Сущность биологической защиты растений

Основу биологической защиты растений от вредителей, болезней и сорняков составляет направленное использование эволюционно сложившихся в природе межвидовых взаимоотношений. Ранее в биологической защите растений использовались термины макро- и микробиометод. К макробиометоду относится использование макроорганизмов (хищных и паразитических насекомых, птиц, рыб, растений и позвоночных животных) в защите растений, к микробиометоду – использование микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности. Эти методы являются составной частью биологической защиты растений, сущность которой значительно шире.

По определению МОББ (Международная организация по биологической борьбе с вредными организмами), п од биологическим методом (biocontrol) понимают использование живых организмов, продуктов их жизнедеятельности и их аналогов для предотвращения или снижения ущерба и потерь, наносимых вредными организмами.

Предметом исследований биозащиты являются биоагенты и биорегуляторы – естественные или генетически измененные организмы и их генные продукты. Эта область объединяет представителей многих дисциплин – экологов, энтомологов, фитопатологов, микробиологов, биотехнологов.

Главная цель биологической защиты растений – получение высококачественной, экологически безопасной продукции при сохранении биологического разнообразия биоценозов.

К агентам биологической защиты относятся:

• хищники, паразиты и энтомопатогены против вредителей;

• растительноядные животные и фитопатогены против сорных растений;

• антагонистические микроорганизмы, их метаболиты и индукторы устойчивости растений против болезней растений.

Биологическая защита в первую очередь предполагает не искоренение вредных видов, а регуляцию их численности (биологический контроль численности), которая основывается на 4 - х основных стратегиях:

1. Интродукция биоагента. Интродукция в популяцию вредных видов биоагента из удаленного ареала для его долговременного обоснования и постоянной регуляции численности фитофагов, фитопатогенов и сорняков. Впервые эта стратегия была использована для успешного подавления австралийского желобчатого червеца жуком родолией, завезенным из Австралии в США (Калифорнию) в XIX в. Также примером может служить выпуск в Краснодарском крае гербифагов для подавления карантинного сорного растения – амброзии полыннолистной. Интродукция биоагентов осуществлена в 1978 г. из Канады. В результате искусственной колонизации на территории Краснодарского края акклиматизировались два вида фитофагов амброзии североамериканского происхождения: совка тарахидия (Tarachidia candefacta) и полосатый листоед (Zigogramma suturalis). Гораздо шире распространился листоед, из двух поколений жука в подавлении амброзии активнее первое, когда растение находится в фазе 4...8 листьев. Из 15 обследованных районов в 1993... 1994 гг. жук обнаружен в 11, причем на некоторых участках его плотность достигала 400 имаго на 1 м², что обеспечивало полное уничтожение сорняка.

2. Однократный выпуск (использование) биоагента. Однократный выпуск или внесение биопрепарата в агроценоз с целью его дальнейшего размножения и функционирования как регулятора численности вредных организмов в течение продолжительного срока (но не постоянно). Для энтомофагов это соответствует сезонной колонизации, когда выпускают хищника или паразита в начале сезона в расчете на то, что он будет регулировать численность фитофагов в течение всей вегетации растений. Например, однократное внесение в популяцию гороховой тли – энтомофторового гриба Conidiobolus obscurus (Воронина, 1990) или вируса ядерного полиэдроза в популяцию непарного шелкопряда (Орловская, 1984), в расчете на последующее вовлечение в инфекционный процесс все большего количества особей для подавления их численности. Сюда же можно отнести обработку семян перед посевом препаратами на основе бактерий – антагонистов фитопатогенных грибов для дальнейшего подавления болезней в период вегетации (в основном корневых гнилей).

3. Многократное использование биологического агента. Эту стратегию наиболее часто используют в сельскохозяйственном производстве. К ней относятся наводняющие выпуски энтомо- и акарифагов для оперативного сдерживания вредных видов. Широко распространенный прием – выпуск трихограммы-яйцееда против чешуекрылых вредителей, для защиты зерновых, кормовых и плодовых культур. Учеными ВИЗР разработана технология массового разведения трихограммы для внесения в агроценозы. В бывшем СССР была создана целая сеть биолабораторий и биофабрик по ее производству, что позволило охватить применением этого энтомофага большие площади разнообразных биоценозов. Более широкое распространение получило использование биопрепаратов. Оперативное сдерживание вредителей и болезней осуществляется не менее чем двукратным применением биопрепаратов на основе энтомопатогенов, антагонистов или их метаболитов. Наиболее известны отечественные биопрепараты против насекомых на основе Bt (ак кобелек, лепидоцид, битоксибациллин, битокситурин), а также против болезней растений на основе Bacillus subtilis (бацифит, биомикол-БМП).

4. Сохранение, активизация и учет деятельности полезных видов в природе различными способами. Эта стратегия означает, что природные биологические агенты следует защищать и повышать их эффективность для естественной регуляции численности вредоносных видов в природе. Данную стратегию относят к пассивной биологической защите, под которой подразумевают учет деятельности полезных видов, регулирующих численность фитофагов, возбудителей болезней растений и сорняков, что выражается в критериях эффективности полезных видов энтомофагов, гербифагов или микроорганизмов.

Существуют различные приемы, способствующие повышению активности энтомофагов в природе. Это использование устойчивых сортов, агротехнических приемов, ограничение химических обработок, подсев нектароносов. Так, использование устойчивых сортов, в том числе трансгенных, способствует достижению гарантированного защитного эффекта. Обработка почвы может нарушить условия зимовки некоторых энтомофагов, в то же время рыхление почвы активизирует деятельность хищных жужелиц и некоторых других энтомофагов. Отмечено повышение активности у паразитов капустной совки, белянки и моли при расположении полей капусты около семенников зонтичных, лилейных (лука) и т. д. Отказ от химических обработок пестицидами приводит к нарастанию численности как природных энтомофагов, так и энтомопатогенных микроорганизмов. При определенном сочетании экологических факторов наблюдаются вспышки массовых заболеваний насекомых-фитофагов – эпизоотии. В биологической защите от болезней – это подавление численности фитопатогенов супрессивными почвами. Чтобы повысить супрессивность почв, следует вносить в них органические вещества, способствующие увеличению микробиологической активности антагонистов возбудителей болезней растений (наиболее распространено внесение сидератов).

Из рассмотренного выше следует, что суть биологической защиты растений состоит в биоценотической регуляции. Систему биологической защиты растений следует рассматривать как совокупность защитных мероприятий с использованием устойчивых сортов, выпуском энтомо-акарифагов и применением биопрепаратов, которая реализуется на основе фитосанитарного мониторинга и учета деятельности полезных видов, что способствует достижению биоценотического равновесия.

Таким образом, биологические средства выполняют в экологической защите растений функцию пускового механизма. Благодаря биологическим методам возникает возможность сокращения числа химических обработок и восстановления численности природных популяций естественных врагов.

Контрольные вопросы

1. Укажите типы взаимоотношений между организмами в биоценозах.

2. Формы симбиотических отношений среди членистоногих?

3. Понятие о паразитизме, многообразии его форм у насекомых.

4. Что относят к аллелопатикам и какими свойствами они обладают?

5. Назовите русских ученых-исследователей, внесших неоценимый вклад в развитие макро- и микробиометода?

6. В какую страну и с какой целью впервые были интродукцированы в XIX веке хищные жуки родолия?

7. Что понимают под МОББ, когда она была создана. Цели и задачи этой организации?

8. Ведущие научно-исследовательские учреждения России и Казахстана, занимающиеся разработкой биометода?

9. Что понимают под биологическим методом защиты? Цель, предмет изучения и агенты биологической защиты.

10. Дайте характеристику основных стратегий биологической защиты.