Микотоксины в зерне — мифы и реальность

Существенные нюансы. Они в сельскохозяйственной деятельности могут капитально испортить работу агронома. Наша дотошная редакция всегда ловит мелочи, которые могут обернуться большими проблемами при получении урожая, и поэтому мы на одной волне со специалистами отрасли, которые всегда готовы помочь нам и добрым словом, и профессиональным советом. Особенно то, что касается микотоксинов, тех самых особенностей, игнорировать которые чревато большими проблемами. На эту тему редакция «ГлавАгроном» представляет вашему вниманию интервью с кандидатом биологических наук, менеджером по устойчивому развитию бизнеса компании «Сингента», Еленой Соколовой.

ГлавАгроном. Здравствуйте, Елена Александровна! Расскажите, пожалуйста, о себе и о Ваших научных достижениях нашим читателям.

Елена Соколова. Добрый день. Я закончила Тимирязевскую академию, агрономический факультет, отделение защиты растений. Начала свою карьеру с мастера участка по защите зеленых насаждений в городе Москва. Далее поступила в аспирантуру ВНИИ фитопатологии, успешно защитила кандидатскую диссертацию и далее проработала более 10 лет: занималась сначала  разработкой интегрированной защиты в закрытом грунте, а затем перешла в отдел зерновых культур, и круг научных интересов существенно расширился — в команде научных сотрудников сфокусировалась на:

• моделировании эпифитотий полевых культур;
• разработках систем интегрированной защиты полевых культур;
• моделировании производственно-сбытовых цепочек;
• разработках методологии фитосанитарного мониторинга посевов полевых культур.

После перехода в компанию «Сингента» отвечала за развитие рынка фунгицидов, далее возглавила технический маркетинг в настоящее время отвечаю за моделирование и управление рисками при применении средств защиты растений (воздействие на окружающую среду и персонал) и развиваю проекты, обеспечивающие устойчивое развитие бизнеса компании.

ГлавАгроном. В последнее время много информации по поражению зерновых культур и кукурузы грибами рода Фузариум и с этим поражением связывают накопление микотоксин. Расскажите, пожалуйста, что такое микотоксины?

Елена Соколова. Микотоксины — токсины грибов — метаболиты разнообразной химической природы.

Основная цель гриба — убить клетки растения и сделать их пригодными для питания паразита. 

Подобный тип питания присущ факультативным паразитам, поэтому токсины — основное средство их нападения на растение. Микотоксины выделяют многие грибы, в том числе и хорошо известные фузариумы.

ГлавАгроном. Какие микотоксины наиболее часто обнаруживаются в кормах для животных?

Елена Соколова. Отвечу конкретным примером, взятым из открытых источников,  по результатам оценки наличия микотоксинов в 5241 пробах готовых кормов и сырья из 59 стран на основе 22397 анализов, проведенных в период с января по март 2020 года. 

Обычно наблюдается, что отдельные микотоксины редко встречаются в одиночку — 67% всех образцов содержали более одного микотоксина.

Азия. Большинство регионов в Азии подвергаются чрезвычайному риску. Китайский скот подвергается воздействию коктейля из микотоксинов Fusarium. В кукурузе (кукуруза) 100% образцов показали наличие фумонизинов (FUM), дезоксиниваленола (DON) и зеараленона (ZEN). Южная Азия демонстрирует чрезвычайный риск, особенно из-за загрязнения афлатоксином. Появляется в 80% образцов (в среднем положительных 79 ppb).

Латинская Америка. FUM и DON снова являются наиболее часто встречающимися микотоксинами (84% и 75%). Если посмотреть на кукурузу, то FUM присутствует в 98% образцов. 

Северная Америка. Год начинается также с чрезвычайного риска. Опять же, DON показывает высокую распространенность (82%), затем следуют FUM и ZEN (52% и 48%). 

Европа. Кукуруза в Южной Европе показывает высокую распространенность FUM с 99%. В Центральной Европе — 82% содержания DON.

ГлавАгроном. Елена Александровна, насколько опасно комплексное загрязнение микотоксинами? То есть более 1-2 видов одновременно.

Елена Соколова. Вы задали очень правильный вопрос. Повсеместно наблюдается комплексное загрязнение, и как показывают исследования, микотоксины оказывают синергическое действие.

ГлавАгроном. Есть ли различия в загрязнении микотоксинами разных видов кормов?

Елена Соколова. Различия есть. Это связано с биологией грибов и условиями среды, формирующейся в различных видах кормов. Афлотоксин, например, больше встречается в сенаже и монокорме и его значительно меньше в сене.

ГлавАгроном. Есть ли различия в динамике накопления микотоксинов в кормах?

Елена Соколова. Да, различия существуют. Рассмотрим на примере процесса силосования ежи сборной. Динамика накопления микотоксинов в силосе (на примере ежи сборной — горизонт 30 дней):

1. Зеараленон / Т-2 токсин в первые сутки накапливаются, через 14 дней начинается  деструкция.
2. ДОН в первые накапливается, на 7 день происходит деструкция.
3. Охратоксин / Афлатоксин накапливаются в процессе хранения.

ГлавАгроном. Есть ли различия в составе микробиоты в кормах на различных этапах хранения?

Елена Соколова. В процессе хранения силосной массы происходит смена микробиоты (горизонт 9 месяцев):

• начало хранения — Aspergillius sp., Fusarium sp.;
• середина сезона хранения — Дрожжи, Penicillium sp.;
• конец сезона — Aspergillius sp.

ГлавАгроном. Какие грибы выделяют какие микотоксины?

Елена Соколова. Вы задали очень правильный вопрос. Получив анализ зерна/кормов на микотоксины, вы может понять какие грибы их выделили, зная биологию гриба вы поймете, что необходимо делать, чтобы предотвратить загрязнение. Приведу конкретные примеры:

1. ДОН выделяет Fusarium graminearum.
2. T2\TH2 — Fusarium section Liseola.
3. Зеараленон — Fusarium graminearum & Fusarium section Liseola.
4. Фумонизин — Fusarium section Liseola.
5. Афлатоксин — Aspergillus sp.
6. Охратоксин — Penicillium sp., Aspergillus sp.

ГлавАгроном. Когда происходит заражение колоса зерновых культур патогенными грибами, вызывающими фузариоз, альтернариоз/чернь? Оптимальное время для фунгицидной защиты?

Елена Соколова. Заражение колоса происходит с момента цветения (фузариозы) до момента созревания-чернь. Применение фунгицидов — не позже 3 дней после начала цветения 70% колосьев.

Однако следует помнить, что загрязнение зерна может быть связано не только с заражением зерен, но и проникновением микотоксинов через сосудистую систему. С токами воды токсины могут подниматься через сосудистую систему растений при развитии в ризосфере тоскинообразующих грибов, поэтому важно контролировать фитосанитарную ситуацию в прикорневой зоне.

ГлавАгроном. Каких основных рекомендаций стоит придерживаться товаропроизводителям для того, чтобы свести к минимуму риски заражения кукурузы патогенными грибами?

Елена Соколова. Не допускать заселения растений токсиногенными грибами. Давайте рассмотрим отдельно для каждого микотоксина/вида грибов.

Fusarium graminearum (микотоксины — ДОН=вомитоксин/фумонизин).

Заражение зерна кукурузы: гифа гриба прорастает через рыльца пестиков (преимущественно заражается верхняя часть початка из-за меньшей длины рыльцев пестиков). 

Меры сдерживания:

• поле — сокращение количества неразложившихся растительных остатков;
• уборка — предотвращение смешивания партий;
• доработка — своевременная сушка до 15%.

Особенности биологии гриба: токсиногенез происходит при температуре выше 18-25 °C и влажности 22%.

Fusarium section Liseola (микотоксины — Т2. фумонизин, Зеараленон).

Заражение зерна: гриб попадает через механические повреждения, создаваемые личинками лугового мотылька и озимой совки. 

Меры сдерживания:

• поле — борьба с вредителями, сокращение количества неразложившихся растительных остатков;
• уборка — предотвращение смешивания партий;
• доработка — своевременная сушка до 15% ( за 24 час после уборки).

Особенности биологии гриба: токсиногенез происходит при температуре выше 8-14 °C и влажности 17%.

Penicillium sp., Aspergillus (микотоксин — охратоксин).

Заражение зерна в поле и при хранении: гриб попадает через механические повреждения зерна (вредители, повреждение при уборке).

Меры сдерживания:

• поле — борьба с вредителями, сокращение количества неразложившихся растительных остатков;
• уборка — предотвращение смешивания партий;
• доработка — своевременная сушка до 15%.

Особенности биологии гриба: токсиногенез происходит  при температуре 20-25 °C и влажности 17%.

Aspergillus flavus (микотоксин — афлатоксин).

Заражение зерна: гриб попадает через механические повреждения (создаваемые личинками лугового мотылька и озимой совки, либо при уборке и доработке). 

Меры сдерживания:

• поле — борьба с вредителями, сокращение количества неразложившихся растительных остатков;
• уборка — предотвращение смешивания партий;
• доработка — своевременная сушка до 15%.

Особенности биологии гриба: токсиногенез происходит  при температуре выше 28-32 °C и влажности 17-18%, влажность воздуха более 80%.

ГлавАгроном. Существует ли биологическая защита хранящегося зерна кукурузы от поражения токсинообразующими грибами и накопления опасных микотоксинов? Ведутся ли сегодня работы по созданию эффективных биопрепаратов, способных разрушать в биологическом субстрате микотоксины?

Елена Соколова. Потенциально возможное решение контроля содержания афлатоксинов — Афлагард (нетоксиногенные виды Aspergillius sp. — продукт компании «Сингента»). Эффективность: содержание афлатоксинов уменьшается на 80-90%. Влияние на физический размер урожая кукурузы отсутствует.

ГлавАгроном. Можно ли регулировать количество и содержание микотоксинов в зерне?

Елена Соколова. Если уже произошло загрязнение — только разбавлением зернового вороха зерном свободным от микотоксинов.

ГлавАгроном. Есть практика возделывать кукурузу в монокультуре. Как развиваются болезни початков в данном случае? Возникает ежегодно угроза поражения зерна? Или же лучше возделывать кукурузу в севообороте?

Елена Соколова. Про практику монокультуры кукурузы не слышала. Допускаю некоторое насыщение при обязательном использовании деструкторов растительных остатков, чтобы избежать накопления токсинообразующих грибов.

ГлавАгроном. Насколько опасным для здоровья животных может быть употребление в пищу продуктов, содержащих микотоксины?

Елена Соколова. Микотоксины оказывают негативное влияние на животных. Наиболее чувствительны свиньи, наименее — птица.

ГлавАгроном. Чтобы Вы хотели сказать в заключение?

Елена Соколова. Нельзя недооценивать проблему загрязнения микотоксинами продовольствия и кормов. Систему предотвращения загрязнения надо строить на понимании локальной ситуации, наличия токсиногенных видов и их биологии, когда они проникают в растение, при каких условиях развиваются внутри растения и выделяют микотоксины.

ГлавАгроном. Спасибо за беседу!

Беседовала Татьяна Корнеева, специальный корреспондент «ГлавАгроном».