Применение биопрепаратов

В России как и во всем мире возрастающее внимание уделяется разработке экологически безопасных альтернатив агрохимикатам. В системе биоценотических связей находят свое место инсектицидные, акарицидные, родентицидные и фунгицидные биопрепараты, созданные на основе микроорганизмов с соответствующими хозяйственно ценными свойствами. Технологии производства и применения таких биопрепаратов интенсивно разрабатываются в отечественных институтах и, при соблюдении рекомендаций разработчиков, они в состоянии стать надежной альтернативой пестицидам химического синтеза, превосходя последние по экологическим и социальным показателям. Согласно современным представлениям по сравнительным экономическим и экологическим характеристикам химических и биологических инсектицидов есть все основания считать последние социально приоритетными. Так, если длительность разработки инсектицидного препарата составляет в среднем 10 лет (как для химического, так и микробиологического), то уже по окупаемости затрат химическое СЗР характеризуется величиной 2,5-5 раз, а микробиологическое (МСЗР) – до 30 раз. Селективность действия химического СЗР – незначительная, тогда как МСЗР – высокая. Напротив, риск выработки резистентности к химическому инсектициду – высокий, а к микробиологическому он практически отсутствует. И, наконец, категория вредных побочных явлений (сюда в первую очередь относятся загрязнения сельскохозяйственной продукции и агроландшафтов, а также действия на нецелевые объекты) многообразны в случае химических СЗР и незначительны либо вовсе отсутствуют у МСЗР. Проблема заключается в дефиците таких биопрепаратов как по объемам применения, так и по ассортименту, хотя служба защиты растений остро нуждается в таких средствах.

Эффективное применение биопестицидов против вредителей обусловлено взаимоотношениями между растением, вредителем-фитофагом и патогеном последнего. Очевидно, что применение препарата микроорганизма будет удачным в случаях подбора наиболее вирулентного для данного объекта штамма-продуцента и при применении препарата против наиболее уязвимой, чувствительной фазы развития вредителя. В каждом конкретном случае эти общие соображения специфически преломляются в соответствующих рекомендациях практике. Так для снижения вредоносности насекомых фитофагов (листогрызущие чешуекрылые, колорадский жук и другие) рекомендуется применение различных биопрепаратов энтомоцидного действия на основе Bacillus thuringiensis (ВТ) в период преобладания личинок младших возрастов (как наиболее восприимчивых к энтомотоксическому и энтомопатогенному действию ВТ). Рекомендуется повторение такой обработки через 7-8 суток для подавления личинок, отрождающихся из яйцекладок более поздних сроков откладки. Такого рода конкретизация рекомендаций, учитывающая экологические особенности, вредоносность и фенологию вредителя, с поправкой на условия данного сезона, абсолютно необходимы для успешного использования биопрепаратов в качестве полноценной альтернативы пестицидам. Предлагая рекомендации по применению биопрепаратов против того или иного вредителя (или их комплекса), необходимо исходить из механизма действия данного микробного средства. Последнее определено не только видом штамма-продуцента, но и тем, что входит в состав действующего начала препарата. Это могут быть живые микроорганизмы (споры, конидии и другие), токсические метаболиты или сочетание всех этих факторов энтомоцидного действия. Так, при наличии у Bacillus thuringiensis спор, дельта-эндотоксина, а у некоторых разновидностей и термостабильного экзотоксина, при конструировании биопрепаратов, путем их комбинации, из одного и того же штамма ВТ можно получить семь разных препаратов, каждый из которых будет иметь свой механизм действия и, соответственно, свой спектр активности.

Иллюстрацией возможностей биопрепаратов альтернативных пестицидам различного назначения являются разработки ГНУ ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии. Преобладающая часть из нижеследующего перечня создана с использованием энтомопатогенной бактерии Bacillus thuringiensis. На ее основе во всем мире разрабатывается наибольшее количество наименований инсектицидных биопрепаратов, поскольку ВТ характеризуется высоким биоразнообразием свойств и ее различные разновидности имеют разный спектр действия. Так, Битоксибациллин (БТБ) высоко эффективен против многих (около 70 видов) вредных насекомых. Преимущественно, это листогрызущие чешуекрылые: совки, моли, белянки, шелкопряды, златогузка, американская белая бабочка и другие, а также ряд иных вредителей: колорадский жук, паутинные клещи и другие. Ранее в СССР выпуск БТБ достигал нескольких тысяч тонн в год и сильно сократился с общим падением конъюнктуры и реорганизацией крупнотоннажного производства биопрепаратов. Новая разработка ВНИИСХМ Бацикол – биоинсектицид избирательного действия, ориентирована на применение в борьбе с жесткокрылыми вредителями-фитофагами: колорадским жуком и другими листоедами (в том числе с крестоцветными блошками), долгоносиками, пьявицей и другими. Все это опасные массовые вредители таких важнейших культур как картофель, крестоцветные овощные, зерновые, ягодники. Бактокулицид также созданный во ВНИИСХМ на основе ВТ эффективен против кровососущих двукрылых – комаров и мошек, имеющих значительное эпидемиологическое и ветеринарное значение, а в сфере защиты растений может использоваться для защиты риса от рисового комарика и промышленной культуры грибов – от шампиньонных комариков – сциарид.

К другим препаратам ВННИСХМ относится Бактороденцид – препарат селективного действия для борьбы с мышевидными грызунами, но безопасный для человека и нецелевых объектов, и Актинин – препарат на основе стрептомицета, высокоэффективный против паутинных клещей, тлей, а также колорадского жука.

Все перечисленные биопрепараты, разработанные во ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии, являются экологически безопасными, безвредными для теплокровных животных и относятся к IV классу опасности. В ряде научных учереждений созданы биосредства на основе энтомопатогенных грибов и их токсинов инсектицидного действия, энтомопатогенных вирусов. В последнее время в фокус внимания науки и практики защиты растений попали также и актиномицеты инсекто-акарицидного действия. Аналогичные тенденции наблюдаютсяи в других странах.

Наличествующий в мире перечень биопрепаратов способен подавить многих опасных массовых вредителей сельскохозяйственных растений, представленных насекомыми, клещами и грызунами. Освоение этих препаратов в должных объемах могло бы существенно улучшить экологическую обстановку в АПК и способствовать улучшению качества урожая и его сохранению. Однако отечественный и мировой ассортимент МСЗР охватывает далеко не весь перечень вредных объектов, имеющих первоочередное экономическое значение для АПК России, поэтому приоритетной задачей разработчиков биосредств для защиты растений является расширение ассортимента биопрепаратов, увеличение объемов их применения и совершенствования их качества. Одним из направлений по увеличению роли биопрепаратов в АПК России стала разработка микробных препаратов с комплексным действием, основанном на множественности биологических функций микроорганизмов. В ходе разработки нового биопрепарата Бацикола, о котором упоминалось выше, было обнаружено, что помимо энтомоцидного действия этот препарат обладает также фунгицидным эффектом, распространяющимся на важные в практическом отношении фитопатогенные грибы. Установлено, что Бацикол подавлял развитие возбудителей серой гнили Botrytis cinerea, а также некоторых представителей р.р. Fusarium, Helminthosporium, Alternaria и других. В различной степени это же явление было установлено и для других препаратов энтомоцидного действия на основе Bacillus thuringiensis. Обнаружение комплексного действия биопрепаратов позволяет расширить область использования микробных препаратов, рационализировать технологии их применения и тем самым снизить потребление пестицидов химического синтеза.

Внедрение биопрепаратов в АПК России и расширение их использования тормозятся рядом объективных и субъективных причин. На пути внедрения в практику защиты растений экологически безопасных безвредных для человека биосредств стоит во многом несовершенная, коммерциализированная система государственной регистрации. Для её полного прохождения и внесения препарата в Список разрешенных к применению СЗР разработчик должен заплатить сумму, нереальную для современного состояния финансирования научных учреждений Россельхозакадемии.

В условиях спада активности крупнотоннажного микробиологического производства представляется необходимым развитие региональной системы производства и применения биопрепаратов в малотоннажном формате. Такая инфраструктура, ориентированная на местную специфику сельскохозяйственного производства и на региональные потребности в биопрепаратах в России, функционирует и насчитывает десятки биолабораторий разного уровня, но объемы выпуска и ассортимент их продукции все еще не в состоянии преодолеть острый дефицит в биопрепаратах для АПК. ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии разрабатывает широкий ассортимент фитозащитных, а также почвоудобрительных и других биопрепаратов в расчете на региональные малотоннажные предприятия по их выпуску и применению; ведет селекцию штаммов-продуцентов для снабжения местных биолабораторий, и осуществляет все формы научного сопровождения по разработке и внедрению биопрепаратов для региональных предприятий, включая стажировки специалистов биолабораторий во ВНИИСХМ.

Аналогичные работы проводятся во ВНИИ защиты растений, ВНИИ прикладной микробиологии, ВНИИ фитопатологии, ВНИИ биометода и в других учреждениях.

Нет сомнения, что биологические СЗР, включая биопрепараты, при всех их многочисленных преимуществах в аспекте охраны природы не смогут полностью вытеснить химический метод. Однако в целом ряде сфер аграрного сектора применение биосредств признается преимущественным. Сюда относятся: курортные и водоохранные зоны, сырьевые зоны детского и диетического питания, защищенный грунт.

Наглядным примером беспестицидных технологий служит применение биопрепаратов для защиты крестоцветных культур от вредителей. В первый год возделывания капусты при высадке рассады в грунт применяется Бацикол против крестоцветных блошек (комплекс видов p. Phyllotreta). При необходимости на том же участке в конце вегетации применяют Битоксибациллин против листогрызущих чешуекрылых (белянки капустная и репная, совка), поскольку в период выборочного сбора урожая применение инсектицидов нежелательно. На капусте второго года возделывания (семенники) можно использовать Бацикол против рапсового цветоеда. На такой высокорентабельной культуре, как горчица (которая является высокоаттрактивной для вредителей) эффективно применение Бацикола как против крестоцветных блошек, так и против восточного горчичного листоеда (с эффективностью свыше 90%), при этом отмечено действие этого препарата также и в снижении численности крестоцветных клопов (эффективность свыше 70%).

Укрепление крупнотоннажного и регионального малотоннажного направлений производства и применения микробных средств защиты растений (без противопоставления одного другому), в тесном контакте с научными учреждениями – разработчиками биопрепаратов, будет способствовать экологизации сельского хозяйства России.