Розповсюдження фузаріозів

До останнього дестиріччя було прийнято вважати, що основною інфекцією насіння, з якою слід боротися на зернових культурах, є ураження сажковими хворобами. Але чи дуже часто ми зараз зустрічаємо ураження рослин цими хворобами? На наш погляд, ні, оскільки, з одного боку, аграрії зрозуміли, що протруювання насіння – обов’язковий захід, а з іншого – на ринку з’явилася велика кількість достатньо ефективних діючих речовин фунгіцидів, які здатні знищувати сажкові хвороби як на поверхні насіння, так і всередині його. Однак цього не можна сказати про фузаріозні хвороби. Ознаки ураження ними не так помітні візуально, але при цьому їх шкодочинність непропорційно велика.

Проведений аналіз насіннєвого матеріалу зернових колосових культур з різних регіонів України показав, що найбільше інфікованого фузаріозом насіння зустрічалося в західних і центральних областях (від 30% та вище). В більшості інших областей рівень інфікування становив близько 20% (рис. 4). Слід відзначити велике інфікування альтернаріозними грибами у всіх обстежених регіонах. І це при тому, що аналізувався насіннєвий матеріал, де за вирощування, зазвичай, використовується більш інтенсивний захист, ніж при вирощуванні фуражного зерна.

Ми не можемо виділити якісь зональні відмінності, за винятком західних областей, в яких чітко простежується значно вищий фон ураження насіння фузаріозом – у два рази вищий, ніж в інших регіонах України. В цих областях понад 50% зразків були інфіковані різними видами Fusarium.

Слід ще раз нагадати, що згідно з ДСТУ 3768-2010 уражених фузаріозом зерен не повинно бути більше, ніж 0,3–0,5% залежно від класу зерна. Слід розрізняти інфіковане зерно та уражене зерно.

Уражене зерно – це коли грибниця проникає в саме зерно, в його алейроновий прошарок, руйнуючи білки з виділенням NH₃ та накопиченням токсинів. Зерно, уражене Fusarium spp., нерідко виглядає щуплим та втрачає посівні якості. Хліб, випечений з цього зерна, отруйний і колись мав назву «п’яний хліб». Токсини при виготовленні кормів з ураженого зерна можуть призводити до захворювань свійських тварин.

Інфіковане насіння – коли грибниця знаходиться в оболонці зерна або перикарпі. В цьому випадку не спостерігається таких важких наслідків, але з досить високим рівнем вірогідності можна очікувати ураження кореневими гнилями.

Інфіковане зерно ззовні може не відрізнятися, при перевірці лабораторної схожості ці показники будуть у більшості випадків відповідати стандартам (рис. 5). Згідно з нашими даними, не було виявлено закономірностей між рівнем інфікування та лабораторної схожості насіння як ячменю, так і пшениці. На графіку видно, що навіть при інфікуванні на рівні близько 40–60% лабораторна схожість зерна в цілому була задовільною – 96–100%. При попаданні такого насіння у ґрунт та його проростанні молодий проросток з великою часткою вірогідності буде уражений кореневими гнилями.

Порівнюючи рівні інфікованості насіння ячменю та пшениці, необхідно відзначити, що суттєвих відмінностей залежно від регіонів вирощування не виявлено. Можна спостерігати, що більший рівень інфікованості був у західних та північних областях на обох культурах (рис. 6, 7).

Загальний рівень інфікованості зерна на ячмені був нижчим у порівнянні з пшеницею практично у два рази. Таким чином, на посівному матеріалі ячменю ми виявили від 10 до 30% грибів Fusarium spp.

У той же час, інфікованість зерна пшениці у західних областях становила вище 50%, а в центральних, східних та південних областях відсоток зерна з Fusarium spp. був майже тотожний та коливався у межах 10–20%.

Цікавими є також отримані нами дані про наявність фузаріозної інфекції на насінні сої. Як відомо, фузаріозні гриби не є монофагами і можуть паразитувати на декількох культурах, у тому числі на сої, яка, в свою чергу, є одним із небагатьох біологічно прийнятних попередників для зернових, зокрема озимої пшениці (рис. 8). Отримані дані свідчать, що зерно сої було інфіковане видами Fusarium в усіх обстежених областях, а її рівень суттєво не варіював (за винятком Хмельницької та Одеської областей) та досягав близько 20%. Таким чином, можна передбачити, що соя є добрим попередником, але може нести загрозу щодо ураження зернових фузаріозними хворобами.

Підводячи підсумки результатів обстеження насіннєвого матеріалу, можна зробити висновок, що фузаріоз може впевнено посідати одне з чільних місць щодо шкодочинності серед хвороб зернових культур. Практично кожне третє-четверте зерно в країні несе на собі інфекцію фузаріозних грибів, які є потенційно небезпечними та можуть викликати ураження рослин різними видами фузаріозів.

Оскільки ці хвороби несуть небезпеку як щодо втрат врожаю, так і щодо втрати якості насіння, вони можуть загрожувати здоров’ю як тварин, так і людей. Тому на цю групу хвороб слід звернути не меншу увагу, ніж на боротьбу з сажковими хворобами. Це протруювання препаратами, які можуть ефективно контролювати Fusarium spp., обробка колосу в період цвітіння, вибір стійких сортів, дотримання агротехніки тощо.

Зважаючи на темпи розповсюдження фузаріозних хвороб та рівень інфікованості зерна на фоні збільшення фунгіцидних обробок на зернових культурах, можна констатувати, що далеко не всі фунгіциди можуть утримувати розвиток фузаріозів, що слід враховувати при плануванні використання тих чи інших препаратів проти цієї групи збудників хвороб.

Видовий склад грибів роду Fusarium, ідентифікованих на насіннєвому матеріалі зернових культур

Ми звикли до загального поняття – фузаріоз. Але для цієї хвороби це досить спрощений підхід, оскільки прояви фузаріозів можуть бути різноманітними – у вигляді кореневих гнилей, фузаріозу листків або колосу, снігової плісняви та ін. Причому ці прояви, їх спосіб вираження залежать від виду грибів. Наприклад, Fusarium culmorum – джерело снігової плісняви, а F. sporotrichioides – одна з причин фузаріозу колосу. Стосовно фузаріозу колосу – за загальною назвою зерно може суттєво відрізнятися за типами токсинів, оскільки різні види Fusarium продукують численні мікотоксини.

Тому розуміння, якими саме видами уражені рослини або зерно, є дуже важливим для з’ясування типу загрози для вирощування зернових культур.

Ми виявили сім видів роду Fusarium на насіннєвому матеріалі зернових колосових культур: F. avenaceum, F. culmorum, F. graminearum, F. langsethiae, F. poae, F. sporotrichioides, F. tricinctum (рис. 9). Домінуючими видами можна назвити три з них – F. sporotrichioides, F. poae та F. graminearum, які загалом становили 83% від усіх знайдених видів. Також певну загрозу мав F. langsethiae, який зустрічався в 11% насіння зернових культур. Усі інші види були супутніми, їх частка була незначною.

Якщо порівняти видовий склад фузаріозних грибів на зерні та в ґрунті, то можна відзначити деякі суттєві відмінності. Так, у дослідах 2004–2011 років з обстеження ґрунтів у агроценозах озимої пшениці було виявлено вісім видів рослин-господарів грибів роду Fusarium: F. culmorum (5,7%), F. merismoides (0,4%), F. oxysporium (31%), F. sambucinum (5,7%), F. solani var. agrillaceum (2,6%), F. sporotrichiella var. poae (2,2%), F. sumbucinum (1,1%), F. merismoides (0,4%) [Винничук Т.М., Парминская Л.М., 2015].

У проведених дослідженнях домінантним видом був F. oxysporium. Гриби цього виду проникають у рослину через кореневу систему, проростають по ксилемі, яка транспортує воду та поживні елементи з кореня до листків. Внаслідок руйнування ксилеми розвиток рослин пригнічується або вони гинуть. У той же час, F. oxysporium має багато різних різновидів, які приурочені до певних культур. Тому можна передбачити, що, незважаючи на велику кількість фітопатогенних грибів роду Fusarium, цей вид може бути не найбільш небезпечним для зернових культур. Їх велика кількість обумовлена накопиченням багатьох спеціалізованих рас. Також більшість грибів роду Fusarium можна віднести до факультативних сапрофітів – це паразити, які здатні продовжувати вегетативний ріст та розмноження на рослинних рештках після загибелі рослини-господаря. Тому аналіз ґрунту на наявність фузаріозних грибів може дати неточну оцінку потенційної небезпеки для зернових культур.

Так, найбільш небезпечним є F. culmorum, який є джерелом снігової плісняви та може бути причиною кореневих гнилей і фузаріозу колосу, а його частка у ґрунті була близько 6% від знайдених фузаріозних грибів.

Наявність на колосі понад 30% F. poae, які ми виявили у своїх дослідженнях, є надзвичайно небезпечною, оскільки F. poae є одним із головних продуцентів трихотеценів, великої групи сесквітерпенових епоксидів.

F. poae виділяє тип А трихотеценів (діацетоксисцирпенол (DAS), моноацетоксисцирпенол (MAS), сцирпентіол (STO), HT2-токсин, T2-токсин та неосоланіол (NEO)) і тип B трихотеценів (ніваленол (NIV) та фузаренон-X (FX)). Крім трихотеценів, цей гриб може виробляти енніатіни (ENN), боверицин (BEA) та моніліформін (MON) [Jestoi M. et al., 2004, 2005, 2008; Thrane et al., 2004]. Аналогічно, F. sporotrichioides, F. poae також досить активно виробляють подібні токсини, однак для F. poae головним токсином є NIV [Jestoi M. et al., 2004, 2008; Thrane et al., 2004; Vogelgsang S. et al., 2008].

Відзначимо досить високий відсоток у видовому складі F. langsethiae, відносно мало описаний вид роду Fusarium, який найчастіше зустрічається на посівах ячменю і вівса. Цей вид був ідентифікований та описаний на зернових на початку 2000-х років. За своєю біологією, морфологією він дуже схожий на описаний вище F. poae, однак відрізняється значно вищим рівнем продукування токсинів HT-2 та T-2 [Torp M. and Langseth W., 1999; Torp M. and Nirenberg H.I., 2004; Thrane U. et al., 2004; Yli-Mattila T. et al., 1997, 2002, 2004, 2006,2008, 2009, 2010, 2011; Wilson A. et al., 2004].

Помітну частку (понад 21%) мав F. graminearum. Вид дуже поширений практично у всіх зонах вирощування зернових культур. Для нього характерна наявність широкого поліморфізму. На сьогодні описано 13 різних підвидів цього гриба. Вони відрізняються продукуванням деяких токсинів, але для усіх 13 підвидів основним є В-токсин – дезоксиніваленол (DON) [Jennings P. et al., 2004; Ward T.J. et al., 2008].

Що стосується географії розповсюдження фузаріозних грибів на території України, то в наших дослідженнях були відзначені суттєві відмінності за співвідношенням знайдених на зерні фузаріозних грибів у різних регіонах країни (табл. 1).

Зокрема, збудник F. culmorum найбільше був виявлений у Рівненській та Житомирській областях, що може свідчити про поширення там снігової плісняви. В Житомирській області виявлено F. avenaceum – гриб, який виробляє такі токсини, як моніліформін та боверицин. В невеликій кількості він зустрічався в Сумській та Київській областях. Практично в усіх областях домінували F. langsethiae, F. poae, F. sporotrichioides.

Слід зауважити, що фузаріозні гриби по-різному реагують на вологу та температуру. Так, F. culmorum добре розвиваються в холодних і вологих умовах, F. graminearum потребують тепла та вологи, а F. langsethiae, F. poae добре почувають себе в теплих умовах і за помірної вологи.

Таким чином, залежно від погодних умов можна очікувати розвиток тих чи інших видів збудників Fusarium. Але в будь-якому випадку вони будуть присутні на вегетативних та генеративних органах культурних рослин і продукуватимуть небезпечні для хребетних токсини. Тому боротьба з фузаріозами на колосі повинна бути обов’язковим агротехнічним заходом, як і протруювання насіння.