Вирусы в борьбе с насекомыми

Настоящая сводка охватывает только те примеры, когда вирусы использовались, успешно или безуспешно, для регулирования численности того или иного вида вредителей. В большинстве случаев они использовались в экспериментальном масштабе и не применялись на больших производственных площадях. Исключением являются вирусы пилильщиков. Они широко использовались в Канаде. В США официально запрещено применять вирусы без специальной регистрации и разрешения органов здравоохранения. До сих пор ни один вирус не был разрешен, и, таким образом, их использование еще не вышло из стадии опыта. В США организовано в относительно широком масштабе производство некоторых вирусов ядерного полиэдроза, например вирусов хлопковой, кукурузной и табачной совок, капустной металловидки и псевдотсуговой волнянки, но они до сих пор не разрешены для неограниченного использования. Данные о безвредности и протоколы испытаний пригодности для борьбы уже имеются, и большинство упоминавшихся выше вирусов должно быть в ближайшее время разрешено для использования. Большую ценность энтомопатогенным вирусам придает то обстоятельство, что они являются частью природного окружения вредителя, и искусственная интродукция их позволит истреблять вредителя, не вызывая сильных (а нередко и гибельных) изменений экосистемы. По этой причине необходимо энергично форсировать их изучение и использование.
Хотя каждый вид вредителя и его связь с вирусом следует рассматривать особо, тем не менее существование некоторых общих тенденций и сходных черт совершенно очевидно. Большинство вирусов ядерного полиэдроза разжижает тело личинок хозяина, освобождая полиэдры, распространяющиеся затем по растению-хозяину. Таков, по-видимому, характерный механизм действия, который может иметь жизненно важное значение для выживания и распространения вирусов.
Патофизиологические реакции могут быть сходными у различных видов, даже у пилильщиков и бабочек. Полиэдры устойчивы к обычным процессам гниения и могут содержать в себе и защищать инфекционные вирусные частицы в течение долгого времени, в отдельных случаях в течение ряда лет. Поэтому верхние слои почвы, вероятно, пропитаны огромным количеством инфекционных полиэдров, способных вызывать эпизоотии. Аналогичным образом вирус гранулеза также выживает в самых верхних слоях почвы.
Во всех случаях важно определять числовые соотношения между вирусными частицами и восприимчивостью хозяина, потому что успешное использование вируса часто зависит от точного знания этой зависимости. Некоторые вирусы можно суспендировать в масляных эмульсиях и в других средах — эта тема требует более подробного изучения — и подготовлять препараты в форме дустов для более равномерного рассеивания на растениях-хозяевах, увеличивая таким образом доступность вируса. Ho и водные суспензии оказываются достаточно действенными при условии большого расхода (47—142 л/га). Для кратковременного подавления могут потребоваться частые обработки вирусом, особенно если насекомое-хозяин развивается в нескольких поколениях, перекрывающих друг друга, или же отрождение личинок сильно растягивается. Кроме того, на листьях вирус быстро инактивируется действием солнечного света, поэтому инокулум приходится пополнять, чтобы он сохранялся на растениях в течение длительных периодов. Необходимо найти вещества, способные защитить вирус от действия солнечных лучей. Применять вирусные препараты можно с помощью обычных гидравлических и аэрозольных опрыскивателей или с самолета. Все эти способы имеют как достоинства, так и недостатки. Совершенно необходимо, однако, сконструировать специальный аппарат для обработки нижней поверхности листьев и подачи вируса под давлением в щели и трещины, потому что именно в этих местах питаются молодые личинки многих видов и именно там вирус наилучшим образом защищен от действия солнечных лучей.
Лучшие результаты обычно дает недавно размноженный вирус, потому что при хранении он может терять вирулентность. Ho в случае необходимости хранение в темноте и на холоде (4 °С) сводит снижение вирулентности до минимума. Производство больших количеств вируса часто связано с трудностями, и каждая система вирус—хозяин имеет свои отличия. Так, вирус Heliothis можно получать в больших количествах, скармливая гусеницам зараженный корм, после чего большинство гусениц погибает от болезни. Ho, с другой стороны, если скармливать наполовину выросшим гусеницам кольчатого коконопряда, Malacosoma disstria, сильно зараженный корм (10в9 полиэдров), то заболевают только немногие из них. Однако после инъекций небольших количеств вируса (частицы из 10в5 полиэдров) большая часть полновозрастных гусениц погибает от болезни не позднее чем через 10 дней. Таким путем можно очень эффективно получать большие количества вируса. Чтобы гарантировать применение наиболее эффективных способов обработки, необходимо применять разные подходы к различным системам.
Многие вирусы насекомых высокоспецифичны в отношении хозяев и поражают обычно не больше одного вида в комплексе вредителей. С одной стороны, это преимущество, но, с другой — недостаток. При искусственной интродукции вируса тот или иной вид вредителя может быть истреблен при минимальном нарушении экосистемы, но другие виды вредителей в этом комплексе не будут затронуты. Этот недостаток можно преодолеть, сочетая вирус с другими средствами борьбы. Высокая специфичность вируса в отношении хозяина важна в тех случаях, когда приходится считаться с опасностью применения инсектицидов широкого спектра действия для других организмов в экосистеме. Энтомопатогенный вирус можно использовать с большой степенью безопасности и точности Это обстоятельство намного важнее любого недостатка.
Необходимо уделить гораздо больше внимания долговременному действию вируса, чем до сих пор. Длительные исследования вирусов пилильщиков служат примером тех блестящих результатов, каких можно достигнуть. Исследования нужно вести не только в течение текущего сезона; их необходимо продолжать в последующие годы и на других культурах. Мы должны также знать долговременный эффект последовательных обработок вирусом больших площадей сельскохозяйственных культур при минимальном использовании ядохимикатов против других вредителей. Сможет ли вирус закрепиться в данной зоне и удерживать популяцию вредителя на уровне, при котором он не имеет экономического значения? Можно ли будет в этом случае постепенно снижать дозы? Уменьшится ли при сокращении использования ядохимикатов их действие на естественных врагов вредителей, что позволит последним более эффективно уничтожать популяции вредителей?
В идеале чем лучше изучена экосистема, тем успешнее ее можно регулировать в наших интересах. Это, вероятно, справедливо и в отношении использования многих вирусов насекомых. Биоэкология видов хозяина должна быть изучена как можно полнее. Присутствие других патогенов, паразитов, хищников и трупоедов может быть важным для успеха интродукции вируса. Данные просто о присутствии вируса важны, но точные количественные данные, несомненно, более полезны. He пора ли приступать к широким и долговременным количественным исследованиям биоэкологии вирусов насекомых, особенно типов ядерного полиэдроза и гранулеза?

Вирусы насекомых - класс пестицидов, содержащих в качестве действующего вещества вирусы, вызывающие болезни насекомых. Вирусы являются простейшими неклеточными формами жизни, которые паразитируют в клетках хозяина на молекулярно-генетическом аппарате.

Введение

Вирусы насекомых высокоспецифичны и безопасны для человека и сельскохозяйственных животных, не загрязняют среды обитания. Их характеризует более низкая норма применения, по сравнению с другими биологическими средствами защиты растений.

Вирусы насекомых, как и другие вирусы, могут развиваться только в клетках живых организмов, поражая их цитоплазму или ядро. В соответствии с этим различают ядерные и цитоплазменные вирусы. Наибольший интерес для биологического способа борьбы имеют три группы вирусов: вирусы ядерного и цитоплазменного полиэдрозов и вирусы гранулеза.

Бакуловирусы могут быть использованы в качестве биоинсектицидов против значительного количества вредных видов благодаря их высокой вирулентности, специфичности и пролонгированной активности за счет эпизоотий. [4] [8]

Также можно ставить задачу не полного уничтожения вредителя, а только уменьшения его численности до экономически неопасного уровня. Достаточно при этом одной вирусной обработки, поскольку в популяции вредителя устанавливается равновесие между насекомым и вирусом, которое может сохраняться очень продолжительное время (несколько лет). [7]

История

Первые описания вирусных болезней насекомых (гусениц тутового шелкопряда) появились в литературе в середине девятнадцатого столетия. Однако еще в течение многих последующих десятилетий вирусные заболевания смешивали с бактериальными, протозойными и другими инфекционными болезнями, так как в то время не было ничего известно даже о самом существовании вирусов.

Вирусы были открыты русским ученым Д. И. Ивановским в 1892 году при изучении мозаичной болезни табака. [8]

Сознательное использование вирусов началось в 40-х годах ХХ века, когда Э.Штейнхауз (1945г.) впервые применил полиэдроз против люцерновой желтушки. Такая обработка показала высокую эффективность. [7]

В Калифорнии начались широкие испытания вирусных гранулезов и ядерных полиэдрозов против листовертки, люцерновой желтушки, репной белянки и прочих вредителей.

В России О.И.Швецова в 1954 году одна из первых обратила внимание на необходимость применения вирусов. Несколько позднее с помощью обработки яйцекладок вредителя вирусной суспензией ядерного полиэдроза были проведены успешные работы в лесах по снижению численности непарного шелкопряда. На Международном энтомологическом конгрессе в Москве в 1968 году два доклада сообщали об удачном применении гранул капустной белянки в Прибалтике и гранул озимой совки в Узбекистане. Использование вирусов в сельском хозяйстве в дальнейшем стало расширяться. Из описания свойств бакуловирусов насекомых становится ясным, почему из многочисленных представителей существующих в природе вирусов насекомых были взяты на вооружение именно эти вирусы: они безвредны для человека, полезных насекомых, растений и теплокровных животных, накапливаются в теле насекомого (до 20% от сухого веса), обладают достаточной специфичностью и являются естественными членами биоценозов. [8]

В настоящее время человечеству известны многие вирусы, которые вызывают заболевания различных растений, животных и человека. К 70 годам прошлого столетия для насекомых наибольшее количество вирусных болезней (примерно 200) было известно среди чешуекрылых. Заболевания, вызываемые этими мельчайшими возбудителями, обнаружены также у 20 видов перепончатокрылых, у 7 видов двукрылых и 1 вида жесткокрылых. [8]

Ультратонкий срез через полиэдр Непарного шелкопряда. Х 37 000. Видны палочковидные вирусные частицы.

Общие сведения

Вирусы насекомых или энтомопатогенные вирусы – узкоспециализированная группа клеточных паразитов. Они приспособлены только к насекомым и имеют свойства, отличающие их от других групп вирусов. Главное свойство большинства вирусов насекомых – это способность образования в процессе развития телец-включений (инклюзий) в виде белкового матрикса, где заключены зрелые вирионы – носители инфекции. Вирион является конечной стадией развития вируса, главной вирусной субстанцией. Он содержит генетический материал в виде нуклеиновых кислот – однонитчатой РНК и двуспиральной ДНК и передает новому вирусному поколению генетическую информацию.

Вирионы могут быть прямоугольной, сферической, изометрической или палочковидной формы, они окружены капсидами – 1 или 2-мя белковыми оболочками. Форма вириона – один из критериев, которые используются в классификации вирусов. [5]

Инклюзии – белковые тельца-включения. Они могут иметь форму полиэдров – многогранников или гранул – овальную форму. Отдельные виды вирусов инклюзий не образуют. [5]

Цитоплазма или ядра клеток в организме хозяина могут быть местом репликации вируса, различные ткани и органы – местом локализации. Тканевый тропизм и форма инклюзий тоже являются критериями, по которым классифицируют вирусы и диагностируют вирусные болезни. [5]

Гранулы и полиэдры, где заключены вирионы, надежно защищают последних от внешних неблагоприятных факторов и способствуют распространению и длительному сохранению вирусов. В полиэдрах вирионы расположены одиночно или пучками; в гранулах, обычно, вирион только один. Сами гранулы и полиэдры устойчивы к механическим, температурным воздействиям, в воде не растворяются, находясь вне организма хозяина, сохраняют долгое время свои физико-химические свойства. [5]

В зависимости от локализации инклюзий и их формы вирусные болезни называют гранулезами или полиэдрозами. Если развитие вируса происходит в ядрах клеток различных тканей и органов насекомого – заболевание называется ядерным полиэдрозом общего типа. При развитии вируса в ядрах клеток эпителия средней кишки возникает ядерный полиэдроз кишечного типа, при репликации в цитоплазме клеток хозяина – цитоплазматический полиэдроз. Названия прочих вирусных болезней основываются на других признаках. К примеру радужные болезни характеризуются тем, что в процессе развития вирионов образуются паракристаллические скопления. Тут возникает дифракция видимого света, которая дает эффект радужного свечения пораженных тканей насекомого. [5]

Вирусы полиэдрозов в покоящемся состоянии заключены в особые белковые образования, внутриклеточные многогранные включения – полиэдры. Число граней и размеры полиэдров различны. Бывают полиэдры, имеющие форму тетраэдров, гексаэдров, ромбододекаэдров и др. Размеры полиэдров достаточно велики (0,5-15 мкм), поэтому их можно рассмотреть с помощью светового микроскопа. Полиэдры могут быть различной формы у близких видов насекомых и одинаковыми у отдаленных видов.

Многочисленные вирусные частицы, заключенные в полиэдрах, имеют палочковидную форму у возбудителей ядерного полиэдроза и округленно-овальную – у возбудителей цитоплазменного полиэдроза.

Вирусы цитоплазменного полиэдроза в большинстве своем менее вирулентны и менее специфичны, чем вирусы ядерного полиэдроза и гранулеза.

Действие на вредные организмы

В зависимости от времени пребывания вируса в организме насекомого и популяции их взаимодействие может быть двух типов:

• вирус недолго находится в организме, вызывая, как правило, острый инфекционный процесс с коротким инкубационным периодом. Насекомое погибает. Из погибших особей вирус попадает в окружающую среду, распространяется в популяции хозяина и заражает других восприимчивых особей. Надежно защищенный полиэдрами или гранулами, вирус может сохраняться в биотопе месяцами или годами, пока снова не попадет в организм насекомого; [5]
• долгое пребывание в организме и в популяции (персистенция). Вирус неактивен, находится в так называемой латентной форме, в популяции передается от родителей к потомству. Механизм передачи относительно сложный. [5]

Латентный вирус может долго циркулировать в популяции насекомых до тех пор пока не будет активирован стрессовыми для хозяина факторами (аномальная погода, чаще всего засуха, питание неподходящим кормом, голод, другие инфекции, борьба за пространство и пр.). Тогда латентная форма вируса, которая существовала в клетках хозяина в виде субвирусных структур, становится активной, развивается эпизоотия, насекомые массово погибают, затем вспышка инфекции затухает. [5]

По этой схеме чаще всего у насекомых развиваются ядерные полиэдрозы кишечного и общего типов. Болезнью поражаются личиночные фазы развития. При попадании вируса в кишечник гусениц вместе с кормом происходит заражение. Контактным способом инфекция не передается. Вирус попадает в окружающую среду при разложении погибших в результате болезни особей. Последующему распространению вируса способствуют абиотические факторы (ветер, дождь, миграция зараженных насекомых и разнос инфекции энтомофагами (тахинами, саркофагидами, наездниками), грызунами и птицами, поедающими больных гусениц. Вне организма вирус активен даже при неблагоприятных внешних условиях – сухость, влажность, низкие температуры не оказывают на них воздействия. Однако высокие температуры и ультрафиолетовое солнечное излучение солнца инактивируют вирус. [5]

Применение

В настоящее время на территории РФ разрешены для применения следующие вирусы насекомых:

Токсикологические характеристики

биологических препаратов на основе вирусов" />

биологических препаратов на основе вирусов

биологических препаратов на основе вирусов

биологических препаратов на основе вирусов" />

Получение

Применение вирусных инфекций, как и других патогенов, связано с необходимостью накопления возбудителя. Как уже указывалось, вирусы могут жить и развиваться только в клетках живых организмов.

В настоящее время известны вирусы, существующие в виде многокомпонентных систем, в которых две или более различных частицы взаимодействуют при репликации вируса. Модификации вирусных частиц, не снижающие их инфекционности, могут иметь место в определенном хозяине или возникать в процессе выделения вируса. Очищенные вирусные препараты в большинстве случаев представляют собой смесь мутантов, даже если родительский штамм преобладает в препарате, или могут содержать неполные частицы, которые не обладают инфекционностью.

Описанное положение существенно облегчает работу, направленную на выявление новых видов энтомопатогенных вирусов, так как насекомые, погибшие от множественной инфекции, могут длительное время храниться в коллекции и впоследствии быть источником выделения вирусных штаммов, обладающих различными свойствами и патогенностью, в том числе, и для других видов насекомых. [2]

Для вирусов насекомых, используемых в качестве биологических инсектицидов, должны быть известны следующие основные характеристики вирионов (вирусных частиц):

1. природа нуклеиновой кислоты (однонитчатая и двунитчатая) и ее молекулярный вес,
2. симметрия капсида,
3. наличие оболочки у нуклеокапсида или ее отсутствие, размеры нуклеокапсида,
4. число капсомеров,
5. погружены ли вирионы в кристаллический белковый матрикс и его характеристика,
6. обладают ли вирионы антигенными свойствами,
7. чувствительность к температуре,
8. устойчивость.

Должно быть известно, как происходит репликация вируса: повреждаемые клетки и природа этих повреждений, место вирусной репликации (цитоплазма или ядро), верхние и нижние температуры развития. Должны быть описаны симптомы и диагноз болезни, специфичность вируса. [7]

Размножить вирусы на искусственных средах пока не удается. В связи с этим приходится собирать в природных условиях трупы погибших больных насекомых и в лабораторных условиях заражать здоровых насекомых. Иногда заражение производится в природе в местах их естественного размножения, а затем специалисты собирают больных особей и трупы. Для заражения насекомых обычно обрабатывают корм ранее полученным препаратом вируса. Приготовление препарата включает измельчение (растирание) трупов насекомых и последующую фильтрацию жидкости, а иногда и центрифугирование. Фильтрация и центрифугирование позволяют получить более чистый и концентрированный препарат.

При изготовлении суспензий для предварительных испытаний обычно ограничиваются измельчением погибших насекомых. Препараты, полученные указанными методами, используют для приготовления водных суспензий или дустов с каким-либо инертным наполнителем. [8]

Основные этапы производства биопрепаратов на основе вирусов представлены на схеме (Изображение). [5]

В отличие от вирусов человека, животных и растений, вирусы насекомых накапливаются в организме хозяина в огромных количествах – до трети массы тела! То есть больное насекомое может быть просто нафаршировано вирусом.

Вирусные болезни обнаружены у очень многих видов: у бабочек (больше всего) и моли, муравьев, ос и пчел, у мух и комаров, у жуков, саранчи, паутинных клещиков, у кузнечиков и сверчков, тутового, дубового и непарного шелкопрядов. в общем, вирусов насекомых известно сейчас не менее полутысячи.

Чаще всего встречаются и лучше всего изучены так называемые "бакуловирусы" (от греч. "бакулум" – палочка). Бакуловирусы устроеры довольно необычно. Внутри вириона находится ДНК – генетический материал вируса. ДНК представляет собой обычную двойную спираль, только замкнутую в кольцо. Всякий знает, что если не имеющее разрывов

1 – пучки палочковидных частиц вируса ядерного полиэдроза, завернутые в оболочку; 2 – строение полиэдра: пучки вирусных частиц погружены в глыбку из вирусного белка; 3 – ядро клетки жирового тела гусеницы, набитое полиэдрами

кольцо скручивать само на себя, получится довольно толстая короткая нить или даже палочка. Вот в таком примерно виде и упакована ДНК в вирионе бакуловирусов. Сверху по всей длине она покрыта белком оболочки.

У одной группы бакуловирусов – вирусов гранулеза – вирион заключен еще и в капсулу, отчего напоминает гранулу овальной формы. Еще интереснее у другой группы бакуловирусов – вирусом ядерного полиэдроза (то есть вирусов, образующих в ядре клетки многогранные структуры – полиэдры). У них отдельные вирионы собираются в пучки по несколько штук и завертываются в еще одну, общую для них оболочку. Получается что–то вроде конфетки, завернутой в фантик да еще и упакованной вместе с себе подобными в коробку. Вещество, в которое погружены отдельные вирусные частицы, состоит из вирусного белка.

Впервые ядерный полиэдроз был описан еще в 1527 году у шелковичного червя, то есть гусеницы тутового шелкопряда – того самого, которого разводят ради получения натурального шелка. Гусеница питается листьями шелковицы, или тутового дерева. Отъевшись до внушительных размеров, она начинает плести кокон, то есть окукливаться. При окукливании гусеница выделяет из своей прядильной железы одну цельную нить длиной до трех километров, которую обматывает вокруг себя. Куколка недели через три превращается в бабочку, которая выходит из кокона, разрывая его. Чтобы предупредить порчу нити, бабочек внутри кокона убивают паром. Коконы размачивают в горячей воде, которая растворяет вещество, склеивающее нити кокона, и затем разматывают. Ввиду большой тонкости отдельных шелковинок (около 0,02 мм толщиной) при размотке соединяют шелковинки с нескольких коконов. Полученные нити представляют собой так называемый шелк–сырец.

Бакуловирусы поражают главным образом гусениц. Больные гусеницы часто цепляются ножками за ветки и свисают с них вниз годрвой. Размягчение и растворение тела личинки происходит настолько быстро, что уже через несколько часов от гусеницы остается буквально "мокрое место". Часто у гусеницы лопаются покровы, и из них вытекает молочно–белое содержимое, кишащее вирусами. Большая часть полиэдров попадает в почву, где может сохранять инфекционность годами.

Ядерный полиэдроз – одно из самых опасных заболеваний тутового шелкопряда.

Другие вирусы образуют полиэдры не в ядре, а в цитоплазме зараженных клеток. Поэтому вызываемое ими заболевание называется цитоплазматический полиэдроз. Их излюбленная мишень – клетки эпителия средней кишки гусеницы. По мере гибели клеток образовавшиеся в них полиэдры высвобождаются в просвет кишечника и с фекалиями выделяются из организма зараженной гусеницы.

Радужные вирусы – одни из самых крупных. Они накапливаются в теле зараженной личинки в столь больших количествах, что даже способны образовать кристалл. Преломляясь в кристалле, видимый свет вызывает радужное свечение тела зараженного насекомого от красноватых до темно–фиолетовых тонов. Почему–то эти вирусы предпочитают заражать преимущественно комаров, хотя встречаются и у скарабея – священного жука древних египтян. Один вирус вызывает красное свечение тела зараженного комара, другой – сине–зеленое. Иридовирусы, так их еще называют, обнаружены пока только у насекомых.

Еще, оказывается, насекомые болеют оспой. Вирионы вируса оспы насекомых похожи на вирус натуральной оспы, но тоже сгруппированы по несколько штук. В отличие от молниеносно протекающей бакуловирусной инфекции, оспа насекомых развивается медленно, в течение нескольких недель. Конец, правда, один – гибель личинки.

Многие наверняка слышали про плодовую мушку дрозофилу. Классический объект исследований генетиков, она сослужила огромную службу науке, ничуть не меньшую, чем лягушка или собаки. У ней тоже обнаружен вирус, который проявляется совершенно невиданным образом, делая мух чувствительными к углекислому газу. Этот вирус называется вирусом "сигма" и по структуре напоминает вирус бешенства. При определенной концентрации углекислого газа здоровые мухи впадают в наркотический сон, а инфицированные так из него и не выходят, потому что погибают от паралича.

Здоровые личинки насекомых заражаются при кормлении на побегах, загрязненных экскрементами больных или погибших гусениц. Полиэдры нечувствительны к пищеварительным ферментам, но в среднем отделе кишки у гусениц щелочная среда, и вот там–то полиэдры наконец растворяются, высвобождая вирусные частицы. Вирус может размножаться в клетках кишечной стенки, но накапливается в основном в жировом теле – своеобразном органе, главной функцией которого является запасание жира. Именно благодаря образованию таких запасов многие насекомые могут подолгу голодать. Некоторые бабочки проводят в состоянии куколки, совершенно не питаясь, по три года. При очень высокой степени заражения вирусные частицы могут обнаруживаться в клетках любого другого органа и на поверхности яиц, которые откладывает самка. Вирусы обнаруживаются и внутри яйца, и это очень распространенный и очень эффективный способ передачи вируса потомству.

Не все вирусы, которые можно обнаружить в насекомых, вызывают у них какие–нибудь заболевания. Очень часто насекомое служит просто переносчиком вируса, "доставляя" его от одного растения к другому (как, например, тли) или от одного животного к другому или от животного к человеку. Вирусы могут даже размножаться в организме переносчика, но очевидного вреда они ему при этом не причиняют.

Вирусы насекомых можно было бы использовать, заражая ими, например, опасных вредителей леса – всех этих еловых, сосновых, тополевых пилильщиков, пихтовую листовертку и мало ли кого еще, когда их размножение принимает масштабы эпидемии. Коммерческие препараты на основе бакуловирусов используются в США и Канаде, в Китае, России, Бразилии. Они безвредны для человека и теплокровных животных, не заражают дикорастущие и сельскохозяйственные растения, зато вызывают эпизоотии у вредителей при их массовом размножении. Хорошо, что вирус, скорее всего, сохраняется в популяции насекомого–вредителя и после окончания эпидемии и, таким образом, раз внедренный, долгое время будет контролировать его численность, не позволяя ей преодолевать эпидемический порог. Например, во Франции использовали вирус ядерного полиэдроза для борьбы с походным шелкопрядом. Порошком, в одном грамме которого содержалось 20 миллионов кристаллов–полиэдров, обработали 500 гектаров леса. Через два года обнаружили только 18 яйцекладок шелкопряда.

Тем не менее бакуловирусные инсектициды – совершенно ничтожная часть всех используемых пестицидов. В связи с разработкой более дешевых и более активных химических инсектицидов бакуловирусы, как возможное средство контроля численности вредителей сельского хозяйства, отступили на задний план. Бакуловирусы действуют медленно и плавно, а химические средства быстро убивают вредителя. Бакуловирусы поражают только определенного вредителя, в то время как химические средства защиты активны против самых разных насекомых.

Чтобы повысить убойную силу бакуловирусов, в их генетический материал встраивают различные чужеродные гены. Встраивали, например, ген яда скорпиона, очень токсичного для насекомых, и ген токсина, препятствующего пищеварению, в результате чего вредитель при изобилии пищи погибает от голода, а также гены различных гормонов, которые нарушают процесс нормального развития насекомого–вредителя. Все эти гены активируются, когда вирус начинает размножаться в теле насекомого, и многократно усиливают токсическое действие собственно вируса.

В чем отличие БИОпрепаратов от химпрепаратов, каковы плюсы и минусы применения, и какие препараты есть сейчас на рынке?

Так как охватить все разнообразие биопрепаратов в одном материале не представляется возможным, то мы остановимся в основном на биопрепаратах, применяемых для борьбы с болезнями и вредителями.

• авермектины и триходермины;
• бактериальные инсектициды;
• вирусы насекомых;
• энтомопатогенные нематоды;
• растительные экстракты, обладающие комплексным действием.

Какие бывают БИОпрепараты? какие у них преимущества перед химпрепаратами и какие недостатки?

Что такое биопрепараты и какие они бывают?

Биопрепараты – живые организмы или естественные биологически высокоактивные химические соединения, синтезируемые живыми организмами.

Спектр биологических препаратов очень широк, выделяют:

• биоинсектициды,
• биофунгициды,
• антибиотики,
• биоудобрения,
• биокомплексы и т. д.

Плюсы биопрепаратов

• Высокая эффективность при грамотном применении.
• Избирательность действия.
• Возможность использования весь период вегетации растений, даже во время цветения и плодоношения.
• Последнюю обработку желательно проводить за 5–7 дней до сбора урожая.
• Экологическая безопасность в отношении полезных насекомых, животных и людей.
• Отсутствие привыкания у насекомых: препараты не нужно периодически заменять новыми.

Авермектины

Токсические вещества, продукты жизнедеятельности грибов Streptomyces avermitilis. Препараты на их основе определяют как биопестициды.

Авермектины – препараты с нейротоксинным типом действия. Они эффективны даже против насекомых, устойчивых ко многим другим классическим пестицидным препаратам. Рабочая температура для авермектинов +20 °С, при температуре выше +28 °С эффективность возрастает вдвое.

• Почвой поглощаются, но из почвы в растения не поступают и практически не накапливаются в растительной продукции.
• Для пчел препараты опасны только в течение первых часов, через сутки уже полностью безопасны.
• Используются в качестве акарицидов и применяются в борьбе с галловыми нематодами.

• Нестойкие соединения: под воздействием солнечных лучей и кислорода их период полураспада составляет всего 12 ч. Поэтому срок защитного действия всего 5–7 дней.
• Токсичны для большинства водных беспозвоночных и рыб. Поэтому нельзя допускать их попадание в пруды или другие водоемы.

Класс опасности для человека: 3

При этом токсичность напрямую зависит от возраста человека: они опаснее людям до 21 года. К работе с ними и в зону обработки нельзя допускать детей, подростков и беременных женщин. В целом авермектины не вызывают кожно-раздражающих и аллергических реакций, однако возможна индивидуальная чувствительность.

Акарин Биологический препарат контактно-кишечного действия для борьбы с клещами на смородине и овощных культурах. Также эффективен и против комплекса насекомых-вредителей.

Фитоверм Защищает от широкого спектра насекомых-вредителей и клещей, в том числе паутинных клещей, тлей, белокрылок, гусениц чешуекрылых, личинок пилильщиков.

опрыскивание плодового сада в период плодоношения

Триходермины

Это биопестициды на основе грибов Trichoderma (препараты на их основе – триходермины). Они способны подавлять возбудителей корневой, семенной и почвенной инфекции, а также предотвращать развитие болезней плодов и листьев при нанесении препарата непосредственно на их поверхность.

• Недавнее исследование корнеллского университета показало, что кроме пестицидной активности Trichoderma вступает в симбиоз с корнями растений. она не только подавляет прочие грибы, но и способствует усилению притока азота к корням растений так же, как микоризные грибы.
• Безопасны для людей, животных и насекомых.

• При сильном поражении применение только этих биопрепаратов недостаточно. их использование носит превентивный характер: только в определенных границах или как часть общей стратегии.

Класс опасности для человека: 4

Триходерма Вериде Защищает от корневых и плодовых гнилей, черной ножки, белой и серой гнили, макроспориоза, фузариоза, фитофтороза, антракноза, вилта и др.

Трихоцин Подавляет возбудителей грибных заболеваний (корневые гнили, пятни стости) зерновых колосовых, овощных, плодовых, цветочных культур.

Трихофлор Защищает от корневых и плодовых гнилей, черной ножки, фузариоза, фитофтороза, антракноза, вилта и др.

Бактериальные инсектициды

Биологические инсектициды, созданные на основе различных штаммов энтомопатогенной бактерии Bacillus thuringiensis. Эффективны в отношении четырех сотен разных видов насекомых.

В настоящее время 80–90 % всех инсектицидов – это препараты на основе этого патогена.

Действие препарата простое: бактерии и их токсины, попадая с пищей внутрь насекомого, повреждают внутренние органы, вызывая тем самым паралич и следом – гибель насекомых на 3–5-е сутки после обработки. Максимум эффекта достигается примерно на 10-е сутки.

• Безопасны для растений, пчел, рыб и животных.
• Не накапливаются в растениях и плодах. Безвредность для растений позволяет их использовать в любую вегетативную фазу растений, в том числе перед снятием урожая.

• Действие препарата ограничено обработанными участками.
• У препаратов замедленное действие по сравнению с классическими препаратами. то есть токсический эффект у бактериальных инсектицидов ниже, чем у химических аналогов.
• Эффективность снижается под влиянием неблагоприятной погоды (дожди, УФ-излучение, низкая температура воздуха).
• Применение возможно только при малой или средней численности вредителей, при температурах не ниже +16 °С.

Класс опасности для человека: 3–4

Препараты нетоксичны или малотоксичны для человека. Но, как и в случае с любыми химпрепаратами, не исключена возможность аллергической реакции.
При попадании на открытые участки тела рекомендуется промыть теплой водой с мылом.

Лепидоцид Действует избирательно в отношении широкого спектра вредных чешуекрылых. Подходит для борьбы с гусеницами на овощных, ягодных, плодовых и декоративных культурах.

Битоксибациллин (БТБ) Эффективен в отношении вредных чешуекрылых насекомых, паутинного клеща и личинок колорадского жука.

опрыскивание лилий в период бутонизации

Бактериальные фунгициды

Препараты на основе бактерий-антагонистов.

Действующие вещества биопрепаратов представляют собой живые клетки и комплекс метаболитов. К бактериальным фунгицидам, применяющимся в настоящее время, относятся препараты на основе бактерий: Bacillus subtilis, Pseudomonas aureofaciens, Pseudomonas fluorescens, Streptomyces lavendulae. Используются для борьбы с различными болезнями плодовых и овощных культур.

• Препараты подавляют размножение фитопатогенных бактерий и грибов.
• Стимулируют иммунитет растений к этим же болезням.

Альбит Регулятор роста растений со свойствами фунгицида и комплексного удобрения. Повышает сопротивляемость растений болезням (корневые гнили, септориоз, бурая ржавчина, мучнистая роса, сетчатая пятнистость, бактериозы, фитофтороз и т. д.).

Бактофит Препарат для борьбы с грибными и бактериальными болезнями овощных и декоративных растений.

Фитолавин Препарат для профилактики и лечения бактериозов, бактериальной вершинной гнили, альтернариоза, черной бактериальной пятнистости.

Фитоспорин­-М Микробиологический препарат, предназначенный для защиты огород ных, садовых, комнатных и оранжерейных растений от комплекса грибных и бактериальных болезней. Защищает растения от мучнистой росы, бурой ржавчины, ризоктониоза, альтернариоза, сухих и мокрых гнилей клубней, фомоза, пероноспороза (ложная мучнистая роса), черной бактериальной пятнистости, бактериального рака, гнили при хранении (белая гниль, серая гниль), фитофтороза, снежной плесени, парши, плодовой гнили, ржавчины, белой пятнистости, ржавой пятнистости, американской мучнистой росы и др.

Вирусы насекомых

Класс пестицидов, содержащих в качестве действующего вещества вирусы, вызывающие болезни насекомых. При их использовании можно снижать численность вредителей до экономически неопасного уровня.

• Вирусы насекомых высокоспецифичны и безопасны для человека, рыб, птиц, теплокровных животных и многих других полезных организмов.
• Требуется более низкая норма применения по сравнению с другими биологическими средствами защиты растений.
• Вирусные биопестициды быстро подвергаются биологическому разложению. Обычно они более совместимы с окружающей средой, чем химические аналоги.
• Перспектива за комплексными препаратами, в состав которых будет входить целый набор различных возбудителей, поражающих насекомых.

• Для поддержания высокого уровня заражения популяции культуру приходится обрабатывать за вегетационный период от 5 до 9 раз.

Класс опасности для человека: 4

Энтомопатогенные нематоды

Действие препаратов основано на том, что нематоды семейства Steinernematidae обладают симбиотической связьюс патогенными бактериями родов Proteus, Pseudomonas, Staphylococcus, Flavobacterium, которые в свою очередь вызывают гибель насекомых.

• Препараты безопасны для животных, полезных насекомых, дождевых червей и растений.

• Короткий срок хранения при небольшом диапазоне температур: +2…+8 °С. Необходимо максимально быстро использовать препарат.
• При комнатной температуре срок хранения не более 7–10 дней (при недостатке растворенного кислорода нематода гибнет).

Класс опасности для человека: 4

Нет препаратов, официально зарегистрированных для ЛПХ (личных подсобных хозяйств), для применения в сельском хозяйстве рекомендованы Немабакт и Энтонем-F.

опрыскивание в период плодоношения

Биопрепараты из экстрактов растений

Используются для предпосадочной обработки семян, клубней и луковиц. В период вегетации растений можно проводить 1–2 корневые и 2–3 внекорневые подкормки растений (по инструкции).

Класс опасности для человека: 4

• Росток
• Силк
• НВ 101 (в оригинале – hb 101)
• Рибав
• Фитозонт

✔ При использовании биопрепаратов важно соблюдать инструкции!
✔ Биопрепараты хранятся обычно около 2 лет (за исключением препаратов с нематодами).
✔ Растворы необходимо готовить непосредственно перед использованием (максимум за пару часов) и использовать сразу.