Грибные энтомопатогенные препараты

Характеристика основных групп возбудителей грибных болезней насекомых. Грибные болезни или микозы насекомых и клещей широко распространены в природе, часто приводят к гибели их хозяев и играют важную роль в борьбе с вредными членистоногими. Микозы легче заметить и распознать (в отличие от других групп возбудителей болезней), так как мицелий гриба пронизывает все тело насекомого, им покрыта поверхность тела и участки субстрата около погибшего хозяина. Например, энтомофторовые грибы после гибели хозяина плотно прикрепляют его к субстрату, от которого его трудно отделить. Тело пораженного насекомого мумифицируется, сохраняя исходную форму, так как целиком заполняется мицелием или покоящимися спорами гриба. Большинство видов энтомопатогенных грибов широко специализированные паразиты, поражающие насекомых разных видов, семейств, отрядов.

В настоящее время практическое значение для защиты расте­ний имеют грибы из отделов Zygomycetes и Deuteromycetes царства Fungi, на основе которых выпускают ряд энтомопатогенных препаратов.

Отдел Zygomycota. Грибы этого отдела относятся к низшим формам, характеризующимся одноклеточным мицелием (многоядерный, не разделенный перегородками), размножаются бесполым путем – конидиями, также зооспорами.

Порядок Энтомофторовые (Еntomophthоrales). Порядок включает 6 семейств, из которых для биологической защиты представляют интерес три, включающие специализированных патогенов членистоногих: Entomophthoraceae, Ancylistaceae и Neozygitaceae. Энтомофторовые грибы широко распространены в природе, большинство видов являются специализированными паразитами насекомых (представителей 12 отрядов), клещей, многоножек, пауков и других членистоногих. Главный признак, характеризующий грибов этого семейства – наличие отстреливаемых конидий, способствующих распространению патогена и заражению им но­вых хозяев.

Энтомофторовые грибы вызывают болезни насекомых под общим названием энтомофторозы (рис. 2), образуют внутри питающего субстрата одноклеточную, слабо разветвленную грибницу с большим количеством жировых капель. Внутри пораженных насекомых мицелий распадается на отдельные элементы (гифальные тела), которые разносятся гемолимфой по всему телу хозяина. Рост гриба продолжается до тех пор, пока все внутренние органы и ткани не будут разрушены. Продолжительность периода от прорастания до гибели у крупных насекомых (саранчовые) составляет 5–8 дней, у мелких (тли) – 2–3 дня. Например, Entomophthora grylli – вызывает эпизоотии сверчков и саранчовых; E. aulicae – поражает гусениц сосновой совки, златогузки и других вредителей леса; E. adjarica – вызывает эпизоотии паутинного клеща; Conidiobolus obscures, C. thromboides – вызывают энтомофторозы тлей и белокрылок.

Отдел Deuteromycota. Делится на четыре порядка, в два из которых входит большинство энтомопатогенных грибов.

Порядок Пикнидиальные (Sphaeropsidales) объединяет грибы, формирующие сложные конидиальные образования – пикниды шаровидной или кувшиновидной формы и узким отверстием на вершине. Важное практическое значение имеют грибы рода Aschersonia. Естественный ареал видов этого рода – тропические и субтропические страны. Известно около 15 видов ашерсонии (рис. 3), различающихся по цвету стромы, форме пикнид и другим признакам, поражающих щитовок и белокрылок: например A. goldiana – желтая ашерсония, A. Aleyrodis – красная ашерсония, последняя паразитирует на цитрусовой белокрылке. Важное свойство ашерсонии – отсутствие патогенности для энкарзии.

Порядок Hyphomycetes. Грибы имеют тонкий септированный мицелий, бесполое размножение осуществляется конидиями. Большинство несовершенных грибов – паразитов членистоногих – относятся к семейству Moniliaceae. Вызывают болезни насекомых под названием «мускардинозы» – получило название от французского «мускардина», означающего засахаренный фрукт, аналогичным образом выглядят насекомые, обросшие спорами грибов.

Прядок включает следующие роды:

Род Beauveria (боверия).Представители этого рода – Beauveria bassiana, B. tenella поражают широкий круг хозя­ев, вызывая болезнь под названием «белый мускардиноз» (рис. 4). Пора­женные насекомые уменьшаются в размерах, сморщиваются и покрываются бе­лым мучнистым налетом. Заражению подвергаются насекомые на всех фазах развития: личинки, куколки, имаго, иногда яйца. В СНГ поражает до 60 видов насекомых (B.bassiana – озимую со­вку, лугового и кукурузного мотыльков, вредную черепашку, коло­радского жука, белокрылку; B. Tenella – личинок и имаго хрущей, картофельной коровки и др.).На основе этого возбудителя разработана технология получения препарата боверина.

Род Verticillium (= Lecanicillium, = Cephalosporium). Представители широко рас­пространены во влажных субтропиках, ограничивая размножение ряда вредных насекомых. Вид Verticillium lecanii поражает преимущественно червецов и щитовок, вредящих цитрусовым и древесным культурам (рис. 5). Отличительный признак заболевания – белый нежный налет, окаймляющий твердые восковидные щитки ложнощитовок на коре деревьев. Lecanicillium muscarium поражает преимущественнобелокрылок и трипсов.

Род Paecilomyces (пециломицес). Грибы этого рода часто поражают вредителей лесных культур. P. farinosus, P. fumosoroseus вызывают высокую смертность гусениц непарного и сибир­ского шелкопрядов, лиственничной мухи (рис. 6). К нему также чувствительны яблонная плодожорка и колорадский жук. Паразитируют в теле насекомых из отрядов равнокрылых, полужесткокрылых, жесткокрылых, чешуекрылых, перепончатокрылых и двукрылых. Болезнь называется «розовый мускардиноз», так как споры грибов имеют розовую окраску.

Род Metarhizium. Заболевание «зеленый мускардиноз», вызываемое Metarhizium anisopliae внешне отличается плоским тем­но-зеленым грибным налетом на поверхности погибших насеко­мых (рис. 7). Гриб поражает более 70 видов насекомых, из которых 34 от­носятся к отряду жуков (имаго и личинки хлебного жука, свекловичного долгоносика, щелкунов, виды саранчовых, АББ, тутовый шелкопряд и др.).

Род Sorosporella. Гриб Sorosporella uvella вызывает заболевание под названием «красный мускардиноз» у личинок лугового мотылька, озимой совки, свекловичного долгоносика. Характерная особен­ность – отсутствие мицелия на поверхности тела насекомых, оно ссыхается и имеет вид тонкого мешочка, напол­ненного порошком кирпично-красного цвета (покоящиеся спо­ры).

Биопрепараты на основе грибов обладают широким спектром действия. Грибная инфекция может проникать в организм насекомого - хозяина разными путями (через ротовое отверстие, дыхальца, отверстия полового аппарата), но основной путь – через кожные покровы, т. е. действуют на вредителей контактно. Это позволяет грибам поражать как сосущих вредителей, так и вредных насекомых в непитающиеся фазы (яйца, куколки, имаго). Грибные препараты используют против на­секомых, клещей и фитопатогенных нематод.

Способы наработки грибных энтомопатогенных препаратов. В настоящее время производство грибных препаратов в мире не получило такого широкого распространения, как бактериальных, хотя многие грибные инсектициды могут успешно регулировать численность насекомых вредителей. Важным моментом при производстве биологических препаратов яв­ляется использование активного штамма микроорганизма. Грибы – про­дуценты препаратов отбираются из природных ис­точников. Отбор активных изолятов проводится по способности к мак­симальной споруляции с последующим определением биологической активности. Штаммы-продуценты должны иметь высокую вирулентность. Активность штаммов можно повысить путем пассирования через организм насекомого-хозяина в лабораторных условиях. Штам­мы грибов, являющиеся основой биопрепаратов, хранятся и поддер­живаются в активном состоянии в организациях – разработчиках дан­ных препаратов.

После отбора штаммов грибов-продуцентов необходимы иссле­дования по выбору питательных сред, оптимального способа культиви­рования, подбору защитных веществ и различных добавок, обеспе­чивающих эффективность препаративных форм, оптимальных норм расхода и безопасности для полезных насекомых и теплокровных. Грибы легко культивируются на ПС. Для выращивания биомассы грибов используют зерно ячменя, пшеницы, овса, сусло пивное, дрож­жи, мелассу, крахмал, молочный обрат, агар микробиологический и другие компоненты.

Грибные препараты можно нарабатывать 3-мя способами:

поверхностное культивирование – осуществляется в плоских емкостях (кю­ветах) на поверхности твердых или сыпучих питательных средах для наращивания биомассы;

глубинный способ выращивания биомассы – культивирование исходного штамма на жидких питательных средах в емкостях с перемешиванием (ферментерах);

глубинно-поверхностный – комбинирование двух предыдущих способов, наиболее приемлем для производства грибных препаратов.

Сначала культивирование проводится в глубинных условиях для накопления биомассы мицелия, затем биомасса помещается на поверхности питательной среды для массового спороношения, поскольку для многих энтомопатогенных грибов спорообразование идет только на поверх­ности субстрата.

В настоящее время наиболее целесообразным считается производ­ство инсектицидов на основе грибов-дейтеромицетов (боверин, вертициллин), которое осуществляют глубинно-поверхностным способом по следующей схе­ме: приготовление посевного материала; глубинное культивирование в ферментерах (в течение 96–120 часов); поверхностное культивирова­ние на специальных стеллажах; отделение биомассы от субстрата; сушка в сушильных шкафах с принудительной подачей воздуха; фасовка и хранение.

Ассортимент энтомопатогенных грибных препаратов в России ограничен (в Казахстане грибные препараты пока отсутствуют) и включает препараты: вертициллин, боверин, нематофагин. Производятся опытные партии препаратов: микоафидин, энтомофторин, пириформин, метаризин, промышленное производство которых пока не налажено.

Боверин выпускается в двух формах.

Боверин, Ж. – жидкость на основе бластоспор Веаuvеriа bassiana. Титр не менее 2 млрд. бластоспор в 1 мл. Используют против табачного трипса на огурцах и томатах защищенного грунта путем опрыскивания рас­тений 1%-ным рабочим раствором с интервалом 10–15дней.Рас­ход препарата 10...30 л/га при расходе рабочей жидкости от 1000 до 3000 л/га в зависимости от возраста растений.

Боверин, СХП, Г. – сухой гранулированный порошок, титр 2 млрд. бластоспор В.bassiana в 1 г. Контактно-кишечного действия. Для опрыскивания растений используют 2, 5%-й рабочий раствор. В теплицах эффективен против тепличной белокрылки и некоторых видов тлей, в открытом грунте – возможно ис­пользование против колорадского жука. Оптимальные условия применения: температура 20...25°С и относительная влажность воздуха более 85 %. Нетоксичен для теплокров­ных.

Вертициллин выпускается в двух препаративных формах на основе бластоспор гриба Verticillium lecanii (Lecanicillium muscarium).

Вертициллин Ж. – титр не менее 2 млрд. бластоспор/1 мл.

Вертициллин, СХП, Г. – сухой гранулированный порошок, титр не менее 2 млрд. спор/1 г. Рекомендован для борьбы с тепличной белокрылкой на огурцах и томатах в защищенном грунте. В период вегетации проводят опрыскивание растений 0, 1%-ным рабочим раствором препарата с интервалом 7...10 дней. Условия эффективного применения: температура 24...28°С, относительная влажность воздуха выше 80 % в первые двое суток после обработки. Опрыскивание в вечерние часы с предварительным обильным поливом грунта и дорожек. Безопасен для теплокров­ных.

Нематофагин БЛ, ВСХ, Г. – препарат на основе мицелия и спор гриба Аrthrobotrys oligospora. Титр 2...3 млн. спор/1 г. Рекомен­дован для борьбы с галловыми нематодами в условиях защищен­ного грунта – вносят в почву до высадки растений томата, огурца, салата из расчета 100...150 г/м²; при посадке по 5...10 г в каждую лунку, в бороздки под вегетирующие расте­ния в дозе 20...30 г/растение.

Хищные нематофаговые грибы. Среди гифомицетов выделяется группа хищных нематофаговых грибов, представителей родовArthrobotris, Dactylaria, Dactylella, Monacrosporium. Они способны захватывать и уничтожать нематод, пользуясь специальными ловчими приспособлениями. Грибы широко распространены в природе, встречаются в различных типах почв, что обусловлено хорошей приспособляемостью к разным источникам питания. Легко выделяются в чистую культуру, растут на искусственных питательных средах, но в отсутствии нематод не образуют ловушек. При внесении в культуру нематод ловушки появляются уже через 24 часа. Возможность использования хищных грибов как нематицидов впервые была показана в середине XX в. Ф.Ф. Сопруновым (1958) и Н. А. Мехтиевой (1979). В Сибири изучение нематофаговых грибов проводилось с начала 70-х годов прошлого века (Теплякова, 1977).

Важнейшая особенность наиболее распространенных хищных грибов рода Arthrobotrys – наличие ловушек в виде петель, колец или ловчей клейкой сети (рис. 8). Хламидоспоры прорастают при наличии жертвы и образуют мицелий с ловушками, приспособленный для питания нематодами, коловратками и простейшими. Проникновение в нематоду осуществляется в местах прикрепления ловушки к кутикуле. Выделяемый ловушками «клей» обладает парализующим действием на нематоду. После проникновения гриба через кутикулу нематоды, происходит переваривание ее внутренних тканей и использование полученной питательной среды для роста грибного мицелия.

Культивирование хищных грибов. Препарат нематофагин-БЛ на основе хищного гриба Arthrobotrys oligospora получают в биолабораториях глубинным, поверхност­ным и глубинно-поверхностным культивированием на различных питательных субстратах (подсолнечной лузге, соломе злаковых культур, торфе, отходах трихограмм_Ного производства и др.). В СибНИИЗХим разработана методика наработки препарата на зоогумусе. Зоогумус представляет собой продукт переработки жидкого навоза личинками мух-копрофилов. Свежеполученный зоогумус (биоперегной) имеет сыпучую консистенцию, влажность 60–78%, рН 8, 4–8, 7, со­держит минеральные и органические вещества, необходимые для роста микроорганизмов. Используемый в качестве субстрата зоогумус после стерилизации размещают непосредственно в теплице в виде ковра толщиной 5 см. Субстрат инокулируется споровой суспензией гриба. Препарат запахивают в почву на глубину до 20 см за 7–10 дней до высадки овощных культур. Разработаны также способы глубинного культи­вирования грибов pода Arthrobotrys.

Контрольные вопросы

1. Опишите симптомы грибных заболеваний насекомых.

2. Каковы пути заражения насекомых грибной инфекцией?

3. Какие виды энтомопатогенных грибов вы знаете?

4. Какие абиотические факторы влияют на развитие микозов насекомых.

5. Какие болезни вызывают энтомопатогенные грибы у насекомых?

6. По каким критериям проводят оценку качества био­препаратов?

7. Перечислите энтомопатогенные препараты на основе грибов.

8. Против каких вредных организмов применяют грибные инсектициды?

9. В борьбе с какими вредными организмами применяют хищные грибы?

10. Укажите роды хищных нематофаговых грибов и механизм их действия.