Методи та матеріали, польових та лабораторних досліджень

F.avenaceum поширюється за допомогою конідій, які теж розносяться дощем, вітром і комахами.

Посилений розвиток фузаріозного ураження колосу спостерігається при підвищеній вологості і температурі повітря 28-30°С, хоч грибниця і конідії можуть проростати і при 3-8°С.

Конідії й сумкоспори Gibberella saubinetii можуть бути життєздатними протягом року і за сприятливих умов знову викликати ураження рослин. Інколи при сильному ураженні зерно утворюється щупле і втрачає схожість.

Гриби роду Fusarium мають сапрофітні властивості, можуть поширюватися і рости на вологому зерні під час його осіннього й зимового зберігання. Внаслідок утворення надмірної кількості грибниці спостерігається склеювання зерна у міцні грудочки. Під час проростання зерна грибниця фузаріозних грибів може проникати у коріння і стебла.

Джерелом інфекції фузаріозу можуть бути заражений насіннєвий матеріал, уражені рештки зернових культур.

Імунних сортів пшениці до фузаріозу колосу немає. Відносно менше уражуються сорти озимої пшениці Ювілейна 75, Обрій. У профілактиці хвороби важливе значення мають своєчасне збирання, просушування і очищення зерна, протруєння насіння, внесення мінеральних добрив у суміші з мікроелементами.

 

 

 

 

 

 

 

1.6 Шкідливість хвороби

 

Ураження колоса призводить до інфікування зерна, у результаті чого недобір врожаю сягає 45 – 73%, погіршуються посівні властиінасіння: енергія проростання і схожість можуть знижуватися на 24%, маса 1000 насінин на 39–72%. Пустоколосість уражених рослин інколи досягає 60%. Лабораторна схожість насіння із колоса з явними ознаками фузаріозу, може знижуватися на 96%. Погіршується щільність клейковини і хлібопекарські властивості борошна, на 1,3 – 5,6% зменшується кількість білка (із виділенням аміаку), у зерні накопичуються небезпечні токсичні речовини – фузаріотоксини. У разі використання фузаріозного зерна у харчових або кормових цілях, воно може бути причиною отруєння людей і тварин. Не дозволяється використовувати солому уражених фузаріозом рослин як підстилку для тварин.

У зерні з чітко вираженими ознаками фузаріозу міцелій грибів роду Fusarium проникає в усі тканини: в оболонку, алейроновий шар і ендосперм. Основне місце локалізації міцелію Fusarium ssp. У зерні з прихованою інфекцією – клітини перикарпію. Відбувається деформація і порушення щільності поперечних його клітин. Товщина клітин зовнішнього епідермісу, порівняно з неураженим, збільшується в 1,5 – 2,0 раза, а клітини алейронового шару, навпаки, тоншають у 2,0 – 2,5 раза.

Окремі види Fusarium можуть спричинювати нетипові симптоми фузаріозу. Так на колоскових лусках з’являються потемніння, штрихуватість, або точкова плямистість із малопомітним нальотом споро ношення. Тому відсутність чітких симптомів розвитку фузаріозу колосу не можна вважати показником задовільного фіто санітарного стану посівів і, відповідно – допустимого рівня накопичення у зерні фузаріотоксинів.

Фузаріотоксини. Продукування мікотоксинів – основний фактор патогенності грибів роду Fusarium. Мікотоксини (від грец.: mykes – гриб, toxin – отрута) – це низькомолекулярні речовини різної хімічної природи ( кислоти, пептиди, полісахариди, терпени, стероли, феноли), що продукуються мікроскопічними гриби і проявляють шкідливу (отруйну) дію на рослин тварин і людей. Порушення обміну речовин і нормальної життєдіяльності організму, спричинені впливом токсичних метаболітів грибів, називають мікотоксикозами. Найчастіше гриби спричинюють аліментарні токсикози ( від лат.: alimentarius – харчовий) – неінфекційні хвороби людей тварин, що виникають унаслідок вживання продуктів (кормів), уражених токсинотворними грибами. Крім цього, виділяють ще респіраторні та контактні мікотоксикози.

Токсичні властивості макроміцетів відомі давно. Але токсичність грибів, що розвиваються на рослинах, почали вивчати з XVI ст., коли було встановлено отруйну дію склеро цій Claviceps purpurea .

Нині відомо понад 300 видів грибів, що продукують до 500 мікотоксинів (із них близько 150 – фузаріотоксини), але в ході подальших досліджень їхня кількість лише зростатиме. Мікотоксини здатні спричинювати мутагенну, канцерогенну, імунодепресивну дію та алергічні реакції у працівників сільського господарства і мікробіологічних лабораторій.

Наявність мікотоксинів у харчових і кормових продуктах нині становить серйозну проблему, що не лише завдає економічних збитків сільськогосподарському виробництву, а й загрожує здоров’ю та життю людей і тварин. За даними FAO, 20-25% зерна у світі забруднено мікотоксинами, у країнах, що розвиваються, до 36% усіх хвороб пов’язані з їхньою дією. Більшість мікотоксинів не руйнуються у процесі звичайної переробки сировини. Тому постала гостра потреба ретельного контролю цих речовин на всіх етапах виробництва – від вирощування сільськогосподарських культур, до збирання врожаю і виробництва кінцевого продукту. Без знання шляхів біосинтезу і механізмів дії мікотоксинів неможливо розробити ефективні заходи захисту культур і створити ефективні заходи захисту культур і створити стійкі сорти.

Найпоширенішими представниками фузаріотоксинів, що забруднюють сільськогосподарську продукцію, є Т-2- токсин, дезоксиніваленол ( ДОН, вомітоксин) і зеараленон (F-2 токсин). Найчастіше виділяється ДОН, а найнебезпечнішим вважається Т-2 токсин. У природних умовах зеараленон майже завжи накопичується разом із ДОН, особливо у зерні у стані його фізіологічного спокою.

У нашій країні встановлено гранично допустимі норми і концентрації основних фузаріотоксинів у зерні та харчових продуктах. У борошні, що використовується для виготовлення дієтичного харчування, вміст токсинів не допускається.

Між токсинами може спостерігатися явище синергізму, що призводить до зниження поргових значень, за яких проявляється їхня шкідлива дія. Реальну загрозу фузаріотоксини становлять для південних районів України, де вони можуть накопичуватись у зерні, візуально не ураженому фузаріозом.

 

 

 

 

 

1.7  Заходи обмеження розвитку фузаріозу колоса 

Заходи обмеження розвитку фузаріозу колоса та накопичення фузаріотоксинів у зерні.

Профілактика фузаріотоксинів зводиться, в основному, до обмеження розвитку фузаріозу колоса.

Вирощування стійких сортів. Вирощування на великих площах високопродуктивних генетично близьких сортів злакових культур посилює пристосованість і сприяє масовому поширенню патогенів у агрофітоценозах. Вважається, що сорти мякої пшениці проявляють вищу стійкість проти фузаріозу, ніж сорти твердої. Також менше уражуються сорти із потовщеною соломиною, щільною кутикулою та у яких колосові луски щільно прилягають до зерна. Також більшою мірою піддаються  фузаріозному захворюванню сорти із подовженим періодом вегетації, або з подовженою фазою цвітіння. Як відомо, колос може бути інфікованим аскоспорами, що переносяться із рослинних решток у грунті. Тому низькорослі сорти більше схильні до інфікування, ніж високорослі. Кращим варіантом є вирощування декількох стійких сортів. Навіть за сприятливих умов розвитку фузаріозу стійкі сорти здатні проявляти толерантність до хвороби, не знижувати свою урожайність.

Фітопаталогічна експертиза та протруювання насіння. Прямі втрати урожаю зернових культур, спричинені насіннєвими хворобами, можуть перевищувати 20%. Тому протруєння насіння є обов’язковим заходом технології вирощування сільськогосподарських культур, що дає змогу захистити молоді проростки від насіннєвої, груетової, а в окремих випадках  - і від аерогенної інфекцій.

Насіння перед висівом ретельно сортують для видалення плюсклого і легкого зерні, яке часто є джерелом збудників фузаріозу.

Обовязкова також фітопатологічна експертиза висівного матеріалу для встановлення видового складу збудників, характеристику інфекції (внутрішня, зовнішня, або змішана) та ступеня ураженості насіння.

Рис. 8. Фітосанітарна експертиза насіннєвого матеріалу озимої пшениці

<http://www3.syngenta.com/country/ua/uk/aboutcompany/articles/PublishingImages/C_new/fusarium_10.jpg >

Метод пророщування у рулонах фільтрувального паперу дає можливість визначити посівні якості насіння залежно від ступеня розвитку фузаріозу. Продезінфіковане насіння (100шт.) з інтервалом 1 см. Розкладають на фільтрувальному папері розміром 115х10 см, змоченому до повної вологоємності стерильною водою, і закріплюють вужчою смугою зволоженого паперу.  Після цього папір замотують у рулон, поміщають у скляну посудину і ставлять у термостат за температури 23-25°С. Рулони у термостаті періодично змочують.

Через 7-10днів їх розгортають, визначають лабораторну схожість насіння і ступень розвитку хвороби на проростках за 5-бальною шкалою: 0 – проростки без ознак хвороби і міцелію збудників; 1 – проростки нормальні, на насінні і проростках формується міцелій грибів; 2 – слабке потемніння тканин проростків у вигляді штрихів або дрібних плям; 3 – деформація проростків із суцільними плямами на них і загниваннм тканин; 4 – загнивання і відмирання насіння під час проростання. Ефективність протруювання насіння залежить від правильного вибору препарату, основаного на результатах фітопатологічної експертизи насіння. Насіння із часткою фузаріозного зерна понад 20% висівати не рекомендується.

Дотримання сівозміни. Пшеницю (особливо насіннєві посіви) слід висівати після чорного і зайнятого парів, гороху. Варто пам’ятати, що розвиткові фузаріозу сприяє розміщення пшениці по зернових колосових попередниках і кукурудзі – рослинні рештки цих культур є добрим субстратом для накопичення і збереження інфекції. Посіви пшениці після кукурудзи вдвічі-втричі сильніше уражуються фузаріозом, ніж після гороху і сої.

Обробіток грунту. Розвитку фузаріозу сприяє система обробітку «ноу-тілл», поверхневий обробіток грунту та неглибоке загортання рослинних решток. Доцільно також уникати скиртування соломи поряд із посівами пшениці.

Дотримання оптимальних висівних строків, норми висіву та глибини загортання насіння. Висівання пшениці на початку оптимальних строків дає змогу прискорити дозрівання рослин та уникнути сильного ураження посівів. Яра пшениця за ранніх строків висіву менше уражується фузаріозом колоса завдяки швидкому дозріванню зерна.

Глибоке загортання насіння затримує появу сходів, що прявляється ослабленням рослин, посиленням розвитку кореневих гнилей. Завищені норми висіву призводять до загущення і вилягання посівів, а це, в свою чергу веде до посилення розвитку фузаріозу.

Забезпечення збалансованого мінерального живлення ґрунтується на результатах щорічного агрохімічного обстеження полів із урахуванням потреби рослини на запланований урожай. Високі дози азотних добрив, незбалансовані за іншими елементами, часто призводять до токсикозу грунту, накопичення у ньому патогенних грибів. Останні здатні посилювати розвиток кореневих гнилей і фузаріозу колоса.

Внесення азотних добрив у високих дозах посилює розвиток фузаріозу колоса у 3-7 разів. Нестача азоту може спричинювати вилягання пшениці, що за наявності дощів і високої температури зумовлюватиме розвиток хвороби. Загалом внесення підвищених доз добрив може продовжувати процеси синтезу у зерні аж до фази його повної стиглості. Це зумовлює різке збільшення ресурсів живлення токсикогенних грибів, подовжує їхню вегетативну стадію на рослині господарі і тривалість періоду продукування мікотоксинів.

Застосування фунгіцидів. Безпосередньо проти фузаріозу колоса застосовують фунгіцид, у фазі початку цвітіння (поява перших видимих пиляків), а за потреби – повторно у фазі молочно-воскової стиглості зерна. Вибір строків обробки посівів пов'язаний із тим, що найвищий розвиток хвороби проявляється за інфікування рослин у фазі цвітіння, у меншій – у фазі молочно-воскової стиглості. Серед біологічних препаратів проти фузаріозу колосу зареєстровано Агат 25-К, ПА (інактивовані бактерії Psedomonas au rejfacsens штаму Н-6 – 2%, БАЗ культурної рідини – 38%) із нормою витрати 30 г/га максимальною повторюваністю обробки три рази.

Але відсутня інформація про вплив фунгіцидів саме на біосинтез фузаріотоксинів. Поширеною думкою є пропорційне зменшення вмісту мікротоксинів відносно ступеня пригнічення росту гриба продуцента. Проте не можна виключати можливість специфічного впливу фунгіцидів на токсикогенез.

не можна виключати можливість специфічного впливу фунгіцидів на токсикогенез. 
 Досить ефективними у захисті пшениці від фітопатогенів роду Fusarium і їхніх токсинів є фунгіциди триазольної групи.  
    Збирання врожаю. За перших ознак фузаріозу проводять передзбиральне обстеження посівів із метою встановлення ступеня ураженості різних сортів та подальшого розміщення партій зерна на току. Ступінь поширення і розвитку фузаріозу колоса важливо враховувати також під час прогнозування накопичення інфекції і розвитку хвороби наступного року. Уражені фузаріозом посіви збирають у стислі строки і зберігають окремими партіями. На вологому зерні гриби роду Fusarium можуть розвиватися під час зберігання навіть за температури 3…8°С. Тому для запобігання накопиченню мікотоксинів його терміново просушують до вологості 14%. 
     Аналіз пшениці на наявність фузаріозного зерна. Частка фузаріозного зерна пшениці у партії, призначеній для продовольчих цілей та експорту не має перевищувати 0,3–0,5%, а для кормових потреб — не більше ніж 1,0% (ДСТУ 3768). За вмісту фузаріозного зерна понад 1,0% потрібно обов’язково провести аналіз на вміст у ньому фузаріотоксинів для прийняття рішення про його подальше цільове використання (фото 4). 
   Під час проведення аналізу зерна потрібно відрізняти фузаріозні, знебарвлені та рожевозабарвлені (нефузаріозні) зерна.  
Основні ознаки, що характеризують фузаріозні зерна:  
    зерно білувате, крейдяне, із повною втратою блиску; на окремих зернинах є плями рожево-малинового або кремово-рожевого кольору; 
   ендосперм крихкий, із борошнистою консистенцією; за пізнього ураження фузаріозом — від борошнистої до частково склоподібної; 
   більшість зернин зморщені, плюсклі; мають загострені боки і добре вдавлену борозенку; у разі пізнього ураження фузаріозом зерно за формою борозенки та розміром близьке до нормального, іноді здуте, із відлущеною оболонкою; 
   зародок нежиттєздатний, на зрізі — чорного кольору; на самому зародку  
і в борозенці зернини міститься  
міцелій гриба. 
Знебарвлене та рожевозабарвлене зерно відрізняється від фузаріозного виповненістю, нормальним ендоспермом та склоподібністю, життєздатним блідо-жовтим (на зрізі) зародком без міцелію гриба. Рожевозабарвлене зерно має нормальний блиск і плями рожево-червоних відтінків (переважно біля зародка), що не зішкрібуються. 
    Зберігання зерна. Неналежний рівень технологічного регулювання умов зберігання зерна пшениці та постійний вплив на нього біотичних і екологічних чинників призводять до накопичення мікотоксинів, зокрема вомітоксину.  
Тому не обладнані відповідним чином зерносховища можуть стати резерватором інфекції токсикогенних видів грибів. Таким чином, рівні розвитку і шкодочинності фузаріозу колоса визначаються факторами зовнішнього середовища (зокрема, температурою, вологістю, складом і рН живильного субстрату), біотичними компонентами (стійкістю сорту, конкурентними взаємовідносинами збудників у біоценозах), а також ксенобіотиками. До останніх, насамперед, можна віднести фунгіциди.