CC BY
58БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 632.93
БИОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ ОТ ВРЕДНЫХ
ОРГАНИЗМОВ
Мельникова К.М., бакалавр 3 курса направления подготовки 35.03.04 «Агрономия», Евдакова М.В., ассистент, Икусов Р.А., к.с.-х.н., старший преподаватель.
ФГБОУ ВО Орловский ГАУ
АННОТАЦИЯ
Биологические препараты - это современные экологически чистые продукты, предназначенные для защиты сельскохозяйственных и плодово-ягодных культур от вредителей и болезней. Они основаны на использовании живых организмов или природных биологически активных соединений, которые эти организмы синтезируют. Чаще всего они имеют растительное или микробиологическое происхождение. Биологическая борьба - это метод естественной борьбы с популяциями вредителей без использования токсичных химических веществ. Вместо этого используют естественных хищников для борьбы с популяциями вредителей или патогенные микроорганизмы способные ликвидировать вредные организмы. В данной статье раскрыта тема биологических средств защиты растений, отмечена важность их использования в современных агроценозах, а также представлено негативное воздействие химических средств защиты растений на окружающую среду. Рассмотрены ключевые составляющие биологических средств защиты растений.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Биологические средства защиты, энтомофаги, микроорганизмы, пестициды, агроценозы, вредные организмы.
ABSTRACT
Biological preparations are modern environmentally friendly products designed to protect agricultural and fruit crops from pests and diseases. They are based on the use of living organisms or natural biologically active compounds that these organisms synthesize. Most often they are of plant or microbiological origin. Biological control is a method of naturally controlling pest populations without the use of toxic chemicals. Instead, natural predators are used to control pest populations or pathogens that can eliminate pests. This article covers the topic of biological plant protection products, notes the importance of their use in modern agrocenoses, and also presents the negative impact of chemical plant protection products on the environment. The key components of biological plant protection products are considered.
KEYWORDS
Biological means of protection, entomophagy, microorganisms, pesticides, agrocenoses, harmful organisms
Введение. Биологический метод защиты сельскохозяйственных культур от вредных объектов в современное время признан наиболее актуальным и приоритетным направлением в развитии научных исследований как в Российской Федерации, так и за границей [1, 3].
Интенсивное заражение вредителями и другими болезнями сельскохозяйственных культур ежегодно влияет на продуктивность сельского хозяйства.
В большинстве случаев фермеры применяют химические пестициды для предотвращения заражения вредителями или их полного уничтожения, но чрезмерное использование пестицидов и других химических препаратов на сельскохозяйственных культурах оказывает негативное воздействие как на здоровье человека, так и на окружающую среду. Применение биологических средств позволяет заменить или дополнить другие методы борьбы с болезнями и вредителями сельскохозяйственных культур, поскольку в состав входят цианобактерии, нематоды, литические грибы, аллелохимические вещества и биопестициды для таких вредителей, как моллюски, патогены, паразиты и насекомые [3, 5]. В целом, они практически не оказывают негативного воздействия на окружающую среду. Часто используются стратегии борьбы с вредителями, специфичными для конкретного вида. Использование биологических средств открывает ряд новых возможностей в управлении растениеводством. Сельхозпроизводителям для достижения высокой продуктивности сельскохозяйственных культур необходимо осуществлять комплексный уход за посевами. А именно: своевременное применение агротехнических приемов обработки почвы, осуществление при необходимости мелиоративных мероприятий, внесение различных элементов питания в зависимости от стадии развития растений. Кроме того, важной задачей является выполнение своевременной борьбы с вредителями, сорняками и болезнями растений. Для решения данной задачи существует эффективный способ - применение химических средств защиты растений. Такие средства защиты позволяют сохранить урожаи и минимизировать их потери. Однако интенсивное применение в сельском хозяйстве пестицидов приводит к ежегодному поступлению в биосферу различных химических соединений [2-6].
Целью данной статьи является изучение использования в современных агроценозах биологических средств защиты растений, а также минимизация воздействия химических препаратов по защите растений на окружающую среду, и рассмотрены ключевые составляющие биологического метода борьбы с вредными организмами.
Основная часть. Химические средства защиты растений неизбежно оказывают влияние на состояние окружающей среды. Они приводят к снижению биоразнообразия почвенных микроорганизмов, особенно это касается гербицидов и инсектицидов, а также насекомых в том числе полезных, которые являются неотъемлемой частью пищевых цепей. Пестициды негативно влияют на здоровье человека вследствие накопления остаточных количеств в сельскохозяйственных продуктах, питьевой воде и в почве. Связано это, с перемещением продуктов распада химических препаратов в отдаленные участки почвенного слоя и попаданием в грунтовые воды, влияя в конечном итоге на качество получаемой сельскохозяйственной продукции [1].
Негативное воздействие пестицидов сказывается на всех уровнях среды обитания. Например, во воздушно-наземную среду химические вещества попадают при обработке семян и растений наземной и воздушной техникой, поэтому важно соблюдать сроки внесения пестицидов и погодно-климатические условия.
Для снижения экологической нагрузки химическими средствами защиты растений разрабатываются биологические препараты. Они способны улучшать фитосанитарную обстановку и соответствовать принципам экологического земледелия, что является очень актуальным в современном мире. Данный метод основан на использовании живых организмов, продуктах их жизнедеятельности или их аналогов для предотвращения, или снижения ущерба и потерь, наносимых растениям вредными организмами [7-9].
Биопрепараты, помимо экологичности, обладают высокой селективностью, то есть действуют на определенного вредителя или болезнь и не вызывают уменьшения численности полезных насекомых. Кроме того, биологические средства защиты растений характеризируются отсутствием резистентности, то есть они не вызывают привыкания и иммунитета у вредных объектов, что позволяет применять одни и те же препараты против возбудителей болезней и вредных насекомых. Еще одним из достоинств биопрепаратов, в отличие от химических, является возможность их
использования без ограничений по фенологическим фазам культуры, акцентируя внимание на уязвимые фазы биологического цикла патогена. Таким образом, возможно создавать постоянный биологический прессинг на комплекс болезней, включая периоды цветения и плодоношения культур [4].
Агентами биоконтроля могут быть хищники, патогены, паразиты и паразитоиды и даже другие растения. Единственное требование - чтобы они работали на уничтожение вредителя или увеличение популяции хищников. Так, например, хищники питаются вредителем. Большинство хищников, которые используются в качестве агентов в биологическом методе, используются потому, что они прожорливы и наиболее оптимальными агентами-хищниками являются те, которые могут снизить популяцию вредителей, не вызывая собственного заражения. Распространенными хищниками являются божьи коровки, златоглазки и хищные богомолы. Отличным примером хищника являются божьи коровки. Все эти насекомые-хищники питаются насекомыми-вредителями, но, как правило, сами растения не повреждают.
Патогенные микроорганизмы включают бактерии, вирусы, простейшие, грибы и нематоды, которые заражают и убивают определённого вредителя. Преимущество микробной борьбы с вредителями в том, что они, как правило, безвредны для людей и нецелевых популяций насекомых. Доступные биологические и микробиологические пестициды обычно содержат Bacillus thuringiensis, обитающий в почве. Он создает белки, которые токсичны для некоторых насекомых. Другие содержат энтомопатогенных нематод, которые также живут в почве и паразитируют на насекомых [4-7].
Другим распространенным средством борьбы, используемым в биологическом методе, являются паразиты и паразитоиды. Паразиты - круглые черви, нацелены на уничтожение или стерилизацию вредителей. Паразитоиды - это паразиты, которые нападают на других паразитов, обычно откладывая яйца внутри тела вредителя, используя их для инкубации своих яиц. Как только из яиц вылупляются личинки, они питаются организмом хозяина, что обычно заканчивается гибелью насекомого-хозяина. Этот тип агентов обычно медленнее уничтожает вредителей, чем использование хищников. Осы и мухи - два наиболее распространенных паразитоида, которые используют других насекомых в качестве хозяев. Вот четыре наиболее часто используемых вида ос: осы-ихневмониды, которые в основном охотятся на гусениц; осы-бракониды, которые меньше ос-ихневмонид, но также нападают на гусениц; они также нацелены на зеленушек и других насекомых. Хальцидные осы, которые даже меньше браконид. Они поражают как яйца, так и личинок щитовок, земляничной моли, гусениц и даже зеленых и белых мух. Мухи-тахиниды, которые поражают гусениц и жуков, среди многих других. Взрослые паразитоиды также питаются нектаром, пыльцой и соком, поэтому выращивание цветковых растений, которыми они могут питаться, может помочь привлечь их [5,7].
Биопрепараты удобны тем, что их применение позволяет получать экологически чистые продукты. Обработанные ими растения можно употреблять в пищу через пару дней без какой-либо опасности для здоровья. Кроме того, они не наносят вреда окружающей среде, снижая или убивая только вредителей, не оказывая негативного воздействия на полезных насекомых биоценоза. Как и любое средство защиты растений, биопрепараты имеют свои плюсы и минусы.
К преимуществам биопрепаратов можно отнести следующее: они безопасны, используемый состав абсолютно безвреден для человека и животных; экологически чистые, поскольку не загрязняют и не разрушают окружающую природу, некоторые из них не опасны для пчел; при правильном использовании они достаточно эффективны; действуют избирательно; они действуют комплексно - большинство препаратов одновременно уничтожают вредителей и повышают иммунитет растений; могут использоваться в течение всего вегетационного периода сельскохозяйственных культур, даже во время цветения и созревания плодов; препараты не вызывают привыкания у насекомых, а значит, нет необходимости постоянно менять их; это
довольно экономично, поскольку на обработанный участок расходуется небольшое количество препаратов.
Однако у биопрепаратов можно выделить и недостатки: чаще всего действуют медленнее и мягче химических аналогов; воздействие препаратов недолговечно, необходимо проводить обработки с некоторой периодичностью; эффективно справляются с болезнями и вредителями на ранних стадиях заражения; помимо искореняющих обработок необходимо проводить профилактические; определенную сложность вызывает хранение и необходимость использовать их сразу после приготовления, они нестабильны и распадаются под воздействием солнечного света. [2]. Экологическая безопасность биопрепаратов считается безупречной, поскольку речь идет об использовании микроорганизмов, выделенных из биологических объектов окружающей среды и включенных в оборот веществ.
Такие биопрепараты не нарушают природный баланс, самостоятельно контролируют численность фитофагов, патогенов и полезных микроорганизмов.
Наибольшей популярностью пользуются группы: Авермектины - это препараты на основе токсинов, выделяемых грибами Streptomyces avermitilis. С их помощью борются с насекомыми, клещами и нематодами. Токсины воздействуют на нервную систему вредителей. Альбит используется для стимуляции роста растений. Справиться с грибками и бактериями можно с помощью «Бактофита». Применение «Фитолавина» поможет в борьбе с бактериальной гнилью. «Фитоспорин-М» поможет защитить сад и огород от комплекса грибковых и бактериальных заболеваний. Триходермия - для их создания используются продукты жизнедеятельности грибов Trichoderma. Эти продукты можно использовать для обработки вегетативных частей растений, замачивания семян и корневой системы рассады, а также вносить в почву. Действующее вещество уничтожает инфекционные заболевания. Кроме того, бактерии этого средства вступают в симбиоз с корневой системой растений, обогащая их азотом. Для защиты растений от фузариоза, микроспороза, фитоспороза, антракноза, корневой и серой гнили подходит Trichoderma Veride. Бороться с возбудителями грибковых заболеваний можно с помощью «Трихоцина» и «Трихофлора». Бактериальные инсектициды созданы с использованием штаммов энтомопатогенных бактерий Bacillus thuringiensis. Препарат предназначен для уничтожения вредителей путем попадания бактерий в их пищеварительную систему и повреждения внутренних органов. Для уничтожения чешуекрылых и их гусениц, вредителей плодово-ягодных культур применяют Лепилоцид, в то время как для борьбы с клещами, чешуекрылыми и личинками колорадского жука подходит битоксибациллин. Бактериальные фунгициды - эти препараты основаны на бактериях-антагонистах. Действующим веществом являются клетки с комплексом метаболитов бактерий Bacillus subtilis. Они предназначены для борьбы с различными заболеваниями растений. Комплексный препарат «Альбит» подходит в качестве стимуляторов роста. Для борьбы с грибковыми и бактериальными болезнями сельскохозяйственных культур используйте "Бактофит". Вирусы насекомых - это препараты, смертельно опасные для вредителей, такие как Карповирусин и Мадекс Твин. Еще одним биопрепаратом для вредителей являются энтомопатогены нематод, которые используют в своем действии симбиоз нематод с патогенными бактериями, убивающими вредителей. К ним относятся «Немабакт»; Антонем - F. Биопрепараты из растительных экстрактов включают экстракты хвои, барбариса, розы, женьшеня. Они действуют одновременно как фунгициды и стимуляторы роста. Среди наиболее популярных - препараты «Росток», «Силк», «Фитозонт» [2-5].
Применяемые в настоящее время биологические препараты являются не токсичными для полезных насекомых, а также они достаточно быстро разрушаются в окружающей среде и не оказывают влияния на состав и структуру почвы. Для того чтобы перейти на интенсивное земледелие с применением биологических препаратов, то необходимо выполнить ряд действий - это проведение анализа применения химических препаратов и минеральных удобрений и найти пути их снижения; частично выполнить замещение минеральных удобрений и пестицидов биологически активными
веществами. Однако, если произвести полную замену пестицидов и минеральных удобрений на биологические препараты, то возможно получить обратный эффект. Связано, это с тем, что сельскохозяйственный производитель не может на данный момент правильно применять биопрепараты, что, соответственно, может привести к гибели растений или к снижению урожайности сельскохозяйственных культур. Поэтому в настоящее время целесообразно биологические средства применять с химическими средствами или частично их заменять
Заключение. Таким образом, полностью отказаться от применения химических средств защиты растений довольно сложно, ведь такой способ экономически выгоднее и быстрее воздействует на вредный объект. Поэтому в современном сельском хозяйстве применяется интегрированная система защиты растений, в которую входят как биологические мероприятия по защите растений, так и химические, а также многие другие.
В настоящее время внедрение биологических средств защиты растений является важной и первостепенной задачей. Современная биологизация систем защиты растений способна снизить пестицидную нагрузку на окружающую среду, тем самым улучшить экологическую обстановку в экосистеме того или иного поля.
Библиография:
1. Совместимость химических и биологических средств защиты растений с энтомоакарифагом Neoseiulus barkeri Hughes / Д.В. Войтка [и др.] // Защита растений. 2018. № 42. С. 306-315.
2. Платонов A.B. Использование биопрепаратов в сельскохозяйственной практике // Экология и общество: баланс интересов: сб. тезисов докладов участников Российского научного форума. 2020. С. 206-208.
3. Liliane T.N., and Charles, M. S. (2020). Factors affecting yield of crops. Agronomy-Climate Change and Food Security, 9.
4. Козлова Е.А. Биологизация систем защиты сельскохозяйственных культур от болезней // Вестник аграрной науки. 2022. № 1 (94). С. 17-22.
5. Васильева Л.Ю. Применения биологических препаратов для защиты растений в сельском хозяйстве // Успехи молодежной науки в агропромышленном комплексе: сборник трудов LVII Студенческой научно-практической конференции, Тюмень, 30 ноября 2022 года. Тюмень: Государственный аграрный университет Северного Зауралья, 2022. С. 23-31.
6. Штерншис М.В. Биологическая защита растений в Сибири // Защита и карантин растений. 2013. № 4. С. 19-22.
7. Петрищева Т.Ю., Крестинина Ю.Н. Биологические средства защиты растений как альтернатива пестицидам // Заметки ученого. 2021. № 12-1. С. 48-51.
8. Евдакова М.В. Воздействие пестицидов на микроорганизмы почвы // Здоровые почвы - гарант устойчивого развития: Сборник материалов VI Международной научно-практической конференции, посвященной 140-летию с момента становления почвоведения как науки и публикации фундаментального труда В.В. Докучаева «Русский чернозем», Курск, 30-31 марта 2023 года / Редколлегия: М.В. Протасова (отв. ред.), А.И. Цыбанева, Н.П. Неведров. Курск: Курский государственный университет, 2023. С. 63-65.
9. Евдакова М.В. Воздействие химических средств защиты растений на почву // Здоровые почвы - гарант устойчивого развития: Сборник материалов VI Международной научно-практической конференции, посвященной 140-летию с момента становления почвоведения как науки и публикации фундаментального труда В.В. Докучаева «Русский чернозем», Курск, 30-31 марта 2023 года / Редколлегия: М.В. Протасова (отв. ред.), А.И. Цыбанева, Н.П. Неведров. Курск: Курский государственный университет, 2023. С. 65-67.
УДК 635.656:581. 132+574.24
