаточно действенные средства. От инфекции в семенах можно (и нужно) избавляться при протравке посевного материала. Фунгицидные обработки вегетирующих посевов – это последний шанс защитить растение.

Вторая сторона треугольника – «хозяин» (в нашем случае – это пшеница или ячмень) – менее «эластична», поскольку существует определенный порог невосприимчивости. Но и этим способом пренебрегать не стоит. Тем более, что использование устойчивых к ФК сортов – самый малорасходный из способов профилактики.

Воздействие на окружающую среду нельзя считать проверенным и надежным методом. Осадки, температура и влажность воздуха практически не поддаются контролю. Но можно снизить влияние других факторов. Например, формированием оптимальной плотности посева, использованием ретардантов, сбалансированным внесением минеральных удобрений. Это изменение не столько климата, сколько микроклимата.

А мы фузариум душили-душили…

Надо же думать, что понимать

Виктор Черномырдин

Немецкий историк Карл Хампе известен как автор выражения: «Die Geschichte kennt kein Wenn», то есть «История не знает слова «если».

Говорить о выборе предшественника, способе обработки почвы и подборе «правильного» сорта нужно до того, как поле обработано и засеяно. Если же сорт восприимчив к заболеванию, предшественник является источником инфекции, а система обработки почвы не предполагает уничтожения растительных остатков, то остается надежда только на химические средства борьбы с ФК.

Фунгицидов, способных эффективно защитить зерно в колосе от проникновения патогена, немного. Максимальная эффективность современных препаратов позволяет в лучшем случае уменьшить на 60‑70% видимые симптомы заболевания ФК. В Канаде, например, действие трех основных фунгицидов, зарегистрированных на озимой пшенице против ФК (Folicur, Prolineand и Bravo), считается «подавляющим» или «угнетающим». На этикетках этих фунгицидов присутствует определение suppression, поэтому варианты перевода на русский могут быть разными.

PMRA (Канадское агентство по регулированию применения пестицидов) оценивает

suppression как достаточно «надежный» контроль заболевания на уровне, «не являющемся оптимальным» (т. е. полным), но обеспечивающем «коммерческую выгоду» от применения. Препараты, характеризующиеся «угнетающим» действием, должны, прежде всего, обеспечивать стабильные результаты. Они – где‑то между «троечником» и «отличником».

История вопроса с обширной географией

Сегодня ничего, завтра ничего, а потом спохватились – и вчера, оказывается, ничего

Виктор Черномырдин

Интересные факты об эволюции и «естественном отборе» действующих веществ фунгицидов против ФК привел Roy Wilcoxson (1996). Упоминаются различные фунгициды (21), оцениваемые по отдельности или в комбинациях: бензимидазолы (беномил, карбендазим, тиофанат-метил, тиабендазол), карбоксимиды (прохлораз), препараты с мультисайтной активностью (манкоцеб, хлороталонил) и триазолы (триадименол, триадимефон, бромуконазол, флусилазол, фенбуконазол, пропиконазол, тебуконазол).

Результаты первого испытания фунгицидов против ФК в США были опубликованы в 1977 г. (Barry Jacobson). Испытания бензимидазолов (беномила) в чистом виде и в смеси с манкоцебом в штатах Калифорния и Иллинойс показали, что двухкратная обработка бензимидазолами снизила проявления ФК на 70%, а однократная обработка баковой смесью манкоцеба и беномила – на 50%. К тому же баковая смесь обеспечила контроль заболеваний листьев намного лучше, чем беномил (Benlate) в чистом виде.

Но официально препараты с этим д. в. не были зарегистрированы для применения в фазу цветения пшеницы. К тому же требовалась двухкратная обработка посевов, а препараты на основе беномила были довольно дорогие.

Поэтому североамериканские фермеры не проводили специализированной химической борьбы против ФК. Результат – огромнейшие потери во время эпифитотий фузариоза колоса в 1990‑х. Ущерб оценили в $3 млрд, что впечатляет даже сейчас. А для адекватного восприятия при современных ценах цифру необходимо умножить как минимум на 2.

Поражения в борьбе с фузариозом колоса заставили оценить важность проблемы, изменить стратегию контроля и существенно обновить «арсенал химического оружия».

Период 1988‑1996 гг. можно назвать начальным этапом фунгицидного «перевооружения». Для определения наиболее эффективных д. в. фунгицидов в 1994‑1997 гг. начали проводить масштабные исследования. Причем впервые были предприняты успешные попытки использования препаратов с д. в. класса триазолов. Но от опытов до коммерческих препаратов путь оказался неблизким.

Первый триазольный фунгицид Tilt (д. в. – пропиконазол) был зарегистрирован в США в 1988 г. Но регламенты применения не подразумевали его использования против заболеваний колоса в фазу цветения. Основными «мишенями» препарата были заболевания листьев в период от выхода в трубку до появления флагового листа. В 1995 г. была предпринята неудачная попытка зарегистрировать Tilt для обработки против фузариоза колоса в фазу цветения. К счастью, эта попытка не оказалась последней.

В Западной Европе (Suty and Mauler-Machnik) в 1996 г. установили, что из существующих и испытанных на тот момент действующих веществ самым эффективным против ФК оказался тебуконазол. Но в США отнеслись скептически к этому д. в. В 1997 г. фунгицид Folicur попытались «легализировать» в Америке, но безуспешно, как и с препаратом Tilt.

Сравнительную эффективность фунгицидов против фузариоза колоса зерновых культур можно оценить, если учитывать ряд показателей: снижение распространения заболевания на колосьях; уменьшение инфицированности зерна; снижение уровня микотоксинов в зерне; увеличение урожая.

При проведении такой оценки также требуются наличие высокого инфекционного фона, четкое следование методике, а также корректный анализ и интерпретация полученных результатов. Многие из публикаций просто не выдерживают критики. Например, в некоторых исследованиях не оценивался патогенный комплекс грибов, опыты проводились на низком инфекционном фоне, не учитывалась восприимчивость или устойчивость сортов, эффективность определялась визуальной оценкой симптомов в поле.

С 1997 г. в США регулярно проводится национальный форум по проблеме фузариоза колоса. С 1998 г. и до настоящего времени USWBSI проводит унифицированные испытания фунгицидов. В результате нескольких лет работы были «выбракованы» некоторые действующие вещества: из‑за недостаточной эффективности или из‑за стимуляции синтеза микотоксинов (DON). А некоторые – просто из‑за прекращения выпуска препаратов. Например, в 2001 г. компания DuPont в США прекратила производство фунгицидов с д. в. беномил. Соответственно, беномил и карбендазим оказались вне поля зрения американских фитопатологов из USWBSI, хотя в 2000 г. они входили в перечень д. в. препаратов, предлагаемых для регистрации против ФК. Также в упомянутый список входили препараты на основе манкоцеба, азоксистробина и тебуконазола (Vern Hofman et al., 2000).

Трио избранных: тебуконазол, протиоконазол, метконазол

Если бы я все назвал, чем я располагаю, да вы бы рыдали здесь!

Виктор Черномырдин

Тебуконазолу «повезло» намного больше, чем стробилуринам, бензимидазолам и карбаматам.

Результаты широкомасштабных испытаний фунгицида Folicur (тебуконазол, 38,7%) в 1998‑2003 гг. показали среднее уменьшение поражения фузариозом колоса (FHB index) на 39,4% и снижение содержания ДОН на 27,4% (D. Hershman и Г. Milus, 2003). Препараты же с другими д. в. не смогли обеспечить даже такого результата.

А. Mesterhazy в главе «Фунгициды в контроле фузариоза колоса пшеницы» (Fusarium Head Blight of Wheat and Barley, APS Press, St. Paul, MN, 2003) сформулировал ситуацию с ассортиментом фунгицидов на тот момент: «Мы можем сделать вывод, что в настоящее время отсутствуют фунгициды, контролирующие фузариоз колоса с эффективностью, которая была бы на уровне контроля ржавчины или мучнистой росы. Тестирование фунгицидов показало, что наиболее эффективное из испытанных д. в. – тебуконазол».

Впрочем, другие д. в. класса триазолов оказались достаточно перспективными. Поэтому в 2007 г. для контроля фузариоза колоса в США был зарегистрирован препарат Proline (протиоконазол), а в 2008 г. – препараты Caramba (метконазол), Folicur (тебуконазол) и Prosaro (протиоконазол + тебуконазол).

К сожалению, эффективность триазолов весьма далека от заветной цифры «100% контроля». По данным исследований 2007‑2008 гг. (Paul et al., 2008), применение фунгицида Prosaro обеспечивало уменьшение визуальных симптомов заболевания (FHB index) на 52% и снижение DON (микотоксина) на 42% по сравнению с необработанным контролем. Показатели эффективности препарата Proline – уменьшение FHB index на 43% и DON на 48%. Для фунгицида Caramba уменьшение FHB index составило 50%, а DON – 45%.

Похожие данные были получены в другое время и в других местах (Lipps et al.) и для других триазольных препаратов. По эффективности, выраженной в проценте снижения FHB index лидировал протиоконазол – 48%. Тебуконазол был немного менее эффективен (40%), а на третьем месте обосновался пропиконазол – 32%. По воздействию на уровень уменьшения DON протиоконазол тоже был первым – 42%, тебуконазол и пропиконазол отставали со значительным отрывом (23% и 12% соответственно).

Опыты по исследованию эффективности фунгицидов против фузариоза колоса в Краснодаре («близком зарубежье» – географически) с 1990-го по 2000 г. (Г. В. Грушко, Л. Д. Жалиева, С. Н. Линченко, 2004) показали существенные отличия в контроле заболевания при использовании препаратов с д. в. беномил, флутриафол, прохлораз, ципроконазол, тебуконазол, пропиконазол, фенпропиморф, бромуконазол, эпоксиконазол и комбинации тиофанат-метил + эпоксиконазол.

Биологическая эффективность беномила против ФК не превышала 51,5% даже при двухкратном применении. При совместном использовании препаратов на основе беномила и ципроконазола эффективность смеси значительно уступала препарату с д. в. прохлораз (50,6%). Усиливало активность беномила добавление в рабочий раствор хлористого калия (КСl) и антибиотика фузамицина.

Эффективность использования препаратов с д. в. ципроконазол и прохлораз против ФК достигала 39‑43% и 58‑56% соответственно. Тебуконазол превосходил по эффективности эпоксиконазол и комбинацию тиофанат-метила и эпоксиконазола.

Применение полных норм расхода фунгицидов и использование прилипателей (ПАВ) существенно повысили эффективность обработок посевов против ФК. Эффективность полной нормы расхода препарата (по зараженности зерна) с д. в. бромуконазол против F. graminearum составила 65,8%, а сокращенной – 60%. При использовании препарата с д. в. фенпропиморф этот показатель был соответственно 51,3 и 40,7%.

В упомянутом исследовании сравнительная эффективность д. в. фунгицидов составляла в порядке убывания их активности следующий ряд: тебуконазол > бромуконазол > фенпропиморф > пропиконазол > ципроконазол; прохлораз > беномил > ципроконазол.

Таблица 3. Эффективность действующих веществ фунгицидов против фузариоза колоса, по данным сайта http :// www . eurowheat . org .
Д. в. фунгицидов	Страны
Д. в. фунгицидов	Дания	Франция	Германия	Нидерланды	Великобритания
Triazoles
bromuconazole					++
epoxiconazole	+	+			++
metconazole	+	+	+++	+++	+++
prochloraz			++
prothioconazole	++	++	+++	+++	+++
tebuconazole	++	++	+++		+++
Mixtures
cyproconazole + propiconazole					++
epoxiconazole + boscalid	+				++
epoxiconazole + fenpropimorph	+	+			++
epoxiconazole + kresoxim-methyl	+	+			++
epoxiconazole + pyraclostrobin					++
fluoxastrobin + prothioconazole		++	++	++	+++
fluquinconazole + prochloraz
prochloraz + tebuconazole		++			++
prothioconazole + spiroxamine			+++		++
spiroxamine + tebuconazole		++	+++		++
tebuconazole + prothioconazole			+++	+++	+++
Примечание: Нет регистрации. Проблема с резистентностью: + низкая; ++ средняя; +++ хорошая

Итак, самыми эффективными д. в. против ФК сегодня являются триазолы (табл. 3): тебуконазол, протиоконазол и метконазол, а также их комбинации друг с другом и с спироксамином. Но в Японии, например, для контроля ФК до сих пор используют бензимидазолы (тиофанат-метил, в частности). Причем достаточно эффективно.

Короля делает свита?

Все те вопросы, которые были поставлены, мы их все соберем в одно место

Виктор Черномырдин

При использовании устойчивых к фузариозу сортов пшеницы или ячменя, высеянных по хорошему предшественнику, даже несовершенная фунгицидная защита против ФК (с эффективностью от 30 до 50%) обеспечивает вполне приемлемый результат.

В исследованиях Charla R. Hollingsworth (Charla R. Hollingsworth, 2009) приведен пример того, что на относительно устойчивых сортах озимой пшеницы прибавка урожая от обработки против ФК триазолами была минимальной, причем в отдельных случаях не превышала контроля или даже уступала ему. Но на восприимчивых сортах экономический эффект от применения фунгицидов был намного выше. Причем в этом опыте проводились полевые исследования на низком инфекционном фоне и в умеренно благоприятных для развития заболевания условиях.

В условиях, чрезвычайно благоприятных для развития ФК, когда все факторы (погода, предшественник, технология возделывания) способствуют эпифитиотийному развитию болезни, фунгицидная защита иногда не просто не справляется с интенсивно распространяющейся инфекцией. В США, например, вспышки фузариоза были как в 2000 г., так и в 2011 г., причем потери оцениваются в $2,7 млрд и $4,4 млрд соответственно. Если громадный ущерб эпифитотии в 2000 г. можно объяснить и оправдать отсутствием современных фунгицидов, то чем оправдать эпифитотию 2011 г.?

Проблема заключается не в эффективности действующих веществ фунгицидов, а в возможности провести обработку в предельно сжатые сроки. Опоздание на 2‑3 дня может снизить эффективность фунгицидов в 1,5‑2 раза. А если угрозу не посчитали серьезной, да еще и погода препятствует обработке (осадки, сильный ветер), то оперативно остановить распространение инфекции не удается.

На эффективность опрыскивания также влияют погодные факторы (температура, влажность, скорость ветра), устойчивость растения, препаративная форма и норма расхода фунгицида, чувствительность видов и изолятов патогенов.

Например, фунгицид с д. в. тебуконазол в лабораторных опытах сильнее угнетал рост F. poae , чем F. graminearum . В опытах Simpson et al. (2001 г.) эффективность фунгицидов по отношению к виду F. avenaceum была выше, чем к F. culmorum .

Возможно возникновение резистентности патогена к д. в. «популярных» фунгицидов. Известно, например, что чувствительность изолятов F. graminearum, F. culmorum, F. avenaceum и F. poae к карбендазиму и тебуконазолу при регулярных обработках снижалась (Bateman, 1993; Xu et al., 2007). Норвежские исследователи даже отметили, что некоторые фунгициды повышают численность F. tricinctum на зерне пшеницы (Henriksen, Elen, 2005).

К сожалению, д. в., эффективные против возбудителей фузариоза, можно буквально сосчитать на пальцах одной руки. Причем все они относятся к классу триазолов. Поэтому все, что остается, – максимально использовать их потенциал. И обращать внимание не только на качество, но и на сроки внесения.

О быстрых и мертвых

И знаю опять, как можно. А зачастую, и как нужно.

Виктор Черномырдин

Эффективность фунгицидов зависит от своевременности их применения. Как утверждала эмпирическая мудрость «ганфайтеров» Дикого Запада, «стрелки бывают двух видов – быстрые или мертвые». Для опоздавшего с выстрелом будет слабым утешением то, что у него был очень точный револьвер под очень мощный патрон. Скорость и своевременность обработки против фузариоза колоса влияют на результат примерно в той же степени. Хороший фунгицид, внесенный поздно, не обеспечивает надлежащего эффекта. А иногда – и вообще никакого. Ведь поздно пить «Боржоми»…

Повсеместное наличие инфекции, продолжительный период восприимчивости растений, высокая скорость проникновения инфекции во внутренние ткани колоса, небольшой период эффективного времени обработки и сложность равномерного покрытия колоса рабочим раствором фунгицида – это далеко не полный список причин, по которым между результатами производственного применения фунгицида и эффективностью его испытаний наблюдаются отличия.

Таблица 4. Влияние сроков проведения фунгицидной обработки на уменьшение поражения твердой пшеницы фузариозом колоса в условиях закрытого грунта (NDSU , McMullen и др., 2001)
Препарат	Норма внесения, мл/га	Стадия развития по Feekes (время обработки)	Уменьшения проявления заболевания, % (FHB index )
Folicur	300	10,3-50% колошения	59,1
		10,5-100% колошения	75,8
		10,51% начало цветения	81
		10,54% – конец цветения	24,7

Оптимальным сроком обработки пшеницы считаются 2‑4 дня перед цветением либо первые 2 дня с момента начала цветения. Для ячменя, который цветет, когда колос еще находится внутри обертки, лучший период обработки – сразу после появления колоса. Опоздание на несколько дней увеличивает ущерб от заболевания и снизит защитный эффект. Но необходимо учитывать и такой показатель эффективности действия фунгицида: тип и количество микотоксинов в зерне.

Поздно или слишком поздно?

Курс у нас один – правильный.

Виктор Черномырдин

При нормальных условиях вегетации цветение пшеницы наступает вслед за выколашиванием. Свойства сорта определяют соотношение открытого и закрытого цветения, время от раскрытия до закрытия цветочных чешуек, суточную энергию цветения, количество цветков в колосе и др. Цветение одного колоса продолжается 3‑6, а всего поля 6‑8 дней.

Засушливая погода сокращает период цветения, сырая – удлиняет. В жаркую и сухую погоду, когда температура воздуха выше +25‑27°С, колос может отцветать за один-два дня.

Поэтому во влажных прохладных условиях для ФК шансов инфицировать растения озимой пшеницы намного больше, чем в жарких и сухих. Ведь у патогена оказывается запас времени в несколько раз больше, да и высокая влажность воздуха способствует его активному продвижению.

Раннее заражение, как правило, формирует типичное «фузариозное» зерно: щуплое, деформированное, тусклое. При раннем заражении фузариоз вызывает побеление колоса из‑за проникновения гриба в центральный колосовой стержень. Патоген повреждает и закупоривает сосуды (как тромб), что блокирует поступление питательных веществ во все расположенные выше завязи зерновок в колосе. Пораженные места сначала обесцвечиваются, а в сырую погоду на колосковых чешуях образуются розовые спородохии.

Заражение колоса суспензией конидий гриба F. graminearum в период цветения приводит к массовому заражению зерен в колосе и снижению урожая по сравнению с незараженными колосьями на 60‑80%.

Инфицирование колоса через неделю после цветения приводит к снижению урожая на 50‑60%, при этом видимые симптомы менее заметны, несмотря на заражение 90‑95% семян.

При поздних сроках заражения число зараженных зерновок и видимые симптомы заболевания уменьшаются, а вес семян не изменяется. Позднее заражение внешне малозаметно, но может стать причиной крайне неприятного «сюрприза» – загрязнения микотоксинами. Причем стрессовые условия (жара, обработка стробилуринами) не улучшают «характер» гриба, даже наоборот. Например, в лабораторных условиях штаммы F. sporotrichiella при температуре +26‑28°С способны синтезировать и накапливать микотоксины в три раза быстрее, чем при температуре около +20°С. Поэтому не стоит надеяться на то, что «это само пройдет».

Полевые эксперименты 2011‑2013 гг. в штатах Огайо и Иллинойс показали особенности «работы» фунгицидов с д. в. метконазол и с комбинацией д. в. протиоконазол + тебуконазол при разных сроках применения. Максимальное уменьшение признаков поражения (IND – 69%) фузариозом и содержания микотоксинов (54%) обеспечила обработка на второй день после начала цветения колоса. Применение препаратов на четвертый и пятый день после цветения привело к снижению эффекта. Даже на шестой день проведение обработок было целесообразным, поскольку применение фунгицидов существенно уменьшало накопление микотоксинов в зерне. Но контроль проявлений болезни был в этом случае слабее, чем при обработке в начале цветения (D. L. D’Angelo, 2014).

Таким образом, при обработке фунгицидами в начале цветения удается «убить двух зайцев» – снизить распространение заболевания (соответственно – количество легковесного деформированного зерна) и предупредить накопление микотоксинов. Поздние обработки (окончание цветения – молочная спелость) вполне эффективны для предотвращения загрязнения зерна микотоксинами, но на развитие болезни никак не влияют. Обработки в промежутке между этими двумя сроками обеспечивают посредственный контроль развития заболевания, но вполне достаточный уровень предупреждения накопления микотоксинов.

Много говорить не буду, а то опять чего‑нибудь скажу

Виктор Черномырдин

Фузариоз колоса – враг коварный и опасный. Самая оправданная тактика борьбы – это профилактика. Если зерновые были посеяны по кукурузе или стерневому предшественнику, вероятность развития фузариоза колоса велика. Если к тому же на поверхности поля после посева сохранились растительные остатки (при посеве по No-till или «минималке»), появление заболевания практически гарантировано.

Впрочем, даже на посевах с нейтральными к ФК предшественниками (подсолнечник, бобовые, просо) вполне возможно развитие заболевания. Восприимчивый сорт и обильные азотные подкормки усугубляют ситуацию.

Поэтому не стоит экономить на фунгицидной защите колоса. Тем более, что расходы на обработку нельзя назвать непомерно высокими. Фунгициды с д. в. тебуконазол, широко представленные на рынке, вполне доступны по цене, и при своевременном и качественном внесении достаточно эффективны. Если предполагается контроль не только ФК, но и других заболеваний колоса (септориоз) и листового аппарата (гельминтоспориоз, ржавчины, мучнистая роса), то целесообразно использовать многокомпонентные препараты, содержащие триазолы (тебуконазол, протиоконазол, флутриафол) в комбинации с д. в. других химических классов со спироксамином, например, или с д. в. группы бензимидазолов.

Не стоит экономить на «прилипателях» (ПАВ, сурфактантах)! Кроме того, не следует снижать норму расхода рабочего раствора. Чем равномернее будет обработан колос, чем больше д. в. попадет на его поверхность, тем лучше будет результат.

Эффективность защиты зависит от своевременности. Поэтому обработку следует начинать с начала цветения. Опоздание на 10‑12 дней не позволит предупредить потери зерна, но вполне может предотвратить заражение продукции микотоксинами. Упущенное время – упущенные возможности. Но, упуская одни возможности, можно воспользоваться другими. Поэтому, если из‑за капризов погоды обработку можно будет провести только в фазу молочной спелости, лучше все‑таки ее сделать.

Виктор Черномырдин говорил: «Прогнозирование – чрезвычайно сложная вещь, особенно, когда речь идет о будущем». Но будущее зависит от настоящего. Например, от своевременно проведенных мер по сохранению урожая.

Александр Гончаров, научный сотрудник по агрономии ООО «Агросфера»

» Огород

Это заболевание обнаруживается в любом регионе, но наиболее оно распространено в предгорье Северного Кавказа, на территориях западной Украины, в Беларуси, Прибалтике. Встречается эта проблема также в районах российского нечерноземья, западных регионах Сибири. И если в дни налива зернышек идут обильные дожди – готовьтесь бороться с этой проблемой. В данном обзоре пойдет речь о болезни пшеницы, именуемую септориоз, причинах появления и методах борьбы с данным заболеванием.

Болезненным возбудителем считается грибок Септориа. Им наиболее часто поражаются томаты, злаковые культуры, просо, виноградники, крыжовник, смородиновые кусты, соевые и конопляные растения. Главным образом болезнь распространяется по остаткам растительности через набухание пикнид в дождливые дни.

Признаками заболевания считаются пятна ржавого либо коричневого оттенка, неправильные по своим формам. Их окружает каемка желтого цвета. В центральных частях пятен можно наблюдать точки черного цвета, называемые пикнидами. Именно ими и размножается грибок.

Через определенное время пятно покрывает лист целиком. При полном развитии заболевания поражаются побеги, начинает высыхать листва, стебли морщатся и становятся бурыми. Зачастую листва опадает преждевременно.

Причины возникновения заболевания

Благоприятными условиями развития гриба считаются повышенная влажность и температурный режим в двадцать – двадцать пять градусов тепла.

Как бороться со степториозом?

Борьбу с пшеничным заболеванием следует вести комплексно, принимая во внимание фитосанитарные состояния посевов. Используют не только агротехнические мероприятия, но и химические обработки:

при уборке урожая стерня лущится, потом выполняется зяблевая перепашка – данные приемы обрабатывания почвы помогут в полном объеме уничтожить болезненного возбудителя, располагающегося на остатках растительности. Во время перепахивания пикниды разрушаются, споры их погибают через две – три недели;

не рекомендуется засевать соседние поля культурами, которые могут быть поражены септориозным грибком ;
необходимо выдерживать оптимальные посевные сроки . Наибольшее развитие заболевания отмечается на озимой пшенице. С этих полей в весенний период заболевание переходит на располагаемые рядом посевы. Для яровой пшеницы лучше всего придерживаться ранних сроков сева, чтобы не создавать благоприятных условий для грибка;
семенной материал следует протравливать, ведь и они могут являться источником заболевания. Если болезнью поражено пять и более процентов листвы, то в борьбу вступают фунгицидные средства.

Выявление фузариоза на пшенице

Главный источник заболевания – пораженные семена и почвенный состав. Болезненные возбудители длительный период могут сохраняться в земле и на остатках растительности. Если растение обладает достаточным иммунитетом, то болезнь не проявится.

Развиваться болезнь может при неблагоприятных климатических условиях, на ослабленных растениях, поврежденных насекомыми.

Фузариозный возбудитель отличается высоким уровнем устойчивости к погодным условиям, что помогает ему долгое время оставаться жизнеспособным. Наибольшую активность он проявляет, если температурный режим составляет двадцать пять градусов тепла, а уровень влажности достигает девяносто процентов.

Данное заболевание способно снизить урожайность и ухудшить качество зерен.

Основными признаками этой болезни считаются:

щуплость пораженных зернышек, наличие морщинок, глубоких борозд, заострений на боках;
поверхность зерна утрачивает цвет либо розовеет и не блестит;

эндоспермы рыхлые, понижение либо полная потеря стекловидности;
в зерновых бороздах и в зародышевых участках появляется налет в виде паутинки, беловатый или розовый. Можно различить и подушечки, в которых накапливается конидий;
зерновой зародыш утрачивает способность к жизни, на срезе выглядит темным.

Зерно, кажущееся внешне здоровым, может содержать в себе микротоксины и грибковые споры.

Пораженные фузариозом растения плохо цветут, желтеют, теряют листья. Корневая система развивается слабо, на срезе стебля различимы темноватые сосуды.

Причины появления и методы борьбы

К их числу относятся следующие:

насыщенность севооборота зерновыми сортами;
прямые посевы, выполняемые при минимальном обрабатывании почвы;
восприимчивость растений к заболеванию;
жаркая погода, высокий процент влажности воздуха в период цветения, вызревания и уборки;
пренебрежение защитными мерами .

Урожайность снижается на пятнадцать – двадцать процентов. Качество зерна может быть утрачено в полном объеме.

Сегодня разработаны передовые методы для борьбы с подобной проблемой, в которых используются фунгицидные препараты. С их помощью заболевание уничтожается, а качество зерновых культур остается на прежнем уровне.

Профилактика болезней в будущем

Чтобы минимизировать проблемы с септориозом, не стоит выносить растение на открытый воздух в дождливую погоду. Необходимо контролировать уровень содержания влаги в помещении. Рекомендуется проветривать помещение, вносить в почву азотосодержащие препараты, создавать достаточную освещенность. Посевные культуры обрабатываются специальными препаратами.

Если растения заболели фузариозом, то необходимо удалить и сжечь пораженные части, выполнить дезинфекцию почвы. При массовых поражениях рекомендуется сменить участки для посадок, использовать химические препараты. Их эффективность в полной мере зависит от своевременного применения. Скорость и своевременность обработки колосьев окажут должное влияние на окончательные показатели.

Заболевания зерновых культур весьма серьезные, могут привести к потере в количестве и качестве урожаев. Своевременное их выявление и принятие соответствующих мер могут спасти ситуацию.

Фузариоз зерна - это заболевание растений, вызывающее значительные потери как урожая, так и в качества собираемого зерна. Зараженность зерна фузариевыми грибами приводит к снижению энергии прорастания и всхожести семян. Некоторые виды грибов образуют микотоксины, такие как дезоксиниваленол (ДОН), Т-2 и НТ-2 токсины, зеараленон, ниваленол и др. Микотоксины, присутствующие в зерне, делают его непригодным для использования на пищевые и кормовые цели.

Фузариоз зерна вызывают различные виды грибов рода Fusarium.

Наиболее опасными и распространенными в РФ видами являются:

Fusarium graminearum
Fusarium culmorum
Fusarium sporotrichioides
Fusarium langsethiae
Fusarium avenaceum

Fusarium poae
Виды грибов рода Fusarium

F. graminearum

F. culmorum

F. avenaceum

F. sporotrichioides

F. langsethiae

F. poae

Симптомы фузариоза колоса

Симптомы включают:

Розово-оранжевый налет мицелия и спороношения гриба на колосковых чешуйках колоса

Fusarium graminearum, F. culmorum, F. avenaceum

Бледно-розовое спороношение гриба на колосковых чешуйках

Fusarium sporotrichioides, F. poae и другие

Глазковая пятнистость на колосковых чешуйках

Fusarium tricinctum, F. sporotrichioides и другие

Образование щуплых, сморщенных легковесных зерен

Основные признаки зерна, пораженного фузариозом

пораженные зерна щуплые, морщинистые с вдавленной глубокой бороздкой и заостренными бочками;
поверхность зерна обесцвеченная или розоватая, без блеска;
эндосперм рыхлый, крушащийся; низкая стекловидность зерна или полная ее потеря;
в бороздке и особенно в зародышевой части зерна имеется паутинообразный налет мицелия гриба, белого или розового цвета и подушечки скопления конидий;
зародыш зерна нежизнеспособный, на срезе темного цвета.

Однако, внешне здоровое зерно также может быть пораженно грибами и содержать микотоксины!

Жизненный цикл грибов рода Fusarium

Распространение грибов рода Fusarium

Фузариевые грибы зимуют в виде мицелия и спор на отмирающих остатках растений, например на соломе и стерне.

Аскоспоры, которые развиваются в плодовых телах (перитециях) , разносятся ветром на большие расстояния . Конидиоспоры заражают колос, затем вновь образуясь на пораженных колосковых чешуйках, разносятся ветром и каплями дождя на другие колосья в период вегетации до уборки растений.

Хламидоспоры

Конидии

Аскоспоры

Перитеции

Процесс заражения растений грибами

Заражение вторичных колосков

При цветении аскоспоры или конидии проникают во внутреннюю часть оболочки зерна

После цветения, гифа гриба проникает в ткань колоса и могут заражать образующуюся зерновку на всех стадиях ее развития.

Микроскопическое развитие

Конидии развиваются на поверхности растения…

Образуют мицелий…

проникают в растение…

и развиваются в ткани…

После инкубационного периода проявляются симптомы и формируются новые конидии

Причины усиления поражения зерна фузариозом

Насыщение севооборота зерновыми культурами
Прямой посев и минимальная обработка почвы
Восприимчивые сорта
Теплая погода и повышенная влажность во время цветения - созревания и уборки растений
Отсутствие методов защиты!!!

Прямые потери урожая до 15-20 %
Потери качества зерна до 100%

Влияющие на заражение факторы

На заражение фузариозом влияют три основных фактора риска:

1. Погода при цветении

2. Обработка почвы

3. Предшествующая культура

Влияние погодных условий

Поражение зерна возможно на всех этапах его формирования.

Растения особенно восприимчивы к фузариозу в фазе цветения при условиях повышенной влажности и температуре около 20-25°C (особенно F. graminearum).

Однако, для развития Fusarium sporotrichioides, F. poae такие показатели как повышенная влажность и температура не являются ключевыми!

Влияние обработки почвы

Методы обработки почвы имеют большое влияние на развитие фузариоза.

Нахождение на поверхности или в поверхностных слоях почвы зараженных грибами растительных остатков после минимальной обработки сильно увеличивают вероятность заражения растущих растений.
Это означает, что можно уменьшить риск заражения, запахивая остатки растений в почву, где они быстрее разлагаются.

No-Till или минимальная обработка почвы увеличивают риск развития фузариоза

* ДОН - дезоксиниваленол

Влияние севооборотов

Чередование культур в севообороте имеет особое влияние на потенциальное развитие заражения.
Насыщение севооборота зерновыми культурами, способствует накоплению инокулюма.
Короткий севооборот, особенно включающий кукурузу , увеличивает поражение растений фузариозом.
К неблагоприятным предшественникам также относится свекла.

Влияние предшествующей культуры

Кукуруза и другие зерновые предшественники значительно увеличивает риск появления фузариоза

Влияние устойчивости сорта

Возделывание устойчивых сортов имеет больше влияние на уменьшение заболеваемости и улучшение качества зерна.
Большинство возделываемых сортов зерновых культур восприимчивы к фузариозу.
Сорта мягкой пшеницы различаются по уровню восприимчивости от относительно устойчивых до высоко восприимчивых.
Твердые сорта пшеницы и овес высоко восприимчивы к фузариозу зерна.

На что влияет фузариоз зерна?

Урожайность
Семенные качества семян (снижение энергии прорастания и всхожести)
Питательную ценность пищевых и кормовых продуктов на основе зерна за счет присутствия микотоксинов
Хлебопекарные качества муки
Качество пива (эффект гашинга)

Фузариоз и качество продуктов питания

Во время термической обработки уменьшения уровня микотоксинов не происходит!

Качество хлеба

Зерна, зараженные фузариозом, имеют низкое качество, из них получается плотный хлеб с большими порами

Качество макаронных изделий

Фузариоз оказывает влияние на стандарт качества в отношении вязкоупругости и цвета макаронных изделий, которые изготавливаются из твердых сортов пшеницы.

Качество пива

Спонтанное и интенсивное образование пены может привести к быстрому неконтролируемому опустошению бутылки, наподобие эффекта фонтанирования - «гашинга».

Влияние фузариоза на качество хлеба

Незараженное зерно

Зерно, пораженное фузариозом

Микотоксины образуемые различными видами грибов р. Fusarium имеют различные токсикологические свойства.
Микотоксины оказывают различное воздействие на разные виды, например свиней, домашнюю птицу, людей и т.д.
Наиболее распространенными микотоксинами в зерновых культурах является дезоксиниваленол (ДОН) и Т-2 токсин

ДОН

Т-2 токсин

Зеараленон

Вид гриба	Трихотецены		Зеараленон	Фумонизины	Монилиформин
Вид гриба	Тип A 1	Тип B 2	Зеараленон	Фумонизины	Монилиформин
		ДОН, НИВ	+
	T-2/HT-2
		НИВ, ДАС
					+
				+

1 - трихотецены тип A: T-2 и HT-2 токсины, диацетоксисцирпенол (ДАС)
2 - трихотецены тип B: дезоксиниваленол (ДОН), ниваленол (НИВ)

Фузариоз - угроза для людей в прошлом и настоящем

Токсичность митотоксинов

Все микотоксины вызывают снижение иммунитета

	Токсичность
Трихотецены типа A (T-2, HT-2, ДАС)	Наиболее токсичные метаболиты. Более токсичны, чем трихотецены типа B Ответственны за алиментарно-токсическую алейкию (АТА) Взывают эпидермальные некрозы и язвенный стоматит, серьезные желудочно-кишечные расстройства, которые могут привести к смерти
Трихотецены типа B (ДОН, НИВ)	Острая токсичность, характеризуемая рвотой (большая чувствительность у свиней), отказом от приема пищи, снижением массы тела, диареей, некрозом тканей Нет указания на канцерогенное, мутагенное или тератогенное воздействие
Зеараленон	Снижают продуктивность животных Эстрогенное воздействие, вызывающее бесплодие, выкидыш (особенно чувствительны свиньи) Возможное влияние на рак шейки матки у женщин
Фумонизины	Лошадиная лейкоэнцефаломаляция (заболевание лошадей), характеризуемая нейротоксическим воздействием, отеком легких и мозга, поражением печени Возможная связь с раком пищевода у людей
Монилиформин	Изменения в мышечной ткани сердца Кишечное кровотечение (ограниченные исследования)

Распределение дезоксинивалеонола в продуктах помола фузариозной пшеницы

Фракция	Содержание дезоксиниваленола
Фракция	мг/кг	% к исходному зерну
Исходное зерно	5,4	100
Мука 70%-ного выхода	2,16	40
Мука с Ш др. и 3-й разм. систем	3,6	67
Отруби драные	9	167
Отруби размольные	7,71	142

Доказано, что в хлебе, выработанном из фузариозного зерна содержание микотоксинов не уменьшается, а иногда даже увеличивается, особенно при выработке дрожжевого теста и хлеба!

Влияние микотоксинов на животных

Пшеница представляет 50% кормов для роста свиней. Если в ней присутствуют микотокисны, употребление кормов свиньями значительно уменьшается. Серьёзными симптомами являются отказ от еды, снижение массы и рвота. Более того, может быть оказано влияние на репродуктивную функцию

Влияние микотоксинов на употребление кормов свиньями

Воздействие фузариотоксинов, содержащихся в кормах, на здоровье животных и птицы

Отказ от корма
Снижение продуктивности
Иммуносупрессия
Повреждение внутренних органов (печень, почки, органы воспроизводительной системы и др.)
Язвенный стоматит
Эпидермальные некрозы

Показатель ЛД 50 для некоторых микотоксинов при поступлении через желудочно-кишечный тракт

Микотоксин	ЛД 50 для мышей		ЛД 50 для птицы
Микотоксин	мг/кг ЖМ	Относит. токсичность	мг/кг ЖМ	Относит. токсичность
T-2 токсин	5,2	1,0	5,0	1,0
HT-2 токсин	9,2	1,8	7,2	1,4
ДОН	70,0	13,5	140,0	28,0
Ниваленол (НИВ)	4,1	0,8	—	—
Диацетоксисцирпенол (ДАС)	23,0	4,4	3,8	0,7
Монилиформин	20,0	3,8	5,4	1,1

Встречаемость видов рода Fusarium в образцах зерна из различных регионов России

Вид гриба	Регион РФ
Вид гриба	Сев. Кавказ	ЦЧР + Центр	Вол. Вятский	Сев. Запад	Урал	Сибирь	Дальний Восток
F. graminearum	+++	++		+			+++
F. culmorum		++	++	+		+	+
F. sporotrichioides	+++	++	+++	+++	+++	+++	+++
F. langsethiae	++	+		++
F. poae	++	+++	+++	+++	+++	+	+++
F. cerealis	++	+					++
F. avenaceum	++	++	+++	+++	++	++	++
F. tricinctum	+	++	++	++			+
F. verticillioides	++		+				++

Способность грибов рода Fusarium вызывать типичные симптомы фузариоза и продуцировать характерный для вида микотоксин

Вид гриба	Наличие типичных симптомов фузариоза		Образуемый микотоксин
Вид гриба	генеративный орган	зерно	Образуемый микотоксин
F. graminearum	++	++	ДОН, ЗЕН
F. culmorum	++	++	ДОН, ЗЕН
F. sporotrichioides	+	-	Т-2
F. langsethiae	-	-	Т-2
F. poae	-	-	НИВ
F. tricinctum	+	-	МОН
F. avenaceum	++	+	МОН
F. verticillioides (на кукурузе)	++	+	ФУМ

Массовое явление; + возможное явление; - отсутствие

Доля видов грибов рода Fusarium (%) в зерне озимой пшеницы из Краснодарского края в 2010-2011 годах

2010 г.

2011 г.

Доля видов грибов рода Fusarium (%) в зерне озимой пшеницы из Ставропольского края в 2010-2011 годах

2010 г.

2011 г.

Доля образцов (%) зерна пшеницы с различными уровнями фузариозной инфекцией в Краснодарском и Ставропольском краях

2010 г.

В среднем ФЗ - 3,1% - 6,9%

2011 г.

В среднем ФЗ - 2,6% - 4,3%

Как определить фузариоз?

Визуальная оценка

В районах распространения видов F.graminearum, F.culmorum, F.avenaceum видимые симптомы фузариоза на колосьях можно обнаружить в поле. Однако, этот метод не является достаточно надежным.

Как определить Fusarium?

Микологический анализ

В лаборатории инфицированные части растения могут быть помещены в питательную среду, которая способствует росту грибов.

Через несколько дней инкубации под микроскопом можно определить грибы рода Fusarium, основываясь на характерных для них таксономических признаках.

Молекулярные биологические методы: принцип диагностики полимеразной цепной реакции (ПЦР)

ПЦР основывается на ферментной амплификации фрагмента ДНК
с использованием фермента (Taq-полимеразы).
Цепная реакция является процессом, проходящим в три этапа (денатурация, отжиг и расширение), повторяющимся в нескольких циклах.
На каждом этапе процесса количество копий удваивается с двух до четырех, затем до восьми и т.д. После 20 циклов имеется примерно 1 миллион копий, то есть достаточное количество материала для определения желаемой ДНК традиционным методом

Диагностика Fusarium с использованием технологий ПЦР

ПЦР является относительно быстрым и надежным методом выявление грибов.
Позволяет выявлять наличие определенного вида или нескольких видов грибов в растительной ткани.
Выявление количества грибов возможно методом количественной ПЦР (ПЦР в реальном времени). Количество выявленного ДНК грибов связано с присутствием, продуцируемых ими микотоксинов.

Технология планарного волновода

Надежный и быстрый метод, использующий инновационную технологию планарного волновода для определения от четырех до пяти токсинов за одно измерение!!!

Одновременное определение нескольких микотоксинов.
Легкость пробоподготовки.
Быстрый результат (25 мин).
Отсутствие необходимости в специальной лабораторной подготовке

Как бороться c фузариозом?

В течение многих лет учёные всего мира работали в области проблемы фузариоза - распространенной по всему миру болезни, поражающей различные зерновые культуры.

Интенсивная исследовательская работа привела к лучшему пониманию аспектов заболевания и выработки оптимальных решений для подавления патогенных грибов и уменьшению их негативного воздействия на качество продукта.

Применение фунгицидов

Азолы - лучшее оружие против фузариоза!

Обработка посевов фунгицидом во время цветения является важным методом борьбы с фузариозом.

инфекционное заболевание колоса, вызывающее значительные потери урожая , делая зерно непригодным для использования на пищевые и кормовые цели

Специалисты дивизиона Кроп Сайенс компании Байер совместно с лабораторией микологии и фитопатологии Всероссийского НИИ Защиты Растений подготовили уникальную информацию об опасном заболевании - фузариоз колоса; его биологии; симптомах; факторах, увеличивающих риск его возникновения; методах диагностики, а также о мерах борьбы, позволяющих получать высокие урожаи качественного зерна

Получите презентацию о фузариозе и подпишитесь на наши новости

Фузариоз представляет собой опасную и очень распро- страненную болезнь растений в любом возрасте, вызываемую грибами рода Fusarium

Патоген, в различные периоды развития растения, способен поражать корни, листья и колос.

Некоторые виды грибов образуют микотоксины (от греч. mukos - гриб + toxikos - яд) - молекулы, связанные со вторичным метаболизмом грибов, которые проявляют токсические свойства и делают его непригодным для использования на пищевые и кормовые цели.

Токсины невозможно обнаружить без специального оборудования, и они могут находиться не только в зерне, но и в продуктах его переработки - муке и хлебе.

Симптомы

Поражение растений фузариозом приводит и к снижению урожая, и к катастрофическому ухудшению его качества.

Симптомы фузариоза колоса:

розово-оранжевый налет мицелия и спороношения гриба на колосковых чешуйках колоса;
бледно-розовое спороношение гриба на колосковых чешуйках;
глазковая пятнистость на колосковых чешуйках;

Симптомы фузариоза зерна:

Пораженные зерна щуплые, морщинистые с вдавленной глубокой бороздкой и заостренными бочками;
Поверхность зерна обесцвеченная или розоватая, без блеска;
Эндосперм рыхлый, крошащийся; низкая стекловидность зерна или полная ее потеря;
В бороздке и особенно в зародышевой части зерна имеется паутинообразный налет мицелия гриба, белого или розового цвета и скопления конидий, в виде подушечек;
Зародыш зерна нежизнеспособный, на срезе темного цвета.

Однако, внешне здоровое зерно также может быть пораженно грибами и содержать микотоксины!
Это заболевание может стать причиной поражения партии полновесных и внешне здоровых семян. Наличие миллиграмма микотоксинов в килограмме зерна - уничтожает все его полезные свойства.

Причины

Заражение листьев и колосьев фузариозом происходит аскоспорами, образующимися в плодовых телах на послеуборочных остатках, либо конидиями, которые появляются на пожнивных остатках или на нижних инфицированных листьях. Заражение колоса в основном происходит во время цветения пшеницы в условиях достаточной влажности и при температуре выше +20°С. Впоследствии это приводит к заражению развивающихся зерновок.

Первичное поражение возникает на нижних ярусах отмерших листьев. При этом, в большинстве случаев, никаких специфических симптомов не заметно. Возникающие при этом споры распространяются с брызгами дождя.

Основным периодом заражения является время цветения зерновых. При этом пыльники, по всей видимости, служат входными воротами в каждый отдельный цветок. Богатая питательными веществами пыльца, способствует прорастанию грибных спор. Любое ослабление растения способствует поражению колосьев фузариозом.

Микроскопическое развитие

1. Конидии развиваются на поверхности растения

2. Образуют мицелий

3. Проникают в растение

4. Развиваются в тканях

5. После инкубационного периода формируются новые конидии

Факторы, влияющие на заражение Фузариозом

Растения зерновых колосовых культур восприимчивы к фузариозу в фазе цветения при повышенной влажности и температуре около +20-25°C (особенно F. graminearum). Но для таких видов, как Fusarium sporotrichioide и F. poae повышенная влажность и температура воздуха не являются обязательными условиями инфицирования. Погодные условия - важный, но далеко не единственный фактор, влияющий на развитие болезни.

Обработка почвы

Методы обработки почвы имеют большое влияние на развитие фузариоза.
Нахождение на поверхности или в поверхностных слоях почвы зараженных грибами растительных остатков после минимальной обработки сильно увеличивают вероятность заражения растущих растений.
Это означает, что можно уменьшить риск заражения, запахивая остатки растений в почву, где они быстрее разлагаются.

Влияние обработки почвы на содержание DON в зерне

3000 2000 1000 0

Севообороты

Чередование культур в севообороте имеет особое влияние на потенциальное развитие заражения.
Насыщение севооборота зерновыми культурами, способствует накоплению инокулюма.
Малопольный севооборот, особенно включающий кукурузу, увеличивает риск поражения растений фузариозом.
К неблагоприятным предшественникам также относится свекла.

Влияние предшевствующей культуры на содержание DON в зерне

1500 1000 500 0 Содержание ДОН, мкг/кг

Устойчивость сорта

Возделывание устойчивых сортов имеет больше влияние на уменьшение заболеваемости и улучшение качества зерна.
Большинство возделываемых сортов зерновых культур восприимчивы к фузариозу.
Сорта мягкой пшеницы различаются по уровню восприимчивости от относительно устойчивых до высоко восприимчивых.
Твердые сорта пшеницы и овес высоко восприимчивы к фузариозу зерна.

Влияние восприимчевости сорта к фузариозу на содержание DON в зерне

Указаные данные взяты из исследований на содержание уровня дезоксиниваленола ДОН - минотоксина, выделяемого грибами рода Fusarium. Франция 2000 - 2001 год, количество полей 663 шт.

Узнайте за 30 секунд как происходит развитие возбудителя Фузариоза

Модифицированный зеленым флуоресцентным белком ген позволяет проследить за развитием гриба Fusarium graminearum в колосе.

При благоприятных условиях, фузариоз полностью заражает колос через 5-6 суток!

Последствия

Микотоксины (от греч. mukos - гриб + toxikos - яд) - это специфические токсичные вещества, продуцируемые грибами. Ядовитые макромицеты, такие как бледная поганка и красный мухомор - общеизвестные «злодеи-отравители». Но их микроскопические родственники (микромицеты) не менее ядовиты и еще более опасны. Ведь их токсины невозможно обнаружить без специального оборудования, и они могут находиться не только в зерне, но и в продуктах его переработки - муке и хлебе.

Что такое микотоксины?

Микотоксины являются молекулами, связанными со вторичным метаболизмов грибов, которые проявляют токсические свойства по отношению к людям и животным.
Все основные виды грибов, вызывающие фузариоз, могут производить микотоксины.
Микотоксины образуемые различными видами грибов р. Fusarium имеют различные токсикологические свойства.
Микотоксины оказывают различное воздействие на разные виды, например свиней, домашнюю птицу, людей и т.д.
Наиболее распространенными микотоксинами в зерновых культурах является дезоксиниваленол (ДОН) и Т-2 токсин

Токсичное воздействие

Трихотецены

тип A (T-2, HT-2, ДАС)

F.sporotrichioides F.langsethiae

Наиболее токсичные метаболиты.
Ответственны за алиментарно - токсическую алейкию (АТА)
Взывают эпидермальные некрозы и язвенный стоматит, серьезные желудочно-кишечные расстройства, которые могут привести к смерти

тип B (ДОН, НИВ)

F.graminearum F.poae F.culmorum F.cerealis

Острая токсичность, характеризуемая рвотой (большая чувствительность у свиней), отказом от приема пищи, снижением массы тела, диареей, некрозом тканей
Нет указания на канцерогенное, мутагенное или тератогенное воздействие

Зеараленон

F.graminearum F.culmorum

Снижают продуктивность животных
Эстрогенное воздействие, вызывающее бесплодие, выкидыш (особенно чувствительны свиньи)
Возможное влияние на рак шейки матки у женщин

Фумонизины

F.verticillioides F.proliferatum

Лошадиная лейкоэнцефаломаляция (заболевание лошадей), характеризуемая нейротоксическим воздействием, отеком легких и мозга, поражением печени
Возможная связь с раком пищевода у людей

Монилиформин

F.tricinctum F.avenaceum

Изменения в мышечной ткани сердца
Кишечное кровотечение (ограниченные исследования)

Распределение дезоксинивалеонола в продуктах помола фузариозной пшеницы

Фузариоз
угроза для людей!

Влияние микотоксинов на животных

Воздействие фузариотоксинов, содержащихся в кормах, на здоровье животных и птицы

Отказ от корма
Снижение продуктивности
Иммуносупрессия
Язвенный стоматит
Эпидермальные некрозы
Повреждение внутренних органов (печень, почки, органы воспроизводительной системы и др.)

Показатель ЛД50 для микотоксинов поступающих через желудочно-кишечный тракт

ЛД50 - средняя доза вещества, вызывающая гибель половины членов испытуемой группы. ЖМ - живая масса
Относительная токсичность - степень токсичности вещества в сравнении с другим веществом (в данном случае в сравнении с Т-2 токсином). более токсичное вещество < 1,0 < менее токсичное вещество

	ЛД50 для мышей		ЛД50 для птицы
Микотоксин	мг/кг ЖМ	Отн. токсичность	мг/кг ЖМ	Отн. токсичность
T-2 токсин	5,2	1,0	5,0	1,0
HT-2 токсин	9,2	1,8	7,2	1,4
ДОН	70,0	13,5	140,0	28,0
Ниваленол	4,1	0,8	-	-
Диацетоксисцирпенол	23,0	4,4	3,8	0,7
Монилиформин	20,0	3,8	5,4	1,1

Способность грибов рода Fusarium вызывать типичные симптомы и продуцировать характерный для вида микотоксин

	Наличие типичных симптомов фузариоза
Вид гриба	генеративный орган	зерно	Образуемый микотоксин
F. graminearum	++	++	ДОН, ЗЕН
F. culmorum	++	++	ДОН, ЗЕН
F. sporotrichioides	+	—	Т-2
F. langsethiae	—	—	Т-2
F. poae	—	—	НИВ
F. tricinctum	+	—	МОН
F. avenaceum	++	+	МОН
F. verticillioides	++	+	ФУМ
отсутствие возможное явление массовое явление

Т-2 и НТ-2 токсины являются одними из наиболее опасных микотоксинов, выделяемых грибами рода Fusarium. Одновременно с этим их продуценты - F. langsethiae и F. sporotrichioides, могут развиваться на колосе без видимых признаков.

Т-2 токсины
скрытая угроза

Встречаемость видов рода Fusarium в образцах зерна из различных регионов России

	Регионы Российской Федерации
Вид гриба	Северный Кавказ	Центр. Часть	Волго Вятский	Северо Запад	Урал	Сибирь	Дальний Восток
F. graminearum	+++	++		+			+++
F. culmorum		++	++	+		+	+
F.sporotrichioides	+++	++	+++	+++	+++	+++	+++
F. langsethiae	++	+		++
F. poae	++	+++	+++	+++	+++	+	+++
F. cerealis	++	+					++
F. avenaceum	++	++	+++	+++	++	++	++
F. tricinctum	+	++	++	++			+
F. verticillioides	++		+				++
редко встречается часто встречается очень часто встречается

Зараженность зерна озимой пшеницы грибами рода Fusarium в зависимости от предшественников

	Краснодарский край			Ставропольский край
		ФЗ*, %			ФЗ*, %
Предшествующая культура	Кол-во образцов, шт.	в среднем	Min-max	Кол-во образцов, шт.	в среднем	Min-max
Горох	3	2,3	1-5	2	4,5	1-8
Кукуруза	21	3,8	1-14	5	25,8	5-53
Лук	—	—	—	1	14	—
Мн. травы	2	1,5	0-3	1	0	—
Оз. зерновые	1	1	—	9	1,7	0-4
Подсолнечник	24	2,7	0-8	3	6,3	2-13
Сах. свекла	7	3,6	0-13	—	—	—
Пар	—	—	—	7	1,3	0-3
Соя	4	1,7	0-5	1	4	—
НСР		0,8	—	—	4,4	—
% ФЗ, в среднем	—	3,1	—	—	6,9	—

Наименее благоприятным предшественником в плане последующего риска развития фузариоза является кукуруза. Наличие такого предшественника делает обязательным разработку стратегии защиты озимой пшеницы от фузариоза колоса.

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ФУЗАРИОЗ?

1. Визуальная оценка

В районах распространения видов F.graminearum, F.culmorum, F.avenaceum видимые симптомы фузариоза на колосьях можно обнаружить в поле. Инфицирование фузариозом не всегда проявляется визуа- льно, но это заболевание может стать причиной «дисквали- фикации» партии полновесных и внешне здоровых семян. Присутствие буквально миллиграмма микотоксинов в килограмме зерна - и все! В лучшем случае такое зерно будет использоваться в качестве фуража. Ни содержание белка, ни показатели ИДК, ни натура не имеют значения, если зерно содержит микроскопическое количество смертельно опасного яда грибкового происхождения.

Преимущества:

Быстрый и незатратный способ

Недостатки:

ПЦР является относительно быстрым и надежным методом выявления грибов.
Позволяет выявлять наличие определенного вида или нескольких видов грибов в растительной ткани. Выявление количества грибов возможно методом количественной ПЦР (ПЦР в реальном времени).
Количество выявленного ДНК грибов связано с присутствием продуцируемых ими микотоксинов.

4. Технология планарного волновода

Надежный и быстрый метод, использующий инновационную технологию планарного волновода для определения от четырех до пяти токсинов за одно измерение.

Одновременное определение нескольких микотоксинов.
Легкость пробоподготовки
Быстрый результат (25 мин)
Отсутствие необходимости в специальной лабораторной подготовке

Необходимость в специализированном оборудовании

Как бороться c фузариозом?

В течение более 20 лет компания «Байер» работала в области проблемы фузариоза — распространенной по всему миру болезни, поражающей различные зерновые культуры.

Применение фунгицидов

Обработка посевов фунгицидом во время цветения является важным методом борьбы с фузариозом.

Азолы обладают фунгистатическим эффектом. Они подавляют синтез эргостерола клеточной мембраны грибов на уровне образования диметилэргостатриенола из ланостерина путем ингибирования зависимой от цитохрома Р450 реакции С14-а-диметиляции

Азолы - лучшее оружие!против фузариоза

Дивизион Кроп Сайенс компании Байер разработал новое действующее вещество — протиоконазол, который обеспечивает высокий уровень защиты колоса от фузариоза и, как следствие, приводит к наиболее эффективному уменьшению уровня микотоксинов в зерне.

Согласно независимой оценке (информация с сайта www.eurowheat.org) различных действующих веществ в борьбе с фузариозом колоса в европейских странах комбинация тебуконазола с протиоконазолом имеет максимальную эффективность против фузариоза колоса!

Оба действующих вещества относятся к группе триазолов и ингибируют биосинтез стеролов, нарушая целостность клеточных стенок патогенов.

Среди актуальных эколого-гигиенических проблем России и стран СНГ известное место занимают грибковые болезни зерновых культур , в частности, .фузариоз колоса (ФК) озимой пшеницы. С 80-х гг. ХХ века в Краснодарском крае нарастает распространение и вредоносность фузариоза озимых пшеницы и ячменя, вызываемого грибом Gerlachia nivalis (син. F. nivale Сes.). Патоген поражает растения в течение всего периода вегетации как возбудитель (иногда наряду с F. culmorum Sacc.) "снежной плесени". Заболевание развивается ввиду чрезмерно раннего, либо позднего посева; плохой закалки растений осенью; высокого снежного покрова; позднего таяния снега; холодной погоды с частыми заморозками и высокой относительной влажностью воздуха весной, холодного и дождливого лета. Усиливают поражение насыщение севооборотов пшеницей и рожью, зерновые предшественники, засоренность посевов, невыровненность поля, превышение дозы азотных удобрений осенью. В случае заражения растений F. culmorum и F. graminearum пораженная пластинка листа выглядит несколько темнее, чем при заражении типичным возбудителем снежной плесени (F. nivale Ces.). В последние годы те же возбудители регистрируются как листовой патоген ("фузариозная пятнистость листьев"). Источником инфекции служат перезимовавшие растения, пораженные снежной плесенью. Способность поражать наряду с листьями колос, зерно и синтезировать МТ порой уравнивает F. nivale и F. culmorum по вредоносности с F.graminearum, вызывающим ФК . Непосредственный ущерб урожайности колосьев не всегда велик, однако, жизнедеятельность F. nivale способствует накоплению в зерне ниваленола, дезоксиниваленола (ДОН) и других микотоксинов (МТ).

Фузариоз злаковых культур получил глобальное распространение. Он приобрел характер пандемии и при благоприятных погодных условиях развивается всегда. Возбудителями выступают грибы рода Fusarium Link.: F.graminearum, F.moniliforme, F.cul-morum, F.sambucinum, F.nivale, F.avenaceum. Фузариоз колосовых культур обычно пред-ставлен F.graminearum, F. cumorum, F.nivale, F.avenaceum. F.graminearum предпочитает более теплый и мягкий климат, тогда как F.culmorum и F.avenaceum легче переносят засушливые и прохладные условия. Болезнь поражает все злаки, однако особенно распространен и вредоносен фузариоз колоса и зерна пшеницы. Наиболее интенсивно заражение происходит в фазе цветения пшеницы. Поражение ФК (грибами рода Fusarium Link. ) проявляется пожелтением колосьев, паутинным налетом мицелия бледно-розового оттенка на чешуйках с трансформацией в сливающиеся бледно-розовые или оранжево-красные образования. Щуплое, c рыхлым эндоспермом зерно обусловливает потери 25-30% урожая и более, в зависимости от уровня первичного проявления ФК и продолжительности развития болезни до фазы молочно-восковой спелости . Заготовки фузариозного зерна составляют в отдельные годы 3-4 млн. т . Грибы способны продолжать развитие и поражать зерно на любом этапе производства - в валках, на току, во время уборки, транспортировки, хранения (при влажности более 15%), переработки, в процессе изготовления продуктов.

Приобретение зерном в периоды созревания и хранения ядовитых свойств вследствие накопления в нем МТ является народнохозяйствен-ной проблемой. Основными МТ отечественного фузариозного зерна являются ДОН и ЗЛ. ДОН (вомитоксин) продуцируется главным образом различными штаммами F. graminearum, F.culmorum, F. nivale . Наиболее активным продуцентом ЗЛ является F.graminearum, однако способностью к его синтезу обладают также F.culmorum, F.moniliforme, F.nivale, F.tricinctum и другие виды . Концентрации МТ связаны с содержанием фузариозных зерен, поэтому для зерновых культур введены ограничения по содержанию таких зерен .

Фузариоз относится к труднопрогнозируемым заболеваниям. Ориентировочно для него принят четырехлетний цикл. С 1985 г. фузариоз зерна и колоса получил широкое эпифитотийное распространение на территории бывшего СССР и РФ, максимальная вспышка имела место в 1988-1989 гг. с необычайно влажными условиями в период созревания зерна. Основные ареалы фузариозов размещены в южных районах России, в частности, на территории Краснодарского и Ставропольского краев. Многократно возрос объем заготовок фузариозной пшеницы: из урожая 1989 г. в государственные ресурсы РСФСР поступило 3980 тыс. т, в том числе с содержанием фузариозных зерен до 1% - 3708 тыс. т; от 1 до 3% - 258 тыс. т и свыше 3% - 14,8 тыс. т .

Причинами распространения ФК в южных районах европейской части страны могут быть не только теплые влажные погодные условия в период цветения, созревания и уборки, но и нерациональное применение приемов интенсивной технологии возделывания (минимализация обработки почвы, поверхностная обработка дисковыми орудиями), некондиционные семена, увлечение позднеспелыми сортами, перенасыщение севооборотов зерновыми, в особенно-сти пшеницей и кукурузой, раздельная затяжная уборка . Известно, что размещение пшеницы по кукурузе на зерно, завышение норм минерального питания (избыток азота) увеличивают пораженность растений ФК и способствуют росту вредоносности патогена . Объемы обработок средствами защиты растений снижаются. В Краснодарском крае с 1988 по 1994 гг. они снизились с 365,8 до 8,9 тыс. га. Хозяйства, ссылаясь на тяжелое финансовое положение, отказываются от обработки даже потенциально опасных площадей. Систематическое воздействие пестицидов способно также увеличить резистентность и токсинообразующие свойства возбудителей ФК .

Трудность предотвращения распространения фузариозов связана также с острым недостатком фунгицидов, подавляющих ФК. Важной задачей остаются дальнейший поиск, разработка и изучение этих средств. В практике борьбы с фузариозами озимой пшеницы получили известность такие фунгициды, как фундазол (бенлат), импакт (флутриафол), спортак (прохлораз), альто (ципроконазол), фоликур (тебуконазол), тилт (пропиконазол), рекс КС (тиофанатметил и эпоксиконазол), корбел (фенпропиморф), гранит (бромуконазол), опус (эпоксиконазол) и др. Совершенствование химического метода в рамках интегрированной защиты растений направлено на подбор эффективных, но малоопасных для агроценозов препаратов. При испытании новых и уточнении эффективности рекомендованных препаратов следует учитывать их влияние не только на основной патоген, но и на сопутствующие микроорганизмы . Другой стороной проблемы является недостаток устойчивых к ФК сортов пшеницы. Действенными средствами борьбы с ФК является использование приемов агротехники (севооборот, глубокая вспашка, заделывание пожнивных остатков и др.) в сочетании с химическими средствами защиты растений .

С 1980-х гг. распространение ФК пшеницы на территории Северного Кавказа приобрело эпифитотийный характер, развитие болезни достигало 40-70%. В такие годы заболевание проявляется на посевах зерновых площадью до 1,0-1,5 млн. га, количество загрязненного зерна достигает 4 млн. т. Доля пораженных растений всех сортов озимой пшеницы составила в 1987-1988 гг. 18%, а пораженных посевов - 76%. Прямые потери товарного урожая оценивались в 20-50% и более. Вследствие высокого содержания фузариотоксинов зерно часто было непригодно для использования в пищу и на фураж. В 1989 г. заболевание встречалось повсеместно в Краснодарском крае, но с меньшей степенью развития - примерно до 20%. Ареал ФК охватил все зерносеющие районы края и Республики Адыгея (РА). В особенности пострадали посевы в Центральной, Северо-западной, Западной, Юго-восточной и Предгорной зонах. Максимальное распространение болезни (до 17-31%) отмечено в Староминском, Тбилисском и Майкопском районах (а на отдельных полях - 100% при 70-80% поражении колоса). Фузариозная пшеница в 82-100% случаев была загрязнена МТ ДОН. В целом в РСФСР 900 тыс. т пшеницы (23% всей массы фузариозной пшеницы) оказались в 1989 г. непригодными для использования на продовольственные цели ввиду превышения допустимых уровней МТ, в том числе 840 тыс. т - в Краснодарском крае.

Распространенность фузариотоксинов в зерне, их опасность для здоровья человека явились причиной введения регламентов на их содержание в продовольственном сырье в 77 странах . В России также установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) для МТ грибов рода Fusarium. Например, ПДК ДОН составляет в пшенице 0,7 мг/кг, в ячмене -1,0 мг/кг. Для ЗЛ этот показатель равен 1,0 мг/кг и для Т-2 токсина - 0,1 мг/кг . Каждый вид фузариев способен синтезировать определенный спектр МТ. Учитывая видовую принадлежность гриба-патогена и определив токсигенность, можно прогнозировать загрязнение фузариозного зерна конкретными МТ.

Видовой состав и свойства возбудителей фузариоза заметно меняются в зависимости от почвенно-климатических условий зоны . Для характеристики фитосанитарной обстановки принято учитывать динамику агрометеорологических показателей, влияющих на состояние агроценоза и определяющих его изменчивость в будущем. На каждом этапе развития растений собирают информацию о фитосанитарном состоянии посевов, которой пользуются как для принятия решений о тактике агротехнических и защитных мероприятий, так и для накопления многолетних материалов о влиянии систем защиты растений на состояние агроценозов. При оценке фитосанитарной обстановки текущая информация сопоставляется с данными многолетних наблюдений. Эти материалы служат первым и необходимым этапом совершенствования защиты растений. Следующий этап - разработка алгоритма защитных мероприятий: агротехнических, химических или биологических по срокам и направленности их действия в зависимости от состояния агроценоза.

Фундаментальное влияние на развитие и взаимодействие агроценоза оказывают погодные условия. Известно , что при высоком снежном покрове и медленном таянии снега интенсивнее развивается снежная плесень, а поражение пшеницы ФК в решающей степени зависит от количества осадков, влажности и температуры воздуха. ФК преимущественно развивается в те годы, когда в периоды колошения, налива и созревания зерна преобладает теплая, влажная, дождливая погода. Ключевое значение могут иметь условия, складывающиеся в определенный промежуток времени ("критические периоды") . Поэтому учет метеорологической обстановки - обязательное условие оценки и прогноза фитосанитарной обстановки. Она позволяет прогнозировать фенологию и степень развития патогенов, а также фенологию и состояние растений, что важно для выбора тактики профилактических и защитных мероприятий. Фитосанитарная диагностика использует четыре формы метеорологической информации: характеристика климатических особенностей региона; характеристика особенностей погоды прошедшего года (сезона); показатели температуры, осадков, влажности почвы и воздуха за конкретные отрезки времени текущего сезона; прогнозы погоды разной заблаговременности. Данные о климате представляют собой средние показатели главных его характеристик за многолетний период: среднегодовые показатели суммы температур и суммы осадков; средние сроки наступления сезонов года и отклонения от них; показатели температуры и сумм осадков в каждом сезоне. Подлежат регистрации температура воздуха, осадки, влажность воздуха, интенсивность и продолжительность солнечного освещения и др. данные. Для озимых культур в холодный период года учитывают температуру почвы в зоне узла кущения, глубину промерзания и сроки оттаивания почвы, снежный покров, состояние растений. Количественные зависимости между показателями состояния, эффективности защиты растений и метеорологическими факторами устанавливают статистическими методами на следующем этапе посредством анализа накопленной на протяжении ряда лет информации.

Основным возбудителем в южных регионах CНГ (Краснодарском, Ставропольском краях и Украине) является F. graminearum, в нечерноземной зоне - близкие к нему по патогенности, симптоматике проявлений и вредоносности и F. avenaceum и F. culmorum. Доминирование F. graminearum над другими видами и обеднение видового состава популяции нарастало в длительно существующих очагах заболевания . В Северо-Кавказском регионе и конкретно на территории Краснодарского края F.graminearum, постепенно вытесняя сопутствующие виды, составляет, по разным данным, от 76-87 до 90% популяции фузариев . Все 12 штаммов, выделенных из фузариозного зерна на Северном Кавказе, образовывали ДОН и ЗЛ, хотя уровни их токсигенности варьировали в широких пределах: 1,3-4820,0 мг/кг ДОН и 2,3-384,0 мг/кг ЗЛ. По-видимому, популяция F.graminearum, вызывающая фузариоз зерна в южных районах, продуцирует преимущественно ДОН и ЗЛ, также как возбудители ФК в Канаде и США. Представители другого хемотипа F.graminearum, распространенные в Юго-Восточной Азии, синтезируют наряду с ДОН ниваленол, что является более опасным сочетанием ввиду высокой токсичности последнего. Другие МТ (токсин Т-2, ДАС) этот вид почти не продуцирует.

Токсигенность F. graminearum зависит от географического происхождения штаммов. В Краснодарском, Ставропольском краях и Северной Осетии большая часть изолятов продуцировала ДОН в количествах менее 200 мг/кг. ЗЛ накапливался грибами в меньших, чем ДОН, количествах. Во всех зонах, кроме Северной Осетии, преобладали слабые продуценты ЗЛ, образующие до 50 мг/кг токсина. Северо-Осетинская популяция была самой токсигенной: 48% штаммов популяции образовывали свыше 200 мг/кг ЗЛ . Была установлена высокая токсигенность изолятов F. graminearum из Азербайджана, синтезировавших до 10000 мг/кг ЗЛ. Высказывается вероятность , что предгорные агроклиматические условия благоприятствуют приобретению F. graminearum свойств синтеза высоких концентраций ЗЛ. Эту потенциальную опасность, очевидно, целесообразно исследовать в предгорной зоне Краснодарского края.

Если принять за меру вредоносности фузариоза концентрации ДОН, приходящиеся в зерновой массе на 1% фузариозных зерен, т.е. отношение количества ДОН к содержанию фузариозных зерен, то в Краснодарском крае оно составляло 1,02-1,08 и варьировало в зависимости от года незначительно. В остальных зонах южного региона фузариоз был менее вредоносным, отношение ДОН/фузариоз зерна в среднем было заметно ниже (0,58 и 0,71) . Можно полагать, что краснодарская популяция фузариев состоит в основном из F.graminearum, все штаммы которого способны синтезировать ДОН, тогда как популяции фузариев в Ставропольском крае и Украине более разнообразны и включают в себя виды, не являющиеся активными продуцентами ДОН.

Список литературы

Донченко Л.В., Надыкта В.Д. Безопасность пищевой продукции. - М.: Пищепромиздат, 2001. - 528 с.
Захаренко В.А., Новожилов К.В., Гончаров Н.Р. Сборник методических рекомендаций по защите растений. - СПб, 1998. - 299 с.
Львова Л.С., Омельченко М.Д., Орлова Н.Ю., Быстрякова З.К. Микотоксины фузариозной пшеницы. Особенности ее приемки, хранения и переработки // Обзорная информация. - Сер.: Элеваторная промышленность. - М.: ЦНИИТЭМ хлебопроизводство, 1992. - С.1-44.
Монастырский О.А. Современное состояние и проблемы исследования токсиногенных грибов, поражающих злаковые культуры // Актуальные вопросы
биологизации защиты растений. - Пущино, 2000. - С.79-89.
Тутельян В.А., Кравченко Л.В. Микотоксины (медицинские и биологические аспекты). - М.: Медицина, 1985. - 320 с.
Фитосанитарная экспертиза зерновых культур (Болезни растений): Рекомендации / Под ред. С.С.Санина. - М.: ФГНУ "Росинформагротех", 2002. - 140 с.

Библиографическая ссылка

Грушко Г.В., Линченко С.Н., Хан В.В. ХАРАКТЕРИСТИКА И УСЛОВИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ФУЗАРИОЗА КОЛОСА НА ПОСЕВАХ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ЮЖНЫХ РЕГИОНОВ РОССИИ // Современные проблемы науки и образования. – 2005. – № 2.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=1514 (дата обращения: 28.03.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

Разделы