Содержание
Защита растений от болезней биопрепаратами
Уже не надо доказывать целесообразность использования биологических средств для защиты сельхозкультур от вредных организмов. Экологическая ситуация во всем мире вызывает тревогу и закономерное стремление к получению экологически безопасной сельхозпродукции и сохранения окружающей среды.
Биологический метод защиты растений является основой стратегического эколого-биологического контроля вредных организмов в посевах сельхозкультур. Использование биопрепаратов для защиты растений становится насущной проблемой в связи с необходимостью экологизации земледелия.
Развитие научно обоснованной биологической защиты растений в нашей стране началось в прошлом веке. Приоритет в области применения микроорганизмов для борьбы с вредителями и болезнями принадлежит украинским ученым. Именно в Одесском университете профессор И.И. Мечников (1879) обнаружил, что бактерии можно использовать против вредителей зерновых. По заказу тогдашнего Одесского земства была основана первая в мире биолаборатория, в которой и разработали микробные биологические препараты для борьбы с насекомыми-фитофагами. Были проведены успешные исследования по применению патогенных микроорганизмов для борьбы с мышевидными грызунами, хлебным жуком, свекольным долгоносиком. В защите растений от вредителей и болезней широко применяют микробные препараты на основе различных видов микроорганизмов и метаболитов, которые они синтезируют. Биопрепараты применяют так же, как и фунгициды, инсектициды и протравители, для защиты растений от вредителей и болезней. Следует отметить, что биологический метод эффективен при постоянном пополнении агроценозов биологическими агентами. Особое распространение биологический метод борьбы в Украине вступил во второй половине прошлого века.
Биологические препараты для защиты растений от вредных организмов — это биологические средства борьбы с вредителями, возбудителями болезней растений и сорняками, основой которых являются агенты биологической природы (живые микроорганизмы или продукты их жизнедеятельности). Эти микроорганизмы, как правило, выделяют из погибших в природе вредителей. Болезни членистоногих очень распространены в природе, известно около тысячи видов микроорганизмов, которые их вызывают. Поэтому искусственное внесение их в агроекосистему сопровождается только увеличением количества патогена в среде, как это происходит во время природных эпизоотий фитофагов. Эпизоотия среди фитофагов не приводит непосредственно к количественным и качественным негативным изменениям среди других компонентов биоценоза. Напротив, применение микробных препаратов сопровождается увеличением объема биотической среды и стабилизацией биоценотических связей в агроценозах. В этом заключается принципиальное экологическое отличие микробиологических препаратов от химических.
Классификация биологических препаратов
По видовой принадлежности, в зависимости от природы действующего начала, биопрепараты разделяют на три основные группы:
Бактериальные — произведены на основе различных видов бактерий, их применяют для борьбы с вредителями и грызунами, против фитопатогенов — бактерий-антагонистов;
Грибные — основой являются грибы-энтомопатогены с широким спектром действия против вредителей и микробы-антагонисты и гиперпаразит, специфика которых использована в борьбе против болезней;
Вирусные — изготовленные на основе энтомопатогенных вирусов. Высокая специфичность этой группы биопрепаратов обусловливает их действие преимущественно на одного вредителя.
По механизму действия на вредные организмы микробиологические препараты делятся на несколько групп:
препараты кишечного действия (бактериальные, вирусные), препараты контактного действия (грибные), препараты комбинированного действия (грибные и некоторые бактериальные).
По токсикологической оценке биопрепараты относятся к безвредным веществам. ЛД50 для теплокровных составляет 6000-15 000 мг/кг, СК50 для рыб — 500-600 мг/кг. Срок ожидания (время от момента применения до уборки урожая) не превышает два-три дня.
По количеству штаммов в препаратах биопрепараты разделяют на моноштамовые (изготовленные на основе одного штамма микроорганизмов) и препараты на основе двух или нескольких штаммов микроорганизмов, принадлежащих к различным систематическим группам. Большинство биологических препаратов является моноштамовыми. Но на протяжении последних десятилетий в Украине и других странах разработан ряд эффективных биопрепаратов на основе двух или нескольких штаммов микроорганизмов.
Биологические препараты выпускают в виде сухих и смачиваемых порошков, пастообразных, гранулированных, жидких форм. Производственные формы имеют в своем составе наполнители, стабилизаторы, прилипатели, что дает возможность применять их с помощью современной аппаратуры для опрыскивания.
По направленности действия биологические препараты делятся на такие, которые:
— защищают растения от фитофагов, фитопатогенов, мышевидных грызунов;
— повышают устойчивость растений к вредным организмам;
— улучшают питание (азотное, фосфорное, калийное) и способствуют увеличению урожайности растений;
— стимулируют рост и развитие растений благодаря содержанию биологически активных соединений;
— улучшают структуру и плодородие почвы.
Применение биопрепаратов имеет ряд преимуществ перед химическими средствами растений, в частности:
— высокую биологическую активность к восприимчивым видам вредителей;
— последействие, которое проявляется в гибели вредителей в последующие фазы развития и в период развития следующих поколений, а также избирательностью действия, безопасностью для энтомофагов и насекомых-опылителей;
— отсутствие возникновения резистентности у насекомых и устойчивых к биопрепаратам форм патогенов;
— безопасность для теплокровных животных и человека, отсутствие фитотоксичности и воздействия на вкусовые качества малый срок ожидания, возможность применения в разные фазы вегетации растений и избежание риска накопления токсичных веществ в окружающей среде.
Биологические препараты, как правило, действуют медленнее, чем химические. Так, гибель насекомых под влиянием бактериальных препаратов на основе кристалосоздающих бактерий наступает на третьи-пятые сутки после обработки, а проявление максимального воздействия — на десятые-одиннадцатые. Однако после их применения насекомые быстро прекращают питание и интенсивность повреждения ими растений значительно снижается.
У многих энтомопатогенных микроорганизмов наблюдается значительный эффект последействия: снижение плодовитости насекомых, выживших после обработки биопрепаратами, сокрещение возрождения и развития личинок и дальнейшее ослабление их жизнеспособности.
Биологическая обработка семян — перспективы развития
К 2019 году мировой рынок биологических продуктов для обработки семян превысит $ 560 млн.
Согласно отчету «Рынок биологической обработки семян до 2019 года: мировые тенденции и прогноз» по состоянию на 2014 год этот рынок оценивается в $ 304 320 000, а к 2019-му он должен достигнуть $ 560 980 000, с совокупным среднегодовым темпом роста в 13% .
Согласно подсчетам, проведенным в 2014 году, североамериканский рынок, на 2013 год был самым большим, к 2019 году вырастет до $ 183, 61 млн, с совокупным среднегодовым темпом роста в 13%. На европейском рынке, который занимает второе место, этот показатель достигнет 13,4% на момент отчетного периода.
Рынок биологической обработки семян имеет огромное влияние на сельское хозяйство. В широком смысле, виды этой обработки делят на обработку растительными средствами и микроорганизмами. К последним относятся бактерии, грибы, вирусы и простейшие. Обработка микроорганизмами дает гораздо лучший результат по сравнению с другими способами дезинсекции. Кроме этого, рынок биологической обработки семян сегментирован по типу продукции — например, для зерновых и злаковых культур, масличных и бобовых, декоративных и кормовых, фруктовых и овощных, а также для торфа.
В 2013 году крупнейшим на рынке биологической обработки семян был сегмент злаковых и зерновых. Микроорганизмы использовали преимущественно для борьбы с домашними вредителями, а также при работе с торфом и декоративными растениями, но начали активно применять и для клубневых, фруктовых и овощных культур.
Ведущими факторами для развития рынка стали рост мирового населения и его продовольственных нужд, повышение стоимости пестицидов и удобрений, увеличение органических и экологических методов ведения сельского хозяйства, а также упрощенное отношение правительственных организаций к внедрению и продвижению микробиологической продукции. В ответ на экологические проблемы по всему миру вырос спрос на биопестициды и биоудобрения. Для фермеров же микробиологическая продукция является безопасным инвестиционным решением, которое гарантирует быстрый урожай и защищает семена от вредителей и болезней.
Ключевыми участниками рынка биологической обработки семян выступают такие компании, как BASF, Bayer CropScience AG (Германия), Monsanto, Valent Biosciences Corporation, Koppert BV (США), Syngenta (Швейцария), Italpollina SPA (Италия), Arysta LifeScience Limited (Япония) и Novozymes (Дания). У каждой из этих компаний своя стратегия роста и развития на рынке, но важнейшими шагами, которые предприни маются для глобального расширения, остаются производство новой продукции и сотрудничество.
Обработка семян перед посевом
Рассортированных семена замачивают в 1% -й рабочей суспензии биопрепаратов (1-2 мл / кг) в день высева, за одни-трое суток до посева на 4-6 ч. Обработку семян биопрепаратом необходимо проводить в тени, избегая воздействия прямых солнечных лучей.
Внесение в почву перед посевом семян или высадкой рассады на постоянное место. Биопрепарат вносят за 5-6 дней до посева семян или непосредственно перед их посевом или высадкой рассады на постоянное место. При этом способе повышается содержание полезной микрофлоры и обеспечивается защита растений от поражения грунтовыми патогенами изначального их развития.
Обработка корневой системы рассады. При применении этого способа корневую систему растений опрыскивают 3-5%-м рабочим раствором биопрепаратов или опускают в раствор на 2-3 часа перед посадкой.
Опрыскивание растений
Для опрыскивания растений применяют рабочую суспензию препарата в концентрациях,%: 0,1, 0,2, 0,5, 1,0. Рабочую жидкость следует использовать в день приготовления. Норма расхода рабочей жидкости — 400-1000 л/га.
Полив растений
Проводят в зоне корневой шейки 1%-й рабочей жидкостью во время посадки и повторяют через 25-30 дней в период вегетации — из расчета 150-200 мл/растение.
Энтомопатогенные микроорганизмы, которые являются основой биопрепаратов, становятся частью биоценоза и вступают в взаимосвязи с другими биотическими и абиотическими факторами. От этих взаимодействий прежде всего и зависит эффективность биологических препаратов. При определении их эффективности следует иметь в виду, что гибель вредителей является не единственным ее показателем — данные многолетних исследований свидетельствуют о наличии нескольких биологических эффектов от применения микробиопрепаратов: антифидантный, метатоксичный, репродуктивный, тератогенный, овицидный. Так, при применении бактериального препарата битоксибацилин (БТБ) против колорадского жука оказывается метатоксический эффект, который повышается при более высоких нормах использования. При норме расхода БТБ 3,0 кг/га гибель инфицированных личинок в фазе куколки составляет около 40,0%, а при 5-6 кг/га она достигает 60%. До 70% снижается плодовитость самок колорадского жука в следующих поколениях. Также отмечают и тератогенные изменения в разные фазы развития фитофагов.
Антифидантный эффект под влиянием бактериальных препаратов наблюдается в непарном шелкопряде, сохраняется в дочерних поколениях зараженных гусениц и находится в прямой зависимости от нормы расхода биопрепарата.
Для биологических препаратов характерно последействие, которое выражается определенным процентом гибели куколок и развитием неполноценных особей в следующих поколениях вредителя.
Микробиологические препараты являются регулирующим фактором в динамике численности вида, поскольку характеризуются разнообразным воздействием на популяции вредителей.
Эффективность действия биопрепаратов обусловлена инсектицидной и антагонистической активностью микроорганизмов к вредителям или возбудителям болезней сельхозкультур. Экологическая безопасность биопрепаратов безупречна, ведь применение микроорганизмов, выделенных из объектов окружающей среды, является частью круговорота веществ в природе. Использование биологических препаратов для защиты растений безопасно еще и потому, что количество микроорганизмов саморегулируется, снижается, уменьшается численность популяции фитофагов или возбудителей болезней, а также природных микроорганизмов. Производство биопрепаратов заключается в размножении в искусственных условиях выделенных из окружающей среды наиболее высокоактивных микроорганизмов и создании условий для их жизнедеятельности.
И если в начале разработки первых биологических средств защиты растений преобладали препараты против фитофагов, то в последние годы ассортимент биопрепаратов существенно расширяется: разработаны новые препараты, которые сдерживают развитие возбудителей болезней и повышают урожайность растений. Перспективные биологические препараты комплексного воздействия, обеспечивающие защиту культур от двух и более видов вредных организмов.
Г. Ткаленко, канд. с.-х. наук,
Институт защиита растений НААН
https://infoindustria.com.ua/biologicheskie-preparatyi-v-zashhite-rasteniy/