The article analyzes grain production in Russia from the standpoint of biological safety of grain. The reasons of grain contamination increasing by mycotoxins and its harmful impact on the soil environment, on human and animal health were considered. Disadvantages of traditional technologies of grain crops cultivation in climates with low humidity were revealed. We represented the data on the change in the infestation of winter wheat, crop residues and stubble in the transition to a “zero” tillage.
grain, biological security, fungi, contamination, mycotoxins, zero tillage.
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. Petrichenko V.V. Urozhay zerna 2014 g. v Rossii - bolee 100 mln. t / V.V. Petrichenko. Khleboprodukty. - 2014. - №9. - S. 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. Kovalenko A.I. Mikotoksikologicheskiy monitoring kormov v Severo-Kavkazskom regione / A.I. Kovalenko, N. Soldatenko, L. Fetisov, E. Sukhikh. Kombikorma. - 2011. - №3. - S. 98-99.
4. Yusupova G.G. Sovremennye tekhnologii upravleniya protsessami obespecheniya kachestva i bezopasnosti syr´ya dlya kombikormov / G.G. Yusupova, R.Kh. Yusupov, V.I. Pakhomov. Vestnik Vserossiyskogo nauchno-issledovatel´skogo instituta mekhanizatsii zhivotnovodstva. - 2014. - №1(13). - S. 26-31.
5. Lachuga Yu.F. Problemy biobezopasnosti zerna i kormov / Yu.F. Lachuga, V.I. Pakhomov. - Sostoyanie i perspektivy razvitiya sel´skokhozyaystvennogo mashinostroeniya: materialy 7-y mezhdunarodnoy nauch.-prakt. konferentsii 25-27 fevralya 2014 g., g. Rostov-na-Donu. V ramkakh 17-y mezhdunarodnoy agropromyshlennoy vystavki «Interagromash-2014». - Rostov n/D, 2014. - S. 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. Andreyuk E.I. Mikrobnaya korroziya i ee vozbuditeli / E.I. Andreyuk, V.I. Bilay, E.Z. Koval´, I.A. Kozlova. - Kiev: Naukova dumka, 1980. - 288 s.
8. Kononenko G.P. Sovershenstvovanie metodov opredeleniya okhratoksina A v kormakh na osnove immunofermentnogo analiza / G.P. Kononenko, N.A. Soboleva. Doklady Rossiyskoy akademii sel´skokhozyaystvennykh nauk. - 2004. - №3. - S. 38-40.
9. Klimenko A.I. Mikotoksiny i bezotval´naya tekhnologiya obrabotki pochvy / A.I. Klimenko, L.N. Fetisov, N.A. Soldatenko, V.A. Rusanov, N.V. Strel´tsov. Problemy veterinarnoy sanitarii, gigieny i ekologii. - 2012. - №2(8). - S. 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.
