Микробиологические средства защиты растений от вредителей

Микробиологические средства защиты растений от вредителей – насекомых.Под микробиологическими средствами защиты понимаются препараты, живые клетки микроорганизмов, выбранных в качестве агента биологической защиты или биоудобрения, а также продукты их метаболизма. Микробиологические препараты (МБП) могут быть представлены как вжидком виде (клетки в культуральной жидкости), так и в виде живых клеток, адсорбированых на нейтральном носителе. Живая культура полезных микроорганизмов, входящая в композицию настоящих МБП, с момента вступления в контакт с развивающимися тканями растения, будь то первичный корень, проросток, устьица или листовая поверхность, сопровождает его на протяжении всего последующего цикла развития, образуя различные типы взаимодействия – симбиотические, симбиотрофные, биоконтрольные, пищевых цепей, сигнальные и др.Существует несколько способов классификации МБП. Их можно классифицировать по природе активного начала на бактериальные, вирусные, грибные препараты и препараты на основе микробных метаболитов; по объекту воздействия на препараты против насекомых-вредителей, биоакарициды против растительноядных клещей, бионематициды против фитопатогенных нематод, биофунгициды против грибных и бактериальных фитопатогенов, биогербициды против сорных растений, биородентициды против грызунов, биоудобрения и регуляторы роста растений.К преимуществам использования биопестицидов можно от-нести следующее: возможность отказа от применения химических средств защиты, снижение общей пестицидной нагрузки и, как следствие, улучшение плодородия почв; возможность переориентации ряда хозяйств на производство экопродукции; малый период ожидания – собирать урожай можно черезнесколько дней после обработки.Бактериальные препаратыПрименяются в борьбе с такими вредителями, как колорадский жук (личинки I-III возраста), паутинный клещ, гусеница капустной совки, капустная и репная белянка, капустная моль, огневка, яблонная и плодовая моль, боярышница, листовертка, шелкопряды, пяденицы, луговые мотыльки.Механизм действия: Попадая в организм насекомого, они вызывают нарушение работы кишечника, приводя к массовой гибели насекомых уже на 3-7 сутки. Кроме непосредственного, препараты оказывают опосредованное влияние: нарушают сроки метаморфоза, снижают плодовитость самок и жизнеспособность следующих поколений (антифидантный и метатоксический эффекты).Преимущества препаратов: Эффективны в отношении вредных чешуекрылых насекомых, паутинного клеща и личинок колорадского жука; не обладают фитотоксичностью, не накапливаются в растениях и плодах; гарантируют получение экологически чистой, безопасной для здоровья продукции (биологическая защита растений); применяются в любую фазу развития растений; срок ожидания пять дней, что позволяет производить обработку незадолго до сбора урожая; совместимы в базовых смесях с химическими пестицидами и биологическими препаратами; могут быть использованы для решения проблемы резистентности популяций вредных насекомых к химическим пестицидам; при применении в рекомендуемых нормах расхода безопасны для человека, теплокровных животных, рыб, гидробионтов, пчел и энтомофагов.Недостатки препаратов: Они редко бывают в продаже.Примеры препаратов: Битоксибацилин, Бикол, Лепидоцид, Бактокулицид, Вертицилин, Гаупсин, Гуапсин, Нива 2Б, Респекта, Фитопсин.Бактерии, участвующие в уничтожении насекомых-вредителей растений: кристаллообразующие бактерии из групп Bacillus thuringiensis, var. thuringiensis и Bacillus thuringiensis, var. kurstaki.Грибные препаратыПрименяются в борьбе с вредителями сахарного тростника, слюнного пастбищного клопа, жука-носорога, алейроцид и тлей, цитрусовых клещей, саранчи, коричневых цикад.Механизм действия: Грибные препараты проникают в тело насекомого непосредственно через кутикулу. При прорастании конидий на кутикуле насекомого ростовые трубки могут развиваться на поверхности или сразу начинают прорастать в тело; в большинстве случаев этот процесс сопровождается образованием токсина. Если штамм слабо продуцирует токсин, мицелий очень быстро начинает заполнять все тело насекомого. Заражение насекомых грибными патогенами в отличие от других микроорганизмов может происходить на различных стадиях развития (в фазе куколки или имаго).Недостатки препаратов: Они не применяются в больших объемах; предъявляют жесткие требования к факторам окружающей среды (высокая активность грибных препаратов проявляется только в условиях высокой и стабильной влажности); вызывают технологические трудности при культивировании; подразумевают использование в определенное время сезона и в оптимальной концентрации; перед использованием препараты на основе грибков нужно готовить строго по инструкции; растения можно обрабатывать только в вечернее время, когда становится прохладно; препараты могут быть губительны для полезных насекомых, например, для пчел.Примеры препаратов: Нематофагин, Боверин, Метаризин, Энтоцид.Грибы, участвующие в уничтожении насекомых-вредителей растений: Энтомотрофные грибы из семейства Entomophtohraceae и мускаридные грибы из Euascomycetes, а именно возбудитель зеленой мускардины (род Metarhizium) и Enthomophthora (поражающий сосущих насекомых) и возбудитель белой мускардины (род Beauveria).Вирусные препаратыПрименяются в борьбе с такими вредителями, как капустная белянка, капустная и озимая совки, луговой мотылек, яблочная моль.Механизм действия: Заражение вирусом происходит при питании вредителя. Белок вирусов ядерного полиэдроза, заключающий в себе вирионы в пищеварительном тракте разрушается, вирионы высвобождаются и начинают воздействовать на мембраны клетокнасекомых.Через 2 часа после высвобождения вирионы взаимодействуют с микроворсинками цилиндрических клеток эпителия среднего отдела кишечника и адсорбируются на мембране микроворсинок.Внешняя мембрана вириона после пектинуглеводного узнавания сливаетсяс мембраной микроворсинок, и вирусы проскальзывают внутрь микроворсинок, а затем проникают в клетки кишечника и других тканей, и органов. Высвобождается ДНК вируса, которая затем использует генетический аппарат хозяина для воспроизводства вируса и заражения остальных клеток насекомого, которое в скором времени погибает.Преимущества препаратов:   Они обладают специфической токсикологической активностью по отношению к целевым насекомым, безопасны для теплокровных, рыб, птиц и других полезных животных. В почве они быстро подвергаются биологическому разложению, более совместимы с окружающей средой, чем химические пестициды.Недостатки препаратов: Они поражают не более одного вида насекомых-вредителей, то есть имеют узкий спектр действия; получение вирусного материала - сложный технологический процесс; эффективны только против личинок младших возрастов; подвержены угнетающему влиянию солнечного света.Примеры препаратов: Вирин-ЭКС (против капустной совки), ЭНШ (против непарного шелкопряда) и АББ (против американской белой бабочки).Вирусы, участвующие в уничтожении насекомых-вредителей растений: бакуловирусы.Микробные почвоудобрительные препаратыБактериальные удобрения обеспечивают повышение урожайности и качества растениеводческой продукции за счет биологической (микробной) мобилизации основных элементов минерального питания, стимуляции роста, а также выполняют фитосанитарные функции, обеспечивая восстановление микробных ценозов почв, нарушенных вследствие антропогенного воздействия. Применение бактериальных удобрений создает условия для экономии минеральных удобрений.Классификация бактериальных удобрений:препараты на основе симбиотических азотфиксирующих бактерий (нитрагин, ризоторфин);препараты на основе несимбиотических азотфиксирующих бактерий (флавобактерин, ризоэнтерин, агрофил, ризоагрин, азотобактерин, ризобактерин, экстрасол);фосфоробактерин;биологически активный грунт; АМБгрибы-микоризообразователи.Наиболее широко в нашей стране представлены бактериальные удобрения на основе азотфиксирующих бактерий для бобовых и небобовых культур, что обусловлено перспективностью биологической азотфиксации в качестве источника связанного азота для обеспечения потребностей культурных растений.Основной способ применения бактериальных удобрений – предпосевная обработка семян (инокуляция). Основополагающим условием успешного применения микробных удобрений является их сочетание с минеральными и органическими удобрениями.Преимущества бактериальных удобрений перед химическими средствами: поддержание и сохранение окружающей среды; получение экологически чистой продукции; сохранение всех взаимосвязей и цепей биосферы, созданных природой; биологизация землемледелия; восстановление плодородия почвы.АзотобактеринАзотобактерин – высокоэффективный композиционный препарат на основе ассоциации почвенных бактерий рода Azotobacter для увеличения продуктивности овощных, технических, злаковых, цветочных, ягодных культур.Эффективность препарата определяется способностью бактерий, на основе которых он изготовлен, фиксировать азот атмосферы, улучшать минеральное питание растений, стимулировать их рост и развитие, снабжать биологически активными веществами (витаминами, фитогормонами, аминокислотами, антибиотическими веществами против фитопатогенов), увеличивать устойчивость растений к заболеваниям, повышать урожай и качество растительной продукции. Препарат предназначен для предпосевной обработки семян (или рассады) овощных, технических, злаковых, цветочных, ягодных культур.Форма выпуска: жидкая и гельная форма, расфасованная в бутылки и пакеты.Правила хранения: до 3 месяцев при температуре 5-15 ºС.Воздействие на человека и окружающую среду: Препарат безвреден для здоровья человека и животных, не вызывает загрязнения окружающей среды.Способ применения:       Предпосевную обработку семян Азотобактерином-К производят за день или в день посева. Рассаду обрабатывают во время высаживания. Семена опрыскивают, перемешивают (вручную или в машинах для протравливания, очищенных от ядохимикатов) и слегка подсушивают на воздухе, избегая прямого действия солнечных лучей. Гектарная порция препарата составляет 100 мл. Для обработки партии семян указанную дозу препарата разводят водой комнатной температуры до необходимого объема.НитрагинНитрагин - это бактериальное удобрение, действующими элементами которого являются почвенные микроорганизмы, содействующие улучшению питания корневой системы растений и усиливающие их биохимические процессы при попадании в грунт.Форма выпуска: жидкая форма, расфасованная в емкости объемами 2, 3, 4 литра.Состав: По стандарту 1 г средства содержит клубеньковые бактерии, способствующие развитию люпина, сои, арахиса (примерно 70 млн. клеток) и других бобовых растений (приблизительно 300 млн. клеток).Механизм действия: Проникая в корневые волоски растений, клетки выделяют слизистое вещество, растягивающееся в своеобразные нити. Благодаря этим инфекционным нитям бактерии углубляются в корни и усиленно размножаются. При этом на корнях формируются особые клубеньки. Развиваясь в клубеньках, бактерии связывают атмосферный азот, содействуя его эффективному усвоению растениями.Преимущества препарата: содействует накоплению азота в земле; повышается содержание белка в урожае; азот равномерно распределяется во всех фазах развития растительной культуры; повышается урожайность бобовых растений.Промышленное производство нитрагина построено по типичной схеме асептического микробиологического предприятия. На всех этапах промышленного культивирования применяют питательную среду одного и того же состава, включающую такие компоненты, как мелассу, кукурузный экстракт, минеральные соли в виде сульфатов аммония. Готовую культуру передают в посевной аппарат и продолжают выращивание в нем при той жетемпературе в условиях постоянного перемешивания и принудительной аэрации. Если по истечении суток титр посевного материала достигнет 1 млрд клеток, культивирование заканчивают. Далее проводят ферментацию в течение 2 - 3 суток при той же температуре и pH среды, что и в инокуляторе, но при более высоком объемном расходе воздуха. К концу процесса культивирования штамм находится в стадии "опоясанных" палочек, титр клеток достигает 10 млрд в 1 мл. Готовую культуральную жидкость направляют на сепарацию, в результате которой отделяется биомасса в виде пасты. Пасту смешивают с защитной средой, имеющей различный состав, но всегда содержащую мелассу и тиомочевину и направляют на высушивание. Процесс сушки осуществляется в вакуум-сушильных шкафах при 30-35 С и остаточном давлении 10-13 кПа. Высушенную биомассу размалывают.Правила хранения: Для складирования бактериального удобрения нужно выделить сухое, хорошо проветриваемое помещение. Рекомендуемый температурный режим: от 1-2 °С до 10 °С, не допускается замораживание и оттаивание удобрения. Биопрепарат также утрачивает полезные качества при температуре воздуха выше 30 °С.Способ применения: Нужную часть средства разводят небольшим количеством воды комнатной температуры; бак для опрыскивания заполняют на треть водой и заливают раствор удобрения, постоянно помешивая; емкость полностью заполняют водой. Небольшое количество семян можно опрыскивать, перемешивая вручную. Значительный объем посевного материала целесообразно обрабатывать в специальных машинах для протравливания семян. Приготавливать рабочий раствор рекомендуется непосредственно в день посева или накануне (но не позже, чем за сутки до сева).Аналоги: Ризофос, Ризоторфин.ФосфобактеринФосфобактерин – высокоэффективный препарат на основе ростстимулирующих фосфатмобилизирующих почвенных бактерий Bacillus megaterium для увеличения продуктивности злаковых, технических и овощных культур. Эффективность препарата определяется способностью бактерий, на основе которых он изготовлен, минерализировать органические фосфорсодержащие вещества, улучшать минеральное питание растений, стимулировать их рост и развитие за счет обеспечения биологически активными веществами (витаминами, фитогормонами, аминокислотами), увеличивать устойчивость растений к фитопатогенам и стрессам, повышать урожай и его качество.Форма выпуска: жидкая и гельная форма, расфасованная в бутылки и пакеты.Правила хранения: 1-2 месяца при температуре 5-15 ºС. Воздействие на человека и окружающую среду: Препарат безвреден для здоровья человека и животных, не вызывает загрязнения окружающей среды.Способ применения:   Предпосевную обработку семян Фосфобактерином производят за день или в день посева. Семена обрабатывают, перемешивая (вручную или в машинах для протравливания, очищенных от ядохмикатов), и слегка подсушивают на воздухе, избегая прямого действия солнечных лучей. Гектарная порция препарата составляет 50-100 мл. Для обработки соответствующей партии семян указанную дозу препарата разводят водой комнатной температуры до необходимого объема. Препараты водорослейПримеры препаратов: Bio-algeen S90, Goemar Goteo, Goemar BM 86, Kelpak SL или Wuxal Ascofol.Промышленное производство: Экстракты из водорослей используются в низко обработанной форме. Свежие водоросли полностью замораживаются, а затем последовательно поступают на обработку (гомогенизацию и окисление фосфорной кислотой).Состав препаратов: Экстракты водорослей являются богатым источником полисахаридов, аминокислот, витаминов, ферментов и фитогормонов растений и многие микроэлементы (в том числе сульфаты марганца и цинка, кальций, железо и бор). Также содержат элициторы, маннитол, альгиновую кислоту, альгинаты натрия и калия, и связывающие металлы полипептиды.Эффективность препаратов: по листу активизируют рост и развитие растений, сдерживают опадение цветков и плодов, а также активируют подземные части растения – улучшается ветвление корней и увеличивается поверхность всасывания; задерживают   смягчение плодов и увеличивают их послеуборочную долговечность,  ускоряют созревание и рост урожая зернобобовых культур, огурцов и помидоров, в которых были меньше деформированы плоды, с большим визуальным качеством; увеличивают корневую массу, повышают процент содержания сахара и освещенности сока; усиливают цветение, препятствуют преждевременному осыпанию цветков и дополнительно улучшают качество плодов.Препараты ассоциативных азотфиксирующих бактерийАссоциативные азотфиксаторы – бактерии, обитающие в ризоплане (на поверхности корней), ризосфере в ассоциации с высшими растениями.Представители ассоциативных азотфиксирующих бактерий: Бактерии, относящиеся к семейству  Azotobacteriaceae   —   Azospirillum brasilense   и   Azospirillum lipoferum, а также представители родов Agrobacterium,  Arthrobacter, Enterobacter, Bacillus,   Flavobacterium, Pseudomonas,   Klebsiella.Локализация: Бактерии могут жить в ризосфере, ризоплане (на поверхности корня) и  гистосфере   (в тканях внутренней поверхности корня и между клеточными стенками).Примеры препаратов: Арофил, Агрофор, Азоризин, Биоплант-К, Мизорин, Миколин, Ризоагрин, Ризоэнтерин, Флавобактерин.Условия применения: При выращивании овошей в условиях закрытого грунта, для ускорения детоксикации пестицидов в тепличных грунтах и в почве, при внесении в посевы пшеницы, ячменя, риса, сорго, кормовых злаков и других культур.Эффективность препаратов: Повышают устойчивость к инфекционным заболеваниям и увеличивает урожайность огурцов, томатов, перца, моркови, капусты, салата и других овощных культур; улучшают всхожесть семян, стимулируют рост и развитие растений, повышают их устойчивость к корневым гнилям, ускоряют созревание урожая на 7—10 дней; улучшают качество и приживаемость рассады; кочанного салата, цветной и белокочанной капусты, томатов и других овощных культур; увеличивают плошадь листовой поверхности, мощность корневой системы и продуктивность.
Список литературы
Авдеенко И. А., Сочинская О. Н. Биоинсектициды в сельском хозяйстве // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2016. – Т. 11. – С. 896–900.Емцев, В. Т. Сельскохозяйственная микробиология : учебник для академического бакалавриата / В. Т. Емцев, Е. Н. Мишустин. — М. : Издательство Юрайт, 2019 — 197 с. — (Серия : Бакалавр. Академический курс).Минаева О.М., Акимова Е.Е., Зюбанова Т.И., Терещенко Н.Н. Биопрепараты для защиты растений: оценка качества и эффективности : учеб. пособие. – Томск : Издательский Дом Томского государственного университета, 2018 – 130 с.Сельскохозяйственная биотехнология: краткий курс лекций для студентов III курса направления подготовки 19.03.01 Биотехнология / Сост.: Е.А. Фауст // ФГБОУ ВО Саратовский ГАУ. – Саратов, 2016 – 76 с.Терещенко H.1I. Биоудобрення на основе микроорганизмов;Учебное пособие - Томск: Томский государственный университет, 2003 - 60 с.Федоренко В.Ф., Мишуров Н.П., Коноваленко Л.Ю. Современные технологии производства пестицидов и агрохимикатов биологического происхождения: науч. аналит. обзор – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2018 – 124 с.Цыгичко Александра Александровна, Асатурова Анжела Михайловна, Бондарчук Елена Юрьевна, Жевнова Наталья Андреевна, Томашевич Наталья Сергеевна, Дубяга Валентина Михайловна Биологический контроль численности яблонной плодожорки на основе энтомопатогенных вирусов (обзор) // Научный журнал КубГАУ. 2018. №144.