Как очистить зерно от спорыньи. Спорынья - это что такое? Токсикология и побочное действие спорыньи

Трутовиками называют грибы, развивающиеся обычно на древесине, реже на почве, с трубчатым гименофором, Поверхность плодового тела трутовика может быть покрыта тонкой, твердой, матовой или с трещинами коркой. Поверхность может быть шероховатой, бугорчатой, бархатистой, войлочной и волокнистой, с возрастом покрытие гриба может изменяться. Иногда грибы имеют двухслойную ткань, у которой верхний слой рыхлый, губчатый, а нижний плотный. Окраска шляпки плодового тела трутовиков разнообразна: от светлой (белой, кремовой, сероватой, древесинно-желтой) до темной (черной, бурой) или других ярких оттенков. Внутренняя окраска тела, в основном, белая, желтая, кремовая. Диаметр плодового тела трутовика бывает от 5 до 30 см, а распростертые плодовые тела вытягиваются по стволу или бревну на 1-1,4 м.

Размножение осуществляется спорами. Внизу плодового тела расположены мелкие трубочки, в которых развиваются и созревают споры. После созревания споры высыпаются и разносятся ветром, заражая деревья, которые имеют повреждения. Попав на подходящий субстрат, споры прорастают, образуя первичный мицелий, который растет и распространяется в древесине, вызывая ее гниль и разрушение с последующим образованием плодового тела. Зачастую плодовые тела трутовиков появляются на поверхности дерева по прошествии нескольких лет после заражения и размещаются на стволе друг над другом в форме полочек. Через некоторое время зараженное дерево погибает, но даже после его гибели гриб-трутовик не прекращает жить, поглощая питательные вещества из древесины засохшего дерева.

Спорынья в зимнее время находится в верхнем слое почвы. Когда воздух становится теплым, начинается прорастание склероций. На склероции образуются тяжи (стромы), имеющие утолщения на концах, а внутри утолщений имеются аскоспоры.. Когда споры созреют, они сами осыпаются и оказываются в воздухе. Воздух разносит споры на дальние расстояния. Если акоспора окажется в открытом цветке злака, то она прорастать начнет внутри него. В итоге в цветке образуется нитчатый мицелий. Спустя 1–2 недели после того как прорастет акоспора, в пораженных ею цветках начнет выделяться сладкая жидкость..Спорынья размножается не только самосевом. Её распространителями могут стать насекомые, которым нравится сладкая роса.

Ежегодно из-за массовых вспышек спорыньи пшеницы в отдельных регионах урожайность снижается на 10-15%, а в неблагоприятные годы потери достигают до 25%. Снижение урожайности пшеницы пропорционально количеству инфицированных колосьев.

Прорастание склероциев спорыньи, снижает качество и количество урожая, влияет на качество муки и зерна. На одном колосе бывает от 1 до 5 склероциев. Вред развивающейся спорыньи заключается не только в снижении количества урожая. Примесь пшеницы, пораженной спорыньей, придает ядовитые свойства муке.

Начиная с 1995 года спорынья активно распространялась в посевах пшеницы и всех зерновых культур, больше всего поражая озимые.

Влияние спорыньи на организм человека

Спорынья вызывает снижение урожайности, но более значимым является наличие в зерне склероций. Вред спорыньи для человека в том, что ее склероции содержат токсичные алкалоиды (эрготамин, эрготоксин, эргометрин, эргин и др.) - органические вещества, производимые злаками, хвощами, папоротниками и грибами.

Они опасны для теплокровных организмов и вызывают сужение кровеносных сосудов. Многие из них - сильные яды, вызывающие серьезные отравления. Заболевание связано с поражением центральной нервной системы и отличается следующими симптомами:

судороги мышц;
слабость, головокружение, потеря сознания;
желудочно-кишечные расстройства;
бред, тревога, приступы страха;
изменение восприятия в результате повреждения тканей головного мозга;
психические расстройства (галлюцинации).

В старину болезнь, появлявшуюся из-за употребления хлеба из этой зараженной муки, называли «злые корчи».

Алкалоиды, содержащиеся в склероции, могут вызывать выкидыши. Загрязненное зерно в количестве более 0,1% не подходит для производства корма или этанола, т.к. ядовито для животных и человека. Примесь склероциев в муке более чем 0,05% — делает ее опасной для живых существ.

Алкалоиды спорыньи не разрушаются при термической обработке. Отравление спорыньей характеризуется большой степенью летальности (дозировка 5 г смертельна), но все зависит от здоровья и выносливости организма, возраста, массы тела и пола человека.

Применение в медицине

В небольших дозах вещество является лекарственным средством, так как в рожках содержатся эрготамин и эргометрин - кровоостанавливающие и родовспомогательные средства. Алкалоиды винкристин и винбластин в медицине используются в качестве противоопухолевых средств.

Массово применяются алкалоиды спорыньи в гинекологии как средство, стимулирующее сокращение матки, оказывающее сосудосуживающее действие. Натуральные алкалоиды спорыньи и их синтетические аналоги применяют при проведении медикаментозного аборта и т.д.

До 60-х гг. 20 века склероции собирали на зараженных колосьях, а затем искусственно разводили в специальных сельских хозяйствах. В 21 веке алкалоиды получают в результате ферментации, выращивая склероции гриба в искусственной питательной среде.

Развитие заболевания

Возбудители заболевания - грибки пурпурной спорыньи (Claviceps purpurea). Общее название болезни, вызываемой грибами рода Claviceps, называется эргот. Поражает около 400 видов растений из семейства злаковых (Poaceae).

Спорынья - болезнь зерновых культур. В основном поражению подвержены посевы озимой ржи, реже — пшеницы и тритикале. Это спорадическая форма спорыньи, которая зимует в земле в виде конидий, прорастающих весной. Источники инфекции: земля со склероциями, ветер, насекомые. Заражение злаков спорыньей происходит через распространение азигот ветром и насекомыми в период цветения. Инфицируются только полностью раскрывшиеся цветки. Источником первичного заражения служат конидии (экзогенные споры бесполого спороношения).

Плантации, где не была проведена предпосевная обработка или высеяны семена неизвестного происхождения, уязвимы для инфекции. Возникновение заболевания наблюдается на самосевах, от которых азиготы могут переноситься ветром на культивируемые поля.

Стоит знать, что продолжительность жизни зимующего гриба (спорыньи пурпурной) составляет 3 года.

Весной споры прорастают в виде нитевидных стеблей, заканчивающихся красно-коричневым вздутием (шарообразные головки стром). В стромах формируются многочисленные аскоспоры (в аске – сумке), созревающие во время цветения. Они распространяются ветром и поражают молодые стебли цветущих растений. На пораженных стеблях развиваются конидии гриба. На здоровые растения конидии переносятся насекомыми, которых привлекают сладкие выделения, что способствует распространению спорыньи. Ко времени созревания зерна, инфицированная завязь превращается в склероций.

Развитию болезни и инфекции благоприятствует мокрая и дождливая погода. Температуры +10-+14°С и относительная влажность более 70% - идеальная среда для развития спорыньи злаковых. Гонидии прорастают весной, образуя плодовые тела. Интенсивному развитию заболевания также способствуют многочисленные осадки в стадии цветения посевов зерновых.

Симптомы заражения

Claviceps purpurea - законченная стадия;
Sphacelia segetum - конидиальная стадия.

Маточные рожки внутри белые, их размер зависит от сорта растения и количества инфицированных колосьев. Некоторая часть рожков выпадает из колосьев во время сбора урожая, остальные остаются на них.

Методы борьбы со спорыньей

Закладывая семенной материал на хранение надо быть внимательным, проверяя его на наличие спорыньи, так как она способствует заражению зерна. При выборе сорта пшеницы следует учитывать адаптацию его к климатическим условиям, преобладающих в области культивирования. Рекомендуется выбирать сорта для посева с наивысшей степенью сопротивления инфекции.

Поверхность почвы для разрушения конидий вспахивается (лущение 5-7 см, дискование 10-12 см), проводится глубокая осенняя вспашка (20 см).

Методами борьбы со спорыньей являются:

сеяние зерен без склероций;
выбор подходящих, устойчивых сортов, менее восприимчивых к инфекции;
тщательный отбор семенного материала;
очистка зерна и своевременный посев;
правильные и тщательные агротехнические операции (глубокая вспашка);
сбалансированное азотное удобрение;
ротация растений;
уничтожение самосевов и сорняков;
правильный севооборот (перерыв 3-4 года) и оптимальное количество зерна на м2;
применение фунгицидов.

Конидии на здоровых растениях быстро прорастают и поражают колос. Весной, чтобы снизить распространение грибка рекомендуется избавляться (обкашивать) обочины от дикорастущих злаков до 800-1000 м. Также стоит проводить подкормку азотными удобрениями (30-35 кг/га), что способствует не только интенсивному росту зерновых, но и угнетает прорастание склероциев (до 50%), находящихся на глубине 1-2 см или же на поверхности.

Комплексные методы защиты

С января 2014 года применяется комплексная защита озимой пшеницы. Основой служит оптимальное использование естественных свойств полей и культивируемых сортов с применением безопасного и необходимого количества удобрений и химических средств для защиты растений.

Рациональная обработка должна обеспечить оптимальную структуру и плотность грунта, повысить его биологическую активность, способствовать накоплению воды и уменьшить количество сорняков и азигот, создавая условия для быстрых и равномерных всходов.

В программах комплексной защиты сначала используются нехимические агротехнические методы. Следующий этап — химические обработки для уменьшения патогенов, угрожающих урожаю пшеницы. Когда нехимические методы не позволяют удерживать заболевание ниже порога вредоносности применяются химикаты.

Вред спорыньи

Белорусские исследователи для подавления развития конидиальной стадии и защиты зерновых в стадии колошения рекомендуют проведение фунгицидных обработок тилтом 500 мл/га; фоликуром 1000 мл/га и альто-супер 400 мл/га. Обработка во время цветения посевом этими препаратами снижало поражение спорыньей на 32-50%.

Высокая влажность на плантации, связанная с плотным посевом, способствует развитию инфекции, виновной в заболевании колосьев пшеницы, стеблей и листьев.

Оптимальная посадка не позволяет массово развиваться патогенам. Соответствующая изоляция озимых пшеничных культур от яровой пшеницы - это один из способов избежать инфицирования спорыньей и повысить качество зерна.

Болезни зерна

Зерно колосовых культур может подвергаться различным заболеваниями.

У хлебных злаков встречаются в основном две формы заражения головней: твердая головня, называемая иногда мокрой или вонючей, и пыльная головня.

Твердая головня, попадая при уборке в зерновую массу, резко ухудшает качество продовольственного зерна.

Заражение пшеницы происходит спорами, попадающими в зерно во время обмола. В почве споры прорастают, росток гриба проникает в росток пшеницы, достигает точки роста и развивается вместе с пшеницей, распространяясь вдоль стебля. Позже мицелий гриба проникает в колос, в образующиеся колоски и завязи. В результате такого поражения в колосе в место зерна получаются мешочки обычно больших размеров и более круглые, чем нормальные зерна. Эти головневые мешочки наполнены черной мажущей массой, состоящей из огромного количества спор. Споры обладают неприятным селедочным запахом, обусловливаемым наличием триметиламина. При уборки урожая и обмолоте пшеницы, пораженной твердой головне, головневые мешочки разрушаются и высыпавшиеся споры прилипают к здоровым зернам. У пшеницы зерна, кончики которых замазаны черными спорами твердой (вонючей) головни, называют маранными или синегузочными. Мука, полученная из такого зерна, имеет неприятный синий цвет и сохраняет селедочный запах. Борьбу с твердой головней ведут протравливанием посевного зерна различными ядами.

Пыльная головня значительно снижает урожай зерновых культур, заражая пшеницу. Заражение происходит во время цветения посредствам легко разлетающихся по ветру и попадающихся на рыльца цветков спор.

По внешнему виду зерно, зараженное пыльной головней, различить не удается, хотя оно иногда приобретает слегка морщинистую поверхность с матовым оттенком. Внутри зерна находится грибница. Иногда наблюдается щуплость зерна. Пыльная головня ведет также к скрытым потерям, которые проявляются в снижении полевой в схожести семян (от 4 до 22 %), повышении восприимчивости к бурой ржавчине до 15%, к стеблевой ржавчине до 10-30%, к мучнистой росе до 10-15%. Семенное зерно, подозреваемое в поражении пыльной головней, подлежит протравливанию.

Спорынья

Болезнь злаковых культур, вызываемая паразитным грибом, относящимся к сумчатым грибам. Спорынья развивается в завязях растений. В колосе зерен образуются рожки (склероции) длиной 1-4см, темно-фиолетовые снаружи и белые в нутрии. Спорынья размножается спорами, разносимыми (в период цветения злаков) ветром и насекомыми. Для развития спорыньи благоприятствует дождливая погода. Пораженный колос отличается от нормального по внешнему виду тем, что покрыт липкой сладковатой жидкостью так называемой медвяной росой, выделяемой грибом на поверхность в виде мелких капелек. Внешний вид пораженной завязи изменяется через 15-20 дней: она превращается в плотный рожок; во время уборки урожая и обмолота рожки попадают в зерно и засоряют его. Продовольственное и фуражное зерно при приемки и отпуске тщательно контролируют на содержание спорыньи .

Симптомы заболевания проявляются в период налива зерна. В завязях вместо зерновок развиваются темные склероции гриба, превышающие их в размерах.

Непораженные завязи также недоразвиваются, что приводит к значительному снижению зерновой продуктивности растений. Примесь склероциев в семенах и муке придает им ядовитые свойства. Мука из зерна с примесью спорыньи более 0,5% считается непригодной для выпечки хлеба или использования на корм скоту.

Распространено заболевание во многих районах страны, особенно в Латвии, Удмуртии, Костромской, Московской и Ленинградской областях. Поражает около 170 видов различных злаков, среди которых рожь, пшеница, ячмень, овес, просо, тимофеевка, лисохвост, ежа сборная, овсяница, мятлик, райграс и др.

Возбудитель - гриб Glaviceps purpurea относится к порядку пиреномицетов, классу аскомицетов. Зимует гриб в виде склероций на семенах и в почве. При температуре 10-14°С на перезимовавших склероциях образуются ножки (до 5 мм) с 5-30 фиолетовыми головками диаметром до 3-4 мм (головчатая строма). По периферии каждой из головок формируется от 200 до 400 плодовых тел - перитеций, в которых созревают сумки с сумкоспорами. Во время цветения ржи, например, созревшие сумкоспоры под силой осмотического давления выбрасываются из сумки и разносятся воздушными течениями. Попав на цветок злаков, сумкоспора прорастает и образует грибницу, которая заражает новые цветки через рыльце и завязь. На грибнице в зараженных растениях образуется конидиальное спороношение, состоящее из одноклеточных цилиндрических конидиеносцев (9-12X2-3 мкм) и одноклеточных эллипсоидальных конидий (4-6×2-3 мкм).

Одновременно с образованием конидиального спороношения гриб выделяет сладковатую липкую жидкость «медвяную росу», привлекающую насекомых, которые распространяют конидии на здоровые цветущие колосья. Кроме того, конидии передаются от растения к растению воздушными течениями и каплями дождя. Попавшие на цветки конидии прорастают, и от них формируется грибница, которая, разрастаясь, превращается в склероций. Затем цикл повторяется.

Наращивание репродуктивного потенциала, а также интенсивность заражения растений-хозяев зависят от ряда факторов, в частности от продолжительности цветения растений-хозяев и гидротермических условий в период цветения.

Чем продолжительнее период цветения, тем выше (при прочих равных условиях) интенсивность заражения растений. Особо восприимчива к спорынье озимая рожь, у которой, как у перекрестноопылителя, цветки остаются открытыми вдвое дольше, чем у пшеницы. Кроме того, у ржи рыльца раскрывшихся цветков восприимчивы к оплодотворению и заражению спорами спорыньи, тогда как у пшеницы ко времени раскрытия цветков оплодотворение бывает уже завершено, а потому заражение их затруднено. Колос ржи отцветает за 3-4 дня, однако на растения, растущие по краю поля с наветренной стороны, попадает очень небольшое количество пыльцы, вследствие, чего опыление задерживается, и колосья здесь дольше, чем в центре поля, бывают доступны для заражения спорами возбудителя. Поэтому на краю поля спорынья обычно интенсивнее заражает растения.

Восприимчивость к спорынье ржи, пшеницы и ячменя примерно одинакова. Разница в пораженности этих культур объясняется преимущественно различиями их биологических особенностей, особенно продолжительности от характера цветения (продолжительность восприимчивого периода должна составлять не менее 14 дней).

Что касается гидротермических условий, необходимых для наращивания репродуктивного потенциала, то относительная влажность воздуха за декаду цветения и две предшествующие декады должна быть не менее 70%, а температура воздуха в начале цветения - не более 15°С.

При заражении цветков в каждом колосе ржи формируется от 3 до 8 склероциев, в колосе тритикале они единичные, но более крупные и массивные, что повышает их выживаемость в природе. В очищенных семенах злаковых трав еще остается от 0,02 до 2,0% склероциев, что обеспечивает передачу возбудителя во времени.

Анализ данных свидетельствует, во-первых, о снижении урожайности ржи по мере увеличения глубины заделки семян; во-вторых, о росте агрессивности возбудителя при ослаблении растений ржи но мере углубления семян; в-третьих, о формировании даже в благоприятных для возбудителя условиях (глубина заделки семян 7,5-10 см) сравнительно небольшой, хотя и надежной по выживаемости, популяции потомков (склероциев).

Антон де Бари (1872) отмечал, что склероциям возбудителя свойствен период покоя. И если даже создать благоприятные условия для их прорастания, все равно этот период сократился бы мало. Склероции способны сохранять жизнеспособность в течение 2-4 лет (соответственно при температуре 20 и 3°С). При наличии 0,3% склероций спорыньи рыночная цена на зерно резко снижается.

Так же, как и у возбудителя пыльной головни, продолжительность восприимчивой фазы для возбудителя спорыньи очень короткая (максимум 2 недели из-за растянутости цветения растений-хозяев). И хотя возбудитель выделяет «медвяную росу» (делает дополнительные затраты) для привлечения насекомых, чтобы попасть быстрее в цветущие растения-хозяева и нарастить необходимый инфекционный потенциал потомков путем бесполого размножения, тем не менее случаи массового заражения растений-хозяев сравнительно редки. Препятствием к этому служит также требовательность возбудителя к гидротермическим условиям среды, поэтому не случайно заболевание более приурочено к умеренно увлажненным районам, чем засушливым.

В отличие от возбудителей пыльной головни, уничтожающих свою старую экологическую нишу, перед тем, как попасть во внешнюю среду для «поиска» новой, в которой они зимуют в состоянии анабиоза, возбудитель спорыньи, уничтожив свою экологическую нишу, в ней же остается зимовать без всякой защиты со стороны растения-хозяина. Поэтому естественный отбор стимулировал тактику В, которая реализована у него склероциями, обладающими достаточным запасом прочности для выживания в природе.

Уязвимость экологической ниши в пределах органов растений-хозяев компенсируется также значительным расширением круга растений-хозяев, которые позволяют возбудителю распространяться в фитоценозах, повышая надежность тактик Р и В.

Интегрированная защита растений от болезни должна предусматривать разрыв механизма передачи возбудителя во времени из года в год (семена, склероции на поверхности почвы) и в течение сезона воздушно-капельным путем.

Рекомендуемые меры борьбы предусматривают: соблюдение севооборота с возвратом злаков на прежнее место через 2-3 года, так как склероции в течение этого периода могут сохраняться в почве; очистку зерна от склероциев; уничтожение дикорастущих злаков - источников возбудителя инфекции; обкашивание полей и отдельную уборку краевых полос; запахивание склероциев, особенно по краям полей, на 15-20 см (на глубине 15 см они погибают через 30-32 недели, в то время как на глубине 1-3 см хорошо сохраняются). Высокоэффективным приемом является протравливание семян ТМТД или фундазолом, а также опрыскивание посевов тилтом.

Такие ядовитые лекарственные растения как спорынья, не однажды за историю человечества сыграли с ним дурную шутку… Дело в том, что еще врачи Древнего Рима использовали спорынью для того, чтобы произвести аборт, вызвав ее препаратами сильные и длительные сокращения матки. Со времен падением Рима эти знания, судя по всему, были потеряны и более тысячелетия рожь, пораженную спорыньей, безо всяких подозрений использовали для производства хлеба. Народ постоянно ел такой хлеб в больших количествах, в результате численность населения Европы - не росла, ибо выносить ребенка, в таких условиях было большим везением. Вот об этом коварном растении и пойдет речь дальше...

Спорынья: описание ядовитого лекарственного растения.

Спорынья: латинское название.

Claviceps purpurea Tul

Биологические особенности спорыньи.

Массовому развитию спорыньи на ржи благоприятствуют умеренная температура (12 - 15°) и повышенная относительная влажность воздуха (70% и выше) во время прорастания рожков и цветения ржи. Описанные условия характерны для некоторых районов Дальнего Востока и Сибири, а также для северо-запада и запада нечерноземной зоны России.

Способы борьбы со спорыньей.

Где найти спорынью в природе?

В СНГ она встречается повсюду, кроме тундры и пустынь, однако благоприятные условия для размножения есть не везде.

Как размножается спорынья в природе?

Зимует гриб спорыньи в стадии склероция в верхнем слое почвы. С приходом тепла и при хорошем увлажнении склероций прорастает, на нем появляются небольшие стромы (тяжи) с утолщениями на концах, внутри которых формируются нитеобразные аскоспоры.

Созревание спор, как правило, совпадает с цветения злаков. Созревшие споры выбрасываются в воздух и, подхваченные воздушными токами, разносятся на большие расстояния. Растения заражаются спорыньей в том случае, если аскоcпора попадает в открытый цветок. Здесь она прорастает и образует нитчатый мицелий, отшнуровывающий вегетативные конидиеспоры, представляющие собой эллипсовидные клетки диаметром 1,5 - 2,5 мк.

Через 7 - 14 дней после прорастания аскоспор из пораженных цветков начинают выделяться капельки сладкой жидкости, называемой в народе медвяной росой. В которой находится множество спор, способных, заражать злаки при попадании в их цветки. Насекомые, привлеченные сладкой росой, распространяют споры спорыньи, перелетая с цветка на цветок.

В обоих случаях, то есть при заражении цветка и аскоспорами и конидиеспорами, итог получается одинаковым. Для полного образования склероция требуется 1 - 1,5 месяца с момента заражения цветка. Вначале он представляет собой белую мягкую массу, в дальнейшем, во второй половине развития, приобретает твердость, типичную форму и окраску. В это время в нем накапливаются алкалоиды. Созревший склероций легко опадает на землю. Все повторяется вновь...

Заготовка спорыньи.

Спорынью можно собирать и на полях из созревающих колосьев ржи, но такой сбор дикой спорыньи уже давно недостаточен, и потому во многих государствах искусственно. К тому же урожайность и качество сырья у природной спорыньи – колеблется в зависимости от погодных условий, а потребность фармацевтической промышленности в спорынье все возрастает. Так что только искусственное выращивание грибов спорыньи может удовлетворить эти потребности.

Химический состав спорыньи.

Гриб спорынья - сильно ядовитое растение. Он содержит ядовитые алкалоиды (эрготоксин, эрготамин). Кроме алкалоидов, в рожках обнаружены жиры, амины, углеводы, красящие вещества, минеральные соединения и большой набор энзимов.

Спорынья: свойства.

Лечебные и токсичные свойства спорыньи зависят от содержания в рожках алкалоидов. Но лекарственные препараты на основе спорыньи фактически не используются.

Применение спорыньи в медицине.

Для лечения используют рожки спорыньи с колосьев ржи. Действие препаратов спорыньи обусловлено алкалоидами. Алкалоиды спорыньи применяют в медицине в чистом виде и в соединении с другими лечебными средствами лекарственные препараты спорыньи используют в акушерстве, при заболеваниях кровеносной системы и некоторых нервных расстройствах. Настойка спорыньи применяется при неправильной или затяжной менструации.

Лекарственные препараты спорыньи.

Настойка спорыньи.

Истолките в ступке 1 унцию спорыньи и залейте 2 унциями аптекарского спирта.
Выдержите неделю. Взболтайте настойку, выждите 5 минут. В 50 мл воды капните 10 капель настойки спорыньи, выпейте утром и столько же вечером перед сном. Если менструация продолжается, то пейте настойку, добавляя каждый день на 10 капель больше и так до 60 капель на прием.

Чем опасна спорынья?

В результате отравления спорыньей может наступить смерть…

Отравление спорыньей: симптомы.

Отравления спорыньей происходят при передозировке и проявляются в мышечных судорогах, временных параличах, слюнотечении, тошноте, рвоте, повышенном потоотделении, поносе, замедлении пульса, ряби в глазах. При отравлениях следует быстро очистить желудок и сразу же вызвать врача!