Массовое (периодически достигающее эпифитотийного) распространение грибковых заболеваний злаковых культур, в том числе фузариоза колоса (ФК), создает угрозу широкого заражения микотоксинами разнообразных продуктов питания и косвенно оказывает существенное негативное влияние на здоровье населения [6]. Наряду с этим, снижается урожайность посевов зерновых, что, в свою очередь, влечет за собой значительный экономический ущерб. Учитывая вышеизложенное, представляет интерес изучение на значительном интервале времени (не менее 10 лет) динамики масштабов поражения ФК посевов озимой пшеницы в Краснодарском крае на территории хозяйств, занятых производством зерна и хлебопродуктов, контаминации продуктов зернового производства фузариотоксинами и поиск более совершенных агротехнических приемов сдерживания развития ФК.
Маршрутные обследования посевов озимой пшеницы целесообразно осуществлять согласно действующим рекомендациям по фитосанитарной экспертизе зерновых культур [10, 12, 13]. На посевах визуально выявляются признаки поражения растений ФК (F.graminearum Schwabe и другие грибы рода Fusarium Link.) - обесцвечивание колосковых чешуй, затем одного или нескольких колосков, налет на колосьях мицелия бледно-розового или кроваво-красного цвета, со спороношением гриба либо спородохиями оранжевого цвета, впоследствии с формированием щуплого зерна низкого качества. Учеты ФК на посевах проводятся троекратно, согласно [12, 13], однако максимальная степень проявления ФК видна в стадии молочно-восковой спелости [10].
Во всех случаях наблюдения маршрутные обследования должны охватывать более 15% [13] общей площади посевов.
В процессе проведения маршрутных обследований определяются площадь зараженных фузариозами посевов и основные показатели, позволяющие объективно характеризовать их фитосанитарное состояние: распространенность (частота встречаемости) и интенсивность развития болезни (поражения растений) по общепринятой в фитопатологии методике, рекомендуемой Всероссийским научно-исследовательским институтом защиты растений и ведущими отечественными экспертами, с расчетом средневзвешенных значений и заполнением учетных форм [12, 13] записи результатов фитосанитарной экспертизы посевов зерновых культур. Интенсивность поражения колосьев пшеницы фузариозом определяли количественно, например, согласно международной шкале (%, балл) [2].
Таким образом, выявляются районы края и хозяйства, на полях которых имеет место максимальное поражение озимой пшеницы фузариозами.
Анализ проб озимой пшеницы и изготавливаемых из нее продуктов: муки, отрубей, круп, макаронных и хлебобулочных изделий, отобранных в зерносеющих районах края состоит в следующем. Исследование качества пшеницы: влажность, присутствие фузариозных зерен, а также содержание группы МТ наиболее типичных для озимых зерновых культур региона Северного Кавказа видов фузариума: вомитоксина, зеараленона и Т-2 токсина.
Анализ проб зерна и пищевых продуктов производится с использованием стандартизованного серийно выпускаемого лабораторного испытательного оборудования общепромышленного и отраслевого применения (в частности, аппарат для встряхивания проб АВУ-6е, ротационный испаритель ИР-IМ2, мельница лабораторная У1-ЕМП, диагностическая лампа ОЛД-11, микрошприцы МШ-10, пластинки для ТСХ "Силуфол", весы технические ВЛКТ-500, хроматограф "Цвет-100", фотоколориметр КФК-2, лабораторная посуда, химические реактивы), государственных стандартных образцов ДОН, ЗЛ, Т-2 токсина и др.
Влажность зерна исследуется по ГОСТ 13586.5-93 "Зерно. Метод определения влажности" от 01.01.1995. Сущность метода заключается в определении массовой доли влаги (отношение массы влаги к массе влажного вещества) зерна измерением убыли массы навески измельченного зерна, высушенного в воздушно-тепловом шкафу при фиксированных параметрах: температуре и продолжительности сушки. Погрешность метода по сравнению с образцовым вакуумно-тепловым методом составляет для зерновых культур ±0,5%.
Содержание фузариозных зерен определяется в соответствии с "Инструкцией по выявлению фузариоза колоса и зерна пшеницы, контролю содержания в нем вомитоксина и использованию такого зерна" (М., 1988) и "Методическими указаниями по учету фузариозного зерна и визуальному определению фузариозного зерна пшеницы" (М., 1988).
Обнаружение и количественное определение ДОН и ЗЛ проводится согласно "Методическим указаниям по обнаружению, идентификации и определению содержания дезоксиниваленола (вомитоксина) и зеараленона в зерне и зернопродуктах" №5177-90 от 27.06.1990 г., "Инструкции по выявлению фузариоза колоса и зерна пшеницы, контролю содержания в нем вомитоксина и использованию такого зерна" (М., 1988), нормативному документу "Порядок контроля за содержанием пестицидов, токсичных элементов, микотоксинов и микроорганизмов в продовольственном зерне и зернопродуктах в системе хлебопродуктов" (М., 1992): после экстракции токсина из пробы продукта и очистки экстракта от мешающих веществ производится измерение массовой концентрации МТ методом одномерной ТСХ при визуальном определении количества вещества в пятне, либо измерение массовой концентрации токсина в экстракте осуществляется с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).
Исследование наличия Т-2 токсина в зерне озимой пшеницы и хлебопродуктах производится, руководствуясь "Методическими указаниями по обнаружению, идентификации и определению содержания Т-2 токсина в пищевых продуктах и продовольственном сырье" №3184-84 от 29.12.1984 г. и упомянутым выше нормативным документом "Порядок контроля за содержанием пестицидов, токсичных элементов, микотоксинов и микроорганизмов в продовольственном зерне и зернопродуктах в системе хлебопродуктов" (М., 1992), с применением препаративной ТСХ [14].
Оценка влажности, содержания фузариозных зерен, микотоксинов (на основании ПДК) осуществляется согласно государственным нормативным документам, регламентирующим санитарно - гигиенические требования к качеству и безопасности зерна и пищевых продуктов [4, 7, 8, 9, 11].
Анализ метеорологической обстановки целесообразно использовать для оценки общей фитосанитарной ситуации как один из весомых факторов [5], оказывающих влияние на развитие фузариозов озимых культур. Источниками информации для обработки и последующей интерпретации в аспекте характеристики условий роста, развития и состояния посевов озимой пшеницы, проведения полевых работ могут служить данные Краснодарского краевого центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды результаты первичных наблюдений метеорологических условий, собираемые в порядке постоянной информации на сети станций и постов наблюдения по районам Краснодарского края. В процессе исследований нужно учитывать ряд показателей (за декаду и за месяц), рекомендуемых согласно [1]: температура воздуха (оС) максимальная и минимальная, средняя температура воздуха и ее отклонение от нормы (%); температура почвы (оС) минимальная на поверхности, минимальная на глубине узла кущения растений, средняя на глубине 10 см; количество осадков (мм) и отклонение суммы осадков от нормы (%); средняя относительная влажность воздуха (%). Кроме того, в холодное время года учитываются глубина промерзания почвы (см) и высота снежного покрова (см). Для статистической обработки данных и получения расчетных показателей можно использовать стандартные пакеты прикладных программ (P‑STAT и SPSS).
Для изучения возможности разработки интегрированной защиты посевов озимой пшеницы от ФК целесообразно включить в программу исследований изучение в эксперименте влияния отдельных агроприемов, их различных сочетаний, а также химического метода борьбы с данным заболеванием.
Известно [10], что густота стояния растений оказывает влияние на развитие многих заболеваний, поражающих корневую систему, стебли и листья растений. Нами намечено изучение влияния нормы высева семян озимой пшеницы на интенсивность развития ФК.
В опытах запрограммировано исследование взаимосвязи между способом предпосевной обработки почвы и развитием ФК озимой пшеницы. Сравнивается распространение ФК и развитие болезни на посевах пшеницы после подготовки почвы на различную глубину методами вспашки с оборотом пласта, дискованием, плоскорезной обработкой, а также при чередовании через год поверхностной предпосевной обработки почвы с пахотой.
Влияние интенсивности минерального питания растений на развитие ФК изучается на фоне азотного питания N0, N80, N160, N200 кг/га, в том числе и в сочетании с разными способами предпосевной обработки почвы (вспашка, плоскорезная, фрезерная; чередование через год пахоты с поверхностной обработкой).
Учитывая, что одним из основных способов защиты зерновых культур является [10] обработка семян протравителями, определяется эффективность предпосевной обработки семян химическими препаратами (с целью снижения запаса инфекции) и обработки вегетирующих растений отдельными фунгицидами, а также их комплексными смесями (в целях профилактики и непосредственной защиты). Опыты по исследованию эффективности фунгицидов фундазол (бенлат), импакт (флутриафол), спортак (прохлораз), альто (ципроконазол), фоликур (тебуконазол), тилт (пропиконазол), рекс КС (тиофанатметил и эпоксиконазол), корбел (фенпропиморф), гранит (бромуконазол), опус (эпоксиконазол) проводятся в полевых условиях на делянках (площадью 30 м2) и в условиях производственных посевов (площадью не менее 1 га) в четырехкратной повторности с рендомизированным размещением делянок.
Для гарантированного проявления и создания высокого фона заражения ФК растений в опытах проводится создание инфекционного фона [2]. Для этого в лабораторных условиях нарабатывается инфекционный материал (культура F. graminearum на стерилизованных зернах ячменя, т.к. при стерилизации среды из зерен пшеницы часто наблюдается склеивание зерен и инфекционный материал фузариума растет недостаточно хорошо). Заражение колоса лучше проводить в период выдвижения колоса с флагового листа на 1/3 в вечернее время мицелиально - споровой суспензией в концентрации 5×105 конидий/мл и дозе инокулюма 50 мл/м2.
Биологическая эффективность обработки фунгицидами рассчитывается в экспериментах по формуле [5]:
C = 100 · (a - b) / a ,
где: C - биологическая эффективность (%); a - степень развития болезни в контроле; b - то же на обработанных делянках.
Для статистической обработки результатов исследований адекватны традиционные методики, описанные в монографии Б.А.Доспехова [3] с использованием IBM-совместимых персональных компьютеров.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Агроклиматические ресурсы Краснодарского края / Под ред. З.М.Русеевой, Ш.И.Народецкой. - Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - 253 с.
- Анпилогова Л.К., Волкова Г.В. Методы создания искусственных инфекционных фонов и оценки сортообразцов пшеницы на устойчивость к вредоносным болезням (фузариозу колоса, ржавчинам, мучнистой росе). - Краснодар, 2000. - С.1-10.
- Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). - М.: Колос, 1968. - 336 с.
- Медико-биологические требования и санитарные нормы качества продовольственного сырья и пищевых продуктов. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 22 с.
- Методические рекомендации по совершенствованию интегрированной защиты зерновых культур от вредных организмов. - СПб, 2000. - 55 с.
- Монастырский О.А. Современное состояние и проблемы исследования токсиногенных грибов, поражающих злаковые культуры //Актуальные вопросы биологизации защиты растений. - Пущино, 2000. - С.79-89.
- Мука пшеничная хлебопекарная. Технические условия: ГОСТ 26574-85. - Введ.1986.07.01. - М.: Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1986.- 4 с.
- Порядок контроля за содержанием пестицидов, токсичных элементов, микотоксинов и микроорганизмов в продовольственном зерне и зернопродуктах в системе хлебопродуктов. - М., 1992. - 79 с.
- Пшеница. Требования при заготовках и поставках: ГОСТ 9353 - 90.- Взамен ГОСТ 9353-85; введ.1997.06.01. - М.: Госстандарт РФ: Изд-во стандартов, 1997. - 14 с.
- Рекомендации по комплексной защите сельскохозяйственных культур от вредителей, болезней и сорной растительности в Краснодарском крае на 2001-2005 гг. - Краснодар, 2001. - 187 c.
- Санитарные правила и нормы (СанПиН), гигиенические нормативы и перечень методических указаний и рекомендаций по гигиене питания //Сб. важнейших официальных материалов по санитарным и противоэпидемическим вопросам. - М.: Госкомсанэпиднадзор РФ, 1992. - Т.5. - С.287-297.
- Фитосанитарная диагностика / Под ред. А.Ф.Ченкина. - М.: Колос, 1994. - 323 с.
- Фитосанитарная экспертиза зерновых культур (Болезни растений): Рекомендации / Под ред. С.С.Санина. - М.: ФГНУ "Росинформагротех", 2002. - 140 с.
- Эллер К.И., Соболев В.С. Газо-жидкостная хроматография и ее применение в анализе микотоксинов //Оценка загрязнения пищевых продуктов микотоксинами. - М.: Центр международных проектов ГКНТ, 1985. - Т.3. - С.179-205.