15.4. Перспективы использования экологически безопасных методов защиты растений

Говоря о перспективах использования экологически безопасных методов защиты растений, выделяют следующие их направления:

1. использование биоагентов

2. биорациональных пестицидов-антибиотиков,

3. половых феромонов, ферментных препаратов

1. Биоагенты – это естественные враги вредных организмов. В качестве биоагентов могут быть использованы энтомофаги, питающиеся вредными насекомыми, а также грибы и вирусы, вызывающие болезни вредителей с/х культур.

На Земле несколько десятков тысяч видов естественных врагов вредителей. Очевидно, что надо искать способы использования энтомофагов — полезных насекомых, уничтожающих вредителей. Наиболее широко используемые энтомофаги: божьи коровки, жужелицы, муравьи.

Без некоторых видов муравьев (в том числе и без рыжих лесных) болеют деревья, гибнут куропатки, тетерева, глухари. Муравьи, откармливающие свои личинки белковой пищей, поедают насекомых, вредных для лесного хозяйства. Вокруг муравейников нет деревьев с нездоровой листвой или хвоей. Подсчитано, что обитатели пяти крупных муравейников за день уничтожают до 1 кг насекомых-вредителей. Обитатели одного муравейника способны очистить от вредителей около 1,5 га леса. В ряде районов страны в настоящее время создаются муравьиные заказники.

Применение биологических методов борьбы с вредителями предотвращает загрязнение природной среды пестицидами, способствует сохранению полезной фауны.

Например, для борьбы с 16 видами вредителей используется трихограмма (три отечественных и один интродуцированный вид). Трихограмма уничтожает капустную, озимую, восклицательную, хлопковую и других совок, кукурузного мотылька и гороховую плодожорку. Трихограмма заражает яйца вредителей сельского хозяйства, и вместо гусеницы вредителя развивается личинка трихограммы. Найденный способ борьбы с насекомыми-вредителями оказался очень результативным, экологически чистым и экономически выгодным. В настоящее время трихограмму размножают искусственно во многих странах.

Разработаны методы массового разведения в защищенном грунте паразитов и хищников тлей (златоглазки, афиджиды, сирфиды и другие афидофаги) и технические приемы выпуска златоглазки обыкновенной для борьбы с хлопковой совкой и карадриной, а также с колорадским жуком на картофеле и баклажанах. В производственных условиях в борьбе с кровяной тлей яблони широко используется афелинус, против цитрусового червеца — криптолемус и коккофагус гурней. В борьбе с опасным карантинным вредителем — калифорнийской щитовкой — рекомендуются паразитические насекомые проспальтелла иафитис.

2. В состав биологических препаратов, применяемых против вредителей и болезней, входят средства на основе бактерий, вирусов, грибов и антибиотики. В нашей республике на их основе применяется 15 биопрепаратов или 4,3 % от общей численности пестицидов, которые разрешены к применению в стране. Мировое производство их составило в начале 90-х годов прошлого века от 4000 до 5000 т в год. Только в Германии в 1996-1997 гг. препараты на основе В. thuringiensis применяли на площади 21,5 тыс. га. Из обработанной площади 40 -60 % занимала борьба с гроздевой и двухлетней виноградной листовертками, 5-15 % — с зимней пяденицей, 5-20 % — с личинками чешуекрылых на капусте и 1-5 % — с колорадским жуком.

Биопрепараты на основе бактерий. Практически все биопрепараты на основе бактерий содержат в себе Bacillus thuringiensis (Тюрингская бацилла). Это бактерия, которая обычно живет в почве и является ее естественным обитателем. Она распространена по всему земному шару. Ее инсектицидные свойства были открыты еще в 1911 г., но до 1950 г. не было разработано достаточно препаратов на ее основе для сельского хозяйства. Данная бактерия производит специфический белок (дельта-эндотоксин), который парализует пищеварительную систему насекомых. Причем действует он избирательно, поражая только вредные объекты.

В настоящее время известно около 250 видов бактерий, в той или иной степени связанных с насекомыми. Считают, что из огромного количества бактерий, обитающих в теле насекомых, особенно в их кишечнике, большинство является сапрофитами или симбионтами, которые при нарушении нормальных условий жизни насекомого (неблагоприятные погодные условия, недостаток пищи, высокая влажность) приводят к физиологическому ослаблению организма (например, вследствие недостатка пищи, неблагоприятной температуры). Внутри тела насекомых, часто приводя к гибели, могут размножаться также бактерии, попавшие в гемолимфу через повреждения покровов. Наиболее распространенными природными бактериальными заболеваниями насекомых являются красный и черный бактериозы, молочная болезнь — это инфекционное заболевание жуков, вызванное споровыми бактериями и др.

В нашей республике согласно «Каталогу пестицидов и удобрений, разрешенных для применения в Республике Беларусь» допущены к применению следующие биопрепараты на основе бактерий: бактоген, бацитурин, битоксибациллин, колептерин, лепидоцид, новодор FC, форей 48В, миколин, пентафаг.

Биопрепараты на основе энтомопатогенных грибов.

Грибные заболевания насекомых называют микозами. К настоящему времени описано более 530 видов энтомопатогенных грибов из 4-х классов (аскомицеты, зигомицеты, хитридиомицеты и несовершенные грибы). Первые признаки заболевания у насекомого проявляются через 3-5 суток. На теле насекомых появляются разные пятна, насекомое становится вялым и неподвижным, затем наступает гибель. Главным образом микозы поражают

сетчатокрылых, жесткокрылых и полужесткокрылых. Грибные заболевания не являются остро заразными и поражают, как правило, ослабленных насекомых.

Из данной группы препаратов в нашей стране для производственного применения допущен боверин, разработанный на основе гриба боверии (белая мускардина). Разрешено применение препарата на картофеле против колорадского жука, на огурцах защищенного грунта против тепличной белокрылки, трипса, на яблоне против яблонной плодожорки.

Биопрепараты на основе энтомопатогенных вирусов.

Вирусы были открыты русским ученым Д. И. Ивановскимв 1892 г. при изучении мозаичной болезни табака. Первые описания вирусных болезней насекомых (гусениц тутового шелкопряда) появились в литературе в середине прошлого столетия. Для насекомых наибольшее число вирусных болезней известно у чешуекрылых; обнаружены также у перепончатокрылых, двукрылых, жесткокрылых и паутинных клещей (красного цитрусового и плодового).

По мнению американских ученых около 300 видов вирусов могут быть использованы для борьбы с вредными насекомыми. На основе вирусов гранулеза и ядерного полиэдроза выпускались препараты вирин КШ, вирин ОС, вирин ЭКС, вирин ЭНШ и др. Каждый из препаратов был предназначен для борьбы с определенным вредным объектом.

4. Ферромоны. Вещества, вырабатываемые и выделяемые в окружающую среду живыми организмами, или их синтетические аналоги, вызывающие специфическую реакцию у воспринимающих их особей того же биологического вида, называют феромонами. Феромоны насекомых относятся к разным классам органических химических соединений. В своем большинстве они являются биогенетическими производными жирных кислот. В настоящее время различают:

1) половые феромоны или половые аттрактанты, привлекающие полового партнера и играющие в природе роль при поиске партнера. У чешуекрылых (Lepidoptera), например, их выделяют только самки, у жуков (Coleoptera) — и самки, и самцы;

2) феромоны скучивания или агрегации, регулирующие концентрацию популяций, например стай или групп у прямокрылых (Orthoptera) и клопов (Hemiptera);

3) предупреждающие феромоны, вызывающие реакции тревоги и обороны, например, у тлей (Aphidina) при нападении хищников и у жалящих насекомых типа ос (Vespa spp.);

4) феромоны маркировки, служащие, например, у вишневой мухи (Rhagoletis cerasi) для маркировки плодов, в которые уже отложены яйца;

5) социальные феромоны, регулирующие специализацию и разделение труда у насекомых, образующих сообщества.

Феромоны выделяются в ничтожных количествах (железа одной самки выделяет несколько нг (10~9г). Благодаря своей высокой летучести они действуют на расстоянии нескольких сотен метров.

В последнее время наиболее изучены и широко применяются синтетические аналоги половых феромонов — половые аттрактанты. Наибольшие успехи достигнуты в изучении половых аттрактантов чешуекрылых. Создано уже более 600 биологически активных соединений — примерно для 300 видов насекомых. Данный метод разработан А. С. Серебровским и опубликован в 1940г. в «Зоологическом журнале».

5. Генетический метод. Сущность его заключается в насыщении природной популяции вредителя особями генетически неполноценной (нежизнеспособной или бесплодной) расы того же вида, полученной путем отбора, лучевой или химической стерилизации. Нежизнеспособность насекомых может быть обусловлена наследственно закрепленным недоразвитием жизненно важных органов, резким преобладанием в потомстве самцов, губительным для популяции изменением жизненного цикла и поведения насекомых, повреждениями хромосомного аппарата, также приводящими к бесплодию популяции.

Это достигается следующими способами:

1) обработка гамма- и рентгеновскими лучами;

2) обработка хемостерилянтами;

3) использование цитоплазматической несовместимости.

Практически генетический метод борьбы с вредителями можно осуществлять двумя способами:

1) массовым выпуском заранее обработанных гамма- и рентгеновскими лучами особей вредителя;

2) автостерилизацией в природных условиях, как правило, используя хемостерилянты.

Основным приемом генетического метода является лучевая и химическая стерилизация.

Данный метод впервые был применен в США в борьбе с мясной мухой. Объект был полностью уничтожен на острове Санмбел в 1954 г., а затем и на острове Кюрасао (Япония) в 1955 г.

Сочетание разнообразных нехимических способов защиты растений с минимальным использованием пестицидов получило название интегрированного метода. Метод основан на биогеоценотическом подходе и рассчитан на максимальное использование природных механизмов регуляции численности вредящих организмов.

При этом нельзя упускать из виду ассортимент пестицидов, внедряя препараты избирательного действия (направленного на определенный вид вредителей), быстро разлагающиеся в природной среде и имеющие минимальный отрицательный побочный эффект. Необходимо совершенствовать способы внесения препаратов, по возможности отказываясь от распыления их с самолетов, связанного с большой опасностью сноса на соседние территории и акватории. Надо максимально использовать в сельском и лесном хозяйствах высококачественный посадочный материал растений, устойчивых к вредителям и болезням. Кроме того, в каждом конкретном случае следует учитывать местные особенности живой природы.

Такие прогрессивные методы применения пестицидов, как малообъемное и ультра малообъемное опрыскивание сельскохозяйственных культур, позволяют многократно снизить и количество применяемых препаратов, и отрицательное воздействие их на природу.