«Влияние задержки сроков уборки на биосинтез фумонизинов в зерне кукурузы:

физиологические механизмы и метеорологические риски»

Накопление микотоксинов представляет собой одну из наиболее скрытых угроз

продовольственной безопасности, при этом ведущую роль в контаминации зерна

кукурузы часто играют не столько ошибки агротехники, сколько метеорологические

факторы, складывающиеся непосредственно перед уборкой. Фумонизины — группа

вторичных метаболитов грибов Fusarium verticillioides и F. proliferatum — являются

специфическими маркерами позднего созревания культуры. Если риск накопления

дезоксиниваленола (ДОН) жестко привязан к дождям в период цветения, то накопление

фумонизинов напрямую зависит от того, как долго зрелый початок остается в поле во

влажную осеннюю погоду.

Биологический механизм этого явления начинается с физиологического старения

тканей растения. По мере завершения налива зерна происходит дегидратация зерновки,

однако резкое снижение влажности или перепады температур приводят к растрескиванию

перикарпия (внешней оболочки). Эти микротрещины становятся «входными воротами»

для

инфекции.

Одновременно

с

этим

запускается

процесс

экзоосмоса:

через

поврежденные покровы на поверхность зерновки выделяются капли сахарного сиропа.

Для сапротрофных грибов, уже находящихся на поверхности оберток в латентном

состоянии, этот сахар служит мощным стимулятором роста мицелия. Теоретически

доказано, что наличие легкоусвояемых углеводов на поверхности мертвых тканей

полностью снимает метаболический барьер, позволяя патогену перейти к активному

спороношению.

Критическим фактором является микроклимат внутри самого початка. При

затягивании сроков уборки созревшие початки остаются висеть на стебле, подвергаясь

воздействию утренних туманов, рос и кратковременных осадков. Под сухими на вид

обертками образуется замкнутая камера с застойным воздухом. Относительная влажность

в этой зоне может достигать 95–100%, а температура за счет дыхания растительных

тканей остается стабильно высокой (+18...+22°C) даже прохладными ночами. Грибы рода

Fusarium начинают активную выработку фумонизинов уже при температуре выше +15°C

и влажности субстрата более 18%. Задержка уборки всего на две-три недели в теплую

осень означает, что зерно проводит этот критический период в идеальном инкубаторе без

какого-либо сопротивления со стороны иммунитета хозяина, так как метаболизм растения

к этому моменту полностью остановлен.

Ситуация усугубляется деятельностью насекомых-вредителей. Поздние сроки

уборки совпадают с пиком активности гусениц чешуекрылых, которые повреждают зерно

механически и оставляют экскременты, служащие дополнительным азотистым питанием

для грибка. Поврежденное насекомыми зерно теряет последнюю защиту, и гриб

проникает сразу внутрь эндосперма. Важно отметить смещение видового состава: если в

начале сезона преобладают виды, вызывающие визуальную гниль, то именно осенью

активизируется F. verticillioides, который способен развиваться внутри сухой зерновки и

производить токсины практически незаметно для глаза агронома.

Практическим

следствием

данной

проблемы

становится

необходимость

применения десикации (химического подсушивания). Хотя десикация ведет к потере 1–

2%

биологической

урожайности,

она

разрывает

цепь

событий:

высушивание

останавливает выделение сахаров и снижает влажность ниже порога активности гриба.

Таким образом, своевременная уборка или принудительное ускорение созревания

химическим путем являются единственным надежным способом предотвратить синтез яда

внутри початка. Климатические тренды последних лет, выражающиеся в увеличении

частоты теплых и влажных осенних периодов, переводят проблему контроля сроков

уборки из разряда организационных вопросов в категорию фундаментальных требований

пищевой безопасности, требующих интеграции данных метеомониторинга IoT в

алгоритмы принятия решений о начале уборочных работ.

Список литературы

1.

Павлова М.В., Смирнов А.Е. Влияние погодных условий конца вегетации на

токсинообразование Fusarium spp. // Вестник защиты растений. — 2023. — № 3.

2.

Савич В.И., Сычев В.Г. Агрономическая химия тяжелых металлов и

токсикантов в почвах: Монография. — М.: Изд-во ВНИИА, 2021.

3.

Тютерев

С.Л.

Стресс-физиология

кукурузы

и

пути

повышения

ее

продуктивности. — СПб, 2022.