Отчет по практике

В США,Голладнії,Бельгії,Франції - країнах з високою (до 19 кг/га посівною площаддю) пестицид ним навантаженням  діють Державні програми,передбачаючи скорочення рівня використання пестицидів в 2 рази за рахунок розробки та впровадження біопрепаратів.[11,16]

У Беларусії необхідність біологізації захисних заходів викликана  не тільки  екологічними та соціальними,а  і економічними проблемами. У наш  час,у зв`язку  з постійним ростом цін на пестициди, намітилася тенденція  до різкого скорочення об`єму препаратів,що імпортуються. Відповідно, об`єми обробок  від шкідників знижуються,що негативно  впливає на ефективність рослинництва.         У пошуках виходу з ситуації,що склалася створена державна научно-нехнічна програма «Промислова біотехнологія»,однією з задач якої є розробка біологічних засобів захисту рослин та освоєння їх малотоннажного регіонального випуску на предприємствах концерну «Белбіофарм». Велика увага приділяється пошуку високоактивних штамів мікроорганізмів-антагоністів та ентомопатогенів та створенню на їх основі оригінальних ресуро- та енергозберігаючих технологій.    Розробки лабораторії біометоду захисту рослин рослин Інституту НАН Беларусії   спрямовані на вирішення цих актуальних питань. Здійснюється комплексне багатопланове дослідження по виділенню та вивченню мікроорганізмів-антагоністів та ентомопатогенів,перспективних для використання у якості агентів біологічного контролю патогенів та шкідників. [17]                                                                                Відбір потенційних інтродуцентів проводиться не тільки з урахуванням їх антагоністичної та ентомоцидної активності,а і конкурентоспроможності в мікробіоценозах,технологічності. Велика увага приділяється дослідженню механізмів фітозахисної відібраних культур,регуляції біосинтезу антимікробних та ентомоцидних метаболітів,як основи для  створення більш ефективних біопестицидів.  Підсумком досліджень було створення колекції мікроорганізмів-антагоністів фітопатогенної мікрофлори,що включає бактерії родів Baccilus,Pseudomona,Streptomyces, а також гриби роду Trichoderma.

Вітчизняний та закордонний  досвід свідчать про високий фітозахисний потенціалі мікроорганізмів приведених родів та перспективності їх практичного  використання у якості основи комерційних  препаратів,таких як «Біо-фунгус»(Trichoderma spp.,Бельгия),«Бінаб-Т» (T.harzianum и T.polysporum,Швеция), «Біотрек» (T.harzianum,США), «Серенада», «Кодиак» (B.subtilis,США), «Різо-плюс» (B.subtilis,Германмя), «Бактофит»,«Фітоспорин»(B.subtilis,Россия),«Фитолавин»(S.griseus,России), «Ризоплан» (P.fluorescens,Беларусь,Россия).

З використанням споро  утворюючих бактерій розроблена технологія отримання біопестициду  Фрутін,створеного для захисту плодово-ягідних культур  від раку,парші, сірої гнилі. У  даний час освоюється його промислове виробництво. Технологія отримання  Фрутиіа заснована на глибинному культу ванні бактерій у середовищі з мелассою- відходом буряково-цукрового  виробництва. [18]                                                                       

До перспективних розробок лабораторії слід віднести створення  біоінсектециду Буцитурин,створеного для боротьби зі шкідниками овочевих культур захищеного ґрунту. Діючий початок препарату-екзотоксин та споро-кристалічний комплекс бактерій Bacillusthuringiensis. Технологія отримання Бацитурина заснована на глибинному вирощуванні бактерій на недефіцитних видах сировини - ячневій муці або меляссі та кормових дріжжях. Препаративна форма - рідка та пастоподібна. За результатами регістраційних досліджень проти паутинного клеща або тлі – найбільш  розповсюджених шкідників захисного ґрунту,а й у відкритому ґрунті проти колорацького жука та морковної листоблішки. Проводяться роботи  з упровадження Бацитуріна на РУП «Новополоцький завод БВК». В 2003р. зроблена та реалізована установочна партія препарата,біологічна ефективність,якої(проти колорацького жука)складає 85-94%.Таким чином,розроблений біоінсектицид по ефективності дії не поступається закордонним аналогам та при умові промислового виробництва може внести вагомий вклад у рішення проблеми імпортзаміщення. 

 Отримані результати дозволяють надіятися,що за умови використання високоактивних організмів-антагоністів та ентомофагів,нових видів сировини та прогресивних прийомів культування може бути налагодженно високорентабельне виробництво мікробних препаратів,що є суттєвим вкладом у розвиток сільського господарства й одночасно буде сприяти збереженню навколишнього середовища.[17]

2.ЕНТОМОПАТОГЕННІ БАКТЕРІФЇ  ТА ЇХ ВИКОРИСТАННЯ ДЛЯ БОРОТЬБИ  ЗІ ШКІДНИКАМИ

1. Класифікація та механізм дії.

Ентомопатогенні бактерії зазвичай поділяють на споро утворюючі  та без спорові та далі- на облігативні  та факультативні патогени. В класифікації,запропонованій Бухером,ентомопатгенні бактерії бузи згруповані за властивостями чи за умовами,що визначають їх патогенну  значимість,таким,як доза інфекції,місце  зараження,специфічність по відношенню до хазяїна та специфічний механізм дії.Він запропонував розділити  патогенні бактерії на чотири групи:1)облігативні  паразити;2) кристалоносні спороутворювачі;3)факультативні  паразити;4)потенційні патогени.[2]                                                                     Всі спороутворюючі бактерії утворюють ендоспори,дозволяючи їм зберігатися у стані спокою за межами організму належного хазяїна. Спори,що проковтує сприймаючий хазяїн,проростають в його кишковику. У облігатних патогенів  з роду Bacillus вегетативні клітини, що утворюються проростаючи ми спорами,проникають в порожнину тіла,де вони швидко розмножуються,порушують певні тканини та згодом заповнюють значну частину порожнини. Ця стадія називається «стадія септицемії». Ще до гибелі хазяїна патоген утворює товстостіння,що заломлюють світло,спори,котрі скрізь покриви хазяїна здаються білими; звідси виникла назва «молочна хвороба».[4,5] 

Таблиця1.1[6]

Класифікація  деяких ентомопатогенних бактерій

У кристалогенних спороутворюючих  бактерій,крім ендоспор, у спорангії  під час споруляції формується білковий параспоральний кристал. Він містить  ентодоксин,спроможний викликати параліч  кишкового тракту у гусениць більшості  видів метеликів. Ця речовина була визначена,як дельта-ендоксин. У разі зараження  токсичні кристали вбивають сприйнятних  комах чи настільки їх послаблюють,що бактерії легко проникають з кишковика  в порожнину тіла та викликають летальну септицемію.Кристалоносні бактерії спроможні викликати,крім кристалів,ще три інші речовини: альфа-ендоксин –фермент бактерії,що росте,фосфоліпазу С, викликаючи розпад незамінних фосфоліпідів у тканинах комах;бета-ендоксин – мілку водорозчинну,жаростійку молекулу,що виділяється із бактеріальної  клітини в навколишнє середовище та вбиває лічинок та лялечок двокрилих  та деяких метеликів;та гамма-ендоксин,що діє на невизначену фосфоліпазу,діючу  на фосфоліпіди,вивільнюючи жирні  кислоти з молекули.[6]

2.2. Характеристика бактеріальних  препаратів.

Більшість бактеріальних  препаратів випускають на основі Bacillus thuringiensis,наприклад,це такі препарати  як:туріцид,дупел, біотрол,бактан, агрітол  – виробляють в США, бактоспеїн випускає Франція, біоспор – ФРГ, батурін–Чехія,бактукал-Югославія,Турінгін - Румунія, дендробацилін, ентобактерин, бітоксібацилін – Росія.[15]

 Цілий ряд схожих препаратів випускається в Росії. Серед н6их ентобактерин  - до складу якого входять спори і ендотоксин B.thuringiensisvar. galleriaeтаінертний наповнювач-розмелений коалін. Випускають у вигляді світло-сірого порошку (в 1г. міститься 30 млрд. спор і 30 млрд. кристалів ендотоксину) та пасти (20 млрд. спор,що використовуються проти шовкопрядів та інших). Актуальність препарату зберігається протягом 8-9 днів. [21]

Загибель комах відбувається при потраплянні в організм великої  дози препарату. При малих дозах  розвивається параліч. Ентеробактерин ефективний проти 50 видів різноманітних шкідників овочевих,плодово-ягідних культур,паркових та лісових насаджень. Найбільш вразливою є молоді гусінь. Порівняно стійкими є совки. Якщо доза препарату,яка потрапила в організм не смертельна,то наступає параліч,при цьому комахи припиняють харчуватися.Із спор,які потрапили в організм розвиваються бактерії,які заповнюють тканини і через 5-10 діб комаха гине від септицемії. Дендробацилін – виготовляють на основі спор та ендотоксинів B.thuringiensisvar.dendrolimus. Титр порошкового препарату,що випускають біофабрики,складає від 30 до 100 млрд. спор/г,а пасти 20 млрд/г.

 Біотоксібацилін - містить спори (45 млрд. спор/г) та токсини (ендотоксин та термостабільний екзотоксин – 0,6-0,8%) B.thuringiensis var.Thuringiensis.Норма використання порошковидного препарату складає 2-4 кг/га. Використовують 1-3 рази з інтервалом 7-8 днів проти личинок колорадського жука,совок,карадрини. Комахи,які захворіли,в залежності від дози препарату,що потрапила в організм,а також від віку гинуть через 2-15 днів. Препарат знижує плодовитість самок,діє на лялечок імаго. В наслідок того,що в його склад входять екзотоксини,бітоксібацилін діє на більш широку коло шкідників,в порівнянні з дендробациліном,і забезпечує високу ефективність (88-99%) проти молодих личинок колорадського жука,люцерного довгоносика, павутинного кліща тощо.[7]           Лепідоцид-культурна рідина, яка містить B.thuringiensisvar.kurstaki, до  складу входить δ-ендотоксин.Краще використовувати проти молодої гусені.Препарат порушує секрецію ферментів шлунково-кишкового тракту,а також порушує функцію кишечника шкідника.Бактокуліцид - широко застосовують для контролю чисельності двокрилих комах,у боротьбі з комахами,які переносять різні захворювання. Біоагентом є B.thuringiensisvar.israelensis.

 Препаративна форма – сухий порошок, паста, гранули –великотоннажне, рідкі та пастоподібні форми регіональне малотоннажне виробництво. Біопрепарат використовують для обробки водойм різних типів,підвалів,гідроспоруд та інших місць розмноження комарів. Ефективність – 90-100% протягом 24-72 год.[12]

3. Специфіка дії бактеріальних препаратів.

Всі бактеріальні препарати  мають кишкову дію, тому для прояву ентомоцидного впливу вони повинні потрапити в кишечник комахи. Це досягається за допомогою обробки рослин робочими складами біопрепаратів. Потрапивши разом з кормом у кишечник, токсичні кристали викликають його параліч. У результаті цього знижуються інтенсивність живлення і шкідливість личинок (гусениць), а надалі відбувається їх загибель від отруєння токсином або від розмноження бактерій, що викликають захворювання.          Слід підкреслити, що токсичні і патогенні властивості біопрепаратів проявляются тільки відносно гусениць з лужним вмістом кишечника.У кислому середовищі ці властивості не реалізуються.[8]  Шкідники,які не загинули від бактеріозів на стадії личинок (гусениць) через недостатню для швидкої загибелі дози препарату, вражаються у фази передлялечки і лялечки. Реакцією на малі дози біопрепаратів часто є зниження плодючості самок і часткова загибель личинок (гусениць) наступного покоління. Особливо сильні порушення в організмі шкідливих комах, що виражаються в появі недорозвинених, потворних і нежиттєздатних особин, викликає екзотоксин. [10] Специфіка впливу бактеріальних препаратів на популяції шкідників вимагає спеціального підходу до оцінки ефективності їх застосування. 
Препарати, створені на основі реально існуючих в природі мікроорганізмів, є засобом регулювання чисельності фітофагів на відміну від хімічних інсектицидів, призначених для знищення шкідливих комах.       Регулювання і винищення шкідників припускають різну кінцеву оцінку дії біопрепаратів і хімічних інсектицидів на шкідливі організми. При використанні бактеріальних препаратів період загибелі личинок (гусениць) більш розтягнутий у часі, ніж при обробці інсектецидами.    Разом з тим, залишаючий певний час живими, личинки не завдають помітної шкоди в силу зниження інтенсивності їх живлення.Саме тому оцінка ефективності бактеріальних препаратів за зниженням чисельності шкідників не відображає дійсне значення мікробіололгічної боротьби.  
 Найбільш показовою оцінкою мікробіологічної боротьби є "захисний ефект"– ступінь збереження від пошкодження вирощуваної культури і врожаю.Практика показує,що за цим показником бактеріальні препарати не поступаються хімічних інсектицидам,а в ряду випадків навіть перевершують їх.З урахуванням особливостей дії бактеріальних препаратів оцінка їх ефективності полягає в наступному.Перед обробкою сільськогосподарських культур по діагоналі поля вибирають модельні рослини з певною кількістю шкідників і проводять облік їх чисельності (для овочевих культур і картоплі 5-10 облікових майданчиків по 10 рослин, для садів і виноградників 10 дерев і кущів).[9]      Поряд з урахуванням чисельності шкідників необхідно фіксувати на модельних рослинах ступінь їх пошкодження. Облік чисельності шкідників і ступеня враження рослин проводять через кожні 5-7 днів після застосування бактеріального препарату. Ефект боротьби вважається досягнутим,якщо чисельність шкідників не перевищує економічний поріг, якщо вона вища, визначають рівень шкідливості (ступінь пошкодження). Стабілізація рівня шкідливості вказує на досягнення захисного ефекту.  Зростання ступеня пошкодження свідчить про необхідність проведення додаткової обробки рослин бактеріальними препаратами. Необхідно враховувати, що допустимий рівень пошкодження вегетативних органів рослин в порівнянні з генеративними значно вищий, що зумовлює можливість мікробіологічної боротьби з листогризними шкідниками.[19] 
 При визначенні економічної ефективності бактеріальних препаратів необхідно виходити з того, що рівень рентабельності їх застосування перебуває у прямій залежності від отриманого врожаю сільськогосподарських культур. Якщо порівнювати за основними економічними показниками варіанти хімічного і мікробіологічного захисту, то це зіставлення, як правило, буде на користь тих хімічних засобів, вартість яких нижче вартості біопрепаратів. Інсектициди, вартість яких перевищує вартість біопрепаратів, мають економічні показники захисту культур у ряду випадків нижчі, ніж біопрепарати.    Подібне порівняння правдиве в тому випадку, коли мова йде про обмежений набір шкідників на культурі (наприклад, колорадський жук на картоплі), яку можна захистити як інсектицидами, так і біопрепаратами. Набагато частіше доводиться мати справу з набором шкідників, частина з яких не сприйнятлива до біопрепаратів.[3]                                                                        З іншого боку, при суворому дотриманні санітарно-гігієнічних умов не на кожній сільськогосподарській культурі можна застосовувати тільки хімічні засоби боротьби. У результаті цього виникає необхідність у поєднанні хімічного і мікробіологічного методів боротьби з шкідниками, а також у проведенні біологічного захисту рослин, де за санітарно-гігієнічними вимогами неприпустимо використання інсектицидів.