Фізіологія рослин і генетика 2019, том 51, № 1, 67-75, doi: https://doi.org/10.15407/frg2019.01.067

Вплив фунгіцидів і добрив на вміст мікотоксинів у зерні високопродуктивних сортів озимої пшениці

Санін О.Ю.1, Михальська Л.М.1, Долгальова Ю.А.2, Зозуля О.Л.2, Швартау В.В.1

  1. Інститут фізіології рослин і генетики Національної академії наук України 03022 Київ, вул. Васильківська, 31/17
  2. Товариство з обмеженою відповідальністю «Сингента»  02000 Київ, вул. Козацька, 120/4

Необхідність належного захисту агрофітоценозів від фузаріозу є невирішеною складною проблемою рослинництва в Україні. Застосування фунгіцидів у поєднанні з добривами, насамперед мікроелементами — складовими ре­докс-гомеостазу та амінокислотами, на нашу думку, може підвищити ефективність контролювання збудників фузаріозів. Метою роботи було визначення мікотоксинів у зерні високопродуктивних сортів озимої пшениці за внесення фунгіцидів у композиціях із мікроелементами та амінокислотами. Аналітичні дослідження з визначення мікотоксинів у зерні виконували із застосуванням тест-систем Ridascreen® (R-Biopharm AG, Німеччина). Порівнянням двох високопро­дуктивних сортів озимої пшениці щодо накопичення мікотоксинів встановлено, що зерно пшениці короткостеблового сорту Смуглянка накопичувало більше мікотоксинів у контрольному, без обробок фунгіцидами й добривами, варіанті, ніж зерно середньорослого сорту Подолянка. Вірогідно, це може свідчити про вищу резистентність сорту Подолянка до ураження збудниками видів Fusarium. Якщо вміст Т-2 токсину у зерні пшениці Подолянка був дещо меншим порівняно з його вмістом у зерні пшениці Смуглянка, то вміст дезоксиніваленолу (DON) був нижчим майже у 2 рази, а вміст зеараленону (ZEA) у зерні сорту Подолянка не детектувався ІФА тест-системами Ridascreen®. Обробка рослин обох сортів пшениці добривом — композицією мікроелементів та амінокислот — не впливала на рівні накопичення DON і ZEA, а вміст Т-2 токсину в обох сортів мав тенденцію до зниження. За внесення фунгіциду альто супер рівні накопичення мікотоксинів у зерні пшениці обох сортів практично не змінювались. Така дія узгоджується з низьким рівнем контролювання збудників фузаріозу фунгіцидом. Застосування композиції альто супер 330 ЕС, 0,5 л/га + брексил мікс, 0,5 кг/га + мегафол, 2,0 л/га супроводжувалось зниженням вмісту T-2 токсину і DON; вміст ZEA залишався на рівні контролю й варіанта з фунгіцидом без добрива. У разі застосування амістар екстра 280 SC, КС, 0,7 л/га та магнелло 350 ЕС, КЕ, 1,0 л/га вміст DON знижувався в зерні обох сортів пшениці, а вміст T-2 токсину і ZEA не змінювався. Добавляння до цих фунгіцидів добрив брексил мікс, 0,5 кг/га + + мегафол, 2,0 л/га забезпечувало зниження вмісту й T-2 токсину. Вміст у зерні ZЕА практично не відрізнявся в усіх варіантах досліду, що свідчить насамперед про високу резистентність обох сортів пшениці до ураження збудниками хвороб, в яких у вторинному метаболізмі синтезуються сполуки з естрогенною активністю. За низького фону ZEA в зерні у контролі й варіантах досліду не можна визначити роль мікроелементів в інгібуванні синтезу сполук з естрогенною активністю й, відповідно, вплив на контамінацію зерна мікотоксином ZЕА. Таким чином, застосуванням досліджених фунгіцидів можна зменшити вміст небезпечних для людини і свійських тварин мікотоксинів у зерні високопродуктивних сортів озимої пшениці. Застосування мікроелементів — складових редокс-систем рослин, які формують реакції рослин на дію біотичних та абіотичних стресів, та азоту у формі амінокислот позакоренево у композиціях із фунгіцидами посилює їх ефективність у зниженні вмісту мікотоксинів у зерні.

Ключові слова: Fusarium L., ураження зерна, мікотоксини, фунгіциди, мікроелементи, амінокислоти

Фізіологія рослин і генетика
2019, том 51, № 1, 67-75

Повний текст та додаткові матеріали

У вільному доступі: PDF  

Цитована література

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