Фузариоз и микотоксины в злаках

Этот комплекс заболеваний, которые могут передаваться через семена, почву или растительные остатки, приводит к гнили всходов, прикорневой гнили и гнили колоса, а также выработке микотоксинов.

 

🔷Симптомы фузариоза и микотоксинов

Многие виды фузариоза поражают злаковые культуры (пшеницу, ячмень, овес, рожь и тритикале), а также злаковые сорняки.

Fusarium avenaceum, F. culmorum, F. graminearum, F. poae, F. langsethiae, Microdochium nivale and M. Majus

Эти грибы образуют комплекс болезней на семенах, проростках и взрослых растениях. Патогены Microdochium nivale и M. majus  (ранее известные под общим названием  Fusarium nivale) переносятся семенами. M. nivale также вызывает снежную плесень.

🔸Фузариозная гниль всходов

M. nivale является основным патогеном в группе, вызывающей фитофтороз всходов. Фитофтороз вызывает довсходовое и послевсходовое выпревание. Это может привести к гибели рассады и плохому укоренению. У выживших сеянцев может развиться коричневое поражение на уровне почвы. Это может перерасти в корневые и прикорневые гнили. Также могут возникать бессимптомные инфекции.

🔸Фузариозная прикорневая гниль / корончатая гниль

Прикорневая гниль становится очевидной с позднего удлинения стебля. Это приводит к темно-коричневому окрашиванию нижних узлов. У основания стебля также могут появиться длинные темные полосы. На старых растениях фузариозная инфекция может вызвать настоящую прикорневую гниль, при которой основание стебля становится коричневым и гнилым, что приводит к полеганию и появлению побелевшего колоса. Этот симптом менее распространен в Великобритании, но может развиться в очень засушливые сезоны.

🔸Фузариозная гниль колоса (головки)

Виды Fusarium вызывают целый ряд симптомов на колосе. Обесцвеченные колосья часто видны над очагом заражения на стадии молочной спелости (GS 75). Более поздние инфекции могут привести к заражению зерна без явного обесцвечивания колосьев. Наличие оранжево-розовых спор фузариоза также может быть заметно на зараженных колосках. По мере созревания урожая симптомы становятся менее заметными. При сборе урожая фузариоз колоса может привести к появлению сморщенных зерен с меловидного белого или розового цвета, хотя это не всегда так. Существует небольшая корреляция между поврежденными фузариозом зернами и появлением микотоксинов. Следовательно, наличие симптомов поражения колоса не является хорошим индикатором риска заражения микотоксинами.

🔷Жизненный цикл фузариоза и микотоксинов

Первичное заражение фузариозом происходит от зараженных семян, почвы, растительных остатков и растений – «добровольцев» или видов сорняков-«хозяев». Споры – от поражения всходов гнилью или прикорневой гнилью – которые попадают на растение или переходят с листа на лист, являются основным источником заражения колосом. Споры некоторых видов фузариоза также распространяются ветром, хотя это не является важным источником инфекции. Заражение колосом происходит во время цветения. Он поражает зерно и завершает жизненный цикл.

Условия окружающей среды влияют на развитие болезни, и виды фузариоза имеют разные требования к температуре. Например, поражение всходов  M.  nivale наиболее сильно проявляется в прохладных, влажных почвенных условиях, тогда как  F. graminearum наиболее сильно проявляется в более теплых и сухих почвенных условиях. Теплые, влажные условия во время цветения способствуют заражению фузариозом, вызывающим гниль колоса и инфекцию, передающуюся через семена. Дальнейшие осадки и влажные условия способствуют возникновению вторичной инфекции, что способствует дальнейшему росту грибков и выработке микотоксинов.

🔷Важно

У большинства зерновых культур ежегодно появляются симптомы фузариоза. F. culmorum  и F. graminearum - наиболее часто встречающиеся в Великобритании виды, вызывающие поражение колосьев. Хотя заражение видами фузариоза может привести к плохому укоренению и снижению урожайности, наиболее важной проблемой является выработка микотоксинов в зерне некоторыми видами. Однако наличие гнили колоса не является хорошим показателем вероятного риска микотоксинов. Микотоксины присутствуют в более низких концентрациях в ячмене и овсе по сравнению с пшеницей. Общий риск превышения допустимых значений DON в пшенице низок, а в ячмене и овсе очень низок.

🔸Пшеница

F. graminearum и M. nivale вызывает наиболее значительные потери всходов пшеницы в Великобритании. Тем не менее, урожай обычно компенсируют потерю нескольких растений за счет кущения. F. graminearum  чаще встречается в районах, где выращивают кукурузу, тогда как  M. nivale более широко распространен. Сильное гниение прикорневой гнили у пшеницы в Великобритании встречается очень редко, потому что сильно зараженные семена не используются, обработка семян эффективна и потери, как правило, очень малы.

Может наблюдаться высокий уровень поражения колосьев, особенно при благоприятных условиях (например, влажных) во время цветения, но потери урожая редко бывают серьезными. Семена, сохраненные от этих культур, могут плохо приживаться, если семена не обработаны препаратом, эффективным против фузариоза.

Микотоксины DON и ZON часто обнаруживаются в пшенице, но средние концентрации обычно ниже допустимых пределов. Пределы чаще всего превышаются во влажные урожайные годы.

🔸Ячмень

Поражение проростков ячменя, вызванное фузариозом, встречается редко, но может возникать при очень высоких уровнях заражения и при посеве семян в холодные грядки. Потери, как правило, не такие высокие, как у пшеницы.

Ранний посев ярового ячменя подвержен большему риску заражения проростков M. nivale.

Риск поражения колосков и микотоксинами у ячменя также ниже, чем у пшеницы, но это следует учитывать, если ячмень обычно выращивают в севообороте с кукурузой с минимальной обработкой почвы. Разработанный для пшеницы, инструмент оценки риска микотоксинов фузариоза AHDB также полезен для оценки риска в ячмене.

Уровни DON, ZON, HT-2 и T-2 в ячмене обычно были низкими, и законные пределы редко превышались.

🔸Овес

Овес более устойчив к заражению фузариозом, чем пшеница и ячмень, и у этой культуры трудно увидеть симптомы заболевания. Симптомы могут включать преждевременную гибель растений или обесцвечивание колосков.

F. langsethiae  является преобладающим видом, который поражает овес и продуцирует микотоксины HT-2 и T-2. Имеются подтвержденные доказательства того, что по меньшей мере 90% микотоксинов удаляются при очистке от шелухи. Предыдущие исследования Агентства по пищевым стандартам в отношении микотоксинов фузариоза в овсяных продуктах, продаваемых в розницу, показали, что воздействие этих токсинов в рационе Великобритании очень низкое.

🔷Микотоксины

Микотоксины представляют собой токсичные химические вещества, вырабатываемые специфическими грибами, которые могут расти на различных культурах и продуктах питания. Различные виды грибов продуцируют микотоксины с различной токсичностью для человека и животных. Виды Fusarium являются не единственной группой грибов, продуцирующих микотоксины, они также продуцируются алкалоидами спорыньи и охратоксином А (последний образуется во время хранения урожая).

F. avenaceum, F. culmorum  и F. graminearum являются основными видами, продуцирующими микотоксины, и все они вызывают сходные симптомы. F. poae  и  F. langsethiae производят микотоксины, но не являются их важным источником. M. nivale и M. majus не продуцируют микотоксины.

Микотоксины, образующиеся перед сбором урожая, стабильны и, вероятно, останутся во время хранения, но не увеличиваются.

🔸Правовые ограничения

Хотя для фузариозных микотоксинов в зерновых культурах Великобритании существуют установленные законом пределы, риск их превышения невелик. Риск варьируется в зависимости от региона и года в зависимости от климата и интенсивности выращивания основных культур в регионе. Уровни микотоксинов в Великобритании намного ниже, чем в континентальной Европе, и редко превышают действующие ограничения ЕС.

🔸DON и ZON

Существуют установленные законом пределы содержания микотоксинов фузариоза дезоксиниваленола (DON) и зеараленона (ZON) в пшенице, ячмене и овсе, предназначенных для потребления человеком, и рекомендуемые ограничения для зерна для корма. Владелец (фермер, торговец или переработчик) по закону обязан обеспечить безопасность зерна для потребления человеком. Это означает, что все продавцы должны быть в состоянии продемонстрировать должную осмотрительность при определении уровней присутствующих микотоксинов.

В зависимости от конечного использования переработчикам может потребоваться более низкий предел при приеме, чем установленный законом предел для необработанных злаков, чтобы гарантировать соответствие готовой продукции законодательным ограничениям.

• Таблица 1. Пределы содержания микотоксинов (млрд) в зерне

Правовые (L) ограничения для зерна, предназначенного для потребления человеком
Руководящие нормы (G) для зерна, предназначенного для кормления животных

🔸Т-2 и ХТ-2

Микотоксины T-2 и HT-2 продуцируются видами Fusarium, которым благоприятны более сухие условия, например F. langsethiae. Таким образом, факторы риска отличаются от факторов риска для DON/ZON. В настоящее время (2019 г.) законных ограничений для Т-2 и НТ-2 нет. В 2013 году Европейская комиссия опубликовала рекомендацию, которая включала ориентировочные уровни для комбинированной концентрации T-2 и HT-2. В Рекомендации говорится, что государства-члены вместе с промышленностью должны продолжать отслеживать эти микотоксины и, если они превышают ориентировочный уровень, проводить расследования, чтобы определить, почему произошло превышение, и какие меры по смягчению последствий можно использовать, чтобы избежать превышения в будущем.

 

• Таблица 2. Ориентировочные уровни ЕС (I) для комбинированной концентрации HT-2 и t-2 (ppb) в необработанных злаках

 

🔸Определения

Законодательные ограничения – максимальные уровни определенных микотоксинов в злаках и зерновых продуктах, как это определено правилами Европейской комиссии и применяется в точке продажи.

Нормативные пределы – рекомендации относительно приемлемости кормов и кормовых продуктов.

Ориентировочные уровни – руководство о том, когда исследовать высокие уровни для определения смягчающих действий.

🔸Управление

Риск заражения фузариозом можно свести к минимуму в течение всего сезона: от планирования севооборота до принятия решения о том, с какого поля собирать урожай в первую очередь.

 Оригинал публикации и фото: www.ahdb.org.uk