Progress in Plant Protection

Mycotoxin content in grain of spring barley cultivated in the organic and conventional production systems in southeastern Poland
Zawartość mikotoksyn w ziarnie jęczmienia jarego uprawianego
w ekologicznym i konwencjonalnym systemie produkcji na terenie południowo-wschodniej Polski

Agnieszka Pałka, e-mail: aga.f@op.pl

Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Katedra Biotechnologii, Mikrobilogii i Żywienia Człowieka, Skromna 8, 20-704 Lublin, Polska

Ewa Solarska, e-mail: ewa.solarska@up.lublin.pl

Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Katedra Biotechnologii, Mikrobilogii i Żywienia Człowieka, Skromna 8, 20-704 Lublin, Polska
Streszczenie

The aim of the study was to compare the content of mycotoxins in grain of organic and conventional spring barley cultivated in 2006–2008. Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assays ELISA were used to identify aflatoxins, ochratoxin A, T-2 toxin, deoxynivalenol and zearalenone. Deoxynivalenol was detected the most frequently in the barley samples. The highest level of mycotoxins occurred in the samples from 2008 and the lowest in 2007. In 2006 the samples from the organic system contained less total mycotoxins, and in 2008 only slighlty less in the samples from the conventional system. However, each year the grain from the organic system was less conatimaned by mycotoxins occurring in stored grains. The content of mycotoxins in 2007 in the samples from organic and conventional system remained at a similar level. The diverse mycotoxin content in the analyzed samples of barley may be related to the weather conditions in individual years and the farming system.

 

Celem pracy było porównanie zawartości mikotoksyn w ziarnie jęczmienia jarego pochodzącego z upraw ekologicznych i konwencjonalnych w latach 2006–2008. Do identyfikacji aflatoksyn, ochratoksyny A, toksyny T-2, deoksyniwalenolu oraz zearalenonu użyto testów immunoenzymatycznych ELISA. Spośród badanych prób jęczmienia najwięcej zanieczyszczonych było deoksyniwalenolem. Najwyższy poziom mikotoksyn występował w próbkach z 2008 roku, a najniższy w 2007 roku. W 2006 roku mniej mikotoksyn ogółem zawierały próbki pochodzące z systemu ekologicznego, a w 2008 roku tylko minimalnie mniej z systemu konwencjonalnego, przy czym w każdym roku ziarno z ekologicznego systemu uprawy było słabiej zanieczyszczone przez mikotoksyny przechowalnicze. Zawartość mikotoksyn w 2007 roku w próbkach z systemu ekologicznego i konwencjonalnego utrzymywała się na podobnym poziomie. Zróżnicowana zawartość mikotoksyn w badanych próbkach jęczmienia była związana z warunkami pogodowymi w poszczególnych latach oraz z systemem uprawy.

Słowa kluczowe

Fusarium; mycotoxins; barley; production system; ELISA; mikotoksyny; jęczmień; system produkcji

Referencje

Abbas H.K., Shier W.T., Gronwald J.W., Lee Y.W. 2002. Comparison of phytotoxicity and mammalian cytotoxicity of nontrichothecene mycotoxins. Journal of Natural Toxins 11 (3): 173–186.

 

Aljicevic M., Beslagic E., Zvizdic S., Hamzic S., Rebic V. 2008. Mycotoxins. HealthMED 2 (3): 176–182.

 

Arseniuk E., Góral T. 2005a. Mikotoksyny fuzaryjne w ziarnie zbóż i kukurydzy. [Fusarium mycotoxins in cereal and maize grain]. Hodowla Roślin i Nasiennictwo 3: 27–33.

 

Arseniuk E., Góral T. 2005b. Fuzarioza kłosów – czynniki sprawcze i gospodarcze znaczenie choroby. Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie. www.pin.org.pl/hrin/txt/2005/3-6.rtf [dostęp: 14.03.2017].

 

Balas J. 2006. Mikotoksyny jako źródło zanieczyszczeń żywności pochodzenia roślinnego. [The mycotoxins as a source of contaminaton of food and fodder of plant origin]. Postępy Fitoterapii 2: 98–104.

 

Benbrook C.M. 2006. Breaking the mold – impacts of organic and conventional farming systems on mycotoxins in food and livestock feed. The Organic Center. Mycotoxin Report. www.organic-center.org/reportfiles/MycotoxinReport.pdf [Accessed: 20.04.2017].

 

Bernhoft A., Torp M., Clasen P.E., Løes A.K., Kristoffersen A.B. 2012. Influence of agronomic and climatic factors on Fusarium infestation and mycotoxin contamination of cereals in Norway. Food Additives and Contaminants Part A: Chemistry, Analysis, Control, Exposure and Risk Assessment 29 (7): 1129–1140. DOI: 10.1080/19440049.2012.672476.

 

Bottalico A., Perrone G. 2002. Toxigenic Fusarium species and mycotoxins associated with head blight in small-grain cereals in Europe. European Journal of Plant Pathology 108 (7): 611–624. DOI: 10.1023/A:1020635214971.

 

Brandt K., Leifert C. 2005. Healthier organic crop porducts – improving the nutritional quality and avoiding mycotoxin contamination. www.qlif.org/qlifnews/april05/con2.html [Accessed: 20.04.2017].

 

Brodal G., Hofgaard I.S., Eriksen G.S., Bernhoft A., Sundheim L. 2016. Mycotoxins in organically versus conventionally produced cereal grains and some other crops in temperate regions. World Mycotoxin Journal 9 (5): 755–770. DOI: 10.3920/WMJ2016.2040.

 

D’Mello J.P., MacDonald A.M.C., Postel D., Dijksma W.T.P., Dujardin A., Placinta C.M. 1998. Pesticide use and mycotoxin production in Fusarium and Aspergillus phytopathogens. European Journal of Plant Pathology 104 (8): 741–751. DOI: 10.1023/A:1008621505708.

 

Edwards S.G. 2004. Influence of agricultural practices on fusarium infection of cereals and subsequent contamination of grain by trichothecene mycotoxins. Toxicology Letters 153 (1): 29–35. DOI: 10.1016/j.toxlet.2004.04.022.

 

Edwards S.G., Pirgozliev S.R., Hare M.C., Jenkinson P. 2001. Quantification of trichothecene producing Fusarium species in harvested grain by competitive PCR to determine efficacies of fungicides against fusarium head blight of winter wheat. Applied and Environmental Microbiology 67 (4): 1575–1580. DOI: 10.1128/AEM.67.4.1575-1580.2001.

 

Elmholt S., Rasmussen P.H. 2005. Penicillium verrucosum occurrence and ochratoxin A contents in organically cultivated grain with special reference to ancient wheat types and drying practice. Mycopathologia 159 (3): 421–432. DOI: 10.1007/s11046-005-1152-5.

 

Fiedorow Z., Gołębniak B., Weber Z. 2008. Choroby roślin rolniczych. Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego,Poznań, 208 ss.

 

Gunst L., Krebs H., Dubois D., Forrer H.R. 2005. The effect of farming system, previous crop and fertilization on the incidence of ear diseases of wheat in the DOK trial. Research Conference on Organic Agriculture in the German-speaking Region. p. 117–120. Kassel University Press, March 1–4, 2005, Kassel, Germany.

 

Jennings P., Turner J.A., Nicholson P. 2000. Overview of Fusarium ear blight in the UK – effect of fungicide treatment on disease control and mycotoxin production. p. 707–712. The Brighton Crop Protection Conference: Pests and diseases. Proceedings of an International Conference: Held at the Brighton Hilton Metropole Hotel, UK, November 13–16, 2000, Tom 1, 1296 pp.

 

Knudsen M.B., Elmholt S., Hockenhull J., Jensen D.F. 1995. Distribution of saprophytic fungi antagonistic to Fusarium culmorum in two differently cultivated field soils, with special emphasis on the genus Fusarium. Biological Agriculture and Horticulture 12 (1): 61–79. DOI: 10.1080/01448765.1995.9754723.

 

Libudzisz Z., Kowal K., Żakowska Z. 2008. Mikrobiologia techniczna. Mikroorganizmy w biotechnologii, ochronie środowiska i produkcji żywności. Tom 2. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 564 ss.

 

Łukanowski A., Sadowski Cz. 2005. Wykorzystywanie metody PCR do badania jakości ziarna pszenicy ozimej uprawianej w systemach ekologicznym, integrowanym, konwencjonalnym oraz monokulturze w aspekcie fitopatologicznym. [The use of PCR assay for quality testing of grain of winter wheat cultivated in organic, integrated, conventional system and monoculture in phytopathological aspekt]. Acta Agrobotanica 58 (2): 55–69.

 

Maier F.J., Miedaner T., Hadeler B., Felk A., Salomon S., Lemmens M., Kassner H., Schäfer W. 2006. Involvement of trichothecenes in fusarioses of wheat, barley and maize evaluated by gene disruption of the richodiene synthase (Tri5) gene in three field isolates of different chemotype and virulence. Molecular Plant Pathology 7 (6): 449–461. DOI: 10.1111/j.1364-3703.2006.00351.x.

 

Mazurkiewicz J., Solarska E., Kuzdraliński A., Muszyńska M. 2008. Wpływ sposobu nawożenia na występowanie toksyn fuzaryjnych w pszenicy ozimej. [The occurrence of Fusarium toxins in winter wheat depending on fertilization]. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering 53 (4): 15–17.

 

Mazzola M. 2002. Mechanisms of natural soil suppressiveness to soilborne diseases. Antonie Van Leeuwenhoek 81 (1–4): 557–564.

 

Menniti A.M., Pancaldi D., Maccaferri M., Casalini L. 2003. Effect of fungicides on Fusarium head blight and deoxynivalenol content in durum wheat grain. European Journal of Plant Pathology 109 (2): 109–115. DOI: 10.1023/A:1022557819214.

 

Remža J., Lacko-Bartošová M., Kosík T. 2016. Fusarium mycotoxin content of Slovakian organic and conventional cereals. Journal of Central European Agriculture 17 (1): 164–175. DOI: 10.5513/JCEA01/17.1.1686.

 

Rozporządzenie Komisji (WE) NR 1881/2006 z dnia 19 grudnia 2006 r. ustalające najwyższe dopuszczalne poziomy niektórych zanieczyszczeń w środkach spożywczych. Dz. Urz. UE L 364/5 z dnia 20.12.2006 r.

 

Solarska E., Kuzdraliński A., Szymona J. 2009. The mycotoxin contamination of triticale cultivars cultivated in organic and conventional systems of production. Phytopathologia 53: 57–62.

 

Solarska E., Mazurkiewicz J., Fajbuś A., Muszyńska M. 2008. Wpływ przedplonu na występowanie trichotecenów fuzaryjnych w jęczmieniu jarym uprawianym w ekologicznym systemie produkcji. [The effect of forecrop on occurrence of fusarium trichothecens in spring barley cultivated in organic production systems]. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering 53 (4): 74–77.

 

Progress in Plant Protection (2018) : 0-0
Data pierwszej publikacji on-line: 2018-05-10 14:53:50
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2018-011
Pełny tekst (.PDF) BibTeX Mendeley Powrót do listy