Houby rodu Fusarium na zrnu pšenice v západní Sibiři

Monitorování patogenů jarní pšenice v posledních 10–15 letech ukázalo postupné změny v počtu populací patogenů, povaze a velikosti ekologických nik, změnu dominantních druhů ve společenstvech, vznik dříve neviditelných, zvýšenou virulenci a agresivitu dříve málo patogenních skupin organismů [4, 10, 11]. V západní Sibiři a Zauralsku tak došlo od let 2007–2008 ke změně dominantních fytopatogenů v podzemních orgánech pšenice, v důsledku čehož se houby rodu Fusarium zaujal dominantní postavení oproti dříve dominantním Bipolaris sorokiniana Sacc. Shoem. Mezi faktory, které zajistily dominanci fusáriových hub v patokomplexu kořenových hnilob obilovin, je třeba zmínit zvýšení aridity klimatu, minimalizaci obdělávání půdy, každoroční ošetření semen triazolovými přípravky a snížení supresivní schopnosti půdy vůči houbám rodu. Fusarium, kontaminace půd semeny plevelů [9].

Ekologické niky fytopatogenů rodu Fusarium zahrnují nejen podzemní, ale i generativní orgány rostlin, které infikují za příznivých hydrotermálních podmínek. K infekci klasu může docházet cévami nebo vzdušnými kapénkami [8]. Intenzitu infekce určuje řada abiotických a biotických faktorů, mezi nimiž významnou roli hrají odrůdové vlastnosti plodiny, fytosanitární stav půdy, konkurence s jinými fytopatogeny a povětrnostní podmínky [1, 3, 9].

Foto: glavagronom.ru
Fusarium klas pšenice

Pokud je obilí infikováno houbami rodu Fusarium, hlavním nebezpečím je schopnost patogenů rodu Fusarium syntetizovat mykotoxiny [6, 7], které jsou extrémně nebezpečné pro zdraví lidí i zvířat. Mezi ně patří zearalenonové a trichothecenové mykotoxiny. Konzumace produktů kontaminovaných těmito houbami způsobuje vážná onemocnění u lidí i zvířat [5].

Druhy a rasy hub tvořící toxiny. Fusarium jsou více omezeny na teplé a vlhké oblasti. Stabilní populace druhu tak F. graminearum vyskytují se v Přímořském kraji a na Severním Kavkaze, odkud se patogen během období lokálních změn počasí periodicky šíří semeny nebo vzdušnými proudy do nových oblastí, kde se vyvíjejí příznivé klimatické podmínky. Například v severozápadním Rusku F. graminearum byly pozorovány od roku 2003. Možná, že oteplování klimatu, zejména v zimních měsících, přispělo k přežití tohoto druhu na nových teritoriích, nebo se přizpůsobil chladnějším stanovištím [2].

Roční analýza fytosanitárního stavu semen jarní pšenice z Novosibirské, Tomské, Kemerovské, Ťumeňské oblasti, Altajského a Krasnojarského kraje v období 2012–2018 metodou mokrého válcování dle GOST 12044-93 ukázala, že všechny šarže zrna byly v různé míře infikovány houbami rodu r. Fusarium, a kontaminace jednotlivých šarží byla katastrofální – 60-70 % a více, mnohonásobně překračující práh škodlivosti (10 %), což odpovídalo úrovni závažných epifytotických chorob.

Z jarních semen pšenice byly izolovány následující druhy hub rodu Fusarium (seřazené podle klesající četnosti výskytu): F. sporotrichioides, F. poae, F. equiseti, F. oxysporum, F. culmorum, F. solani, F. avenaceum, F. incarnatum, F. heterosporumVzorky jednotlivých zrn také obsahovaly F. acuminatum, F. subglutinans et al.

Infekce osiva houbami rodu Fusarium snížila jeho fytosanitární a secí vlastnosti. Podle údajů z let 2012–2017 korelační koeficienty mezi napadením osiva houbami rodu R. Fusarium a šíření kořenové hniloby klíčků v rolích činilo za dané období r = 0,511-0,615 a bylo spolehlivé na 1% hladině významnosti.

Fusarium pšeničného zrna

Přenos hub r. Fusarium semeny přispěly ke vzniku nových ložisek fytopatogenů v půdě nebo zhoršily situaci se stávajícími, vedly ke zpomalení růstových procesů klíčků a sazenic, jejich proředění v důsledku aktivního nástupu epifytotického procesu hniloby kořenů od prvních dnů vegetace rostlin. Použití mořidel semen neposkytlo radikální zlepšení zdravotního stavu rostlin kvůli nízké citlivosti hub rodu Fusarium na fungicidy a jejich vysoké hustotě populace v zonálních půdách, dosahující 7 EPV a více [9].

Maximální úroveň infekce klasů houbami rodu Fusarium byla zaznamenána na pozadí vysokých teplot (o 3–5 °C vyšších než dlouhodobý průměr v posledních deseti dnech července a v srpnu) a silných srážek. Korelační koeficienty stupně infekce pšeničného zrna houbami rodu Fusarium. Fusarium a průměrný úhrn srážek za srpen v letech 2012–2015 byl 0,721–0,869.

Mykotoxiny v obilí – mýty a realita

Ve většině případů měly klasy jarní pšenice napadené houbami fusarium normální vzhled, ale pravidelně se vyskytovaly příznaky „bílého klasu“; při nadměrné vlhkosti byly klasy pokryty narůžovělým myceliem.

V posledních 3–5 letech se v důsledku mírných zimních teplot výrazně rozšířily plochy oseté ozimou pšenicí ve všech regionech Sibiře; podle odhadů odborníků v současnosti dosahují 300–320 tisíc hektarů. Spolu se sibiřskými odrůdami (Zimuška, Metelica, Žatva Altaja, Sibiřská Niva, Novosibiřská 51, Novosibiřská 40 atd.) se zde poměrně hojně pěstují i evropské odrůdy, zejména Skipetr. Na sibiřských polích se často vyskytují i německé odrůdy ozimé pšenice, jako jsou Torrild a Skagen.

V posledních letech se v agrocenózách ozimých plodin v sibiřských oblastech začaly objevovat typické příznaky fusariózní spály klasů. Postižené klasy, jejich části nebo jednotlivé klásky nejprve zesvětlají a poté získají červenohnědý odstín. Ohniska „typické“ fusariózní spály klasů byla zaznamenána v Altajském kraji, Novosibirské, Omské, Ťumeňské a Kemerovské oblasti a v Krasnojarském kraji. Oblasti poškození klasů zatím nejsou velké a prevalenci onemocnění lze považovat za střední, nepřesahující 15 %.

Foto: glavagronom.ru
Fusarium klas pšenice

Izolace do čistých kultur a analýza fytopatogenů z klasů s typickými příznaky fusarium prokázala přítomnost komplexu druhů rodu. Fusarium, který zahrnoval F. graminearum, který se dříve na Sibiři nevyskytoval [2]. Mikromycet tvoří kolonie a makrokonidie, které jsou typické morfologickými znaky. Studie izolátů hub z klasů s příznaky fusarium pomocí real-time PCR potvrdila jejich pravděpodobnou příslušnost k F. graminearumGenetická analýza naznačuje vysokou pravděpodobnost zavlečení tohoto druhu z evropské části Ruské federace nebo ze západní Evropy se semeny ozimých plodin. Počasí západní Sibiře v posledních letech zřejmě překračuje hranice adaptačních možností. F. graminearum, a existuje vysoká pravděpodobnost vzniku sibiřské populace tohoto extrémně nebezpečného fytopatogenu.

Fusariová plíseň obilných plodin

Jedním z důkazů prudkého zhoršení problému spály klasů fusariózou v uralské a sibiřské oblasti byla analýza obilovin ze sklizně v roce 2017 na obsah fusariotoxinů. Obsah mykotoxinů v obilí byl stanoven metodou nepřímého kompetitivního enzymového imunosorbentního testu (ELISA) s citlivostí 4 μg/kg (toxin T-2), 20 μg/kg (zearalenon), 50 μg/kg (deoxynivalenol) v souladu s „Návodem k použití testovacích systémů“ schváleným Veterinárním odborem Ministerstva zemědělství Ruska dne 11.07.2002. července 52471, GOST R 2005-31653 a GOST 2012-35. Selektivní posouzení 2 šarží pšeničného a ječného zrna z Novosibirské, Omské, Ťumeňské, Čeljabinské oblasti a jednoho okresu Krasnojarského kraje na přítomnost tří nebezpečných mykotoxinů (T-19, deoxynivalenolu a zearalenonu) prokázalo jejich přítomnost v XNUMX případech.

Podle výsledků provedených studií byl mykotoxin T-2 detekován v 54,3 % analyzovaných šarží obilí. Jeho maximální přípustná koncentrace (MPC) v pšeničném zrnu je 100 μg/kg (Předpis Celní unie TR CU 015/2011 se změnami a doplněními k 15.09.2017. 2. 2,3). Překročení MPC toxinu T-1,8 bylo zaznamenáno v Isetském okrese Ťumeňské oblasti (22,9krát) a v Karatuzském okrese Krasnojarského kraje (700krát). Mykotoxin deoxynivalenol (DON) byl detekován ve 1,7 % šarží a byl také nejčastěji stanoven v obilí z Ťumeňské oblasti a Krasnojarského kraje. MAC DON je 1,5 μg/kg pro pšenici, 4,7násobné překročení bylo zjištěno v pšeničném zrnu z Isetského okresu Ťumeňské oblasti, 1000–XNUMXnásobné v šaržích pšeničného zrna z Karatuzského okresu Krasnojarského kraje. Mykotoxin zearalenon byl zaznamenán pouze v pšeničném zrnu z Krasnojarského kraje a jeho obsah nepřekročil MAC (MAC = XNUMX μg/kg). Systematické hromadné sledování obsahu mykotoxinů v obilovinách v podmínkách sibiřské oblasti se prakticky neprovádí a identifikovaný problém bohužel nemá v blízké budoucnosti vyhlídky na řešení.

Foto: glavagronom.ru
Fusarium klas pšenice

K omezení infekce semen jarní a ozimé pšenice houbami. Fusarium A aby se snížilo riziko kontaminace obilí mykotoxiny, měla by být provedena řada opatření, včetně agrotechnických i provozních metod ochrany rostlin.

Vzhledem k tomu, že výchozím bodem pro fusariózní vadnutí je půda, kde patogeny mohou přetrvávat po dlouhou dobu (až 15 let) ve formě chlamydospor, sklerocií a dalších dormantních struktur, je nutné v první řadě vytvořit podmínky pro zvýšení supresivní kapacity a zlepšení půdy. Je nutné zvýšit biologickou rozmanitost plodin v osevních postupech, vyloučit opakované pěstování obilovin, aplikovat plné dávky organických a minerálních hnojiv, zajistit podmínky pro rozklad napadených rostlinných zbytků důkladnou orbou a/nebo ošetřením biologickými přípravky. Pro omezení přenosu fytopatogenů semeny je nutné provádět pečlivou fytosanitární kontrolu dovážených semen, ošetřovat je maximálními doporučenými dávkami spotřeby léků a vyřazovat silně (více než 30 %) napadené šarže. U takových nebezpečných fytopatogenů, jako jsou původci fusariózní plísně klasů, je použití kontaktních a biologických přípravků nevhodné. Měly by být vybrány systémové chemikálie, které jsou specificky nebo významně zaměřeny proti houbám rodu Fusarium, například ty, které obsahují účinnou látku, jako je fludioxonil (Maxim Plus, Maxim Forte). Aby se zabránilo kontaminaci zrna toxiny, je důležité dodržovat skladovací podmínky, zejména vlhkost by neměla překročit kritickou hodnotu – 14 %. Pokud vegetační podmínky přispívají k infekci klasu houbami (p. Fusarium, tj. při vysokých teplotách, překračujících o 3–5 °C průměrné dlouhodobé údaje za posledních deset dní července a celý srpen, doprovázené silnými srážkami, by měly být plodiny ošetřeny fungicidy, například přípravkem Osiris (epoxykonazol + metkonazol) ve fázi klíčení. Je nutné zavést povinnou toxikologickou kontrolu obilných produktů, zejména těch, které jsou určeny pro potravinářské a krmné účely, a analýzu obilí a mouky na přítomnost mykotoxinů v certifikovaných laboratořích.

Integrovaná dezinfekce semen ozimé pšenice proti fusariózní infekci

1. Ablová I.B., Bespalová L.A., Kolesnikov F.A. a další. Principy a metody šlechtění pšenice na odolnost vůči chorobám v KNIISH P.P. Lukjaněnka // Obilné hospodářství Ruska, 2016, č. 5, s. 32-36.
2. Gagkaeva T.Yu., Gavrilova O.P., Levitin M.M. Biodiverzita a stanoviště hlavních toxin produkujících hub rodu Fusarium // Biosféra, 2014, roč. 6, č. 1, s. 36–45.
3. Kazakova O.A., Toropova E.Yu., Vorobyova I.G. Vztahy mezi fytopatogeny ječmenných semen v západní Sibiři // APK Ruska, 2016, roč. 23, č. 5, s. 931-934.
4. Levitin M.M. Mikroorganismy v kontextu globální změny klimatu // Zemědělská biologie, 2015, roč. 50, č. 5, s. 641-647.
5. Mazygula E.D., Kharlamova M.D. Hodnocení toxicity a environmentálního rizika surovin a krmiv obsahujících mykotoxiny // Bulletin Univerzity přátelství národů v Rusku. Série: Ekologie a bezpečnost života, 2015, č. 1, s. 50-56.
6. Monastyrsky O.A. Mykotoxiny – globální problém bezpečnosti potravin a krmiv // Agrochemie, 2016, č. 6, s. 67-71.
7. Sokolova G.D. Vnitrodruhová rozmanitost fytopatogenních hub Fusarium trav // Mykologie a fytopatologie, 2015, č. 2 (49), s. 71–79.
8. Toropova E.Yu., Stetsov G.Ya., Chulkina V.A. Epifytotiologie. – Novosibirsk, 2011, 711 s.
9. Toropova E.Yu., Selyuk M.P., Kazakova O.A. Faktory dominance hub rodu Fusarium v patokomplexu kořenové hniloby obilovin // Agrochemie, 2018, č. 5, s. 73-82.
10. Magan N., Medina A., Aldred D. Možné dopady změny klimatu na kontaminaci potravinářských plodin mykotoxiny před a po sklizni // Plant Pathol., 2011, roč. 60, č. 1, s. 150-163.
11. Garrett KA, Dendy SP, Frank EE a kol. Dopady změny klimatu na rostlinné choroby: genomy pro ekosystémy // Ann. Rev. Phytopathol., 2006, roč. 44, s. 489-509.

Buďte první, kdo se na našich stránkách dozví nejnovější agronomické novinky z Ruska a světa