مقدمه

علوفه سیلو شده ممکن است حاوی مخلوطی از مایکوتوکسین ها با منشا آلودگی های پیش از برداشت با گونه های فوزاریوم و آسپرژیلوس، و یا آلودگی های پس از برداشت به واسطه کپک های سمی مانند آسپرژیلوس و پنی سیلیوم باشد. با این حال، بسیاری از کپک های رایج مایکوتوکسین ها را تولید نمی کنند و حضور کپک ها در سیلو نشان دهنده وجود مایکوتوکسین ها نبوده و نیز عدم وجود آنها تاییدی بر نبود مایکوتوکسین ها نیست.

چنانچه اکسیژن فاکتور محدود کننده ای نباشد کپک ها می توانند در خوراکهای مرطوب مانند سیلو رشد کنند. تاخیر در برداشت، پر کردن آهسته یا همراه با تاخیر سیلوها، بسته بندی و زهکشی نامناسب سیلوها، سرعت تغذیه آهسته، پوشش های پلاستیکی، کیسه ها یا کاورهای آسیب دیده می تواند یک میکرواقلیم مناسب برای تکثیر کپک ها و تولید مایکوتوکسین ها ایجاد نماید. سایر عواملی که می توانند باعث رشد کپک و تولید مایکوتوکسین ها در سیلو شوند شامل آسیب فیزیکی به بلال های ذرت و تخریب گیاهان و پوشش های سیلو به وسیله جوندگان، باران، تگرگ، و خشکسالی است.

انواع مایکوتوکسین ها در علوفه سیلو شده

مایکوتوکسین هایی که به طور فراوان در علوفه سیلو شده وجود دارند عبارتند از تریکوتسن ها، فومونیسین ها، آفلاتوکسین ها، ZEA، مایکوفنولیک اسید، و رُکوفورتین C.

سموم فوزاریوم

گونه های فوزاریوم تحت عنوان قارچ های مزرعه شناخته می شوند چرا که در حین رشد و بلوغ گیاه  تکثیر می یابند. شرایط مطلوب برای رشد آنها رطوبت بالا (بیش از 70 درصد) و دماهایی که بین روزهای گرم و شبهای سرد متغیر می باشد است. شرایط سیلو برای گونه های فوزاریوم مطلوب نیست زیرا آنها شرایط بی هوازی و pH پایین را تحمل نمی کنند. با  این وجود، برخی از سموم فوزاریوم نسبتاً پایدار بوده یا به طور کامل طی سیلو کردن از بین نمی روند. از این رو، غلظت های سموم فوزاریوم تشخیص داده شده در سیلو ممکن است بازتابی از سطوح آلودگی در زمان برداشت باشد.

تریکوتسن ها

سم T-2 و سم HT-2 (از تریکوتسن های A) در دانه های غلات، مانند جو دوسر و جو، بیش از علوفه های سیلویی وجود دارند و تحت شرایط اقلیمی مرطوب و گرم تولید می شوند. تقریباً 1 درصد از 127 نمونه سیلوی جمع آوری شده از کشورهای مختلف شامل سم T-2 بود و حداکثر غلظت آن 14 میکروگرم در کیلوگرم گزارش شد.

دی اکسی نیوالنول

طی یک بررسی در مورد وجود مایکوتوکسین ها در خوراک های سیلو شده در هلند، سیلوهای ذرت و گندم به عنوان منابع اصلی DON در جیره گاوهای شیری، با میانگین غلظت به ترتیب 854 و 621 میکروگرم بر کیلوگرم و بیشینه غلظت به ترتیب 3142 و 1165 میکروگرم بر کیلوگرم مشخص شدند. در یکی دیگر از بررسی های اخیر در لهستان، DON در 86 درصد نمونه های سیلوی ذرت در غلظت های میانگین و بیشینه به ترتیب 223 و 7860 گرم بر کیلوگرم مشاهده شد. بررسی نمونه های سیلوی ذرت، یونجه، و سورگوم از فارم های شیری آرژانتین برای مایکوتوکسین ها طی ژانویه 2012 تا سپتامبر 2015 انجام شد. مطالعه بر مزارعی که به واسطه مسائلی چون پوشش نامناسب سیلو، میزان پایین مصرف سیلو، متراکم نبودن سیلو، کیفیت یا تولید ضعیف شیر، و عملکرد تولیدمثلی پایین مشکوک به مشکلات مایکوتوکسینی بودند تمرکز کرد. تقریباً 2/28 درصد از سیلوهای ذرت آلوده و 50 درصد سیلوهای یونجه آلوده حاوی بیش از 2000 میکروگرم بر کیلوگرم DON بودند. این مطالعات نشان داد که DON یکی از معمول ترین مایکوتوکسین ها در سیلو بوده و غلظت آن می تواند بسیار بالا باشد.

برخی دیگر از تریکوتسن ها مانند نیوالنول، DON استیله شده، دی استوکسی سیرپنول، و فوزارنون X نیز از سیلوها جدا شده اند. هرچند، حضور آنها در سیلوها پراکنده و در اغلب اوقات در غلظت های پایین می باشد.

فومونیسین ها

در حدود 6/48 درصد از 327 سیلوی ذرت نمونه گیری شده در برزیل با فومونیسین B1 و میانگین غلظت 369 میکروگرم بر کیلوگرم آلوده شده بودند. نتایج یک پژوهش نشان داد که غلظت های فومونیسین موجود در سیلوی ذرت از 340 تا 2490 میکروگرم بر کیلوگرم ماده خشک متغیر بود، و بالاترین غلظت در نمونه هایی که از لایه بالایی و دیواره های جانبی سیلو که به طور طبیعی در معرض نفوذ هوا قرار داشته و تخمیر کمتری را تجربه کرده است گرفته شده بود مشاهده شد. گونزالز و همکاران (2008) گزارش کردند که سطوح فومونیسین در سیلوی ذرت از 340 تا 2490 میکروگرم بر کیلوگرم ماده خشک متفاوت است، و بالاترین مقادیر در نمونه هایی که از لایه رویی و دیواره های جانبی سیلو (که به طور معمول مستعد نفوذ هوا و تخمیر کمتر هستند) گرفته شد، دیده شد.

زیرالنون

مطالعات متعددی وجود ZEA در علوفه های سیلو شده را مورد بررسی قرار داده  اند.  در مطالعه 461 نمونه سیلوی ذرت در ایالات متحده در سال 2005، میانگین غلظت ZEA 525 میکروگرم در کیلوگرم ماده خشک با نرخ شیوع 30 درصد گزارش شد. محققان هلندی (2008) آلودگی ZEA را در 13 درصد از 120 نمونه سیلوی گراس و 50 درصد از 140 نمونه سیلوی ذرت به ترتیب با غلظت های 180 و 146 میکروگرم در کیلوگرم گزارش نمودند. رید و مور (2009) تا 660 میکروگرم بر کیلوگرم و 79.8 میلی گرم بر کیلوگرم ZEA را به ترتیب در سیلوهای سورگوم و یونجه استرالیا شناسایی کرده اند. زیرالنون شایع ترین مایکوتوکسین تشخیص داده شده در مطالعه ای بود که به بررسی مایکوتوکسین های تاثیرگذار سیلوی ذرت بر گاوهای دانمارکی پرداخت (2014). در یک بررسی گزارش شد که تقریباً 45 درصد از 7049 نمونه خوراک دام جمع آوری شده از آمریکا، اروپا، و آسیا حاوی ZEA می باشند (با میانگین غلظت 233 میکروگرم بر کیلوگرم، 2012). ارزیابی نمونه های سیلوی ذرت، یونجه، و سورگوم جمع آوری شده از مزارع شیری آرژانتین که مشکوک به مشکلات مایکوتوکسینی بودند نشان داد که 45.5 درصد سیلوهای ذرت آلوده، 45.5 درصد سیلوهای یونجه آلوده، و 60 درصد سیلوهای سورگوم آلوده حاوی بیش از 300 میکروگرم بر کیلوگرم ZEA با حداکثر غلظت های به ترتیب 1774.8، 1599.3، و 595.3 میکروگرم بر کیلوگرم بودند.

 

سموم آسپرژیلوس

کپک های آسپرژیلوس قارچ های ذخیره سازی به شمار می آیند زیرا معمولاً پیش از برداشت محصولات را آلوده نمی کنند. با این حال، برخی از گونه ها مانند آسپرژیلوس فلاووس ممکن است محصولات را آلوده ساخته و طی دوره های با دمای بالا (بیش از 32 درجه سانتیگراد)، رطوبت بالا (بیش از 80 درصد)، یا تحت تنش خشکی باعث تولید آفلاتوکسین ها در مزرعه شوند. آسیب حشرات به علوفه نیز می تواند آنها را مستعد عفونت ساخته یا میزان آلودگی را در آنها تشدید نماید.

آفلاتوکسین ها

میزان بروز و غلظت آفلاتوکسین در سیلوهایی که به خوبی نگهداری شده اند در مقایسه با سایر مایکوتوکسین ها بسیار کم است. در یک مطالعه در مزرعه های شیری آرژانتین که مشکوک به مشکلات مایکوتوکسینی بودند، تقریباً 30.2 درصد از نمونه های سیلوی ذرت و 41.7 درصد از نمونه های سیلوی یونجه حاوی بیش از 20 میکروگرم بر کیلوگرم آفلاتوکسین، با حداکثر غلظت به ترتیب 42.1 و 30.5 میکروگرم بر  کیلوگرم بودند. در مطالعه دیگری در هلند (2008)، هیچ AFB1 ای در 140 نمونه سیلوی ذرت یافت نشد. به همین ترتیب، در 25  نمونه از 26 نمونه سیلوی ذرت بررسی شده در لهستان (2016) نیز هیچ آفلاتوکسینی تشخیص داده نشد. با این حال، غلظت های بالای آفلاتوکسین ممکن  است در سیلوهای ضعیف یا سیلوهایی که با گیاهان ذرت آلوده تهیه شده اند دیده شود. به علاوه، آفلاتوکسین ها در سیلوهای خندقی بیش تر از سیلوهای کیسه ای دیده می شوند چون سیلوهای خندقی اغلب روی پایه ا ی بتنی یا زمین بدون پوشش ساخته می شوند و بیشتر در معرض شرایط محیطی قرار می گیرند. تا 51 میکروگرم بر کیلوگرم ماده خشک آفلاتوکسین B1در سیلوهای ذرت جمع آوری شده از سیلوهای خندقی در فرانسه گزارش شده است (2009). علاوه بر این، غلظت AFB1 در سیلوی ذرت ذخیره شده در سیلوهای خندقی بدون زه کشی مناسب در آرژانتین 156 میکروگرم بر هر کیلوگرم ماده خشک گزارش شده است (2008).

اوکراتوکسین ها

میزان بروز و غلظت OTA در سیلو معمولاً نسبت به سایر مایکوتوکسین های عمده مانند DON، ZEA، فومونیسین، و سم T-2 کمتر است که دلیل احتمالی آن می تواند این باشد که قارچ هایی که این سم را تولید می کنند نمی توانند غلظت های بالای اسید استیک و دی اکسید کربن را تحمل کنند. به عنوان مثال، 1 درصد از 124 نمونه سیلوی جمع آوری شده از کشورهای مختلف حاوی OTA و با حداکثر غلظت 3 میکروگرم در کیلوگرم بود. با این حال، به دلایل ناشناخته، در حدود 47 درصد از 61 نمونه سیلوی ذرت در لهستان حاویOTA بود هرچند حداکثر غلظت مشاهده شده در آن تنها 7.5 میکروگرم بر کیلوگرم گزارش شد (2016).

سموم پنی سیلیوم

کپک های پنی سیلیوم می توانند در محیط های معمول سیلو با سطوح فعالیت آبی (0.79 تا 0.83) که نسبتاً کمتر  از سایر ارگانیسم های قارچی می باشد و نیز تحت غلظت های کم اکسیژن (1 درصد) و pH پایین (بین 3 تا 6) رشد کنند. کپک های پنی سیلیوم طی دوره ذخیره سازی رایج تر هستند، اما می توانند در گیاهان تحت تنش در شرایط بسیار مرطوب در مزرعه نیز رشد نمایند.

سم PR، مایکوفنولیک اسید، و روکوفورتین C

این ترکیبات متابولیت های ثانویه پنیسیلیوم پانئوم وپنیسیلیوم روکوفورتی (PR) هستند. پنیسیلیوم روکوفورتی که به دلیل مقاومت به اسید و کمبود اکسیژن معمولاً تحت عنوان کپک سیلو شناخته می شود فراوان ترین کپک پنی سیلیوم جدا شده از سیلو می باشد. تا 85 درصد از 21 نمونه سیلویی که در آلمان مورد بررسی قرار گرفتند و هیچ کپک سیلویی در آنها مشاهده نشد حاوی پنیسیلیوم روکوفورتی بودند. بررسی 20 توده سیلوی ذرت در دانمارک نیز حاکی از شیوع 96 درصدی پنیسیلیوم پانئوم وپنیسیلیوم روکوفورتی بود (2010).

سم PR به ندرت در علوفه سیلو شده تشخیص داده می شود. با این حال، مایکوفنولیک اسید و روکوفورتین C بیشترین سموم پنی سیلیوم مطالعه شده در علوفه سیلو شده می باشند (2015). در هلند، روکوفورتین C در 19 درصد از 47 نمونه سیلوی ذرت و گراس و 7 درصد از 29 نمونه فرآورده های جانبی سیلو شده با میانگین غلظت 780 میکروگرم بر کیلوگرم مشاهده شد. مایکوفنولیک اسید به ترتیب در 13 و 10 درصد از نمونه های این گروه های غذایی با میانگین غلظت 0.52 میلی گرم بر کیلوگرم تشخیص داده شد.

 

پیشگیری از آلودگی مایکوتوکسینی سیلوها

اعمال مدیریت مناسب برای محصول، از مزرعه تا زمان مصرف، سبب کاهش احتمال رشد کپک ها و تولید سموم قارچی خواهد شد.

مرحله مزرعه یا پیش از برداشت

بخش عمده مایکوتوکسین هایی که به طور معمول مورد ارزیابی قرار می گیرند در مزرعه و پیش از برداشت تولید می شوند بنابراین کنترل مایکوتوکسین ها در این مرحله نخستین گام برای اطمینان از سلامت سیلوها می باشد. آلودگی مایکوتوکسینی می تواند با به حداقل رساندن تنش محیطی روی گیاه از طریق شیوه های زراعی مناسب کاهش یابد.  برخی از این روش ها عبارتند از:

1- استفاده از واریته ها یا هیبریدهای سازگار با شرایط محلی که در برابر عفونت قارچی مقاوم هستند.

2- کاشت به موقع گیاه به منظور جلوگیری از تداخل دوره گل دهی و رسیدن به مرحله شیری یا خمیری با دوره های خشکی و تنش گرمایی

3- جلوگیری از آلودگی با حشرات و قارچ ها از طریق کاربرد قارچ کش ها و سموم دفع آفات؛ مدیریت حشرات مهم ترین اقدام برای کاهش خطر مایکوتوکسین ها، به ویژه فومونیسین ها و آفلاتوکسین ها، در مناطق معتدل می باشد چرا که حشرات به عنوان ناقلین اسپورهای قارچی عمل می کنند و آسیب حشرات محصولات زراعی مانند ذرت را به عفونت قارچی مستعد می نماید.

4- مدیریت صحیح بقایای گیاهان و از بین بردن علفهای هرز؛ علف های هرز با مصرف آب و مواد مغذی در  دسترس برای گیاه ذرت باعث بروز تنش در این گیاه می شوند.

5- تامین مواد مغذی کافی (نیتروژن، پتاسیم، کلسیم و …) نقش مهمی در محدودسازی تنش برای گیاه ایفا می نماید.

6- آبیاری به موقع برای جلوگیری  از تنش خشکی

7- رعایت تناوب کاشت محصولات؛ جو، گندم، یا ذرت همگی مستعد آلوده شدن به گونه فوزاریوم هستند. کشت پیاپی گونه های مستعد به فوزاریوم به مدت چند سال متوالی می تواند باعث پر شدن زمین با اسپورهای قارچی شود.

8- کوددهی مناسب

فاز برداشت

برداشت به موقع محصول در کنترل سطح آلودگی مایکوتوکسینی علوفه ها حائز اهمیت است. خطر آلودگی مایکوتوکسینی به طور قابل توجهی با برداشت زود هنگام کاهش می یابد. با این حال، برای کسب  اطمینان از تولید بهینه، غلظت ماده خشک، و ارزش غذایی برداشت محصول باید در موعد مقرر انجام شود.

ارتفاع برش محصولات در زمان برداشت باید به گونه ای تنظیم شود که بتواند آلودگی با خاک را به حداقل برساند چون اسپورهای فوزاریوم به وفور در خاک یافت می شوند. به علاوه، بهتر است از چند هفته قبل از برداشت از اقداماتی که باعث برخاستن گرد و خاک در سطح مزرعه می شوند جلوگیری نمایید و برای جلوگیری از آلودگی بیشتر گیاهان نزدیک به مسیرهای عبور و مرور از اسپری آب در این نواحی استفاده کنید.

مرحله حمل و نقل

انتقال فوری و کنترل شده محصول برداشت شده برای به حداقل رساندن ریسک آلودگی مایکوتوکسینی ضروری می باشد چون تاخیر در انتقال و ذخیره سازی می تواند با قرار دادن محصولات زراعی در معرض دما و رطوبت، شرایط مطلوب را برای رشد مداوم قارچهای سمی و آلودگی مایکوتوکسینی فراهم می سازد.

مرحله سیلو کردن

کنترل تولید مایکوتوکسین در مرحله قبل از برداشت از طریق روش های فیزیکی، شیمیایی، و زیستی بهترین راهکار می باشد. با این حال، مشکلات مربوط به ایمنی خوراک، افت احتمالی در کیفیت کالاها، کارایی محدود، و هزینه های پی آیند موفقیت در این مرحله را محدود می سازد. بنابراین، کنترل کامل مایکوتوکسین ها در مرحله پیش از برداشت امری تضمین شده نیست و نیاز به کنترل تولید آنها طی سیلو کردن می باشد.

همانطور که پیش تر ذکر شد، برای به حداقل رساندن یا جلوگیری از رشد مایکوتوکسین ها یا میکروب های نامطلوب در سیلو، علوفه ها باید در زمان رسیدن به میزان ماده خشک یا مرحله بلوغ توصیه شده برداشت شوند و در حداقل زمان ممکن و تحت شرایط کنترل شده به محل تهیه سیلو انتقال یابند. سیلوها باید بلافاصله بعد از برداشت پر و به طور محکم بسته بندی و متراکم شوند تا شرایط بی هوازی در آنها حفظ شده، پایدار بمانند. شرایط بی هوازی و pH پایین طی سیلو کردن مانع رشد قارچ ها شده و تولید مایکوتوکسین ها در سیلو را کاهش می دهد. به جز پنی سیلیوم، کپک های معمول سیلو مانند گونه های فوزاریوم وآسپرژیلوس در برابر کمبود اکسیژن و pH پایین بسیار آسیب پذیر هستند. بنابراین، کپک ها و قارچ ها اغلب در نواحی از سیلو که به خوبی فشرده نشده اند مانند لایه بالایی یا شانه های سیلو که در مقایسه با سایر بخش های سیلو بیشتر در معرض نفوذ اکسیژن قرار دارند، یافت می شوند. به علاوه، مدیریت نادرست سیلو به واسطه متراکم سازی ضعیف و ورود هوا باعث ایجاد شرایط هوازی و کاهش تخمیر می شود که شرایط مطلوب را برای رشد قارچ ها و کپک هایی که در حالت عادی مقاومت کمی در برابر شرایط اسیدی یا بی هوازی دارند ایجاد می نماید. پس از باز شدن سیلوها، شرایط هوازی اجازه رشد مخمرهای مصرف کننده لاکتات، که لاکتات را به دی اکسید کربن متابولیزه می کنند، می دهد و از این طریق سبب افزایش pH می شود. بالا رفتن pH و قرار گرفتن در معرض اکسیژن باعث می شود قارچ های سمی و بیماری زا، طی دوره استفاده از سیلو به ویژه در سیلوهایی با مدیریت ضعیف، رشدی تهاجمی داشته باشند.

برای کاهش هجوم کپک ها یا آلودگی های مایکوتوکسینی یا هر دو در هنگام تغذیه، باید از اقدامات تقویت کننده پایداری سیلو مانند برداشتن برش های صاف از سیلو، تغذیه سیلو با حداقل میزان 10 تا 16 سانتی متر در روز، و تغذیه سریع سیلو پس از برداشت استفاده کرد. مطالعات مختلف نشان می دهند که پوشش سیلوها با فیلم های پلاستیکیِ مانع اکسیژن  می تواند از نفوذ اکسیژن، تهاجم قارچ ها و کپک ها، و آلودگی سیلو جلوگیری نموده و تولید آفلاتوکسین ها را محدود سازد.

مطالعات محدودی به بررسی استفاده از افزودنی ها برای کاهش آلودگی علوفه به مایکوتوکسین ها پرداخته اند. به طور مثال، مـــا و همکاران (2017) توانایی باکتری های لاکتیک اسید برای اتصال به آفلاتوکسین B1 در شرایط آزمایشگاهی و در سیلوی ذرتی که به طور مصنوعی با 30 میکروگرم در هر کیلوگرم آفلاتوکسین B1 آلوده شده بود را مورد بررسی قرار دادند. این پژوهشگران گزارش کردند که باکتری های خاص سیلو می توانند در شرایط آزمایشگاهی با آفلاتوکسین B1 متصل شده و ظرف 72 ساعت با یا بدون افزودن باکتری های لاکتیک اسید، غلظت این ماده را در سیلوهای آلوده به سطح ایمن برسانند. بنابراین، در یک نتیجه گیری کلی می توان گفت که رعایت اصول مدیریت سیلو در تمامی مراحل تهیه آماده سازی و تغذیه آن بیش از هر اقدام دیگری برای کاهش آلودگی مایکوتوکسینی سیلوها ضروری می باشد.