doi: 10.15389/agrobiology.2021.5.958rus
УДК 633.1:632.4:636.085.19
ОПЫТ МИКОТОКСИКОЛОГИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ ЗЕРНОФУРАЖНЫХ КУЛЬТУР
Г.П. КОНОНЕНКО ✉, Е.В. ЗОТОВА, А.А БУРКИН
В последние годы в Российской Федерации отмечается устойчивый рост объемов заготовки кормов из вегетативной массы зернофуражных культур (З.Л. Федорова, Л.В. Романенко, 2016; В.В. Попов, 2017; Е.А. Волкова с соавт., 2018). Для успешного и безопасного использования этих продуктов консервирования чрезвычайно важно не только строго соблюдать рекомендованные сроки, высоту скашивания, условия высушивания и технологию закладки зерностеблевой массы, но и располагать наиболее полной информацией о санитарном качестве сырья. Уже начато изучение особенностей контаминации токсигенными микроскопическими грибами и микотоксинами дикорастущих и посевных злаков (Г.Ю. Лаптев с соавт., 2014; А.А. Буркин, Г.П. Кононенко, 2015; G.P. Kononenko с соавт., 2015; Е.А. Йылдырым с соавт., 2019), однако исследование зернофуражных культур в этом аспекте не проводилось. В настоящей работе впервые получены сведения о характере контаминации вегетирующих зернофуражных культур токсичными метаболитами микроскопических грибов и направленности изменений в содержании микотоксинов при смене фаз развития растений, а также в колосьях в начальный период созревания зерна. Целью работы было микотоксикологическое обследование вегетирующих растений ячменя, пшеницы и овса в сроки, оптимальные для заготовки на сено и зерносенаж, и незрелых колосьев ячменя и пшеницы. Яровой ячмень (Hordeum vulgare L.) сорта Владимир, яровую мягкую пшеницу (Triticum aestivum L.) сорта Иволга и овес посевной (Avena sativa L.) сорта Скакун собирали с 24 апреля по 11 августа 2019 года на полях РГАУ—МСХА им. К.А. Тимирязева (г. Москва) и ФНЦ кормопроизводства и агроэкологии им. В.Р. Вильямса (Московская обл.). К I периоду относили сборы от начала кущения до стадии лигулы (листового языка), ко II периоду — от открытия листового влагалища флагового листа и появления остей над лигулой до ранней молочной спелости колосьев. Наземные части срезали на расстоянии 3-5 см от поверхности почвы, колосья отделяли от растений ячменя и пшеницы на стадии созревания зерен. Содержание микотоксинов — Т-2 токсина (Т-2), дезоксиниваленола (ДОН), зеараленона (ЗЕН), фумонизинов (ФУМ), эргоалкалоидов (ЭА), альтернариола (АОЛ), роридина А (РОА), афлатоксина В1 (АВ1), стеригматоцистина (СТЕ), циклопиазоновой кислоты (ЦПК), эмодина (ЭМО), охратоксина А (ОА), цитринина (ЦИТ), микофеноловой кислоты (МФК), PR-токсина (PR) — анализировали с помощью аттестованных иммуноферментных тест-систем. У вегетирующих зернофуражных культур нагрузка микотоксинами в целом была охарактеризована как низкая. Регулярно присутствовали АОЛ, ЭМО в малых и сопоставимых количествах — соответственно 15-32 и 14-29 мкг/кг, а также ЦПК и ЭА с более широкими пределами варьирования — 34-180 и 2-115 мкг/кг. Фузариотоксины Т-2, ДОН, ЗЕН встречались в единичных образцах, а ФУМ не были обнаружены. РОА также отсутствовал, PR удалось детектировать лишь в одном образце пшеницы. В фитомассе всех культур были найдены МФК и СТЕ, содержание которых соответствовало десяткам микрограммов на 1 кг, а также АВ1 в фоновых количествах 1-3 мкг/кг. Случаи совместной контаминации ОА и ЦИТ отмечены только у ячменя и чаще на стадиях кущения и лигулы, а у пшеницы и овса редко находили только ОА в количествах, близких пределу детектирования. Вегетирующий овес в меньшей степени был подвержен контаминации микотоксинами, чем ячмень и пшеница, что особенно важно в практическом аспекте, поскольку этот злак чаще возделывают на зеленый корм как в чистом виде, так и в поливидовых посевах для последующего консервирования зеленой массы. Колосья пшеницы и ячменя в начале фазы созревания заметно отличались от надземных частей растений: в них наблюдалась единообразная тенденция к снижению частоты выявления микотоксинов до единичных случаев или их полного отсутствия при сохранении встречаемости ЭМО.
Ключевые слова: пшеница, ячмень, овес, фитомасса, микотоксины, иммуноферментный анализ.
ADVANCES IN MYCOTOXICOLOGICAL RESEARCH OF FORAGE GRAIN CROPS
G.P. Kononenko ✉, E.V. Zotova, A.A. Burkin
Recently, production of forage from the vegetative mass of grain crops has been steadily growing in Russia (Z.L. Fedorova, L.V. Romanenko, 2016; V.V. Popov, 2017; E.A. Volkova et al., 2018). For the successful and safe use of these products, it is extremely important not only to strictly observe the recommended terms, mowing height, drying conditions and technology of silaging grain-stem mass, but also to have the most complete information about the sanitary quality of raw materials. The study of the peculiarities of contamination by toxigenic microscopic fungi and mycotoxins of wild and cultivated cereals has already begun (G.Yu. Laptev et al., 2014; A.A. Burkin, G.P. Kononenko, 2015; G.P. Kononenko et al., 2015; E.A. Yildirim et al., 2019). However, this aspect has not been studied with a focus on forage crops. This work, for the first time, presents data on contamination of vegetative grain crops with toxic metabolites of microscopic fungi and on changes in the content of mycotoxins over phases of plant development and in ears at the beginning of grain maturation. The aim of this work was a mycotoxicological study of common barley (Hordeum vulgare L.), soft wheat (Triticum aestivum L.), and oats (Avena sativa L.) during in the periods optimal for hay harvesting and in unripe ears of wheat and barley. The samples (spring barley H. vulgare cv. Vladimir, spring soft wheat T. aestivum cv. Ivolga, and oats A. sativa cv. Skakun) were collected from April 24 to August 11, 2019 (the fields of the Russian State Agrarian University — Moscow Timiryazev Agricultural Academy and the Williams Federal Scientific Center for Feed Production and Agroecology, Moscow Province). Beginning of tillering—ligule formation was noted as period 1, opening of the flag leaf envelope and appearance of the awns above the ligule—early milk ripeness — as period 2. At the stage of grain maturation, from the aboveground parts cut 3-5 cm from the soil surface the ears were separated. The concentrations of T-2 toxin (T-2), deoxynivalenol (DON), zearalenone (ZEN), fumonisins (FUM), alternariol (AOL), roridin A (ROA), aflatoxin B1 (AB1), sterigmatocystin (STE), cyclopiazonic acid (CPA), emodin (EMO), ochratoxin A (OA), citrinin (CIT), mycophenolic acid (MPA), PR toxin (PR), and ergot alkaloids (EA) were measured by indirect competitive enzyme immunoassay (ELISA) test. The detected load of mycotoxins was generally low. AOL, EMO were present in small and comparable amounts of 15-32 μg/kg and 14-29 μg/kg, as well as CPA and EA with wider ranges of variation, from 34 to 180 μg/kg and from 2 to 115 μg/kg. Fusariotoxins T-2, DON, and ZEN appeared in single samples, and FUM was not detected. ROA was also absent, and PR was extremely rare and detected only in one sample of wheat. In all crops, tens of μg/kg MPA and STE were found, and AB1 amounted to 1-3 μg/kg. Combined contamination of OA and CIT occurred only in barley (more often at tillering and ligule formation), while OA contamination occurred, though rare, in wheat and oats at the levels close to the detection limit. Lower contamination by mycotoxins was characteristic of vegetative oat plants compared to barley and wheat, which is practically important since fodder oat is popular as a green fodder for preservation, both separately and in crop mixtures. Wheat and barley ears at the beginning of grain maturation were noticeably different from the aboveground parts of the plants and showed a uniform tendency to reduce the frequency of mycotoxin detection to single cases or complete absence while maintaining the occurrence of EMO.
Keywords: wheat, barley, oat, plant biomass, mycotoxins, ELISA.
Всероссийский НИИ ветеринарной санитарии, |
Поступила в редакцию |
