Hodnocení kvality kukuřičné siláže a zrna z hlediska obsahu mykotoxinů

11. 02. 2019 RNDr. Jan Nedělník, Ph.D., Ing. Miroslava Strejčková; Zemědělský výzkum, spol. s r.o. Troubsko Choroby Zobrazeno 2755x

Kvalita kukuřičného zrna a siláže jsou v České republice každoročně sledovanými parametry z hlediska napadení houbami rodu Fusarium a jejich následné kontaminaci mykotoxiny. Do obecného názvu fuzariózy kukuřice můžeme zahrnout padání klíčních rostlin, hnilobu kořenů kukuřice, růžovou hnilobu stébel kukuřice. Nás bude nejvíce zajímat bělorůžová hniloba obilek kukuřice, případně růžová hniloba palic kukuřice.

Všechny tyto choroby mají společného jmenovatele, a tím je rod Fusarium, zejména druhy F. graminearum, F. culmorum, F. verticillioides, F. subglutinans, F. sambucinum, F. oxysporum a další. Teleomorfní (pohlavní) stadia těchto hub patří do rodu Giberella, my se ale pro jednoduchost spokojíme s výčtem anamorfních (nepohlavních) stadií.

Faktory ovlivňující napadení fuzárii

Na intenzitu napadení těmito patogeny má významný vliv především průběh počasí daného vegetačního ročníku. Zatímco např. u pšenice je kritickým obdobím pro napadení fuzárii doba kvetení, u kukuřice je sledované období delší, v podstatě od kvetení po sklizeň. Mezi další rizikové faktory patří úzké osevní sledy, zejména pěstování kukuřice po kukuřici představuje velmi výrazné hygienické riziko. Ale ani pšenice a ostatní obilniny nejsou jako předplodina pro kukuřici vhodné. Houby z velké rodiny fuzárií totiž přežívají na posklizňových zbytcích a pokud příští rok vysejeme plodinu, na které mohou parazitovat, připravíme vhodné podmínky pro infekci. Zejména když se zbytky nezapraví do půdy. Opodstatněný důvod minimalizace je šetření vláhou v půdě, ale v přírodě je vždy něco za něco a musíme volit mezi menším a větším zlem. Dalším faktorem podporujícím napadení rostlin je nevyrovnaná výživa. Rostliny, které trpí nedostatkem některých živin, jsou stresované a snáze podlehnou infekci. Zvolením vhodného hybridu pro danou oblast také zmírníme riziko napadení.

Vliv škůdců

Aby to s pěstováním kukuřice nebylo tak jednoduché, situaci komplikuje výskyt dvou hmyzích škůdců, jejichž poškození na rostlině může vytvářet vstupní bránu infekce. První škůdce je zavíječ kukuřičný (Ostrinia nubilalis), jehož bionomie je jistě všem pěstitelům dostatečně známa. Samička tohoto drobného motýla klade vajíčka na listy kukuřice, housenky z nich vylíhlé se zavrtávají do stébel a palic kukuřice. Při silném napadení se rostlina může zlomit. Na rostlině pozorujeme vstupní otvor s drtí a trusem na okraji vstupu. Právě tyto otvory tvoří vstupní bránu infekce pro fuzária, zejména je-li vlhké a deštivé počasí. Housenka přezimuje v dolních částech stébel, proto má význam rozdrtit a zaorat posklizňové zbytky.

Druhým škůdcem, zavlečeným do Evropy ze Severní Ameriky, je bázlivec kukuřičný (Diabrotica virgifera). Tento malý brouček patří mezi mandelinky. Žírem poškozuje kořeny rostlin, opět může mít větší napadení na svědomí zlomení celé rostliny. Po dešti může rostlina regenerovat, znovu se napřímí a mluvíme o tzv. husím krku. Dospělci škodí žírem na bliznách a mnohdy je žír tak intenzívní, že jsou obnaženy špičky klasu. A máme tu opět vstupní bránu infekce. Přezimují vajíčka v půdě.

Napadení těmito škůdci je možné eliminovat již zmíněnými agrotechnickými opatřeními. Kromě toho je na trhu celá řada insekticidních přípravků, vhodný termín použití a dávkování se každý pěstitel dočte např. na Rostlinolékařském portálu ÚKZÚZ. Přímá fungicidní ochrana proti fuzariózám palic je ovšem problematická.

Řešením by bylo pěstování Bt-kukuřice. Jedná se o genetickou modifikaci, kdy mají rostliny schopnost vytvářet Bt-toxin, který je aktivován trávicími enzymy hmyzu, váže se na receptory ve střevech a hmyz následně hyne. Byla prokázána účinnost proti zavíječi kukuřičnému, nicméně legislativa a neinformovanost, či jisté obavy odrazují pěstitele od pěstování Bt-kukuřice na našich polích. Přitom je nesporná výhoda v omezení pesticidních vstupů, a tím snížení ekologické zátěže, tolik poslední dobou diskutované.

Kukuřice na siláž a na zrno

Pokud se budeme věnovat kukuřici silážní, platí výše zmíněná agrotechnická opatření. Kukuřici je třeba sklízet v optimální silážní zralosti při 30–33 % sušiny. Jemná struktura řezanky, správné udusání se zamezením přístupu vzduchu jsou standardní, ale stále platné rady. Pokud proběhne správně fermentační proces, neměl by být obsah mykotoxinů v hotové siláži vyšší, než v řezance. Jediným důvodem by mohly být maskované mykotoxiny, které se fermentačním procesem při silážování uvolní z rostlinných vakuol a jsou nyní snadno detekovatelné.

Dalším kritickým bodem při pěstování kukuřice je sklizeň zrna. Mnohdy dochází na podzim k déle trvajícím dešťům, které znemožní sklidit zrno kukuřici v optimální kvalitě. Kdo někdy pěstoval kukuřici, ví, jak je náročné zrno vysušit do skladovatelné vlhkosti. Ve vlhkém zrnu může snadno dojít k rozvoji fusarií a následné kumulaci mykotoxinů.

Fuzária a mykotoxiny

Proč se vlastně těch fuzárií tolik bojíme? Za určitých podmínek tvoří v napadeném substrátu metabolity zvané mykotoxiny. Houby rodu Fusarium jich tvoří celou řadu, zejména zearalenon, deoxynivalenol, fumonisiny, trichothecenové toxiny a další. Mykotoxiny mají celou řadu negativních účinků na zdraví zvířat a lidí. Od nechutenství, zvracení, snížené konverze živin, přes reprodukční problémy ve stádech hospodářských zvířat až po účinky karcinogenní, teratogenní, nefrotoxické, hepatotoxické atd. Ani člověku se tyto symptomy nevyhýbají, navíc je o těchto toxinech známo, že mohou přecházet do rostlinných a živočišných produktů a kumulace v potravním řetězci je zřejmá.

Aktuálnost problematiky mykotoxinů se promítá také do legislativy. V současné době jsou stanoveny maximální limity některých kontaminujících látek včetně mykotoxinů v potravinách v nařízení komise (ES) č. 1881/2006, dále Komise vydala doporučení 2006/583/ES k prevenci a snižování fuzáriových toxinů v obilovinách a výrobcích z nich a speciálně pro oblast krmiv platí doporučení Komise 2006/576/ES o přítomnosti deoxynivalenolu, zearalenonu, ochratoxinu A, T-2 a HT-2 a fumonisinů v produktech určených ke krmení zvířat. V září 2007 bylo ve Věstníku ES zveřejněné nové nařízení Komise 1126/2007 ES, kterým se mění maximální hodnoty obsahu Fusarium toxinů v kukuřici a ve výrobcích z kukuřice.

V krmivech se mykotoxiny většinou nevyskytují jednotlivě jako důsledek napadení pouze jedním producentem, ale skupinou potenciálních producentů mykotoxinů. Běžné jsou proto kumulativní záchyty několika mykotoxinů v jednom substrátu. Je třeba také zdůraznit, že viditelné zaplísnění nemusí vždy korelovat s výskytem toxických metabolitů.

Výzkumy z poslední doby také ale přinášejí nové znalosti v oblasti maskovaných mykotoxinů. Tyto sloučeniny jsou v rostlinách přítomny v konjugované formě, z nichž se mohu uvolňovat až v trávícím traktu zvířat působením trávících enzymů a vystupovat potom jako plnohodnotná mykotoxinová hrozba. Další z hypotéz uvádí, že maskované mykotoxiny se ze svých konjugovaných vazeb mohu uvolňovat také v průběhu procesu silážování a jsou potom běžnými metodami detekovatelné. To je jedno z vysvětlení, proč byly v některých případech analyzovány vyšší obsahy mykotoxinů v hotové siláži ve srovnání s čerstvou hmotou.

Z mnoha výsledků je patrný vliv ročníku na kontaminaci kukuřice mykotoxiny, signifikantně menší byl vliv fyziologického typu. Zároveň bylo potvrzeno, že v průběhu fermentačního procesu se obsah mykotoxinů nemění, spíše v důsledku výše uvedeného uvolňování takzvaných maskovaných mykotoxinů dochází ke zvýšení obsahu.

Doporučení k omezení patogenů

Pro zmírnění rizika rozvoje patogenní mikroflory a následné produkce mykotoxinů lze doporučit:

• výběr vhodného hybridu pro danou pěstitelskou oblast s adekvátním číslem FAO a vysokou odolností vůči houbovým chorobám;
• vhodnou agrotechniku zabezpečující zdravý růst a vývoj rostlin;
• vyrovnanou výživu;
• včasnou sklizeň v optimální silážní zralosti, nejčastěji ve stadiu 30–33 % celkové sušiny;
• neprodlené silážování s dokonalým pořezáním na optimální velikost částic, maximálním utužením, vytěsněním vzduchu a neprodyšným uzavřením;
• aplikace vhodných probiotických přípravků;
• vhodný způsob odběru hotové siláže s vysokou hygienou.

Odstranění mykotoxinů

Eliminace mykotoxinů, především v našich podmínkách nejrozšířenějších fusariotoxinů, je komplikována nízkou polaritou jejich molekul, a tím i omezenou možností adsorpce, která je navíc málo stabilní. Na vyvazování mykotoxinů se donedávna používaly přípravky na bázi jílů, které selektivně adsorbují polární mykotoxiny (aflatoxiny, částečně ochratoxin). Adsorpční složkou jsou speciálně upravené aktivované hlinitokřemičitany s krystalickou strukturou. Velikost pórů v krystalické struktuře zajišťuje selektivitu účinku pouze na žádanou velikost molekul a rozmístění polárních skupin. Adsorpce je však možná pouze u molekul, které mají funkční polární skupiny. Adsorbované mykotoxiny nemohou být vstřebány přes střevní stěnu do krve, procházejí trávicím traktem zvířete a v trusu ven z těla. V současnosti je do těchto přípravků inkorporována inaktivovaná biomasa Sacharomyces cerevisiae se zachovanou enzymatickou aktivitou esteráz a epoxidáz. Tyto enzymy degradují molekuly trichothecenů a zearalenonu na netoxické metabolity, které jsou opět vyloučeny přirozenou cestou za zvířete. Tyto přípravky se míchají do krmiva jako prevence.

Monitoring mykotoxinů v kukuřici

Situace ohledně množství mykotoxinů v zrnu i kukuřičné siláži je každoročně pečlivě monitorována. Po neblaze proslulém roce 2014, kdy záchyty mykotoxinů v kukuřičném zrnu překračovaly několikanásobně limitní hodnoty (graf 1), se situace v dalších letech zlepšila. Suché roky se projevily menšími záchyty mykotoxinů jak v zrnu, tak v siláži.

Nejinak je tomu v letošním roce (graf 2). Byla otestována celá řada vzorků téměř z celé České republiky. Mnohé záchyty se pohybovaly jen těsně nad mezí stanovitelnosti. Zajímavým faktem zůstává, že vzhledem k monitoringu výskytu zavíječe kukuřičného a bázlivce kukuřičného, jako původců vstupní brány infekce, bychom právem mohli očekávat masivnější napadení. Zejména na pozemcích, kde se letos pěstovala kukuřice po kukuřici, byl zaznamenán vysoký výskyt bázlivce kukuřičného. Suchý průběh letošního roku měl ale zřejmě větší význam na napadení fuzárii než vlastní napadení škůdci. A to již nediskutujeme extrémně nízké výnosy díky suchému průběhu počasí především na lokalitách jižní Moravy.

Graf 1: Obsah DON v zrnu kukuřice - 2014

Graf 2: Obsah DON v zrnu a řezance kukuřice - 2018

Závěr

Pro efektivní pěstování kukuřice je nutné mít na zřeteli i působení fytopatogenních hub. Zelená hmota určená k silážování, která by byla napadena výrazněji plísněmi, může vyústit ve výrobu kukuřičných siláží s neúspěšným fermentačním procesem, siláží mikrobiálně změněných (činností kvasinek, plísní, bakterií), respektive tepelně poškozených, plesnivé jsou vždy hůře přijímány zvířaty, mají vždy horší nutriční zhodnocení, a jsou zdrojem velkých mikrobiálních rizik i pro samotná zvířata, včetně příjmu mykotoxinů.

Obdobně to platí i pro siláže využívané pro výrobu bioplynu. I zde musí být základním postulátem výroba maximálně kvalitní siláže, byť budeme volit jiné typy hybridů než pro výrobu krmiva.