Поражение зерна и продуктов его переработки микроскопическими грибами — это распространённая проблема, которая затрагивает все стадии производства от выращивания культур до уборки и конечного продукта. Патогенные грибы вырабатывают микотоксины, представляющие опасность для здоровья людей и животных.
🔹
Основные виды микроскопических грибов, поражающие посевы в зерновых регионах Сибири:
• Фузариум (Fusarium) — род преимущественно анаморфных аскомицетовых грибов;
• Альтернария (Alternaria) и Bipolaris — грибы, входящие в класс Дотидеомицетов;
• Гельминтоспориум (Helminthosporium) — род Гельминтоспорий;
• Спорынья — род грибов семейства спорыньёвых (Clavicipitaceae);
• Головневые грибы.
Фузариоз зерновых культур
Фузариоз, широко известное заболевание зерновых, снижает как продуктивность, так и качество сельскохозяйственной продукции. Первые случаи этой болезни среди злаков были зарегистрированы на Дальнем Востоке России в конце 19 века.
Когда зерновые культуры начинают созревать, на их соцветиях становятся заметны первые признаки фузариоза, такие как поблекшие чешуйки колосков, которые выделяются на фоне еще зеленой и здоровой растительности. В условиях, способствующих развитию заболевания, на чешуйках могут возникать образования из мицелия и спор гриба, окрашенные в оттенки от розово-оранжевого до кирпично-красного, в зависимости от типа возбудителя.
«Различные типы грибов проявляют себя по-разному в уровне выработки спор. При этом, в зависимости от конкретного возбудителя, проявления могут быть как ярко выраженными, что включает симптомы в виде некротического потемнения на чешуях колоса, штриховатости и пятнистости, напоминающей глаза, так и полностью отсутствовать. Абиотические факторы и методы обработки играют ключевую роль в распространении этих грибков. Причем нехватка влаги считается главным ограничивающим фактором для их развития. Особую угрозу представляет собой период цветения, когда растения наиболее уязвимы к инфекциям, если он совпадает с временем повышенной влажности», — рассказывает главный специалист испытательной лаборатории Алтайского филиала ФГБУ «Центр оценки качества зерна» Александр Кравченко.
Заражение зерна оказывает значительное влияние на его способность к прорастанию. Если мицелий патогена проникает глубоко в зерно, оно может вообще не прорасти или же дать слабые ростки, подверженные гнили, что делает их легкой жертвой для других патогенов в процессе роста.
Интересно отметить, что даже после сортировки в партиях зерна часто остаются зараженные, но визуально нормальные экземпляры. Это приводит к накоплению микотоксинов. Одним из методов борьбы с загрязнением урожая является удаление определенных фракций, таких как мелкие зерна, что может сократить содержание микотоксинов до 80%.
Зерно, которое используется в пищу и заражено микотоксинами, негативно влияет на качество муки, особенно ухудшая хлебопекарные свойства и характеристики клейковины. Это приводит к производству хлеба с темной мякотью, отличающейся низкой эластичностью и крупными порами. Не только зерно, пораженное фузариозом, но и полова с соломой теряют свою ценность из-за накопления микотоксинов. Исследования показывают, что основная часть токсинов сосредоточена в стебле колоса, в цветочных чешуйках их содержится меньше, а в зерне уровень токсинов самый низкий.
Основные усилия следует сосредоточить на уменьшении источников инфекции, а также на ограничении или замедлении темпов её распространения:
• Подготовка семян перед посевом (очистка, использование устойчивых сортов)
• Применение фунгицидов
• Организационно-хозяйственные мероприятия (борьба с сорняками, хранение зерна с заражённых полей отдельно от остального).
Черный зародыш
Зерна пшеницы нередко подвержены заболеванию, известному как «черный зародыш», которое проявляется в виде темных пятен на оболочке вокруг зародыша, а иногда и на близлежащих участках. Это приводит к тому, что мука, полученная из таких зерен, содержит множество темных частиц, что negatively сказывается на цвете конечного продукта. Например, макароны, изготовленные из такого сырья, приобретают неаппетитный темный оттенок и имеют ухудшенные потребительские характеристики. Ученые рассматривают этот процесс как часть более обширного спектра грибных инфекций, приводящих к снижению качества семян, и считают его проявлением вторичных последствий истощения.
«Исследование выявило, что выдавливание метаболического раствора из эндоспермного канала в районе верхушки является ключевым признаком начала истощения зерновых, проявляющимся в первую очередь. Это явление встречается на зернах пшеницы как поражение их поверхностей грибками. Важную роль в этом процессе играют эндоспермный канал и основной сосудистый пучок, пролегающие вдоль основания семенной бороздки, которые связывают внутреннюю структуру зерна с повреждениями в области верхушки», — отмечают в Алтайском филиала ФГБУ «Центр оценки качества зерна».
На следующем этапе из эндоспермного канала под перикарпием в области зародыша начинает вытекать жидкость. Питательный раствор, который не был использован в процессе формирования зерна, оказывается под оболочкой и становится средой для микроорганизмов, придающих зародышу окраску. В литературе отмечается, что причиной данного микоза является гриб Bipolaris sorokiniana. Симптомами заболевания могут быть гниение корней и образование пятен на поверхности листьев.
Альтернариоз
Заболевание пшеницы, называемое альтернариозом, вызывается грибами рода Alternaria. Эти грибы проникают в созревающие зерна, предпочитая селиться в оболочке семени и иногда проникая в центральную часть зерна (эндосперм). Характерной особенностью поражения являются темные пятна на поверхности колоса пшеницы, которые могут иметь разнообразные формы и оттенки.
При прорастании зараженных семян наблюдаются различные негативные последствия: от деформации всходов до появления серого или пепельного грибкового налета на семенах. Это приводит к потемнению в области основания стебля, первичных корней и корневой шейки. Завершающим этапом болезни является поражение старых листьев, что ухудшает общее состояние растения и создает условия для развития и распространения других более опасных патогенов.
Самыми опасными токсинами в этом случае являются альтернариалы, альтенуены и особенно тенуазоновая кислота, высокотоксичные фумонизины В1, В2 и В3.
Гельминтоспориоз
Заболевание, называемое гельминтоспориозом, вызвано грибами рода Helminthosporium и в первую очередь затрагивает зерновые культуры. Эта инфекция не ограничивается только полями сельскохозяйственных растений, но также наблюдается среди различных диких трав.
Симптомы болезни разнообразны и зависят от возраста растения: молодые всходы и проростки испытывают потемнение семенных оболочек, желтение и искривление листьев, а также общее подавление своего роста. У более зрелых растений отмечается гниение, потемнение и повреждение корней, основания стебля и узлов кущения. Листья покрываются светло-коричневыми продолговатыми пятнами. Заболевание приводит к замедлению роста, образованию растений с белыми колосьями и гибели продуктивных побегов.
Гельминтоспориоз негативно сказывается на способности листьев усваивать питательные вещества, что в свою очередь приводит к снижению как качества, так и объема урожая. В некоторых случаях, особенно при запоздалом лечении, потери могут составлять от 30 до 40 процентов.
Спорынья
Основная угроза, связанная с увеличением роста спорыньи на злаковых культурах, таких как рожь, пшеница (особенно твердые сорта), ячмень и другие, заключается в токсичности склероций и накоплении алкалоидов в них. Если содержание алкалоидов в зерне превышает 2% от общей массы, существует риск развития эрготизма у людей и животных.
Заражение растений обычно начинается во время цветения, когда аскоспоры из склероций, оставшихся в почве после предыдущего сезона или занесенных с зараженными семенами, начинают активироваться. Гриб также может распространяться через конидии, которые переносятся насекомыми, ветром, дождевыми каплями или при контакте колосьев между собой. Склероции могут сохранять свою способность к прорастанию до года, а в некоторых случаях и до двух лет, что создает потенциальную угрозу для новых инфекций.
«Сразу после того, как злаки начинают выбрасывать колос, становятся видны первые сигналы заболевания. На определенных участках соцветий формируется вязкая субстанция, известная как медвяная роса. Это сладкое вещество, исходящее неприятный аромат подпорченного мяса, притягивает насекомых вроде мух, которые затем распространяют споры по другим растениям», — поясняет главный специалист испытательной лаборатории Алтайского филиала ФГБУ «Центр оценки качества зерна» Александр Кравченко.
Когда злаки цветут, мицелий начинает постепенно заполнять соцветие, в конечном итоге превращаясь в склероции. В условиях засушливой погоды, примерно через две недели после начала цветения, можно заметить образование склероций, что совпадает с моментом созревания зерен.
Головня
Головня — это заболевание, затрагивающее множество видов растений и вызываемое грибами рода Tilletia. Оно проявляется в трех формах: твердой (или мокрой), пыльной и стеблевой. Грибы этого рода воздействуют на растения, что приводит к образованию двух типов примесей в зерне: головневое зерно, где споры гриба формируются на бородке или поверхности зерна, и мешочки головни, которые представляют собой оболочки зерен, заполненные спорами гриба, превращающимися в липкую массу. При контакте чистого зерна с этими элементами возникает характерный головневый запах, напоминающий аромат селедки.
Твердая головня в основном поражает мягкие сорта пшеницы, в результате чего зерно разрушается изнутри, хотя его наружная оболочка остается целой. Когда колосья, пораженные болезнью, находятся на стадии молочной зрелости и их раздавливают, вместо ожидаемого молочного сока из них вытекает сероватая жидкость. Внутри таких колосков образуются округлые серо-бурые образования, по размеру напоминающие обычное зерно, которые представляют собой сорусы головни.
Пыльная головня проявляется исключительно в колосе, и первые симптомы можно заметить во время его формирования. Зараженные колосья начинают созревать быстрее, чем здоровые. Перед тем как лист покинет влагалище, весь зараженный колос уже превращается в темную распыляющуюся массу. В некоторых случаях головня поражает только нижнюю часть колоса, которая выглядит почерневшей, как будто обгоревшей, хотя стержень остается неповрежденным.
Стеблевая головня на начальном этапе проявляется на стеблях и листьях, а также в месте, где лист прилегает к стеблю, формируя небольшие вздутые линии, которые тянутся вдоль. Сначала эти линии имеют светлый цвет, но со временем становятся темно-серыми. Такие характерные полосы могут достигать длины от двух миллиметров до трех сантиметров. Постепенно пораженные ткани начинают высыхать и трескаться, в результате чего на поверхность выделяется темная споровая пыль. Растения, подвергшиеся этому заболеванию, значительно отстают в развитии и плохо ветвятся. Зерна на таких растениях либо полностью отсутствуют, либо образуются в очень ограниченном количестве.
Важно сосредоточить внимание на контроле за поражением зерна грибами на всех этапах его производства и хранения. Применение эффективных мер предосторожности и внимательный контроль качества помогут избежать негативных последствий грибных инфекций как для здоровья человека, так и для сельскохозяйственной продукции в целом.
Источник: пресс-служба Алтайского филиала ФГБУ «Центр оценки качества зерна».
Заглавное фото: Лукьянов Дмитрий, AgroXXI.ru.
