Научная статья на тему 'Биотехнологии и защита растений'

Биотехнологии и защита растений Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
3214
460
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БИОТЕХНОЛОГИЯ / BIOTECHNOLOGY / БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ / BIOLOGICAL PROTECTION OF PLANTS / ХИМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ / CHEMICAL PROTECTION OF PLANTS / АГРОТЕХНИЧЕСКИЙ МЕТОД / AGROTECHNICAL METHOD / СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД / SELECTION-GENETIC METHOD / КУЛЬТУРЫ / CULTURE / СОРТА / VARIETIES

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Захаренко В.А.

Новые направления биотехнологии создают условия для развития химической и биологической защиты растений, их рациональных уровней и пропорций. В настоящее время биологическая защита растений в России находится на среднемировом уровне развития. В перспективе, в связи с принятием программы развития биотехно логии в Российской Федерации на период до 2020 г., утвержденной Председателем Правительства Российской Федерации (2012 г.), рост применения средств биологического контроля в растениеводстве прогнозируется в 5 раз к 2020 г. Прогрессивными направлениями развития биологической защиты растений рассматриваются: биологический метод на основе микробиологических средств, стимуляторов роста растений, индуцирующих защитные функции растений. Перспективным является создание сортов с использованием методов биотехнологии, расширение площадей сортов и гибридов культурных растений, устойчивых к вредным организмам.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Biotechnology and plant protection

Consider new directions for biotechnology, creating conditions for the development of chemical and biological plant protection, their rational levels and proportions. Currently, biological plant protection in Russia is on the world average level of development. In the long term, in connection with the adoption of the program of development of biotechnology in the Russian Federation until 2020 approved by the Prime Minister of the Russian Federation (2012), projected 2020 growth in the use of biological control in plant 5 times. Progressive trends of biological plant protection are considered: the biological method based on microbial agents, plant growth stimulants that induce protective functions of plants. Perspective is the creation of varieties using biotechnology methods, the expansion of areas of varieties and hybrids of crops that are resistant to pests.

Текст научной работы на тему «Биотехнологии и защита растений»

Биотехнологии и защита растений

В.А. ЗАХАРЕНКО, академик РАН

В мире все большее распространение находит органическое земледелие, и это не может не повышать интереса к изучению и внедрению в практику приемов возделывания сельскохозяйственных культур, исключающих или хотя бы снижающих загрязнение продукции и объектов окружающей среды вредными веществами, и в первую очередь пестицидами и агрохимикатами. В этом плане вполне своевременно рассмотреть возможности более активного использования технологий защиты растений, основанных на применении полезных организмов, препаратов, созданных на основе полезных организмов и их метаболитов с биоцидной активностью, веществ неорганической и органической природы, индуцирующих защитные функции растений.

Данные ФГБУ «Россельхозцентр», отчеты о работе учреждений бывшего Отделения защиты растений Российской академии сельскохозяйственных наук свидетельствуют о том, что в последние годы биологический метод в России пока не составляет серьезной конкуренции химическому. Химические пестициды в 2008-2014 гг. ежегодно использовали в среднем на 70,7 млн га, тогда как биологические лишь на 1,5 млн га. В борьбе с болезнями сельскохозяйственных культур площади химических обработок составили в 2014 г. - 12,173 млн га, а биологических - 0,913 млн га. Соответственно химическими средствами было протравлено 6,082 млн т семян и 0,625 млн т клубней картофеля, а биологическими лишь 0,239 и 0,042 млн т [3, 6].

В борьбе с вредителями сельскохозяйственных культур удельный вес биологических препаратов (по срав-

нению с химическими) еще ниже, а об использовании биоагентов для снижения засоренности полей в практическом плане пока говорить вообще не приходится.

Уровень развития биометода характеризуется индексом биологической защиты растений (процентное отношение объема биологического метода к сумме объемов биологического и химического методов в натуральных или стоимостных показателях). За период 20082014 гг. этот индекс в России составил 2,05 %: 1,480 млн га / (1,480 + 70,704) млн га.

В мировом земледелии биопрепараты ежегодно применяются на сумму 1, 206 млрд долларов, химические пестициды - 59 млрд долларов. Отношение показателя использования биопрепаратов к сумме их и химических пестицидов (60,206 млрд долларов) отражает индекс биоло-гизации: 2 %. Как видно, он близок к российскому [3].

В таблице приведены площади химических и биологических обработок основных сельскохозяйственных культур в России за последние годы. Из этих данных, к сожалению, даже смутно не просматривается скорое замещение химической защиты более экологичными биологи-

ческими приемами. Более того, если сравнивать два отрезка времени -2008-2010 и 2011-2014 гг., то в последний период по большинству позиций произошел даже спад объемов применения биометода.

Логичным было бы предпринять решительные меры для выхода биометода на новые рубежи в последующий период - в сроки выполнения Государственной программы развития сельского хозяйства Российской Федерации на период до 2020 г., и такие меры в общих чертах намечены в рамках развития Комплексной программы развития биотехнологии на период до 2020 г.

В сельском хозяйстве внедрение биологическихтехнологий согласно Программе предполагает повышение продовольственной безопасности страны, получение высококачественных не загрязненных химикатами продуктов питания, восстановление плодородия почв. Приоритеты отдаются созданию новых сортов сельскохозяйственных растений с использованием современных постгеномных и биотехнологических методов, разработке и внедрению новых более совершенных биопрепаратов, в том числе и с целью замещения химических средств защиты растений.

При этом значительного увеличения объемов применения биологических методов и средств (в три раза по сравнению с 2010 г.) намечено добиться уже в 2016 г. и в пять раз -к 2020 г. [5].

Динамика использования биологического и химического методов защиты растений в России (тыс. га)

2008-2010 гг.

2011-2015 гг.

обработано

био- хим- био- хим-

методом методом методом методом

324 15864 721 20141

6 470 6 970

58 2768 52 5033

29 1456 23 1213

18 646 5 688

1 83 1 101

152 3769 178 5296

225 5832 137 5495

Зерновые всего в т.ч. зернобобовые Технические культуры Картофель, овоще-бахчевые культуры Плодово-ягодные культуры Многолетние травы Многоядные вредители Протравливание семян (тыс. т)

2 Защита и карантин растений № 11, 2015

Какие направления биометода могут развиваться наиболее быстрыми темпами в ближайшие годы? В первую очередь это создание и использование биопестицидов на основе полезных микроорганизмов и их метаболитов. В борьбе с вредителями применяется целый ряд биоинсектицидных препаратов. На основе бактериальных энтомопатогенов ООО ПО «Сиббиофарм» производит Лепидоцид, П, СК, СК-М (Bacillus thuringiensis, var. kurstaki (спорово-кристаллический комплекс)) и Би-токсибациллин, П (Bacillus thuringiensis var. thuringiensis (спорово-кристаллический комплекс)). Их широко применяют на зерновых, технических, овощных, плодовых и ягодных культурах, картофеле, винограде против фитофагов путем опрыскивания в период вегетации. Растут площади, ежегодно обрабатываемые против вредных грызунов во многих регионах препаратом Бакто-роденцид, созданным на основе Salmonella enteretidis, var. Issatchen-ko, 29/1, что позволяет во многих случаях отказаться от химических родентицидов.

Широкие возможности открываются для активизации биологической борьбы с заболеваниями сельскохозяйственных культур, в том числе и таких ведущих, как зерновые колосовые и картофель. В биологической защите растений от фитопатогенов задействовано около 20 штаммов 11 видов грибов антагонистов, в том числе Alternaria destruens, Ampelomyces quisqualis, Asper-gillus flavus, Coniothyrium minitans, Gliocladium catenulatum, G. virens, Fusarium oxysporum, Pythium oli-gandrum, Trichoderma harzianum, T. polysporum и T. viridae. Рынок препаратов на основе грибов антагонистов развивается более динамично в сравнении с рынком энтомофагов. В значительной мере это связано с особенностями проявления высокой активности антагонистами при применении их посредством предпосевной обработки семян и внесения в почву.

В настоящее время для биологической защиты растений от возбудителей болезней на территории России задействованы, например, препараты на основе: Bacillus subtilis, штамм 26-Д (Фитоспорин-М, Ж, ПС, П); B. subtilis, штамм В-10 ВИЗР (Алирин-Б, Ж, СП, Таб); B. subtilis, штамм ИПМ-215 (Бактофит, СК, СП); B. subtilis, штамм М-22 ВИЗР (Га-маир, СП, ТАБ); B. subtilis, штамм BKM-B-2604D + B. subtilis, штамм BKM-B-2604D (Витаплан, СП); B. subtilis, штамм Ч-13 (БисолбиСан, Ж); B. subtilis + Trichoderma viride, штамм 4097 (Споробактерин, СП); Pseudomonas aureofaciens, штамм BS1393 (Псевдобактерин-2, Ж, ПС); Pseudomonas aureofaciens , штамм ИБ-51 (Елена, Ж); Pseudomonas fluorescens, щтамм АР-33 (Ризо-план, Ж); Trichoderma harzianum, штамм BKM F-4099D (Стерни-фаг, СП); Trichoderma harzianum, штамм Г 30 ВИЗР (Трихоцин, СП); Trichoderma viride, штамм 471 (Три-ходерма Вериде 471, СП) [2]. Они эффективны для предпосевной обработки семян зерновых колосовых культур с целью подавления возбудителей грибных и бактериальных болезней, для защиты сахарной свеклы, льна-долгунца, картофеля, овощных культур, плодовых, ягодных и цветочных культур.

Инновационными являются такие разработки ученых ВИЗР, как теоретическое обоснование и технологии получения ряда комплексных биопрепаратов серии Хитозар Био (в России не зарегистрирован), в которых клетки микробов-антагонистов возбудителей болезней растений (Bacillus subtilis B-10, B. subtilis M-22, Trichoderma viride T-36) иммобилизованы на хитин-хитозановых носителях различных составов [9].

Хотя биологические препараты уступают по биологической эффективности химическим, однако при низком и среднем уровнях распространения и вредоносности фитопатоге-нов практически могут давать результаты, не уступающие химическим пестицидам по экономической

эффективности и превосходящие их в экологическом отношении. В последние годы на зерновых культурах активно используются такие биопрепараты, как Алирин-Б (Bacillus subtilis), Агат-25К (3-индолилуксус-ная кислота + а-аланин + а-глутами-новая кислота), Псевдобактерин-2 (Pseudomonas aureofaciens), Ризо-план (Pseudomonas fluorescens). Ими можно обрабатывать семена и опрыскивать посевы. В полевых опытах, не уступая эталону - химическому фунгициду, они обеспечивали прибавку урожая пшеницы сортов Мироновская 61 и Мироновская 1,6-7 ц/га при однократном и 3,36,8 ц/га при двукратном опрыскиваниях. При невысоких затратах на обработку Ризоплан обеспечивал чистый доход, связанный с сохраняемым урожаем даже выше, чем химический фунгицид [4].

По результатам 6 опытов во ВНИИ фитопатологии (Московская область) в 2006-2009 гг. протравливание семян озимой пшеницы Мироновская 808 биопрепаратами (Али-рин-Б, Бактофит, Ризоплан, Псевдо-бактерин-2) в борьбе с корневыми гнилями и снежной плесенью было примерно равноценно химическим эталонам как по эффективности (3570 % и 40-70 %), так и по сохраненному урожаю (1,1-3,6 и 3,5-4 ц/га).

Одно-двукратная обработка посевов этими препаратами защищала эту культуру также от бурой ржавчины на уровне 30-67 %, от септорио-за листьев - 21-50 %, септориоза колоса - 20-55 %. Сходные результаты получены и в других регионах, производящих товарное зерно, например, на Северном Кавказе и в Западной Сибири.

В 2014 г. биопрепараты в России были произведены в количестве 1105 т, а использованы на 1370 тыс. га. Преобладающая часть этой продукции поставляется филиалами ФГБУ «Россельхозцентр» -в 2014 г. около 70 %. Этого явно недостаточно. К тому же активно используются микробиологические препараты для защиты растений

лишь в трех регионах - Центральном (446 тыс. га), Южном (373 тыс. га) и Северо-Кавказском (295 тыс. га) федеральных округах [1].

Сказывается, конечно, недостаточная пропаганда замещения химических средств биологическими. Химические пестициды более универсальны. Чтобы решиться на их замену более экологичными средствами, сельхозтоваропроизводители должны постоянно сверяться с данными фитосанитарного мониторинга, иметь представление о спектре действия биологических пестицидов, уметь спрогнозировать конечные результаты с учетом хозяйственных и погодных условий.

Нельзя не признать, что явно недостаточен пока ассортимент зарегистрированных в России биопрепаратов. Наиболее используемыми являются Ризоплан, Псевдобакте-рин-2, Фитоспорин-М, Бактороден-цид, Бактофит, Глиокладин - в основном те, что производят филиалы Россельхозцентра. Доля биологических фунгицидов в структуре биопрепаратов составляет 68,4 %, а инсектицидов - 31,6 % [3].

Новые биопрепараты создаются, но их продвижение на пестицидный рынок и непосредственно на поле ограничивается (если не закрывается) техническими и финансовыми сложностями прохождения процесса государственной регистрации. Определенные шаги в этом направлении должно сделать государство - облегчить и, может быть, удешевить регистрацию безопасных экологичных средств, учитывая, что внедрение биометода - задача не столько агрономическая, сколько здравоохранительная.

В Минсельхозе и Минздраве это пока даже не обсуждается.

В годы реформирования аграрного сектора произошло и сохраняется снижение объемов применения классического биометода - разведения и выпуска энтомофагов, в первую очередь одного из наиболее массовых в СССР яйцепаразитов -трихограммы, использовавшегося

для защиты кукурузы, овощных, плодовых, ягодных и других культур от многих многоядных и специализированных чешуекрылых вредителей, габробракона - от хлопковой совки в посевах кукурузы, златоглазок и кокцинеллид - от злаковых тлей. По данным ФГБУ «Россельхоз-центр», в 2014 г. производством эн-томофагов было занято лишь три филиала - в Белгородской области, Ставропольском крае и Татарстане. Выпуск энтомофагов в открытом грунте осуществлялся на 46,4 тыс. га, в том числе по группе зерновых агроэкосистем - на 40,3 тыс. га (86,9 % из общего объема выпуска энтомофагов).

Важное место отводится использованию и сохранению полезных организмов в подавлении вредных насекомых агроэкологическими методами. В зерновых агроэкосисте-мах России, например, на каждый вид вредных насекомых приходится 16-70 видов хищников, паразитов и энтомопатогенов [7]. На значительных площадях распространены микроорганизмы антагонисты фитопа-тогенов. Накоплен огромный опыт создания условий для развития и использования естественных популяций полезных организмов (энтомофагов и энтомопатогенов) в агро-экосистемах при повышении культуры земледелия. Например, в центральной агроклиматической зоне Краснодарского края в стационарном 8-польном севообороте и в базовом хозяйстве ВНИИ биологической защиты растений ООО «Чистая еда», пропагандирующем органическое земледелие, при выращивании озимой пшеницы в севооборотах с 30-40 % пропашных культур (подсолнечник, кукуруза, соя) с небольшими участками энтомофиль-ных и нектароносных растений (укроп, фацелия и кориандр), обеспечивающих благоприятные условия для развития естественных энтомофагов, подавлялась численность популяций фитофагов (клоп вредная черепашка, клопы-щитники, пьяви-ца красногрудая, злаковые тли, пше-

ничный комарик-галлица, стеблевой хлебный пилильщик) до безопасного уровня (ниже ЭПВ) и не требовалось использования ни химических пестицидов, ни биопрепаратов [10].

Возможность отмены химических обработок в агроэкосистемах зерновых культур с большой вероятностью реальна, учитывая ежегодно проводимый практически на всех площадях пахотных сельскохозяйственных культур фитосанитарный мониторинг полезных и вредных насекомых. В агроэкосистемах с относительно низким уровнем распространения вредных организмов при наличии благоприятных условий для полезных насекомых (на 20 % общих посевных площадей, заселенных вредителями, и 30 % - поражаемых возбудителями болезней) возможна отмена химических обработок [3].

Разумеется, для этого требуется высокий уровень научного обеспечения и ответственности организаторов.

ЛИТЕРАТУРА

1. ГоворовД.Н., ЖивыхА.В., Проскурякова М.Ю. Производство биопрепаратов и энтомофагов в системе ФГБУ «Россельхозцентр» в 2011 г. // Вестник защиты растений, № 3, 2012, с. 18-20.

2. Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. Часть 1. Пестициды. - М., 2015, 430 с.

3. Захаренко В.А. Биопестициды и средства защиты растений с небиоцид-ной активностью в интегрированном управлении фитосанитарным состоянием зерновых агроэкосистем. // Агрохимия, 2015, № 6, с. 64-76.

4. Комков Н.Д. Агротехнические факторы фитосанитарной оптимизации возделывания озимой пшеницы в условиях Центрального Нечерноземья. Автореферат. -Голицино: ГНУ ВНИИИФ, 2006, 24 с.

5. Комплексная программа развития биотехнологии в Российской Федерации на период до 2020 года - М., 2012 г, 111 с.

6. Обзор фитосанитарного состояния посевов сельскохозяйственных культур в Российской Федерации в 2014 году и прогноз развития вредных объектов в 2015 году. - М., 2015 г., 717 с.

7. Ряховский В.В., Кузнецова Е.Д. Биологический метод защиты зерновых культур. М. - Россельхозиздат, 1981, 64 с.

8. СанинС.С. и др. Эффективность биопестицидов и регуляторов роста растений в защите пшеницы от болезней. Защита и карантин растений, 2012, № 3, с. 16-18.

9. Тютерев С.Л. Новые технологии поиска, испытаний, создания и внесения средств защиты растений не биоцидной природы. РАСХН. М., 2008, 89 с.

10. Ширинян Ж.А. Приемы беспестицид-ной защиты озимой пшеницы // Защита и карантин растений, 2015, № 2, с. 9-12.

Аннотация. Новые направления биотехнологии создают условия для развития химической и биологической защиты растений, их рациональных уровней и пропорций. В настоящее время биологическая защита растений в России находится на среднемировом уровне развития. В перспективе, в связи с принятием программы развития биотехно-

логии в Российской Федерации на период до 2020 г., утвержденной Председателем Правительства Российской Федерации (2012 г.), рост применения средств биологического контроля в растениеводстве прогнозируется в 5 раз к 2020 г. Прогрессивными направлениями развития биологической защиты растений рассматриваются: биологический метод на основе микробиологических средств, стимуляторов роста растений, индуцирующих защитные функции растений. Перспективным является создание сортов с использованием методов биотехнологии, расширение площадей сортов и гибридов культурных растений, устойчивых к вредным организмам.

Ключевые слова. Биотехнология, биологическая защита растений, химическая защита растений, агротехнический метод, селекционно-генетический метод, культуры, сорта.

Abstract. Consider new directions for biotechnology, creating conditions for the

development of chemical and biological plant protection, their rational levels and proportions. Currently, biological plant protection in Russia is on the world average level of development. In the long term, in connection with the adoption of the program of development of biotechnology in the Russian Federation until 2020 approved by the Prime Minister of the Russian Federation (2012), projected 2020 growth in the use of biological control in plant 5 times. Progressive trends of biological plant protection are considered: the biological method based on microbial agents, plant growth stimulants that induce protective functions of plants. Perspective is the creation of varieties using biotechnology methods, the expansion of areas of varieties and hybrids of crops that are resistant to pests.

Keywords. Biotechnology, biological protection of plants, chemical protection of plants, agrotechnical method, selection-genetic method, culture, varieties.

®UPL

ПРЕВОСХОДНОЕ КАЧЕСТВО ПРЕПАРАТОВ НА ОСНОВЕ ВЫСОКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

Зарегистрированные препараты БИТАП ФД 11, КЭ

(80 г/л десмедифама + 80 г/л фенмедифама) - послевсходовый гербицид, предназначенный для борьбы с однолетними двудольными сорняками на сахарной, столовой и кормовой свекле (60 г/л десмедифама + 60 г/л фенмедифама + 60 г/л этофумезата) - послевсходовый гербицид для борьбы с однолетними двудольными сорняками, включая щирицу, подмаренник цепкий, звездчатку среднюю, ярутку полевую, марь белую, виды горца на сахарной, столовой (кроме пучкового товара) и кормовой свекле

(700 г/л метамитрона) - селективный системный гербицид для борьбы с однолетними двудольными сорняками в посевах сахарной, кормовой и столовой свеклы

(800 г/кг манкоцеба) - контактный фунгицид защитного действия против фитофтороза, альтер-нариоза и ризоктониоза

(600 г/кг бенсульфурон-метила) - гербицид избирательного действия для послевсходового внесения на рисовых полях для борьбы с двудольными сорняками и осоками (360 г/л глифосата) - универсальный гербицид сплошного действия

(560 г/кг алюминия фосфида) - инсектицидный фумигант для борьбы с вредителями запасов в хранилищах различного типа

(330 г/л пендиметалина) - гербицид для уничтожения однолетних злаковых и двудольных сорняков (450 г/л напропамида) - селективный довсходовый почвенный гербицид для борьбы с однолетними злаковыми и некоторыми двудольными сорняками

(250 г/л циперметрина) - контактно-кишечный инсектицид на пшенице против клопа вредная черепашка и картофеле против колорадского жука

(250 г/л тебуконазола) - системный фунгицид, применяемый для защиты ряда сельскохозяйственных культур от комплекса болезней

ОГРН 1037739412325

Юр. адрес: 101000, Москва, ул. Мясницкая, д. 46/2, стр. 1, офис 318 ЗАО «Юнайтед Фосфорус Лимитед» Тел/факс: (495) 621-0420; 621-3038 E-mail: uplrussia.services@uniphos.com

БИТАП ТРИО, КЭ

МЕТАФОЛ, СК

ПЕННКОЦЕБ, СП

ЛОНДАКС, СТС

СВИП, ВР КВИКФОС, ТАБ

ФИСТ, КЭ ДЕВРИНОЛ, СК

ЦИРАКС, КЭ

ТЕБУЗОЛ, ВЭ

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.