Методы биологической борьбы с сельскохозяйственными вредителями

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Украины

Донецкий национальный университет

Биологический факультет

Кафедра ботаники и экологии

Реферат

МЕТОДЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ БОРЬБЫ С СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМИ ВРЕДИТЕЛЯМИ

Исполнитель:студентка группы 3-А

биологического факультета

Тросюк Т. В

Руководитель Сафонов А. И

Донецк 2009

Содержание

Введение

1. История развития биологических методов борьбы

2. Примеры использования некоторых биопрепаратов

3. Разработка и применение методов биологической борьбы сегодня

3.1 Использование Bacillus subtilis 63Z в защите корнеплодов моркови от поражения болезнями

3.2 Хищный тепличный клоп против вредителей овощных культур закрытого грунта

3.3 Эффективность обработки семян сои сорта Витязь - 50 биологическими средствами в условиях Крыма

Вывод

Список литературы

Введение

С давних времен человек ведет борьбу с вредителями сельского хозяйства и переносчиками различных заболеваний. В середине этого века, когда в широких масштабах начали применять химические вещества, казалось, что окончательная победа над нашими извечными врагами уже близка. Однако химикаты убивали не только вредных, но и полезных насекомых, отравляли птиц, животных. В связи с этим возникла необходимость выработки новых методов борьбы с коварным противником. Наиболее перспективными из них являются биологические способы уничтожения вредителей. Именно поэтому так важно раскрыть эту тему сейчас, когда состояние окружающей среды ухудшается с каждым днем, чтобы понять как получать наибольший результат от природы, не загрязняя при этом ее и не нарушая естественных процессов, протекающих в ней

борьба вредитель биологический тепличный

1. История развития биологических методов борьбы

Вред, приносимый растениям болезнями и вредителями, был известен человеку ещё в глубокой древности. Так, в ассирийских клинописях и египетских фресках (3-е тыс. до н. э.) упоминается об опустошительных налётах пустынной саранчи; у древних греческих и римских писателей находят описания ржавчины, головни, рака деревьев и др. болезней, считавшихся проявлением «гнева божьего». В начале 18 в. делаются попытки классификации болезней растений (французский ботаник Ж. Турнефор). Во 2-й половине 18 в. многочисленными опытами доказывается заразность многих болезней (в России -- А. Т. Болотов, во Франции -- А. Тиллет, в Италии -- Ф. Фонтана, в Дании -- Я. Фабрициус и др.). Во 2-й половине 19 в. немецким учёным А. де Бари, русским -- М. С. Ворониным и др. были открыты новые виды фитопатогенных грибов, изучены их морфология, особенности развития. С 19 в. появляются также работы обобщающего характера о вредных насекомых. Огромные убытки, нанесённые экономике многих стран во 2-й половине 19 в. вредными насекомыми и болезнями (филлоксера, саранча, фитофтороз картофеля и др.), вызвали необходимость централизации их изучения и разработки мер борьбы с ними. В разных странах появляются государственные бюро, департаменты, управления по энтомологии и фитопатологии, организуются научно-исследовательские работы. В США в 1853 учреждается должность энтомолога штата, с 1888 появляются энтомологические станции. В России в конце 70 -- начале 80-х гг.19 в. организуются постоянно действующие Одесская и Харьковская энтомологические комиссии; в 1887 впервые учреждается должность губернского энтомолога, в 1894 при Департаменте земледелия создаётся Бюро по энтомологии, которым заведовал И. А. Порчинский, много сделавший по организации защиты растений. в стране. С 1904 возникают энтомологические станции в Киеве, Воронеже, Харькове, Ставрополе, Ташкенте и др.; при некоторых сельскохозяйственных опытных станциях организуются отделы энтомологии. Фитопатологические исследования в 1903--07 проводит Центральная фитопатологическая станция при Петербургском ботаническом саде; с 1907 при Департаменте земледелия учреждают Бюро по микологии и фитопатологии. К 1916 в России насчитывалось 30 учреждений по защите растений. В конце 19 -- 1-й половине 20 вв. были открыты тысячи новых видов фитопатогенных грибов, бактерий, вирусов, нематод (русские учёные А. А. Ячевский, Д. И. Ивановский, И. Л. Сербинов, Г. К. Бургвиц, американские -- Э. Смит, У. Стэнли и др.); изучаются видовой состав главнейших вредителей, их биология и физиология. В основе фитопатологических и энтомологических исследований лежат принципы и методы экологии и биоценологии. Совершенствуются меры борьбы с вредными организмами. Развиваются агротехнические, биологические, химические, биофизические и другие методы борьбы, включающие как способы прямого уничтожения вредных организмов, так и косвенные воздействия через факторы среды, растения-хозяина или комплекс других организмов, связанных в развитии с вредителями или другими патогенами. Русскими учёными Н. М. Кулагиным, Н. В. Курдюмовым и др. впервые выдвигается принцип комплексного дифференцированного использования методов защиты растений и прежде всего профилактических, дающих, как правило, наибольший успех.

Первые успешные опыты использования полезных насекомых были осуществлены в Китае (применение хищных муравьев против гусениц и др. вредителей). В 1855 американский энтомолог А. Фитч попытался акклиматизировать в США одного из паразитов пшеничного комарика. Более активные и широкие исследования начинаются в конце 19 в. В США против вредителей, завезённых из других стран, интродуцируют и акклиматизируют энтомофагов: из Австралии в Калифорнию для борьбы с австралийским желобчатым червецом -- хищного жука родолию (1888), с мучнистыми червецами -- криптолемуса (1892); в начале 20 в. из Европы и Японии интродуцируют комплекс энтомофагов непарного шелкопряда. К 70-м гг. 20в. в США из 520 видов завезённых энтомофагов акклиматизировалось 115. Развитие биологического метода в США связано с именами учёных Ф. Е. Фландерса, С. П. Клаузена, Ф. Г. Симмондса и др. Подобные работы ведутся в Канаде. Начало аналогичным исследованиям в России положено И. И. Мечниковым (1879), использовавшим гриб -- возбудитель зелёной мускардины против хлебного жука и свекловичного долгоносика. Важное значение имели работы И. М. Красильщика, И. А. Порчинского, И. В. Васильева, Н. В. Курдюмова, И. Я. Шевырёва, В. П. Поспелова, Н. А. Теленга и др. учёных. Методы применения паразитов и хищников вредных насекомых в СССР были различны. Эффективными в борьбе с вредителями, завезёнными из др. стран стали интродукция и акклиматизация энтомофагов, ограничивающих их численность на родине. Например, с помощью завезённого (1931) из Австралии хищного жука родолии ликвидированы очаги австралийского желобчатого червеца; с помощью завезённого (1926, 1930) из США паразита афелинуса ведётся эффективная борьба с красной кровяной тлёй. Местные виды энтомофагов используются методом сезонной колонизации. Например, разводят в специальных биолабораториях и затем выпускают на посевы паразита яйцееда трихограмму против вредных совок, плодожорок и шелкопрядов; жука криптолемуса против мучнистых червецов на цитрусовых культурах и виноградниках; псевдафикуса против червеца Комстока; хищного клеща фитосейулюса против паутинных клещей в теплицах и.т.д.

Для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур в ряде стран используют также и патогенные для них грибы, бактерии и вирусы. В СССР было налажено (1962) производство бактериального биопрепарата энтобактерина, успешно применяемого против комплекса листогрызущих вредителей; в сочетании с пестицидами используют грибной биопрепарат боверин против колорадского картофельного жука и др.; изучаются и другие препараты. Разрабатываются методики накопления вирусов ядерного полиэдроза против непарного и соснового шелкопрядов, капустной совки и др., вирусов гранулёза против озимой и зерновой совок и других вредителей. В США вирусные препараты используют против подгрызающих совок, люцерновой желтушки, соснового пилильщика, непарного шелкопряда и др. Ведётся также разработка биологического метода борьбы с болезнями растений и сорняками. В природе нередки случаи вторичного паразитизма, например грибов на грибах, вызывающих болезни растений. Так, на ржавчинных грибах часто паразитируют несовершенные грибы Tuberculina persicina и другие, на мучнисторосяных Cicinnobolus cesatii. На основе почвенного сапрофитного гриба-антагониста триходермы создан (1962) биопрепарат триходермин, подавляющий при внесении в почву возбудителей болезней льна, зерновых культур и вилта хлопчатника. В ряде стран имеются большие достижения в использовании антибиотиков против болезней растений. Для борьбы с сорняками, занесёнными из других стран, ввозят и акклиматизируют уничтожающих их растительноядных насекомых. Так, в Австралии в 50-х гг. 20 в. на огромных площадях был уничтожен злостный сорняк кактус опунция с помощью завезённой из Америки кактусовой огнёвки; в США с помощью листоеда Chrisolina quadrigemina и златки Agrilus hyperici был уничтожен продырявленный зверобой и.т.д. В СССР ведутся работы по акклиматизации врагов завезённого из Америки злостного сорняка амброзии и расселившегося из Средней Азии горчака ползучего. В СССР применяли микробиологический метод борьбы с крысами и мышевидными грызунами -- искусственно заражали грызунов болезнетворными микробами, вызывающими губительные эпизоотии. В Австралии против кроликов используют вирус миксоматоза. [3]

2. Примеры использования некоторых биопрепаратов

Лепидоцид и битоксибациллин традиционно применяются в овощеводстве, плодоводстве, виноградарстве для защиты от гусениц более 40 видов чешуекрылых. Они характеризуются экологической безопасностью, благодаря высокой селективности, и суммарной эффективностью. Последняя складывается из первичного летального исхода, антифидантного эффекта и действия сублетальных доз, выражающегося в нарушении метаморфоза, снижении репродуктивности насекомых и жизнеспособности следующих поколений

Битоксибациллин, использовали для защиты картофеля, томатов, баклажанов от колорадского жука - приводил к гибели 81-95 % вредителей. В садах Краснодарского края он на 73-83 % был эффективен против красного плодового клеща и калифорнийской щитовки.

Лепидоцид в виде суспензионного концентрата нашел широкое применение в системах защиты хвойных и лиственных культур от шелкопрядов, пядениц, листоверток и других вредителей. Ежегодно, начиная с 1997 г., лепидоцидом обрабатывается от 150 до 250 тыс. га лесов России с биологической эффективностью 75-95 %.

Для защиты растений от болезней наиболее известны препараты на основе бактерий двух родов - Pseudomonas и Bacillus. Их действующим элементом являются живые клетки штаммов бактерий, которые в процессе вегетации активно заселяют поверхность корней и листьев, положительно влияют на жизнедеятельность растений, препятствуют поражению их фитопатогенными бактериями и грибами.

Планриз известен с начала 90-х годов и достаточно широко применялся для защиты от болезней зерновых, технических, овощных и плодово-ягодных культур. Изготавливался, в основном, биолабораториями.

Препараты на основе бактерий рода Bacillus - к ним относится бактофит - имеют преимущество из-за способности действующих элементов к спорообразованию, позволяющему им длительное время сохранять свою жизнеспособность и активность в почве. Бактофит выпускается в виде удобного для использования суспензионного концентрата и имеющего длительный гарантийный срок хранения смачивающегося порошка. Рекомендован для использования на зерновых и овощных культурах. Активно исследуется его эффективность и на других культурах. В частности, испытаниями показан достоверно хороший результат от использования бактофита на виноградниках: в условиях повышенной влажности препарат обеспечивал высокоэффективную защиту (80,6-99,4 %) от оидиума. Опрыскивание виноградников во время цветения улучшало завязываемость и выполненность гроздей, при этом масса гроздей увеличивалось на 21-24 %. Испытания на яблоне против парши показали высокую фунгицидную активность препарата в норме 2 л/га и на плодах, и на листьях (96,6-99 %). Многообещающие данные получены при испытаниях бактофита на технических культурах. Обработка семян подсолнечника в норме 3 л/т положительно сказывалась на устойчивости вегетирующих растений к фомопсису и серой гнили. Отмечался и высокий ростстимулирующий эффект: всхожесть семян повышалась на 3- 4 %, длина первичного корня превышала контрольные на 19-25 %. Перспективно применение бактофита на сахарной свекле против церкоспороза. Исследованиями ВНИИБЗР установлено, что препарат снижал развитие болезни на 67 %. Повышение урожайности в сравнении с контролем (без обработки) было на уровне 40 ц/га, химическим эталоном - 3-4 ц/га. Биологическая эффективность была на уровне химического фунгицида, но при этом обработка бактофитом обходилась в 2 раза дешевле. [8]

3. Разработка и применение биологических методов борьбы сегодня

В уставе Международной организации биологической защиты растений этот метод определяется как «использование живых существ или продуктов их жизнедеятельности для предотвращения или снижения ущерба, причиняемого вредными организмами». [2]

В основе большинства биологических методов лежит:

1. во-первых, естественная взаимосвязь живых существ в природе, выстраиваемые отношения хищника и жертвы и складывающийся в этой связи естественный баланс вредных и полезных для человека организмов;

2. во-вторых, реакция вредителей на химические или физические возбудители и раздражители, такие как звук, свет, гормоны, тормозящие развитие вредных организмов, и половые гормоны - феромоны, позволяющие регулировать активность вредителей.

Сельскохозяйственный участок - это живой организм, микромир, созданный на ограниченной территории, но не оторванный от окружающего мира. Близкие к естественным, природным методы ведения и обустройства хозяйства без сильнодействующих химикатов, а также видовое разнообразие растений на нем являются главными предпосылками для постепенного установления равновесия между желательными и нежелательными живыми организмами. Если естественный баланс будет достигнут, мы будетем

избавлены от необходимости бороться с нашествием вредителей, так как численность их популяции будет контролироваться и поддерживаться на постоянном уровне птицами, насекомыми, другими организмами, которые питаются вредителями. [1]

На современном этапе биологические методы уже широко используются а также продолжают активно разрабатываться новые. Рассмотрим некоторые примеры.

3.1 Использование Bacillus subtilis 63Z в защите корнеплодов моркови от поражения болезнями

На моркови распространены и вредны почти все виды патогенов, которые поражают корнеплодные растения, но наибольшие потери приносят болезни в период сохранения: белая, серая, черная бактериальные гнили и формоз. В некоторые годы после зимнего сохранения потери корнеплодов от гнилей достигали 30-50%. В Институте микробиологии и вирусологии имени Д.К. Заболотного Национальной академии наук Украины ведется научная работа по созданию и изучению биопрепаратов на основе анаэробных спорообразующих бактерий рода Bacillus

.

Рисунок 1 Bacillus subtilis

При первом заражении моркови в лабораторных условиях действие этанола оказалось выше, чем биопрепарата: через 45 дней сберегания поражение возбудителем белой гнили корнеплодов моркови составляло для контроля 100%, обработка Bacillus subtilis 63Z - 70,1%, обработка Фундазолом - 46,2%. Следует обратить внимание, что образованные при обработке Bacillus subtilis 63Z склероции были намного меньшего размера, нежели в контроле.(0,5 см против 1,5-2см).

Последующее инфицирование было проведено собранными с корнеплодов моркови, обработанной Bacillus 63Z склероциями. Через 20 дней были получены следующие результаты:

Рисунок 2 Белая гниль моркови

Рисунок 3Морковь, пораженная Alternaria radicina

Таблица1 Развитие белой гнили на корнеплодах моркови, инфецированных склероциями возбудителя S. sclerotiorum

То есть мы видим, что уже вторая повторная обработка приводит к тому, что склероциев белой гнили не образуется совсем, а значит, не будет происходить дальнейшего инфицирования.

Кроме того, в условиях сохранения моркови часто один и тат же корнеплод был поражен различными возбудителями одновременно. Поэтому было исследовано, как поведут себя основные патогенны про совместном выращивании.

Таблица2 Рост мицелия возбудителей гнилей моркови при совместном их выращивании (in vitro)

В результате было выяснено, что Bacillus subtilis является активным антагонистом возбудителей серой и белой гнили.[5]

3.2 Хищный тепличный клоп против вредителей овощных культур закрытого грунта

Овощеводство закрытого грунта одна из самых интенсивных форм земледелия, которая дает возможность собирать самый большой урожай с единицы площади практически целый год. В закрытом грунте преимущественно выращивают огурцы, помидоры, стручковый перец и баклажаны.

Специфические условия закрытого грунта создают благоприятные условия для массового размножения вредителей. В связи с этим в последнее время большой интерес проявляется по отношению к использованию энтомофагов-полифагов, одним из которых является Macrolophus nubilis. Представители этого вида эффективно сдерживают численность пепельниц, трипс, паутинных клещей и белокрылок. Хищный клоп имеет высокую жизнедеятельность и отличается своей ненасытностью. Питается клоп как животной, так и растительной пищей. Однако при условии отсутствия животной пищи развитие хищника несколько замедляется. Самые активные в питании личинки четвертого и пятого возраста. За свою жизнь одна особь клопа способна уничтожить 3500 яиц или 2500 личинок белокрылки. В опыте питание клопа осуществлялось яйцами зерновой моли.

Таблица1 Количество съеденного корма хищным клопом Macrolophus nubilis по фазам развития

При этом время развития личинок первого возраста - 6 суток, второго - 5 суток, третьего 4 суток, четвертого - 5 суток, пятого возраста - 6 суток, а длительность жизни имаго - около 42 дней.[4]

3.3 Эффективность обработки семян сои сорта Витязь - 50 биологическими средствами в условиях Крыма

Сою поражает около 50 болезней, из них более 30 - грибных, 10 - бактериальных и 6 - вирусных, которые проявляются на всех стадиях развития растения - от прорастания до полного созревания. На территории Украины особенным вредом характеризуются семядольный бактериоз и фузариоз семян, болезни всходов, которые приводят к значительному разрежению посевов.

Обработка семян сои перед посевом способствует его защите при неблагоприятных условиях прорастания, улучшенному и дружному прорастанию. Она уместна при раннем посеве и медленном прорастании при низкой температуре грунта в холодную погоду. Однако протравливание семян сои фунгицидами не всегда обеспечивает прирост урожая. При использовании же биопрепаратов (антагонистов фитопатогенов) может быть достаточно эффективным. Ведь, как указывается в литературе, биопрепараты содержат сложный комплекс биохимических соединений и комплекс живых микроорганизмов, имеют свойство интенсифицировать процессы симбиотической фиксации.

Опыт проводился на черноземе южном малогумусном маломощном на сорте сои Витязь - 50 с использованием 24 биопрепаратов.

Таблица1 Влияние обработки семян сои сорта Витязь - 50 различными биопрепаратами на некоторые параметры развития (фаза-начало наливания бобов) и полевую схожесть (среднее за 2001-2005гг)

Таблица2 Влияние обработки семян сои сорта Витязь - 50 различными биопрепаратами на урожайность (Среднее за 2001-2005гг)

Таким образом, можно сказать, что исследуемые биопрепараты эффективны против широкого спектра болезней, которые являются причиной корневой гнили (белая, серая), фузариозного увядания сои и др. Обработка биопрепаратом семян обеспечивает защиту на протяжение всего периода пребывания его в грунте. На 1 тонну семян необходимо 3 кг биопрепарата, При внесении непосредственно в почву с органическими веществами рекомендуется вносить 60-100г биопрепарата на 1 м²

В ходе опыта было выяснено, что лучшим биопрепаратом для предпосевной обработки семян сорта Витязь - 50 является Ф.М.Б. При его использовании урожайность сои увеличивается на 15-18%.[6]

Сейчас в сельскохозяйственном производстве биопрепараты, к сожалению, не находят такого широкого применения, как пару десятилетий назад. Одна из причин этого - недооценка их положительных качеств и увлечение специалистов высокой стартовой эффективностью химических пестицидов. Желание скорейшего достижения максимального эффекта до сих пор является приоритетным в выборе средств защиты. Однако при этом не учитываются негативные последствия применения химических пестицидов: возникновение резистентных форм фитофагов и фитопатогенов и - как следствие этого - усиление пестицидного пресса; нарушение биологического равновесия в агроценозах, что приводит к вспышкам массового размножения не только доминирующих вредных видов, но иногда и второстепенных; общее ухудшение экологии. [8]

Вывод

Итак, идея биологической борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений в общем-то относительно не нова -- она была полностью сформулирована уже в конце прошлого века. Но тогда она не получила широкого распространения, так как в то время начал ускоренно развиваться другой метод, который казался более простым,-- химический.

Несмотря на недостатки химического воздействия на вредителей земледелия, необходимо заметить, что полный отказ от химических препаратов, без сомнения, приведет к резкому снижению урожая. Поэтому сокращать применение средств химической защиты растений следует постепенно, улучшая технику возделывания сельскохозяйственных культур, вводя в практику сорта растений, устойчивые к заболеваниям, и постоянно расширяя арсенал средств защиты, основанный на использовании достижений биологии, которые сегодня уже достигли значительных результатов.[2]

Например, при выращивании овощных культур в защищенном грунте часто используют интегрированную систему защиты растений. В нее входит применение не только химических средств защиты растений, но и биологических препаратов. Она построена таким образом, что после корневых обработок химическими средствами требуется дополнительное внесение в почву биоагентов, так как химические препараты не обладают избирательным действием и одинаково уничтожают как патогенную, так и полезную микрофлору. [7] Для защиты картофеля от колорадского жука эффективны смеси битоксибациллина с регентом, каратэ, децисом, суми_альфой, фьюри; плодово-ягодных культур - смеси лепидоцида и битоксибациллина с фитовермом, инсегаром, матчем, фундазолом, деланом и др. Хорошие результаты дает применение бактофита в баковой смеси с гербицидами на посевах зерновых культур. В данном случае бактофит играет роль антидепрессанта, защищая культуру от негативного действия химического соединениялареном; 10-17 % - элантом, биатлоном, секатором. Окупаемость затрат на применение бактофита с гепардом экстра увеличивалась в 17,4 раза; фенизаном - 16,8; элантом и лареном - 11,1; биатлоном - 5,2; банвелом - 3,4; октапоном экстра - 2,6 раза. Все перечисленные варианты апробированы и показали эффективность на уровне химических эталонов.

Одним из важных достоинств биологических препаратов является то, что их использование способствует сохранению биоразнообразия окружающей среды, что обеспечивает участие природных агентов в регулировании численности вредных объектов и приводит к восстановлению естественной саморегуляции биоценозов. Введение в системы защиты биопрепаратов обеспечивает увеличение урожая основных культур и повышение качества сельскохозяйственной продукции; возможность отказа от использования ряда дорогостоящих пестицидов; повышение плодородия почв, оздоровление почвенной микробиоты; возможность переориентации хозяйств на производство экологически чистой продукции.[8]

Хотелось бы отметить еще один чрезвычайно важный экологический аспект биологического метода защиты растений. Ученые предупреждают: определяя вредителя, которого мы предполагаем уничтожить, следует всегда помнить о том, что если он полностью исчезнет и оставит свободной свою экологическую нишу, то она может быть занята новым, еще более опасным для нас «захватчиком», которому мы, разумеется, не желая этого, создали благоприятные условия для жизни.

И поэтому не случайно специалисты рассматривают биологический способ защиты растений как средство уменьшения численности вредителей до того уровня, когда они перестают быть практически значимыми.[2]

Список литературы

1. http://lib.rin.ru

2. http://ecologichka.ru

3. http://www.cultinfo.ru/fulltext

4. «Пропозиція» 2007, Хижий тепличний клоп проти шкідників овочевих культур закритого ґрунту, Л. Ющенко, Л. Сидорчук, П. Зубко

5. «Карантин і захист рослин» 2007, №11, Використання Bacillus subtilis 63Z у захисті коренеплодів моркви від ураження хворобами, М.М Кирик, В.В. Бородай, С.В. Лапа

6. «Карантин і захист рослин» 2007, №11, Біопрепарати - проти фітофагів. Ефективність обробки насіння сої сорту Витязь - 50 біологічними засобами в умовах Криму, Є. М Турін

7. «Картофель и овощи» , 2006, №8, Совмещение биопрепаратов с химическими средствами защиты растений, К.В. Чекалова, Н.С. Марквичев и др

8. http://www.z-i-k-r.ru/interest

Размещено на Allbest.ru