en   ru   uk  
 
 
Физиология растений и генетика 2019, том 51, № 1, 67-75, doi: https://doi.org/10.15407/frg2019.01.067

Влияние фунгицидов и удобрений на содержание микотоксинов в зерне высокопродуктивных сортов озимой пшеницы

Санин А.Ю.1, Михальская Л.Н.1, Долгалева Ю.А.2, Зозуля О.Л.2, Швартау В.В.1

  1. Институт физиологии растений и генетики Национальной академии наук Украины, Киев
  2. Общество с ограниченной ответственностью «Сингента», Киев

Необходимость надлежащей защиты агрофитоценозов от фузариоза относится к нерешенной сложной проблеме растениеводства в Украине. Применение фунгицидов в сочетании с удобрениями, прежде всего микроэлементами —компонентами редокс-гомеостаза и аминокислотами, по нашему мнению, может повысить эффективность контролирования возбудителей фузариоза. Целью работы было определение микотоксинов в зерне высокопродуктивных сор­тов озимой пшеницы при внесении фунгицидов в композициях с микроэлементами и аминокислотами. Аналитические исследования по определению микотоксинов в зерне выполняли с применением тест-систем Ridascreen® (R-Biopharm AG, Германия). Cравнением двух высокопродуктивных сортов озимой пшеницы по уровням накопления микотоксинов установлено, что зерно пшеницы короткостебельного сорта Смуглянка накапливало больше микотоксинов в контрольном, без обработок фунгицидами и удобрениями, варианте, чем зерно среднерослого сорта Подолянка. Вероятно, это может свидетельствовать о более высокой резистентности сорта Подолянка к поражению возбудителями видов Fusarium. Если содержание Т-2 токсина в зерне пшеницы Подолянка было несколько меньше по сравнению с его содержанием в зерне пшеницы Смуглянка, то содержание дезоксиниваленола (DON) было ниже почти в 2 раза, а содержание зеараленона (ZEA) в зерне сорта Подолянка не детектировалось ИФА тест-системами Ridascreen®. Обработка растений обоих сортов пшеницы удобрением — композицией микроэлементов и аминокислот - не влияла на уровни накопления DON и ZEA, а содержание Т-2 токсина у обоих сортов имело тенденцию к снижению. При внесении фунгицида альто супер уровни накопления микотоксинов в зерне пшеницы обоих сортов практически не менялись. Такое действие согласуется с низким уровнем контроля возбудителей фузариоза фунгицидом. Применение композиции альто супер 330 ЕС, 0,5 л/га + брексил микс, 0,5 кг/га + мегафол, 2,0 л/га сопровождалось снижением содержания T-2 токсина и DON; содержание ZEA оставалось на уровне контроля и варианта с фунгицидом без удобрения. В случае применения амистар экстра 280 SC, КС, 0,7 л/га и магнелло 350 ЕС, КЭ, 1,0 л/га содержание DON снижалось в зерне обоих сортов пшеницы, а содержание T-2 токсина и ZEA не менялось. Добавление к этим фунгицидам удобрений брексил микс, 0,5 кг/га + мегафол, 2,0 л/га обеспечивало снижение содержания и T-2 токсина. Содержание в зерне ZЕА практически не отличалось во всех вариантах опыта, что свидетельствует прежде всего о высокой резистентности обоих сортов пшеницы к поражению возбудителями болезней, у которых во вторичном метаболизме синтезируются соединения с эстро­генной активностью. При низком фоне ZEA в зерне в контроле и вариантах опыта затруднительно определить роль микроэлементов в подавлении синтеза соединений с эстрогенной активностью и, соответственно, влияние на контаминацию зерна микотоксином ZЕА. Таким образом, применением фунгицидов можно уменьшить содержание опасных для человека и домашних животных микотоксинов в зерне высокопродуктивных сортов озимой пшеницы. Использование микроэлементов — составляющих редокс-систем растений, которые формируют реакции растений на действие биотических и абиотических стрессов, и азота в форме аминокислот во внекорневых обработках в композициях с фунгицидами усиливает их эффективность в снижении содержания микотоксинов в зерне.

Ключевые слова: Fusarium L., поражение зерна, микотоксины, фунгициды, микроэлементы, аминокислоты

Физиология растений и генетика
2019, том 51, № 1, 67-75

Полный текст и дополнительные материалы

В свободном доступе: PDF  

Цитированная литература

1. Morgun, V.V., Schwartau, V.V. & Kiriziy, D.A. (2010). Physiological basis of the formation of high productivity of cereals. Fiziol. i Biokhim. Kult. Rastenij, 42, No.5, pp. 371-392 [in Russian].

2. Schwartau, V.V., Zozulya, O.L., Mikhals'ka, L. M. & Sanin, O.Yu. (2016). Fusariosis of plant crops. Kyiv: Logos [in Ukrainian].

3. Berthiller, F., Brera, C., Crews, C. Iha, M.H., Krsha, R., Jonker, M.A., MacDonald, S.,Malone, R.J., Maragos, C., Solfrizzo,M., Sabino, M., Whitakeret,T.B. & van Egmond, H. (2015). Developments in mycotoxin analysis: an update for 2013-2014. World Mycotoxin Journal, 8, No. 1, pp. 5-35. https://doi.org/10.3920/WMJ2014.1840

4. FAO GAP Principles, 2012. Food and Agricultural Organization of the United Nations. Accessed July 2012; Good Agricultural Practices Minimize Food Safety Risks. Almond Board of California. Retrieved 15 July 2012; New Good Agricultural Practices (GAP) Manual is Available. Joint Institute for Food Safety and Applied Nutrition, University of Maryland. Retrieved 15 July 2012, https://www.ams.usda.gov/services/auditing/groupgap

5. Godfray, H.C.J., Beddington, I.R., Crute, L., Haddad, J.R., Lawrence, D., Muir, J.F., Pretty, J., Robinson, S., Thomas, S.M. & Toulmin, C. (2010). Food security: the challenge of feeding 9 billion people. Science, 327, pp. 812-818. https://doi.org/10.1126/science.1185383

6. Jennings, P., Coates, M.E., Walsh, K., Turner, J.A. & Nicholson, P. (2004). Determination of deoxynivalenol- and nivalenol-producing chemotypes of Fusarium graminearum isolated from wheat crops in England and Wales. Plant Pathol., 53, pp. 643-652. https://doi.org/10.1111/j.0032-0862.2004.01061.x

7. Kovalsky, P. (2014). Climate change and mycotoxin prevalence. Broadening Horizons.

8. Leslie, J.F., Summerell, B.A. & Bullock, S. (2006) The Fusarium Laboratory Manual. Blackwell Publishing. https://doi.org/10.1002/9780470278376

9. Landschoot, S. Waegeman, W. & Audenaert, K. (2012). A field-specific web tool for the prediction of Fusarium head blight and DON content in Belgium. Abstracts of 64th Intern. Symp. of Crop Protection. Ghent, Belgium.

10. Liew, W.P. & Mohd-Redzwan, S. (2018). Mycotoxin: Its Impact on Gut Health and Microbiota. Front Cell Infect Microbiol., 8, pp. 60. https://doi.org/10.3389/fcimb.2018.00060

11. Mayer, C.F. (1953). Endemic panmyelotoxicosis in the Russian grain belt. I. The clinical 930 aspects of alimentary toxic aleukia (ATA). A comprehensive review. Military Surgeon, 113, pp. 173-189.

12. Meneely, J.P., Ricci, F., Egmond, H.P. & Elliott, C.T. (2011). Current methods of analysis for the determination of trichothecene mycotoxins in food. Trends Analyt. Chem., 30, pp. 192-203. https://doi.org/10.1016/j.trac.2010.06.012

13. Nesic, K., Ivanovic, S. & Nesic, V. (2014). Fusarial toxins: secondary metabolites of Fusarium fungi. Rev. Environ. Contam. Toxicol., 228, pp. 101-120. https://doi.org/10.1007/978-3-319-01619-1_5

14. Pittet, A. (1998). Natural occurrence of mycotoxins in foods and feeds — An updated review. Revue de medecine veterinaire, 149, No. 6, pp. 479-492.

15. Rodrigues, I. & Naehrer, K. (2012). A three-year survey on the worldwide occurrence of mycotoxins in feedstuffs and feed. Toxins, 4, pp. 663-675. https://doi.org/10.3390/toxins4090663

16. Shephard, G.S., Berthiller, F., Burdaspal, P.A., Crews, C., Jonker, M.A., Krska, R., MacDonald, S., Malone, B., Maragos, C., Sabino, M., Solfrizzo, M. van Egmond, H.P. & Whitaker, T.B. (2012). Developments in mycotoxin analysis: an update for 2010—2011. World Mycotoxin J., 5, pp. 3-30. https://doi.org/10.3920/WMJ2011.1338

17. Streit, E., Schatzmayr, G., Tassis, P., Tzika, E. & Marin, D. (2012). Current situation of mycotoxin contamination and co-occurence in animal feed-focus on Europe. Toxins, 4, pp. 788-809. https://doi.org/10.3390/toxins4100788

18. Tittlemier, S.A., Roscoe, M., Drul, D., Blagden, R., Kobialka, C., Chan, J. & Gaba, D. (2013). Single laboratory evaluation of a planar waveguide-based system for a simple simultaneous analysis of four mycotoxins in wheat. Mycotoxin Res., 29, pp. 55-62. https://doi.org/10.1007/s12550-012-0152-9

19. Trail, F. (2009). For Blighted Waves of Grain: Fusarium graminearum in the Postgenomics Era. Plant Physiol., 149, pp. 103-110. https://doi.org/10.1104/pp.108.129684

20. Ward, T.J., Clear, R.M., Rooney, A.P., O'Donnell, K., Gaba, D., Patrick, S., Starkey, D.E., Gilbert, J., Geiser, D.M. & Nowicki, T.W. (2008). An adaptive evolutionary shift in Fusarium head blight pathogen populations is driving the rapid spread of more toxigenic Fusarium graminearum in North America. Fungal Genetics and Biology, 45, No. 4, pp. 473-484. https://doi.org/10.1016/j.fgb.2007.10.003