Состав микроскопических грибов, влияющих на качество и экологическую безопасность зерна пшеницы в ОПХ «Курагинское» Красноярского края

Семена различных видов злаков часто заселяются микроскопическими грибами, являющимися патогенами для растений, а токсины этих грибов опасны для ряда организмов, включая человека.

Среди болезней зерновых культур заметное место занимают альтернариозы – заболевания, вызываемые несовершенными грибами рода Alternaria Nees. Эти грибы способны поражать все органы растения, но чаще всего атаке подвергаются семена и листья. Вредоносность патогенов, поражающих семена зерновых культур, потенциально может заключаться в уменьшении массы урожая, в снижении потребительских и посевных качеств зерна. Виды Alternaria , заражая зерно, не влияют на его массу. Инфицированные семена обычно крупные и хорошо выполненные, имеют нормальную всхожесть и прорастают без видимых аномалий [7, 5].

Влияние Alternaria spp. на пищевые качества зерна проявляется в снижении выпечных качеств муки, благодаря амилазной и протеолитической активности патогена [8]. Однако основная опасность, которую представляет присутствие видов Alternaria в зерне – это загрязнение сельскохозяйственной продукции вторичными метаболитами гриба, токсичными для растений, животных и человека. Токсины Alternaria spp. могут быть тератогенны, токсичны для эмбрионов или вызывать гематологические заболевания, а их концентрации в продукции растениеводства порой достигают существенных величин [9, 4]. С учетом современных таксономических данных можно утверждать, что на злаках обнаружено не менее 14 видов Alternaria [3]. Однако частые ошибки идентификации привели к тому, что отсутствует однозначное мнение о распространении, экологии и хозяйственном значении этих видов. Данные по распространенности видов Alternaria в Восточной Сибири практически отсутствуют.

Другим токсикогенным представителем фитопатогенных грибов, влияющих на потребительские свойства зерна, являются грибы р. Fusarium . Фузариотоксины, выделяемые этими грибами, включают дезоксини-валенол, ниваленол, Т-2 токсин, НТ-2, диацетоксисцирпинол, зеараленон, монилиформин, фумонизины и другие. Перечисленные токсины при попадании в организм человека вызывают поражение желудочнокишечного тракта, сердечно-сосудистой и нервной систем, индуцируют хромосомные изменения в клетках.

Особенностью грибов р. Fusarium является способность к продолжению развития на зерне после уборки, что ведет к многократному увеличению содержание в нем фузариотоксинов при хранении [1, 6].

Целью настоящего исследования была оценка встречаемости микроскопических грибов, влияющих на потребительские качества зерна, на примере яровой пшеницы в ОПХ «Курагинское» Красноярского края.

Объекты и методы. Зерно урожая 2010 года было предоставлено ГУЧ НУ Красноярский НИИСХ РАСХН. Анализировали 6 образцов зерна яровой пшеницы Новосибирская-29 с участков, различающихся микрорельефом и методами химической обработки посевного материала и растений.

Изучение зараженности семян проводили методом визуальной оценки (по 500 семян в образце) и методом влажной камеры (по 100 семян в образце) [2]. При визуальной оценке отмечали семена с симптомами «черного зародыша» (возбудители – грибы р. Bipolaris и Alternaria ), а также семена с розовой окраской (возбудители – грибы р. Fusarium ). Идентификацию возбудителей проводили по культурально-морфологическим признакам. Статистический анализ проводили стандартными методами с использованием пакета StatSoft STATISTICA 6.0.

Результаты и их обсуждение. Визуальная оценка показала, что встречаемость семян с симптомами «черного зародыша» в исследуемых образцах варьирует от 0,8% до 3,6%, с симптомами фузариоза – от 0,2 до 1,8%. В образцах 1, 3, 5, 6 отмечена повышенная встречаемость «черного зародыша», в образце 2 – фу-зариоза, в образце 4 – степень зараженности «черным зародышем» и фузариозом одинакова (рис. 1).

Вариант

• □ Чёрный зародыш □ Фузариоз

Рис. 1. Встречаемость семян яровой пшеницы с симптомами «черного зародыша» и фузариоза в ОПХ «Курагинское» по результатам визуальной оценки

Встречаемость семян с симптомами заболеваний, а также спектр симптомов в отдельных образцах различается на уровне статистической значимости p<0,05.

Применение метода влажной камеры выявило значительно более высокую степень зараженности изучаемого зерна. Во всех образцах она превышала 50%. Наибольшая суммарная зараженность (76%) зарегистрирована в четвертом и пятом образцах, наименьшая – в образцах 1 и 6 (55% и 59% соответственно). В образцах 2 и 3 суммарная зараженность составила соответственно 66 и 68% (табл.).

Встречаемость фитопатогенных грибов в семенах яровой пшеницы ОПХ «Курагинское» при учете методом влажной камеры, % зараженных семян

Образец	Представители родов
	Bipolaris	Alternaria	Bipolaris+Alter naria	Fusarium	Bipolaris+Fusa rium	Alternaria+Fus arium
1	1	49	0	5	0	0
2	0	61	2	3	0	0
3	0	50	1	10	7	0
4	1	63	0	8	0	4
5	2	59	0	12	1	2
6	1	52	0	6	0	0

Основным возбудителем во всех образцах являлись грибы р. Alternaria , представленные видами A. tenuissima и A. infectoria (см. табл. 1, рис. 2). Грибы р. Bipolaris представлены видом B. sorkiniana .

1%

1%

33%

1%

56%

7%   _1%

Bipolaris Fusarium

Без инфекции

Alternaria              Bipolaris+Alternaria

Bipolaris+Fusarium   Alternaria+Fusarium

Рис. 2. Зараженность зерна яровой пшеницы в ОПХ «Курагинское» токсикогенными грибами в среднем для всех проанализированных образцов

Анализ по критерию χ2 выявил статически различия между образцами, как по спектру возбудителей, так и по степени суммарной зараженности на уровне значимости p<0,001.

Следует отметить, что в образцах 2 и 3 B. sorokiniana встречается только в виде смешанной инфекции, в то время как в образцах 1 и 6 изучаемые грибы смешанных инфекций не образуют.

Выводы

• 1.    По визуальной оценке во всех образцах отмечены семена с симптомами «черного зародыша» и фу-зариоза. Степень пораженности «черным зародышем» варьирует от 0,8 до 3,6%, фузариозом – от 0,2 до 1,8% и имеет статистически значимые различия (p<0,05) в разных образцах.

• 2.    Методом «влажной камеры» выявлено наличие представителей родов Alternaria , Fusarium и Bipolaris . Во всех образцах суммарная зараженность превышает 50%, при этом основным возбудителем являются A. tenuissima и A. infectoria . Отмеченный высокий уровень зараженности зерна возбудителями р. Al-ternaria соответствует аналогичным данным по Западно-Сибирскому региону [5].

• 3.    Встречаемость возбудителей заболеваний по отдельным вариантам статистически значимо (p<0,001) различается. Наибольшая зараженность токсикогенными грибами (р. Alternaria и Fusarium ) зарегистрирована в образцах 4 и 5 (соответственно 76 и 74%), наименьшая – в образце 1 (54%). Высокая степень зараженности токсикогенными грибами свидетельствует о низком качестве всех проанализированных образцов зерна и их потенциальной опасности для здоровья человека.