Невидимый враг: как микотоксины разрушают урожай, вредят животным и человеку

В зоне риска

Микотоксины — это токсины природного происхождения, которые могут выявляться в культурных растениях, зерне и продуктах переработки. Руководитель отдела по развитию портфеля культур компании Lidea Владимир Кушнаренков напоминает, что это продукты метаболизма некоторых плесневых грибов.

«Чаще всего причиной их появления становятся грибы родов Fusarium, Aspergillus и Penicillium», — уточняет президент Союза фитопатологов России, председатель ученого совета, член генсовета ассоциации «Народный фермер Кубани», к.б.н. Анатолий Таракановский.

С одной стороны, причина появления микотоксинов вполне естественна, с другой — проблема во многом спровоцирована хозяйственной деятельности человека.

«Те же грибы рода фузариум или альтернарии существовали всегда. Но человек, чаще всего выбирая сорта и гибриды по принципу их урожайности и постоянно засевая огромные площади всего несколькими селекционными разработками, которые в ряде случаев оказывались родственными, сбил естественные механизмы сопротивления распространению патогенов, создав более агрессивные условия для отбора подверженных патогенам культур», — поясняет начальник департамента маркетинга АО Фирма «Август» Дмитрий Белов.

Проблема в той или иной мере затрагивает обширный перечень сельскохозяйственных культур и продовольственной продукции.

«Плесневые грибы могут поражать злаки (пшеница, ячмень, рожь, тритикале, овес, просо), кукурузу, свеклу, подсолнечник, бобовые, орехи, специи, сухофрукты, фрукты, овощи, гречку, хлопок и кофейные бобы», — отмечает старший технический эксперт компании «Сингента» по болезням полевых культур, к.б.н. Мария Мустафина.

Антирейтинг культур

В растениеводстве существуют культуры, наиболее и наименее подверженные риску заражения. Своеобразный антирейтинг возглавляет кукуруза.

«По данным ФАО ООН, более 25% зерна кукурузы в мире загрязнено микотоксинами, — сетует Кушнаренков. — В зоне риска также пшеница и ячмень. А вот значительно меньше микотоксинами поражается сорго вследствие хорошей продуваемости метелки и специфической структуры зерна».

Эксперт добавляет, что опыт европейских сельхозпредприятий показывает, что при использовании в кормлении зерна сорго проблема микотоксинов практически нивелируется. 

На степень риска появлении в продукции растениеводства миктоксинов влияет не только биология культурных растений, но и агроклиматические условия. Чаще всего они заражают культуры, растущие во влажных и теплых условиях.

«Наиболее остро проблема стоит в субтропических и тропических странах, например, в Китае и Индии. Однако ряд микотоксикогенных грибов прекрасно развивается и в умеренном климате», — предупреждает Кушнаренков.

«В любом регионе нашей страны, где выращивают пшеницу, присутствуют фузариотоксины, если период от колошения до созревания зерна пришелся на влажную и теплую погоду», — приводит пример Мустафина.  

«Вместе с тем каждый регион страны формирует свой собственный набор наиболее распространенных микотоскинов и степени их вредоносности в зависимости от климатических условий, насыщенности севооборотов теми или иными культурами и даже способов обработки почвы», — дополняет Белов.

«При этом риски повышаются при обильных осадках в период 2-3 недель до уборки, при уборке влажного зерна и хранении в неподходящих условиях», — отмечает Таракановский. 

Невидимая глазу проблема

«Интоксикация, к которой приводит отравление организма микотоксинами при употреблении в пищу зараженной продукции, в зависимости от степени поражения и самого токсина может вести к нарушению репродуктивных функций, генетическим мутациям, а также провоцирует онкофактор», — предупреждает Белов.

Высокая опасность микотоксинов связана и с тем, что их невозможно обнаружить визуально.

«Каждый грибной микроорганизм в первую очередь создает оптимальные для себя условия питания, выделяя соответствующие токсины. В зависимости от его профиля иногда для этого требуется лишь устранение конкуренции со стороны других грибов или бактерий, что не ведет к нарушению развития самого растения и изменению внешнего вида зерновки. В этом и заключается их коварность — на глаз поражение определить невозможно», — продолжает эксперт.

«Микотоксины также не меняют вкус, цвет и запах полученных из растений или зерна продуктов, — отмечает Кушнаренков. — Более того, большинство микотоксинов химически стабильны и сохраняются даже после термообработки».

По его словам, для диагностики микотоксинов используют современные, но довольно дорогостоящие методы, такие как высокоэффективная жидкостная хроматография и иммуноферментный анализ. Например, в компании «Сингента» микотоксины в зерне колосовых культур определяют с использованием конкурентного непрямого иммуноферментного анализа (ИФА).

Собственной лабораторией располагает и агрохолдинг «Лазаревское» как предприятие, производящее продукцию из собственного сырья по принципу «от поля до прилавка». Здесь анализируют пробы зерна и кормов на каждом этапе производства.

Без лабораторной диагностики не обойтись еще и потому, что разнообразие микотоксинов очень велико. Так, по словам Кушнаренкова, только три основных рода токсигенных грибов Aspergillus, Fusarium и Penicillium продуцируют более 400 видов микотоксинов.

«Наиболее высокой опасностью для человека и животных отличаются, например, афлатоксин В1 (канцероген самого высокого — I класса), Т-2 токсин, дезоксиниваленол (DON), фумонизин, зеараленон», — напоминает эксперт.

Мустафина дополняет этот список также охратоксином А, стеригматоцистином, патулином, эргоалкалоидами спорыньи.

При этом, напоминает Таракановский, существует максимально допустимый уровень (МДУ) токсина (мг/кг) в пищевых продуктах и кормах для животных рекомендован комиссией Codex Alimentarius ФАО ООН. Только продукты питания и корма, полученные из продуктов, которые соответствуют соответствующим МДУ, могут быть признаны токсикологически приемлемыми.

Спасти нельзя утилизировать

В 2023 году с проблемой микотоксинов в кукурузе столкнулись в агрохолдинге «Лазаревское» из Тульской области.

«Несмотря на соблюдение всех мер предосторожности, был обнаружен объем кукурузы, зараженной микотоксинами. Их появление было спровоцировано неблагоприятными погодными условиями, сложившимися в период осенней уборки урожая. Проливные дожди и последовавшие заморозки привели к повышению влажности зерна убранной кукурузы, что, к сожалению, повлекло за собой образование микотоксинов и сделало невозможным дальнейшее использование этого объема для производства кормов. Зараженная кукуруза была утилизирована», — поделилась глава агрохолдинга Кристина Романовская. 

Таракановский отмечает, что наличие микотоксинов выше порога МДУ делает зерно непригодным к использованию.

«Такое зерно либо утилизируется, либо разбавляется партиями со здоровым зерном, доводя уровень предельно допустимой концентрации до минимального или допустимого значения», — дополняет Мустафина.

Из физических методов детоксикации зараженного зерна Таракановский выделяет экструзию — воздействие давлением 50 атм и температурой 100–160°C, которые разрушают до 90% микотоксинов, и СВЧ-обработку (двойное воздействие (120 сек при 915 ГГц), которая снижает уровень Т-2 токсина и охратоксина А до 70%. 

«Традиционные физические и химические методы удаления микотоксинов могут приводить к серьезной потере питательных веществ сельскохозяйственных культур. Начали развиваться методы биологической детоксикация микотоксинов — биосорбция и биодеградация. Однако простые и экономичные методы для детоксикации кормов с высокой концентрацией микотоксинов пока не разработаны», — добавляет Кушнаренков.

Заем с выплатой в конце срока

Получите деньги в течение 5 рабочих дней без лишних документов

Получить финансированиеПодробнее

Комплексный подход к решению проблемы микотоксинов

Полностью исключить возможности заражения сельхозпродукции миктоксинами невозможно, в том числе потому, что это может произойти как в период вегетации, так и в период уборки и даже при хранении. Однако доступные сегодня технологии позволяют взять проблему под контроль и снизить риски.

Опытом контроля заражения сельхозпродукции микотоксинами поделились в агрохолдинге «Лазаревское», который до 60% своего урожая направляет на переработку на собственный комбикормовый завод, а готовый продукт идет не только на нужды животноводческого кластера предприятия, но и на продажу.

«Среди агротехнических норм и приемов, которые практикуем, можем выделить исключение монокультур и чередование культур, устойчивых к грибным заболеваниям, применение перед началом сева глубокой вспашки, способствующей уничтожению растительных остатков, в которых могут сохраняться грибы. Также внимание уделяется правильному внесению удобрений, особенно калийных и фосфорных, так как они повышают устойчивость растений к болезням. Применение фунгицидов в период вегетации может снизить риск заражения грибковыми заболеваниями, поэтому мы выбираем эффективные препараты и соблюдаем сроки и нормы внесения. Уборка производится в оптимальные сроки, что исключает перестой зерна в поле. Сразу после культуру необходимо очистить от примесей и высушить до безопасной влажности — обычно это 14-15%», — рассказала Романовская.

Кушнаренков напоминает, что, поскольку проблема микотоксинов сложна — десятки очень разных по биологии грибов могут выделять сотни микотоксинов, — то и подход к ее решению нужен системный. 

«Комплексное управление микотоксинами должно начинаться в поле до уборки урожая. Использование устойчивых сортов или культур, менее восприимчивых к заражению, таких как сорго, фунгицидов, борьба с насекомыми-вредителями — все это имеет значение», — заверяет он.

Среди агротехнических мероприятий в порядке убывания вклада в сдерживание развития фузариоза зерновых культур Мустафина приводит следующие аспекты: выбор предшественника, систему обработки почвы, азотное питание, срок сева, нормы высева, способы уборки, послеуборочные мероприятия.

Белов в свою очередь особое значение отводит начальному этапу сельхозпроизводства: фиотэкспертизе посевного материала и предпосевной фунгицидной обработке семян. Важен и правильный менеджмент растительных остатков с целью ускорения их разложения, работа по повышению супрессивности почв (свойство здоровой почвы подавлять фитопатогены и другие вредные организмы — прим. ред.), включая обогащение биома почвы за счет внесения полезных микроорганизмов

«Обработка фунгицидами по вегетации для защиты от грибов рода фузариум оптимальна в период цветения, но этот период довольно короткий и в зависимости от сортов и сроков сева может проходить неравномерно. Поэтому при небольших площадях и/или хорошей обеспеченности соответствующей техникой рекомендуется опрыскивание в фазу начала цветения. Если хозяйство большое, высевает много сортов и/или не располагает достаточным парком сельхозмашин, чтобы обработать всю площадь за 1-2 суток, то рекомендуется приступать к обработке в фазу полного колошения», — говорит эксперт.

Не менее важен для обработок от фузариоза колоса выбор форсунок и действующих веществ препаратов.

«Лучше выбирать двухфакельные форсунки или с измененным углом атаки для более качественного покрытия вертикальной поверхности. Оптимальны фунгициды из класса триазолов на основе тебуконазола, протиоконазола и метконазола», — обращает внимание Белов.    

Несмотря на превалирующую роль мониторинга и контроля патогенов в поле, Таракановский напоминает о значимости своевременной уборки урожая и послеуборочных мероприятий.

«Убирайте зерно при влажности 12–14%. Если зерно влажное (более 18%), просушивайте его до 12–12,5%. Обязательно удаляйте поврежденные и проросшие зерна, а также поддерживайте влажность зерна ниже 14% и температуру ниже 10°C в хранилище. Не забывайте про вентиляцию для предотвращения конденсата», — рекомендует эксперт.