Биологический метод защиты растений

О бычно для защиты растения от вредителей и болезней используются всевозможные препараты. Химический метод может быть очень эффективным, но небезвредным как для самих растений, так и для животных. Однако у вредителей есть природные враги – другие насекомые, питающиеся ими и паразитирующие на них. Кроме того, как и все живое, вредители подвержены болезням, а значит, патогенные организмы могут помочь в борьбе с ними. Биологические методы защиты довольно безопасны и очень перспективны.

Биологический метод

Современная концепция защиты леса строится на принципах интегрированного управления численностью основных вредящих ему организмов. Цель – не борьба с отдельными вредителями, а устойчивое поддержание их популяций на допустимом уровне. Стержнем большинства подобных систем является биологический метод (биометод). Суть его – использование против вредных для леса организмов их природных врагов и антагонистов.

Основные направления практического биометода:

• сохранение обитающих в насаждениях полезных организмов (природных врагов вредителей) и усиление их роли;
• использование искусственно разводимых энтомофагов (паразитов и хищников) путем их запуска в очаги вредителя;
• интродукция (завоз, подселение) и акклиматизация новых для данной местности полезных организмов (так называемый классический биометод);
• применение различных патогенов (болезнетворных организмов) в качестве бактериальных, грибных и вирусных пестицидов.

Сразу скажем: в диком лесу два первых способа применить нереально. Лес настолько сложное многокомпонентное образование, что оказать в нем направленное воздействие на одну лишь группу его обитателей невозможно. А вот в лесных культурах этот прием вполне осуществим.

Интродукция – преднамеренное или случайное заселение некоренного, не свойственного для данной территории организма.

Сохранение полезной фауны

К сожалению, пока еще наиболее распространенный способ защиты лесных культур – химический. Обычно стремятся обработать всю площадь, где предполагается нахождение вредителя. Однако равномерное распространение насекомых в насаждении скорее исключение, чем правило. Чаще им свойственно агрегационное (групповое) распределение. А это означает, что существенные площади подвергаются воздействию химических препаратов напрасно.

Идеальной была бы система обработки лишь тех участков, где сосредоточена основная масса вредителей, но в лесах такой способ трудноосуществим. Однако есть иные приемы, вполне доступные и эффективные. Например, можно и нужно оставлять участки, которые не подвергались бы обработкам и служили резерватами для полезной энтомофауны. Именно отсюда сохранившиеся паразитические и хищные насекомые (паразитирующие на вредителях и поедающие их) после прекращения обработок будут распространяться по всему насаждению.

Пестициды широкого спектра действия часто более токсичны для полезных представителей ценоза, чем для вредных, против которых, собственно, и применяются. Например, метоксихлор в 600 раз более токсичен для паразита микроктонуса, чем для его хозяина – долгоносика.

Максимальному сохранению полезной фауны способствует использование селективных препаратов. Обладая высокой эффективностью против ограниченного числа видов-мишеней, они не влияют на полезную фауну либо оказывают на нее минимальное отрицательное воздействие. Собственно говоря, сама разработка первых программ интегрированной защиты растений стала возможной лишь после появления селективных препаратов. Они безвредны для пчел, большинства паразитических и хищных насекомых; быстро разлагаются и не способны длительно циркулировать в природе. К сожалению, большая часть таких препаратов предназначена для борьбы с сосущими вредителями: тлями, клещами, кокцидами, листоблошками. Против основных хвоелистогрызущих вредителей леса они малоэффективны.

Судьба энтомофагов в процессе химической обработки во многом зависит от препаративной формы. Многие препараты применяются в виде микрочастиц в полимерной оболочке – инкапсуляция кишечных ядов способствует тому, что они проявляют токсичность исключительно после того, как их с кормом поглотит насекомое. Для большинства энтомофагов такие препараты безвредны.

Энтомофаги — это насекомые, питающиеся насекомыми других видов и их личинками. Применяются для защиты растений от вредителей.

Привлечение энтомофагов

Неизбежным результатом химических обработок является сокращение численности не только вредных, но и полезных членистоногих, которые далеко не сразу способны восстановить исходную плотность и вновь проявлять регулирующую роль. Порой не хватает терпения дождаться, когда численность энтомофагов возрастет настолько, что отпадет необходимость в повторном применении пестицида. Неверие в рекомендации специалистов вкупе с боязнью экономических потерь слишком часто побуждает вновь обращаться к испытанному средству – тотальной химической обработке.

Между тем существуют способы, которыми можно существенно ускорить восстановление численности полезных видов. Речь идет о привлечении на защищаемые участки хищников и паразитов из мест, не подвергавшихся химическим обработкам.

Не секрет, что искусственно созданные древесные посадки несравненно беднее природного леса. Здесь нет того огромного разнообразия растений, животных, микроорганизмов, которыми наполнен дикий лес. А потому культурные посадки более уязвимы для вредителей и болезней.

Представим картину. В однородное сосновое насаждение попадает (не важно, каким образом) один из любителей полакомиться сосновой хвоей: сосновые пяденица, совка, шелкопряд или пилильщик. Корма здесь предостаточно. А сдерживающие рост численности факторы отсутствуют или невелики. Вредитель начинает стремительно размножаться. И через пару сезонов происходит вспышка численности. В результате все насаждение оказывается объеденным (а нередко и уничтоженным).

Задача и состоит в своевременном привлечении сюда полезных насекомых, способных выступить в качестве регуляторов численности вредителя.

Привлечение в лесные насаждения птиц, с тем чтобы они уничтожали вредных насекомых, – едва ли не самое древнее защитное мероприятие. Оно очень эффективно, и жаль, что на него сейчас обращают так мало внимания. Главная роль птиц заключается не в истреблении насекомых при вспышках их массового размножения, а в постоянном уничтожении отдельных особей или небольших скоплений, что препятствует возникновению таких вспышек.

Развешивание скворечников и дуплянок, создание условий для устройства гнезд мелкими насекомоядными птицами вместе с другими нехимическими приемами часто обеспечивают надежную защиту леса.

Хищный клоп, поедающий гусеницу Бражник с куколками паразита апанталеса Лазоревка

Привлекать в лесные культуры нужно и полезных членистоногих. Делается это различными способами. Например, в сельскохозяйственной практике уже нередко защищаемую культуру обрабатывают каким-либо белковым или углеводными растворами. Подкрепиться ими слетается множество полезных насекомых: божьи коровки, сирфиды, златоглазки, паразитические виды. Численность их возрастает настолько, что они полностью подавляют тлей, медяниц, клещей и мелких чешуекрылых.

Хотя высокая стоимость пока вряд ли позволит воспользоваться подобными рекомендациями в крупных хозяйствах, о них уже сейчас можно подумать при необходимости защиты ценных культур, частных участков, питомников или парковых куртин.

Важным источником углеводного и белкового питания для многих взрослых энтомофагов (особенно для паразитических видов) являются цветущие растения. От наличия углеводов зависит длительность жизни, белковая пища оказывает решающее влияние на плодовитость.

Приведем примеры. Самки известного паразитического насекомого – трихограммы, лишенные дополнительного питания, откладывают в среднем по 60 яиц, а подкормленные медом – вдвое больше. При питании нектаром продолжительность жизни паразита горностаевых молей – агениасписа значительно удлиняется, а половая продуктивность повышается в 20–25 раз.

Для привлечения энтомофагов внутри культур в междурядья, на опушках и просеках высаживают и высевают нектароносные растения, которые могут предоставить корм и убежище для паразитических насекомых. При этом стремятся, чтобы цветение продолжалось все лето. Это достигается созданием так называемых нектароносных конвейеров.

Примеров, подтверждающих реальность сказанного, множество. Вот один из них. По данным С. Кобзева (1990), на лесосеменных плантациях дуба черешчатого высевы эспарцета, полевой горчицы, петрушки, укропа, гречихи, фацелии и др. уже на второй год способствовали увеличению зараженности желудевого долгоносика (который обычно повреждает до 100 % желудей) паразитами в 3,6 раза.

Можно и нужно оставлять участки, которые не подвергались бы обработкам и служили резерватами для полезной энтомофауны.

Метод колонизации энтомофагов

Сразу скажем: такое применение энтомофагов – дорогое мероприятие. Однако к нему все чаще прибегают при защите наиболее ценных насаждений.

Для сезонной колонизации или «наводнения» могут применяться как местные, так и интродуцированные энтомофаги. В обоих случаях их надо научиться разводить в больших количествах. В мире уже накоплен обширный опыт использования паразитических и хищных насекомых этим методом. Уже есть чем похвастаться и лесоводам. Упоминавшегося выше яйцевого паразита – трихограмму в Канаде выпускали в дубовых лесах против кольчатого шелкопряда. В местах выпуска паразит поражал до 73 % яиц вредителя.

В Новой Зеландии против пилильщика, личинки которого вредят эвкалиптам, выпускали паразитического насекомого бракониду. В результате поврежденность листвы с 79 % сократилась практически до нуля.

В России и ряде европейских стран не прекращаются работы по искусственной колонизации в леса муравьев. Можно считать установленным фактом то, что обилие их в насаждении сдерживает рост численности многих хвоелистогрызущих насекомых.

Пестициды широкого спектра действия часто более токсичны для полезных представителей ценоза, чем для вредных, против которых, собственно, и применяются.

Метод колонизации энтомофагов

Классический биометод

Все чаще при защите лесов применяют интродуцированных полезных насекомых. Этот прием используется главным образом против чужеземных видов вредителей, которые в отсутствии своих специализированных врагов бесконтрольно размножаются. Расчет здесь делается на то, что интродуценты займут пустующие экологические ниши, размножатся и станут нападать на вредных пришельцев.

Наиболее впечатляющи успехи применения классического биометода в лесах Канады и США. Причина тому – занос сюда и обоснование многих «европейских» вредителей леса. Против них и ведется интродукция из Европы «задержавшихся» там полезных насекомых. В США в отношении многих чужеземных вредителей была осуществлена интродукция энтомофагов. Часть этих программ оказалась удачной.

Успех достигнут и в других регионах. В Японии против недавно занесенного из США хермеса адельгес тсуга интродуцировали несколько видов божьих коровок, сирфид, златоглазок и хищных клещей. В результате смертность хермеса резко возросла и стала достигать 95 %.

Классический биометод вполне может оказаться приемлемым и дать результат также на территории России. Причем не только против занесенных вредителей, но и аборигенных.

Недавно российскими учеными достигнут успех в акклиматизации корейского вида оэнциртуса. Это миллиметровое по размерам паразитическое насекомое было интродуцировано из Северной Кореи. После того как в лабораторных условиях его удалось размножить, сотни тысяч паразитов были выпущены в очагах непарного шелкопряда. А этот опаснейший вредитель лесов известен тем, что, имея множество врагов, практически не поражается на стадии яйца. Но именно на этой стадии шелкопряд находится 9 месяцев в году. Акклиматизировавшийся паразит стал заражать яйца шелкопряда с момента их откладки самкой в начале лета вплоть до глубокой осени. Появилась надежда, что оэнциртус существенно снизит численность вредителя.

Микробиометод

Как и другие животные, насекомые подвержены инфекционным заболеваниям. Их возбудителями могут быть грибы, бактерии, простейшие и вирусы. И без вмешательства человека в периоды, когда плотность популяций насекомых неимоверно возрастает, часто возникают эпизоотии («эпидемия» у животных), вызываемые одним и несколькими патогенами. Чаще всего именно в результате быстрого распространения заболевания и происходит массовая гибель насекомых, заканчивающаяся затуханием вспышки.

У лесопатологов давно появился соблазн использовать этот отлаженный природой механизм. Из больных насекомых выделили возбудителей их болезней, убедились в безвредности для позвоночных и человека, научились производить в искусственных условиях в форме препарата.

Наиболее широкое распространение получили бактериальные и вирусные препараты. И те и другие обладают специфичностью, т. е. проявляют патогенность при попадании на определенные виды насекомых.

К сожалению, микробиометод не полностью оправдал надежды. Тем не менее в локальных ситуациях, когда энтомопатогены применяют наподобие обычного пестицида, успеха можно достичь.

Хорошо помню, как в Москве против неимоверно размножившейся в дубраве Главного ботанического сада зеленой дубовой листовертки проводили вертолетные обработки бактериальным препаратом. О достигнутом тогда быстром успехе писали все московские газеты.

Неверие в рекомендации специалистов вкупе с боязнью экономических потерь слишком часто побуждает вновь обращаться к испытанному средству – тотальной химической обработке.

Материалы по теме

Личинки энтомофага апантелеса паразитируют на теле бражника. Зрелище не для слабонервных )))

Биологическая борьба с вредителями — Biological pest control

Биологический контроль или биоконтроль — это метод борьбы с вредителями, такими как насекомые , клещи , сорняки и болезни растений, с использованием других организмов . Он основан на хищничестве , паразитизме , травоядности или других естественных механизмах, но, как правило, также включает в себя активную управленческую роль человека. Это может быть важным компонентом программ комплексной борьбы с вредителями (IPM).

Существует три основных стратегии биологической борьбы с вредителями: классическая (завоз), при которой естественный враг вредителя вводится в надежде на достижение контроля; индуктивная (аугментация), при которой большая популяция естественных врагов вводится для быстрой борьбы с вредителями; и прививочный (консервация), при котором принимаются меры для поддержания естественных врагов путем регулярного восстановления.

Естественные враги насекомых-вредителей, также известные как агенты биологической борьбы, включают хищников, паразитоидов , патогенов и конкурентов . Агенты биологической борьбы с болезнями растений чаще всего называют антагонистами. К агентам биологической борьбы с сорняками относятся семенные хищники, травоядные животные и патогены растений.

Биологический контроль может иметь побочные эффекты для биоразнообразия в результате нападения на нецелевые виды с помощью любого из вышеперечисленных механизмов, особенно когда вид интродуцируется без полного понимания возможных последствий.

СОДЕРЖАНИЕ

• 1 История
• 2 Типы биологической борьбы с вредителями
  • 2.1 Ввоз
  • 2.2 Увеличение
  • 2.3 Сохранение
• 3 Агенты биологической борьбы
  • 3.1 Хищники
  • 3.2 Паразитоиды
  • 3.3 Патогены
    • 3.3.1 Бактерии
    • 3.3.2 Грибы
    • 3.3.3 Вирусы
    • 3.3.4 Oomycota
  • 3.4 Участники
  • 3.5 Совместное использование паразитоидов и патогенов
• 4 Целевые вредители
  • 4.1 Грибковые вредители
• 5 Трудностей
  • 5.1 Побочные эффекты
  • 5.2 Обучение производителей
• 6 Связанные методы
• 7 См. Также
• 8 ссылки
• 9 Дальнейшее чтение
  • 9.1 Общие
  • 9.2 Воздействие на местное биоразнообразие
  • 9.3 Экономические эффекты
• 10 Внешние ссылки

История

Термин «биологический контроль» впервые был использован Гарри Скоттом Смитом на собрании Тихоокеанского отделения Американской ассоциации экономических энтомологов в 1919 году в Риверсайде, Калифорния . Более широкое распространение он получил благодаря энтомологу Полю Х. ДеБаху (1914–1993), который на протяжении всей своей жизни работал с вредителями цитрусовых. Однако ранее эта практика использовалась веками. Первое сообщение об использовании какого-либо вида насекомых для борьбы с насекомыми-вредителями поступило из книги « Nanfang Caomu Zhuang » (南方 草木 狀 « Растения южных регионов» ) (около 304 г. н.э.), приписываемой ботанику из династии Западная Цзинь Цзи Хану (嵇 含). , 263–307), в котором упоминается, что « люди из Цзяочжи продают муравьев и их гнезда, прикрепленные к веткам, которые выглядят как тонкие хлопковые конверты, причем красновато-желтый муравей больше обычного. Без таких муравьев южные цитрусовые будут серьезным насекомым. -поврежден «. Используемые муравьи известны как муравьи хуанган ( huang = желтый, gan = цитрусовые) ( Oecophylla smaragdina ). Позднее практика сообщили Линг Бяо Lu Yi ( в конце династии Тан или раннего Пяти династий ), в Цзи Ле Пьян по Чжуан Jisu ( Южная династии Сун ), в книге Посадка деревьев Ю. Чжэнь Му ( династия Мин ), в книга Гуандун Син Ю (XVII век), Линнань У Чжэнь Фана (династия Цин), Сборники Наньюэ Ли Дяо Юаня и другие.

Методы биологической борьбы в том виде, в каком мы их знаем сегодня, начали появляться в 1870-х годах. В течение этого десятилетия в США энтомолог из штата Миссури К.В. Райли и энтомолог из штата Иллинойс У. ЛеБарон начали перераспределение паразитоидов внутри штата для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур. Первая международная поставка насекомого в качестве средства биологической борьбы была осуществлена ​​Чарльзом В. Райли в 1873 году, когда он отправил во Францию ​​хищных клещей Tyroglyphus phylloxera для борьбы с филлоксерой виноградной лозы ( Daktulosphaira vitifoliae ), уничтожающей виноградные лозы во Франции. Министерство сельского хозяйства США (USDA) инициировала исследования в области классического биологического контроля после создания Отдела энтомологии в 1881 году, с CV Райли как начальника. Первым завозом паразитоидной осы в Соединенные Штаты в 1883–1884 годах была браконида Cotesia glomerata , завезенная из Европы для борьбы с инвазивной белокочанной бабочкой Pieris rapae . В 1888-1889 vedalia жука, Rodolia кардиналом — , дама жука, была введена из Австралии в Калифорнию , чтобы контролировать масштаб подушки ватные, Icerya purchasi . Это стало серьезной проблемой для недавно развившейся цитрусовой индустрии в Калифорнии, но к концу 1889 года популяция хлопковой подушки уже сократилась. Этот большой успех привел к дальнейшему завозу полезных насекомых в США.

В 1905 году Министерство сельского хозяйства США инициировало свою первую крупномасштабную программу биологического контроля, отправив энтомологов в Европу и Японию для поиска естественных врагов непарного шелкопряда Lymantria dispar dispar и коричневохвостой моли Euproctis chrysorrhoea , инвазивных вредителей деревьев и кустарников. В результате в США прижились девять паразитоидов (одиночные осы) непарного шелкопряда, семь — коричневохвостого и два хищника от обоих видов бабочек. Хотя эти естественные враги полностью не контролировали непарного шелкопряда, частота, продолжительность и серьезность его вспышек снизились, и программа была признана успешной. Эта программа также привела к разработке многих концепций, принципов и процедур для реализации программ биологической борьбы.

Кактусы опунции были завезены в Квинсленд , Австралия, в качестве декоративных растений, начиная с 1788 года. К 1920 году они быстро распространились, заняв более 25 миллионов гектаров в Австралии, увеличиваясь на 1 миллион гектаров в год. Копать, сжигать и дробить — все оказалось неэффективным. Для борьбы с распространением растения были введены два агента борьбы: кактусовая моль Cactoblastis cactorum и щитовка Dactylopius . В период с 1926 по 1931 год десятки миллионов яиц кактусовой моли с большим успехом были распределены по Квинсленду, а к 1932 году большинство районов опунции было уничтожено.

Первый зарегистрированный случай классической попытки биологической борьбы в Канаде касается паразитоидной осы Trichogramma minutum . Особи были пойманы в штате Нью-Йорк и выпущены в сады Онтарио в 1882 году Уильямом Сондерсом, опытным химиком и первым директором экспериментальных ферм Доминиона, для борьбы с инвазивным смородиновым червем Nematus ribesii . Между 1884 и 1908 годами первый энтомолог Доминиона Джеймс Флетчер продолжал внедрение других паразитоидов и патогенов для борьбы с вредителями в Канаде.

Виды биологической борьбы с вредителями

Существует три основных биологических стратегии борьбы с вредителями: завоз (классический биологический контроль), увеличение и сохранение.

Импорт

Импорт или классический биологический контроль предполагает завоз естественных врагов вредных организмов на новые территории, где они не встречаются естественным образом. Ранние примеры часто были неофициальными и не основывались на исследованиях, а некоторые интродуцированные виды сами стали серьезными вредителями.

Чтобы быть наиболее эффективным в борьбе с вредителями, агент биологической борьбы требует способности к колонизации, которая позволяет ему идти в ногу с изменениями среды обитания в пространстве и времени. Контроль наиболее эффективен, если агент обладает временной устойчивостью, чтобы он мог поддерживать свою популяцию даже при временном отсутствии целевого вида, и если это оппортунистический собиратель, что позволяет ему быстро эксплуатировать популяцию вредителя.

Одним из первых успехов были в управлении Icerya purchasi (ватная подушка шкало) в Австралии, используя захватнические насекомое Rodolia кардинала (vedalia жук). Этот успех был повторен в Калифорнии с использованием жука и паразитарной мухи Cryptochaetum iceryae . Другие успешные примеры включают контроль Antonina graminis в Техасе с помощью Neodusmetia sangwani в 1960-х годах.

Ущерб от Hypera postica , долгоносика люцерны, серьезного занесенного кормового вредителя, был существенно снижен за счет внедрения естественных врагов. 20 лет после их введения популяция долгоносиков в люцерны обрабатываемой площади для люцерны долгоносик в северо — восточной части Соединенных Штатов остается 75 процентов вниз.

Аллигатор был завезен в Соединенные Штаты из Южной Америки . Он приживается на мелководье, мешая судоходству , поливу и борьбе с наводнениями . Во Флориде были выпущены сорняк-блошка-аллигатор и два других биологических средства контроля , что значительно сократило площадь земли, покрытой растением. Другой водный сорняк, гигантская сальвиния ( Salvinia Molesta ), является серьезным вредителем, покрывающим водные пути, уменьшающим поток воды и наносящим ущерб местным видам. Борьба с долгоносиком сальвинией ( Cyrtobagous salviniae ) и стеблевой молью сальвинией ( Samea multiplicalis ) эффективна в теплом климате, а в Зимбабве контроль над сорняком на 99% был достигнут за двухлетний период.

Небольшие коммерчески выращиваемые паразитоидные осы , Trichogramma ostriniae , обеспечивают ограниченный и беспорядочный контроль над европейским кукурузным мотыльком ( Ostrinia nubilalis ), серьезным вредителем. Осторожные препараты бактерии Bacillus thuringiensis более эффективны. Комплексный контроль O. nubilalis, высвобождающий Tricogramma brassicae (яичный паразитоид), а затем и Bacillus thuringiensis subs. kurstaki (эффект ларвицидов) уменьшает повреждение вредителей лучше, чем обработка инсектицидами

Популяция Levuana iridescens , бабочки Levuana, серьезного вредителя кокосовых орехов на Фиджи , была поставлена ​​под контроль с помощью классической программы биологической борьбы в 1920-х годах.

Увеличение

Аугментация включает в себя дополнительное высвобождение естественных врагов, которые встречаются в определенной области, увеличивая там естественное население. При инокуляционном высвобождении через определенные промежутки времени выделяется небольшое количество агентов борьбы, позволяющих им воспроизводиться, в надежде установить более длительный контроль и, таким образом, снизить уровень вредителей на низком уровне, что представляет собой скорее профилактику, чем лечение. Напротив, при наводнении высвобождается большое количество вредных организмов в надежде быстро сократить популяцию вредных организмов, устраняя уже возникшую проблему. Увеличение может быть эффективным, но его эффективность не гарантируется, и оно зависит от точных деталей взаимодействия между каждым вредным организмом и агентом борьбы.

Пример высвобождения инокулята происходит при выращивании нескольких культур в теплицах . Периодические выпуски паразитоидной осы Encarsia formosa используются для борьбы с тепличной белокрылкой , в то время как хищный клещ Phytoseiulus persimilis используется для борьбы с двухпятнистым паутинным клещом.

Яичный паразит Trichogramma часто наводняется для борьбы с вредной моли. Теперь вводится новый способ массовых выпусков — использование дронов. Яйцевые паразитоиды могут находить яйца целевого хозяина с помощью нескольких сигналов. Кайромоны были найдены на чешуе моли. Точно так же Bacillus thuringiensis и другие микробные инсектициды используются в достаточно больших количествах для быстрого эффекта. Рекомендуемые нормы высвобождения Trichogramma в овощных или полевых культурах колеблются от 5000 до 200000 на акр (от 1 до 50 на квадратный метр) в неделю в зависимости от уровня зараженности вредителями. Точно так же нематоды, которые убивают насекомых (которые являются энтомопатогенными), высвобождаются в количестве миллионов и даже миллиардов на акр для борьбы с некоторыми насекомыми-вредителями, обитающими в почве.

Сохранение

Сохранение существующих естественных врагов в окружающей среде — третий метод биологической борьбы с вредителями. Естественные враги уже адаптированы к среде обитания и к целевому вредителю, и их сохранение может быть простым и рентабельным, как при выращивании сельскохозяйственных культур, производящих нектар, на границах рисовых полей. Они дают нектар для поддержки паразитоидов и хищников куликов-вредителей и продемонстрировали свою эффективность (снижение плотности вредителей в 10 или даже 100 раз), что фермеры распыляли на 70% меньше инсектицидов и получали повышение урожайности на 5%. Аналогичным образом было обнаружено, что хищники тли присутствуют в кочковидной траве у живых изгородей на границе полей в Англии, но они распространяются слишком медленно, чтобы достигать центров полей. Контроль был улучшен за счет посадки полосы кочки шириной в метр в центрах полей, что позволило хищникам тли перезимовать там.

Системы земледелия могут быть изменены в пользу естественных врагов, практика, иногда называемая манипулированием средой обитания. Обеспечение подходящей среды обитания, такой как лесополоса , живая изгородь или насыпь для жуков, где могут жить и размножаться полезные насекомые, такие как паразитоидные осы, может помочь обеспечить выживание популяций естественных врагов. Такие простые вещи, как оставление слоя опавших листьев или мульчи на месте, являются подходящим источником пищи для червей и убежищем для насекомых, которые, в свою очередь, служат источником пищи для таких полезных млекопитающих, как ежи и землеройки . Груды компоста и штабеля древесины могут служить убежищем для беспозвоночных и мелких млекопитающих. Высокая трава и пруды поддерживают земноводных. Не удаляя осенью отмершие однолетники и не морозостойкие растения, насекомые могут использовать свои полые стебли зимой. В Калифорнии чернослив иногда сажают на виноградниках, чтобы обеспечить улучшенную среду обитания для перезимовки или убежище для основного паразитоида-вредителя винограда. Создание искусственных укрытий в виде деревянных шкатулок, ящиков или цветочных горшков также иногда предпринимается, особенно в садах, чтобы сделать посевной участок более привлекательным для естественных врагов. Например, уховертки — естественные хищники, которых можно поощрять в садах, подвешивая перевернутые цветочные горшки, наполненные соломой или древесной шерстью . Зеленых златоглазок можно поощрить, используя пластиковые бутылки с открытым дном и рулон картона внутри. Скворечники позволяют насекомоядным птицам гнездиться; самых полезных птиц можно привлечь, выбрав отверстие, достаточно большое для желаемого вида.

При производстве хлопка замена инсектицидов широкого спектра действия селективными мерами контроля, такими как Bt-хлопок, может создать более благоприятную среду для естественных врагов вредителей хлопка из-за снижения риска воздействия инсектицидов. Такие хищники или паразитоиды могут бороться с вредителями, на которых не влияет белок Bt . Снижение качества и численности добычи, связанное с усилением контроля со стороны Bt-хлопка, также может косвенно снизить естественные популяции врагов в некоторых случаях, но процент поедаемых или паразитированных вредителей в Bt- и не-Bt-хлопке часто схож.

Агенты биологической борьбы

Хищники

Хищники — это в основном свободноживущие виды, которые непосредственно потребляют большое количество добычи в течение всей своей жизни. Учитывая, что многие основные вредители сельскохозяйственных культур являются насекомыми, многие хищники, используемые для биологической борьбы, являются насекомоядными видами. Жуки-боги , и особенно их личинки, которые активны с мая по июль в северном полушарии, являются прожорливыми хищниками тлей , а также потребляют клещей , щитовок и мелких гусениц . Пятнистая божья коровка ( Coleomegilla maculata ) также может питаться яйцами и личинками колорадского жука ( Leptinotarsa ​​decemlineata ).

Личинки многих видов журчалок в основном питаются тлей , одна личинка за свою жизнь съедает до 400 особей. Их эффективность на товарных культурах не изучена.

Бегущий крабовый паук Philodromus cespitum также активно питается тлей и действует как средство биологической борьбы в европейских фруктовых садах.

Некоторые виды энтомопатогенных нематод являются важными хищниками насекомых и других беспозвоночных вредителей. Энтомопатогенные нематоды образуют стрессоустойчивую стадию, известную как инфекционная молодь. Они распространяются в почве и заражают подходящих насекомых-хозяев. Попав в насекомое, они перемещаются в гемолимфу, где выходят из состояния застоя в развитии и выпускают бактериальных симбионтов . Бактериальные симбионты воспроизводят и выделяют токсины, которые затем убивают насекомых-хозяев. Phasmarhabditis hermaphrodita — микроскопическая нематода , убивающая слизней. Его сложный жизненный цикл включает в себя свободноживущую инфекционную стадию в почве, где он становится связанным с патогенными бактериями, такими как Moraxella osloensis . Нематода попадает в слизень через заднюю часть мантии, после чего питается и размножается внутри, но именно бактерии убивают слизняк. Нематода коммерчески доступна в Европе и применяется поливом на влажную почву. Энтомопатогенные нематоды имеют ограниченный срок хранения из-за их ограниченной устойчивости к высокой температуре и сухим условиям. Тип почвы, в которую они вносятся, также может ограничивать их эффективность.

Виды , используемые для управления паутинных клещей , включают хищных клещей Phytoseiulus persimilis , Neoseilus californicus , и Amblyseius cucumeris , хищного комар Feltiella acarisuga и божью коровку Stethorus punctillum . Ошибка Orius insidiosus была успешно использована против двупятнистого паутинного клеща и западного цветочного трипса ( Frankliniella западного ).

Хищники, в том числе Cactoblastis cactorum (упомянутый выше), также могут быть использованы для уничтожения инвазивных видов растений. В качестве другого примера, ядовитая моль болиголов ( Agonopterix alstroemeriana) может использоваться для борьбы с отравлением болиголова ( Conium maculatum ). Во время личиночной стадии моль строго потребляет свое растение-хозяин, ядовитую болиголову, и может существовать в количестве сотен личинок на отдельное растение-хозяин, уничтожая большие участки болиголова.

Для грызунов — вредителей , кошки являются эффективной биологической борьбы при использовании в сочетании с уменьшением « акватории порта» / скрытия мест. Хотя кошки эффективны для предотвращения «популяционных взрывов» грызунов , они не эффективны для устранения ранее существовавших серьезных инвазий. Сипух также иногда используется для биологической борьбы с грызунами. Хотя количественных исследований эффективности сипух для этой цели нет, они известны как хищники грызунов, которых можно использовать в дополнение к кошкам или вместо них; их можно пригласить в зону с гнездовьями.

В Гондурасе, где комар Aedes aegypti был переносчиком лихорадки денге и других инфекционных заболеваний, биологический контроль был предпринят в рамках плана действий сообщества; веслоногие рачки , детеныши черепах и молодь тилапии были добавлены в колодцы и резервуары, где были уничтожены комары и личинки комаров.

Даже среди членистоногих, которых обычно считают облигатными хищниками животных (особенно других членистоногих), цветочные источники пищи ( нектар и, в меньшей степени, пыльца ) часто являются полезными дополнительными источниками. В одном исследовании было замечено, что взрослая особь Adalia bipunctata (хищник и общий биоконтроллер Ephestia kuehniella ) могла выжить на цветах, но никогда не завершала свой жизненный цикл , поэтому был проведен мета-анализ, чтобы найти такую ​​общую тенденцию в ранее опубликованных данных, если он существовал. В некоторых случаях цветочные ресурсы просто необходимы. В целом, цветочные ресурсы (и имитация, например, сахарная вода) увеличивают продолжительность жизни и плодовитость , а это означает, что даже численность хищной популяции может зависеть от изобилия пищи, не связанной с добычей. Таким образом, поддержание популяции биоконтроля — и успех — могут зависеть от близлежащих цветов.

Паразитоиды

Паразитоиды откладывают яйца на теле насекомого-хозяина или в теле насекомого-хозяина, которое затем используется в качестве пищи для развития личинок. В конце концов, хозяин убит. Большинство насекомых- паразитоидов — это осы или мухи , и у многих из них очень узкий круг хозяев. Наиболее важными группами являются ихневмонидные осы , которые в качестве хозяев используют в основном гусениц ; браконидные осы , нападающие на гусениц и множество других насекомых, включая тлю; хальцидные осы , паразитирующие на яйцах и личинках многих видов насекомых; и tachinid мух , которые паразитируют широкий спектр насекомых , включая гусениц, жуков , имаго и личинок, и клопы . Паразитоиды наиболее эффективны в сокращении популяций вредителей, когда их организмы-хозяева имеют ограниченные убежища, чтобы спрятаться от них.

Паразитоиды являются одними из наиболее широко используемых агентов биологической борьбы. С коммерческой точки зрения существует два типа систем выращивания: краткосрочная суточная продуктивность с высокой продуктивностью паразитоидов в день и долгосрочная система с низкой суточной продуктивностью. В большинстве случаев производство необходимо будет согласовать с соответствующими датами выпуска, когда будут доступны восприимчивые виды-хозяева на подходящей фазе развития. Более крупные производственные мощности производят продукцию в течение всего года, в то время как некоторые предприятия производят только сезонно. Помещения для выращивания обычно находятся на значительном расстоянии от мест, где будут использоваться агенты в полевых условиях, и транспортировка паразитоидов от места производства к месту использования может вызвать проблемы. Условия доставки могут быть слишком жаркими, и даже вибрация от самолетов или грузовиков может отрицательно повлиять на паразитоидов.

Encarsia formosa — это небольшая хищная хальцидная оса, паразитирующаяна белокрылке , насекомое, питающемся соком, которое может вызывать увядание и появление черной сажи на овощных и декоративных культурах в теплице. Он наиболее эффективен при борьбе с заражениями низкого уровня, обеспечивая защиту в течение длительного периода времени. Оса откладывает яйца в молодых «чешуях» белокрылки, которые становятся черными по мере окукливания личинок паразита. Gonatocerus ashmeadi ( Hymenoptera : Mymaridae ) был введен для борьбы со стекляннокрылым снайпером Homalodisca vitripennis (Hemiptera: Cicadellidae ) во Французской Полинезии и успешно контролировал

95% плотности вредителей.

Восточная ель совок является примером деструктивной насекомого в еловых и еловых лесах. Птицы — естественная форма биологического контроля, но Trichogramma minutum , вид паразитических ос, исследовался как альтернатива более спорным химическим средствам контроля.

Существует ряд недавних исследований, посвященных устойчивым методам борьбы с городскими тараканами с помощью паразитических ос. Поскольку большинство тараканов остаются в канализационной системе и защищенных местах, недоступных для инсектицидов, использование ос-активных охотников — это стратегия, направленная на сокращение их популяций.

Патогены

Патогенные микроорганизмы включают бактерии , грибы и вирусы . Они убивают или ослабляют своего хозяина и относительно зависят от хозяина. Различные микробные болезни насекомых возникают естественным образом, но также могут использоваться в качестве биологических пестицидов . В естественных условиях эти вспышки зависят от плотности, поскольку обычно они возникают только по мере того, как популяции насекомых становятся более плотными.

Использование патогенов против водных сорняков было неизвестно до новаторского предложения 1972 года Зеттлера и Фримена. До этого момента никакие виды биоконтроля не применялись против водорослей. В своем обзоре возможностей они отметили отсутствие интереса и информации на данный момент, и перечислили то, что было известно о вредителях-вредителях — будь то патогены или нет. Они предложили, чтобы это было относительно просто, чтобы применять так же, как и другие биоконтроли. И действительно, за прошедшие десятилетия те же методы биоконтроля, которые являются обычными на суше, стали обычными для воды.

Бактерии

Бактерии, используемые для биологической борьбы, заражают насекомых через пищеварительный тракт, поэтому они предлагают лишь ограниченные возможности для борьбы с насекомыми с сосущими частями рта, такими как тли и щитовки. Бактерия, обитающая в почве, Bacillus thuringiensis является наиболее широко применяемым видом бактерий, используемых для биологической борьбы, при этом не менее четырех подвидов используются против чешуекрылых ( моль , бабочка ), жесткокрылых (жук) и двукрылых (настоящая муха) насекомых-вредителей. . Бактерия доступна для органических фермеров в пакетиках с высушенными спорами, которые смешиваются с водой и распыляются на уязвимые растения, такие как капуста и фруктовые деревья . Гены из В. Thuringiensis были также включены в трансгенные культуры , что делает растения экспрессируют некоторые из токсинов в Бактерия, которые являются белками . Они придают устойчивость к насекомым-вредителям и, таким образом, снижают потребность в использовании пестицидов. Если вредители разовьют устойчивость к токсинам в этих культурах, B. thuringiensis станет бесполезным и в органическом земледелии. Бактерия Paenibacillus popilliae, вызывающая болезнь молочных спор , оказалась полезной для борьбы с японским жуком , убивая личинок. Он очень специфичен для своего вида-хозяина и безвреден для позвоночных и других беспозвоночных.

Bacillus spp., Флуоресцентные псевдомонады и стрептомицеты являются средствами контроля различных грибковых патогенов.

Грибы

Энтомопатогенные грибы , вызывающие болезни у насекомых, включают не менее 14 видов, нападающих на тлей . Beauveria bassiana производится серийно и используется для борьбы с широким спектром насекомых-вредителей, включая белокрылку , трипсов , тлю и долгоносиков . Lecanicillium spp. развернуты против белокрылки, трипсов и тли. Metarhizium spp. используются против вредителей, включая жуков, саранчу и других кузнечиков, Hemiptera и паутинных клещей . Paecilomyces fumosoroseus эффективен против белокрылки, трипса и тли; Purpureocillium lilacinus используется против корневых нематод , а 89 видов Trichoderma — против некоторых патогенов растений. Trichoderma viride использовалась против голландской болезни вяза и показала некоторый эффект в подавлении серебряного листа , болезни косточковых плодов, вызываемой патогенным грибком Chondrostereum purpureum .

Патогенные грибы могут контролироваться другими грибами, бактериями или дрожжами, такими как: Gliocladium spp., Микопаразитарные виды Pythium , двухъядерные типы Rhizoctonia spp. И Laetisaria spp.

Грибы Cordyceps и Metacordyceps используются против широкого спектра членистоногих. Энтомофага эффективна против вредителей, таких как зеленая персиковая тля .

Несколько представителей Chytridiomycota и Blastocladiomycota были исследованы в качестве агентов биологической борьбы. Из Chytridiomycota Synchytrium solstitiale рассматривается как средство борьбы с желтым звездчатым чертополохом ( Centaurea solstitialis ) в Соединенных Штатах.

Вирусы

Бакуловирусы специфичны для отдельных видов насекомых-хозяев и, как было показано, полезны для биологической борьбы с вредителями. Например, вирус мультикапсидного ядерного полиэдроза Lymantria dispar использовался для опрыскивания больших участков леса в Северной Америке, где личинки непарного шелкопряда вызывают серьезную дефолиацию. Личинки моли убиты вирусом, который они съели, и погибают, при этом распадающиеся трупы оставляют вирусные частицы на листве, чтобы заразить других личинок.

Вирус млекопитающих, вирус геморрагической болезни кроликов, был завезен в Австралию, чтобы попытаться контролировать популяции европейских кроликов там. Он вырвался из карантина и распространился по стране, убив большое количество кроликов. Очень молодые животные выжили, со временем передав иммунитет своему потомству и в конечном итоге породив популяцию, устойчивую к вирусам. Внедрение в Новую Зеландию в 1990-е гг. Поначалу было таким же успешным, но десятилетие спустя иммунитет развился, и популяции вернулись к уровням до RHD.

РНК- миковирусы являются средствами контроля различных грибковых патогенов.

Oomycota

Lagenidium giganteum — это водная плесень, паразитирующая на личиночной стадии комаров. При нанесении на воду подвижные споры избегают неподходящих видов хозяев и ищут подходящих хозяев личинок комаров. Эта форма имеет преимущества фазы покоя, стойкость к высыханию и характеристики медленного высвобождения в течение нескольких лет. К сожалению, он чувствителен ко многим химическим веществам, используемым в программах борьбы с комарами.

Конкуренты

Бобовый лоза Mucuna Pruriens используется в странах Бенина и Вьетнам в качестве биологического контроля за проблемную cylindrica императов травы: виноградная лоза очень бодрая и подавляет соседние растения, из конкурирующих их пространств и света. Считается, что Mucuna pruriens не является инвазивным за пределами посевных площадей. Desmodium крючковидная кость может использоваться в двухтактном сельском хозяйстве , чтобы остановить паразитный завод , witchweed ( Striga ).

Австралийская кустарниковая муха Musca vetustissima является основным вредным организмом в Австралии, но местные деструкторы , обнаруженные в Австралии, не приспособлены к питанию коровьим навозом, который является местом размножения кустовых мух. Таким образом, Австралийский проект по навозным жукам (1965–1985), возглавляемый Джорджем Борнемиссой из Организации научных и промышленных исследований Содружества , выпустил сорок девять видов навозных жуков , чтобы уменьшить количество навоза и, следовательно, потенциальные места размножения навозных жуков. летать.

Совместное применение паразитоидов и возбудителей болезней

В случаях массивного и тяжелого заражения инвазивными вредителями методы борьбы с вредителями часто используются в сочетании. Пример может служить изумруд пепел бурый , Agrilus planipennis , инвазивный жук из Китая , который уничтожил десятки миллионов ясеней в диапазоне введенного в Северной Америке . В рамках кампании против него с 2003 года американские ученые и Китайская академия лесоводства искали его естественных врагов в дикой природе, что привело к открытию нескольких паразитоидных ос, а именно Tetrastichus planipennisi , стадного личинки эндопаразитоида, Oobius agrili , одиночного , партеногенный яичный паразитоид и Spathius agrili , стадный личиночный эктопаразитоид. Они были завезены и выпущены в Соединенные Штаты Америки в качестве возможного биологического средства борьбы с изумрудно-ясеневым мотыльком. Первоначальные результаты по Tetrastichus planipennisi оказались многообещающими, и теперь он выпускается вместе с Beauveria bassiana , грибковым патогеном с известными инсектицидными свойствами.

Целевые вредители

Грибковые вредители

Botrytis cinerea на салате , Fusarium spp. и Penicillium claviforme , на винограде и клубнике — Trichoderma spp., клубнике — Cladosporium herbarum , китайской капусте — Bacillus brevis и на различных других культурах — различными дрожжами и бактериями. Sclerotinia sclerotiorum с помощью нескольких видов биоконтроля грибков. Грибковые стручок инфекция защелкой фасоли по Trichoderma hamatum , если до или одновременно с инфекцией. Cryphonectria parasitica , Gaeumannomyces graminis , Sclerotinia spp. И Ophiostoma novo-ulmi вирусами. Различные виды мучнистой росы и ржавчины, вызываемые различными Bacillus spp. и флуоресцентные псевдомонады . Colletotrichum orbiculare сам подавит дальнейшую инфекцию, если манипулировать ею для создания системной резистентности, индуцируемой растением , инфицированным нижним листом.

Трудности

Многие из наиболее серьезных вредителей — экзотические, инвазивные виды, которые серьезно влияют на сельское хозяйство, садоводство, лесное хозяйство и городскую среду. Они, как правило, прибывают без своих сопутствующих паразитов, патогенов и хищников, и, убегая от них, популяции могут быстро расти. Импорт естественных врагов этих вредителей может показаться логичным шагом, но это может иметь непредвиденные последствия ; правила могут быть неэффективными и могут иметь непредвиденные последствия для биоразнообразия, а внедрение методов может оказаться проблематичным из-за недостатка знаний среди фермеров и производителей.

Побочные эффекты

Биологический контроль может повлиять на биоразнообразие через хищничество, паразитизм, патогенность, конкуренцию или другие нападения на нецелевые виды. Введенные меры контроля не всегда нацелены только на предполагаемые виды вредных организмов; он также может быть нацелен на местные виды. На Гавайях в 1940-х годах были завезены паразитические осы для борьбы с чешуекрылыми вредителями, и осы обитают там до сих пор. Это может оказать негативное влияние на естественную экосистему; однако, прежде чем объявлять об их воздействии на окружающую среду, необходимо изучить диапазон хозяев и воздействия.

Позвоночные животные, как правило, являются универсальными кормильцами и редко становятся хорошими агентами биологической борьбы; многие из классических случаев «сбой биоконтроля» связаны с позвоночными. Например, тростниковая жаба ( Rhinella marina ) была намеренно завезена в Австралию для борьбы с серым тростниковым жуком ( Dermolepida albohirtum ) и другими вредителями сахарного тростника. 102 жабы были получены с Гавайев и выращены в неволе, чтобы увеличить их численность, пока в 1935 году их не выпустили на поля сахарного тростника в тропическом севере. Позже было обнаружено, что жабы не могут прыгать очень высоко и поэтому не могут есть тростник. жуки, оставшиеся на верхних стеблях тростника. Однако жаба процветала, питаясь другими насекомыми, и вскоре очень быстро распространилась; он захватил естественную среду обитания земноводных и принес чужеродные болезни местным жабам и лягушкам , резко сократив их популяцию. Кроме того, когда ей угрожают или трогают с ней, тростниковая жаба выделяет яд из паротоидных желез на своих плечах; аборигенные австралийские виды, такие как гоанна , тигровые змеи , динго и северные куоллы, которые пытались съесть жабу, были ранены или убиты. Однако недавно появились свидетельства того, что местные хищники адаптируются как физиологически, так и путем изменения своего поведения, поэтому в долгосрочной перспективе их популяции могут восстановиться.

Rhinocyllus conicus , долгоносик, питающийся семенами, был завезен в Северную Америку для борьбы с экзотическими мускусным чертополохом ( Carduus nutans ) и канадским чертополохом ( Cirsium arvense ). Однако долгоносик также атакует местный чертополох, нанося вред таким видам, как эндемичный чертополох Platte ( Cirsium neomexicanum ), выбирая более крупные растения (что сокращает генофонд), сокращая производство семян и в конечном итоге угрожая выживанию вида. Точно так же долгоносик Larinus planus также использовался для борьбы с канадским чертополохом , но он также повредил другие виды чертополоха. Это включало один вид, классифицированный как находящийся под угрозой исчезновения.

Маленький азиатский мангуст ( Herpestus javanicus ) был введен в Гавайи для того , чтобы контролировать крысу население. Однако мангуст вел дневной образ жизни, а крысы выходили ночью; мангуст поэтому охотился на эндемичных птиц Гавайев , особенно на их яйца , чаще, чем на крыс, и теперь птицам угрожают и крысы, и мангусты. Это введение было предпринято без понимания последствий такого действия. В то время не существовало никаких правил, и более тщательная оценка должна предотвратить такие выбросы сейчас.

Крепкая и плодовитая восточная рыба- москит ( Gambusia holbrooki ) является уроженцем юго-востока Соединенных Штатов и была завезена по всему миру в 1930-х и 1940-х годах для питания личинками комаров и, таким образом, борьбы с малярией . Однако он процветает за счет местных видов, вызывая сокращение численности эндемичных рыб и лягушек из-за конкуренции за пищевые ресурсы, а также за счет поедания их яиц и личинок. В Австралии предметом обсуждения является борьба с рыбой-комаром; в 1989 году исследователи А.Х. Артингтон и Л.Л. Ллойд заявили, что «биологический контроль над популяциями выходит далеко за рамки нынешних возможностей».

Образование садоводов

Потенциальным препятствием для принятия мер биологической борьбы с вредителями является то, что производители могут предпочесть использовать привычные пестициды. Однако пестициды имеют нежелательные эффекты, включая развитие устойчивости среди вредителей и уничтожение естественных врагов; это, в свою очередь, может привести к нашествию вредителей других видов, отличных от тех, которые были первоначально нацелены, и на сельскохозяйственных культурах, удаленных от тех, которые обрабатывались пестицидами. Один из методов увеличения внедрения методов биоконтроля производителями заключается в том, чтобы дать им возможность учиться на практике, например, показать им простые полевые эксперименты, дать им возможность наблюдать живые хищники вредителей или демонстрации паразитированных вредителей. На Филиппинах в начале сезона опрыскивание гусениц папоротника было обычной практикой, но производителей попросили следовать «практическому правилу»: не опрыскивать листовые гусеницы в течение первых 30 дней после пересадки; участие в этом привело к сокращению использования инсектицидов на 1/3 и изменению отношения производителей к использованию инсектицидов.

Связанные методы

С биологической борьбой с вредителями связана методика введения стерильных особей в местную популяцию какого-либо организма. Этот метод широко практикуется с насекомыми : большое количество стерилизованных радиацией самцов выбрасывается в окружающую среду, и они начинают соревноваться с самцами по рождению за самок. Те самки, которые совокупляются со стерильными самцами, откладывают бесплодные яйца, что приводит к уменьшению численности популяции. Со временем, при повторных интродукциях стерильных самцов, это может привести к значительному уменьшению популяции организма. Подобный метод недавно был применен к сорнякам с использованием облученной пыльцы, в результате чего семена деформировались, но не прорастали.

https://givoyles.ru/articles/uhod/biologicheskii-metod-zashhity-rastenii/
https://ru.xcv.wiki/wiki/Biological_pest_control