2014 nov 19

Az ökológiai és a szokványos gazdálkodás hatása az élelmiszerek és takarmányok mikotoxin szintjére

Nincs hozzászólás

A mikotoxinokat (gombatoxinokat) a szántóföldi növényeinket megfertőző és azokon élő gomba­fajok termelik. A takarmányban lévő mikotoxinok megjelenhetnek a tejben, a tojásban és más állati termékekben is. A kérdés az, hogy léteznek-e olyan, a gombás megbetegedésekre való hajlamot és a mikotoxin termelést fokozó tényezők, amelyek jellemzőek az ökológiai és/vagy a szokványos gazdálkodási rendszerekre.
(Fotó: Fusarium fertőzés tüneteit mutató búzakalász)

Két széles körben elfogadott következtetést érdemes kiemelni:

1. A szokványos és ökológiai termékek esetében a betakarítást követően nem megfelelően végzett műveletek és tárolás nagyban növeli a mikotoxin szennyezés kockázatát és ennek elenyésző mértékben, vagy egyáltalán nincs köze a termék szántóföldi előállításához.

2. A szokatlan és többnyire szabályozhatatlan környezeti tényezőknek jelentős szerepe van az eddig történt komoly mikotoxin szennyeződéses esetek nagy részének kiváltásában, függetlenül a termelés módjától.

Nagyon sok munkára van még szükség ahhoz, hogy teljesen megértsük, hogy a gazdálkodási gyakorlat (ökológiai vagy szokványos) milyen módon befolyásolja a mikotoxinok képződését. Az összefüggések átfogó feltárásához az összes növényre, régióra és gazdálkodási módszerre vonatkozóan egy évszázad sem volna elég.

Az Egyesült Államokban még nem végeztek olyan specifikus vizsgálatot, amely során azt vizsgálták volna, hogy az ökológiai gazdálkodás hogyan befolyásolja a gombatoxinok termelődését eredményező, vagy azt megakadályozó hatásokat. Nagyon kevés kutatás irányult az ökológiai gazdálkodásban a gombabetegségek elleni védekezésre is.

A szokványos gazdálkodási rendszerekkel összefüggő mikotoxin kockázati tényezők

A szokványos gazdálkodásban a gombák ellen gyakran védekeznek gombaölő szerekkel, azonban a kisebb gazdasági értéket képviselő növényeken élő számos gombafaj esetében nem áll rendelkezésre költséghatékony kezelési mód. Legnagyobb részt ez a helyzet a búza és néhány más kisebb gabonaféle fuzárium fertőzése esetében. A gyümölcs- és zöldségtermesztésben azonban gyakran használják a gombaölő szereket a veszteségek megelőzésére. Az értékesebb növényeknél, mint pl. a paradicsom, alma, burgonya, vagy a szőlő, gyakran 2-4 gombaölő szert is használnak, különösen a nedvesebb éghajlatú területeken. 4-6 gombaölő szeres kezelés általánosnak mondható, sőt, vannak olyan kultúrák, amelyeket akár 10-nél többször is kezelnek gombaölő szerekkel.

A gombaölő és egyéb növényvédő szerek használatában jelentős különbség van az ökológiai és a szokványos gazdálkodás között. A gombaölő szerek általában bizonyos gombafajok ellen hatásosak, leggyakrabban legfeljebb néhány hétig, csak ritkán alkalmazhatóak az összes gombafaj ellen egy agro-ökoszisztémában. Több tanulmány is bizonyítja, hogy bizonyos gombaölő szerek nagymértékben csökkentik a gombás megbetegedéseket, azonban egyáltalán nem mérséklik a mikotoxin szintet. Ráadásul néhány gombafaj képes táplálék forrásként hasznosítani a gombaölő szereket. A tebukonazol és a triadimenol hatóanyagú gombaölő szerek kombinációjával kezelt búzánál 16-szorosára nőtt a nivalenol nevű mikotoxin koncentrációja, annak ellenére, hogy a fuzárium fertőzés erőssége csökkent.

Számos szántóföldi vizsgálatban tapasztalták, hogy a strobilurin típusú azoxistrobin tartalmú gombaölő szerrel kezelt gabonában nőtt a DON szintje, azonban csökkent a fuzárium fertőzés mértéke. Európai kutatások azt mutatták, hogy a gombaölő szerrel kezelt gabonatermő területeken az időjárás, a betegségek és a termesztési rendszer között bonyolult kölcsönhatások alakulhatnak ki, melyek néha egyáltalán nem, vagy csak kismértékű változást eredményeznek, de akár a mikotoxin szintek emelkedéséhez is vezethetnek. Az azoxistrobin hatóanyagú és más gombaölő szerekkel kezelt búzával kapcsolatban végzett vizsgálatok alapján arra a következtetésre jutottak, hogy a fuzárium gombafajok diverzitásában és populációdinamikájában a DON-termelő fajok számára kedvező változások állnak be, és ezáltal a kezelt területeken a DON szint emelkedése figyelhető meg.

A gombaölő szerek szubletális dózisban való alkalmazása szintén fokozhatja a mikotoxin termelődést. Ennek oka valószínűleg az, hogy a gombaölő szer stresszeli a gombát, de nem pusztítja el és a stresszre számos gombafaj mikotoxin termelésével reagál. A rovarölő szerek akár táplálékul is szolgálhatnak bizonyos gombafajok számára. A szerves foszfor tartalmú és a karbamát típusú rovarirtó szerek időnként még fokozzák is bizonyos – a talajban és a növényen élő – gombafajok növekedését. A Fusarium oxysporumról kimutatták, hogy 5 növényvédő szeren is növekedett, melyek foszfor forrásként szolgáltak, és egy tanulmányban megállapították, hogy ezen növényvédő szerek jelenlétében a gomba növekedése 50%-kal emelkedett.

A gombáknak az a tulajdonsága, hogy képesek táplálékként hasznosítani a növényvédő szereket, bizonyos szempontból pozitívnak tekinthető, hiszen ezzel segítik a peszticidek lebomlását és csökkentik azok felezési idejét a növény szöveteiben és a talajban. De ez az előny egyben hátrányt is jelent, a gomba fertőzés és a mikotoxin szennyeződés minimalizálása szempontjából.

Több tanulmányban is igazolták, hogy az egyes gombaölő szerek bizonyos gombafajok populációit csökkentik, mások növekedését pedig segítik, vagy közvetlen módon, vagy a fajok közti kompetíció csökkentésével. Általánosságban kijelenthető, hogy a gombaölő szerek alkalmazásával szinte biztosan csökkenthető a mikotoxin szennyeződés gyakorisága és mértéke, azonban a gombás fertőzések és a mikotoxin képződés kockázata nem zárható ki. A termesztett növények többségénél azonban soha, vagy nem rutinszerűen alkalmazzák a gombaölő szereket, illetve ezek a gombafajok nem kellően széles spektrumára hatnak ahhoz, hogy jelentősen csökkenjen a mikotoxin fertőzés kockázata.

A betakarítás és az azt követő időszak mindig is kritikus marad a fertőződés szempontjából, a gazdáknak, függetlenül a termesztés módjától, ekkor kell megfelelő megelőző intézkedéseket tenni, hogy megakadályozzák, hogy a gombák elhatalmasodjanak a betárolt terményben.

Az ökológiai gazdálkodási rendszerekkel összefüggő mikotoxin kockázati tényezők

A gombabetegségek elleni küzdelemben az ökogazdák főleg a növény saját védekezőképességére hagyatkoznak, amikor optimális, és nem maximális tápanyagellátottságot biztosítanak számukra, továbbá lényeges eszközük a megelőzés, a genetika, a gombafajok egymás közötti és baktériumokkal való kölcsönhatásainak kihasználása is. Az ökológiai zöldség- és gyümölcstermesztésben a gazdák a gombaölő szeres permetezést is bevetik, azonban ők csak nem szintetikus, természetes eredetű anyagokat használhatnak, mint a réz alapú szerek, az olajok és a kén. Néhány gazda kizárólag a réz és kén alapú termékekre támaszkodik, azonban e szerek gyakori és nagymértékű alkalmazása ugyanazokhoz a problémákhoz vezet, mint amiket a szokványos gazdaságokban tapasztalnak, ahol a gombaölő szerek jelentik a legnagyobb növényvédelmi terhet a betegségre érzékeny kultúrákban, melyekben jelentős gazdasági veszteségek jelentkezhetnek.

Mikrobiális változatosság

Köztudott, hogy egy adott régióban termesztett gyümölcsökön, zöldségeken várhatóan gombafajok egy jellemző kombinációja él, sőt, számos gombafaj tipikusan bármikor jelen lesz és ott fejlődik. Ezek a gombák folyamatosan versengenek egymással, hogy az adott mikrokörnyezetben fennmaradhassanak és fejlődhessenek. Minél több faj van jelen egyszerre, annál kisebb a valószínűsége, hogy egy-egy faj dominánssá váljon, és így populációik nem érik el azt a szintet, hogy észlelhető mennyiségű mikotoxint termeljenek. Mivel az ökológiai gazdaságban törekednek a mikrobiális diverzitás növelésére, és a minél összetettebb táplálékláncok létrehozására a talaj szintje felett és alatt egyaránt, a gombák egymás közötti és baktériumokkal való versengése biztosítja, hogy egyetlen gombafaj sem éri el a kritikus szintet. Európai kutatások alátámasztják ezt az elméletet.

Betegségelnyomó talajok

Az ökológiai gazdálkodásban többféle módon igyekeznek növelni a talaj szervesanyag tartalmát, leggyakrabban komposzt, vagy más szervesanyag alkalmazásával, vagy takarónövényekkel, melyeket aztán bedolgoznak a talajba. Ezekkel a módszerekkel nő a talaj szervesanyag tartalma, a talaj mikroba közösségeinek változatossága, még összetettebb táplálékláncok jönnek létre és sok hasznos szervezet populációja nő. A cél az, amit úgy hívnak, „betegségelnyomó” talaj.

A betegségelnyomó talajokra jellemző, hogy ritkán jelentkeznek a gyökér és egyéb betegségek, annak ellenére, hogy számos virulens kórokozó és a fogékony növény is jelen van. Ezek a talajok a növények megbetegedését elsősorban biológiai folyamatok révén akadályozzák meg, ilyenek a tápanyagokért folytatott versengés, az antibiózis (antibiotikumok, vagy más természetes, más életformák számára toxikus anyagok termelése), vagy a növény védekezési mechanizmusainak kiváltása a szisztemikus szerzett rezisztencián keresztül (SAR). Például a nem-patogén Fusarium és a fluoreszcens Pseudomonas fajok kulcsfontosságú szerepet játszanak a kórokozó, a mikotoxinokat termelőket is magukban foglaló Fusarium fajok elnyomásában.

Az ökológiai gazdaságokban a talaj általában változatosabb mikroba közösségeknek ad otthont és a mikrobiális aktivitása is nagyobb. Valószínűleg ez az oka, hogy az ökogazdák rendszeresen takarítanak be egészséges terményt, annak ellenére, hogy a kórokozók jelen vannak a területen és hogy nem használtak szintetikus gombaölő szert. Az ökogazdaságokban rendszerint kevesebb a felvehető nitrogén mennyisége, ami szintén csökkentheti a gombafertőzés és a mikotoxinok kialakulásának kockázatát.

A növények az érési folyamat végén gyakran érzékenyebbek a gombák támadására, ekkor a kórokozók könnyen erőre kaphatnak, különösen, ha a növény szövetén valamilyen sérülés is van. Ezek az elsődleges fertőzések komoly problémákat okozhatnak, különösen, ha az időjárás kedvező a gomba fejlődéséhez. Itt ismét lényeges, hogy minél változatosabb legyen a zöldségek, gyümölcsök héján, vagy a levelek felületén élő mikroorganizmusok összetétele, ez ugyanis mérsékelheti a gombapopulációk növekedését, még akkor is, ha a körülmények amúgy kedvezőek a gomba számára. Ennek eredményeként csökken a mikotoxin problémák kockázata. Ebben az esetben is csak csökken, de nem zárható ki teljesen, éppen úgy, mint a szokványos gazdaságban, ahol rutinszerűen alkalmaznak gombaölő szereket.

Komposzttea

Sok ökológiai zöldség- és gyümölcstermesztő gazdaságban használják a komposztteát. A komposzttea az érlelt komposztból kivont mikroorganizmusokat nagy koncentrációban tartalmazó oldat. Alkalmazásával beoltják a növények levelének és az érő termés felszínét a nagyrészt jóindulatú mikroorganizmusokkal, annak reményében, hogy ezek hatékonyan veszik fel a versenyt a kórokozó gombákkal.

Hőstresszel szembeni ellenállóság

Azok a növények, amelyek hő és egyéb környezeti tényezők okozta stressznek vannak kitéve, sokkal érzékenyebbek a gombák okozta megbetegedésekre. A hőstressznek ellenálló nemesített fajtákban általában alacsonyabb a fumonizin és az aflatoxin szint. Ennek megfelelően a hőstressz szintjét csökkenteni képes gazdálkodási rendszerekben csökkenhet a mikotoxin szennyeződés előfordulása és mértéke is.

A huzamosabb ideje ökológiai módszerekkel művelt talajoknak a szokványos talajokénál magasabb a szervesanyag tartalma és kisebb a térfogatsűrűsége. Ennek következtében több nedvességet tudnak felvenni és megtartani, így – legalábbis bizonyos régiókban – az ökológiai gazdaságokban termesztett növények jó eséllyel kisebb mértékben vannak kitéve a hőstressznek és ez szintén csökkentheti a mikotoxin kockázatot.

Az időjárás a mikotoxin szennyeződés kockázata szempontjából egyértelműen kiemelkedő tényező a szokványos és az ökológiai gazdálkodási rendszerben egyaránt. Kerülni kell a termény fizikai károsodását a betakarításkor, a terménynek érettnek kell lennie, a betárolás előtt megfelelően és gyorsan el kell végezni a szárítást, tiszta, száraz helyen kell a tárolást végezni az öko és a szokványos gabonatermesztésben is.

Az időjárás, a terület és a raktár egyenlő mértékben jelentős tényezőnek számít mindkét termesztési rendszerben. A növényfajta kiválasztása során ki kell emelni, hogy az ökogazdák kevésbé tartanak a gabona megdőlésétől, így ők szívesen alkalmaznak magas, hosszú szárú gabonafajtákat, míg a szokványos gazdaságokban a bőségesebb tápanyagutánpótlás miatt a növények gyakran gyorsan fejlődnek és ez megdőléshez vezet. Ezért a szokványos gazdálkodást folytató gazdák szívesebben vetik a törpe fajtákat, melyeknél a kalász a talajhoz közelebb helyezkedik el, ezáltal nagyobb eséllyel szennyeződik a talajból származó gombaspórákkal. Egy svájci kutatásban kimutatták, hogy a szokványos gazdaságokban az intenzívebb tápanyagutánpótlás serkentheti a mikotoxin termelő gombák, pl. a Fusarium fajok növekedését.

A vetésforgó és a talajművelés – az ökogazdálkodás két kulcsfontosságú eleme – szintén csökkentik a talaj inokulum szintjét. Vizsgálatok során igazolták, hogy az ökogazdaságokra jellemző alacsonyabb tőszám és emellett a hosszú, erős szárú fajták termesztése esetén a növények masszívabb sejtfalat alakítanak ki, ezáltal kevésbé érzékenyek a gombabetegségekre.

A gombaölő szerek alkalmazása a szokványos gazdaságokban kulcsfontosságú szerepet játszik a kórokozó gombák elleni küzdelemben. Az ökológiai gazdaságokra általában jellemző, hogy a gyomok nagyobb mennyiségben vannak jelen, és ezek nagyszerű élőhelyet biztosítanak a gombák számára és ezzel növelik a mikotoxin kockázatot. Azonban több vizsgálat is igazolta, hogy a gombaölő szerek alkalmazása tulajdonképpen serkentheti is a mikotoxin termelést.

Az öko és a szokványos élelmiszerek szennyeződése

A mikotoxinok öko és szokványos élelmiszerekben való előfordulásáról számos publikáció született. A szokványos élelmiszerekben kb. 50 %-kal gyakrabban mutatták ki a mikotoxinokat, mint az ezeknek megfelelő ökológiai élelmiszerekben.

A szokványos élelmiszerekben kicsit több mint kétszer magasabb volt a mikotoxin mennyisége. 10 összehasonlító vizsgálatban szerepelt Európában előállított búza, vagy búza alapú termék, és a 10 vizsgálatból 8 esetben a szokványos búza mikotoxin tartalma magasabb volt, egy esetben megegyezett az ökológiaival és egy esetben az ökológiai búzáé volt magasabb.

A szokványos búza magasabb mikotoxin tartalmának valószínű magyarázata a nitrogén műtrágyák nagymértékű, rutinszerű alkalmazása és a gombaölő szerek használata. Több tanulmány is igazolta, hogy az input-intenzív, nagy hozamot célzó termesztési rendszerek tulajdonképpen fokozhatják a mikotoxin termelődését, még azokon a termőterületeken is, ahol a gombaölő szerek csökkentették a gombák okozta betegségek előfordulását.

Az Egyesült Királyságban az Élelmiszerszabvány Ügynökség (FSA) által végzett felmérés alapján csak kis, nem jelentős különbségeket találtak az ökológiai és a szokványos élelmiszerek mikotoxin szintjei között. A felmérés során a fűszerekre, a kukorica alapú termékekre és a bébiételekre fókuszáltak. Az eredmények tükrében az FSA hangsúlyozta, hogy az élelmiszerek mikotoxin szintje általában nagyon alacsony és nem, vagy csak csekély kockázatot jelent a fogyasztók számára. A legutóbbi felmérésben az FSA nem talált statisztikailag szignifikáns különbséget az öko és a szokványos kukorica alapú élelmiszerek mikotoxin szintjében. Persze az FSA felmérések és tudományos kutatások során is találtak olyan élelmiszermintákat, melyeknek szokatlanul magas volt a mikotoxin tartalma és fognak is ilyeneket találni. Ezek közt vannak ökológiai és szokványos minták is, így arra a következtetésre jutottak, hogy a szokványos és az ökológiai élelmiszerek egyaránt érzékenyek a mikotoxin szennyezésre és a magas szintű szennyezettséget okozó körülmények nagyjából ugyanúgy hatnak mindkettőre. A szakirodalomban leírt esetek túlnyomó többségében a minták szennyezettsége az időjárással mutatott összefüggést és azt a termény betakarításának, tárolásra való előkészítésének és raktározásának módja okozta.

Mindent összevetve, a mikotoxin probléma kezelésében az ökológiai gazdálkodási gyakorlat előnyei kiegyenlítik, sőt, meg is haladják a hátrányokat, legalábbis a jól működő ökológiai gazdaságokban. Jelentős bizonyítékok állnak rendelkezésre arra vonatkozóan, hogy az apró szemű gabonafélék, főként a búza ökológiai termesztése esetén – a szokványos gazdálkodáshoz képest – csökkenhet a mikotoxin szennyeződés előfordulásának gyakorisága és mértéke, ami még a gombaölő szereket alkalmazó szokványos gazdaságokkal szemben is igaz.

Forrás: A fordítás Charles M. Benbrook „Breaking the mold – impacts of organic and conventional farming systems on mycotoxins in food and livestock feed” című publikációja alapján készült. A dokumentum teljes terjedelmében letölthető: http://organic-center.org/reportfiles/MycotoxinReport.pdf.

Szerkesztette és fordította: Nagy Judit
(Biokultúra 2014/5)

[felül]