Aduc în atenția fermierilor fungul Fusarium graminearum care produce boala numită „albirea și înroșirea spicelor”. În zonele din țară unde au căzut precipitații în perioada înfloritului, iar temperaturile au fost favorabile realizării infecțiilor, este posibil să apară fuzarioza.

Schimbările climatice din ultimii ani au influențat pozitiv dezvoltarea fungilor din genul Fusarium, favorizând apariția epidemiilor la grâu. Cea mai recentă epidemie de Fusarium la cerealele din Câmpia Banatului (și nu numai) a fost în anul 2019, an în care calitatea a fost foarte scăzută, în principal din cauza prezenței micotoxinelor fusariene în cantități care au depășit limitele permise.

Pierderile produse de F. graminearum la grâu în anii epidemici pot fi uriașe. Pagubele se datorează în mare parte sterilității spicelor, MMB-ului scăzut (masa a o mie de boabe), dar mai ales prezenței micotoxinelor în cariopse.

Fusarium graminearum este un patogen deosebit de periculos al cerealelor deoarece produce micotoxine încadrate în două clase chimice: trichothecene și zearalenon. Dintre trichothecene amintim: vomitoxina (deoxynivalenol sau DON), micotoxina T – 2, diacetoxyscirpenol (DAS), monoacetoxyscirpenol (MAS) şi nivalenol. Aceste micotoxine sunt iritanţi puternici şi au fost asociate atunci când sunt consumate cu simptome ca: vomă, refuzul hranei şi posibil ulcer gastric. Cele mai semnificative trichothecene sunt toxina T – 2 şi deoxynivalenolul, care apar în cantităţi destul de mari la cereale. Zearalenonul face parte din a doua clasă chimică de toxine produse de F. graminearum. Când este consumat de animale este asociat cu probleme de reproducere, cum sunt: avorturile, căldurile false, reabsorbţia fetusului şi a mumiilor [Cotuna & Popescu, 2009].

Fusarium și Alternaria sp. (foto din anul 2023)

În Câmpia Banatului, în anul 2023 au existat lanuri infectate, însă incidența spicelor atacate a fost mai scăzută, la fel și intensitatea. De la epidemia de Fusarium graminearum din anul 2019, putem aprecia că acest patogen nu a mai creat probleme deosebite în Banat, deoarece nu s-au întrunit condițiile climatice (precipitații continue și temperaturi moderate). Vom vedea ce va aduce această primăvară.

Prin intermediul acestui articol venim în sprijinul dumneavoastră cu informații despre tabloul simptomatic al bolii, biologia, epidemiologia și „combaterea” patogenului Fusarium graminearum. Aceste informații vă vor ajuta în viitor să vă protejați din timp culturile.

 

Micotoxinele fusariene, pericol pentru sănătatea oamenilor și animalelor

 

În fuzarioza grâului pot fi implicate mai multe specii de Fusarium. Studii numeroase arată că fuzarioza spicelor de grâu poate fi produsă de Fusarium graminearum, Fusarium culmorum, Fusarium nivale, Fusarium poae, Fusarium sporotrichioides [Miller, 1994; Lidell, 2003; Wegulo, 2012; Zrcková et al., 2019]. Dintre speciile menționate, Fusarium graminearum este prezentă în regiunile temperate cu climat mai cald, comparativ cu Fusarium culmorum care preferă zonele mai reci [Wang & Miller, 1988; Snijders & Perkowski, 1990; Miller et al., 1991; Miller, 2002]. În Câmpia Banatului, specia predominantă care produce infecții la spic este F. graminearum [Cotuna et al., 2013; Cotuna et al., 2022].

Dintre speciile de Fusarium producătoare de DON, F. graminearum este considerată cea mai importantă [Paraschivu et al., 2014; Paul et al., 2005; Anon, 1993c]. Deoxynivalenolul (DON) aparține familiei chimice de sequiterpene, fiind derivat din trichodiene (precursorul biochimic al tuturor trichothecenelor). DON - ul este foarte stabil din punct de vedere chimic. Semințele infectate de Fusarium conțin întotdeauna și micotoxine fusariene. Dintre acestea, DON - ul a fost găsit frecvent în cantități mari [McMullen et al., 1997]. După Wegulo (2012), cu cât procentul de boabe fusariate este mai mare cu atât și cantitatea de DON va fi mai ridicată. De altfel, marea majoritate a cercetătorilor corelează prezența deoxynivalenolului în cariopse cu intensitatea atacului din câmp și procentul de boabe fusariate [Cowger & Arellano, 2013]. Dacă ajunge în hrana oamenilor, deoxynivalenolul poate produce intoxicații alimentare, care se manifestă prin greață, vărsături, diaree, dureri de cap, dureri abdominale, febră etc [Lidell, 2003; Sobrova et al., 2010].

Până în acest an, limita maximă de DON admisă de legislația europeană în cerealele neprocesate era de 1250 ppb (1,25 ppm) [Commission Regulation (EC) No 1881/2006].

În Regulamentul (UE) 2024/1022 al CE din 8 aprilie 2024, de modificare a Regulamentului (UE) 2023/915 cu privire la nivelurile maxime de deoxinivalenol în produsele alimentare, limita maximă de DON permisă la cerealele neprocesate a scăzut la 1000 ppb. Noile reglementări intră în vigoare începând cu data de iulie 2024 și nu se aplică retroactiv.

A doua micotoxină importantă produsă de Fusarium graminearum este „toxina T - 2”, care apare în cantități semnificative la cereale, alături de deoxynivalenol [Annon, 1993b]. Intoxicația se manifestă prin simptome de febră, vomă, convulsii, anemie, inflamații acute ale aparatului digestiv.

Alt metabolit toxic produs de fungul F. graminearum este zearalenona (ZON). Zearalenona apare la grâul fusariat alături de DON și T - 2. Această toxină afectează eficiența reproductivă, nu și pofta de mâncare. Sindromul estrogenic ce apare în urma ingerării de hrană contaminată se caracterizează prin: umflarea glandelor mamare, hipertrofia uterină, umflarea vulvei, infertilitate [Marasas, 1991]. Cei mai sensibili sunt porcii.

Limitele maxime admise de ZON și T - 2 în grâul neprocesat sunt de 100 ppb. Cele trei micotoxine, DON, ZON și T - 2 nu sunt considerate carcinogenice. Zearalenona nu se transmite prin lapte sau alte produse lactate.

 

Factorii de risc pentru apariția infecțiilor

 

Risc crescut de infecții cu Fusarium graminearum se înregistrează în anii când se întrunesc următorii factori:

• Temperaturi optime pentru realizarea infecțiilor. După Anderson (1948), temperatura optimă pentru realizarea infecțiilor este de 25⁰C, indiferent de cât timp durează umezeala. După De Wolf et al. (2003), contează durata în ore a temperaturilor cuprinse între 15 - 30⁰C, înainte cu șapte zile de înflorit. În condiții de vreme caldă cu temperaturi cuprinse între 25 - 30⁰C și umiditate continuă, simptomele de Fusarium la spic (albire) pot apărea în 2 - 4 zile de la realizarea infecției [Wegulo, 2012]. Astfel, o cultură aparent sănătoasă, brusc poate să prezinte simptome de boală;

• Precipitațiile. Precipitațiile continue dinainte de înflorit și în timpul dezvoltării cariopselor favorizează acumularea de cantități mari de DON în cereale. Cantitățile de precipitații din lunile mai și iunie predispun cerealele la infecția cu Fusarium. Perioadele în care grâul poate fi infectat sunt la înflorit sau imediat după înflorit [Hernandez Nopsa et al., 2012; Wegulo, 2012]. De Wolf et al. (2003) arată importanța duratei în ore a precipitațiilor înainte cu șapte zile de înflorit;

• Umiditatea relativă a aerului (UR%). Cu cât expunerea la umezeală este mai îndelungată, intensitatea atacului la spic crește. Chandelier et al. (2011), într-un studiu efectuat pe o perioadă de șapte ani, arată o corelație puternică între umiditatea relativă medie de peste 80% și cantitatea de DON acumulată în cariopse;

• Tehnologiile practicate în prezent de către fermieri pot influența pozitiv infecțiile cu Fusarium, cât și acumularea de micotoxine. Sistemele de cultivare „minimum tillage” sau „no tillage” (utile pentru conservarea solului), densitățile mari practicate, lipsa rotației, au dus la creșterea sursei de inocul în resturile vegetale ce rămân la suprafața solului [Unger, 1994; Watkins, 1994; Matei et al., 2010];

• Soiurile sensibile.

 

Recunoașterea simptomelor

 

Fusarium graminearum poate ataca plantele de cereale păioase pe tot parcursul perioadei de vegetație, dacă condițiile climatice preferate se întrunesc.

Tabloul simptomatic al bolii se prezintă după cum urmează:

• Plăntuţele care provin din seminţe infectate se îngălbenesc şi în cele din urmă putrezesc;

• În faza de înfrăţire, rădăcinile şi coletul sunt brunificate din cauza infecţiilor realizate de miceliul şi clamidosporii din sol. Plantele atacate continuă să vegeteze slab şi vor forma spice sterile;

• Forma cea mai gravă de atac este după înspicare. Spicele, iniţial se albesc parţial (câteva spiculeţe) sau total, apoi se înroşesc şi se acoperă cu un înveliş micelian, alb – roz sau alb – rubiniu, uneori portocaliu - somon, pe care se observă sporodochiile ciupercii (forma imperfectă). Pe spicele înroşite (pe palee, ariste sau boabe) se observă puncte negre care sunt periteciile ciupercii (forma perfectă). Cariopsele infectate sau fuzariate rămân mici, zbârcite, cenuşii sau rozii iar germinaţia şi puterea de străbatere va fi slabă [Popescu, 2005].

 

Ciclul de viață

 

Fusarium graminearum este agentul etiologic dominant al fuzariozei spicului la cerealele păioase cultivate în România. Ciuperca rezistă în resturile de plante vegetale, în sol și în semințe. Vremea umedă prelungită în timpul perioadei de vegetație favorizează creșterea și sporularea ciupercii. Sporii ciupercii sunt purtați de vânt și de picăturile de apă pe spicele de grâu. Grâul este susceptibil a fi infectat în perioada înfloritului și când cariopsele încep să se formeze [Popescu, 2005].

Fusarium graminearum rezistă în sol sub formă de miceliu saprofit, clamidospori şi peritecii. O sursă importantă de transmitere este sămânţa infectată din care ies plăntuţe bolnave care mor (infecţie sistemică). Infecţiile primare pot fi realizate de micelii sau clamidosporii din sol dar şi de ascosporii şi conidiile care ajung pe părţile aeriene ale plantelor. După realizarea infecției, miceliul care se dezvoltă intracelular va intra în sporogeneză, formându-se astfel conidiile ce asigură infecţiile secundare (foarte păgubitoare mai ales în perioada înfloritului) – Popescu, 2005.

Dezvoltarea acestui patogen este favorizată de vremea umedă (umiditatea aerului peste 90%, prezenţa ploilor) şi de temperaturile moderate (peste 20⁰C) şi apoi de factorii agrofitotehnici (monocultura, solurile acide, azotul în exces, semănatul des, sensibilitatea soiurilor).

Infecţia continuă şi în depozite. Contaminarea cu micotoxinele produse de F. graminearum este asociată cu amânarea excesivă a recoltatului şi cu depozitarea cerealelor umede. Acumularea de micotoxine este masivă la temperaturi de 21 – 29⁰C şi la o umiditate a boabelor de peste 20%.

 

Managementul integrat al fuzariozei grâului

 

Putem combate sau nu fuzarioza la cereale? O întrebare la care este greu de răspuns. Măsurile din cadrul sistemului de combatere integrată pot ține sub control destul de puțin fuzarioza dar nu întotdeauna ne feresc de infecții. De ce? Pentru că orice măsuri am respecta, condițiile climatice sunt esențiale în realizarea infecțiilor.

Atac la cariopse. Stanga, cariopse fusariate, dreapta cariopsă aparent sănătoasă (foto din anul 2023) 

Măsuri profilactice

Măsurile de profilaxie sunt foarte importante dar nu ne feresc de infecții dacă condițiile climatice sunt favorabile patogeniei. Totuși, respectarea lor ne poate ajuta, în sensul că vom avea o rezervă mai mică în sol de inocul. În acest sens, este bine ca fermierii să respecte următoarele măsuri:

• Cultivarea de soiuri adaptate climei locale şi zonei unde vor fi cultivate.

• Cultivarea unor soiuri care tolerează mai bine patogenul. Despre rezistență totală nu putem discuta. Rezistența soiurilor de grâu la infecția cu Fusarium este foarte importantă și intens studiată astăzi. Sunt descrise până acum cinci tipuri de rezistență: tipul I - rezistența la infecția inițială (reacții de apărare); tipul II - rezistența la răspândirea agentului patogen în țesutul infectat; tipul III - rezistența la infecție a semințelor; tipul IV - toleranța la infecție; tipul V - rezistența la micotoxine [Mesterhazy, 1995; Ma et al., 2009; Kosaka et al., 2015; Zhang et al., 2020]. După Bai & Shaner (2004), crearea unor soiuri cu rezistență la Fusarium poate fi o strategie foarte bună pentru controlul acestei boli. În SUA, preocupări de ameliorare a grâului pentru rezistența la Fusarium sp. există de prin anul 1929. Un studiu din 1963 arată că, după un ciclu de cercetari de nouă ani, toate plantele de grâu pot fi infectate în proporție mai mare sau mai mică [Schroeder & Christensen, 1963].

• Controlul dăunătorilor în lanurile de cereale nu trebuie neglijat, deoarece se ştie că favorizează infecţiile cu Fusarium graminearum.

• Densităţile mari trebuie evitate.

• Fertilizarea cu azot şi alte substanţe nutritive să se facă în mod echilibrat.

• Rotaţia culturilor trebuie respectată, deoarece s-a constatat că reduce riscul de contaminare cu micotoxine produse de ciuperca Fusarium graminearum.

• Resturile vegetale să fie îngropate prin intermediul arăturii.

• Recoltarea la timp, uscarea la 24 de ore de la recoltare şi supravegherea umidităţii boabelor la depozitare [Cotuna & Popescu, 2009].

Dacă aceste măsuri sunt respectate, sursa de inocul va fi diminuată, NU şi eliminată.

Măsuri chimice

În funcție de condițiile climatice, tratamentele chimice pot fi eficiente sau nu. Tratarea semințelor înainte de semănat este esențială în prevenirea primelor infecții.

În România sunt omologate următoarele substanțe pentru tratarea semințelor de cereale păioase: Triticonazol; Tebuconazol; Fludioxonil + teflutrin (insecticid); Fludioxonil + protioconazol + tebuconazol; Fludioxonil; Difenoconazol + fludioxonil; Difenoconazol + fludioxonil + tebuconazol; Difenoconazol; Fludioxonil + fluxapyroxad + triticonazol; Ipconazol; Fluxapyroxad; Fludioxonil + sedaxan; Difenoconazol + fludioxonil + sedaxan; Bixafen + tebuconazol [după Aplicația PESTICIDE 2.24.3.1, 2024].

Tratamentele din vegetație

La modul general, în literatura de specialitate se recomandă două tratamente în timpul sezonului de vegetație, după cum urmează: primul tratament la începutul înspicării; iar al doilea tratament la sfârșitul înfloritului.

Studiile efectuate pentru stabilirea momentelor optime de efectuare a tratamentelor (când au eficacitate maximă) recomandă următoarea strategie:

• Tratament la BBCH 59 - când grâul nu este înflorit - eficiență ridicată.

• Tratament la BBCH 63 - 65 - început înflorit, moment optim pentru bolile spicului în general.

• Tratament la BBCH 69 - sfârșit înflorit - nu se recomandă (prea târziu pentru tratament) - se poate aplica doar în situații grave cu risc de infecții secundare când sunt ploi continue după înflorit.

Pentru tratamentele în vegetație sunt omologate următoarele substanțe: Azoxistrobin; Tebuconazol; Metconazol; Azoxistrobin + protioconazol; Protioconazol + tebuconazol; Azoxistrobin + tebuconazol; Kresoxim - metil + mefentrifluconazol; Benzovindiflupir + protioconazol; Benzovindiflupir; Protioconazol; Protioconazol + spiroxamină + tebuconazol; Ciprodinil; Fenpropidin; Difenoconazol + tebuconazol; Tebuconazol + trifloxistrobin; Protioconazol + spiroxamină + trifloxistrobin; Protioconazol + trifloxistrobin; Boscalid + protioconazol; Fluxapyroxad + piraclostrobin; Mefentrifluconazol + piraclostrobin; Bromuconazol + tebuconazol; Proquinazid + protioconazol [după Aplicația PESTICIDE 2.24.3.1, 2024].

Fungicidele omologate trebuie utilizate doar în dozele recomandate de producători. Nu măriți dozele. Mărirea dozelor duce la apariția fenomenului de rezistență, iar rezistența la pesticide este o problemă mare a agriculturii moderne.

Tratamentele trebuie efectuate doar în zilele în care nu bate vântul și temperaturile nu sunt ridicate. Dacă după efectuarea tratamentelor intervin ploi, va trebui să repetați. Este foarte important să fie respectați timpii de pauză până la recoltat. Fungicidele utilizate la cereale au timpi de pauză destul de mari, începând de la 35 până la 50 zile.

Măsuri biologice

Combaterea biologică este foarte rar utilizată în combaterea fuzariozei la grâu și nu numai. De interes sunt antibioticele produse de bacterii (Bacillus subtilis) și fungi (Penicillium, Trichoderma, Trichothecium): fitobacteriomicina, nifimicina, fitoflavina, lavendromicina, trichotecina [Popescu, 2005].

În prezent, există un produs biologic omologat în România pe bază de Pythium oligandrum (M1 x 106 oospores/g Pythium oligandrum) pentru tratarea fuzariozei în perioada de vegetație. Tratamentele cu agenți biologici trebuie efectuate preventiv, nu curativ.

De reținut, recoltele contaminate cu micotoxine fusariene nu pot fi destinate nici pentru panificaţie, nici pentru hrana animalelor, din cauza intoxicaţiilor grave pe care le produc.

 

Bibliografie

Andersen, A. L., 1948. The development of Gibberella zeae head blight of wheat. Phytopathology, 38, 599 – 611.

Anon, 1993b. In IARC Monographs on the evaluation of carcinogenic risk to humans, vol. 56, International Agency for Research an Cancer, Lyon, France, pp. 467 - 488.

Anon, 1993c. In IARC Monographs on the evaluation of carcinogenic risk to humans, vol. 56, International Agency for Research an Cancer, Lyon, France, pp. 397 - 444.

Bai, G., Shaner, G., 2004. Management and resistance in wheat and barley to Fusarium head blight. Annu. Rev. Phytopathol. 42: 135 - 161.

Chandelier, A., Nimal, C., André, F., Planchon, V., Oger, R., 2011. Fusarium species and DON contamination associated with head blight in winter wheat over a 7-year period 92003–2009) in Belgium. Eur. J. Plant Pathol., 130, 403 – 414.

Cotuna, O., Sărățeanu, V., Durău, C., Paraschivu, M., Rusalin, G., 2013. Resistance reaction of some winter wheat genotipes to the attack of Fusarium graminearum L. Schw. in the climatic conditions of Banat plain, Research Journal of Agricultural Science, 45 (1), p. 117 - 122.

Cotuna O., Paraschivu M., Sărăţeanu V., Partal E., Durău C. C., 2022. Impact of Fusarium head blight epidemics on the mycotoxins’ accumulation in winter wheat grains, Emirates Journal of Food and Agriculture, 34 (11), 949 - 962.

Cotuna O., Popescu G., 2009. Securitatea și calitatea produselor vegetale, siguranța vieții, Editura Mirton, Timișoara, 327 p..

Cowger, C., Arellano, C., 2013. Fusarium graminearum infection and deoxynivalenol concentrations during development of wheat spikes. Phytopathology 103: 460 - 471.

De Wolf, E. D., Madden, L. V., Lipps, P. E., 2003. Risk assessment models for wheat Fusarium head blight epidemics based on within-season weather data. Phytopathology, 93, 428 – 435.

Hernandez Nopsa, J., Baenziger, P. S., Eskridge, K. M., Peiris, K. H. S., Dowell, F. E., Harris, S. D., Wegulo, S. N., 2012. Differential accumulation of deoxynivalenol in two winter wheat cultivars varying in FHB phenotype response under field conditions. Can. J. Plant Pathol. 34, 380 – 389.

Kosaka, A., Manickavelu, A., Kajihara, D., Nakagawa, H., Ban, T., 2015. Altered gene expression profiles of wheat genotypes against Fusarium head blight. Toxins 72: 604 - 620.

Liddell, C. M., 2003. Systematics of Fusarium species and allies associated with Fusarium head blight. In Fusarium Head Blight of Wheat and Barley; Leonard, K. J., Bushnell, W. R., Eds.; American Phytopathological Society: St. Paul, MN, USA, 2003; pp. 35 – 43.

Ma, H., Ge, H., Zhang, X., Lu, W., Yu, D., Chen, H., Chen, J., 2009. Resistance to Fusarium head blight and deoxynivalenol accumulation in Chinese barley. J. Phytopathology, 157, 166 – 171.

Marasas, W. F. O., 1991. In Mycotoxins and Animal Foods (J. E., Smith, and R. S., Henderson, editors), CRC Press, Inc., pp. 119 - 139.

Matei, G., Păunescu, G., Imbrea, F., Roşculete E., Roşculete, C., 2010. Rotation and fertilization - factors in increasing wheat production and improving the agro productive features of the brown reddish soil from central area of Oltenia, Research Jurnal Of Agricultural Science, Vol. 42 (1). USAMVB Timișoara, pag. 182 - 189.

Mesterhazy, A. I., 1995. Types and components of resistance to Fusarium head blight of wheat. Plant breeding 114 5: 377 - 386.

McMullen, M., Jones, R., Gallenberg, D., 1997. Scab of wheat and barley: A re-emerging disease of devastating impact. Plant Dis. 81:1340 - 1348.

Miller, J. D., Greenhalgh, R., Wang, Y., Lu, M., 1991. Trichothecene chemotypes of three Fusarium species. Mycologia, 83, 121 – 130.

Miller, J. D., 1994. Epidemiology of Fusarium ear diseases of cereals. In Mycotoxins in Grain. Compounds Other than Aflatoxin; Miller, J. D., Trenholm, H. L., Eds.; Eagan Press: St. Paul, MN, USA, 1994; pp. 19 – 36.

Miller, J. D., 2002. Aspects of the ecology of Fusarium toxins in cereals. In Mycotoxins and Food Safety; DeVries, J. W., Trucksess, M. W., Jackson, L. S, Eds.; Kluwer Academic/Plenum Publishers: New York, USA, pp. 19 – 28.

Paraschivu, M., Cotuna O., Paraschivu M., 2014. Integrated disease management of Fusarium head blight, a sustainable option for wheat growers worldwide, Annals of the University of Craiova - Agriculture, Montanology, Cadastre Series, vol. XLIV, p. 183 - 187.

Paul, P. A., Lipps, P. E., Madden, L. V., 2005. Relationship between visual estimates of Fusarium head blight intensity and deoxynivalenol accumulation in harvested wheat grain: a meta-analysis. Phytopathology 95:1225 - 1236.

Popescu G., 2005. Tratat de patologia plantelor, vol. II Agricultură, Editura Eurobit, 341 p..

Snijders, C. H. A., Perkowski, J., 1990. Effects of head blight caused by Fusarium culmorum on toxin content and weight of wheat kernels. Phytopathology, 80, 566 – 570.

Sobrova, P., Adam, V., Vasatkova, A., Beklova, M., Zeman, L., Kizek, R., 2010. Deoxynivalenol and its toxicity. Interdisc. Toxicol., 3, 94 – 99.

Schroeder, H. W., Christensen, J. J., 1963. Factors affecting resistance of wheat to scab caused by Gibberella zeae. Phytopathology 53 7, 1: 831 - 838.

Unger, P. W., 1994. Residue production and uses–an introduction to managing agricultural residues. In Managing Agricultural Residues; Unger, P. W., Ed., Lewis Publishers: Boca Raton, F. L., USA, pp. 1 – 6.

Zhang, W., Boyle K., Brûlé - Babel, A. L., Fedak, G., Gao, P., Robleh Djama, Z., Polley, B., Cuthbert R. D., Randhawa, H. S., Jiang, F., Eudes, F., Fobert, P. R., 2020. Genetic Characterization of Multiple Components Contributing to Fusarium Head Blight Resistance of FL62R1, a Canadian Bread Wheat Developed Using Systemic Breeding. Front. Plant Sci. 11:580833.

Zrcková, M., Svobodová - Leišová, L., Bucur, D., Capouchova, I., Konvalina, P., Pazderu, K., Janovská D., 2019. Occurence of Fusarium spp. In hulls and grains of different wheat species, Romanian Agricultural Research, No. 36, 173 - 185.

Watkins, J. E., Boosalis, M. G., 1994. Plant disease incidence as influenced by conservation tillage systems. In Managing Agricultural Residues; Unger, P. W., Ed. Lewis Publishers: Boca Raton, F. L., USA, 261 – 283.

Wegulo, S. N., 2012. Factors influencing Deoxynivalenol accumulation in small grain cereals, Toxins, 4, 1157 - 1180.

Wang, Y. Z. and Miller, J. D., 1988. Screening techniques and sources of resistance to fusarium head blight. In: A. R., Khlatt, (ed), Wheat production: constraints in tropical environments. CIMMYT, Mexico. 239 - 250.

***. 2006. Commission Regulation (EC) No 1881/2006 of 19 December 2006 setting maximum levels for certain contaminants in foodstuffs.

***. 2013. Commission Recommendation 2013/165/EU of 27 March 2013 on the presence of T-2 and HT-2 toxin in cereals and cereal products.

***. 2024. REGULAMENTUL (UE) 2024/1022 AL COMISIEI din 8 aprilie 2024 de modificare a Regulamentului (UE) 2023/915 în ceea ce privește nivelurile maxime de deoxinivalenol în produse alimentare, Jurnalul Oficial al Uniunii Europene, 9.4.2024, ELI: http://data.europa.eu/eli/reg/2024/1022/oj.

 

Articol scris de: dr. ing. OTILIA COTUNA, șef lucrări Facultatea de Agricultură USV „Regele Mihai I” Timișoara, Departamentul de Biologie și Protecția Plantelor

Foto: Otilia Cotuna (realizate în anii trecuți)

 

Abonamente Revista Fermierului – ediția print, AICI!

2022 a fost un an extrem de dificil pentru porumb, cultură care a suferit din cauza stresului termic și hidric din perioada de polenizare și apoi de maturare. Regimul termic și hidric înregistrat în lunile iulie și august 2022 a influențat negativ dezvoltarea porumbului. În consecință, după cum știți, producțiile de porumb din anul 2022 au fost foarte scăzute. Din păcate, producțiile mici obținute s-au dovedit a fi și contaminate cu fungi micotoxigeni.

La Stațiunea de Cercetare – Dezvoltare Agricolă (SCDA) Lovrin, producțiile de porumb au fost cuprinse între 300 și 4.000 kg/ha. Producțiile mai mari s-au obținut pe terenurile unde sunt perdele forestiere.

Încă din vară (luna august 2022) atrăgeam atenția asupra infecției cu Aspergillus flavus și/sau A. parasiticus la știuleții de porumb. Probabil că mulți fermieri au trecut cu vederea cele spuse de mine. Acești fungi produc un mucegai de culoare galben - verzuie pe știuleți, care poate fi ușor observat la vârful știuleților dacă pănușile se dau la o parte.

În câmpul experimental cu porumb de la SCDA Lovrin am monitorizat anul trecut opt hibrizi de porumb prin prisma comportării la atacul unor patogeni și dăunători specifici. În mod special am urmărit atacul fungilor micotoxigeni (Fusarium verticillioides, F. graminearum, Aspergillus flavus) și al dăunătorilor implicați în epidemiologia acestora (Helicoverpa armigera și Ostrinia nubilalis). Omida fructificațiilor și sfredelitorul tulpinilor au fost monitorizați cu ajutorul capcanelor feromonale pentru a stabili perioadele optime de tratament a acestora. Monitorizarea s-a realizat în parteneriat cu compania FMC Agro România, iar avertizările au fost transmise fermierilor prin intermediul aplicației ArcFarm Intelligence.

Evaluarea atacului fungilor micotoxigeni a scos în evidență nivelul ridicat al infecției la știuleți. În cazul fungului Aspergillus flavus, incidența atacului la cei opt hibrizi analizați s-a situat în intervalul 37 - 72%, iar severitatea între 15 - 40%. Comparativ cu anul 2021, și inicidența și severitatea au fost mai ridicate în anul 2022. Fuzarioza la știuleți produsă de Fusarium verticillioides și/sau F. graminearum a fost prezentă cu o incidență de atac cuprinsă între 13 - 52% și severitate între 10 - 25%. Dacă în alți ani, frecvența știuleților atacați de Fusarium era mai ridicată decât cei infectați cu Aspergillus flavus, în anul 2022 situația s-a inversat. Datele prezentate în acest material sunt sintetice deoarece ele vor urma să fie publicate într-un articol științific. Când lucrarea va apărea, o voi pune la dispoziția dumneavoastră ca să vedeți și care au fost hibrizii analizați.

Atacul celor doi dăunători menționați mai sus a fost agresiv în anul 2022. Frecvența știuleților atacați de Helicoverpa armigera s-a situat în intervalul 56 - 100%. Densitatea larvelor pe știuleți a fost cuprinsă frecvent între 0 - 3 larve, sporadic câte 4 - 6 larve pe un știulete. Frecvența plantelor atacate de Ostrinia nubilalis a trecut de 50% în cazul unor hibrizi. Densitatea larvelor pe plantă a fost cuprinsă între 0 - 7 la prima generație și 4 - 11 la generația a doua. Pe știuleți, frecvent au fost observate câte 1 - 3 larve.

Lotul experimental a fost recoltat la sfârșitul lunii octombrie și imediat au fost trimise către laborator probe pentru determinarea micotoxinelor prezente în cariopsele de porumb. Datorită prezenței fungilor micotoxigeni pe știuleți cu frecvențe și intensități de atac ridicate, am cerut determinarea următoarelor micotoxine: aflatoxine totale (B1, B2, G1, G2), fumonisine (B1, B2) și DON (deoxynivalenol). Aflatoxinele sunt produse de fungul Aspergillus flavus și/sau A. parasiticus, fumonisinele de Fusarium verticillioides, F. proliferatum, F. subglutinans, iar deoxynivalenolul de Fusarium graminearum.

Larvă de Helicoverpa armigera acoperită cu spori de Aspergillus flavus

Rezultatele venite de la laborator nu m-au surprins, ci au susținut datele din teren. Cele trei micotoxine au fost detectate în boabele de porumb la toți hibrizii analizați. Cantitățile de micotoxine au depășit limitele permise de legislația în vigoare în cazul aflatoxinelor. La fumonisine și deoxynivalenol cantitățile determinate au fost sub limita maximă admisă. Așadar, discutăm de un „cocktail” de micotoxine prezente în recolta de porumb din anul 2022.

Cantitățile de aflatoxine totale din probele de porumb s-au situat în intervalul 22 - 174 ppb, inregistrându-se depășiri ale limitelor maxime admise. În toate cerealele, limita maximă de aflatoxine totale permisă este de 4 ppb, iar pentru aflatoxina B1 de 2 ppb. În cazul porumbului care urmează a fi sortat sau supus altui tratament fizic înaintea consumului uman sau a utilizării ca ingredient în produse alimentare, limita de aflatoxine totale permise este de 10 ppb, iar pentru aflatoxina B1 de 5 ppb. Limita maximă de aflatoxine din lapte este de 0,05 ppb (după Regulation (EC) no. 1881/2006 (EC); Regulation (EU) No 165/2010 și Regulation (EU) No. 1058/2012). Dacă analizăm aceste cifre observăm că avem depășiri la aflatoxine de 5 și chiar 43 ori față de limitele permise. Am semnale de la fermieri din Timiș, dar și din alte zone din țară că aflatoxinele determinate la porumb au trecut chiar și de 400 ppb și chiar mai mult în unele situații.

 

De ce avem aflatoxine în recolta de porumb a anului 2022?

 

Prezența aflatoxinelor în recolta de porumb a anului 2022 poate fi din cauza modificărilor climatice, în special a temperaturilor ridicate și a perioadelor secetoase prelungite. De altfel, principalii factori care contribuie la contaminarea cu aflatoxine sunt seceta și stresul termic din perioada de maturare a porumbului. Iar vara anului 2022 a fost una secetoasă și cu temperaturi maxime foarte ridicate.

Miceliu de Aspergillus flavus pe rănile produse de larvele de Helicoverpa armigera

Condițiile climatice înregistrate la Lovrin în lunile iulie, august și septembrie 2022 au favorizat infecțiile cu Aspergillus flavus și Fusarium verticillioides (predominant față de F. graminearum). Cerințele celor doi patogeni față de condițiile climatice fiind similare, nivelurile maxime de aflatoxine pot fi corelate uneori cu niveluri ridicate de fumonisine, formându-se astfel un „cocktail” de toxine cancerigene în boabele de porumb (Marin et al., 2004; Thompson & Raizada, 2018). Pe lângă acești patogeni extrem de periculoși deoarece influențează calitatea producției de porumb, condițiile climatice au favorizat și dezvoltarea dăunătorilor Helicoverpa armigera și Ostrinia nubilalis. În cazul dăunătorului Helicoverpa armigera, temperaturile ridicate au favorizat dezvoltarea a trei generații și suspectăm și a patra, conform curbelor maxime de zbor înregistrate la capcanele feromonale (analizăm încă datele primare și sumele de temperaturi calculate).

La Lovrin, luna iulie a fost extrem de călduroasă. Temperaturile medii înregistrate au fost cuprinse între 18 și 29,9^oC, iar cele maxime între 26,4 și 41,1⁰C (la 23 iulie). Abaterea înregistrată față de media multianuală a lunii (22,2⁰C) a fost de 2,8⁰C (media lunară înregistrată a fost de 25⁰C). După cum observați, abaterea a fost pozitivă. Temperaturile minime înregistrate au fost cuprinse între 11,1 și 22,7⁰C. Umiditatea relativă medie a aerului a fost cuprinsă între 30 și 77%, iar cea maximă între 54 și 100%. În ceea ce privește regimul precipitațiilor, în această lună au căzut 39,2 mm la Lovrin, înregistrându-se un deficit de 16,6 mm față de media multianulă a lunii, care este de 55,8 mm.

Luna august 2022 a fost asemănătoare cu luna iulie din punct de vedere al regimului termic și hidric. Temperaturile medii s-au situat în intervalul 19,8 - 29,8⁰C. Media lunară a fost de 24,5⁰C. Temperaturile maxime înregistrate au fost cuprinse între 22,5 - 39,7⁰C (la 19 august), iar minimele între 14,7 și 20,7⁰C. Abaterea față de media multianuală (21,7⁰C) a fost pozitivă și similară cu cea înregistrată în luna august (2,8⁰C). Umiditatea relativă medie a aerului s-a situat în intervalul 40 - 98%, iar cea maximă a oscilat între 70 și 100%. Precipitațiile căzute au fost de 14,6 mm, cu 17,7 mm mai puțin față de media multianuală a lunii, care este de 32,3 mm.

La o simplă analiză, observăm că temperaturile au fost mai ridicate față de media multianuală a celor două luni cu aproximativ 3⁰C (îngrijorător), iar regimul pluviometric a fost deficitar (la fel de îngrijorător). În opinia mea, condițiile climatice înregistrate la Lovrin au fost decisive în realizarea infecțiilor cu fungi micotoxigeni (știm că sunt iubitori de temperaturi ridicate și vreme secetoasă).

Climatul lunii septembrie 2022 a întreținut infecțiile dar și atacul de Helicoverpa armigera, care prin daunele produse la știuleți a favorizat răspândirea fungilor micotoxigeni. Temperaturile medii ale acestei luni au fost cuprinse între 9,8 și 22,9⁰C. Media lunară a fost de 16,5⁰C, foarte apropiată de media multianuală care este de 16,8⁰C. Temperaturile maxime s-au situat între 15,7 și 30,9⁰C (la 8 septembrie), iar minimele între 4,8 și 18,9⁰C. Precipitațiile înregistrate în această lună au fost de 124 mm, înregistrându-se excedent de 81,6 mm față de media multianuală a lunii care este de 42,4 mm.

Miceliu prăfos, galben - verzui specific fungului Aspergillus flavus

Pe lângă factorii climatici, contaminarea cu fungi micotoxigeni poate fi influențată și de: folosirea unor hibrizi productivi dar sensibili la patogenii micotoxigeni, tehnologiile agricole bazate pe lucrările minimale ale solului (deși benefice pe de o parte) și monocultură (fungii se dezvoltă pe resturile vegetale în descompunere ale vechii culturi), atacul dăunătorilor care se implică în epidemiologia fungilor micotoxigeni (Battilani et al., 2012; Lagogianni & Tsitsigiannis, 2018).

 

Ce se poate face pentru diminuarea contaminării cu aflatoxine a porumbului?

 

Destul de complicat de răspuns la această întrebare, deoarece factorii climatici sunt decisivi în realizarea infecțiilor. Totuși, în cadrul strategiilor de management, se recomandă îmbinarea armonioasă a măsurilor chimice (utilizarea unor fungicide) cu cele biologice (utilizarea unor antagoniști) și de prevenție (germoplasmă rezistentă la boli, rotație corectă etc). La baza tratamentelor ar trebui să stea modele de prognoză și avertizare a bolilor și dăunătorilor. Dacă s-ar întâmpla așa, cu siguranță contaminarea cu Aspergillus flavus ar fi mai scăzută, la fel și cantitatea de aflatoxine (Lagogianni & Tsitsigiannis, 2018).

Pungă de Ustilago maydis pe care s-a instalat Aspergillus flavus

Important de știut! Aflatoxinele constituie o amenințare la siguranța și securitatea alimentară. Datorită modificărilor climatice și a sistemelor agricole bazate pe monocultură există în prezent risc continuu de contaminare cu aflatoxine al cerealelor pe traseul „de la fermă la furculiță”. La nivel mondial se observă o creștere a cantității de micotoxine în produsele vegetale. Acest aspect poate avea implicații serioase în sănătatea oamenilor și animalelor (sunt cancerigene).

Bibliografie

Battilani P., V. Rossi, P. Giorni, A. Pietri, A. Gualla, H. J. Van der Fels-Klerx, C. J. H. Booij, A. Moretti, A. Logrieco, F. Miglietta, P. Toscano, M. Miraglia, B. De Santis and C. Brera, 2012. Modelling, predicting and mapping the emergence of aflatoxins in cereals in the EU due to climate change. EFSA Scientific Report, EFSA Supporting Publications.

Commission, E., Commission Regulation (EC) No 1881/2006 of 19 December 2006 setting maximum levels for certain contaminants in foodstuffs (Text with EEA relevance) in 1881/2006, E. Commission, Editor., (2006).

Commission, E., Commission Regulation (EU) No 165/2010 of 26 February 2010 amending Regulation (EC) No 1881/2006 setting maximum levels for certain contaminants in foodstuffs as regards aflatoxins in 1865/2010, E. Commission, Editor., (2010).

Commission, E., Commission Regulation (EU) No 1058/2012 of 12 November 2012 amending Regulation (EC) No 1881/2006 as regards maximum levels for aflatoxins in dried figs, in 1058/2012, E. Commission, Editor., (2012).

Uniunea Europeană Regulamentul (CE) nr. 1881/2006 din 19 decembrie 2006 de stabilire a nivelurilor maxime pentru anumiţi contaminanţi din produsele alimentare, in Reg. CE. 1881/2006, C. Europena, Editor., © Uniunea Europeană, http://eur-lex.europa.eu/, 1998 - 2014: Bruxelles. (2006).

Lagogianni S. C., Tsitsigiannis D. I., 2018. Effective chemical management for prevention of aflatoxins in maize, Phytopathologia Mediterranea (2018), 57, 1, 186−197.

Marin, S., Magan, N., Ramos, A. J., Sanchis, V., 2004. Fumonisin - producing strains of Fusarium: A review of their ecophysiology. J. Food Prot. 2004, 67, 1792 – 1805.

Thompson M. E. H., Raizada M. N., 2018. Fungal Pathogens of Maize Gaining Free Passage Along the Silk Road, Pathogens 2018, 7, 81; doi:10.3390/pathogens7040081.

Articol scris de: dr. ing. OTILIA COTUNA, șef Laborator Bioinginerii Vegetale SCDA Lovrin, șef lucrări Facultatea de Agricultură - USV „Regele Mihai I” Timișoara

Foto: Otilia Cotuna

 

Abonamente Revista Fermierului - ediția print, aici: https://revistafermierului.ro/magazin/acasa/21-abonament-revista-fermierului-12-luni.html

În luna martie a anului curent va vedea lumina tiparului cartea „Securitatea și calitatea produselor vegetale, siguranța vieții”, scrisă de dr. ing. Otilia Cotuna (șef Laborator Protecția Plantelor SCDA Lovrin și șef Lucrări USAMVB Timișoara), conf. dr. Marinel Horablaga (USAMVB Timișoara și director Stațiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă Lovrin) și dr. Mirela Paraschivu (șef Lucrări Facultatea de Agronomie Craiova, catedra Fitopatologie).

Cartea, ne-a spus Otilia Cotuna, se adresează tuturor specialiștilor din agricultură (fermieri, cercetători, cadre didactice, protecționiști, studenți etc.), dar și consumatorilor care doresc un plus de informații despre contaminanții periculoși ai produselor vegetale agricole (limite maxime admise, gradul de toxicitate pentru om și animale, cât și măsurile de prevenție, acolo unde este posibil).

Sunt aduși în atenție factorii care au condus la poluarea produselor vegetale punând în pericol siguranța alimentară. „Principalii contaminanți ai produselor vegetale, tratați în carte sunt: micotoxinele produse de fungii micotoxigeni care atacă plantele cultivate în perioada de vegetație, dar și de depozitare, pesticidele și limitele maxime admise în produsele vegetale, metale grele, aditivi și E-uri, poluarea dioxicarbonică, metanică și nanometrică (ca factori esențiali ai modificărilor climatice)”, a precizat Otilia Cotuna.

Abonamente Revista Fermierului, ediția print, aici: https://revistafermierului.ro/magazin/acasa/21-abonament-revista-fermierului-12-luni.html