Фузаріоз, мікотоксини: чи можна вирішити проблему?

Фузаріоз належить до інфекційних хвороб зернових та інших культур, який спричинює комплекс патогенів грибної етіології (збудники - недосконалі гриби роду Fusarium Link., яких налічують понад 70 видів). Залежно від фізіолого-біохімічного стану рослини та умов навколишнього середовища, фузаріози можуть проявляти себе як паразити, сапрофіти, симбіонти, напівпаразити, що уражують ослаблені особини, або як продуценти стимуляторів росту, антагоністи щодо інших представників мікрофлори грунту. Характеризуючи фітопатогенні властивості грибів р. Fusarium, слід зазначити, що хвороби, які вони спричинюють, майже завжди є хворобами рослин, ослаблених дією інших чинників.
Поширення. Збудники фузаріозу є космополітами: на сьогодні фузаріоз виявлено в усіх регіонах світу, де вирощують пшеницю або інші колосові культури. До патогенного комплексу належить значна кількість видів цього роду, поширення яких властиве певним регіонам країни. Уражує рослини комплекс фузарієвих грибів, який різниться за біологічними властивостями й адаптацією до певних умов агрофітоценозу.

Зернові культури уражують майже 20 видів фузарієвих грибів, але основну увагу, в зв'язку з небезпекою забруднення зерна мікотоксинами, приділяють Fusarium graminearum, F. culmorum, F. sporotrichioides, F. avenaceum, F. poae, F. sambucinum. Вони різняться один з одним за морфологічними ознаками макро- й мікроконідій і за наявністю чи відсутністю хламідоспор.

Патогенний комплекс збудників фузаріозу залежить від різних чинників: зона вирощування озимої пшениці, попередник, метеорологічні умови року, фізіологічний стан рослин, стійкість сорту тощо. Захворювання проявляється протягом усього періоду вегетації:

•  починаючи від фази сходів, у вигляді фузаріозної кореневої гнилі;
•  далі, за сприятливих умов, може розпочатися випрівання озимих хлібів у вигляді снігової (або фузаріозної) плісняви;
•  фузаріоз листкових пластинок, піхви листків, вузлів, інколи основи стебел (недостатньо вивчена хвороба!);
•  до моменту визрівання хлібів гриби утворюють грибницю й конідіальне спороношення у вигляді рожевих подушечок на колосі та зерні.

Симптоматика. Інфекція проникає в колос із краплями дощу чи роси. Описано випадки ураження пшениці фузаріозом під час цвітіння через виступаючі пиляки. Dickson відмічає сприяння пиляків ураженню інших органів колоса, що може бути пов'язано з наявністю в них стимуляторів росту гриба. Згодом біля основи колоскових лусочок з'являються перші симптоми у вигляді бурих водянистих плям. Характерною ознакою є дострокове визрівання окремих колосків, які вирізняються білим кольором на тлі зеленого недозрілого колосся. У вологу погоду на уражених колосках помітна рожева або помаранчева спорова маса. Пізніше в місцях ураження формуються чорні перитеції, і колос вкривається плямами, що мають вигляд парші.

Типовим симптомом ураження грибом F. graminearum є добре помітний неозброєним оком рожевий наліт на колосі. Такий самий наліт на колоскових лусочках утворюється в разі ураження F. culmorum i F. avenaceum. Він складається з маси макроконідій грибів, які мають чітко виражену серпоподібну форму. Проте більшість видів фузарієвих грибів не спричинює видимих змін зерна й типових симптомів захворювання на колоскових лусочках. Навіть за штучного ураження рослин грибами F. sporotrichoides і F. Poае на колосках утворюється малопомітний порошковий наліт спороношення, а найчастіше з'являються нетипові симптоми: потемніння колоскових лусочок, штрихуватість, очкова плямистість. Під час візуального огляду колосків ці симптоми можна легко сплутати з симптомами, які викликають гриби інших систематичних груп (Cladosporium, Alternaria, Helminthosporium та ін.).

Джерела інфекції

Зберігаються гриби у формі грибниці на зерні, на рослинних рештках і в грунті у формі грибниці, склероціїв. У період вегетації рослин хвороба поширюється конідіями.
Fusarium найкраще розвивається в умовах надмірного зволоження та теплого клімату; розвитку фузаріозу колоса й зерна сприяє поєднання високої відносної вологості повітря (понад 71%) і температури (понад 15°С) у період від цвітіння до збирання врожаю. Оптимум температур для розвитку фузаріозних грибів перебуває в межах 18...28°С і вологості повітря - 70...80%. Саме такі умови (2010 р.) сприятливі для розвитку F. graminearum, який є причиною найвідоміших епіфітотій. Проте багато видів цього роду є екологічно пластичними й поширені в усіх регіонах, зокрема і в районах з нестачею вологи під час вегетації. Цьогорічне різке збільшення ступеня ураження зерна фузаріозом пов'язане з підвищеною кількістю опадів упродовж вегетації зернових, особливо їхній надлишок у період цвітіння.
Шкодочинність збудників фузаріозу значною мірою залежить від фази розвитку рослин пшениці, в які відбувається ураження:
ŒНайнебезпечніша глибинна інфекція, коли збудник проник до зародка зернівки внаслідок ураження колосся на ранніх фазах розвитку, під час цвітіння та після нього до молочної стиглості зерна. В цьому разі грибниця повністю пронизує зерно, насіння втрачає схожість. У колоссі, ураженому в цей період, формується плюскле білувате зерно, переважно з видимим нальотом грибниці на поверхні всієї зернівки. Таке насіння має дуже малу масу і під час сортування відвіюється, воно майже не здатне проростати.


За ураження колоса через 15-20 діб після цвітіння спостерігається плюсклість зерна, схожість якого низька. Таке зерно, крім зменшення маси, містить приховану фузаріозну інфекцію (10-15%), через що схожість знижується на 13-17%.
Ž

За пізніших строків зараження (перед збиранням урожаю) уражені зернівки зовні не різняться зі здоровими, але мають у собі приховану інфекцію. Таке зерно залишається в партії товарного зерна й становить найбільшу загрозу, оскільки є джерелом інфекції для здорового насіння під час зберігання.

Грибниця, уражуючи колоски, часто проникає в зерно: за слабкого ураження вона міститься в перикарпії або в оболонці зерна, в разі сильнішого - проникає в алейроновий шар, де розкладає білки з виділенням NH3 та інших токсичних сполук. Хліб, випечений із борошна, яке виробили з сильно ураженого зерна, має одурманюючу властивість і спричинює сильні токсикози, які супроводжуються розладом травлення, блюванням, втратою працездатності тощо. Можливе також отруєння тварин.

За шкідливістю фузаріоз посідає одне з перших місць серед хвороб зернових культур. В Україні це захворювання проявляється сильно й стабільно. Ураження фузаріозом усього колоса знижує урожай на 87%, половини - на 76%, третини колоса - на 44%. Внаслідок фузаріозного ураження знижується схожість насіння, маса 1000 насінин та кількість зерен у колосі. Маса насіння може зменшитися на 64%, кількість зерен у колосі - на 46%, маса 1000 насінин - на 45%.

Окрім того, що фузаріози зернових культур призводять до значних втрат урожаю, вони погіршують якість вирощеної продукції: вміст протеїну в зерні пшениці, ураженому F. culmorum, зменшується, порівняно зі здоровим, на 0,1-0,5%, маса насіння - з 39,5-51 до 29-46,5 г, "сира" клейковина - з 29,2 до 14,7-22%. При цьому погіршуються якість борошна й хліба. Фузаріоз впливає на фізичні, хімічні й технологічні властивості зерна: знижує натуру, погіршує склоподібність, впливає на технологічні й хімічні якості борошна.

Мікотоксини. Відома здатність більшості грибів роду Fusarium продукувати в процесі життєдіяльності мікотоксини - токсичні метаболіти, які належать до різних груп хімічних сполук. А зерно багатьох хлібних злаків є добрим субстратом для розвитку фузаріозів, які утворюють мікотоксини для захисту клітин гриба і є засобом нападу на здорові клітини.
Хвороби людей і тварин, спричинені токсинами фузаріозних грибів, останніми роками стали світовою проблемою. За даними FAO, на сьогодні 25% світового виробництва зерна уражено токсикогенними грибами. У країнах, що розвиваються, майже 36% усіх захворювань, прямо або опосередковано, пов'язані з дією грибкових мікотоксинів. Відомо, що ще наприкінці XIX ст. в Росії досліджували токсичні властивості гриба Fusarium graminearum, який провокував захворювання в людей внаслідок вживання продуктів, виготовлених з ураженого ним зерна (так званий "п'яний хліб"). Це стало початком вивчення фузаріотоксинів. Нині відомо близько 250 видів грибів (з них понад 40 - фітопатогени), що продукують понад 500 мікотоксинів.

Мікотоксини не лише знижують цінність зібраного врожаю, а й спричинюють захворювання домашніх тварин і птиці, що зумовлює зниження продуктивних показників. Мікотоксини біосинтезуються грибами роду Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Claviceps, Stachybotrys, Rhizoctonia. Вони формуються протягом періоду росту грибів на зерні в полі, під час збирання, зберігання й після переробки в умовах, сприятливих для росту грибів. Наприклад, у південних і центральних регіонах Європи переважно поширені фузаріотоксини, які здатні спричинювати гострі отруєння й суттєво знижувати продуктивність тварин. У країнах Північної Європи найнебезпечнішим контамінантом є охратоксин А: в Данії, наприклад, ним уражено 40% зерна.

Як "працюють" мікотоксини на молекулярному рівні? Три найважливіші механізми їхньої дії призводять до порушення різноманітних обмінних процесів в організмі: інгібування синтезу протеїну, ДНК і РНК, утворення аддуктів ДНК; порушення структури мембран та ініціювання перекисного окислення ліпідів; запуск запрограмованої клітинної загибелі (апоптозу). Внаслідок їхньої дії у тварин збільшується смертність, спостерігаються висока конверсія корму, сповільнений ріст, відмова від корму, зменшуються запліднюваність і виводимість.

Шкодочинність грибів Fusarium graminearum, F. sporotrichiella Bilai (разом з грибами Trichoderma spp. і Trichothecium spp. та ін.) проявляється в продукуванні трихотеценів, які об'єднують понад 180 мікотоксинів чотирьох типів, найнебезпечнішими з яких є: Т-2 токсин, диацетоксискирпенол (тип А); дезоксиніваленол (ДОН), ніваленол (тип В); роридин (тип С) і кротоцин (тип D) (табл.1). Найпоширенішим трихотеценом є ДОН (вомітоксин), а найнебезпечнішим - Т-2 токсин. Продуценти трихотеценів типів А і В уражують переважно зернові культури, а типу С - багаті на клітковину грубі корми. Трихотецени виявляють тератогенну, цитотоксичну, імунодепресивну та дерматотоксичну дії, негативно впливають на кровотворні процеси й центральну нервову систему людей та тварин. Їхня токсична дія обумовлена пригніченням біосинтезу білка. Крім того, гриб Fusarium graminearum Schwabe продукує мікотоксин зеараленон та його похідні (встановлено 15 мікотоксинів цієї групи, які мають естрогенні й тератогенні властивості).

Гранично допустимі концентрації. У країнах СНД встановлено гранично допустимі концентрації для афлатоксину В1 - 0,005 мг/кг (в зернових, горіхах, олійних), афлатоксину М1 - 0,0005 мг/кг (в молоці та молочних продуктах), дезоксиніваленолу - 0,7 мг/кг (для пшениці), і 1 мг/кг (для ячменю), Т-2 токсину - 0,1 мг/кг (для зернових), зеараленону - 1 мг/кг (для кукурудзи, пшениці, ячменю) і патуліну - 0,05 мг/кг (для продуктів переробки яблук, томатів і обліпихи). Не допускається наявність мікотоксинів у продовольчій сировині й харчових продуктах, призначених для дитячого та дієтичного харчування.

У Російській Федерації, згідно зі стандартами контролю безпеки харчових і кормових продуктів, у різних видах зернової продукції регулюють вміст трьох фузаріотоксинів: дезоксиніваленолу (ДОН) (ГДК = 0,7-1,0 мг/кг зернової сировини), Т-2 токсину (0,1) і зеараленону (ЗЕН) (0,2-1мг/кг) (СанПіН 2.3.2.1078-01). Але ці три мікотоксини - це лише частина широкого спектру токсичних метаболітів, які продукуються грибами p. Fusarium. Тому, якщо обов'язковий токсикологічний аналіз не виявив мікотоксинів у зразку зерна, а мікологічний аналіз показав у ньому наявність фузаріозних грибів, не можна бути впевненим у його "чистоті".

У багатьох країнах ємнішим критерієм вважають допустимий рівень добового вживання мікотоксину, який оцінює шкідливий вплив на організм залежно від сумарної кількості поглинутого метаболіту. Так, у країнах Євросоюзу максимально допустимі показники вживання мікотоксинів (мкг/кг ваги тіла на добу) становлять: ДОН - 1, ЗЕН - 0,2, сума токсинів Т-2 і НТ-2 - 0,06, ніваленол (НІВ) - 0,7. У регіонах, де населення традиційно вживає велику кількість борошняних і круп'яних продуктів, мікотоксини, навіть за незначного їхнього вмісту в зерні, але за постійного надходження в організм, призводять до незворотного погіршення здоров'я. Особливо небезпечні мікотоксини для дітей, у раціоні яких на зернові продукти припадає істотна частка.
Захисні заходи. Важливим є контроль за мікотоксинами, особливо під час достигання, збирання й зберігання зерна пшениці. Найбільше фузаріозом уражуються рослини озимої пшениці, які вирощують за поверхневого обробітку грунту, після стерньових попередників і кукурудзи, що накопичують інфекцію. Забезпечити фізіологічну силу зернових у протистоянні фузаріозу допоможе:

• впровадження хоча б короткоротаційних (три- та чотирипільних) сівозмін;
• очищення полів під озимину від пожнивних рослинних решток з подальшим старанним загортанням їх під час обробітку грунту (через мінливість та високу адаптивність збудники фузаріозу, які зберігаються в грунті, стерні, рослинних рештках і зерні, найважче викорінити);
• використання стійких сортів інтенсивного типу;
• протруєння насіння фунгіцидними та інсектицидними протруйниками;
• дотримання строків сівби, встановлених норм висіву й глибини загортання насіння;
• збалансоване внесення макро- та мікродобрив;
• оптимальне використання засобів захисту рослин (основний шлях для вирішення проблеми).

Зберігання

Уражені фузаріозом посіви збирають прямим комбайнуванням у стислі строки й зберігають окремими партіями. Для попередження накопичення ДОНу і ЗЕНу у фузаріозному зерні під час зберігання його негайно просушують до вологості 13%. Щоб видалити таке зерно з партії, використовують повітряно-решітні сепаратори типу "ЗАВ" (ефективність цього заходу - 75-80%). Обов'язково здійснюють попередню обробку складів або силосу проти комірних шкідників. Для зберігання формують ті партії зерна, які вільні від шкідників, і з різницею вологості в первинних партіях не більше 0,5%. Під час зберігання здійснюють систематичний моніторинг вологості й температури, боротьбу з гризунами та шкідниками, застосовують активну вентиляцію.
Використання фунгіцидів. Під час вирощування озимої пшениці за інтенсивною технологією основним елементом захисту від хвороб, зокрема від фузаріозу, є фунгіцид. Зважаючи на рекомендації та практику застосування фунгіцидів, схеми й кратність їхнього внесення можуть бути такими:

1. 0 - протруйник;
2. 00 - протруйник + фунгіцид восени;
3. 1-разове внесення - прапорцевий листок або початок ураження;
4. 2-разове - прапорцевий листок + цвітіння;
5. 3-разове - початок виходу в трубку + прапорцевий листок (стробілурини) + ~ цвітіння (широко використовують нині);
6. 4-разове - початок виходу в трубку + прапорцевий листок (стробілурини) + перед цвітінням + після цвітіння (новинка!).

Захист рослин від ураження хворобами восени має повністю забезпечувати правильно вибраний протруйник. За неякісного протруювання насіння чи з інших причин на уражених восени площах, на яких запрограмовано одержати високу врожайність, може виникнути потреба осіннього обробітку посівів фунгіцидами. Вибір фунгіциду для осіннього обприскування залежить від спектру дії препарату і від того, якими хворобами уражені рослини. Важливо, щоб у характеристиці фунгіциду було вказано на його здатність працювати за знижених температур (від плюс 5°С).

Уже давно минули ті часи, коли одноразове внесення фунгіциду по прапорцевому листку забезпечувало прибавку врожайності на рівні 10 ц/га. За сучасного фітосанітарного стану проблему захисту озимої пшениці від хвороб не завжди вирішує дворазове, а від фузаріозу колосу - навіть триразове внесення. В 2009 та 2010 рр. на прогнозовано високоврожайних (60-80 ц/га) посівах з триразовим внесенням фунгіцидів рослини були добре захищені, листки, стебла залишалися повністю зеленими до часу фізіологічного відмирання. Проте під час проведення останнього (третього) обприскування у фазі цвітіння (такі рекомендації з'явилися два роки тому) фунгіциди не захищали колос, і перед фізіологічним відмиранням він масово уражувався фузаріозом!!!

Неможливість повноцінно захистити колос від фузаріозу примушує вносити корективи у стратегію використання фунгіцидів. Можливо, не зовсім правильними були рекомендації щодо проведення останнього обприскування у фазі цвітіння. Чому тільки у фазі цвітіння? Адже вона дуже коротка - 4-7 днів. А якщо в цей період дощова погода, сильний вітер і неможливо здійснити обприскування? А хіба в разі обробки фунгіцидом за 7-10 днів до цвітіння препарат системної дії не працюватиме?

Ми пропонуємо для ефективного захисту від фузаріозу колоса обприскувати посіви орієнтовно за 7-10 днів до цвітіння і через 7-10 днів після. До слова, це не тільки наша думка, на потребу боротись із фузаріозом колоса у фазі колосіння або після виколошування (до цвітіння!) вказує також M. Korbas.

Упродовж вегетації рослину уражує низка фузаріозних хвороб: фузаріозна коренева гниль, пліснявіння насіння, снігова пліснява, фузаріоз листя, фузаріоз колоса. Тож чи можна захистити рослини від цих проявів фузаріозу у фазі цвітіння? Потрібна система захисних дій! До речі, збудниками всіх цих фузаріозних хвороб є одні й ті самі гриби: Fusarium nivale (Microdochium nivale), Fusarium culmorum, Fusarium avenaceum, Fusarium graminearum, Fusarium poae.

Шкодочинність фузаріозної кореневої гнилі пов'язана, насамперед, з можливою її появою на колосі та зерні.

Первинне ураження виникає на нижніх ярусах відмерлих рослин. Постійне поширення спор на інші яруси листя відбувається за допомогою крапель роси й дощу. Інфекція може проникнути в тканини стебла, внаслідок цього припиняється надходження поживних речовин до колоса, на рослині спостерігається часткова білоколосиця. Крім того, попри те, що пшениця - самозапильна культура, раніше ніколи у фазі цвітіння не рекомендували обприскувати її карбамідом, мікродобривами чи іншими агрохімікатами.

Треба зазначити, що неможливо вирішити проблему фузаріозу одноразовим внесенням фунгіциду! Ефективна система захисту - це послідовне логічне чергування діючих речовин, а не назв препаратів, починаючи з протруювання. Дуже важливо не дублювати діючу речовину. Один із варіантів такої системи наведено в табл. 3.
У протруйника Кінто Дуо однією з діючих речовин є прохлораз (до речі, у "Переліку пестицидів, дозволених для використання в Україні", є ще один протруйник, який містить у своєму складі цю діючу речовину, - Оріус Універсал), він забезпечує високу ефективність боротьби проти фузаріозної кореневої гнилі, пліснявіння насіння та снігової плісняви - тобто комплексу фузаріозних хвороб на початкових фазах росту. Здорова рослина набагато стійкіша проти ураження на пізніших фазах вегетації. Крім згадуваного вище протруйника добре зарекомедували себе проти комплексу фузаріозних хвороб Юнта Квадро, Ламардор, Дивидент Стар, Селест Топ тощо.
Œ

Для першого внесення навесні, на початку виходу в трубку, використовують фунгіцид Флексіті. Часто агрономи помилково недооцінюють цей препарат, звертаючи увагу на вузький спектр дії. Флексіті містить абсолютно нову діючу речовину, проти якої не сформувались резистентні патогени. Немає жодного генерика цього фунгіциду!
 

Для другого внесення можна використати фунгіцид із групи стробілуринів (наприклад, Абакус). Про високу ефективність стробілуринових препаратів, забезпечення ними фізіологічного ефекту написано і сказано багато, тому, мабуть, не потрібно обгрунтовувати доцільність внесення такого фунгіциду в цій фазі. Інші стробілуринові препарати, які  застосовують для обробки зернових і які є в національному "Переліку...", - Амістар Екстра 280 SC, Амістар Тріо 225ЕС, Медісон, Аканто плюс.

Замість традиційної третьої обробки у фазі цвітіння, можна здійснити третє й четверте обприскування.
Ž

Втретє посіви обробляють у фазі колосіння фунгіцидом Рекс Дуо, який має широкий спектр дії і дуже популярний у товаровиробників (у "Переліку..." є препарати, що мають у своєму складі тіофанат-метил та епоксиконазол). За даними Інституту Зернового господарства УААН, можливий період ураження фузаріозом колоса триває від початку колосіння до достигання. Не тільки у фазі цвітіння!

За даними Korbas M., немає ефективних методів контролю за фузаріозом листя, і лише повноцінна система захисних дій може вирішити цю проблему.

Для четвертого обприскування можна порекомендувати "ріпаковий" фунгіцид Карамба, який у країнах Західної Європи та Білорусі визнано одним із найефективніших для захисту від фузаріозу та інших хвороб колоса. Він не тільки зберігає врожайність, а й зменшує вміст токсинів у зерні. На потребу обробки посівів у фазах наливання - молочна стиглість вказує також Л. Верещагін.

Кожний з використаних у цій схемі фунгіцидів захищає рослину від фузаріозу. Слід звернути увагу на те, що діючі речовини у препаратах не повторюються (за винятком епоксиконазолу) протягом усього вегетаційного періоду! У табл. 3 подано також орієнтовні строки внесення фунгіцидів за шкалою ЕС та за календарними датами.
До "Переліку пестицидів... за 2010 р." внесено 74 фунгіциди для використання на зернових, 28 з них задекларовані для захисту від фузаріозу. Проте ні в "Переліку..." , ні в рекламних проспектах для жодного фунгіциду не вказано на можливість його внесення після цвітіння. Питання до представників фірм - чому?

Можливо, проблема фузаріозу криється в низькій нормі внесення фунгіцидів або у використанні однієї і тієї самої діючої речовини та набутті резистентності. У журналі "Пропозиція", №8 за 2010 р. (с. 90-96), А. Фокін у статті "Фунгіциди як елемент національної безпеки" зазначає, що до складу майже половини протруйників (46%) для озимої пшениці входить тебуконазол, цю саму діючу речовину масово використовують у фунгіцидах. Більшість генериків теж містять тебуконазол. Як щодо резистентності? Чи будуть ці препарати високоефективними проти фузаріозу та інших хвороб?
Є наукові джерела, які свідчать про ефективну дію проти фузаріозу таких діючих речовин, як метконазол, прохлораз, флудиоксоніл, тіофанат-метил.
 

В. Лихочвор, д-р с.-г. наук, професор, завкафедри технологій у рослинництві Львівського національного аграрного університету
Т. Данілкова, заступник начальника Державної інспекції захисту рослин Львівської області, начальник відділу прогнозування та фітосанітарної діагностики