Výsledky klimatologických štúdií poukazujú na postupný nárast priemernej teploty vzduchu a zmeny v úhrne a rozložení atmosférických zrážok. Tieto zmeny ovplyvnia výskyt chorôb, škodcov a burín. Jedným zo závažných ochorení pšenice sú klasové fuzariózy. Šírenie infekcie ovplyvňujú poveternostné podmienky, najmä vlhké a teplé počasie v čase kvitnutia pšenice a krátko po ňom. Niektoré druhy fuzárií, kolonizujúce klasy a neskôr zrná pšenice produkujú mykotoxíny, najznámejší z nich je deoxynivalenol. Je to veľmi stabilný komponent, počas uskladnenia, mletia zrna, prípadne varenia nedochádza k jeho degradácii a tak nezmenený prechádza do ďalších produktov. Deoxynivalenol je považovaný za indikátor celkovej kontaminácie trichotecénmi.
V rozdielnych agroekologických podmienkach Slovenska
sme v rokoch 2004- 2008 a 2010- 2011 sledovali fenologické fázy
pšenice, priemernú teplotu vzduchu v mesiacoch máj a jún a úhrn
zrážok. Obsah DON bol analyzovaný v 205 zrnových vzorkách komerčných
odrôd pšenice letnej f. ozimnej z 10 lokalít Slovenska zaradených
do výrobnej oblasti kukuričnej, repárskej, zemiakárskej a horskej.
Vzorky boli odoberané priamo od producentov bezprostredne po zbere
v množstve 1kg z produkčných plôch, na ktorých boli použité štandardné
agrotechnické postupy vrátane aplikácie fungicídov. V sledovaných
rokoch boli zrnové vzorky pšenice poskytnuté vždy tým istým producentom,
z rovnakej lokality, ale rozdielnych polí v súlade so striedaním
plodín.
Poveternostné podmienky a fenofázy
Meteorologické charakteristiky boli získané zo záznamov Slovenského hydrometeorologického ústavu v Bratislave a meteorologických staníc prislúchajúcich danej lokalite, v ktorej boli vzorky monitorované.
V rokoch 2004, 2006 a 2010 sa v mesiaci máj pohybovali
teploty od 12,6°C do 14,2°C, pozvoľne stúpali od druhej júnovej
dekády, kedy bola pšenica vo väčšine výrobných oblastí v BBCH 65.
V týchto rokoch boli zaznamenané vyššie úhrny zrážok v máji i júni.
V roku 2005, 2007, 2008 a 2011 boli v mesiaci máj zaznamenané teploty
od 14,7 °C do 16,6°C, pšenica v tomto období bola vo fenofáze BBCH
65. Úhrn zrážok bol však v máji i júni nízky. Teploty v mesiaci
jún mali stúpajúcu tendenciu v rokoch 2004 až 2008 (Tab.1), v roku
2010 a 2011 mierne klesli na hodnotu 18,3 °C, resp. 18,5 °C.
Tab.1: Priemerné úhrny zrážok a priemerné
mesačné teploty v mesiacoch máj a jún v rokoch 2004/2008 a 2010/2011
v sledovaných lokalitách výrobných oblastí Slovenska
Roky
|
Mesiac
|
máj
|
jún
|
Úhrn zrážok
mm
|
Teplota
°C
|
Úhrn zrážok
mm
|
Teplota
°C
|
2004 |
75
|
12,6
|
120
|
16,8
|
2005 |
63
|
15,8
|
66
|
17,0
|
2006 |
106
|
13,6
|
112
|
17,9
|
2007 |
69
|
16,6
|
83
|
19,4
|
2008 |
40
|
14,8
|
78
|
19,1
|
2010 |
185
|
14,2
|
134
|
18,3
|
2011 |
55
|
14,7
|
87
|
18,5
|
|
Obsah mykotoxínu DON
Kvantitatívna analýza mykotoxínu deoxynivalenol (DON)
sa vykonala pomocou ELISA testu. Rozpätie obsahu DON vo vzorkách
pšenice za sledované roky bolo od 0,40 mg . kg -1 do 1,18 mg . kg -1 (Graf 1).
Graf 1: Priemerný obsah DON (mg. kg -1) v zrnových
vzorkách pšenice
Najnižší priemerný obsah DON bol zaznamenaný v roku
2011 (0,40 mg. kg -1), kedy v období fenofázy BBCH 65 boli vyššie
teploty, ale nižší úhrn zrážok. Žiadna hodnota priemerného obsahu
DON neprekročila limit povolený pre nespracované obilie (1,25 mg. kg -1).
V rokoch s vyššími teplotami, ale nižším úhrnom zrážok bol zaznamenaný
nižší obsah DON - roky 2005, 2007, 2008 a 2011. Ako ukazuje graf
1, vyšší, i keď nie nadlimitný obsah DON sa vyskytoval v rokoch
s nižšou teplotou v mesiaci máj a jún, ale vyšším úhrnom zrážok
v čase kvitnutia pšenice (2004, 2006, 2010). Najvyšší priemerný
obsah DON (1,18 mg. kg -1 ) bol zistený v roku 2004, keď boli celkové
úhrny zrážok v čase kvitnutia vysoké (120 mm) a teplota v mesiaci
máj i jún bola najnižšia, v tomto roku mala jedna vzorka takmer
6-násobne prekročený limit DON. Pri sledovaní hodnoty DON vo vzorkách
pšenice v roku 2004 bol priemerný obsah DON od 1,33 mg. kg -1 do 7,25
mg. kg -1, v roku 2006 od 1,29 mg. kg -1 do 1,66 mg. kg -1, v roku 2010
od 1,45 mg. kg -1 do 3,40 mg. kg -1. Riziková čo do obsahu DON bola
zemiakárska výrobná oblasť (ZVO), z ktorej každoročne pochádzalo
najviac nadlimitných vzoriek, z lokalít Turčiansky Ďur, kde sa pravidelne
bez ohľadu na ročník vyskytovali vzorky s nadlimitným obsahom DON.
V rokoch 2005, 2007, 2008 a 2011 bola v mesiacoch máj a jún vyššia teplota vzduchu, výrazne menej zrážok (Tab. 1) a zaznamenaný bol aj nízky obsah DON, v rozpätí od 0,40 mg. kg -1 do 0,56 mg. kg -1. I tu sa objavili ojedinelé vzorky (v počte 7) s vysokým obsahom DON pochádzajúce opäť zo ZVO. Najvyšší obsah bol zaznamenaný v jednej vzorke v roku 2008 - 8.7 mg. kg -1.
Podľa výskumov sú klimatické podmienky v danom roku
najvýznamnejším faktorom ovplyvňujúcim kontamináciu zrna mykotoxínom
DON, na celkovej kontaminácii sa môžu podieľať až 48%. Z našich
pozorovaní sú zaujímavé roky 2004 a 2006 z hľadiska vývoja teploty
vzduchu. V roku 2004 bola v mesiaci máj a jún zo sledovaných rokov
najnižšia teplota (Tab. 1), ktorá oddialila kvitnutie. Nástup BBCH
65 sa posunul do poslednej dekády júna, kedy boli vyššie teploty,
ale zároveň vyšší úhrn zrážok. Tieto pozorovania boli podobné aj
v roku 2006, keď zrážky pribudli v poslednej júnovej dekáde, kedy
boli namerané najvyššie denné úhrny zrážok predstavujúce 95 - 128%
normálu a vyskytlo sa 5 dní so zrážkami vyššími ako 5 mm a priemernou
teplotou od 13,8 °C do 19,1 °C. Predpokladáme, že tieto podmienky
vytvorili prostredie pre šírenie infekcie v klasoch pšenice. V rokoch
2005, 2007, 2008 a 2011 neboli zvýšené teploty bez dostatku zrážok
podnetom pre rast fuzárií. V rokoch 2004 a 2006 zohralo dôležitú
rolu tiež druhové spektrum fuzárií, pretože frekvencia výskytu Fusarium
graminearum a Fusarium culmorum, hlavných producentov
mykotoxínu DON bola vysoká (Graf 2). Nižšia frekvencia výskytu oboch
druhov fuzárií bola zaznamenaná v roku 2008, teda v období s vyššími
teplotami a nižším úhrnom zrážok v mesiacoch máj a jún. Zvýšený
obsah DON bol zaznamenaný v súčinnosti dvoch klimatických prvkov-
teploty vzduchu a úhrnu zrážok v sledovanom priestore a roku.
Graf 2: Priemerná druhová frekvencia (%) výskytu fuzárií
v rokoch 2004, 2006 a 2008
Záver
Nižšie teploty v mesiacoch máj a jún, ale zároveň
dostatok zrážok boli priaznivé pre vývoj fuzárií a následnú produkciu
DON, v rokoch s vyššími teplotami a deficitom zrážok bol zistený
nižší obsah DON. Premenlivosť klimatických prvkov má i priestorovú
závislosť, čo je evidentné aj na území Slovenska. Najviac nadlimitných
vzoriek -17 pochádzalo zo zemiakárskej výrobnej oblasti (ZVO), ktorá
je z meteorologického hľadiska charakterizovaná zvýšenou zrážkovou
činnosťou a nižšou teplotou vzduchu pred kvitnutím a v čase plného
kvitnutia pšenice. Žiadna vzorka z horskej výrobnej oblasti (HVO)
neprekročila povolený limit obsahu DON. V tejto VO bola priemerná
teplota vzduchu v mesiaci jún v sledovaných rokoch v rozpätí od
14,4°C do 16,6°C, čo bola pre rozvoj choroby nedostačujúca teplota.
Súhra viacerých faktorov, ako druhové spektrum fuzárií, pestovanie
náchylných odrôd spolu s agrotechnickými zásahmi ovplyvňujú kumuláciu
mykotoxínu DON v zrnách pšenice. Pre zníženie kontaminácie zrna
mykotoxínami je dôležitý aj výber lokality. V rizikových oblastiach
je potrebné dodržiavať všetky opatrenia pre zabránenie šírenia choroby
v poraste, ako sú včasné aplikácie fungicídov- pred kvitnutím, v
čase nižšej teploty vzduchu a podľa možnosti (a poveternostných
podmienok) uskutočniť zber v stanovenom termíne. Predpoklad vývoja
počasia nastoľuje scenár vyšších teplôt a nižšieho úhrnu zrážok
vo vegetačnom období, čo by mohlo navodzovať predikovanie podlimitného
výskytu DON. Avšak fuzáriá, ako ukazujú viaceré štúdie sú veľmi
prispôsobivé patogény a dokážu sa adaptovať na zmenené podmienky
prostredia. Z monitoringu zameraného na druhové spektrum fuzárií
a priestorovú lokalizáciu bol zistený posun výskytu napr. F.
graminearum (teplomilný druh) do severnejších lokalít a naopak,
v roku 2008 sme izolovali zo vzorky pšenice Arida z lokality Veľký
Meder F. culmorum a F. poae, ktoré sú pokladané za
chladnomilné druhy.
Táto práca vznikla vďaka podpore OP Výskum a vývoj pre projekt: Vývoj nových typov rastlín s geneticky upravenými znakmi hospodárskeho významu ITMS: 26220220027. Projekt bol spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.
Vystavené 11.2.2014
|