Результаты исследований НИУ Отделения защиты растений РАСХН в 2010 году Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

Результаты исследований НИУ Отделения защиты растений РАСХН в 2010 году

В.И. ДОЛЖЕНКО,

академик-секретарь

Отделения защиты растений РАСХН

В.А. ЗАХАРЕНКО,

главный научный сотрудник

e-mail: [email protected]

В 2010 г. научно-исследовательские учреждения Отделения защиты растений выполняли исследования в соответствии с Программой фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК Российской Федерации на 2006-2010 гг. по проблеме 05 «Разработать аг-ротехнологии интегрированной защиты растений, использования ассортимента биобезопасных, экологичных и экономически эффективных химических и биологических средств защиты растений нового поколения, сортов сельскохозяйственных культур, устойчивых к вредным организмам, и на их основе региональных систем управления процессами фитосанитарного оздоровления агроценозов товаропроизводителей различных форм собственности». Кроме того, они принимали участие в выполнении 17 грантов РФФИ, 1 гранта Президента Российской Федерации для поддержки молодых российских ученых, 4 грантов Комитета по науке и высшей школе Санкт-Петербурга, 16 программ Международного научно-технического центра (МНТЦ), 77 хозяйственных договоров с научными и производственными учреждениями Российской Федерации. Сотрудничали с отечественными и зарубежными университетами, лабораториями и фирмами 14 стран мира.

В состав Отделения входят 10 академиков, 5 членов-корреспондентов и 6 иностранных членов Рос-

сельхозакадемии, 476 научных сотрудников, в том числе 42 доктора и 208 кандидатов наук. Научно-исследовательские работы проводились в сотрудничестве с 30 отраслевыми и региональными научно-исследовательскими институтами других отделений Россельхозакадемии, 9 научно-исследовательскими институтами РАН, РАМН, Минсельхоза России и вузами, 20 зарубежными университетами, 20 отечественными и зарубежными фирмами-производителями пестицидов. В 2010 г защищено 8 кандидатских и 1 докторская диссертации.

Задание 05.01. «Разработать технологии предотвращения чрезвычайных ситуаций, вызываемых вредными организмами, на основе нового ассортимента химических средств защиты растений и техники для их внесения» выполняли 4 института (ВИЗР, ВНИИФ, ВНИИБЗР, ДВНИИЗР) с участием 148 научных сотрудников, в том числе 13 докторов и 68 кандидатов наук.

Исследования и полевые опыты проводились на базе лабораторий и отделов НИУ Отделения с использованием современных приборов и методов физико-химического анализа и скрининга биологической активности новых веществ и их препаративных форм (хроматомасс-спек-трометрия, газожидкостная, жидкостная, тонкослойная хроматографии, ИК-, УФ- и ЯМР-спектроско-пии).

По результатам исследований разработаны:

— новые препараты полиамфолиты (полиэлектролиты) с высокой фунги-статической активностью для создания фунгицидов нового поколения;

— новые фунгициды на основе хито-зана — АПП1 и АПП2, предназначенные для защиты семенного картофеля от вирусных и грибных болезней;

— ассортимент фунгицидов для защиты зерновых колосовых культур, включающий фунгицид в форме нано-эмульсии и высокоэффективные протравители, подавляющие не только возбудителей фузариозно-гельмин-тоспориозных и ризоктониозных корневых гнилей, но и низшие грибы;

— ассортимент пестицидов для зональных технологий юга Дальнего Востока: гербицид фабиан, протравитель BAS 673 и фунгицид платун для защиты сои от комплекса возбудителей болезней; гербициды дублон голд, титус плюс и лазурит для защиты кукурузы, выращиваемой на зерно; гербицид цитадель для защиты риса; инсектициды децис экстра и экстрасол для защиты картофеля от 28-точечной коровки, а также биологические средства для защиты посевов кукурузы от восточного кукурузного мотылька (Ostrinia furnacalis Gn.);

— технический регламент применения гербицидов банвел, вр на яровом ячмене и гезагард, кс на посадках картофеля методом ультрамалообъемно-го опрыскивания с принудительным осаждением капель в сниженных (на 25 %) нормах внесения;

— технический регламент применения гезагарда, кс на посадках картофеля и моркови методом малообъемного крупнокапельного опрыскивания в сниженных (на 25 %) нормах внесения;

— способы борьбы с сорной растительностью с использованием гербицидов сплошного действия в паровом поле (патент РФ № 2402907 от 21.01.2010 г.);

— технология совместного применения химических средств — гербицидов ларен и диален-супер с биопрепаратами батан, дизофунгин, бактофит и псевдобактерин-2 на озимой пшенице в Краснодарском крае, сокращающая использование гербицидов и снижающая загрязнение агроэкосистем;

— технология обработки семян лазерным излучением с последующим применением бактофита от комплек-

са фузариозных, гельминтоспориоз-ных корневых гнилей озимой пшеницы, исключающая использование фунгицидов;

— регламенты для обновленного ассортимента пестицидов, включающего 50 инсектицидов для применения на 24 сельскохозяйственных культурах в борьбе с более чем 50 вредителями; 76 фунгицидов — на 24 сельскохозяйственных культурах против 50 фитопа-тогенов; 118 гербицидов на 31 сельскохозяйственной культуре, обеспечивающие снижение расхода препаратов на 15—30 % и повышение эффективности защитных мероприятий на 7—10 %.

По результатам исследований опубликовано 5 монографий, 65 статей, из них 5 в зарубежных журналах, получено 4 патента. Разработки экспонировались на 3 выставках; получен 1 диплом.

Задание 05.02. «Разработать новые биотехнологии создания и использования биологических средств защиты сельскохозяйственных культур на основе энто-мофагов, энтомопатогенов, микробов-антагонистов; технологии управления функционированием природных полезных организмов» выполняли 4 института (ВИЗР, ВНИИФ, ВНИИБЗР, ДВНИИЗР) и Лазаревская опытная станция защиты растений с участием 163 научных сотрудников, в том числе 15 докторов и 90 кандидатов наук.

Исследования и полевые опыты проводились на базе лабораторий и отделов НИУ Отделения. При разработке биологических средств защиты растений и регламентов их применения в агроэкосистемах использовали оригинальные экспедиционные методы исследований биоразнообразия экосистем, выявления полезных организмов для пополнения государственных коллекций на основе диагностики энтомо-фагов, энтомопатогенов, вирусов и микробов-антагонистов (методы электронной сканирующей микроскопии, иммунодиагностики, моле-кулярно-генетические методы и

ДНК-технологии). Изучение биологии и метаболизма организмов для выявления активных соединений с целью создании биопрепаратов проводили с использованием инструментальных химических, биохимических и молекулярно-генети-ческих анализов. На базе полевых опытов в соответствии с методикой опытного дела оценивали эффективность технологий и регламентов производства и применения биопрепаратов в закрытом и открытом грунте по показателям биологической активности подавления вредных организмов, продуктивности растений, количественных и качественных параметров урожая.

По результатам исследований получена следующая научно-техническая продукция:

— пополненные коллекции биобъек-тов НИУ Отделения на основе двух новых для науки видов гифомицетов — Alternaría simmonsii Gannibal (на осоте) и A. silybi Gannibal (на расторопше); паспортизированных штаммов фито-патогенных грибов Phomacomplanata (Tode) Desm. 1.40 (ВИЗР) и Stagono-spora cirsii Davis1.41 (ВИЗР), перспективных для создания микогербицидов; двух штаммов бактерий рода Bacillus, 42 видов грибов и более 300 видов микроспоридий для создания новых биопрепаратов; 12 штаммов возбудителя септориоза Stagonospora nodorum, 116 штаммов возбудителей бактериозов, 56 штаммов фузариевых грибов, всего — 250 новых штаммов, выделенных из пораженных растений в процессе изучения биоразнообразия агроэкоси-стем, используемых для создания инфекционных фонов при оценке новых сортов сельскохозяйственных растений на устойчивость к фитопатогенам; новые вирусные изоляты для борьбы с гусеницами картофельной моли, яблонной плодожорки, хлопковой совки и с колорадским жуком;

— биопрепарат вируса гранулеза (ГЯП)для борьбы с яблонной плодожоркой;

— научно-техническая документация и регламенты применения экспе-

риментального биопрепарата ВЯП ХС для борьбы с хлопковой совкой;

— препараты — протекторы, поддерживающие качество и активность ба-куловирусов при хранении;

— новая препаративная форма биопрепарата мелоден на основе штамма Streptomyces loidensis и производных хитозана, обеспечивающая эффективную защиту сельскохозяйственных культур от фитопатогенов;

— химическая структура двух фито-токсинов Alternaria sonchi S-102 (патоген осота полевого), перспективная для разработки гербицидов;

— препараты с гербицидной активностью, создаваемые с использованием отходов деревообрабатывающей промышленности, обеспечивающие утилизацию отходов;

— акарифаг Stethorus sp. для подавления паутинных и других клещей на сельскохозяйственных культурах;

— техническая документация на производство новых биопрепаратов на основе Harmonia axyridis Pallas, Encarsia partenopea Masi., Perillus bioculatus Fab., Neoseiulus cucumeris Oud., Neoseiulus barkeri Hughes. и Lysiflebus fabarum Marsh.;

— технология производства и применения хищных клопов-антокорид для защиты растений от трипсов в теплицах;

— усовершенствованный метод разведения тлевой коровки Leis dimidiate Fabr.;

— регламент создания инфекционного фона энтомопатогенных грибов в местах резерваций итальянского пруса и азиатской перелетной саранчи для биологической борьбы с саранчовыми;

— биологический метод защиты растений, основанный на привлечении природных энтомофагов в агроцено-зы с помощью летучих веществ, выделяемых растениями при заселении фитофагами;

— технология беспестицидной защиты зерновых колосовых культур от вредной черепашки и других хлебных клопов;

— технология колонизации растений в теплицах комплексом селекционно-улучшенных энтомофагов вредителей,

обеспечивающая высокорентабельную защиту зеленных культур от сосущих вредителей без применения пестицидов;

— технология биологической защиты сливы от вредителей, основанная на применении феромонов и биопрепаратов, обеспечивающая подавление клещей, тлей и других вредных видов;

— технические условия биологической защиты зерна пшеницы, заложенного на хранение, от поражения паразитарным комплексом токсинообразу-ющих микроорганизмов путем использования опытных биопрепаратов — ди-зофунгина плюс, батана и пролама.

По результатам исследований опубликовано 93 статьи, из них 16 -в зарубежных журналах, получен один патент. Разработки экспонировались на 4 выставках, получено 2 медали и 2 диплома.

Задание 05.03. «Разработать набор сортов с групповой и комплексной устойчивостью к возбудителям заболеваний и вредителям, обосновать стратегию их использования в целях предотвращения эпифитотий и эпизоо-тий» выполняли 4 института (ВИЗР, ВНИИФ, ВНИИБЗР, ДВНИИЗР) с участием 143 научных сотрудников, в том числе 21 доктора и 64 кандидатов наук.

Исследования и полевые опыты по заданию проводились на базе НИУ Отделения с использованием улучшенных традиционных методов полевой оценки устойчивости растений на искусственно создаваемых фонах в лабораторных условиях, а также на естественных и искусственных фонах в полевыхусловиях на основе данных количественных учетов вредных организмов, визуальных оценок повреждений культурных растений, комплекса показателей устойчивости на основе данных морфологических, атрептических, физиологических, биохимических исследований, а также данных, получаемых новыми молекулярно-ге-нетическими методами, ДНК-технологиями и ПЦР-анализами.

По результатам исследований получена следующая научно-техническая продукция:

— ДНК-технологии создания генетически охарактеризованного разнородного исходного материала для селекции ячменя с групповой устойчивостью к гемибиотрофным патогенам с использованием дигаплоидных популяций устойчивых сортов;

— технологии выявления мест локализации новых генов ^ТЦ), участвующих в контроле признаков устойчивости ячменя к возбудителям сетчатой и темно-бурой пятнистостей;

— метод ПЦР-анализа исследования полиморфизма ДНК-возбудителя желтой ржавчины пшеницы для создания имунных сортов зерновых колосовых культур;

— сорта пшеницы, проявляющие устойчивость к угандийской расе стеблевой ржавчины (и 99);

— рекомендации по использованию источников и доноров устойчивости пшеницы и ячменя к болезням;

— 5 новых сортов пшеницы, наследующих эффективный ген устойчивости к бурой ржавчине Цг24, рекомендуемых для возделывания на территории Российской Федерации;

— перечень сортообразцов кукурузы, устойчивых к кукурузному мотыльку в условиях юга Дальнего Востока;

— рекомендации по выявлению и использованию источников и доноров устойчивости картофеля для создания сортов с устойчивостью к карантинным болезням;

— 9 паспортизированных доноров устойчивости картофеля к Y-вирусу и золотистой картофельной нематоде;

— 34 источника комплексной устойчивости картофеля и овощных культур к колорадскому жуку, проволочникам, фитофторозу и слизистому бактериозу.

Кроме того, обоснованы методы оценки побочных эффектов генетически модифицированных растений и технологии снижения их рисков:

— технология выращивания генетически модифицированного картофеля, устойчивого к колорадскому жуку;

— технология защиты от колорадского жука и картофельной моли тра-

диционных и генетически модифицированных сортов картофеля, устойчивых к колорадскому жуку;

— методика оценки побочного пролонгированного действия В^картофе-ля на нецелевых насекомых.

По результатам исследований опубликована одна монография, 53 статьи, из них 8 - в зарубежных журналах, получен один патент. Разработки экспонировались на 2 выставках.

Задание 05.04. «Разработать системы технологий управления фитосанитарным оздоровлением агроценозов, упреждения химического и биологического загрязнения агроэкосистем» выполняли 4 института (ВИЗР, ВНИИФ, ВНИИБЗР, ДВНИИЗР) с участием 236 научных сотрудников, в том числе 19 докторов и 99 кандидатов наук.

Исследования и полевые опыты по заданию проводились на базе НИУ Отделения, а также на базе стационарных полевых опытов -Воронежского НИИСХ имени Докучаева, Московского НИИСХ, АФИ и НИИСХ Юго-Востока с использованием новых методов молекулярно-генетической диагностики, дистанционного наземного и космического зондирования и мониторинга вредных организмов, картографирования фитосанитарной информации на основе новых информационных технологий (ГИС и ГПС). Для оценки опасности развития в агроэкосистемах популяций вредных организмов, устойчивых к пестицидам, использовались оригинальные методы, разработанные ВИЗР, включая новые молекулярно-генетические и ДНК-технологии анализаустойчивых внутрипопуля-ционных структур вредных организмов. При оценке загрязнения почв и урожая остатками пестицидов использовались методы хро-матографического определения остаточных количеств пестицидов, разработанные ВИЗР и ВНИИФ; при изучении поведения пестицидов в растительной продукции и в

почве - оригинальные методы математического моделирования ВИЗР.

По результатам исследований получена следующая научно-техническая продукция:

— методы диагностики видового состава возбудителей опасных бактериозов овощных и масличных культур;

— программные средства точного прогноза первичного появления симптомов фитофтороза в посадках картофеля для принятия решений о сроке проведения первой обработки фунгицидами, обеспечивающие сокращение количества химических обработок ботвы в период вегетации;

— электронные карты распространения вредных организмов с вычленением зон вредоносности грызунов, членистоногих и патогенов культурных растений, в том числе 27 видов особо опасных вредителей и болезней сельскохозяйственных культур и сорняков, обеспечивающие эффективное применение средств защиты растений;

— тенденции распространения экономически значимых видов сорных растений в зависимости от основных экологических факторов на территории Южно-Уральского региона, обеспечивающие научно обоснованное прогнозирование развития вредных организмов;

— геоинформационная система «Пространственный анализ дальнейшей экспансии колорадского жука», созданная по результатам фитосани-тарного картирования территории РФ и сопредельных государств;

— база данных для оперативной информационной поддержки мониторинга лугового и кукурузного мотыльков;

— экспериментальные данные о сравнительной оценке методов фито-экспертизы семян, широко используемых в семеноводстве.

Кроме того, разработаны методы и показатели оценки побочных эффектов пестицидов (устойчивость вредных организмов к пестицидам, загрязнение почв пестицидами) и технологии снижения их опасности:

— показатели уровня резистентности обыкновенного паутинного клеща к вертимеку (абамектин),талстару (би-фентрин) и флорамайту (бифезанат) на овощных культурах в закрытом грунте, позволяющие определить дифференцированную систему чередования обработок пестицидами;

— тенденции развития резистентности биотипов ежовников к гербициду фацет для прогноза чередования гербицидов в севооборотах Дальнего Востока;

— схема чередования битоксибацил-лина с авермектинами, позволяющая предотвратить развитие устойчивости вредителей к инсектицидам, сократить количество обработок и снизить пес-тицидную нагрузку на биоценозы теплиц;

— биопрепарат на основе рекомби-нантного штамма-продуцента Bacillus thuringiensis ssp. Kurstaki., эффективный в борьбе с резистентными популяциями паутинных клещей на розах;

— математическая интегрированная модель PESTLOAD версия 01 для локальной оценки экологической опасности пестицидов в агробиоценозах сельскохозяйственных культур (регистрационный номер № 16038 от 30.07.2010 г. в Объединенном фонде электронных ресурсов «Наука и образование» РАО);

— методические указания «Система фитобиоремедиации почв, подверженных деградации, с помощью сортовых культур»;

— 14 методических указаний для определения остаточных количеств действующих веществ новых пестицидов в почве, воде, зерне, зеленой массе, корнеплодах и семенах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (утверждены главным санитарным врачом России Г.Г. Онищен-ко);

— методы оценки экологической опасности и рисков применения новых пестицидов при их регистрации в Российской Федерации;

— система комплексной защиты посевов рапса от сорняков, болезней и вредителей в интенсивных технологиях;

— усовершенствованные методы защиты картофеля от фитофтороза и альтернариоза в Нечерноземной зоне;

— технология экологического управления популяциями вредных и полезных видов членистоногих в защите яблоневых садов на Северном Кавказе;

— технология защиты черешни от вишневой мухи, основанная на современных методах мониторинга и использования биопрепаратов;

— зональная технология интегрированной защиты виноградников от вредителей и болезней, обеспечивающая сокращение расхода пестицидов на 20— 50 % и рост урожайности на 10—20 %.

По результатам исследований опубликовано 7 монографий, 79 статей, из них 28 - в зарубежных журналах. Разработки экспонировались на 2 выставках.

В отчетном году НИУ Отделения были испытаны 434 вида пестицидов, в том числе 198 гербицидов; изучены и предложены для производственного освоения 6 микробиопрепаратов и 13 видов энтомо-фагов. Разработано и усовершенствовано 19 систем защиты растений. Приоритет разработок защищен 5 патентами.

В целях укрепления законодательной базы реформированной государственной службы защиты растений Отделением подготовлен и представлен Государственной Думе и Министерству сельского хозяйства Российской Федерации проект Федерального закона «О защите растений».

К наиболее значимым завершенным в 2010 г. разработкам относятся оригинальные отечественные смесевые гербицидные препараты с использованием сульфонилмоче-вин (фенфиз, ковбой, кросс, кронос, дифезан, димогран и трифезан), созданные ВНИИФ. Препараты по биологической (технической) эффективности не уступают лучшим зарубежным образцам, а по экономической эффективности превосходят их на 25-30 %.