Как остановить распространение патогенных грибов?

З.Н. Сидорова

С МОМЕНТА, когда во многих странах сельское хозяйство было охвачено «зеленой революцией», поражение злаковых культур грибковыми заболеваниями приняло всеобщий характер.

Так, в США стоимость потерь урожая от заражения культурных растений патогенными грибами и их ядовитыми продуктами вместе с потерями урожая при хранении составляет более 2 млрд. долларов. А по данным ФАО, потери сельхозпродукции, связанные с токсикогенными грибами, ежегодно в мире составляют 16 млрд. долларов, в то время как 10 лет назад они оценивались в 2 млрд. долларов.

Всего грибковыми микроорганизмами поражается более половины собираемого во всем мире урожая зерновых культур! Эти цифры поражают, и над ними стоит задуматься каждому человеку, кто хочет нормально жить сейчас и обеспечить безопасное будущее своим потомкам.

Ужасающие перемены в производстве качественного зерна произошли за очень короткое время. Если историю развития Земли условно приравнять к 46 годам жизни человека, то опыт ведения сельского хозяйства насчитывает всего лишь «час». Индустриализация, с которой связаны экологические проблемы, - это дело последней «минуты» в этом выразительном масштабе. Но последствия ее настолько значительны, что появилась угроза истощения природных земельных ресурсов и нарушения естественного баланса в органическом и неорганическом мире. И как ни парадоксально, люди своим неразумным использованием химических и технических средств все более стимулируют прогрессивную эволюцию своих потенциальных врагов - патогенных грибов.

Обширный класс грибов - бесхлорофилльные низшие растения, которые не способны создавать органические вещества, а используют их в готовом виде. 75% всех грибов - сапрофиты (sapros - гнилой, phyton - растение). Они приносят пользу, разлагая отмершие организмы и выделения животных. Грибы-симбионты (symbiosis - сожительство) помогают растению усваивать труднодоступные вещества гумуса, связывают свободный азот и активизируют ферменты растения. В ответ они получают кислород, безазотные соединения и корневые выделения для прорастания спор. Около10 тысяч видов из них представляют собой паразитные грибы растений. Вот именно они и наносят колоссальный ущерб самому главному пищевому продукту - хлебным злакам, а также кукурузе и бобовым. Они прекрасно приспосабливаются к растению-хозяину. Экзопаразиты живут на поверхности растений (например, мучнистая роса). Эндопаразиты - в теле хозяина (ржавчинные грибы, синхитрии). Всем известно такое заболевание, как головня, когда при колошении наружу выходит почерневший или деформированный колос.

Заражая растения, грибы не только на 40-50% снижают их урожайность, но и загрязняют всю продукцию токсинами, опасными для людей и теплокровных животных. Это резко ухудшает качество зерна, не позволяет полноценно сохранить его в зернохранилищах. Зерно теряет свою биологическую ценность и безопасность.

В настоящее время выявлено свыше 350 видов токсичных грибов, поражающих культурные растения, и более 300 образуемых ими микотоксинов. Наиболее опасны среди них токсины грибов фузариумов, аспергиллов и пенициллов. Из 190 известных микотоксинов фузариу-ма на практике определяются только дезоксиниваленол (ДОН), зеараленок (Ф-2), Т-2 токсин и фумонизины В, и В₂. Многие виды гриба фузариума не только поражают генеративные (воспроизводящие) органы злаковых культур и загрязняют зерно в период вегетации, но продолжают развитие при хранении зерна, многократно увеличивая содержание в нем фузариотоксинов. Растения злаковых культур могут одновременно колонизовать несколько видов фузариумов и каждый из них при колонизации соцветий и зерна способен синтезировать и загрязнять зерно одновременно ДОН и Ф-2, или Т-2 и Ф-2.

Например, в южных районах России фузариум поражает до 50% посевов кукурузы. Фумонизины обладают высокой канцерогенностью и способны вызвать рак пищеварительных органов. Однако исследования загрязнения зернопродуктов фузариумом в России не проводятся.

Фузариумы поражают районированные сорта всех злаковых культур, массовое поражение которых регулярно происходит во всех странах. Расширение межгосударственного обмена зерном способствует быстрому распространению вредоносных штаммов и видов фузариумов по всему миру.

За последние 5 лет увеличилось поражение зерна кукурузы и бобовых аспергиллами и пенициллами. Известно более 30 микотоксинов, синтезируемых аспергиллами. Практически определяются только 5 видов афлатоксинов. Из 40 токсичных метаболитов в России нормируется содержание патулина и охратоксина А.

60% зерна ежегодно поражается альтернариями. Микотоксин альтернария, его метиловый эфир, тенуазоновая кислота не менее токсичны, чем фузариотоксины, но механизм их токсичного действия, структура и распространенность не изучены ни в России, ни в странах СНГ.

Помимо высокой общей токсичности, установлена способность микотоксинов вызывать хромосомные изменения в результате образования с клетками «хозяина» соединений, которые могут мигрировать в здоровые ткани и органы и оказывать на них вредное генетическое (мутагенное) воздействие. Токсикогенные грибы находятся в конкурентных и симбиотических отношениях с нетоксическими видами сопутствующих грибов. При совместном обитании в живом организме они могут в сотни раз понижать уровень токсического действия или усиливать его.

Ввиду сложности и неизученности механизма токсического действия грибов очень важно создать и организовать простые и экономичные методы их выявления на разных этапах: от выращивания, созревания и перевозки до хранения и реализации зерновых и других продуктов. Особое значение приобретает своевременная санитарно-гигиеническая оценка токсичности пищевых продуктов, нормирование содержания как можно большего числа микотоксинов в сельскохозяйственном пищевом сырье, продуктах и кормах для животных. Заражение пищи токсикогенными грибами может произойти во время приготовления и приема пищи, поэтому необходимо уже сейчас найти эффективные способы защиты от микотоксинов или деградации их в пищевых продуктах. В рамках четырех крупных международных программ за последние несколько лет интенсивно проводились исследования проблемы микотоксинов.

Большую ценность имеют разработанные в Японии биологические методы борьбы с патогенной микрофлорой и, в частности, с грибами. «ЭМ-центр» Украины разработал методические рекомендации по применению японской технологии в растениеводстве, и сейчас в Харькове и других городах Украины ведутся работы по апробации и внедрению ЭМ-технологии на практике. Результаты довольно обнадеживающие. Хотя, к сожалению, лабораторные анализы на наличие патогенных грибов и их микотоксинов не проводились. Сейчас как никогда выросла актуальность применения биологических методов в сельском хозяйстве. Всестороннее исследование проблемы микотоксинов должно занять ведущее место во всех современных естественнонаучных разработках. Только тогда мы сможем обезвредить экологическую бомбу замедленного действия, заложенную в недра земли самими людьми.