Микотоксины в отечественном силосе

В нашей стране проблема микотоксикозов привлекла внимание ученых и практиков в 30-50-х годах прошлого века. Советские исследователи впервые обнаружили, что зерно, пораженное F. sporotrichioides, являлось причиной фузариотоксикозов кур и уток, а зернопродукты, контаминированные этим микромицетом, — алиментарной токсической алейкии  человека, унесшей жизни десятков тысяч людей в СССР.

Георгий Лаптев
Директор ООО «БИОТРОФ», доктор биологических наук

Микотоксины представляют собой вторичные метаболиты плесневых грибов (микромицетов), которые контаминируют корма на всех стадиях технологического процесса: в период роста сельскохозяйственных культур, их уборки, а также при хранении.

В нашей стране проблема микотоксикозов привлекла внимание ученых и практиков в 30-50-х годах прошлого века. Советские исследователи впервые обнаружили, что зерно, пораженное F. sporotrichioides, являлось причиной фузариотоксикозов кур и уток, а зернопродукты, контаминированные этим микромицетом, — алиментарной токсической алейкии  человека, унесшей жизни десятков тысяч людей в СССР [Иванов и др., 2008].

Большинство изученных микотоксинов образуются в результате деятельности плесневых грибов трех родов: Aspergillus, Penicillium и Fusarium. Основные виды микотоксинов, вызывающие токсикозы у крупного рогатого скота, включают афлактоксины, Т-2 токсин, фумонизины, зеараленон, охратоксины и дизоксиниваленон.

Виды и количество микотоксинов, синтезируемых микромицетами конкретного рода, зависит от многих факторов: типа субстрата, на котором растут плесневые грибы, содержания влаги, доступности питательных веществ, температуры, зрелость грибковой колонии, конкуренцию с другими микроорганизмами, стресс- факторы, физическое повреждение субстратов (например, насекомыми-вредителями)и др. [Диаз и др., 2006]. Продуцирование микотоксинов плесневыми грибами может усиливаться в ответ на применение химических средств защиты растений и химических консервантов для кормов.

Последствиями поступления микотоксинов в организм КРС являются серьезные поражения различных органов и систем, расстройства пищеварения, снижение иммунитета, репродуктивных способностей животных, удоя и продуктивного долголетия, что ведет к значительным экономическим убыткам. Микотоксины способны наносить ущерб здоровью КРС, присутствуя даже в следовых количествах. При этом наиболее часто встречаются хронические микотоксикозы с неявно выраженными симптомами и трудно поддающиеся диагностике. Одновременное присутствие различных микотоксинов создает синергетический эффект, что увеличивает токсичность корма.

По данным фитосанитарного мониторинга, в России комплексом токсигенных (продуцирующих микотоксины) грибов заражено более 60% исследованных товарных партий злаковых культур, поступающих на реализацию или заложенных на хранение [Иванов и др, 2012]. Значительная часть партий зерна загрязнена микотоксинами.

Основу (в среднем 50%) рациона животных составляет силос, в наибольшей степени подверженный поражению плесневыми грибами в связи с высокой влажностью и, как следствие, являющийся основным источником микотоксинов. Микотоксины с высокой частотой могут присутствовать в силосе, избежать контаминации микотоксинами корма практически невозможно.

Микотоксины угнетают полезную микрофлору рубца

Ранее в практике животноводства считалось, что проблема микотоксикозов и зараженности кормов микотоксинами для крупного рогатого скота менее актуальна, чем для свиней и птицы. Такое мнение возникло вследствие выдвинутого предположения об устойчивости жвачных животных к негативному воздействию микотоксинов благодаря метаболической деятельности рубцовой микрофлоры [Pasteiner, 1994]. Однако это утверждение было справедливо для коров с уровнем удоя не более 5 тыс. кг в год, что считалось средним показателем в годы существования СССР. В настоящее время  показано, что у высокопродуктивных коров, состав микрофлоры рубца существенно отличается. Микрофлора рубца современной коровы, особенно с продуктивностью от 5 тыс. кг/год и выше, теряет способность к естественной детоксикации микотоксинов.

В научной лаборатории ООО «БИОТРОФ» с помощью молекулярно-генетического метода RT-PCR было проведено исследование, позволяющее сравнить состав рубцовой микрофлоры КРС при скармливании силоса, пораженного высокими концентрациями афлатоксинов и практически свободного от них (табл. 1).

Таблица 1
Состав микрофлоры в рубце при скармливании силоса с различной контаминацией афлатоксинами , тысяч клеток/мл (103 клеток/мл)

*Н.п.д.о. – ниже предела достоверного определения методом RT-PCR

Оказалось, что поступление высоких доз афлатоксинов приводило к снижению численности полезных микроорганизмов, в том числе целлюлозолитиков, расщепляющих клетчатку кормов, и кислот-утилизирующих бактерий, метаболизирующих лактат на два порядка. При этом происходило увеличение содержания условно-патогенных энтеробактерий и патогенов на три порядка. Это позволяет утверждать, что у жвачных животных практически отсутствует эффективная защита от микотоксинов.

Распространение микотоксинов в кормовом травостое и силосе

В России проводится контроль качества микотоксинов в зерне и комбикормах, однако в связи с высокой стоимостью анализов отсутствует мониторинг распространения микотоксинов в объемистых кормах собственной заготовки. Лишь в единичных животноводческих хозяйствах проводится анализ скармливаемого силоса на содержание в нем микотоксинов. Именно поэтому у специалистов и  руководителей хозяйств создается видимость отсутствия данной проблемы.

Специалисты ООО «БИОТРОФ» провели обширный мониторинг содержания микотоксинов в силосах из животноводческих хозяйств европейской территории РФ (рис. 1). Было исследовано 215 проб из 20 животноводческих хозяйств.

Выяснилось, что проблема загрязнения силоса микотоксинами стоит намного острее, чем проблема контаминации зерна и комбикормов. Практически во всем исследованном отечественном силосе были превышены уровни предельно допустимых количеств микотоксинов. Эти уровни ПДК отражены в ветеринарно-санитарных требованиях Таможенного союза, утвержденных решением КТС от 18.06.2010 № 317. Следует учитывать, что уровни ПДК (МДУ) устанавливали с использованием химически чистых микотоксинов в лабораторных условиях без учета возможного накопления других микотоксинов, которые могут усиливать токсическое действие [Крюков, 2014].

В настоящее время установлены нормы содержания микотоксинов для пшеницы, ячменя, овса, кукурузы, гороха, сои, тапиоки, арахисового и подсолнечного шротов и др. Для объемистых же кормов такого нормативного документа не существует.

Анализируя содержание микотоксинов по обследованным нами регионам РФ (рис. 2), можно сделать вывод, что наиболее подверженными загрязнению микотоксинами были силоса из Центрального Черноземья.

Результаты наших исследований согласуются с данными отечественных ученых [Кононенко, Буркин, 2014], выявлявших в образцах сенажа и силоса из траншей  животноводческих хозяйств Брянской, Липецкой и других областей РФ значительные концентрации (до 31,6 мг/кг) различных микотоксинов, присутствовавших в кормах в сочетании.

Дальнейшее изучение проблемы показало, что сложные комбинации микотоксинов формируются уже в поле на вегетирующих растениях (рис. 1). При этом традиционное разделение микромицетов на «полевые» грибы и «грибы хранения» уже не актуально, поскольку в вегетирующих растениях были обнаружили токсины «амбарных» микромицетов.

Было показано, что количество микотоксинов зависит от укоса. Наиболее контаминированными оказались культуры второго укоса. Сравнение содержания микотоксинов в зависимости от вида кормовых культур (рис. 3) показало, что в наибольшей степени была поражена кукуруза.

Современный подход к получению безопасного силоса без микотоксинов

Четкого алгоритма предотвращения поражения кормового травостоя микотоксинами в настоящее время  не существует. Контроль содержания микотоксинов должен начинаться с выбора сортов культур, устойчивых к фитопатогенам, использования чистых семян, строгого соблюдения агротехнологии, прежде всего, системы чередования культур. Однако же, как показывает практика, соблюдать данные агроприемы очень трудно и экономически невыгодно. Агропредприятия обременены кредитами, что вынуждает их в первую очередь задумываться о получении дохода от возделывания сельхозкультур.

Эффективными мерами, позволяющими предотвратить дальнейшее накопление микотоксинов в силосных траншеях является строгое соблюдение требований технологии уборки и хранения: высоты скашивания, длины резки растений, тщательной трамбовки растительной массы. Необходимо использование биологических заквасок для силосования, а также укрытие заготовленного корма пленкой и гнетом.

К сожалению, на практике избежать попадания микотоксинов на кормовой стол практически невозможно.

Снизить отрицательные последствия от проникновения микотоксинов в организм КРС возможно путем нейтрализации их при помощи сорбентов.

Одним из наиболее перспективных сорбентов, используемых для профилактики микотоксикозов КРС, является комплексный препарат Заслон на основе уникального природного минерала органического происхождения, полезных бактерий Bacillus subtilis (рис. 4) и композиции эфирных масел.

Обжиг минерала при температуре свыше 800оС гарантирует отсутствие токсичных элементов (тяжелых металлов, пестицидов, хлорорганических соединений и др.), температура кипения которых существенно меньше температуры обжига и существенно повышает удельную поверхность сорбента (до 40 га/кг), что в 20 раз выше, чем удельная поверхность клеточных стенок дрожжей – одного из самых распространенных действующих веществ других подобных сорбентов.

Штамм полезных бактерий, входящий в состав препарата Заслон, обладает способностью к биотрансформации Т-2-токсина и дезоксиниваленола до безопасных соединений. Эфирные масла снимают иммуносупрессию у коров, вызванную воздействием микотоксинов.

Широкие испытания сорбента Заслон на дойных коровах, проведенные в Ленинградской и Липецкой областях показали, что применение препарата оказывало выраженное воздействие на продуктивность коров — способствовало повышению среднесуточного удоя на 1 голову до 2,7 кг (табл. 2). При этом содержание афлатоксина М1 в молоке снижалось до 93,4%, что превосходило эффект от использования американского сорбента на основе клеточных стенок дрожжей на 6,8%. Кроме того, количество соматических клеток в молоке уменьшалось до 12%.

Таблица 2

Эффективность применения сорбента Заслон для КРС

Экономическая эффективность от дополнительно реализованного молока составила до 1752,7 руб. на 1 голову КРС в месяц.
Таким образом, загрязнение силоса микотоксинами является неизбежным риском, однако соблюдение вышеперечисленных профилактических мероприятий позволит минимизировать уровень их содержания. Использование сорбентов позволит существенно снизить негативный эффект микотоксинов в случае превышения их концентраций в объемистых кормах.

Список литературы
1.    Диаз Д. Микотоксины и микотоксикозы.  М.: «Печатный город», 2006. 382 с.
2.    Иванов А.В., Тремасов М.Я., Папуниди К.Х., Чулков А.К. Микотоксикозы животных. М.: «Колос», 2008. 133 с.
3.    Иванов А.В., Фисинин В.И., Тремасов М.Я., Папуниди К.Х. Микотоксикозы (биологические и ветеринарные аспекты). М.: «Колос», 2010. 392 с.
4.    Иванов А.В., Фисинин В.И., Тремасов М.Я., Папуниди К.Х. Микотоксины (в пищевой цепи). М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2012. 136 с.
5.    Кононенко Г.П., Буркин А.А. О контаминации микотоксинами сенажа и силоса в животноводческих хозяйствах // Сельскохозяйственная Биология. 2014. №6. С.116-122.
6.    Крюков В.С.  Оценка уровня контаминации кормов микотоксинами и эффективности адсорбентов // Проблемы биологии продуктивных животных. 2014. №3. С. 37-50.
7.    Pasteiner S. Mycotoxins in animal husbandry. Pölten, Austria: Biomin GTI Gesmbh, 1994. 139 p.