Výskyt fuzariózy klasov obilnín na Slovensku
Fuzariózy patria k najdôležitejším chorobám obilnín. Spôsobujú fuzariózu zŕn, klíčiacich rastlín, koreňov, pleseň snežnú, fuzariózy stebiel, listov a nakoniec aj klasu.
Počas vegetácie je najmarkantnejším a najsledovanejším prejavom fuzarióz práve fuzarióza klasov. Ide o najviditeľnejšie symptómy napadnutia, ktoré priamo ukrajujú z úrody alebo znižujú jej kvalitu, okrem iného aj produkciou mykotoxínov. Fuzariózy sa od iných chorôb odlišujú ešte jednou vlastnosťou – bohatým druhovým spektrom. Kým u iných chorôb napadnutie zväčša vyvolá jeden druh patogéna (napr. múčnatka trávová – Blumeria graminis), fuzáriá vytvárajú komplex patogénov s rozdielnymi vlastnosťami. Variabilita dominancie nie je pozorovaná len v rámci určitého typu napadnutia (napr. fuzariózy klasu), ale aj ročníka, odrody a lokality. Výnimočnosť fuzárií dopĺňa aj ich kozmopolitný a polyfágny charakter. Vyskytujú sa všade na svete a okruh hostiteľských rastlín zahŕňa desiatky rastlinných druhov. Všetky uvedené charakteristiky naznačujú, že ochrana proti nim nebude jednoduchá.
Všeobecné informácie o fuzariózach klasov sú síce známe, ale poďme sa pozrieť na to, aká je v tejto oblasti situácia na Slovensku.
Výskyt fuzariózy klasov na Slovensku
Výskyt fuzariózy klasov na Slovensku je závislý najmä od priebehu počasia. Všeobecne platí, že sa nejedná o celoplošnú chorobu s každoročne vysokou škodlivosťou. Takých rokov je málo a väčšinou je výskyt choroby determinovaný odrodovou skladbou, charakterom lokality a priebehom počasia. Ostatné roky pestovateľov síce skôr trápi nedostatok zrážok, napriek tomu o fuzariózu klasov núdza nie je.
|
Obr. 1: Klasická fuzarióza klasu pšenice |
Spomedzi starších ročníkov bol najtypickejším rokom plošnej epifytócie fuzariózy klasov rok 2010, kedy v rozhodujúcich mesiacoch (apríli a máji) pršalo neprestajne. Vtedy sa enormný výskyt netýkal iba fuzariózy klasov, ale aj mnohých ďalších listových chorôb, najmä septoriózy pšenice (Mycosphaerella graminicola). Fuzarióza vtedy neobišla ani ozimné ani jarné druhy obilnín a v nejednom podniku ukrojila na úrode aj niekoľko desiatok percent. Od roku 2010 sa na Slovensku už podobná situácia na obilninách nezopakovala. Vyšší infekčný tlak sa v mnohých lokalitách vyskytol ešte v roku 2014, nedávno aj v rokoch 2019 a 2020. Celoplošné a enormné napadnutie sa však od roku 2010 zatiaľ nezopakovalo.
V jednej z výskumných prác sme sledovali výskyt fuzariózy klasov pšenice letnej f. ozimnej a jačmeňa jarného a ozimného na Slovensku v rokoch 2011 - 2013. Sledovanie výskytu sa uskutočnilo na siedmych lokalitách SR patriacich do štyroch rôznych klimatických regiónov. Výskyt fuzariózy klasu (FHB) bol zisťovaný v porastoch v rastovej fáze BBCH 71 – 83) kedy boli symptómy najviditeľnejšie a najrozvinutejšie. Podiel napadnutých klasov bol na lokalitách a v rôznych rokoch veľmi variabilný, pohyboval sa v rozpätí 0 – 53,67 %. Na niektorých lokalitách južného Slovenska dokonca neboli pozorované žiadne symptómy FHB. Okrem počasia boli za nízkym výskytom určite aj vhodné predplodiny, ktorými boli v uvedených prípadoch najmä lucerna, mak a repka olejná. Bola zistená preukazná pozitívna závislosť medzi zrážkami v mesiaci máj a vizuálnym výskytom FHB. V lokalitách s nulovým výskytom fuzariózy klasov boli zrážky v máji pod dlhodobým normálom a nerovnomerne rozložené (poznámka – koncom mája obvykle obilniny kvitnú). V lokalitách a rokoch s nadnormálnym priebehom zrážok v máji boli aj výskyty fuzariózy preukazne vyššie.
Pri ďalšom výskumne sme zisťovali aký je rozdiel v napadnutí pšenice pri pestovaní v ekologickom a v konvenčnom type hospodárenia. Zistili sme, že v suchých rokoch nebol v napadnutí porastu fuzariózou klasu žiaden preukazný rozdiel. Avšak v prípade roku s nadnormálnym priebehom zrážok v máji boli v ekologickom spôsobe hospodárenia porasty napadnuté preukazne vyššie.
Samotný výskyt choroby nehovorí veľa o jej škodlivosti, nakoľko je rozdiel, či je fuzariózou napadnutý celý klas alebo len jeden klások. Preto je pri hodnotení škodlivosti vhodnejšie určiť index fuzariózy klasov, ktorý presnejšie odráža aj rozsah napadnutia. Index napadnutia klasov sa na Slovensku podľa našich prác pohybuje obvykle v rozmedzí 0,0 – 30%. Na základe indexu potom možno zostaviť stupnicu napadnutia (nízke, stredné, vysoké), ktorá z praktického hľadiska poskytne pestovateľovi presnejší obraz. Pri spomínanom sledovaní napadnutia pšenice na Slovensku bola väčšina výskytov fuzariózy klasov na úrovni stredného až nízkeho napadnutia. Iba v niektorých lokalitách a niektorých rokoch bol zistený rozsah choroby v kategórii „vysoký“. V porovnaní s prácami v iných rokoch boli výsledky podobné, čo potvrdzuje prezentované skúsenosti autora, že fuzarióza klasu nie je na Slovensku otázkou celoplošného a každoročného rozšírenia. S výnimkou roku 2010 je skôr záležitosťou konkrétnych ročníkov, lokalít a porastov.
Pri výskume fuzariózy klasov na Slovensku bol zistený ešte jeden dôležitý poznatok – zvyšujúca sa variabilita symptómov. Klasickým symptómom choroby na všetkých obilninách je oranžové alebo príbuzné sfarbenie napadnutých a odumierajúcich kláskov (príp. celých klasov), spôsobené sporuláciou patogéna. Niekedy však dochádza k napadnutiu stebla tesne pod klasom, čo vedie k totálnemu zničeniu a zbeleniu celého klasu, často bez typickej sporulácie. Výnimkou nebýva ani napadnutie klasov ešte napoly uzavretých v listovej pošve, najmä u jačmeňa. Najvýraznejšia zmena symptomatiky bola pozorovaná na ozimnom a jarnom jačmeni, menej na pšenici. Ide o tzv. hnedú kláskovú fuzariózu (názov navrhnutý autorom článku), pri ktorej absentuje typická sporulácia fuzárií a napadnuté klásky majú hnedé sfarbenie. Pri analýze druhového spektra bola z napadnutých kláskov až v 70-90 prípadov vyizolovaná huba F. poae.
|
Obr. 2: Fuzarióza klasu – detail sporulácie vo forme oranžového povlaku |
Druhové spektrum fuzárií na Slovensku
Rod Fusarium predstavuje súhrn desiatok rôznych druhov, ktoré sú fytopatogénne voči širokému spektru rastlín. Samotnú fuzariózu klasu v Európe najčastejšie spôsobuje 5 druhov húb:
- F. graminearum,
- F. avenaceum,
- F. culmorum,
- F. poae,
- Microdochium nivale.
Posledný uvedený druh – dominantný pôvodca plesne snežnej síce nomenklatúrne ani taxonomicky k fuzáriám nepatrí, ale zrejme z tradície, aj vzhľadom na jeho vlastnosti, ho väčšina autorov k fuzáriám ešte stále priraďuje.
Graf 1: Prevalencia druhov v klasoch pšenice na Slovensku, fuzarióza klasov, izolačná frekvencia
Vo viacerých prácach sme na Slovensku sledovali aj výskyt druhov z rodu Fusarium v klasoch a zrnách. V klasoch boli vzorky odoberané v čase výskytu choroby v klasoch, v zrnách sme výskyt druhov hodnotili oddelene v zrnách symptomatických aj asymptomatických. Za symptomatické zrná sme považovali zrná so symptómami fuzariózy zŕn – teda zrná zošúverené, zakrpatené, s prítomnosťou typického pigmentu alebo povlaku mycélia fuzárií. Asymptomatické boli zrná bez akýchkoľvek makroskopických symptómov napadnutia fuzáriami alebo iného patogéna.
Graf 2: Prevalencia druhov v zrnách pšenice na Slovensku, asymptomaticé zrná, izolačná frekvencia
V napadnutých klasoch pšenice bolo z pliev klasov izolovaných 9 druhov z rodu Fusarium a Microdochium: F. poae, F. avenaceum, M. nivale, F. sporotrichioides, F. graminearum, F. equiseti, F. tricinctum, F. culmorum F. langsethiae. Druh
F. graminearum dosiahol najvyššiu frekvenciu výskytu.
V napadnutých klasoch jačmeňa v porovnaní so pšenicou bol výskyt druhov podobný, no navyše sa tu vyskytol druh F. langsethiae. Na rozdiel od pšenice však najvyššia frekvencia výskytu bola zaznamenaná pri druhu F. poae.
|
Obr. 3: Klasická fuzarióza klasu jačmeňa |
V asymptomatických zrnách pšenice bolo determinovaných 8 druhov z rodu Fusarium a Microdochium: F. poae, F. equiseti, F. avenaceum, F. tricinctum, F. graminearum, F. culmorum, F. sporotrichioides, M. nivale. V porovnaní so spektrom druhov vyskytujúcich sa v asymptomatických zrnách pšenice, v jačmeni sa vyskytoval navyše druh F. langsethiae. Najvyššia frekvencia výskytu bola pri pšenici aj jačmeni zhodne zistená pri druhu F. poae.
V porovnaní s výsledkami ďalších autorových prác možno skonštatovať, že na Slovensku oproti starším literárnym údajom dochádza k zmene v zložení druhového spektra obilnín, ale aj k posunom v prípade dominancie niektorých druhov. Na pšenici je najfrekventovanejšia trojica pôvodcov fuzariózy klasov v zložení – F. graminearum, M. nivale a F. poae. Oproti minulým údajom sa vytráca výskyt F. culmorum a F. avenaceum a naopak do popredia sa dostávajú druhy M. nivale a F. poae. Nejedná sa však o stabilnú prevalenciu, v jednotlivých ročníkoch a lokalitách sa samozrejme spektrum pôvodcov priebežne mení.
Na bežných (asymptomatických) zrnách pšenice - z „kombajna“ je spektrum najfrekventovanejších pôvodcov mierne odlišné – F. poae, M. nivale a F. sporotrichioides. Vytráca sa tak dominancia F. graminearum a na zrnách „z kombajna“ žezlo preberajú iné druhy. Okrem iného je to spôsobené zrejme tým, že v prípade fuzariózy klasov sú priamo vo fuzarióznych klasoch zrná menšie. V nich dominantné F. graminearum býva preto pri zbere vyfukované z kombajnu ako súčasť zadinového podielu. Potvrdzujú to aj výsledky niektorých autorových prác, kde sa sledovala časová os výskytu jednotlivých druhov. Oproti prácam starších autorov tak dochádza podľa všetkého k ústupu F. culmorum a vzostupu F. poae a prekvapivo aj M. nivale. Práve pri pôvodcovi plesne snežnej bolo v mnohých lokalitách zistené vyššie napadnutia resp. frekvencia druhu pri fuzarióze klasov v suchých a teplých rokoch. Je to o to prekvapivejšie, že M. nivale je skôr považované za chladnomilnú hubu. Nejedná sa zrejme o náhodu, pretože aj v niektorých autorových prácach, kde bol zisťovaný výskyt napadnutia zástavovitého listu fuzáriami v období klasenia, bolo M. nivale jednoznačne dominujúcim druhom.
|
Obr. 4: Symptómy hnedej kláskovej fuzariózy jačmeňa |
|
Obr. 5: Zvláštny symptóm fuzariózy klasov jačmeňa – napadnutie počas klasenia cez pošvu zástavovitého listu |
Obsah mykotoxínov fuzárií v zrnách obilnín
Napadnutie klasov a zŕn fuzáriami sa môže prejaviť aj vo forme zvýšeného obsahu mykotoxínov. Mykotoxíny sa tvoria resp. hromadia v zrnách v rôznych koncentráciách, často v kombinácii rôznych faktorov a podmienok, pričom úplná etiológia kontaminácie vplyvom interakcie podporných faktorov nie sú ešte dostatočne preskúmané. Mykotoxíny sú termostabilné zlúčeniny, ktoré väčšinou s nezmenenou štruktúrou prežijú všetky formy spracovania zrna, takže prechádzajú do krmív, múky a ďalších produktov. Fuzáriá ako také produkujú celú škálu mykotoxínov, spomedzi ktorých je najvýznamnejšia skupina trichotecénov. Skupina trichotecénov je rozdelená na dve skupiny – A a B, v závislosti od typu chemickej štruktúry. Do skupiny A patria T-2 toxín, HT-2 toxín, pričom do skupiny B patria deoxynivalenol (DON), nivalenol (NIV), 3-acetyldeoxynivalenol (3-AcDON), 15-acetyldeoxynivalenol (15-AcDON) a fuzarenón-X (FUS-X). Mnohé druhy (napr. F. graminearum, F. culmorum, F. croockwellense) tvoria aj estrogénny mykotoxín zearalenon (ZEA), ktorý je tiež známy pod názvom F-2 toxín.
V prípade, že sú zrná s nadlimitným obsahom mykotoxínov skrmované zvieratami, dochádza k rôznym mykotoxikózam resp. prejavom toxicity. Na DON sú najcitlivejšie ošípané, menej hydina a prežúvavce. Estrogénny mykotoxín ZEN spôsobuje u ošípaných problémy s pohlavným cyklom, dávením a reprodukciou, kým iné druhy zvierat sú vnímavé menej. Vplyv ďalších mykotoxínov (T-2 toxín, HT-2 toxín a pod.) je symptomaticky nešpecifický a prejavuje sa napr. odmietaním krmiva, znížením prírastkov, orálnymi léziami, poruchami zrážanlivosti krvi alebo zmeneným preperovaním hydiny.
Vyšší výskyt fuzárií v klasoch obvykle vedie k vyššiemu výskytu mykotoxínov v zrnách, ale nie je to pravidlo. Pri sledovaní obsahu mykotoxínov v zrnách obilnín na Slovensku v niektorých prácach autora článku bolo zistené, že najfrekventovanejší je DON. Napriek tomu nejde o kritické čísla, obsahy mykotoxínov boli väčšinou podlimitné. Prekročenie maximálne povolenej hranice pre obsah DON-u v zrnách pšenice a jačmeňa bolo zistené iba v jednom zo sledovaných rokov. Najvyšší obsah DON-u v zrnách pšenice bol zistený v istej lokalite vo vzorkách zo zberu - 1521µg.kg-1, v zrnách jačmeňa bol obsah ešte vyšší - 2737 µg.kg-1. Prekročenie maximálne povoleného obsahu pre ZEA nebolo zistené v žiadnej vzorke. Najvyšší výskyt T-2 toxínu bol najčastejšie zistený vo vzorkách zo zberu ale jeho hodnoty pri porovnaní s prácami iných autorov neboli vysoké.
Na Slovensku sú v súčasnosti negatívnym účinkom mykotoxínov fuzárií vystavené skôr zvieratá ako človek. Systém kontroly kvality surovín pre výrobu krmív nie je taký prísny a podrobne sledovaný ako v prípade potravín. Bolo by však chybné myslieť si, že tento problém neexistuje, pravdou je skôr to, že nie je taký vypuklý a pálčivý ako by to bolo v prípade ľudí. Dôkazom toho sú časté informácie najmä od chovateľov ošípaných a hydiny. Preto je najmä na pestovateľoch, aby v maximálnej miere eliminovali samotný vstup mykotoxínov do potravového reťazca a to komplexnou ochranou, ktorá je zároveň najúčinnejšou prevenciou pred vznikom problémov spôsobených fuzáriami a ich mykotoxínmi.
Záver
Článok je zameraný na hodnotenie situácie s výskytom fuzarióz klasov obilnín na Slovensku. Vzhľadom na rozsah nerieši a ani nemôže riešiť všetky otázky problematiky fuzárií, ani ochranu proti nim. V stručnosti závery možno zhrnúť do nasledovných bodov:
- V SR na pšenici obvykle prevláda klasická fuzarióza klasov, pri jačmeni klásková fuzarióza. V niektorých prípadoch dochádza k napadnutiu stebla tesne pod klasom, čo vedie k úplnému odumretiu klasu. Výnimkou pri jačmeňoch nie je ani zničenie klasiaceho klasu, ktorý je z väčšej časti ešte v pošve zástavovitého listu.
- Rozsah napadnutia klasov pšenice a jačmeňa fuzariózou býva v SR obvykle na nízkej až strednej úrovni. Väčšinou ide o lokálne problémy, konkrétne porasty a odrody. K vysokému napadnutiu a plošnej epifytócii dochádza iba výnimočne a iba v niektorých rokoch.
- K najfrekventovanejším druhom na klasoch pšenice a jačmeňa patrí väčšinou F. graminearum, M. nivale a F. poae. Na zrnách zo zberu („z kombajnu“) sa však dominancia F. graminearum vytráca a vedúcu úlohu obvykle preberá F. poae.
- Najviac frekventovaným mykotoxínom vo všetkých lokalitách SR v pšenici je DON. Väčšinou sa v bežných rokoch jedná o podlimitné koncentrácie. Prekročenie stanoveného obsahu býva skôr otázkou jednotlivých lokalít a rokov. Problém s obsahom DON-u v zrnách reálne existuje a je potrebné ho pravidelne monitorovať, najmä z hľadiska eliminácie vstupu do potravín alebo krmív.
- Výskyt fuzariózy klasov a obsahu mykotoxínov nemusí byť vždy v priamej korelácii. Nadlimitné obsahy DON-u v zrnách boli paradoxne zistené aj v rokoch, kedy výskyt fuzariózy klasov nebol vysoký.
- K prekročeniu maximálne povoleného obsahu ZEA a k vyššiemu výskytu T-2 toxínu v zrnách pšenice a jačmeňa (z úrody) v SR obvykle nedochádza.
