Какие же угрозы урожаю могут возникнуть во время хранения зерна и какие факторы существенно влияют на качество зерна в этот период? Самая большая и самая существенная опасность скрыта под названиями «вредители зерновых запасов» и «болезни». Среди последних особенно вредоносными являются плесневение семян, фузариоз, черный зародыш, или альтернариоз и др. Они могут нанести колоссальный ущерб и привести к катастрофическим потерям и интоксикации продукции в виде микотоксинов. Так, если в партии зерна выявлено 1 мг афлатоксина В1 на каждый килограмм зерна, то он уничтожает все его полезные свойства, а сама партия зерна становится непригодной для пищевых и кормовых целей.
Хранение семян, как известно, является длительным технологическим процессом, в течение которого действуют различные биотическо-абиотические факторы, прежде всего это влажность, температура, доступ кислорода, жизнедеятельность амбарных вредителей, развитие болезней.
Во время хранения зерна зерновая масса в зернохранилищах представляет собой смесь различных живых компонентов: зерно, микроорганизмы, насекомые, клещи, грызуны с присущими им физиологическими функциями... Эти компоненты взаимообусловлены и взаимозависимы. Зерно, поврежденное распространенными амбарными вредителями (амбарный и рисовый долгоносики, большой и малый хрущаки, гороховая и фасолевая зерновки, зерновой точильщик, рыжий короткоусый и суринамский мукоеды, зерновая моль, мельничная и южная амбарная огневки, мучной клещ, а из грызунов - домашняя мышь, серая и черная крыса) и загрязненное в результате их жизнедеятельности, самосогревается, плесневеет, разрушается. В такой среде возникает мощный источник первичной инфекции грибов из родов Fusarium, Аspergillus, Penicillium, Alternaria и др., которые производят значительное количество антибиотиков и микотоксинов.
Большинство амбарных вредителей начинают повреждать и заселять зерно еще в период вегетации растений. Значительное количество видов амбарных вредителей (рисовый долгоносик, зерновые моль и червь) попадает в хранилище с зерном, которое они заселяют еще в полях во время вегетации растений или во время обмолота и выдержки на токах, а также через одежду, обувь рабочих или заносится грызунами и птицами. Основная масса амбарных вредителей накапливается в местах постоянного хранения хлебных запасов. Так, амбарный долгоносик живет и развивается в только в хранилищах.
По данным главных управлений Госпродпотребслужбы в областях, очагово в фермерских хозяйствах Волынской, Киевской, Кировоградской, Ровенской и Черкасской областей в 2018 г. преимущественно фуражное зерно и иногда семенной материал были заселены амбарными вредителями. В частности, в килограмме зерна насчитывали 1-3 экз. амбарного долгоносика, 1-4 экз. мукоеда, 2-5 гусениц мельничной огневки, 5-10 экз. мучного клеща. Ими заражено 8-13, макс. 28-31% проверенного зерна (560 т). Таким образом, значительные партии зерна, заселенного этого года амбарными вредителями, засыпаны на хранение.
Амбарные вредители, имея высокую потенциальную способность к размножению, при длительном хранении зерна и благоприятных для их развития условиях быстро накапливаются в значительном количестве. И несмотря на то, что эти насекомые небольшого размера, они очень прожорливы. Так, потомство одной самки мельничной огневки за четыре месяца своего развития уничтожает 17,5 кг муки, а одного амбарного долгоносика - один килограмм зерна пшеницы в год. Питаясь зерном, вредители загрязняют его шкурками от линек, погибшими особями, экскрементами, паутиной. Это приводит к повышению температуры и влажности в месте хранения зерна, что приводит к порче еще определенной его части. Изгрызенные или поврежденное зерно быстрее и легче поражается плесенью, в нем накапливаются микотоксины и другие токсичные канцерогенные вещества.
Следует помнить, что образование большого количества микотоксинов, произведенных плесневыми грибами, фатально влияет на здоровье человека и животных. Высокие дозы микотоксинов имеют остротоксическое действие, поэтому, например, афлатоксины и токсин Т2 причисляют к биологическому оружию массового уничтожения. Даже небольшое содержание микотоксинов в продукции растениеводства может повлечь тяжелые последствия: поражение тканей, органов и систем человеческого организма, а также онкологические заболевания.
По оценкам исследователей, около 4% случаев возникновения рака у людей вызвано употреблением в пищу микотоксинов. Наличие микотоксинов в кормах даже в низких концентрациях вызывает нарушения в репродуктивной системе животных. Вследствие общего снижения иммунитета возрастает количество инфекционных заболеваний, к тому же они имеют тяжелое течение. В регионах, где не налажен контроль за качеством растительной продукции, от отравлений микотоксинами могут массово гибнуть люди, как это случилось в Кении в 2004 году, когда после употребления в пищу кукурузы, зараженной афлатоксинами, погибли более 100 человек (Ю. Райнхардт, Германия). Поэтому нельзя использовать испорченное, заплесневевшее зерно для изготовления хлебопродуктов или на корм скоту. Из такого зерна не будет качественной муки и хорошего хлеба.
Большой вред наносят амбарые вредители и семенному материалу, снижая его кондиционные показатели. Так, поврежденные семена пшеницы и кукурузы могут потерять 27-75% всхожести.
Второй путь, по которому попадает инфекция семенных болезней в зернохранилища - это закладка на хранение семенных партий, содержащих даже незначительное количество контаминированных, инфицированных и пораженных семян фузариозом, черным зародышем, плесневением.
Известно, что качество семян в значительной степени формируется под влиянием технологии выращивания культуры, погодных условий, складывающихся в течение вегетации растений, способов и режимов послеуборочной обработки. Инфицирование и заражение семян зерновых культур возбудителями болезней происходит в период вегетации растений.
Многочисленные исследования микобиоты колоса пшеницы, ржи, ячменя в период цветения, налива и полной спелости зерна показали, что эпифитная микобиота представлена более 50 видами грибов. Доминирующими видами эпифитной микобиоты являются представители рода Fusarium: F. sporotrichella var. poae и др., грибы Bipolaris sorokiniana, Alternaria tenuissima, Aspergillus flavus, представители родов: Cladosporium, Trichothecium, Rhizopus, Mucor, Penicillium.
Эндофитная микобиота колоса зерновых колосовых культур включает более 40 видов грибов. При формировании колоса в эндофитной микобиоте доминируют преимущественно анаморфы рода Fusarium. Группа типичных многочисленных миксомицетов представлена видами родов Fusarium, Bipolaris, Alternaria. Грибы Fusarium culmorum, F. graminearum, F. sporotrichella var. poae, F. oxysporum, Alternaria tenuissim, Bipolaris sorokiniana контаминировали колос во все фазы его развития.
Самой распространенной и вредной болезнью семян зерновых колосовых культур считается фузариоз колоса. Заражение растений фузариозом происходит преимущественно во время цветения, когда созревают аскоспоры патогенов. Пыльники пшеницы, ржи, ячменя являются хорошим питательным субстратом для роста грибов рода Fusarium, в частности F. graminearum. Гифы грибов колонизируют ткани пыльников, проникают в зародыш и распространяются по зерновой оболочке.
Степень поражения зерна зависит от вида возбудителя и времени его проникновения в ткани. В зависимости от этого выделяют два типа поражения зерна фузариозом:
ярко выраженное фузариозное зерно отличается плюсклостью. Большинство зерен сморщенные, имеют заостренные стороны и хорошо вдавленную бороздку. Они окрашены розовым цветом из-за наличия мицелия и спороношения грибов. Этот тип поражения имеет проявление при раннем инфицировании колосьев в поле (в фазе цветения), в основном, грибами F. culmorum, F. graminearum і F. avenaceum.
Скрытая (поверхностная) форма фузариозного поражения зерна проявляется при позднем его инфицировании, слабой инфекционной нагрузке или поражении зерна в период уборки и хранения урожая. Такое зерно по внешнему виду не отличается от здорового: по форме бороздки и размеру оно близко к нормальному, иногда вздутое, с отшелушенной оболочкой, однако является источником инфекции во время его хранения и посева.
Микотоксины, производимые грибами в процессе своего развитии, не горчат, не пахнут и без специальных методик определить их наличие невозможно. Микотоксины (от греч. Mykes, mukos - гриб + toxikon - яд) - это низкомолекулярные вторичные метаболиты, продуцируемые токсигенными микроскопическими грибами. Токсигенность (от греч. Тoxikon - яд + genes - рождающий) - это способность организма образовывать вещества, обладающие токсическим действием на другие организмы. Самые опасные и широко распространены токсигенные виды грибов относятся к родам Fusarium, Aspergillus, Penicillium.
Так, грибы из рода Fusarium продуцируют микотоксины - трихотецены группы А: Т-2 и НТ-2 токсины, диацетоксисцирпенол; трихотецены группы В: ниваленол, дезоксиниваленол (ДОН), зеараленон, фумонизины (В1, В2, В3, В4), монилиформин.
Грибы из рода Aspergillus продуцируют охратоксин А, стеригматоцистин, циклопиазоновую кислоту.
Грибы из рода Penicillium производят охратоксин, ацитринин, патулин.
По данным ФАО, мировые потери сельскохозяйственной продукции от поражения токсиногенными грибами и загрязнения микотоксинами за последние десять лет увеличились в девять раз и в денежном выражении (долл. США) достигли 22 млрд долл./год.
В наших широтах наибольшую опасность представляют фузарии. Они заражают зерно, загрязняют его микотоксинами в колосе и продолжают свое развитие на зерне во время его хранения, увеличивая поверхностную заспоренисть в 30-35 раз и внутрисеменное заражение - в три-четыре раза, а также многократно увеличивая в нем содержание микотоксинов.
Для снижения зараженности зерна фузариозом и уровня загрязнения его микотоксинами нужно применять систему соответствующих мероприятий как в предпосевной, так и вегетационный и послеуборочный периоды. Следует помнить, что распространение фузариоза колоса значительно зависит от предшественника, системы обработки почвы, устойчивости сорта, физиологического состояния растений, фитосанитарного состояния посевов культуры.
В предпосевной период эффективной мерой против поверхностной и внутренней инфекции возбудителей фузариоза колоса является протравливание семенного материала. Проведение этого мероприятия предотвращает эндогенный перенос инфекции Fusarium graminearum от зараженных семян к колосу, что защищает его от проявления фузариоза колоса и накопления микотоксинов в зерне нового урожая. С этой целью следует провести обработку семян высокоэффективными протравителями на основе действующих веществ и их композиций: флудиоксонила; флудиоксонила и ципроконазола; азоксистробина, тебуконазола и флудиоксонила; флудиоксонила и дифеноконазола; флудиоксонила, тиаметоксама и тебуконазола; дифеноконазола, флудиоксонила и тиаметоксама. Эти препараты блокируют развитие патогенов, предотвращают проникновение и распространение грибницы по растению от прорастания семян до формирования колосков. Протравители существенно снижают накопление в урожае дезоксиниваленола (ДОН) - микотоксина, вырабатываемого возбудителем фузариоза в пшенице.
В период вегетации пшеницы и ячменя против фузариоза колоса следует использовать эффективные фунгициды на основе действующих веществ: ципроконазола и пропиконазола; азоксистробина, пропиконазола и ципроконазола; пропиконазола и прохлораза; флутриафола; флутриафола и тебуконазола; триадимефона и флутриафола, тебуконазола; тиофанат-метила, тебуконазола и цифлуфенамида. Самая высокая эффективность препаратов проявляется в случае их применения в начале колошения (когда 30-50% растений находятся в фазе начала выхода колоса).
Собирать урожай зерновых колосовых нужно в сухую погоду при полной спелости зерна. Предварительно следует определить содержание микотоксинов в зерне. Затягивание сроков уборки урожая, особенно в сырую погоду, приводит к увеличению в нем содержания микотоксинов.
Важны операции очистки, просушки зерна, проведения воздушно-теплового обогрева зерноматериала, облучения его солнечным светом в буртах на токах и в зернохранилищах, доведения его влажности до 13-14%, размещения отдельными партиями с одинаковой степенью пораженности фузариозом. Выполнение этого ряда мероприятий позволит сохранить качество семян благодаря недопущению перезаражения собранного урожая фузариозом, альтернариозом, плесневения и другими болезнями.
Режим хранения семян в сухом состоянии - основной принцип поддержания его высокой жизнеспособности в партиях посевного материала всех зерновых культур и качества зерна продовольственного назначения в течение всего срока его хранения.
Зерно пшеницы, ржи, ячменя, овса считается сухим, если при проведении анализа семян содержит не более 14% влаги. Оптимальный показатель влажности для длительного хранения производственных партий семян должна быть на 1-2% ниже критической влажности, которая зависит от химического состава зерна. Зерновая партия, которая хорошо подготовлена (очищена от примесей, обеззаражена и охлаждена) может храниться в складах в течение четырех-пяти лет, а в силосах элеваторов - в течение двух-трех лет при условии поддержания соответствующих условий в течение периода хранения.
Интенсивность дыхания зерна при температурах от 0 до 100°С будет незначительной даже при высоких показателях влажности. Критическая влажность зерна пшеницы отчетливо проявляется только при температуре 180°С и выше. Поэтому во время хранения зерна следует придерживаться температурного режима в пределах 0–100°С.
Следует помнить, что закладка на хранение зерна с повышенной влажностью приводит к развитию грибной инфекции, которая проникает с поверхности семена в глубинные слои зерновки, и происходит накопление микотоксинов. Обязательно нужно вести контроль качества зерна в момент его принятия в хранилище. Во время хранения зерна следует систематически вести контроль за температурой зерна, принимать соответствующие меры и контролировать состояние зерна на предмет заражения его токсиногенными грибами.
Для сигнализации появления и ограничения численности ряда вредителей зерновых запасов используют экологически чистые средства - феромонные или клеевые ловушки. При наступлении малейшего похолодания эффективной мерой является охлаждение зерна путем его проветривания с открыванием дверей, окон, активного вентилирования с помощью стационарных или передвижных агрегатов, а также перемещение зерна транспортерами, пропусканием его через зерноочистительные и другие агрегаты с продувкой холодным воздухом. В зимний период надежным способом ограничения численности вредителей в хранилищах является промораживание зерна. В таком случае следует учитывать устойчивость вредителей к низким температурам (большинство насекомых при температуре ниже -15°С погибают в течение суток). При систематическом дистанционном контроле температуры зерна используют искусственное снижение ее до -5-100°С, что обеспечивает уничтожение вредителей и увеличения продолжительности хранения зерна.
Работы по превентивной и обеззараживающей химической обработке (фумигация зерна) выполняют только специализированные предприятия, имеющие соответствующие государственные лицензии на проведение указанных работ.
