Практично завершено збирання кукурудзи на зерно, а зібраний урожай інших зернових культур уже розміщено на зберігання у сховищах до наступного року. Чи можливо після цього не турбуватись? Звісно, що ні. Які ж ризики для врожаю можуть з’явитися під час зберігання збіжжя та які фактори значно впливають на якість зерна протягом цього періоду?
Найбільша та найістотніша загроза криється під назвами «шкідники зернових сховищ» і «захворювання». Серед останніх особливо шкідливими є ураження пліснявою насінин, фузаріоз, чорний плід, або альтернаріоз тощо. Вони здатні завдати значної шкоди та призвести до великих втрат і отруєння продукції у формі мікотоксинів. Наприклад, якщо в партії зерна виявлено 1 мг афлатоксину В1 на кожний кілограм зерна, то він ліквідує всі його корисні якості, а сама партія зерна стає непридатною для споживання людьми та годівлі тварин.
Зберігання насіння, як відомо, являє собою тривалий технологічний процес, протягом якого діють різноманітні біотичні та абіотичні фактори, зокрема, вологість, температура, наявність кисню, життєдіяльність шкідників у сховищах, прогресування хвороб.
Під час зберігання зерна зернова маса у зерносховищах є поєднанням різноманітних живих елементів: зерно, мікроорганізми, комахи, кліщі, гризуни з притаманними їм фізіологічними функціями. Ці елементи взаємопов’язані та взаємозалежні. Зерно, уражене найпоширенішими шкідниками (комірний і рисовий довгоносики, великий і малий борошняні хрущаки, гороховий і квасолевий зерноїди, зерновий точильник, рудий малий і суринамський борошноїди, зернова міль, млинова і південна амбарна вогнівки, борошняний кліщ, а серед гризунів — миша хатня, сірий і чорний щурі) та забруднене внаслідок їхньої активності, самозігрівається, вкривається пліснявою, руйнується. У такому середовищі формується потужне джерело первинної інфекції грибів родів Fusarium, Аspergillus, Penicillium, Alternaria тощо, котрі утворюють велику кількість антибіотиків і мікотоксинів.
Значна частина шкідників зерна починають шкодити та заселяти зерно ще під час вегетації рослин. Багато видів шкідників (рисовий довгоносик, зернові міль і шашіль) потрапляють у сховище разом із зерном, яке вони заселяють ще на полях у період росту рослин чи під час обмолоту та перебування на токах, а також через одяг, взуття працівників або заносяться гризунами та птахами. Основна кількість шкідників зерносховищ накопичується в місцях постійного зберігання запасів зерна. Наприклад, комірний довгоносик існує і розвивається лише в приміщеннях для зберігання.
Булавовусий малий борошняний хрущак (Булавоусий хрущак)
Шкідники зерносховищ, маючи високу здатність до розмноження, за тривалого зберігання збіжжя і сприятливих для їхнього розвитку умов швидко розмножуються у великій кількості. І хоча ці комахи невеликі за розміром, вони дуже жадібні до їжі. Так, нащадки однієї самиці млинової вогнівки за чотири місяці свого розвитку знищують 17,5 кг борошна, а один комірний довгоносик — один кілограм зерна пшениці за рік. Споживаючи зерно, шкідники забруднюють його шкірками від линяння, мертвими особинами, випорожненнями, павутиною. Це провокує підвищення температури і вологості в місці зберігання зерна, що призводить до псування ще певної його частини. Пошкоджене зерно швидше і легше уражається пліснявою, в ньому накопичуються мікотоксини та інші токсичні канцерогенні речовини.
Потрібно пам’ятати, що формування значної кількості мікотоксинів, які продукуються пліснявими грибами, згубно впливає на здоров’я людей і тварин. Великі дози мікотоксинів мають виражену токсичну дію, тому, наприклад, афлатоксини і токсин Т2 відносять до біологічної зброї масового ураження. Навіть незначна кількість мікотоксинів у продукції рослинництва може спричинити серйозні наслідки: ураження тканин, органів і систем людського організму, а також онкологічні хвороби.
За оцінками фахівців, близько 4 % випадків виникнення раку в людей зумовлено споживанням мікотоксинів з їжею. Наявність мікотоксинів у кормах навіть у малих концентраціях викликає розлади в репродуктивній системі тварин. Внаслідок загального послаблення імунітету збільшується кількість інфекційних хвороб, до того ж вони мають складний перебіг. У регіонах, де не налагоджено контроль за якістю рослинної продукції, від отруєнь мікотоксинами можуть масово вмирати люди, як це сталося в Кенії 2004 року, коли після споживання кукурудзи, зараженої афлатоксинами, померло більше ніж 100 осіб (Ю. Райнхардт, Німеччина). Отже, не можна застосовувати зіпсоване, вкрите пліснявою зерно для виробництва хлібних продуктів або як корм для худоби. З такого зерна не отримаємо якісного борошна і доброго хліба.
Значної шкоди завдають шкідники й посівному матеріалу, погіршуючи його кондиційні показники. Зокрема, пошкоджене насіння пшениці і кукурудзи може втратити 27–75 % схожості.
Іншим шляхом, яким потрапляє інфекція хвороб насіння у зерносховища – це закладання на зберігання посівних партій, котрі містять навіть невелику кількість уражених насінин фузаріозом, чорним зародком, пліснявінням.
Як відомо, якість насіння великою мірою формується під впливом технології вирощування культури, погодних умов, які спостерігаються протягом вегетації рослин, способів і режимів післязбиральної обробки. Зараження насіння зернових культур збудниками хвороб відбувається під час вегетації рослин.
Багаторічні дослідження мікобіоти колоса пшениці, жита, ячменю в період цвітіння, наливання і повної стиглості зерна показали, що епіфітна мікобіота представлена понад 50 видами грибів. Переважаючими видами епіфітної мікобіоти є представники роду Fusarium: F. sporotrichella var.poae тощо, гриби Bipolaris sorokiniana, Alternaria tenuissima, Aspergillus flavus, представники родів Cladosporium, Trichothecium, Rhizopus, Mucor, Penicillium.
Ендофітна мікобіота колоса зернових культур включає понад 40 видів грибів. Під час формування колоса в ендофітній мікобіоті переважають, в основному, анаморфи роду Fusarium. Група типових чисельних міксоміцетів представлена видами родів Fusarium, Bipolaris, Alternaria. Гриби Fusarium culmorum,F. graminearum, F. sporotrichella var.poae, F. oxysporum, Alternaria tenuissim, Bipolaris sorokiniana уражували колос в усі фази його розвитку.
Найбільш розповсюдженою і найнебезпечнішою хворобою насіння зернових культур вважається фузаріоз колоса. Інфікування рослин фузаріозом відбувається здебільшого під час цвітіння, коли достигають аскоспори патогенів
Найбільш розповсюдженою і найнебезпечнішою хворобою насіння зернових культур вважається фузаріоз колоса. Інфікування рослин фузаріозом відбувається здебільшого під час цвітіння, коли достигають аскоспори патогенів
Найбільш розповсюдженою і найнебезпечнішою хворобою насіння зернових культур вважається фузаріоз колоса. Інфікування рослин фузаріозом відбувається здебільшого під час цвітіння, коли достигають аскоспори патогенів. Пильники пшениці, жита, ячменю є гарним живильним середовищем для росту грибів роду Fusarium, особливо F. graminearum. Гіфи грибів заселяють тканини пильників, проникають у зародок і розповсюджуються зерновою оболонкою. Ступінь ураження зерна залежить від виду збудника та часу його проникнення в тканини. Зважаючи на це, розрізняють два типи ураження зерна фузаріозом:
- чітко виражене фузаріозне зерно характеризується плюсклістю. Більшість зерен зморщені, мають загострені краї і добре вдавлену борозенку. Вони забарвлені рожевим відтінком через наявність міцелію та спороношення грибів. Такий тип ураження виявляється за раннього інфікування колосків у полі (у фазі цвітіння), переважно, грибами F. culmorum, F. graminearum і F. avenaceum.
- прихована (поверхнева) форма фузаріозного ураження зерна проявляється за пізнього його інфікування, незначного інфекційного навантаження або ураження зерна в період збирання і зберігання врожаю. Таке зерно за зовнішнім виглядом не відрізняється від здорового: за формою борозенки і розміром воно близьке до нормального, іноді здуте, з відшарованою оболонкою, проте є джерелом інфекції під час його зберігання і висівання.
Яскраво виражене фузаріозне зерно вирізняється плюсклістю. Більшість зерен зморщені, мають загострені боки й добре вдавлену борозенку
Мікотоксини, вироблені грибами в процесі їхнього розвитку, не мають гіркого смаку, запаху і без спеціальних методів дослідження визначити їхню присутність неможливо. Мікотоксини (від грец. mykes, mukos — гриб + toxikon — отрута) — це низькомолекулярні вторинні метаболіти, які утворюють токсигенні мікроскопічні гриби. Токсигенність (від грец. тoxikon — отрута + genes — породжує) — це здатність організму формувати речовини, що мають токсичний вплив на інші організми. Найбільш небезпечні та досить розповсюджені токсигенні види грибів належать до родів Fusarium, Aspergillus, Penicillium.
Наприклад, гриби з роду Fusarium утворюють мікотоксини – трихотецени групи А:Т-2 і НТ-2 токсини, діацетоксисцірпенол; трихотецени групи В: ніваленол, дезоксиніваленол (ДОН), зеараленон, фумонізини (В1, В2, В3, В4), моніліформін.
Гриби з роду Aspergillus утворюють охратоксин А, стеригматоцистин, циклопіазонову кислоту.
Гриби з роду Penicillium виробляють охратоксин, ацитринін, патулін.
За даними ФАО, світові втрати сільськогосподарської продукції від ураження грибами, що утворюють токсини, і забруднення мікотоксинами за останні десять років збільшились удев’ять разів і в грошовому еквіваленті (дол. США) досягли 22 млрд дол./рік.
В Україні найбільшу небезпеку становлять фузарії. Вони інфікують зерно, забруднюють його мікотоксинами в колосі та продовжують свій розвиток на зерні під час його зберігання, збільшуючи поверхневу заспореність у 30-35 разів та внутрішньонасіннєве зараження втричі-вчетверо, а також багаторазово збільшуючи в ньому вміст мікотоксинів.
Для зменшення інфікованості зерна фузаріозом та рівня забруднення його мікотоксинами потрібно використовувати систему відповідних заходів як у передпосівний, так і вегетаційний та післязбиральний періоди. Слід пам’ятати, що поширення фузаріозу колоса значною мірою залежить від попередника, системи обробітку ґрунту, стійкості сорту, фізіологічного стану рослин, фітосанітарного стану посівів культури.
У передпосівний період ефективним заходом проти поверхневої та внутрішньої інфекції збудників фузаріозу колоса є обробка насіннєвого матеріалу протруйниками. Проведення цього заходу запобігає ендогенному перенесенню інфекції Fusarium graminearum від заражених насінин до колоса, що захищає від появи фузаріозу колоса і накопичення мікотоксинів у зерні нового врожаю. З цією метою варто провести обробку насіння високоефективними протруйниками на основі діючих речовин і їхніх поєднань: флудіоксонілу; флудіоксонілу + ципроконазолу; азоксистобіну + тебуконазолу + флудіоксонілу; флудіоксонілу + дифеноконазолу; флудіоксонілу + тіаметоксаму + тебуконазолу; дифеноконазолу + флудіоксонілу + тіаметоксаму. Ці препарати блокують прогресування патогенів, запобігають проникненню та поширенню грибниці рослиною від проростання насіння до формування колосків. Протруйники суттєво зменшують накопичення в урожаї дезоксиніваленолу (ДОН) — мікотоксину, що виробляється збудником фузаріозу в пшениці.
У передвисівний період ефективним заходом проти поверхневої та внутрішньої інфекції збудників фузаріозу колосу є протруєння насіннєвого матеріалу
У період вегетації пшениці та ячменю проти фузаріозу колоса слід застосовувати найефективніші фунгіциди на основі діючих речовин: ципроконазлу + пропіконазолу; азоксистробіну + пропіконазолу + ципроконазлу; пропіконазолу + прохлоразу; флутріафолу; флутріафолу + тебуконазолу; тріадимефону + флутріафолу, тебуконазолу; тіофанат-метилу + тебуконазолу + цифлуфенаміду. Найбільша результативність препаратів спостерігається у разі їхнього використання на початку колосіння (коли 30-50 % рослин перебувають у фазі початку виходу колоса).
Збирати урожай зернових культур потрібно в суху погоду за повної зрілості зерна. Заздалегідь слід визначити вміст мікотоксинів у зерні. Затримка строків збирання врожаю, особливо за вологої погоди, призводить до збільшення в ньому вмісту мікотоксинів.
Важливими операціями є очищення, висушування зерна, проведення повітряно-теплового обігрівання зерноматеріалу, опромінення його сонячним світлом у буртах, на токах і в зерносховищах, доведення його вологості до 13-14 %, розміщення окремими партіями з однаковим ступенем ураження фузаріозом. Виконання цього переліку заходів надасть змогу зберегти якість насіння завдяки недопущенню повторного зараження зібраного врожаю фузаріозом, альтернаріозом, пліснявінням та іншими хворобами.
Режим зберігання насіння в сухому стані – основний принцип підтримання його високої життєздатності в партіях посівного матеріалу всіх зернових культур і якості зерна продовольчого призначення протягом усього періоду його зберігання.
Зерно пшениці, жита, ячменю, вівса вважається сухим, якщо під час проведення аналізу насіння містить не більше ніж 14 % вологи. Оптимальний показник вологості для тривалого зберігання виробничих партій насіння має бути на 1-2 % нижчим за критичну вологість, яка залежить від хімічного складу зерна. Зернова партія, яка добре підготовлена (очищена від домішок, знезаражена та охолоджена) може зберігатись у складах упродовж чотирьох-п’яти років, а в силосах елеваторів — упродовж двох-трьох років за умови підтримки відповідних умов протягом періоду зберігання.
Інтенсивність дихання зерна за температур від 0 до 100 °С буде незначною навіть за високих показників вологості. Критична вологість зерна пшениці чітко виявляється лише за температури 180 °С і вище. Тому під час зберігання зерна потрібно дотримуватись температурного режиму в межах 0…100 °С.
Слід зважати, що розміщення на зберігання зерна з підвищеною вологістю призводить до розвитку грибної інфекції, яка проникає з поверхні насінини в глибинні шари зернівки, і відбувається накопичення мікотоксинів. Обов’язково потрібно здійснювати контроль якості зерна в момент його приймання в сховище. Під час зберігання зерна слід систематично контролювати температуру зерна, вживати відповідних запобіжних заходів і контролювати стан зерна на наявність зараження його токсиногенними грибами.
Для завчасної сигналізації появи та обмеження чисельності низки шкідників зернових запасів використовують екологічно чисті засоби — феромонні чи клейові пастки. У разі настання найменшого похолодання ефективним заходом є охолодження зерна шляхом його провітрювання із відчиненням дверей, вікон, активного вентилювання за допомогою стаціонарних або пересувних агрегатів, а також переміщення зерна транспортерами, пропусканням його через зерноочисні та інші агрегати з продуванням холодним повітрям. У зимовий період надійним способом обмеження чисельності шкідників у сховищах є проморожування зерна. У такому разі слід враховувати стійкість шкідників до низьких температур (більшість комах за температури нижче -15 °С гинуть протягом доби). За систематичного дистанційного контролю температури зерна використовують штучне зниження її до -5…100 °С, що забезпечує знищення шкідників і збільшення тривалості зберігання зерна.
Роботи з превентивної та знезаражувальної хімічної обробки (фумігація зерна) виконують тільки спеціалізовані підприємства, що мають відповідні державні ліцензії на проведення вказаних робіт.
І. Марков, канд. біол. наук