Біологічні засоби захисту рослин від шкідників і хвороб — важлива, невіддільна складова інтегрованої системи захисту в сучасних агроценозах сільськогосподарських культур, а в захищеному ґрунті — один з основних засобів захисту овочевих культур упродовж вегетації і як єдиний засіб контролю фітофагів і фітопатогенів в період збирання овочів, оскільки згідно із Законом України «Про пестициди і агрохімікати» (ст. 13), застосування хімічних препаратів у теплицях обмежено.
Захист рослин
Суть біологічного методу захисту рослин полягає у застосуванні проти шкідливих організмів їх природних ворогів (хижаків, паразитів, гербіфагів) та продуктів їх життєдіяльності, одержання високоякісної екологічно безпечної продукції за умови збереження біологічного різноманіття біоценозів. Біологічний захист рослин — це регуляція чисельності (біологічний контроль) шкідливих організмів.
Бактеріальні, грибні та вірусні інфекції, які є компонентами природних екосистем і надто поширені в природі, відіграють істотну роль в регулюванні чисельності шкідливих видів комах в певних екологічних ситуаціях.
Одним із перших наприкінці позаминулого століття пілотні наукові експерименти із застосування ентомопатогенних мікроорганізмів для боротьби зі шкідниками рослин провів видатний вітчизняний учений І. Мечников. Він розробив низку дослідів із застосування гриба зеленої мускардини для обмеження чисельності звичайного бурякового довгоносика і обґрунтував перспективи практичного використання патогенних мікроорганізмів, а інтенсивного розвитку біологічний захист набув у 1970-х роках.
У результаті жорсткої концентрації і спеціалізації сільського виробництва, вирощування сортів інтенсивного типу і активне використання потужних техногенних факторів: добрива, техніки, засобів захисту рослин, впровадження сівозміни з короткою ротацією і навіть перехід в ряді господарств до монокультури, призвели до значного зниження біорізноманіття біоти не лише на полях, а й в інших біоценозах агроландшафта, відбулося корінне порушення природних регуляційних механізмів в екосистемах, що спричиняє серйозні негативні післядії екологічного характеру. Сучасне рослинництво характеризується низькою стабільністю фітосанітарного стану (спалахи масового розмноження шкідників, епіфітотії хвороб, широке розповсюдження бур’янів) і значним прогресивним його погіршенням.
Рис. Динаміка застосування засобів захисту в Україні протягом 2000–2019 рр. (дані Департаменту фітосанітарної безпеки, контролю в сфері насінництва та розсадництва Держпродспоживслужби України)
Біологічні препарати
Нині і в Україні назріла потреба біологізації захисних заходів, яка викликана не лише екологічними і соціальними, а й економічними проблемами. Згідно з постановою Ради Європи від 28.06.2007 №834/2007, біологічний метод є основним стратегічним еколого-біологічним заходом контролю шкідливих організмів у посівах сільськогосподарських культур за органічного вирощування.
У різних державах світу для контролю чисельності шкідливих організмів офіційно зареєстровано і застосовується біля 45 природних біологічно активних речовин, 50 феромонів, 60 вірусів, бактерій, грибів, нематод та понад 30 видів ентомофагів.
В Україні дані останнього десятиліття засвідчують про тенденцію до зростання кількості біологічних препаратів, які додано до «Переліку пестицидів та агрохімікатів, дозволених до використання в Україні». Так, якщо кількість біопрепаратів у 2012 році, внесена до «Переліку…» становила тільки 60 найменувань, близько 3,2% загальної кількості зареєстрованих пестицидів, то у 2014 році уже було додано 97 біологічних засобів захисту, 2018-го — 145 біопрепаратів, а наразі «Перелік…» містить 153 біологічних препарати. Створена велика кількість біологічних препаратів на основі різних видів мікроорганізмів, не лише для захисту рослин від шкідників і хвороб, а й для підвищення врожайності, засвоєння, зв’язування і фіксації атмосферного азоту, мобілізації важкодоступного фосфору з ґрунту.
Асортимент біологічних засобів представлено переважно (на 80%) мікробіопрепаратами, частка ентомофагів в умовах відкритого ґрунту становить близько 30%, де застосовують переважно кілька видів трихограми, а в захищеному ґрунті амблісейус, фітосейулюс, енкарзію, макролофуса, афідіуса, галицю афідімізу.
Найбільшу частку в структурі біологічних засобів захисту становлять біопрепарати для поліпшення живлення і підвищення врожаю сільськогосподарських культур — 34,1%. Збільшилась кількість біопрепаратів для засвоювання атмосферного азоту (33 препарати проти 27 в попередні роки) і становили 23,5%, а також комплексні біопрепарати — 25,0%. Для захисту сільськогосподарських культур від шкідників додано 13 препаратів, що становить 7,1%, мишоподібними гризунами — 1 препарат на основі бактерії Salmonella enterides var. Issachenko. Частка біопрепаратів для мобілізації важкодоступного фосфору з ґрунту — 2,4%, для стимуляції росту — 6 препаратів. Варто зазначити, що вперше до «Переліку…» внесено протинематодний біопрепарат, а також біоінсекто-фунгіцид для захисту від шкідників і хвороб.
Наразі є певний арсенал біологічних засобів, які без шкоди для навколишнього природного середовища можуть контролювати чисельність шкідливих організмів у біоценозах, дозволяють отримувати високоякісну продукцію. Нині воїхни застосовують у всіх областях країни у різних агроценозах, але обсяги їх використання потребують розширення.
Обсяги захисних обробок
Упродовж 2000–2005 рр. площі обробок проти шкідників і хвороб із застосування захисних заходів становили від 12,9 до 23,3 млн гектарів, а частка біологічного методу — 1,1–1,9 млн (8,0–8,5%). В наступні п’ять років обсяги застосування засобів захисту збільшилися до 24,1–38,6 млн гектарів, а біологічних засобів становили 0,7–2,1 млн гектарів (3,0–5,4%). Істотно підвищилися обсяги захисних обробок у 2011–2015 рр. до 43,9–45,9 млн гектарів за показників застосування біологічних засобів на рівні 2,0–2,3 млн гектарів, що становило 4,2–5,3%. Протягом 2016–2020 рр. засоби захисту застосовували на площах від 45,2 до 53,2 млн гектарів, а біологічні засоби — від 1,8 до 2,6 млн, частка яких — в середньому близько 4%.
Слід зауважити, що значно відрізняється динаміка та структура застосування біологічного методу захисту рослин проти шкідників і хвороб в посівах сільськогосподарських культур. Найбільші обсяги внесення біологічних препаратів здійснюють проти мишоподібних гризунів, підгризаючих і листогризучих совок, стеблового метелика та комплексу шкідників в овочевих і зернових агроценозах і в плодових насадженнях.
До 2009 року внесення біологічних препаратів проти мишоподібних гризунів досягало 40,1–77,8% усіх оброблюваних біологічними засобами площ. За період 2010–2020 рр. частка біологічного методу захисту від цих шкідників знизилась від 25,1 до 8,1%.
Великі обсяги захисних заходів із застосуванням біологічного методу до 2008 року здійснювали для контролю чисельності озимої та інших підгризаючих совок, що досягали 29,4% усіх оброблюваних біологічними засобами площ. В наступні роки ці показники знизилися до 0,6%, а у 2020 році із запланованих робіт із біологічного захисту на площі 97 тис. гектарів було оброблено лише близько 1 тис. гектарів.
Застосування біологічних засобів в агроценозах зернових культур здійснюється переважно для захисту від хвороб. Так, із 2003 по 2009 рр. обробляли невеликі площі, в межах від 20 до 73 тис. гектарів, що становило 1,9–6,2 % усіх захисних робіт. Але з 2012 року біологічний метод на зернових культурах почали впроваджувати для захисту і від шкідників. Так, у 2014 році проведено захисні заходи проти шкідників на площі 116,0 тис. гектарів, від хвороб — 112,3 тис., з 2,3 млн гектарів оброблюваних біологічними засобами площ.
Дані щодо застосування біологічного методу в плодових насадженнях засвідчують про незначні оброблені площі, в середньому від 2 до 3 тис. гектарів. З 2009 року біологічний захист садів включає обробки біологічними засобами від шкідників і хвороб на площах від 3 до 12 тис. гектарів, у 2010–2017 рр. оброблено в межах 14,7–26,8 тис. гектарів.
На посадках картоплі до 2008 р. біологічні препарати застосовували тільки для захисту від шкідників на площі 14,5 тис. га. Починаючи з 2009 року об’єми застосування біологічних засобів значно збільшилися, їх почали застосовувати і для захисту від хвороб.
Спостерігається тенденція до збільшення обсягів обробок біологічними засобами проти шкідників і хвороб на овочевих культурах. Якщо у 2000–2008 рр. біологічні засоби застосовували на площах 2–3 тис. гектарів, то у 2009–2014 рр. обсяги біологічних обробок зросли до 34 тис. гектарів, а за 2015–2017 рр. збільшились на 23,5% і становили вже близько 80,0 тис. гектарів.
На незначних площах (до 1,5 тис. гектарів) застосовують біологічні засоби на виноградній лозі проти шкідників і хвороб.
Велике значення в підтриманні рівноваги в агроекосистемах має застосування ентомофагів, серед яких у відкритому ґрунті провідне місце належить трихограмі. Застосовують трихограму переважно в посівах зернових, кукурудзи, соняшнику, цукрових і столових буряків, овочевих, зернобобових культур і багаторічних трав проти лускокрилих шкідників на площі 2,5– 3,0 млн гектарів.
Розроблення біопрепаратів
Наразі актуальним було і є проблема розроблення нових ефективних і екологічно безпечних біологічних препаратів на основі різних біоагентів.
Виробництво біопрепаратів полягає в розмноженні в штучних умовах виділених із довкілля найбільш високоактивних мікроорганізмів і створення умов для їх життєдіяльності. І якщо на початку розробляння перших біологічних засобів захисту рослин переважали препарати проти фітофагів, то протягом останніх років асортимент біопрепаратів істотно розширюється з кожним роком новими препаратами, які стримують розвиток збудників хвороб і підвищують імунітет рослин. Перспективні біологічні препарати комплексної дії, які забезпечують захист культур від двох і більше видів шкідливих організмів.
Як показує багаторічний досвід, для розширення застосування біологічних препаратів в агроценозах, успішного і економічно рентабельного використання біологічних засобів потрібно:
• постійно контролювати їхню якість, що дозволить гарантувати якість біопродукції і ефективність захисної дії проти шкідливих організмів в агроценозах. Важливою умовою отримання якісних біопрепаратів є ретельне дотримання технологічних параметрів виготовлення біопрепаратів на всіх етапах. Слід зазначити, що найвідповідальнішим етапом є отримання маточних культур мікроорганізмів;
• біологічні засоби слід застосовувати в чітко розроблених програмах, складовими яких є постійний і своєчасний моніторинг фітосанітарного стану агроценозів сільськогосподарських культур. Досить гостро стоїть проблема із забезпечення господарств феромонними пастками, використання яких дозволить оптимізувати застосування біологічних засобів захисту і підвищити їх ефективність;
• проводити системні дослідження з розробки і впровадження в дослідно-виробничих умовах зональних технологій комплексної біологізації захисту рослин, створювати на базі біолабораторій, переважно регіонального значення, спеціалізоване виробництво біологічних засобів захисту рослин широкого спектра використання;
• удосконалювати технології виробництва біологічних препаратів, за зменшення їх трудомісткості і енергозатратності. Особливої уваги в цьому напрямку потребує підбір компонентів живильних середовищ, доступних виробникам, розробка екологічно безпечних безвідходних глибинних технологій виробництва біопрепаратів, підбір штамів-продуцентів.
Упровадження біологічних препаратів на основі нових штамів мікроорганізмів і інтродукція їх в агроценози дозволить поліпшити фітосанітарний стан внаслідок суттєвого зниження пестицидного навантаження і збільшення корисної мікрофлори, отримати високоякісну екологічно безпечну продукцію, яка буде конкурентоспроможна, як на українському, так і європейському ринках.
Перспективи застосування біологічних засобів захисту в інтегрованих системах захисту рослин в Україні оптимістичні. Є всі підстави вважати, що обсяги їх застосування будуть із кожним роком збільшуватися, і цей напрям у землеробстві розвиватися й надалі.
Ганна ТКАЛЕНКО, д-р с.-г. наук, завідувачка лабораторії, Інститут захисту рослин НААН
