Фузариоз колоса на пшенице как бороться. Фузариоз: остановим увядание растений. Что такое микотоксины

Характерным признаком заболевания является появление на колосках, зерне, во влагалищах листьев, а иногда и у основания стеблей подушечек красноватого или оранжево-красного цвета. Колосковые чешуйки инфицированных растений темнеют и приобретают маслянистый блеск. Красноватые подушечки постепенно охватывают верхушку колоса или всю его поверхность, образуя сплошной налет. Иногда они формируются и на зерне. Пораженную зерновку полностью покрывает белый мицелий. (Пересыпкин В.Ф., 1989) (Дж. М. Прескотт, 2002) Зерно больных растений щуплое, недоразвитое с низкой всхожестью. (Доброзракова Т.Л., 1974) Причина болезни – развитие несовершенных грибов рода Fusarium . Чаще всего это: Fusarium graminearum Schwabe и Fusarium avenaceum (Fr.) Sacc.

Fusarium graminearum – преобладает в видовом составе фузариев в южных регионах России. Для него характерно очерченное, рыхлое конидиальное спороношение с бледно-розовыми или красновато-оранжевыми, часто с яркой каймой, подушечками.

Конидии F. graminearum бесцветные, в массе розоватые, серповидной или веретеновидной формы, с тремя – пятью, реже одной - двумя или шестью-девятью перегородками. Сумчатая стадия F. graminearum относится к порядку Hypocreales и называется Gibberella saubinetii Sacc . (Пересыпкин В.Ф.,1989)

Перитеции синие, эллиптические или яйцевидные скученные, сливающиеся либо сильно сближенные с сосковидными устьицами. Расположены - в строме, различной конфигурации и толщины. Часто строма плоская и стелется по поверхности субстрата. Аски - на толстой ножке, удлиненно-ланцетные, к вершине слегка заостряются. Аскоспоры с заостренными вершинами, косооднорядные, веретенообразные с тремя поперечными перегородками и едва выраженными перетяжками. (Пересыпкин В.Ф., 1989) F. graminearum способен к образованию темно-красных или розоватых склероциев и небольшого количества хламидоспор. (Пересыпкин В.Ф., 1989)

Fusarium avenaceum преобладает в видовом составе северных регионов. Конидиальное спороношение этого вида яркоокрашенное, резко очерченное, оранжево-красным подушкам свойственна воскоподобная консистенция.

Конидии бесцветные, в массе – розовые, серповидные с тремя – пятью клетками (перегородками). Сумчатая стадия Fusarium avenaceum не зарегистрирована. Иногда можно наблюдать образование склероциев различной окраски, от желтых до темно-синих тонов. (Пересыпкин В.Ф., 1989)

Биология

Зараженные семена – главный источник инфекции. Мицелий сохраняется внутри них, споры на поверхности. Зимой патоген успешно сохраняется на остатках растений и в почве. (Доброзракова Т.Л., 1974) Большинство культурных и диких растений из семейства злаковых могут быть поражены возбудителями фузариоза колоса. (Дж. М. Прескотт, 2002) Во время цветения патоген может поразить завязь здорового растения. (Дж. М. Прескотт, 2002)

Уже к моменту вызревания гриб образует разветвленный мицелий и конидиальное спороношение (красноватого оттенка подушечки) на надземных органах растения. Если первичный источник заражения - зерно, то грибница при его прорастании проникает в стебель и развивается внутри вне проводящей системы. Обхватывая колоски, мицелий проникает в зерна. Он может расположиться только в перикарпии или в оболочке (слабая степень поражения). Поражая зерно в сильной степени, грибница пронизывает весь алейроновый слой, где ее развитие приводит к разложению белков с выделением различных токсинов, в том числе аммиака. Аскоспоры Fusarium graminearum созревают к середине лета. Дождь, насекомые и ветер разносят аскоспоры и конидии на большие расстояния. F. avenaceum распространяется таким же образом при помощи конидий. Сумкоспоры и конидии способны сохраняться только в течение года. Однако на протяжении всего этого времени, попадая в благоприятные условия, они сразу же начинают развиваться и заражать растения. Сапрофитные свойства фузариев позволяют им заражать зерно в условиях зимнего хранения, особенно при повышенной влажности. В этом случае отмечается образование обильной грибницы с одновременным склеиванием зерна в комки. (Пересыпкин В.Ф., 1989) Фузарии указанных видов способны начать развитие при повышенной влажности и температуре от +3 °C. Оптимальные условия для прорастания создаются при сочетании влажности 75% и больше и температуры +20 °C +30 °C. (Пересыпкин В.Ф.,1989) (Доброзракова Т.Л., 1974)

Географическое распространение

Фузариоз колоса распространен по всему миру. В России поражение фиксируется в земледельческих районах Дальнего Востока, а так же в на всей европейской части. (Пересыпкин В.Ф., 1989) (Доброзракова Т.Л., 1974).

Вредоносность

Фузариоз колоса – поражает все виды зерновых и приводит не только к щуплости зерна и к снижению его всхожести. Использование инфицированного зерна в пищу невозможно, поскольку выпеченный из такой муки хлеб вызывает тяжелые отравления по симптомам сходные с алкогольными. Комбикорма и прочие зернопродукты из пораженного патогеном зерна вызывают отравление у животных. (Пересыпкин В.Ф., 1989) (Доброзракова Т.Л., 1974)

Потери урожая, вызванные патогеном, достигают 50% и более. Партия пшеницы с содержанием зараженных зерен более 5% не может быть использована в пищу для человека и животных, так как содержание в ней токсинов превышает допустимое. (Дж. М. Прескотт, 2002)

Меры борьбы

Агротехнические

• использование здоровых семян;
• высокая агротехника и технология выращивания зерновых. (Доброзракова Т.Л., 1974)

Химические

• протравливание семян перед посевом фунгицидами;
• обработка посевов фунгицидами по вегетации.

Фунгициды для опрыскивания: . (Государственный каталог, 2016)

Фузариоз зерна - это заболевание растений, вызывающее значительные потери как урожая, так и в качества собираемого зерна. Зараженность зерна фузариевыми грибами приводит к снижению энергии прорастания и всхожести семян. Некоторые виды грибов образуют микотоксины, такие как дезоксиниваленол (ДОН), Т-2 и НТ-2 токсины, зеараленон, ниваленол и др. Микотоксины, присутствующие в зерне, делают его непригодным для использования на пищевые и кормовые цели.

Фузариоз зерна вызывают различные виды грибов рода Fusarium.

Наиболее опасными и распространенными в РФ видами являются:

• Fusarium graminearum
• Fusarium culmorum
• Fusarium sporotrichioides
• Fusarium langsethiae
• Fusarium avenaceum
• Fusarium poae
  Виды грибов рода Fusarium

  F. graminearum

  
  F. culmorum

  
  F. avenaceum

  
  F. sporotrichioides

  
  F. langsethiae

  
  F. poae

  Симптомы фузариоза колоса

  Симптомы включают:

  Розово-оранжевый налет мицелия и спороношения гриба на колосковых чешуйках колоса

  

  

  

  Fusarium graminearum, F. culmorum, F. avenaceum

  Бледно-розовое спороношение гриба на колосковых чешуйках

  

  

  Fusarium sporotrichioides, F. poae и другие

  Глазковая пятнистость на колосковых чешуйках

  

  

  

  Fusarium tricinctum, F. sporotrichioides и другие

  Образование щуплых, сморщенных легковесных зерен

  

  

  Основные признаки зерна, пораженного фузариозом

  • пораженные зерна щуплые, морщинистые с вдавленной глубокой бороздкой и заостренными бочками;
  • поверхность зерна обесцвеченная или розоватая, без блеска;
  • эндосперм рыхлый, крушащийся; низкая стекловидность зерна или полная ее потеря;
  • в бороздке и особенно в зародышевой части зерна имеется паутинообразный налет мицелия гриба, белого или розового цвета и подушечки скопления конидий;
  • зародыш зерна нежизнеспособный, на срезе темного цвета.

  

  Однако, внешне здоровое зерно также может быть пораженно грибами и содержать микотоксины!

  Жизненный цикл грибов рода Fusarium

  

  Распространение грибов рода Fusarium

  Фузариевые грибы зимуют в виде мицелия и спор на отмирающих остатках растений, например на соломе и стерне.

  Аскоспоры, которые развиваются в плодовых телах (перитециях) , разносятся ветром на большие расстояния . Конидиоспоры заражают колос, затем вновь образуясь на пораженных колосковых чешуйках, разносятся ветром и каплями дождя на другие колосья в период вегетации до уборки растений.

  
  Хламидоспоры

  
  Конидии

  
  Аскоспоры

  
  Перитеции

  Процесс заражения растений грибами

  Заражение вторичных колосков

  При цветении аскоспоры или конидии проникают во внутреннюю часть оболочки зерна

  После цветения, гифа гриба проникает в ткань колоса и могут заражать образующуюся зерновку на всех стадиях ее развития.

  

  Микроскопическое развитие

  
  Конидии развиваются на поверхности растения…

  
  образуют мицелий…

  
  проникают в растение…

  
  и развиваются в ткани…

  
  После инкубационного периода проявляются симптомы и формируются новые конидии

  Причины усиления поражения зерна фузариозом

  • Насыщение севооборота зерновыми культурами
  • Прямой посев и минимальная обработка почвы
  • Восприимчивые сорта
  • Теплая погода и повышенная влажность во время цветения - созревания и уборки растений
  • Отсутствие методов защиты!!!

  Прямые потери урожая до 15-20 %
  Потери качества зерна до 100%

  Влияющие на заражение факторы

  На заражение фузариозом влияют три основных фактора риска:

  
  1. Погода при цветении

  
  2. Обработка почвы

  
  3. Предшествующая культура

  Влияние погодных условий

  Поражение зерна возможно на всех этапах его формирования.

  Растения особенно восприимчивы к фузариозу в фазе цветения при условиях повышенной влажности и температуре около 20-25°C (особенно F. graminearum).

  

  Однако, для развития Fusarium sporotrichioides, F. poae такие показатели как повышенная влажность и температура не являются ключевыми!

  Влияние обработки почвы

  Методы обработки почвы имеют большое влияние на развитие фузариоза.

  

  • Нахождение на поверхности или в поверхностных слоях почвы зараженных грибами растительных остатков после минимальной обработки сильно увеличивают вероятность заражения растущих растений.
  • Это означает, что можно уменьшить риск заражения, запахивая остатки растений в почву, где они быстрее разлагаются.

  No-Till или минимальная обработка почвы увеличивают риск развития фузариоза

  * ДОН - дезоксиниваленол

  Влияние севооборотов

  

  • Чередование культур в севообороте имеет особое влияние на потенциальное развитие заражения.
  • Насыщение севооборота зерновыми культурами, способствует накоплению инокулюма.
  • Короткий севооборот, особенно включающий кукурузу , увеличивает поражение растений фузариозом.
  • К неблагоприятным предшественникам также относится свекла.

  Влияние предшествующей культуры

  Кукуруза и другие зерновые предшественники значительно увеличивает риск появления фузариоза

  

  Влияние устойчивости сорта

  

  • Возделывание устойчивых сортов имеет больше влияние на уменьшение заболеваемости и улучшение качества зерна.
  • Большинство возделываемых сортов зерновых культур восприимчивы к фузариозу.
  • Сорта мягкой пшеницы различаются по уровню восприимчивости от относительно устойчивых до высоко восприимчивых.
  • Твердые сорта пшеницы и овес высоко восприимчивы к фузариозу зерна.

  

  На что влияет фузариоз зерна?

  • Урожайность
  • Семенные качества семян (снижение энергии прорастания и всхожести)
  • Питательную ценность пищевых и кормовых продуктов на основе зерна за счет присутствия микотоксинов
  • Хлебопекарные качества муки
  • Качество пива (эффект гашинга)

  

  Фузариоз и качество продуктов питания

  Во время термической обработки уменьшения уровня микотоксинов не происходит!

  Качество хлеба

  Зерна, зараженные фузариозом, имеют низкое качество, из них получается плотный хлеб с большими порами

  

  Качество макаронных изделий

  Фузариоз оказывает влияние на стандарт качества в отношении вязкоупругости и цвета макаронных изделий, которые изготавливаются из твердых сортов пшеницы.

  

  Качество пива

  Спонтанное и интенсивное образование пены может привести к быстрому неконтролируемому опустошению бутылки, наподобие эффекта фонтанирования - «гашинга».

  

  Влияние фузариоза на качество хлеба

  
  Незараженное зерно

  
  Зерно, пораженное фузариозом

  • Микотоксины образуемые различными видами грибов р. Fusarium имеют различные токсикологические свойства.
  • Микотоксины оказывают различное воздействие на разные виды, например свиней, домашнюю птицу, людей и т.д.
  • Наиболее распространенными микотоксинами в зерновых культурах является дезоксиниваленол (ДОН) и Т-2 токсин

  
  ДОН

  
  Т-2 токсин

  
  Зеараленон

  Вид гриба	Трихотецены		Зеараленон	Фумонизины	Монилиформин
  	Тип A 1	Тип B 2
  		ДОН, НИВ	+
  	T-2/HT-2
  		НИВ, ДАС
  					+
  				+

  1 - трихотецены тип A: T-2 и HT-2 токсины, диацетоксисцирпенол (ДАС)
  2 - трихотецены тип B: дезоксиниваленол (ДОН), ниваленол (НИВ)

  Фузариоз - угроза для людей в прошлом и настоящем

  Токсичность митотоксинов

  Все микотоксины вызывают снижение иммунитета

  	Токсичность
  Трихотецены типа A (T-2, HT-2, ДАС)	Наиболее токсичные метаболиты. Более токсичны, чем трихотецены типа B Ответственны за алиментарно-токсическую алейкию (АТА) Взывают эпидермальные некрозы и язвенный стоматит, серьезные желудочно-кишечные расстройства, которые могут привести к смерти
  Трихотецены типа B (ДОН, НИВ)	Острая токсичность, характеризуемая рвотой (большая чувствительность у свиней), отказом от приема пищи, снижением массы тела, диареей, некрозом тканей Нет указания на канцерогенное, мутагенное или тератогенное воздействие
  Зеараленон	Снижают продуктивность животных Эстрогенное воздействие, вызывающее бесплодие, выкидыш (особенно чувствительны свиньи) Возможное влияние на рак шейки матки у женщин
  Фумонизины	Лошадиная лейкоэнцефаломаляция (заболевание лошадей), характеризуемая нейротоксическим воздействием, отеком легких и мозга, поражением печени Возможная связь с раком пищевода у людей
  Монилиформин	Изменения в мышечной ткани сердца Кишечное кровотечение (ограниченные исследования)

  Распределение дезоксинивалеонола в продуктах помола фузариозной пшеницы

  Фракция	Содержание дезоксиниваленола
  	мг/кг	% к исходному зерну
  Исходное зерно	5,4	100
  Мука 70%-ного выхода	2,16	40
  Мука с Ш др. и 3-й разм. систем	3,6	67
  Отруби драные	9	167
  Отруби размольные	7,71	142

  Доказано, что в хлебе, выработанном из фузариозного зерна содержание микотоксинов не уменьшается, а иногда даже увеличивается, особенно при выработке дрожжевого теста и хлеба!

  Влияние микотоксинов на животных

  Пшеница представляет 50% кормов для роста свиней. Если в ней присутствуют микотокисны, употребление кормов свиньями значительно уменьшается. Серьёзными симптомами являются отказ от еды, снижение массы и рвота. Более того, может быть оказано влияние на репродуктивную функцию

  Влияние микотоксинов на употребление кормов свиньями

  

  Воздействие фузариотоксинов, содержащихся в кормах, на здоровье животных и птицы

  

  

  

  

  • Отказ от корма
  • Снижение продуктивности
  • Иммуносупрессия
  • Повреждение внутренних органов (печень, почки, органы воспроизводительной системы и др.)
  • Язвенный стоматит
  • Эпидермальные некрозы

  Показатель ЛД 50 для некоторых микотоксинов при поступлении через желудочно-кишечный тракт

  Микотоксин	ЛД 50 для мышей		ЛД 50 для птицы
  	мг/кг ЖМ	Относит. токсичность	мг/кг ЖМ	Относит. токсичность
  T-2 токсин	5,2	1,0	5,0	1,0
  HT-2 токсин	9,2	1,8	7,2	1,4
  ДОН	70,0	13,5	140,0	28,0
  Ниваленол (НИВ)	4,1	0,8	—	—
  Диацетоксисцирпенол (ДАС)	23,0	4,4	3,8	0,7
  Монилиформин	20,0	3,8	5,4	1,1

  Встречаемость видов рода Fusarium в образцах зерна из различных регионов России

  Вид гриба	Регион РФ
  	Сев. Кавказ	ЦЧР + Центр	Вол. Вятский	Сев. Запад	Урал	Сибирь	Дальний Восток
  F. graminearum	+++	++		+			+++
  F. culmorum		++	++	+		+	+
  F. sporotrichioides	+++	++	+++	+++	+++	+++	+++
  F. langsethiae	++	+		++
  F. poae	++	+++	+++	+++	+++	+	+++
  F. cerealis	++	+					++
  F. avenaceum	++	++	+++	+++	++	++	++
  F. tricinctum	+	++	++	++			+
  F. verticillioides	++		+				++

  Способность грибов рода Fusarium вызывать типичные симптомы фузариоза и продуцировать характерный для вида микотоксин

  Вид гриба	Наличие типичных симптомов фузариоза		Образуемый микотоксин
  	генеративный орган	зерно
  F. graminearum	++	++	ДОН, ЗЕН
  F. culmorum	++	++	ДОН, ЗЕН
  F. sporotrichioides	+	-	Т-2
  F. langsethiae	-	-	Т-2
  F. poae	-	-	НИВ
  F. tricinctum	+	-	МОН
  F. avenaceum	++	+	МОН
  F. verticillioides (на кукурузе)	++	+	ФУМ

  Массовое явление; + возможное явление; - отсутствие

  Доля видов грибов рода Fusarium (%) в зерне озимой пшеницы из Краснодарского края в 2010-2011 годах

  2010 г.

  

  

  2011 г.

  

  

  Доля видов грибов рода Fusarium (%) в зерне озимой пшеницы из Ставропольского края в 2010-2011 годах

  2010 г.

  

  

  2011 г.

  

  

  Доля образцов (%) зерна пшеницы с различными уровнями фузариозной инфекцией в Краснодарском и Ставропольском краях

  2010 г.

  В среднем ФЗ - 3,1% - 6,9%

  

  2011 г.

  В среднем ФЗ - 2,6% - 4,3%

  

  Как определить фузариоз?

  Визуальная оценка

  В районах распространения видов F.graminearum, F.culmorum, F.avenaceum видимые симптомы фузариоза на колосьях можно обнаружить в поле. Однако, этот метод не является достаточно надежным.

  

  Как определить Fusarium?

  Микологический анализ

  В лаборатории инфицированные части растения могут быть помещены в питательную среду, которая способствует росту грибов.

  Через несколько дней инкубации под микроскопом можно определить грибы рода Fusarium, основываясь на характерных для них таксономических признаках.

  

  

  Молекулярные биологические методы: принцип диагностики полимеразной цепной реакции (ПЦР)

  • ПЦР основывается на ферментной амплификации фрагмента ДНК
    с использованием фермента (Taq-полимеразы).
  • Цепная реакция является процессом, проходящим в три этапа (денатурация, отжиг и расширение), повторяющимся в нескольких циклах.
  • На каждом этапе процесса количество копий удваивается с двух до четырех, затем до восьми и т.д. После 20 циклов имеется примерно 1 миллион копий, то есть достаточное количество материала для определения желаемой ДНК традиционным методом

  Диагностика Fusarium с использованием технологий ПЦР

  • ПЦР является относительно быстрым и надежным методом выявление грибов.
  • Позволяет выявлять наличие определенного вида или нескольких видов грибов в растительной ткани.
  • Выявление количества грибов возможно методом количественной ПЦР (ПЦР в реальном времени). Количество выявленного ДНК грибов связано с присутствием, продуцируемых ими микотоксинов.

  

  

  Технология планарного волновода

  Надежный и быстрый метод, использующий инновационную технологию планарного волновода для определения от четырех до пяти токсинов за одно измерение!!!

  • Одновременное определение нескольких микотоксинов.
  • Легкость пробоподготовки.
  • Быстрый результат (25 мин).
  • Отсутствие необходимости в специальной лабораторной подготовке

  

  

  Как бороться c фузариозом?

  В течение многих лет учёные всего мира работали в области проблемы фузариоза - распространенной по всему миру болезни, поражающей различные зерновые культуры.

  Интенсивная исследовательская работа привела к лучшему пониманию аспектов заболевания и выработки оптимальных решений для подавления патогенных грибов и уменьшению их негативного воздействия на качество продукта.

  Применение фунгицидов

  Азолы - лучшее оружие против фузариоза!

  Обработка посевов фунгицидом во время цветения является важным методом борьбы с фузариозом.

  
  

Фузариоз колоса (парша колоса*)

"Фузариоз" колоса ("парша" колоса*) - заболевание растений, возбудителями которого могут являться как грибы р. Fusarium (F. graminearum), так и грибы р. Microdochium (M. nivale, M. majus)

Симптомы болезни

Заражение колоса происходит при благоприятных условиях для споруляции патогена. В процессе налива-молочной спелости возникают колосья с обесцвеченными чешуйками отдельных колосков, которые легко увидеть среди зеленых. При влажной погоде можно увидеть налет спороношения гриба - оранжево-красный или розовый в зависимости от вида возбудителя. Причем оба возбудителя парши колоса вызывают внешне одинаковые симптомы.

Гриб проникает в зерно и заражает его через колосковые чешуйки. Поврежденными могут оказаться нижняя или верхняя часть колоса, соломина под ним или весь колос. Пораженное фузариозом зерно сморщенное и щуплое, имеет розоватый оттенок.

Вред

При заражении зерно частично или полностью теряет всхожесть. Даже если оно не было сильно поражено, его нельзя применять в кормовых или пищевых целях, так как оно содержит фузариотоксины, способные вызвать отравление и заболевания у животных и человека. Однако, исследованиями было выявлено, что грибы р. Microdochium, также поражающие колос, токсинов в зерне не продуцируют. Читать подробнее статью Гагкаевой Т.Ю.

Общая потеря урожая при поражении паршой колоса составляет 20-50 %.

* название болезни колоса как "парша" появилось недавно, его можно встретить в различных источниках, в т.ч. в вышеозначенной статье Гагкаевой Т.Ю.

Факторы, содействующие развитию болезни

• зерновой предшественник;
• высокий уровень влажности и тепла в период колошения-цветения;
• фузариозное поражение растений в прикорневой и листовой частях.

Меры защиты

Способами предотвращения и защиты от фузариоза колоса пшеницы являются:

• севооборот;
• заделка остатков растительности;
• своевременная уборка и сушка зерна;
• сбалансированное применение удобрений;
• использование скороспелых сортов растений;
• протравливание семян:
• обработка фунгицидами, содержащими тебуконазол, в фазе колошения:

Список литературы:

1. Пересыпкин В.Ф. Сельскохозяйственная фитопатология - М.: Агропромиздат
2. Попов С. Я., Дорожкина Л. А., Калинин В. А. Основы химической защиты растений / Под. ред. профессора С. Я. Попова. - М., Арт - Лион, 2003.Тимирязев К. А.
3. Абеленцев, В.И. Эффективность протравителей семян / В.И. Абеленцев // Защита и карантин растений. - 2003.
4. Билай, В.И. Фузарии (биология и систематика) / В.И. Билай. - Киев, «Науко-ва Думка», 1977.
5. Билай, В.И. Морфологические особенности грибов р. Fusarium при погру-женном культивировании / В.И. Билай, И.А. Элланская // Микробиологиче-ский журнал. - М., 1980.
6. Ветров, Ю.Ф. Корневые гнили хлебных злаков в СССР / Ю.Ф. Ветров // Микология и фитопатология. - 1971.
7. Гагкаева, Т.Ю. Современное состояние таксономии грибов комплекса Gibbe-rella fujikuroi / Т.Ю. Гагкаева, М.М. Левитин // Микология и фитопатология. - 2005.
8. Гагкаева, Т.Ю., Гаврилова О.П. Фузариоз зерновых культур / Т.Ю. Гагкаева, О.П. Гаврилова // Защита растений. - 2009
9. Здрожевская, С.Д. Комплекс мероприятий по защите растений от болезней для зональных технологий выращивания с/х культур / С.Д. Здрожевская, В.В. Котова, Л.Д. Гришечкина, Т.И. Ишкова // Ежегодник, РАСХН, ВИЗР, Инновационный центр. - СПб, 2005.
10. Ишкова, Т.И. Диагностика основных грибных болезней хлебных злаков / Т.И. Ишкова, Л.И. Берестецкая, Е.Л. Гасич, М. М. Левитин, Д.Ю. Власов. - СПб, 2008.
11. Зазимко М.И. Стратегия и тактика защиты зерновых культур от болезней в осенний период 2014 года. - АгроXXI
12. Шкаликов В.А. Защита растений от болезней. - М.: Колос, 2010.
13. Шпаар Д. Зерновые культуры (Выращивание, уборка, доработка и использование). - М.: ИД ООО «DLV Агродело», 2008.
14. Защита растений от вредителей./Под ред. проф. В.В. Исаичева, - М., Колос, 2002.
15. Васильев В.П., Лившиц И.З. Вредители плодовых культур. - М.: Колос, 1984.
16. Васильев В.П., Лившиц И.З. Вредители плодовых культур. - М.: Колос, 1984.
17. Савздарг Э.Э. Вредители ягодных культур. - М. Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1960.
18. Бондаренко Н.В., Поспелов С.М. Общая и сельскохозяйственная энтомология Л.: Агропромиздат - 1991
19. Бей-Биенко Г. Я.Общая энтомология: Учебник. - Изд. Стереотипное. Спб: «Проспект Науки», 2008.
20. Han Q.M., Kang Z.S., Buchenauer H., Huang L.L., Zhao J. Cytological and immunocytochemical studies on the effects of the fungicide tebuconazole on the interaction of wheat with stripe rust - Journal of Plant Pathology (2006), 88 (3), 263-271 Edizioni ETS Pisa, 2006.
21. Martin Nagelkirk. Fungicides. Classification and activity, 2008.

1

Среди актуальных эколого-гигиенических проблем России и стран СНГ известное место занимают грибковые болезни зерновых культур , в частности, .фузариоз колоса (ФК) озимой пшеницы. С 80-х гг. ХХ века в Краснодарском крае нарастает распространение и вредоносность фузариоза озимых пшеницы и ячменя, вызываемого грибом Gerlachia nivalis (син. F. nivale Сes.). Патоген поражает растения в течение всего периода вегетации как возбудитель (иногда наряду с F. culmorum Sacc.) "снежной плесени". Заболевание развивается ввиду чрезмерно раннего, либо позднего посева; плохой закалки растений осенью; высокого снежного покрова; позднего таяния снега; холодной погоды с частыми заморозками и высокой относительной влажностью воздуха весной, холодного и дождливого лета. Усиливают поражение насыщение севооборотов пшеницей и рожью, зерновые предшественники, засоренность посевов, невыровненность поля, превышение дозы азотных удобрений осенью. В случае заражения растений F. culmorum и F. graminearum пораженная пластинка листа выглядит несколько темнее, чем при заражении типичным возбудителем снежной плесени (F. nivale Ces.). В последние годы те же возбудители регистрируются как листовой патоген ("фузариозная пятнистость листьев"). Источником инфекции служат перезимовавшие растения, пораженные снежной плесенью. Способность поражать наряду с листьями колос, зерно и синтезировать МТ порой уравнивает F. nivale и F. culmorum по вредоносности с F.graminearum, вызывающим ФК . Непосредственный ущерб урожайности колосьев не всегда велик, однако, жизнедеятельность F. nivale способствует накоплению в зерне ниваленола, дезоксиниваленола (ДОН) и других микотоксинов (МТ).

Фузариоз злаковых культур получил глобальное распространение. Он приобрел характер пандемии и при благоприятных погодных условиях развивается всегда. Возбудителями выступают грибы рода Fusarium Link.: F.graminearum, F.moniliforme, F.cul-morum, F.sambucinum, F.nivale, F.avenaceum. Фузариоз колосовых культур обычно пред-ставлен F.graminearum, F. cumorum, F.nivale, F.avenaceum. F.graminearum предпочитает более теплый и мягкий климат, тогда как F.culmorum и F.avenaceum легче переносят засушливые и прохладные условия. Болезнь поражает все злаки, однако особенно распространен и вредоносен фузариоз колоса и зерна пшеницы. Наиболее интенсивно заражение происходит в фазе цветения пшеницы. Поражение ФК (грибами рода Fusarium Link. ) проявляется пожелтением колосьев, паутинным налетом мицелия бледно-розового оттенка на чешуйках с трансформацией в сливающиеся бледно-розовые или оранжево-красные образования. Щуплое, c рыхлым эндоспермом зерно обусловливает потери 25-30% урожая и более, в зависимости от уровня первичного проявления ФК и продолжительности развития болезни до фазы молочно-восковой спелости . Заготовки фузариозного зерна составляют в отдельные годы 3-4 млн. т . Грибы способны продолжать развитие и поражать зерно на любом этапе производства - в валках, на току, во время уборки, транспортировки, хранения (при влажности более 15%), переработки, в процессе изготовления продуктов.

Приобретение зерном в периоды созревания и хранения ядовитых свойств вследствие накопления в нем МТ является народнохозяйствен-ной проблемой. Основными МТ отечественного фузариозного зерна являются ДОН и ЗЛ. ДОН (вомитоксин) продуцируется главным образом различными штаммами F. graminearum, F.culmorum, F. nivale . Наиболее активным продуцентом ЗЛ является F.graminearum, однако способностью к его синтезу обладают также F.culmorum, F.moniliforme, F.nivale, F.tricinctum и другие виды . Концентрации МТ связаны с содержанием фузариозных зерен, поэтому для зерновых культур введены ограничения по содержанию таких зерен .

Фузариоз относится к труднопрогнозируемым заболеваниям. Ориентировочно для него принят четырехлетний цикл. С 1985 г. фузариоз зерна и колоса получил широкое эпифитотийное распространение на территории бывшего СССР и РФ, максимальная вспышка имела место в 1988-1989 гг. с необычайно влажными условиями в период созревания зерна. Основные ареалы фузариозов размещены в южных районах России, в частности, на территории Краснодарского и Ставропольского краев. Многократно возрос объем заготовок фузариозной пшеницы: из урожая 1989 г. в государственные ресурсы РСФСР поступило 3980 тыс. т, в том числе с содержанием фузариозных зерен до 1% - 3708 тыс. т; от 1 до 3% - 258 тыс. т и свыше 3% - 14,8 тыс. т .

Причинами распространения ФК в южных районах европейской части страны могут быть не только теплые влажные погодные условия в период цветения, созревания и уборки, но и нерациональное применение приемов интенсивной технологии возделывания (минимализация обработки почвы, поверхностная обработка дисковыми орудиями), некондиционные семена, увлечение позднеспелыми сортами, перенасыщение севооборотов зерновыми, в особенно-сти пшеницей и кукурузой, раздельная затяжная уборка . Известно, что размещение пшеницы по кукурузе на зерно, завышение норм минерального питания (избыток азота) увеличивают пораженность растений ФК и способствуют росту вредоносности патогена . Объемы обработок средствами защиты растений снижаются. В Краснодарском крае с 1988 по 1994 гг. они снизились с 365,8 до 8,9 тыс. га. Хозяйства, ссылаясь на тяжелое финансовое положение, отказываются от обработки даже потенциально опасных площадей. Систематическое воздействие пестицидов способно также увеличить резистентность и токсинообразующие свойства возбудителей ФК .

Трудность предотвращения распространения фузариозов связана также с острым недостатком фунгицидов, подавляющих ФК. Важной задачей остаются дальнейший поиск, разработка и изучение этих средств. В практике борьбы с фузариозами озимой пшеницы получили известность такие фунгициды, как фундазол (бенлат), импакт (флутриафол), спортак (прохлораз), альто (ципроконазол), фоликур (тебуконазол), тилт (пропиконазол), рекс КС (тиофанатметил и эпоксиконазол), корбел (фенпропиморф), гранит (бромуконазол), опус (эпоксиконазол) и др. Совершенствование химического метода в рамках интегрированной защиты растений направлено на подбор эффективных, но малоопасных для агроценозов препаратов. При испытании новых и уточнении эффективности рекомендованных препаратов следует учитывать их влияние не только на основной патоген, но и на сопутствующие микроорганизмы . Другой стороной проблемы является недостаток устойчивых к ФК сортов пшеницы. Действенными средствами борьбы с ФК является использование приемов агротехники (севооборот, глубокая вспашка, заделывание пожнивных остатков и др.) в сочетании с химическими средствами защиты растений .

С 1980-х гг. распространение ФК пшеницы на территории Северного Кавказа приобрело эпифитотийный характер, развитие болезни достигало 40-70%. В такие годы заболевание проявляется на посевах зерновых площадью до 1,0-1,5 млн. га, количество загрязненного зерна достигает 4 млн. т. Доля пораженных растений всех сортов озимой пшеницы составила в 1987-1988 гг. 18%, а пораженных посевов - 76%. Прямые потери товарного урожая оценивались в 20-50% и более. Вследствие высокого содержания фузариотоксинов зерно часто было непригодно для использования в пищу и на фураж. В 1989 г. заболевание встречалось повсеместно в Краснодарском крае, но с меньшей степенью развития - примерно до 20%. Ареал ФК охватил все зерносеющие районы края и Республики Адыгея (РА). В особенности пострадали посевы в Центральной, Северо-западной, Западной, Юго-восточной и Предгорной зонах. Максимальное распространение болезни (до 17-31%) отмечено в Староминском, Тбилисском и Майкопском районах (а на отдельных полях - 100% при 70-80% поражении колоса). Фузариозная пшеница в 82-100% случаев была загрязнена МТ ДОН. В целом в РСФСР 900 тыс. т пшеницы (23% всей массы фузариозной пшеницы) оказались в 1989 г. непригодными для использования на продовольственные цели ввиду превышения допустимых уровней МТ, в том числе 840 тыс. т - в Краснодарском крае.

Распространенность фузариотоксинов в зерне, их опасность для здоровья человека явились причиной введения регламентов на их содержание в продовольственном сырье в 77 странах . В России также установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) для МТ грибов рода Fusarium. Например, ПДК ДОН составляет в пшенице 0,7 мг/кг, в ячмене -1,0 мг/кг. Для ЗЛ этот показатель равен 1,0 мг/кг и для Т-2 токсина - 0,1 мг/кг . Каждый вид фузариев способен синтезировать определенный спектр МТ. Учитывая видовую принадлежность гриба-патогена и определив токсигенность, можно прогнозировать загрязнение фузариозного зерна конкретными МТ.

Видовой состав и свойства возбудителей фузариоза заметно меняются в зависимости от почвенно-климатических условий зоны . Для характеристики фитосанитарной обстановки принято учитывать динамику агрометеорологических показателей, влияющих на состояние агроценоза и определяющих его изменчивость в будущем. На каждом этапе развития растений собирают информацию о фитосанитарном состоянии посевов, которой пользуются как для принятия решений о тактике агротехнических и защитных мероприятий, так и для накопления многолетних материалов о влиянии систем защиты растений на состояние агроценозов. При оценке фитосанитарной обстановки текущая информация сопоставляется с данными многолетних наблюдений. Эти материалы служат первым и необходимым этапом совершенствования защиты растений. Следующий этап - разработка алгоритма защитных мероприятий: агротехнических, химических или биологических по срокам и направленности их действия в зависимости от состояния агроценоза.

Фундаментальное влияние на развитие и взаимодействие агроценоза оказывают погодные условия. Известно , что при высоком снежном покрове и медленном таянии снега интенсивнее развивается снежная плесень, а поражение пшеницы ФК в решающей степени зависит от количества осадков, влажности и температуры воздуха. ФК преимущественно развивается в те годы, когда в периоды колошения, налива и созревания зерна преобладает теплая, влажная, дождливая погода. Ключевое значение могут иметь условия, складывающиеся в определенный промежуток времени ("критические периоды") . Поэтому учет метеорологической обстановки - обязательное условие оценки и прогноза фитосанитарной обстановки. Она позволяет прогнозировать фенологию и степень развития патогенов, а также фенологию и состояние растений, что важно для выбора тактики профилактических и защитных мероприятий. Фитосанитарная диагностика использует четыре формы метеорологической информации: характеристика климатических особенностей региона; характеристика особенностей погоды прошедшего года (сезона); показатели температуры, осадков, влажности почвы и воздуха за конкретные отрезки времени текущего сезона; прогнозы погоды разной заблаговременности. Данные о климате представляют собой средние показатели главных его характеристик за многолетний период: среднегодовые показатели суммы температур и суммы осадков; средние сроки наступления сезонов года и отклонения от них; показатели температуры и сумм осадков в каждом сезоне. Подлежат регистрации температура воздуха, осадки, влажность воздуха, интенсивность и продолжительность солнечного освещения и др. данные. Для озимых культур в холодный период года учитывают температуру почвы в зоне узла кущения, глубину промерзания и сроки оттаивания почвы, снежный покров, состояние растений. Количественные зависимости между показателями состояния, эффективности защиты растений и метеорологическими факторами устанавливают статистическими методами на следующем этапе посредством анализа накопленной на протяжении ряда лет информации.

Основным возбудителем в южных регионах CНГ (Краснодарском, Ставропольском краях и Украине) является F. graminearum, в нечерноземной зоне - близкие к нему по патогенности, симптоматике проявлений и вредоносности и F. avenaceum и F. culmorum. Доминирование F. graminearum над другими видами и обеднение видового состава популяции нарастало в длительно существующих очагах заболевания . В Северо-Кавказском регионе и конкретно на территории Краснодарского края F.graminearum, постепенно вытесняя сопутствующие виды, составляет, по разным данным, от 76-87 до 90% популяции фузариев . Все 12 штаммов, выделенных из фузариозного зерна на Северном Кавказе, образовывали ДОН и ЗЛ, хотя уровни их токсигенности варьировали в широких пределах: 1,3-4820,0 мг/кг ДОН и 2,3-384,0 мг/кг ЗЛ. По-видимому, популяция F.graminearum, вызывающая фузариоз зерна в южных районах, продуцирует преимущественно ДОН и ЗЛ, также как возбудители ФК в Канаде и США. Представители другого хемотипа F.graminearum, распространенные в Юго-Восточной Азии, синтезируют наряду с ДОН ниваленол, что является более опасным сочетанием ввиду высокой токсичности последнего. Другие МТ (токсин Т-2, ДАС) этот вид почти не продуцирует.

Токсигенность F. graminearum зависит от географического происхождения штаммов. В Краснодарском, Ставропольском краях и Северной Осетии большая часть изолятов продуцировала ДОН в количествах менее 200 мг/кг. ЗЛ накапливался грибами в меньших, чем ДОН, количествах. Во всех зонах, кроме Северной Осетии, преобладали слабые продуценты ЗЛ, образующие до 50 мг/кг токсина. Северо-Осетинская популяция была самой токсигенной: 48% штаммов популяции образовывали свыше 200 мг/кг ЗЛ . Была установлена высокая токсигенность изолятов F. graminearum из Азербайджана, синтезировавших до 10000 мг/кг ЗЛ. Высказывается вероятность , что предгорные агроклиматические условия благоприятствуют приобретению F. graminearum свойств синтеза высоких концентраций ЗЛ. Эту потенциальную опасность, очевидно, целесообразно исследовать в предгорной зоне Краснодарского края.

Если принять за меру вредоносности фузариоза концентрации ДОН, приходящиеся в зерновой массе на 1% фузариозных зерен, т.е. отношение количества ДОН к содержанию фузариозных зерен, то в Краснодарском крае оно составляло 1,02-1,08 и варьировало в зависимости от года незначительно. В остальных зонах южного региона фузариоз был менее вредоносным, отношение ДОН/фузариоз зерна в среднем было заметно ниже (0,58 и 0,71) . Можно полагать, что краснодарская популяция фузариев состоит в основном из F.graminearum, все штаммы которого способны синтезировать ДОН, тогда как популяции фузариев в Ставропольском крае и Украине более разнообразны и включают в себя виды, не являющиеся активными продуцентами ДОН.

Список литературы

1. Донченко Л.В., Надыкта В.Д. Безопасность пищевой продукции. - М.: Пищепромиздат, 2001. - 528 с.
2. Захаренко В.А., Новожилов К.В., Гончаров Н.Р. Сборник методических рекомендаций по защите растений. - СПб, 1998. - 299 с.
3. Львова Л.С., Омельченко М.Д., Орлова Н.Ю., Быстрякова З.К. Микотоксины фузариозной пшеницы. Особенности ее приемки, хранения и переработки // Обзорная информация. - Сер.: Элеваторная промышленность. - М.: ЦНИИТЭМ хлебопроизводство, 1992. - С.1-44.
4. Монастырский О.А. Современное состояние и проблемы исследования токсиногенных грибов, поражающих злаковые культуры // Актуальные вопросы
   биологизации защиты растений. - Пущино, 2000. - С.79-89.
5. Тутельян В.А., Кравченко Л.В. Микотоксины (медицинские и биологические аспекты). - М.: Медицина, 1985. - 320 с.
6. Фитосанитарная экспертиза зерновых культур (Болезни растений): Рекомендации / Под ред. С.С.Санина. - М.: ФГНУ "Росинформагротех", 2002. - 140 с.

Библиографическая ссылка

Грушко Г.В., Линченко С.Н., Хан В.В. ХАРАКТЕРИСТИКА И УСЛОВИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ФУЗАРИОЗА КОЛОСА НА ПОСЕВАХ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ЮЖНЫХ РЕГИОНОВ РОССИИ // Современные проблемы науки и образования. – 2005. – № 2.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=1514 (дата обращения: 01.02.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»