CC BY
247
УДК 632. 937
Достижения и перспективы развития биологического метода защиты растений в Украине
В.П. ФЕДОРЕНКО,
А.Н. ТКАЛЕНКО, В.П. КОНВЕРСКАЯ e-mail: plant_prot @ ukr.net
Доклад на Хсессии Генеральной ассамблеи ВПРС МОББ и Международной конференции «Биологические основы регулирования вредных организмов в агроценозе» (Киев, 18-22 мая 2009 г.)
Одним из основных элементов современных технологий фитосанитарной оптимизации агроэкосистем и получения экологически чистой продукции является использование биологических средств защиты растений.
Практика показала, что решить задачу борьбы с вредными объектами массовым применением пестицидов не удается. Резко возросли затраты на производство продукции, нарушилось биологическое равновесие в природе из-за гибели многих полезных организмов, в массе появились расы вредителей, устойчивые к тем или иным препаратам, и, самое главное, увеличилось загрязнение среды и сельскохозяйственной продукции токсическими веществами.
В Украине до середины 90-х годов биологический метод применялся на площади 5 млн га, на полную мощность работали 268 биофабрик и биолабораторий. Ныне функционирует 65 биолабораторий, а биометодом защищается около 1 млн га из 19 млн га общих объемов защитных мероприятий.
Современный арсенал биологических средств в открытом грунте представлен в основном микробиопрепаратами (60-65 %). Налажено малотоннажное региональное
производство 10 микробиопрепаратов (агат-25К, бактофит, бакторо-денцид, битоксибациллин,боверин, гаупсин, лепидоцид, пециломин, планриз, триходермин) и энтомофа-гов, главным образом трихограммы, способных сдерживать развитие более 40 видов вредителей и болезней зерновых, овощных, плодовых культур, картофеля, для которых дифференцированно по культурам и объектам борьбы определены оптимальные нормы, сроки, последовательность и кратность применения.
В последние годы в Украине идет интенсивное восстановление и реконструкция тепличных комплексов, строительство частных теплиц. Закрытый грунт сегодня - 1000 га остекленных и около 15 тыс. га пленочных теплиц, в которых внедряются новые современные технологии, сорта, гибриды, позволяющие получать высокие урожаи овощей (до 36-38 кг огурцов и 42-45 кг томатов с 1 м2).
Систематический мониторинг в тепличных хозяйствах показал, что в закрытом грунте сформировался традиционный энтомокомплекс: бе-локрылки, паутинные клещи, тли, трипсы, пасленовый минер. Большой вред тепличным культурам наносят болезни: корневые гнили, бактериозы, серая и белая гнили, ант-ракнозы. В большинстве тепличных комбинатов внедрен второй культу-рооборот, отсутствует технологический разрыв, в результате чего все вредные организмы переходят из одного культурооборота в другой со всем комплексом проблем.
Для предотвращения потерь овощной продукции, вызываемых вредными организмами в закрытом грунте, учеными института активно
внедряются методы биологической защиты практически от всех основных вредителей и болезней растений, возделываемых в теплицах.
Разработанная в институте экологизированная система защиты овощных культур, позволяющая сократить на 50-80 % использование химических препаратов, а при высокой культуре производства и ограниченном видовом составе вредителей исключить их полностью, широко используется в тепличных комбинатах и частных теплицах страны. Внедрены следующие биообъекты: против паутинного клеща - хищный клещ фитосейулюс, биопрепараты битоксибациллин и вертициллин; против оранжерейной белокрылки-энкарзия, макролофус, ашерсония, вертициллин, боверин; тлей -галли-ца афидимиза, златоглазки; корневых гнилей - триходермин и планриз; мучнисторосяных грибов - ам-пеломицин. Такая система позволяет на две недели продлить вегетацию растений, повысить урожайность огурца и томата на 3-4 кг/м2 улучшить санитарные условия работы обслуживающего персонала, получить диетическую продукцию и значительно сократить затраты на защитные мероприятия.
В институте также разработана система защиты растений закрытого грунта, базирующаяся на использовании многоядных энтомофагов, что дает возможность заменить 56 узкоспециализированных видов одним полифагом. В условиях тепличных хозяйств изучена биология, разработана технология применения многоядного хищного клопа макролофуса в системах интегрированной защиты растений томатов от комплекса вредных организмов в закрытом грунте.
Исследования в области микробиологического метода в институте направлены на разработку методов активного использования энто-мопатогенных микроорганизмов и микроорганизмов - антагонистов возбудителей болезней растений,
разработку методологии поиска и селекции промышленных штаммов и создания на их основе новых биопрепаратов, разработку оптимальных препаративных форм, технологических регламентов малотоннажного их производства.
Институт защиты растений - единственный научный центр в Украине, где комплексно разрабатываются разные этапы практического использования энтомопатогенных грибов - от селекции штаммов до технологии их производства и применения. Промышленное производство биологических препаратов для защиты сельскохозяйственных культур от вредителей и болезней основывается на использовании селекционных штаммов микроорганизмов. Поскольку в процессе производства эти штаммы, находясь в несвойственных для них условиях, частично или полностью утрачивают свою активность, промышленное производство требует постоянного пополнения новыми активными штаммами микроорганизмов. Поэтому в задачи исследований входит выявление возбудителей заболеваний в популяциях вредителей сельскохозяйственных культур, определение доминирующего состава эн-томопатогенов; выделение наиболее активных в чистые культуры, определение их биологической активности относительно основных вредителей и возможности выращивания их на искусственных средах, разработка методов долгосрочного хранения наиболее перспективных видов и штаммов; содержание коллекционных культур.
Массовое производство энтомопатогенных биопрепаратов требует наличия исходных штаммов, обладающих высокой вирулентностью и рядом технологических свойств, определяющих соответствие условиям производства: продуктивностью, синхронностью роста и спорообразования. Сочетание этих признаков в одном штамме в природных условиях является чрезвычайно редким.
На основе проведенных исследований установлено, что эпизоотии в популяциях насекомых возникают вследствие частичного снижения иммунитета, а не повышения вирулентности патогена. Именно поэтому наиболее активные штаммы энтомопатогенных грибов чаще выделяются из здоровыхпопуляций вредителей.
В Институте защиты растений разработаны методы сохранения исходной активности штаммов грибов и стабилизации их энтомопатогенных и антагонистических свойств. Предложенное специалистами трехчетырехкратное пассирование энтомопатогенных грибов(боверии,вер-тицилла) через целевых вредителей и совместное культивирование гри-ба-антагониста триходермы с фитопатогенными и сапрофитными грибами, ступенчатая селекция с отбором продуктивных моноизолятов обеспечивают получение высокоактивных, стабильных по технологическим параметрам производственных штаммов.
Основные трудности практического использования энтомопато-генных грибов обусловлены особенностями их культивирования, определенной спецификой промышленного производства. Поэтому, наряду с поиском активных штаммов и выявлением условий эффективного действия их на вредных насекомых, основное внимание уделяется разработке параметров промышленного культивирования энтомопатогенных грибов.
Для производственных биолабораторий, в зависимости от уровня их технического оснащения, разработаны три основных типа технологий производства грибных биопрепаратов на основе энтомопатогенов и антагонистов возбудителей болезней растений. При минимальном оснащении технологическим оборудованием получение грибных препаратов(боверин,вертициллин, триходермин) может осуществляться по одноэтапной, поверхностной
технологии, с использованием зерна ячменя или его отходов от технологического цикла выращивания трихограммы. При наличии производственных качалок производства ИТИ «Биотехника»технологический процесс может осуществляться по глубинной, одноэтапной технологии; ферментеров и растильных камер с кюветами - как по глубинной, так и по двухэтапной, глубинноповерхностной технологиям.
Установлено, что при глубинном культивировании энтомопатогенных грибов, гриба-антагониста триходермы и бактерии Pseudomonas aureofaciens - продуцента препарата гаупсина, возможно сближение и унификация основных компонентов производственных питательных сред. На основе проведенных исследований разработаны оптимальные составы питательных сред и технологические параметры культивирования указанных микроорганизмов в условиях биолабораторий, позволяющие сузить набор необходимых компонентов сред, повысить продуктивность технологического процесса.
Начаты исследования по выявлению в природных условиях хищных нематофаговых грибов с целью отбора наиболее эффективных штаммов, перспективных в качестве продуцентов биопрепарата для борьбы с фитопаразитическими нематодами. Первые результаты поиска свидетельствуют о широком распространении этой экологической группы грибов в почвах Лесостепи Украины. Выделено более 30 штаммов хищных нематофаговых грибов-ги-фомицетов, относящихся к видам Arthrobotrys spp. и Dactilella spp. Установлено, что наивысшей немато-фаговой активностью обладают штаммы A. dactyloides, образующие спонтанные ловчие кольца сжимающегося типа. Однако по скорости роста штаммы этого вида уступают менее активным видам с сетчатыми ловушками, что свидетельствует о необходимости дальнейшего поис-
ка штаммов хищных грибов, перспективных для промышленного производства.
Созданы новые грибные препараты: пециломин на основе конидий гриба Paecilomyces farinosus и мета-ризин на основе гриба Metarhizlum anisopliae. Особый интерес представляет новый микробиологический препарат комплексного действия на основе неспоровых бактерий рода Pseudomonas - гаупсин. Преимуществом разработанного препарата является сочетание энто-моцидной (комплекс листогрызущих и плодоповреждающих фитофагов) и антагонистической (парша, плодовые гнили) активностей. Применение гаупсина в промышленных, фермерских, аматорских садовых участках снижает пораженность плодов съемного урожая поздних сортов яблони плодожоркой на 86-90 %, развитие парши на листьях и плодах в 3-5 раз, способствует получению высокого выхода первосортной продукции (87-92 %).
Большое значение в поддержании равновесия в агроэкосистемах имеет применение энтомофагов. В открытом грунте применяется три-хограмма, доля которой среди других биологических средств защиты растений составляет 35-40 %. Используют трихограмму преимущественно на площадях под озимые, на посевах кукурузы, подсолнечника, сахарной свеклы, а также на овощных культурах и многолетних травах, зернобобовых, в плодовых насаждениях.
До 1991 г среди производимых биологических средств защиты растений трихограмма составляла 80 %. Значительное снижение темпов производства и применения трихограммы (0,2 млн га) происходило до 2003 г., следствием чего стало нарастание численности и вредоносности многих видов чешуекрылых (совок, белянок, листоверток, огневок). В настоящее время энтомофаг применяется на площади 0,4-0,5 млн га.
Причины снижения спроса на продукцию энтомологической промышленности изучаем и анализируем. Программа восстановления объемов применения трихограммы, реализуемая ведущими профильными научными учреждениями, предусматривает улучшение качества культур трихограммы и насеко-мых-хозяев, расширение ассортимента видов энтомофага и вредителей - мишеней, усовершенствование существующих технологий ее применения и разработку новых, адаптированных к современным условиям хозяйствования в агропромышленном комплексе.
В нашем институте проведена серия работ по усовершенствованию методик разведения трихограммы, ее лабораторных хозяев, повышению качества биоматериала, оптимизации условий и продления сроков хранения яиц хозяев. В результате многолетних исследований проанализирована динамика численности природной трихограммы в овощных и плодовых агроценозах, изучено действие регуляторов роста и развития насекомых и микробиопрепаратов на лабораторные и природные популяции энтомофага. Определение безопасных для развития трихограммы средств защиты необходимо для разработки комплексных систем защиты растений с технологической совместимостью энтомофага, микробиологических и гормональных препаратов, что позволит повысить эффективность применения трихограм-мы, и значительно сократить использование инсектицидов, а при высокой культуре производства и ограниченном видовом составе вредителей исключить их полностью, обеспечит сохранение и повышение эффективности природных энтомофагов. Составлен перечень безопасных для развития трихо-граммы средств защиты растений. Апробированы технологии применения яйцееда, в том числе, и в комплексе с гормональными, микробио-
логическими препаратами, изыскиваются пути биологизации защиты овощных и плодовых агроценозов.
Полученные результаты исследований послужили основой для разработки системы интегрированной защиты овощных культур от комплекса чешуекрылых вредителей с использованием регуляторов роста насекомых (номолт, димилин), микробиологических препаратов (лепи-доцид) и трихограммы. Эта система предусматривает три технологии совместного использования указанных экологически безопасных средств в зависимости от видового состава основных вредителей в агроценозах, климатических условий и возможностей производителей.
Определены виды трихограмы для применения в частных хозяйствах разных регионов страны, изданы рекомендации «Технологія використання видів роду трихограма в регулюванні чисельності шкідників овочевих культур». В агроценозах овощных культур доминируют Trichogramma pintoi Voeg., T. eva-nescens Westw., T. semblidis Auriv., плодовых - Т. dendrolimi Mats, T. embryophagum Hart. Проводим экологическую оценку видов и форм трихограммы из разных климатических зон Украины. Установлены различия в реакции разных видов и популяций природной три-хограммы на гигротермические режимы содержания. Определены оптимальные параметры разведения в лабораторных условиях разных популяций пяти видов трихограммы (T. pintoi, T. evanescens, T. semblidis, Т. dendrolimi, T. embryophagum).
В институте проводятся работы по усовершенствованию технологий использования трихограммы в системах защиты плодового сада от комплекса листоверток, в частности плодожорок (яблонная, восточная). Определены оптимальные нормы применения трихограммы разных видов и популяций в агроценозе яблоневого сада. Максимальную эффективность (77,5-80,1 %) имеет T. dendrolimi местной популя-
ции. Эффективность промышленного вида T. pintoi составляет 42,856,8 %. Использование этого вида, а также T. dendrolimi из других географических зон, требует значительного увеличения норм применения, что повышает расходы на сезонную колонизацию трихограммы в 1,5-2 раза.
Определены оптимальные нормы применения разных видов трихограммы при последовательном применении ингибитора синтеза хитина матча и энтомофага. Доказана целесообразность использования местных популяций садовых видов трихограммы в системах защиты плодового сада. Установлено, что последовательное применение гормонального препарата матч и T. dendrolimi местной популяции в сочетании с двумя плановыми обработками яблоневого сада способствует повышению эффективности защиты до 83,0-85,7 %.
Разработаны три технологии защиты персика от восточной плодожорки в Лесостепной зоне с использованием инсегара, димилина и трихограммы.
В результате проведенных исследований выявлены значительные различия в суммарных количествах природной трихограммы на разных сортах яблони за вегетационный период, получена четкая характеристика зависимости уровня эффективности сезонной колонизации специализированных видов трихограммы относительно яблонной плодожорки от сортового состава яблоневого агроценоза. Разработана методика определения пригодности сорта к применению энтомофага.
В настоящее время в мировой практике реальным достижением классического биометода являются технологии разведения и использования более 30 видов энтомофагов. Накоплен уникальный опыт, обобщенный в многочисленных публикациях. Актуальной задачей наших исследований является расширение ассортимента энтомофагов, используемых в настоящее время в
Украине. Проводятся научно-исследовательские работы по выявлению и определению эффективности природных видов энтомофагов в открытом и закрытом грунте, отбор перспективных видов и определение оптимальных параметров разведения их в лабораторных условиях. Обоснованы критерии отбора природных видов энтомофагов для использования в биометоде. Сделан анализ публикаций по видовому составу полезной энтомофауны в Украине, существующих разработок по размножению и применению новых видов энтомофагов с выяснением причин, препятствующих их внедрению в производство, а также анализ результатов исследований, проведенных специалистами института. В результате проделанной работы создана база данных по видовому составу перспективных для применения в Украине энтомофагов вредителей плодовых и тепличных культур.
В настоящее время совместно с Министерством агрополитики, Государственной инспекцией по защите растений и Украинской академией аграрных наук разработана и утверждена отраслевая программа «Комплексная биологизация защиты растений 2008-2012», ориентированная на повышение уровня экологической безопасности сельскохозяйственного производства,
улучшение фитосанитарной ситуации в агроценозах, увеличение уровня рентабельности продукции растениеводства и наращивание экспортных возможностей АПК Украины. Предусматривается развернуть системные исследования с разработки и внедрения в опытнопроизводственных условиях зональных технологий комплексной биологизации защиты растений, создать на базе биофабрик и биолабораторий, преимущественно регионального значения, специали-зованное производство биологических средств защиты растений широкого спектра использования.
Таким образом, необходимо отметить, что перспективы использования биологического метода в Украине неуклонно возрастают в связи с поставленными задачами, а результаты наших разработок по применению биологических средств защиты растений свидетельствуют о перспективности их использования в программах интегрированного управления численностью вредителей, направленных на восстановление и поддержание биоценотичес-кого равновесия в агроэкосистемах.
Институт защиты растений УААН,
Киев, Украина
Доклад перепечатан из журнала «Карантин i захистрослин» № 6. 2009 г. с разрешения редакции.
Аннотация. Представлены обобщенные результаты исследований в области биологического метода защиты растений от вредителей и болезней, выполненных в Институте защиты растений. Разработаны новые биологические препараты, этапы практического использования энтомопатогенных грибов - от селекции штаммов до технологии их производства и применения. Обоснованы приемы, способствующие повышению эффективности применения трихограммы. Определено влияние ингибиторов синтеза хитина и микробиопрепаратов на трихограмму, разработаны технологии последовательного применения этих средств защиты и трихограммы для регуляции численности комплекса чешуекрылых в овощных и плодовых агроценозах. Установлена роль сорта, как одного из определяющих факторов в регуляции уровня проявления эффективности сезонной колонизации трихограммы.
Abstract. Summary on biological control studies conducted at Institute of Plant Protection is presented. New biological control agents were employed, including entomopathogenic fungi, starting from strains selection till their practical application. Measures to increase Trichogramma usage efficacy were developed. Chitin-synthesis-inhibitors and other biopesticides impact on Trichogramma was investigated to develop technology of their consecutive application in vegetable crops and orchards. It is discovered that variety characteristics play significant role in Trichogramma seasonal colonization ability.
13
4 Защита и карантин растений № 4, 2010
