Зерно, поврежденное болезнями: головня, фузариоз, спорынья. Спорынья – болезнь пшеницы на неухоженных полях

Спорынья - это заболевание культурных п диких злаковых растений. Она вызывается грибом Claviceps purpurea, который относится к сумчатым. Заболевание выражается в том, что в колосках вместо семян образуются плотные, довольно крупные фиолетовые рожки, представляющие собой склероции гриба (рис. 28). Это покоящаяся форма гриба, которая приспособлена для зимовки. Склероции богаты запасными питательными веществами и содержат мало воды. Размер склероциев колеблется от 2 до 40 мм. При разломе склероции видно, что внутри он бесцветен, а темно-фиолетовый пигмент имеется лишь в наружных частях рожка.
Из культурных растений спорынья чаще всего встречается на ржи. Это объясняется особенностями строения цветков ржи, облегчающими их инфицирование, и более продолжительным периодом цветения культуры. Цветки у ржи долгое время находятся в открытом состоянии, тогда как у пшеницы, ячменя и овса они прикрыты цветочными пленками и кроющими чешуями, из-за чего на этих культурах спорынья встречается редко. Впрочем, в некоторые годы пшеница сильно заражается спорыньей. Так, в 1922 г. в Северной Дакоте (США) многие поля твердой пшеницы были уничтожены из-за сильного поражения спорыньей.
Спорыньей поражаются луговые, сорные и кормовые злаки, в том числе пырей, костер, райграсе, овсяница, ежа и др.
При этом заболевании зерна замещаются склероциями гриба, которые обеспложивают значительное количество соседних с рожком колосков. Рожки спорыньи содержат ядовитые вещества. Попадая в пищу человеку пли в корм скоту, они приводят к серьезным заболеваниям человека и животных. Употребление в пищу хлеба, полученного из муки с размолотыми рожками спорыньи, вызывает заболевание - «эрготизм».
Рожки спорыньи служат материалом, из которого приготовляется ряд фармацевтических препаратов, используемых в медицине. Они закупаются конторами по заготовке лекарственного сырья. В специальных хозяйствах посевы ржи иногда преднамерение заражают спорыньей с целью больного сбора ее рожков.

Скрыть

Симптомы заболевания

Симптомы спорыньи начинают проявляться в период цветения. В это время из цветков инфицированных растений начинает выделяться жидкость желтоватого оттенка - «медвяная роса». На ней развиваются грибы с темным мицелием, придающие колосу темный цвет. Спустя 2 - 3 недели в этих цветках формируются беловатые мягкие образования (склероции). Со временем они разрастаются, темнеют и твердеют, приобретая роговидную форму. Пораженные колосья мелкие и стерильные.

Морфология

Склероции

Стромы

Аски

Аскоспоры

Конидиеносцы

Конидии

Биология

Главный источник первичного заражения - склероции, перезимовавшие в почве и сохраняющиеся в семенном материале. Распространяется спорынья и с помощью дикорастущих злаков.

Склероции спорыньи во время уборки осыпаются на почву. Многие попадают в зерно. Весной при температуре +10°C- + 14°C склероции прорастают и образуют стромы, содержащие перитеции с асками и аскоспорами.

Созревшие аскоспоры выбрасываются из аска под действием осмотического давления и разносятся потоками воздуха. Оказавшись на цветке злака, аскоспора прорастает, образуя грибницу, проникающую через рыльце в завязь, где уничтожает содержимое клеток и обильно разрастается.

На грибнице концентрируется липкая жидкость и обильное бесцветное конидиальное спороношение.

Липкая жидкость («медвяная роса») привлекает насекомых, которые перемещаясь между растениями, распространяют конидии на здоровые цветки. Некоторое количество конидий разносится по полю ветром и капельной влагой.

Оказавшись на здоровых цветках, конидии прорастают и из них формируется грибница, разрастающаяся, твердеющая и превращающаяся в склероции к моменту созревания зерна.

В поле склероции могут сохраняться больше года, поскольку сразу же прорастают при потеплении. Иногда они способны прорости после двойной перезимовки. На поверхности склероциев часто обнаруживают грибы других видов, перезимовывающие совместно с ними и сохраняющие жизнеспособность. На глубине 6 - 8 см большинство склероциев теряет способность к прорастанию. Некоторые прорастают, но головки стром с такой глубины не выходят на поверхность почвы.

На полях больше всего поражаются растения, расположенные у края поля, у самой дороги. В центральной части полей спорынья обычно не обнаруживается, поскольку склероции в этои месте запахиваются. Одновременно накопителем инфекционного начала выступают дикорастущие злаки, растущие у обочин дорог.

Развитию патогена способствуют: пасмурная погода с пониженной температурой, способствующая увеличению длительности фазы цветения злаков; большое количество осадков и ветреная погода в фазу цветения; злаковые предшественники, присутствие сорняков из семейства злаковых.

Для интенсивного выброса аскоспор и заражения необходима солнечная погода в сочетании с высокой относительной влажностью воздуха.

Географическое распространение

Спорынья ржи

Вредоносность

Спорынья

Психиатрия и психология Статьи

Отравление спорыньей в мировой истории и наркологии

Довольно часто в периодических изданиях и на различных информационных площадках Интернета появляются публикации, в которых алкалоиды спорыньи приравниваются к галлюциногенным наркотикам. Насколько это справедливо?

Однако ставить знак равенства между ЛСД и алкалоидами спорыньи не стоит. Несмотря на химическое родство их действие на организм человека значительно отличается. Напомним, что ЛСД является полусинтетическим, то есть произведенным искусственно из природного материала веществом, которое в природе не встречается. И поэтому его структура и биохимические свойства значительно отличаются. Если коротко, то природные алкалоиды значительно менее галюциногенны, чем ЛСД, и значительно более опасны для жизни и здоровья. Но обо всем по порядку.

Действие спорыньи на организм человека грубо можно разделить на 3 основных типа .

1. Алкалоиды спорыньи нашли свое применение в медицине. Например, бисиндольные алкалоиды винбластин и винкристин используются в качестве противоопухолевых средств. Но самым массовым и универсальным применением алкалоидов спорыньи является гинекология. Эрготамин является частичным агонистом α-адренорецепторов и 5-HT2-рецепторов, благодаря чему обладает эффектом сокращения гладкой мускулатуры, это сосудосуживающее действие и стимулирование сокращений . Алкалоиды спорыньи, а также их полусинтетические аналоги применяют при маточных кровотечениях, для стимулирования родов, а так же для проведения , при атонии матки и так далее.

«Принятая в чистом виде через рот, вместо симптомов подобных эрготизму, она [спорынья] оказывает хорошо известное действие на матку беременных женщин — раздражает мышечные волокна этого органа, вызывает изгнание плода и иногда (у животных) маточное кровотечение и воспаление матки. Характеристика: менструации — неправильные, обильные и слишком продолжительные, кровь черная, жидкая с незначительными сгустками, с отвратительным запахом, с давящими болями в животе...»
Ж. Шаретт. Практическое гомеопатическое лекарствоведение. Москва, 1933

В современной медицине строго по показаниям применяются микродозы химически чистых производных алкалоидов спорыньи.

2. Если попадание алкалоидов спорыньи в организм человека происходит бесконтрольно и в сравнительно больших дозах, возникает , которой обуславлено заболевание, называемое эрготризмом. В структуре этого заболевания не последнюю роль занимает описанный выше механизм, доведенный до абсурда: длительный спазм гладкой мускулатуры приводит к стойкому сужению сосудов, нарушению циркуляции крови и, как следствие, нарушению трофики тканей. Длительное нарушение питания тканей приводит к некрозу, что выражается постепенно развивающейся гангреной. Первым делом «достается» тем органам и тканям, которые снабжаются кровью хуже всего. Внешне это проявляется гангреной концевых фаланг пальцев, которая постепенно поднимается выше и выше по конечностям.

«Описаны два клинических вида подобного отравления: гангренозный и конвульсивный. Гангренозное отравление начинается с покалывания в пальцах, затем рвоты и поноса, а через несколько дней сопровождается гангреной пальцев на руках и ногах. Все конечности полностью поражаются сухой гангреной, после чего следует их разложение. Конвульсивная форма начинается точно так же, но сопровождается мучительными спазмами мышц конечностей, кульминирующими в эпилептических конвульсиях. Многие пациенты бредят...»
A. Hoffer and H. Osmond, The Hallucinogens. New York, 1967

Гангренозный эрготризм хорошо известен в истории под названиями «антонов огонь» («огонь св. Антония»), «злая корча». Название происходит от того, что длительное время в Средние века в качестве «лечения» от этого заболевания предписывалось прикладывание к мощам святого Антония. Лечение, как можно догадаться, было крайне неэффективным, но название укоренилось. Конвульсивный эрготризм входит в перечень этиологических причин хореического гиперкинеза, в истории больше известного как «пляска святого Витта».

Алкалоиды спорыньи устойчивы к температурному воздействию и хорошо переносят кулинарную термическую обработку, не теряя своих свойств. Отравление спорыньей обладает высокими показателями летальности, оценить которые точно достаточно сложно из-за высокой токсичности алкалоидов и невозможности количественно полностью точно оценить объемы и дозировку интоксикации. Токсически летальной считается дозировка 5 грамм, но тяжесть отравления во многом может зависеть от пола, возраста и массы тела отравившегося. Кроме того, сложно отследить зависимость между дозировкой и смертностью от побочных проявлений (гангрена, и так далее).

Токсически летальной считается дозировка 5 грамм, но тяжесть отравления во многом может зависеть от пола, возраста и массы тела отравившегося.

Очевидна прямая связь эрготризма с уровнем гигиены и уровнем развития технологии аграрного производства. Чем они выше, тем меньше опасность отравления спорыньей.

«При содержании склероциев в зерне более 2% по массе возможно развитие заболеваний эрготизмом. Вплоть до 19 в. эпидемии эрготизма среди населения Западной Европы и России были частыми и сопровождались высокой смертностью. Особо опустошительными были вспышки заболевания, известного в то время под названием «огонь св. Антония», еще в 10-12 вв. После разработки методов предупреждения заражения злаковых культур спорыньей, это заболевание практически исчезло. Но в определенных экстремальных условиях возможны локальные его вспышки, как это случилось во Франции, Индии...«
В. Тутельян, директор Института питания РАМН, академик РАМН.«Токсины природные страшнее антропогенных», Медицинский вестник № 18, 2002

3. Действие непосредственно на нервную систему и на психику человека. Алкалоиды спорыньи влияют . Побочное действие спазма гладкой мускулатуры приводит к перераспределению крови в сосудистом русле: кровь «выдавливается» из сузившихся периферических сосудов туловища и по градиенту давления поступает в головной мозг. В результате происходит так называемая централизация кровообращения, одним из эффектов которой стоит искусственное повышение концентрации вещества, воздействующего на рецепторы нервных клеток.

Алкалоиды спорыньи вызывают разнообразные неврологические симптомы (слабость, головокружение, нарушение чувствительности, нарушение координации, судороги и так далее) и психопатологические симптомы (галлюцинации, бред, приступы страха, тревогу и так далее). Воздействие алкалоидов спорыньи на психику человека отмечалось в разных культурах с древних времен. В частности ацтеки были осведомлены о связи изменения поведения с употреблением в пищу спорыньи.

«Есть спорыньи в этой земле, которые называются нанакатль, теонанакатль. Растут они под сеном на полях и в холодных высокогорьях. Они круглые, у них высокий стебель, тонкий и круглый; у них дурной вкус. Они наносят вред горлу и одурманивают. Они целебны от лихорадок и подагры: нужно съесть два или три, но не больше. Те, кто съест их, видят видения и чувствуют ярость в сердце; тех, кто съест много их, видит много ужасных вещей, или они заставляет смеяться людей, влечет к похоти, пусть даже было бы мало [самого гриба]. Употребляют с медом. Как грибы. Вкладываю грибы. Говорят о высокомерном, о спесивом, говорят о нем: „вкладывает грибы“...»
Бернардино де Саагун, «Общая история о делах Новой Испании», 1547-1577

Алкалоиды спорыньи вызывают разнообразные неврологические симптомы (слабость, головокружение, нарушение чувствительности, нарушение координации, судороги и так далее) и психопатологические симптомы (галлюцинации, бред, приступы страха, тревогу и так далее).

Одним из первых, кто такую связь все-таки рассматривал, был ученик В. М. Бехтерева , главный врач больницы св. Николая Чудотворца для душевнобольных в Санкт-Петербурге H. H. Реформатский , который написал диссертацию «Душевное расстройство при отравлении спорыньей» на материале исследования эпидемии «злой корчи» 1889 г. в Вятской губернии, охватившей 8 уездов. Н. Н. Реформатский обнаружил, что более трети пациентов страдают нервным расстройствам и видениями дьявола, грабителей, огня и неопознанных чудовищ. Именно в этой работе он впервые отметит такой симптом нервного расстройства у пациентов, отравившихся спорыньей, как «галлюцинаторная спутанность».

«До 20-х гг. 20 в. отмечались эпидемические вспышки Э. в связи с употреблением хлеба из ржи, пораженной спорыньей. Начальные проявления Э. — желудочно-кишечные расстройства, головная боль, утомляемость. В тяжелых случаях через несколько суток развиваются так называемые эрготинные психозы, которые характеризуются помрачением сознания (сумеречное состояние, делирий), беспокойством, страхом, тревожным, подавленным настроением и другими. Нередко появляются судороги („злая корча“). Может наступить коллапс, иногда вследствие спазма периферических сосудов возникает гангрена. Из неврологических симптомов отмечаются парестезии, нарушения рефлексов, ходьбы, речи и другие...»
Из БСЭ, статья «Спорынья»

Характерная особенность — психоз — при эрготризме сопровождает основное отравление, протекающее в одной из форм (конвульсивной или гагренозной). И в этом кроется отличие природных алкалоидов спорыньи от открытого швейцарским химиком Альбертом Хофманном в 1943 г. ЛСД (в этом году были открыты , само вещество синтезировано ранее).

Диэтиламид d-лизергиновой кислоты (ЛСД), как сейчас хорошо известно, обладает в минимальных дозах выраженным галлюциногенным эффектом и при этом низкой токсичностью для организма, поэтому основное действие на организм человека является наркотическое действие.

Эргин — моноамид d-лизергиновой кислоты или ЛСА — содержащийся в спорынье, по силе галлюциногенного воздействия слабее чем ЛСД в 10-20 раз. И при этом он на порядок токсичнее, чем ЛСД. Если добавить к этому токсичность других алкалоидов, содержащихся в спорынье, то становится очевидно, что психоз при отравлении возникает на высоте интоксикации и галлюцинаторно-бредовые расстройства не могут быть рассмотрены как исключительно наркотическое состояние. Строго говоря, психоз после употребления подобен (белой горячке), возникающему на высоте интоксикации алкоголем и обусловленному повреждением нервной ткани токсическим агентом.

Поэтому нельзя строго отнести воздействие алкалоидов спорыньи к наркотическому. Несмотря на то что некоторым собственным наркотическим эффектом природные алкалоиды спорыньи обладают, по силе он не выходит на первое место и сочетается с выраженным прямым токсическим воздействием на психику, а так же с некоторым гипоксическим воздействием на головной мозг в результате сосудистого спазма и с гиперволемическим воздействием на головной мозг в результате повышения кровяного и внутричерепного давления... И нет возможности однозначно разграничить эти эффекты алкалоидов спорыньи. Это во многом роднит отравление спорыньей с токсикоманиями (если оставлять за скобками перспективу гангрены конечностей).

Несмотря на то что некоторым собственным наркотическим эффектом природные алкалоиды спорыньи обладают, по силе он не выходит на первое место.

Поэтому алкалоиды спорыньи можно называть наркотикам в такой же мере, в какой можно ими называть галлюциногенный клей, токсичные краски, растворители и другие интоксикационные агенты, вызывающие помрачение сознания и изменение восприятия в результате повреждения нервной ткани головного мозга.

Многим нравятся грибы, но не все из них полезны для человека. Это же утверждение верно для тех грибов, которые предпочитают селиться на зерновых культурах. Некоторые из них безвредны, но другие вырабатывают токсины, которые вредны для человеческого организма, и эти токсины становится все труднее контролировать как в Канаде, так и в России и на международных рынках.

Во время уборки урожая все сельхозработники обычно заняты. Но даже в такое время фермеры могут предпринять ряд мер, чтобы сократить присутствие вредных грибов в зерне. Это поможет поддержать не только рентабельность деятельности отдельного фермера, но и репутацию страны в целом как поставщика качественных и безопасных продуктов.

Вид Fusarium является наиболее распространенным и приводит к так называемому фузариозу. Это заболевание вызывает снижение урожайности, а сами зерна теряют жизнеспособность и в них накапливаются токсичные метаболиты. Погодные условия нынешнего сезона в Канаде благоприятствуют распространению фузариоза как никогда.

Вышеупомянутые грибы также вырабатывают токсин под названием дезоксиниваленол, который признан опасным во многих странах мира. Дезоксиниваленол принадлежит семейству микотоксинов, и он не единственный из этого семейства, кто вызывает беспокойство.

В РФ к грибам-вредителям, наиболее часто поражающим зерновые культуры, относят грибы из того же рода Fusarium (заболевание - фузариоз), а также родов Ustilaginales (головня) и Claviceps purpurea (спорынья). Все эти грибы вызывают видимые повреждения зерна, и все они - токсичны.

Так как фузариоз не повреждает внешнюю оболочку зерна, определить больные растения можно по сморщенности оболочки, в которой находится сморщенное и усохшее ядро, пустоте и недостаточном весе зерен. Часто пленки зерна покрываются розовым налетом. Предельно допустимое содержание зерна, зараженного фузариозом, регламентировано на уровне не более 1 %.

Головней называют целый ряд болезней зерновых с общим классом возбудителей. Болезнь выражается в разрушении содержимого зерна, при этом внешняя оболочка часто остается неповрежденной. В колосе вместо зерна вызревают серо-бурые сорусы, в которых находятся споры головни. Они имеют неприятный запах, загрязняют муку и снижают ее качество и товарный вид. Споры распространяются на зерно, заражая его. Содержание зерен, зараженных головней, согласно действующим стандартам, не должно превышать 10 %.

Спорынья поражает в основном посевы овса, но в благоприятные для заболевания годы распространяется и на другие зерновые культуры. Вместо поврежденных грибницей завязей образуются рожки спорыньи, содержащие споры. Рожки спорыньи достаточно велики в размере (до 4 см в длину). Они ядовиты, предельно допустимыми нормами содержания являются не более 0,05% в пшенице до 4-го класса, и 0,5% - 5-го класса.

Для очистки зерна от спор грибов применяют промывание, аспирирование, зерноочистку и другие методы.

Есть и другие болезни, вызванные грибами, продуцирующими микотоксины, которые, в отличие от фузариоза, не вызывают очевидных повреждений. Еще одно отличие таких болезней от фузариоза состоит в том, что они могут возникать в складированном и транспортируемом зерне. Это те проблемы, с которыми фермер в состоянии справиться.

Одна из подобных инфекций вызвана грибами Penicillium verrucosum , которые выделяют охратоксин A. Что такое охратоксин A? Его нельзя увидеть, почувствовать или обонять, и его нелегко выявить с помощью тестов, но он определенно скажется на ваших доходах.

Способность человечества к обнаружению мельчайших деталей существенно возросла за последнее десятилетие. Это привело к тому, что страны начали регулировать то, что раньше мы даже не могли обнаружить. Одной из последних величин, которые попали под регулирование, стал охратоксин A. К примеру, страны ЕС и Китай установили норматив содержания охратоксина A в сыром зерне на уровне 5,0 мкг/кг. Для сравнения, эта величина сопоставима с долей, которую составляют пять секунд в тридцати двух годах. А в России предельно допустимые нормы содержания охратоксина A не регламентируются.

Почему это имеет отношение к фермеру и что он может сделать? Это важно, поскольку присутствие микотоксинов в количестве, поддающемся обнаружению, - повод для страны-импортера запретить поставку. Причиной может быть желание защитить местных производителей или выторговать меньшие цены, но, так или иначе, это приведет к потерям для отечественных фермеров.

Итак, что же можно сделать? Наилучшей средой для произрастания грибов является влажное и теплое, затененное место. Не позволяйте таким условиям складываться в зернохранилищах. Это одна из наилучших практик - поддерживать в зернохранилище прохладный микроклимат, регулярный воздухообмен и контролировать партии зерна, которые вы туда привозите.

В 2014 году как минимум в двух регионах России сложились условия, которые благоприятствовали развитию фузариоза. Это Ставропольский и Краснодарский край, в которых отмечен рост заболеваемости по сравнению с прошедшими годами: по результатам летнего мониторинга, в Ставропольском до 5% и в Краснодарском до 9% озимых зерновых были поражены фузариозом. Причина - продолжительные ливневые дожди в сочетании с теплой погодой. Показатели заболеваемости рискуют в дальнейшем усугубиться, ведь во многих регионах во время уборки урожая сложились погодные условия, повышающие вероятность заболеваний, которые переносятся грибами.

Грибковая инфекция может начаться задолго до того, как это станет очевидным. Но если вы уже видите признаки повреждения и плесени, не загружайте такое зерно. Дело не только в классе и засоренности зерна, дело в том, что пострадает репутация страны как поставщика, постоянно поддерживающего высокое качество и безопасность продукции. Потеря репутации скажется и на ваших доходах.