В статье проведен анализ зернового производства России с позиции биологической безопасности зерна. Рассмотрены причины повышения зараженности зерна микотоксинами и их поражающее воздействие на экологию почв, здоровье людей и животных. Выявлены недостатки традиционных технологий возделывания зерновых культур в климатических зонах с недостаточным увлажнением. Представлены данные о изменении зараженности зерна озимой пшеницы, пожнивных остатков и стерни при переходе к «нулевым» технологиям обработки почвы.
зерно, биологическая безопасность, плесневые грибы, контаминация, микотоксины, нулевая обработка почвы.
Ряд макроэкономических, природно-климатических и некоторых других субъективных факторов привел к формированию в России «пшеничного пояса» по примеру США, Канады и Австралии. Этот пояс охватывает территории Южного, Приволжского и южной части Центрального федеральных округов, т.е. зону с недостаточным увлажнением почвы [1]. Выращивание монокультуры – озимой пшеницы, занимающей до 70% площадей, совместно с несовершенными технологиями возделывания почвы и уборки урожая, а также климатические изменения привели в последние годы к резкому росту зараженности зерна патогенной микрофлорой, в том числе микроскопическими плесневыми грибами. Некоторые виды таких грибов способны производить метаболиты токсичные для животных и человека – микотоксины. Микотоксины – это термостабильные низкомолекулярные метаболиты, обладающие канцерогенными, мутагенными и тератогенными свойствами [2]. Из всего многообразия паразитирующих на зерновых культурах грибов наибольшую опасность представляют виды Fusarium, Aspergillus, Alternaria и Cladosporium, которые поражают зерно в период вегетации и развиваются на колосе [3]. Данные виды также продуцируют наиболее токсичные микотоксины (Т-2 токсин, афлотаксин, зеараленон и др.) [3]. По данным мониторинга, проведенного СКНИИМЭСХ и СКЗНИВИ в Южном Федеральном округе, установлено, что более 60% проб зерна поражены плесневыми грибами [4]. При поражении ими сельскохозяйственных растений по данным ВИЗР можно потерять до 50% урожая, а использование зараженного грибами и микотоксинами зерна в кормах приводит по данным ВИК к снижению более чем в 2 раза усвоения питательных веществ и продуктивности животных, возникновению различных заболеваний и генетических отклонений [5].При актуальности проблемы зараженности сельскохозяйственных культур патогенной микрофлорой на первое место выходят эффективные методы борьбы с ней на различных этапах жизнедеятельности растений, в первую очередь, на этапе подготовки почвы к посеву.Условия, материалы и методы исследований. Исследования проведены на полях Зерноградского района Ростовской области, являющегося типичным районом, специализирующимся на производстве озимой пшеницы в условиях недостаточного увлажнения почвы. В период между уборкой урожая и посевом проводился отбор проб зерна и пожнивных остатков. Первичный анализ роста зараженности зерна, отнесенного к уборочным потерям, определяли визуальным методом с использованием эффекта биолюминесценции [6]. Выделение микромицетов из проб зерна и их культивирование проводили на плотных питательных средах: агаре Сабуро и сусло-агаре в условиях, оптимальных для накопления микотоксинов. Идентификацию и таксономическое определение выделенных микромицетов проводили с помощью традиционных методов [7]. Концентрацию микотоксинов во взятых пробах определяли методом конкурентного иммуноферментного анализа [8].Анализ и обсуждение результатов. Традиционная для «пшеничного» пояса России технология подготовки почвы к посеву зерновых культур по зерновому предшественнику состоит из следующих этапов: уборка с измельчением и разбрасыванием соломы; двукратное дискование; внесение азотных удобрений для ускорения разложения пожнивных остатков; предпосевная культивация; посев [9].Как показывает практика, зараженность будущего урожая формируется между этапами дискования и культивации. При обычном в условиях континентального климата недостатке влаги в данный период создаются условия для благоприятного роста и размножения грибов. Если на соломе плесневые грибы сосуществуют с сапрофитной микрофлорой, то на зерне, оставшемся в поле в виде потерь, они
1. Петриченко В.В. Урожай зерна 2014 г. в России – более 100 млн. т / В.В. Петриченко // Хлебопродукты. – 2014. – №9. – С. 4-6.
2. Bhat R. Mycotoxins in Food and Feed: Present Status and Future Concerns / R. Bhat, R.V. Rai, A.A. Karim // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. – 2010, Vol. 9, Issue 1. – P. 57-81.
3. Коваленко А.И. Микотоксикологический мониторинг кормов в Северо-Кавказском регионе / А.И. Коваленко, Н. Солдатенко, Л. Фетисов, Е. Сухих // Комбикорма. – 2011. – №3. – С. 98-99.
4. Юсупова Г.Г. Современные технологии управления процессами обеспечения качества и безопасности сырья для комбикормов / Г.Г. Юсупова, Р.Х. Юсупов, В.И. Пахомов // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. – 2014. – №1(13). – С. 26-31.
5. Лачуга Ю.Ф. Проблемы биобезопасности зерна и кормов / Ю.Ф. Лачуга, В.И. Пахомов. – Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения: материалы 7-й международной науч.-практ. конференции 25-27 февраля 2014 г., г. Ростов-на-Дону. В рамках 17-й международной агропромышленной выставки «Интерагромаш-2014». – Ростов н/Д, 2014. – С. 12-14.
6. Sutton D. A. Guide to clinically significant fungi / D.A. Sutton, A.W. Fothergill, M.G. Rinaldi. – Baltimore, USA: Williams & Wilkins, 1998. – 471 p.
7. Андреюк Е.И. Микробная коррозия и ее возбудители / Е.И. Андреюк, В.И. Билай, Э.З. Коваль, И.А. Козлова. – Киев: Наукова думка, 1980. – 288 с.
8. Кононенко Г.П. Совершенствование методов определения охратоксина А в кормах на основе иммуноферментного анализа / Г.П. Кононенко, Н.А. Соболева // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2004. – №3. – С. 38-40.
9. Клименко А.И. Микотоксины и безотвальная технология обработки почвы / А.И. Клименко, Л.Н. Фетисов, Н.А. Солдатенко, В.А. Русанов, Н.В. Стрельцов // Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. – 2012. – №2(8). – С. 63-65.
10. Baker J. No-tillage seeding in conservation agriculture. Second edition / J. Baker, K.E. Saxton, W.R. Ritchie, W.C.T. Chamen, D.C. Reicosky, F. Ribeiro, S.E. Justice, P.R. Hobbs. – Cambridge, USA: CABI Publishing, 2007. – 326 p.
11. Lal R. Constraints to adopting no-till farming in developing countries / R. Lal // Soil & Tillage Research. – 2007. – Vol. 94, Issue 1. – P. 1-3.
