Микотоксины — все возрастающая опасность

 

В последнее десятилетие большое хозяйственное значение начинает приобретать поражение хранящегося зерна злаковых культур, особенно пшеницы, аспергиллами и загрязнение зерна афлатоксинами. В нашей стране наиболее вредоносными являются Aspergillus flavus и Aspergillus parasitica, а наиболее опасным загрязняющим зерно микотоксином — афлатоксин В1. Этому процессу в большей мере способствуют все более четкое проявление признаков глобального потепления, постоянное увеличение в урожае доли пшеницы четвертого и пятого классов и внеклассной (более 70 %), увеличение в общей массе доли поврежденных зерен в процессе сбора и подработки зерна, плохое состояние промышленных зернохранилищ (более 60 % урожая зерна хранится в зернохранилищах амбарного типа), отсутствие государственной системы мониторинга фитосанитарного состояния хранящегося зерна и действенной системы защиты его от повреждения вредителями и поражения плесневыми грибами.

 

Заражению хранящегося зерна аспергиллами и загрязнение его афлатоксинами придается большое значение во всех основных зерносеющих странах мира — США, Канаде, Австралии, ЕС. Обращается внимание на то, что в неблагоприятных условиях хранения зерна, загрязненного зерновыми вредителями и зараженного плесенями, за 3 месяца хранения пораженность зерна может увеличиться в 50 раз, а накопление афлатоксина В1 — до  566 мг/кг.

Плесневые грибы, в том числе аспергиллы, способны расходовать для своего питания до 40% сухого вещества зерна. В зерновой массе при хранении всегда образуются участки с повышенной влажностью, а в недостаточно просушенном зерне (влажность около15 %) могут наблюдаться процессы самосогревания. Участки в зерновой массе с повышенной влажностью являются очагами развития аспергиллов и накопления афлатоксинов. Из этих очагов инфекция распространяется по всей толще зерновой массы при переброске зерна с одного места хранения на другое, но в основном она распространяется зерновыми вредителями, для которых участки с повышенной влажностью являются их резерватами, местами активного размножения, откуда они и распространяются по всей хранящейся массе зерна. Наибольшее скопление вредителей наблюдается у поверхности зерновой насыпи и в слое, граничащем с полом.

Различаются два типа присутствия вредителей в зерновой массе: зараженность — наличие живых насекомых и загрязненность — наличие  живых и/или мертвых насекомых и клещей. Максимально допустимый уровень (МДУ) суммарной плотности заражения продовольственного зерна равен 15 экземплярам насекомых и клещей в 1 кг. Для наиболее распространенных и вредоносных вредителей МДУ составляет в числе экземпляров на 1 кг зерна: зерновой точильщик — 8,5; амбарный долгоносик — 7,5; зерновая моль — 4,4; рисовый долгоносик —15,0; мучные хрущаки — 2,4.

Учитывая, что зародыш зерна всегда имеет большую влажность, чем остальная часть, вредители, в первую очередь клещи, вгрызаются в зародыш. Однако наиболее вредоносны зерновой точильщик, а также мучные хрущаки, зерновая моль, мукоеды и другие вредители. Они выгрызают в оболочке зерна отверстия, которые и являются входными воротами инфекции — заражения фитопатогенными грибами и бактериями. Они могут быть привнесены самими насекомыми или являться вторичной инфекцией. Отметим, что здоровое неповрежденное зерно аспергиллы не поражают в пределах колебаний влажности зерна до 14%. 

Хранящее зерно поражается 8 видами аспергиллов, из которых наиболее токсиногенными являются Aspergillus flavus и Aspergillus  ochraceus. Последний вид в основном продуцирует охратоксин. Контроль поражения хранящегося зерна аспергиллами недостаточно методически отработан и трудоемок при исследовании больших масс хранящегося зерна. Виды A. flavus и A. parasitica всего продуцируют 20 афлатоксинов и их метокси-, эпокси- и ацетокси- производные. Наиболее опасен афлатоксин В1 как канцероген, поражающий печень человека и сельскохозяйственных животных.

Выращивание зерновых при недостатке азота увеличивает вероятность заражения зерна аспергиллами и увеличивает накопление афлатоксинов. Их содержание отрицательно коррелирует с содержанием в зерне азота.

Накопление в зерне афлатоксинов снижает урожайность. Наиболее восприимчиво к поражению аспергиллезом зерно кукурузы как в процессе вегетации, так и при хранении. Специалисты считают, что в зонах возделывания кукурузы ее биологический потенциал урожайности реализуется на 50%, а при поражении аспергиллезом может снижаться до 40 %.

По нашим данным и обобщенным материалам других исследователей, с 1965 года по настоящее время идет нарастание поражения хранящегося зерна злаковых культур видами токсиногенных грибов, в т.ч. аспергиллами.  Только с 2007 по 2010 год в Южном федеральном округе России  поражение зерна пшеницы аспергиллами возросло более чем в 3 раза, ячменя — на 10%, кукурузы — более чем в 2 раза. Вселяет оптимизм тот факт, что удалось полностью решить проблему зараженности этим грибом комбикормов.

В настоящее время существует ряд методов борьбы с аспергиллезом и накоплением афлатоксинов. Наиболее распространенным является фумигация фосфином. Однако фумигация сильнее действует на накопление микотоксинов, чем на развитие аспергиллов. Правильно проведенная фумигация способна в 4 раза снизить интенсивность развития аспергиллеза и накопление афлатоксинов. При поверхностном заражении зерна эффективной может быть детосикация его 3%-м раствором бикарбоната аммония. Из биологических методов борьбы используется, правда пока ограничено, возделывание устойчивых сортов, искусственное заселение зерна инокулюмом нетоксиногенных штаммов A. flavus, а также отдельными видами стрептомицетов, Bacillus mesentericus, Epicocсum nigrum, Chaetomium globosum, Gliocladium roseum, Frichoderma harzianum.

В России биологический метод борьбы с аспергиллезом, как и другими токсинообразующими грибами, пока не развит. Основным методом борьбы с заражением хранящегося зерна остается фумигация.

Пока поражение патокомплексами видов аспергиллов зерна в процессе вегетации и при хранении пока не является остро актуальным для отечественного зернового хозяйства. Однако возрастающие площади посевов кукурузы на зерно, слабо модернизируемые зернохранилища, постоянно дряхлеющий парк оборудования для подработки зерна и отсутствие современных средств и методов борьбы с поражением зерна вредителями и болезнями ежегодно увеличивают важность решения этой проблемы. В условиях глобального потепления следует ожидать возникновения эпифитотий аспергиллезов. Эта проблема важна не только для нашей страны, но и для стран, импортирующих наше зерно, например, стран Среднего и Дальнего Востока.

 

О.А. Монастырский, Всероссийский НИИ биологической защиты растений