Розвиток біологізації захисту рослин в Україні - важлива наукова і виробнича проблема, від успішного розв’язання якої значною мірою залежить рівень конкурентоспроможності продукції сільського господарства на світовому, європейському і внутрішньому ринках та збереження довкілля і, тим більше, на сучасному етапі, коли Україна вступила в СОТ і тримає курс на інтеграцію у ЄС, на ринок органічної продукції рослинництва, вирощеної з переважним застосуванням біотехнологій і мінімумом засобів хімізації.
Пріоритет у галузі застосування мікроорганізмів для боротьби зі шкідниками і хворобами належить українським ученим. Саме в Одеському університеті Мечников виявив, що бактерії можна використовувати проти шкідників зернових. На замовлення тоді Одеського земства було засновано першу в світі біолабораторію, у якій і напрацювали мікробні біологічні препарати для боротьби з комахами - фітофагами. Пізніше досить плідно працювали над цією проблемою видатні вчені Поспєлов, Теленга, Лаппа, Гораль та інші. Ефективність дії біопрепаратів зумовлена інсектицидною і антагоністичною активністю мікроорганізмів до шкідників чи збудників хвороб сільськогосподарських культур. Екологічна безпечність біопрепаратів бездоганна, адже застосування мікроорганізмів, які виділені з об’єктів довкілля, є частиною кровообігу речовин у природі. Використання біологічних препаратів для захисту рослин є безпечним ще й тому, що кількість мікроорганізмів саморегулюється, знижується, йде на спад чисельність популяції фітофагів чи збудників хвороб, зменшується і кількість природних мікроорганізмів. Виробництво біопрепаратів полягає у розмноженні в штучних умовах виділених з довкілля найбільш високоактивних мікроорганізмів та створення умов для їх життєдіяльності.
І якщо в перші роки з часу розробки перших біологічних засобів захисту рослин переважали препарати проти фітофагів, то протягом останніх років асортимент біопрепаратів істотно розширюється з кожним роком за рахунок нових препаратів, які стримують збудників хвороб і підвищують урожайність рослин. Перспективні біологічні препарати комплексної дії, які забезпечують захист культур від двох і більше видів шкідливих організмів.
У світовій практиці для контролю чисельності шкідливих організмів офіційно зареєстровано і застосовується 30 природних біологічно активних речовин, 45 феромонів, майже 60 вірусів, бактерій, грибів, нематод та понад 30 видів ентомофагів.
В Україні в 2010–2011 роках асортимент біологічних препаратів, включених до «Переліку пестицидів та агрохімікатів в Україні», не перевищував 30 найменувань (із них - 9 препаратів для захисту сільськогосподарських культур від хвороб, 4 - для захисту від фітофагів, із них 2 - проти мишовидних шкідників і 17 - для підвищення урожайності й імунітету рослин), що становило 2,1% від загальної чисельності зареєстрованих та дозволених до використання пестицидів та агрохімікатів. Дані 2012 року свідчать про те, що спостерігається тенденція до зростання біологічних засобів захисту, які включені до «Переліку пестицидів та агрохімікатів в Україні». Так, кількість біопрепаратів уже нараховує 60 найменувань, що становить близько 3,2% від загальної кількості пестицидів.
Найбільшу частку в структурі біологічних засобів захисту мають біологічні препарати для поліпшення живлення і підвищення врожаю сільськогосподарських культур - 61,7%. Їх кількість відчутно збільшилась порівняно з попередніми роками з 17 до 39. Біопрепарати для захисту культур від хвороб сягають 20% (11 препаратів проти 9 в попередні роки). Для захисту сільськогосподарських культур від шкідників включено 8 препаратів, що становить 16,7%, для боротьби з мишовидними гризунами 2 препарати - 1,6% (рис. 1).
Рис. Структура біологічних засобів захисту, включених до «Переліку пестицидів та агрохімікатів в Україні» в 2012 році
Біологічні препарати для захисту рослин від шкідливих організмів - це біологічні засоби боротьби зі шкідниками, збудниками хвороб рослин і бур’янами, основою яких є агенти біологічної природи (живі мікроорганізми або продукти їх життєдіяльності). В основу біологічних препаратів покладено корисні для захисту рослин мікроорганізми або продукти їх життєдіяльності, що викликають захворювання і загибель шкідників рослин. Ці мікроорганізми, як правило, виділяють із загиблих у природі шкідників. Хвороби членистоногих дуже поширені в природі, відомо близько тисячі видів мікроорганізмів, що їх викликають.
За видовою належністю, залежно від природи діючого початку, їх поділяють на три основні групи:
- Бактеріальні - виробляються на основі різних видів бактерій у боротьбі зі шкідниками і гризунами, проти фітопатогенів - бактерій-антагоністів;
- Грибні - основою є гриби - ентомопатогени з широким спектром дії проти шкідників, та мікроби - антагоністи і гіперпаразити проти хвороб;
- Вірусні - виготовляються на основі ентомопатогенних вірусів. Висока специфічність цієї групи обумовлює їх дію переважно на одного шкідника.
За механізмом дії на шкідливі організми мікробіологічні препарати діляться на декілька груп: препарати кишкової дії (бактеріальні, вірусні), контактної (грибні), комбінованої (грибні і деякі бактеріальні).
За токсикологічною оцінкою біопрепарати відносяться до нешкідливих речовин. ЛД50 для теплокровних становить 6000–15000 мг/кг, СК50 для риб - 500–600 мг/кг. Термін очікування (час від моменту застосування до збирання урожаю) не перевищує 2–3 дні.
За кількістю штамів у препаратах біопрепарати поділяють на моноштамові (виготовлені на основі одного штаму мікроорганізмів) і препарати на основі двох або декількох штамів мікроорганізмів, що належать до різних систематичних груп. Більшість біологічних препаратів є моноштамовими. Але упродовж останніх десятиліть в Україні та інших країнах розроблено ряд ефективних біопрепаратів на основі двох або декількох штамів мікроорганізмів.
Біологічні препарати випускають у вигляді сухих і змочуваних порошків, пастоподібних, гранульованих, рідких форм. Виробничі форми мають у своєму складі наповнювачі, стабілізатори, прилипачі, що дає можливість застосовувати їх за допомогою сучасної апаратури для обприскування.
За спрямованістю дії біологічні препарати поділяють на такі, що:
- захищають рослини від фітофагів, фітопатогенів, мишовидних гризунів;
- підвищують стійкість рослин до фітопатогенів;
- поліпшують живлення (азотне, фосфорне, калійне) і підвищують урожайність рослин;
- стимулюють ріст і розвиток рослин біологічно активними сполуками;
- поліпшують структуру і родючість ґрунту.
Застосування біопрепаратів має ряд переваг перед хімічними засобами рослин, зокрема:- висока біологічна активність відносно сприйнятливих видів шкідників;
- післядія, що проявляється у загибелі шкідників у наступних фазах розвитку та в наступних поколіннях і вибірковість дії, безпечність для ентомофагів та комах-запилювачів;
- відсутність виникнення стійкості у комах до мікроорганізмів;
- безпечність для теплокровних тварин і людини, відсутність фітотоксичності та впливу на смакові якості продукції, малий строк очікування, можливість застосування в різні фази вегетації рослин та відсутність загрози нагромадження токсичних речовин у навколишньому середовищі.
Біологічні препарати, як правило, діють повільніше, ніж хімічні. Так, загибель комах під дією бактеріальних препаратів на основі кристалоутворюючих бактерій настає на третю-п’яту добу після обробки, а максимальна - на десяту-одинадцяту. Проте після їх застосування комахи швидко припиняють живлення, і пошкодження рослин значно зменшується.
У багатьох ентомопатогенних мікроорганізмів спостерігається значний ефект післядії: зниження плодючості комах, що вижили після обробки біопрепаратами, зменшення виплодження личинок і подальше послаблення їх життєздатності.
Проти шкідників і хвороб біологічні препарати застосовують наступними способами
Обробка насіння перед висіванням. Посортоване насіння замочують у 1%-робочій суспензії біопрепаратів (1–2 мл/кг) у день висіву за одну-три доби до сівби на 4–6 годин. Обробку насіння біопрепаратом необхідно проводити у затінку, уникаючи дії прямих сонячних променів.
Внесення у грунт перед висіванням насіння або висадкою розсади на постійне місце. Біопрепарат вносять за 5–6 днів до висівання насіння або безпосередньо перед висівом насіння чи висадкою розсади на постійне місце. За цього способу підвищується вміст корисної мікрофлори і забезпечується захист рослин від ураження ґрунтовими патогенами з самого початку їх розвитку.
Обробка кореневої системи розсади. У разі застосування цього способу кореневу систему рослин обприскують 3–5% робочим розчином біопрепаратів або опускають у розчин на 2–3 години перед висаджуванням.
Обприскування рослин. Для обприскування рослин застосовують робочу суспензію препарату в концентраціях: 0,1%, 0,2%, 0,5%, 1,0%. Робочу рідину слід використовувати у день приготування. Норма витрати робочої рідини 400–1000 л/га.
Полив рослин. Проводять у зоні кореневої шийки 1% робочою рідиною, при висаджуванні і повторюють через 25–30 днів у період вегетації з розрахунку 150–200 мл/рослину.
На ефективність біопрепаратів великий вплив мають такі фактори: опади, вітер, температура, сонячне освітлення, антимікробна реакція рослин, низька якість їх обробки. При цьому останнійі з вищезгаданих факторів має найбільше практичне значення. Тому при застосуванні біопрепаратів необхідно насамперед домагатися високої якості обробки рослин.
Велике значення має дотримання строків застосування препаратів. Найбільш ефективна обробка рослин проти гусениць та личинок І-ІІІ віків, оскільки личинки старших віків відзначаються підвищеною стійкістю проти патогенів.
Від якості залежить і кількість обробок, які забезпечують захисний ефект. Крім того, необхідно дотримуватись норм витрати препарату, що забезпечує оптимальну кількість діючого початку в робочій рідині.
Обробки біопрепаратами проводять за температури 22–28оС вранці або ввечері, за відсутності сонячної інсоляції. Мінімальні пороги для обробок - 13–14оС.
Значно підвищує ефективність додавання до робочої рідини меласи, ОП-7, полівінілацетату (0,05%), прилипача Липосам, які утримують робочий розчин біопрепарату на поверхні оброблених рослин і сприяють збереженню його патогенності. Патогенність біопрепаратів зберігається близько 10 днів після обробки, а з додаванням прилипачів - до 20 днів. Найбільш ранній строк застосування біопрепаратів - за 1–2 дні до виходу гусениць з яєць.
При обприскуванні дотримуються також вимог щодо виготовлення робочої суспензії біопрепаратів. Робочий розчин слід використати зразу після приготування або зберігати не більше 3–5 годин у захищеному від світла місці. Із сухих і змочуваних порошків готують попередньо маточну культуру. Для приготування робочої суспензії сухі біопрепарати заливають невеликою кількістю холодної води, ретельно перемішують і доводять водою до розрахованого рівня.
Кратність обробок залежить від чисельності шкідників, ураженості фітопатогенами, тривалості періоду шкідливості і розвитку шкідників і хвороб. Біологічні препарати застосовують на різних фазах розвитку рослин, в т.ч. незадовго до збирання урожаю.
Як показує багаторічний досвід, для успішного й економічно рентабельного використання біологічних засобів необхідно постійно контролювати їх якість, оскільки переважна більшість виробників біологічної продукції, на превеликий жаль, не супроводжують свою продукцію гарантіями щодо якості, що не забезпечує ефективність застосування біопрепаратів проти шкідливих організмів в агроценозах. Крім того, біологічні засоби слід використовувати в чітко розроблених програмах, складовими яких є постійний моніторинг фітосанітарного стану.
