Визначення спор сажки методом мікологічної експертизи зерна пшениці

Сажкові захворювання зернових культур – це серйозна проблема, яка впливає на якість врожаю, безпечність продукції та економічну стабільність агровиробників. Карликова, летюча, тверда сажка пшениці та інші види грибкових захворювань можуть суттєво знизити рентабельність господарств, якщо їх вчасно не виявити. Дотримання стандартів, таких як ДСТУ 3768:2019 «Пшениця. Технічні умови», та використання сучасних методів контролю є критично важливими для забезпечення високої якості зерна. У цій статті ми розглянемо ключові аспекти виявлення сажки, профілактичних заходів та боротьби із захворюваннями.

Що таке сажка та які її види?

Сажка – це грибкове захворювання, яке уражає зернові культури, зокрема пшеницю та ячмінь, завдаючи значних збитків господарствам. Головною особливістю сажки є утворення спор грибів на поверхні або всередині зерна, що псує його якість і робить непридатним для використання. Найпоширенішими видами сажки є:

Tilletia controversa

Карликова сажка пшениці (Tilletia controversa): цей вид характеризується ураженням зерна на стадії сходів. Ознаки: короткі, ослаблені стебла, зерно покрите чорними спорами, що легко розсипаються. Зараження зазвичай відбувається за умов низьких температур і високої вологості.

 

Tilletia caries

Тверда сажка пшениці (Tilletia caries): найчастіше уражає колосся пшениці. Візуально проявляється у вигляді спор, що утворюють "пилоподібну" масу всередині зерна, заміняючи його вміст. Зараження поширюється через ґрунт або необроблене насіння.

Ustilago tritici

Летюча сажка пшениці (Ustilago tritici): спори цього грибка знищують зерно ще на стадії розвитку колоса. Уражені рослини часто не формують нормального врожаю, а колосся виглядає деформованим і покритим чорною масою спор. 

Urocystis agropyri Koern

Стеблова сажка пшениці (Urocystis agropyri Koern), на житі U. Occulta Rabh.: вражає стебла рослин, утворюючи темні смуги та пустоти, що значно знижує міцність стебел і може призводити до вилягання. Ураження спостерігається переважно у вологих умовах.

 

Tilletia indica Mitra

Індійська сажка (Tilletia indica Mitra): поки що в Україні не зафіксована, але через зміни клімату зростає ризик її появи. Вражає зерно та проростки, утворюючи чорні спори з характерним неприємним запахом. Сприятливими умовами для розвитку є підвищена температура і вологість, що відповідає сучасним кліматичним тенденціям.

Ці захворювання не тільки знижують врожайність, але й створюють загрозу поширення інфекції на інші культури, тому своєчасна діагностика і профілактика є критично важливими.

Як визначити сажкові гриби у зерні?

• Візуальний огляд
  Перший етап аналізу включає огляд зразків зерна без спеціального обладнання. Уражене зерно має характерний зовнішній вигляд: потемніння, чорні плями, або наявність спор грибів, які можуть осипатися. Цей метод дозволяє швидко визначити можливу проблему, але не дає точного результату.

• Мікологічна експертиза
  Для точного визначення сажкових грибів проводиться лабораторний аналіз. Зерно очищують, а потім досліджують під мікроскопом, щоб ідентифікувати спори грибів за їх морфологічними ознаками (форма, розмір, структура поверхні). Результати мікологічної експертизи є ОСТАТОЧНИМИ щодо визначення класу зерна. (Див. Таблицю 1).

Для наочного уявлення пропонуємо переглянути відео, записане в нашому офісі за допомогою мікроскопа MFL-06 і камери Горяєва. Попри відсутність лабораторних умов, відео демонструє реальний вигляд спор грибів.

* Вміст різних видів сажкових грибів враховується сумарно.

Якщо на зернині до 100 спор сажкових грибів, зерно залишається у тому класі, який був визначений попередньо. (Сторінка 3, пункт 3.5 "Сажкове зерно" ДСТУ 3768:2019)

Етапи визначення сажки

1. З середньої проби виділяють чотири наважки по 100 зерен кожна.
2. Кожне навішування поміщають у колбу або стакан, додають 10 мл дистильованої води і перемішують протягом 5 хвилин.
3. Отриману суспензію переносять у пробірки та центрифугують протягом 10-15 хвилин на швидкості 1000–2000 об/хв.
4. Після центрифугування залишають 1 мл осаду, який піпеткою Пастера переносять на камеру Горяєва.
5. Дослідження осаду проводять за допомогою мікроскопа, ідентифікуючи спори грибів за їх морфологічними характеристиками.

Яке обладнання необхідне для визначення сажки?

• Мікроскоп 1000х - 1600х
• Центрифуга лабораторна СМ-3
• Камера Горяєва 2-секційна
• Набір покривних скелець для камери Горяєва
• Циліндр 4А-25-2 мірний з пластиковою пробкою (ГОСТ 1771-74)
• Пробірка 15 мл 16х120 мм FALCON
• Штатив для пробірок D18mm 20 гнізд
• Піпетка транспортна (Пастера) 160 мм, 3,0 мл, градуйована, ПЕ
• Ваги лабораторні, 2 кл. точності, ТВЕ-0,21-0,001-а-2
• Дільник-змішувач зерна БІС-1У
• Аквадистилятор ДЕ-5
• Таймер 

Як заражається зерно?

• Через насіння
  Спори грибів часто залишаються на поверхні зерна або проникають у його структуру. При висіванні зараженого насіння спори активізуються, потрапляючи у ґрунт і вражаючи нові рослини.

• Ґрунт як джерело інфекції
  Сажкові гриби здатні зберігатися в ґрунті протягом тривалого часу, що створює сприятливі умови для повторного зараження. Зміни клімату, зокрема підвищення середньорічної температури, сприяють активізації грибкових інфекцій, оскільки зими стають менш морозними, а ґрунт часто залишається недостатньо промерзлим.

• Залишки рослин
  Недостатнє очищення полів після збору врожаю призводить до накопичення спор грибів на рештках рослин. У більш теплому та вологому кліматі, характерному для останніх років, такі залишки стають ще сприятливішим середовищем для розмноження сажки.

• Умови для розвитку інфекції
  Кліматичні зміни в Україні, зокрема збільшення кількості теплих і вологих періодів, створюють ідеальні умови для активізації сажкових грибів. Висока вологість під час посіву або збирання врожаю, а також підвищена температура зберігання можуть суттєво прискорити поширення інфекції. Тривалі періоди з підвищеною температурою взимку також сприяють виживанню спор у ґрунті.

Як очистити насіння від сажки?

1. Механічне очищення. Перед протруюванням насіння проходить попереднє очищення за допомогою сит та сепараторів, що дозволяє видалити видимі домішки, включно з ураженим сажковими грибами зернами. Це зменшує кількість спор, які можуть перенестися в ґрунт.
2. Хімічне протруювання. Обробка насіння спеціальними протруйниками знищує спори грибів на його поверхні. Згідно з дослідженням Matanguihan et al. (2011), сучасні препарати мають широкий спектр дії, забезпечуючи ефективний захист від сажкових грибів, таких як Tilletia caries та Tilletia controversa. Вибір протруйника залежить від виду захворювання, рівня зараження та вимог до землеробства.
3. Дотримання умов обробки. Ефективність обробки залежить від точного дотримання рекомендацій виробника протруйника: правильного дозування, рівномірного нанесення розчину та достатнього часу експозиції. Це дозволяє діючій речовині проникнути в оболонку зерна, знищуючи патогени. 

Ось список п'яти найбільших компаній, які пропонують засоби для боротьби із сажкою:

1. Syngenta: Протруйник насіння "Селест Топ". Сайт.
2. Bayer Crop Science: Протруйник насіння "Раксил". Сайт.
3. BASF: Протруйник насіння "Систіва". Сайт.
4. Corteva Agriscience: Протруйник насіння "Луміген". Сайт.
5. ADAMA: Протруйник насіння "Вітавакс". Сайт.

Різновиди спор сажки

(сторінка 13, Морфологія теліоспор ДСТУ 3768:2019)

Tilletia Caries (тверда сажка). Кулястої або майже кулястої форми зі світло-або темно-коричневою оболонкою. Інкрустація оболонки сітчаста з п'ятьма ятикутними ребристими осередками висотою 1,40-2,10 мкм. Розмір теліоспор 14,0-25,0х12,60-21,0 мкм частіше 18,90х18,0 мкм.

Tilletia Levis Kuehn (тверда сажка). Теліоспори Tilletia laevis Kuehn еліпсоїдної або довгастої форми, темно-коричневі з гладкою оболонкою. Розмір 13,50-22,50х12,60-18,0 мкм, зазвичай 17,0х14,0 мкм.

Tilletia Intermedia (Gessner). Мають майже кулясту, еліпсоїдну або овальну форму. Оболонка світло або темно-коричневого кольору. Інкрустація оболонки сітчаста з невеликими осередками, що мають широкі ребра висотою 0,2-0,3 мкм. Розмір теліоспори 15,0-20,0х14,0-18,0 мкм, частіше 16,70х15,30 мкм

Tilletia triticoides Savul. Форма куляста або майже куляста. Розмір: 14,4-21.6 × 14-19,8 (частіше 18 мкм в діаметрі). Оболонка світло-або темно-коричнева. Інкрустація: Сітчаста, осередки частіше 5-вугільні, ребристі, висотою 0,4-0,6 мкм.

Ustilago tritici. Спори шаровидні до субклобозної або яйцеподібної, діаметром 6–9 × 5–7 мкм, оливково-коричневого кольору, з одного боку блідіші.

Tilletia controversa. Чітко виражена сферична форма. Теліоспори кулясті, сітчасті, 19-27 мкм в діаметрі. На їх поверхні є безбарвний шар товщиною 1.5-4 мкм. Забарвлення теліоспор темно-коричневе, в масі чорне, хоча серед них виявляється до 8% безбарвних (гіалінових) теліоспор, розміром 17-23 х 12-22 мкм, з гладкою, рідше сітчастої оболонкою.

Tilletia indica Mitra. Зрілі теліоспори блідо-оранжевого кольору, червоного або темно-коричневого, в масі майже чорного, кулясті або овальні, 22-47 мкм в діаметрі (рідше до 55-63,8 мкм, в середньому 35-41 мкм), іноді на кінці з ниткоподібним придатком.

Ефективна боротьба із сажковими захворюваннями зерна можлива лише за умови вчасного виявлення спор, якісної обробки насіння та дотримання профілактичних заходів. Використання сучасного обладнання для аналізу, забезпечує точність діагностики та підвищує ефективність захисту врожаю.