Поширення фузаріозів в Україні

966
Поширення фузаріозів в Україні

До останнього десятиріччя було прийнято вважати, що основною інфекцією насіння, з якою слід боротися на зернових культурах, є ураження сажковими хворобами. Але чи 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 досить 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% і вище). В більшості інших областей рівень інфікування становив близько 20% (рис. 1). Слід сказати і про велике інфікування альтернаріозними грибами у всіх обстежених регіонах. I це при тому, що аналізувався насіннєвий матеріал, при вирощуванні якого, зазвичай, застосовується більш інтенсивний захист, ніж для фуражного зерна.

Рис. 1. Рівень ураження насіння грибами Fusarium spp. та Alternaria spp. зернових культур у різних регіонах України в 2015 році, %
Рис. 1. Рівень ураження насіння грибами Fusarium spp. та Alternaria spp. зернових культур у різних регіонах України в 2015 році, %

Ми не можемо виділити якісь зональні відмінності, окрім того, що в західних областях чітко простежується значно вищий фон ураження насіння фузаріозом (удвічі), ніж в інших регіонах України. В цих областях понад 50% зразків були інфіковані різними видами Fusarium.

Слід 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 саму зернину, в її алейроновий прошарок, руйнуючи білки з виділенням NH3 та накопиченням токсинів. Зерно, уражене Fusarium spp., нерідко щупле на вигляд і втрачає посівні якості. Хліб, випечений із цього зерна, непридатний для вживання, колись його називали «п’яний хліб». При виготовленні кормів з ураженого зерна токсини можуть призводити до захворювань свійських тварин.

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

Iнфіковане зерно зовні може не відрізнятися від здорового. При перевірці лабораторної схожості ці показники у більшості випадків відповідатимуть стандартам (рис. 2). За нашими даними, не було виявлено закономірностей між рівнем інфікування та лабораторною схожістю насіння як ячменю, так і пшениці. На графіку видно, що навіть при інфікуванні на рівні 40–60% лабораторна схожість зерна в цілому була задовільною – 96–100%. При потраплянні такого насіння у ґрунт та його проростанні молодий проросток з великою часткою вірогідності буде уражений кореневими гнилями.

Рис. 2. Рівень інфікування видами Fusarium насіння зернових колосових культур і лабораторна схожість насіння у 2015 році, %
Рис. 2. Рівень інфікування видами Fusarium насіння зернових колосових культур і лабораторна схожість насіння у 2015 році, %

Порівнюючи рівні інфікованості насіння ячменю та пшениці, необхідно зауважити, що суттєвих відмінностей залежно від регіонів вирощування не було виявлено. Більший рівень інфікованості спостерігався у західних і північних областях на обох культурах (рис. 3, 4).

Рис. 3. Рівень ураженості насіння ячменю грибами Fusarium spp. у регіонах України в 2015 році, %
Рис. 3. Рівень ураженості насіння ячменю грибами Fusarium spp. у регіонах України в 2015 році, %

Загальний рівень інфікованості зерна ячменю був нижчим порівняно з пшеницею практично у два рази. Таким чином, на посівному матеріалі ячменю ми виявили від 10 до 30% грибів Fusarium spp. Водночас інфікованість зерна пшениці у західних областях становила понад 50%, а в центральних, східних та південних областях відсоток зерна з Fusarium spp. був майже тотожний і коливався у межах 10–20%.

Рис. 4. Рівень ураженості насіння пшениці озимої грибами Fusarium spp. у регіонах України в 2015 році, %
Рис. 4. Рівень ураженості насіння пшениці озимої грибами Fusarium spp. у регіонах України в 2015 році, %

Цікавими є також отримані нами дані про наявність фузаріозної інфекції на насінні сої. Як відомо, фузаріозні гриби не є монофагами і можуть паразитувати на кількох культурах, у тому числі й на сої, яка, у свою чергу, є одним із небагатьох біологічно прийнятних попередників для зернових, зокрема озимої пшениці (рис. 5). 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) і досягав близько 20%. Таким чином, можна вважати, що соя є добрим попередником, але може містити загрозу ураження зернових фузаріозними хворобами.

Рис. 5. Рівень ураженості насіння сої грибами Fusarium spp. у регіонах України в 2015 році, %
Рис. 5. Рівень ураженості насіння сої грибами Fusarium spp. у регіонах України в 2015 році, %

Підбиваючи підсумок результатів обстеження насіннєвого матеріалу, можна зробити висновок, що фузаріоз посідає одне з чільних місць за шкодочинністю серед хвороб зернових культур. Практично кожна третя-четверта зернина в країні інфікована фузаріозними грибами, які є потенційно небезпечними й можуть викликати ураження рослин різними видами фузаріозів.

Оскільки ці хвороби несуть небезпеку як втрати врожаю, так і зниження якості насіння, вони можуть загрожувати здоров’ю тварин, а також людей. Тому на цю групу хвороб слід звертати не менше уваги, ніж на боротьбу з сажковими хворобами. Йдеться про такі заходи, як протруювання препаратами, що можуть ефективно контролювати Fusarium spp., обробка колосу в період цвітіння, вибір стійких сортів, дотримання агротехніки тощо.

З огляду на темпи поширення фузаріозних хвороб і рівень інфікованості зерна на фоні збільшення фунгіцидних обробок на зернових культурах, можна констатувати, що далеко не всі фунгіциди можуть стримувати розвиток фузаріозів. Це 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 це досить спрощений підхід до названої хвороби, адже прояви фузаріозів можуть бути різноманітними – у вигляді кореневих гнилей, фузаріозу листків або колосу, снігової плісняви тощо. Причому ці прояви, їх спосіб вираження залежать від виду грибів. Наприклад, Fusarium culmorum – джерело снігової плісняви, а F. sporotrichioides – одна із причин фузаріозу колосу. При фузаріозі колосу, незважаючи на загальну назву, зерно може суттєво відрізнятися за типами токсинів, оскільки різні види Fusarium продукують численні мікотоксини. Тому розуміння того, якими саме видами уражені рослини або зерно, дуже важливе 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. 6).

Рис. 6. Видовий склад грибів Fusarium spp., виявлений на насінні зернових культур в Україні у 2015 році
Рис. 6. Видовий склад грибів Fusarium spp., виявлений на насінні зернових культур в Україні у 2015 році

Домінуючими видами можна назвати три з них – F. sporotrichioides, F. poae та F. graminearum, які загалом становили 83% від усіх знайдених видів. Також певну загрозу містив F. langsethiae, який зустрічався у 11% насіння зернових культур. Решта видів були супутніми, і їх частка була незначною.

Якщо порівняти видовий склад фузаріозних грибів на зерні та в ґрунті, то можна побачити деякі суттєві відмінності. Так, у проведених раніше дослідах 2004–2011 років із обстеження ґрунтів у агроценозах озимої пшениці було виявлено, що серед численних досліджених грибів найбільша кількість фітопатогенних видів належала до Fusarium: Fusarium culmorum (W.G. Sm.) Sacc., F. merismoides Corda, F. oxysporum Schlecht., F. sambucinum Fuckel, F. solani var. argillaceum (Fr.) Bilaі, F. sporotrichiella var. poae (Peck) Bilaі. До видів, що зустрічалися найчастіше, автори відносять Fusarium oxysporum Schlecht – 31,1%; менше – Fusarium culmorum (W.G. Sm.) Sacc. – 5,7%, F. solani var. argillaceum (Fr.) Bilaі – 2,6%, F. sporotrichiella var. poae (Peck) Bilaі – 2,2%, F. sambucinum Fuckel – 1,1% та F. merismoides Corda – 0,4% [Винничук Т. М., Парминская Л. М., 2015].

Таблиця. Види роду Fusarium, ідентифіковані на насіннєвому матеріалі зернових культур по регіонах України у 2015 році, %Гриби виду F. oxysporium 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. Водночас F. oxysporium має багато різних різновидів, які приурочені до певних культур. Тому можна зробити висновок, що, незважаючи на велику кількість фітопатогенних грибів роду Fusarium, цей вид, можливо, не найбільш небезпечний для зернових культур. Їх велика кількість обумовлена накопиченням багатьох спеціалізованих рас. Також більшість видів грибів роду Fusarium можна віднести до факультативних сапрофітів – це паразити, які здатні продовжувати вегетативний ріст і 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, небезпеку становить F. culmorum, який є джерелом снігової плісняви та може викликати ушкодження кореневими гнилями й фузаріозом колосу: його частка у ґрунті становила близько 6% від знайдених фузаріозних грибів.

Наявність на колосі понад 30% F. poae, які ми виявили у своїх дослідженнях, становить серйозну небезпеку, оскільки F. poae є одним із головних продуцентів трихотеценів (мікотоксинів), 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). Аналогічно, F. sporotrichioides також досить активно виробляють подібні токсини, однак для F. poae головним токсином є NIV.

Слід також сказати про 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.

Помітну частку (понад 21%) мав F. graminearum. Вид дуже поширений практично в усіх 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 B-токсин – дезоксиніваленол (DON).

Що стосується географії поширення фузаріозних грибів на території України, то в наших дослідженнях було відзначено суттєві відмінності за співвідношенням знайдених на зерні фузаріозних грибів у різних регіонах країни.

Зокрема, найчастіше збудник F. culmorum фіксувався у Рівненській та Житомирській областях, що може свідчити про поширення там снігової плісняви. В Житомирській області виявлено F. аvenaceum – гриб, який виробляє такі токсини, як моніліформін й 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 почуваються 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 присутніми на вегетативних і генеративних органах культурних рослин та продукуватимуть небезпечні для хребетних токсини. Тому боротьба з фузаріозами на колосі має бути обов’язковим агротехнічним заходом, як і протруювання насіння.

В. В. Швартау, чл.-кор. НАНУ, д-р біол. наук, Л. М. Михальська, канд. біол. наук, ст. наук. співр., Інститут фізіології рослин і генетики НАНУ; О. Л. Зозуля, канд. біол. наук, ТОВ «Сингента»

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2017