Хвороби та шкідники зернових запасів і наслідки їхнього розвитку та розмноження

Які ж загрози врожаю можуть виникнути під час зберігання збіжжя та які чинники суттєво впливають на якість зерна в цей пері­од? Найбільша й найсуттєвіша небезпека прихована під назвами «шкідники зернових запасів» та «хвороби». Серед останніх особливо шкодочинні пліснявіння насіння, фузаріоз, чорний зародок, або альтернаріоз та ін. Вони можуть завдати колосальної шкоди та призвести до катастрофічних втрат і інтоксикації продукції у вигляді мікотоксинів. Так, якщо в партії зерна виявлено 1 мг афлатоксину В1 на кожен кілограм зерна, то він знищує всі його корисні властивості, а сама партія зерна стає непридатною для харчових і кормових цілей.

Зберігання насіння, як відомо, є тривалим технологічним процесом, протягом якого діють різні біотично-абіотичні фактори, насамперед це вологість, температура, доступ кисню, життєдіяльність комірних шкідників, розвиток хвороб.

Під час зберігання збіжжя зернова маса в зерносховищах являє собою суміш різних живих компонентів: зерно, мікроорганізми, комахи, кліщі, гризуни з властивими їм фізіологічними функціями… Ці компоненти взаємообумовлені і взаємозалежні. Зерно, пошкоджене найпоширенішими комірними шкідниками (комірний і рисовий довгоносики, великий і малий хрущаки, гороховий і квасолевий зерноїди, зерновий точильник, рудий коротковусий і суринамський борошноїди, зернова міль, млинова та південна комірна вог­нівки, борошняний кліщ, а з гризунів — хатня миша, сірий та чорний пацюки) та забруднене в результаті їхньої життєдіяльності, самозігрівається, пліснявіє, руйнується. В такому середовищі виникає потужне джерело первинної інфек­ції грибів із родів Fusarium, Аspergillus, Penicillium, Alternaria та ін., які продукують значну кількість антибіотиків і мікотоксинів.

Більшість комірних шкідників починають пошкоджувати й заселяти зерно ще в період вегетації рослин. Значна кількість видів комірних шкідників (рисовий довгоносик, зернові міль і шашіль) потрапляє до комори із зерном, яке вони заселяють ще в полях під час вегетації рослин чи під час обмолоту та витримування на токах, а також через одяг, взуття робітників чи заноситься гризунами й птахами. Основна маса амбарних шкідників накопичується в місцях постійного зберігання хлібних запасів. Так, комірний довгоносик живе й розвивається в тільки в сховищах.

За даними головних управлінь Держпродспоживслужби в областях, осередково у фермерських господарствах Волинської, Київської, Кіровоградської, Рівненської та Черкаської областей 2018 року переважно фуражне зерно та подекуди насіннєвий матеріал були заселені комірними шкідниками. Зокрема, в кілограмі збіжжя нараховували 1–3 екз. комірного довгоносика, 1–4 екз. борошноїда, 2–5 гусениць млинової вогнівки, 5–10 екз. борошняного кліща. Ними заражено 8–13, макс. 28–31% перевіреного збіжжя (560 т). Таким чином, значні партії зерна, заселеного цього року амбарними шкідниками, засипано на зберігання.

Комірні шкідники, маючи високу потенційну здатність до розмноження, за тривалого зберігання збіжжя і сприятливих для їхнього розвитку умов швидко накопичуються в значній кіль­кості. І попри те, що ці комахи невеликого розміру, вони дуже ненажерливі. Так, потомство однієї самиці млинової вогнівки за чотири місяці свого розвитку знищує 17,5 кг борошна, а одного комірного довгоносика — один кілограм зерна пшениці за рік. Живлячись зерном, шкідники забруднюють його шкірками від линянь, загиблими особинами, екскрементами, павутиною. Це спричиняє підвищення температури й вологості в місці збереження зерна, що призводить до псування ще певної його частини. Погризене або пошкоджене зерно швидше й легше уражується пліснявою, в ньому накопичуються мікотоксини та інші токсичні канцерогенні речовини.

Слід пам’ятати, що утворення великої кількості мікотоксинів, вироблених пліснявими грибами, фатально впливає на здоров’я людини й тварин. Високі дози мікотоксинів мають гостротоксичну дію, тому, наприклад, афлатоксини і токсин Т2 зараховують до біологічної зброї масового знищення. Навіть невеликий вміст мікотоксинів у продукції рослинництва може спричинити тяжкі наслідки: ураження тканин, органів і систем людського організму, а також онкологічні захворювання.

За оцінками дослідників, близько 4% випадків виникнення раку в людей викликано вживанням у їжу мікотоксинів. Наявність мікотоксинів у кормах навіть у низьких концентраціях спричиняє порушення в репродуктивній системі тварин. Унаслідок загального зниження імунітету зростає кількість інфекційних захворювань, до того ж вони мають важкий перебіг. У регіонах, де не налагоджено контроль за якістю рослинної продукції, від отруєнь мікотоксинами можуть масово гинути люди, як це трапилось у Кенії 2004 року, коли після вживання в їжу кукурудзи, зараженої афлатоксинами, загинуло понад 100 осіб (Ю. Райнхардт, Німеччина). Тому не можна використовувати зіпсоване, запліснявіле зерно для виготовлення хлібопродуктів або на корм худобі. З такого зерна не буде якісного борошна та доброго хліба.

Великої шкоди завдають комірні шкідники й насіннєвому матеріалу, знижуючи його кондиційні показники. Так, пошкоджене насіння пшениці та кукурудзи може втратити 27–75% схожості.

Другий шлях, яким потрапляє інфекція насіннєвих хвороб у зерносховища — це закладання на зберігання насіннєвих партій, які містять навіть незначну кількість контамінованих, інфікованих та уражених насінин фузаріозом, чорним зародком, пліснявінням.

Відомо, що якість насіння значною мірою формується під впливом технології вирощування культури, погодних умов, які складаються протягом вегетації рослин, способів і режимів післязбиральної обробки. Інфікування й зараження насіння зернових культур збудниками хвороб відбувається в пері­од вегетації рослин.

Численні дослідження мікобіоти колосу пшениці, жита, ячменю в період цвітіння, наливання та повної стиглості зерна показали, що епіфітна мікобіота представлена понад 50 видами грибів. Домінуючими видами епіфітної мікобіоти є представники роду Fusarium: F. sporotrichella var. poae та ін., гриби Bipolaris sorokiniana, Alternaria tenuissima, Aspergillus flavus, представники родів: Cladosporium, Trichothecium, Rhizopus, Mucor, Penicillium.

Ендофітна мікобіота колоса зернових колосових культур включає понад 40 видів грибів. Під час формування колоса в ендофітній мікобіоті домінують переважно анаморфи роду Fusarium. Група типових численних міксоміцетів представлена видами родів Fusarium, Bipolaris, Alternaria. Гриби Fusarium culmorum, F. graminearum, F. sporotrichella var. poae, F. oxysporum, Alternaria tenuissim, Bipolaris sorokiniana контамінуконтамінували колос у всі фази його розвитку.

Найпоширенішою і найшкідливішою хворобою насіння зернових колосових культур вважається фузаріоз колоса. Зараження рослин фузаріозом відбувається переважно під час цвітіння, коли дозрівають аскоспори патогенів. Пиляки пшениці, жита, ячменю є добрим живильним субстратом для росту грибів роду Fusarium, зокрема F. graminearum. Гіфи грибів колонізують тканини пиляків, проникають у зародок і поширюються зерновою оболонкою.

Ступінь ураження зерна залежить від виду збудника та часу його проникнення в тканини. Залежно від цього вирізняють два типи ураження зерна фузаріозом:

яскраво виражене фузаріозне зерно вирізняється плюсклістю. Більшість зерен зморщені, мають загострені боки й добре вдавлену борозенку. Вони забарвлені рожевим кольором через наявність міцелію та спороношення грибів. Цей тип ураження має прояв за раннього інфікування колосків у полі (у фазі цвітіння), в основному, грибами F. culmorum, F. graminearum і F. avenaceum.

Прихована (поверхнева) форма фузаріозного ураження зерна проявляється за пізнього його інфікування, слабкого інфекційного навантаження або ураження зерна в період збирання та зберігання врожаю. Таке зерно за зовнішнім виглядом не відрізняється від здорового: за формою борозенки та розміром воно близьке до нормального, іноді здуте, з відлущеною оболонкою, проте є джерелом інфекції під час його зберігання та висівання.

Мікотоксини, вироблені грибами в процесі свого розвитку, не гірчать, не пахнуть і без спеціальних методик визначити їхню наявність неможливо. Мікотоксини (від грец. mykes, mukos — гриб + toxikon — отрута) — це низькомолекулярні вторинні метаболіти, які продукують токсигенні мікроскопічні гриби. Токсигенність (від грец. тoxikon — отрута + genes — породжує) — це здатність організму утворювати речовини, що володіють токсичною дією на інші організми. Найнебезпечніші й значно поширені токсигенні види гри­бів належать до родів Fusarium, Aspergillus, Penicillium.

Так, гриби з роду Fusarium продукують мікотоксини — трихотецени групи А:Т-2 і НТ-2 токсини, діацетоксисцірпенол; трихотецени групи В: ніваленол, дезоксиніваленол (ДОН), зеараленон, фумонізини (В1, В2, В3, В4), моніліформін.

Гриби з роду Aspergillus продукують охратоксин А, стеригматоцистин, циклопіазонову кислоту.

Гриби з роду Penicillium виробляють охратоксин, ацитринін, патулін.

За даними ФАО, світові втрати сільськогосподарської продукції від ураження токсиногенними грибами і забруднення мікотоксинами за останні десять років збільшились удев’ятеро й у грошовому вираженні (дол. США) досягли 22 млрд дол./рік.

В Україні найбільшу небезпеку становлять фузарії. Вони заражають зерно, забруднюють його мікотоксинами в колосі й продовжують свій розвиток на зерні під час його зберігання, збільшуючи поверхневу заспореність у 30–35 разів і внутрішньонасіннєве зараження — втроє-вчетверо, а також багаторазово збільшуючи в ньому вміст мікотоксинів.

Для зниження зараженості зерна фузаріозом та рівня забруднення його мікотоксинами потрібно застосовувати систему відповідних заходів як у передвисівний, так і вегетаційний і післязбиральний періоди. Слід пам’ятати, що поширення фузаріозу колоса значно залежить від попередника, системи обробітку ґрунту, стійкості сорту, фізіологічного стану рослин, фітосанітарного стану посівів культури.

У передвисівний період ефективним заходом проти поверхневої та внутрішньої інфекції збудників фузаріозу колосу є протруєння насіннєвого матеріалу. Проведення цього заходу запобігає ендогенному перенесенню інфекції Fusarium graminearum від заражених насінин до колоса, що убезпечує від прояву фузаріозу колоса й накопичення мікотоксинів у зерні нового врожаю. З цією метою слід провести обробку насіння високоефективними протруйниками на основі діючих речовин та їхніх композицій: флудіоксонілу; флудіоксонілу та ципроконазолу; азоксистробіну, тебуконазолу та флудіоксонілу; флудіоксонілу та дифеноконазолу; флудіоксонілу, тіаметоксаму та тебуконазолу; дифеноконазолу, флудіоксонілу та тіаметоксаму. Ці препарати блокують розвиток патогенів, запобігають проникненню й поширенню грибниці рослиною від проростання насіння до формування колосків. Протруйники суттєво знижують накопичення в урожаї дезоксиніваленолу (ДОН) — мікотоксину, що виробляється збудником фузаріозу в пшениці.

У період вегетації пшениці та ячменю проти фузаріозу колоса слід використовувати найефективніші фунгіциди на основі діючих речовин: ципроконазолу та пропіконазолу; азоксистробіну, пропіконазолу та ципроконазолу; пропіконазолу та прохлоразу; флутріафо-лу; флутріафолу та тебуконазолу; тріадимефону та флутріафолу, тебуконазолу; тіофанат-метилу, тебуконазолу та цифлуфенаміду. Найвища ефективність препаратів виявляється у разі їхнього застосування на початку колосіння (коли 30–50% рослин перебувають у фазі початку виходу колоса).

Збирати врожай зернових колосових потрібно в суху погоду за повної стиглості зерна. Попередньо слід визначити вміст мікотоксинів у зерні. Затягування строків збирання врожаю, особливо у вологу погоду, призводить до збільшення в ньому вмісту мікотокси-нів.

Важливі операції очищення, просушування зерна, проведення повітряно- теплового обігрівання зерноматеріалу, опромінення його сонячним світлом у буртах, на токах і в зерносховищах, доведення його вологості до 13–14%, розміщення окремими партіями з однаковим ступенем ураженості фузаріозом. Виконання цієї низки заходів дасть можливість зберегти якість насіння завдяки недопущенню перезараження зібраного врожаю фузаріозом, альтернаріозом, пліснявінням та іншими хворобами.

Режим зберігання насіння в сухому стані — основний принцип підтримання його високої життєздатності в парті­ях посівного матеріалу всіх зернових культур та якості зерна продовольчого призначення протягом усього терміну його зберігання.

Зерно пшениці, жита, ячменю, вівса вважається сухим, якщо під час проведення аналізу насіння міс­тить не більше ніж 14% вологи. Оптимальний показник вологості для тривалого зберігання виробничих пар­тій насіння має бути на 1–2% нижчий за критичну вологість, яка залежить від хімічного складу зерна. Зернова партія, яка добре підготовлена (очищена від домішок, знезаражена й охолоджена) може зберігатись у складах протягом чотирьох-п’яти років, а в силосах елеваторів — упродовж двох-трьох років за умови підт-римання відповідних умов протягом періоду зберігання.

Інтенсивність дихання зерна за температур від 0 до 100°С буде незначною навіть за високих показників вологості. Критична вологість зерна пшениці чітко проявляється лише за температури 180°С і вище. Тому під час зберігання зерна варто дотримуватись температурного режиму в межах 0–100°С.

Слід пам’ятати, що закладання на зберігання зерна з підвищеною вологістю призводить до розвитку грибної інфекції, яка проникає з поверхні насінини в глибинні шари зернівки, і відбувається накопичення мікотоксинів. Обов’язково потрібно вести контроль якості зерна в момент його приймання в сховище. Під час зберігання зерна слід систематично вести контроль за температурою зерна, вживати відповідні запобіжні заходи і контролювати стан зерна на предмет зараження його токсиногенними грибами.

Для застережної сигналізації появи та обмеження чисельності низки шкід­ників зернових запасів використовують екологічно чисті засоби — феромонні чи клейові пастки. За настання найменшого похолодання ефективним заходом є охолодження зерна шляхом його провітрювання із відчиненням дверей, вікон, активного вентилювання за допомогою стаціонарних або пересувних агрегатів, а також переміщення зерна транспортерами, пропусканням його через зерноочисні та інші агрегати з продуванням холодним повітрям. У зимовий період надій­ним способом обмеження чисельності шкідників у сховищах є про-морожування зерна. У такому разі слід враховувати стійкість шкідників до низьких температур (більшість комах за температури нижче -15°С гинуть протягом доби). За система-тичного дистанційного контролю температури зерна використовують штучне зниження її до -5–100°С, що забезпечує знищення шкідників і збільшення тривалості зберігання зерна.

Роботи з превентивної та знезаражувальної хімічної обробки (фумігація зерна) виконують тільки спеціалізовані підприємства, що мають відповідні державні ліцензії на проведення вказаних робіт.

І. Марков, канд. біол. наук, професор НУБіП України

Журнал «Пропозиція», №11, 2018 р.