Могут ли биологические препараты стать альтернативой химическим пестицидам? Да и ещё раз да! Но часто долгожданный эффект не заметен из-за неправильного применения, ошибок при смешивании с другими препаратами, влияния условий окружающей среды, неточностей в определении возбудителя болезни и многих других факторов. Биопрепараты могут быть даже эффективнее пестицидов, но только при грамотном и системном подходе.
В данном материале Марина Мандрик-Литвинкович, кандидат биологических наук, микробиолог и специалист по разработке биологических препаратов с 20-летним стажем, делится опытом, как микроорганизмы управляют иммунитетом растений, почему профилактика важнее лечения и какие ошибки могут сделать биопрепарат бесполезным.
Почему биопрепараты считаются безопасной альтернативой химии
В основе биопрепаратов лежат живые организмы: полезные бактерии, микроскопические грибы, вирусы (бактериофаги фитопатогенных бактерий) или продукты их жизнедеятельности. Главное отличие от химии заключается в философии: в почву не вносятся чужеродные вещества, а возвращаются полезные обитатели, выделенные из той же самой среды — например, из почвы или воды. В отличие от химических средств, они не создают стресса для растений, а часто, наоборот, стимулируют их рост и укрепляют иммунитет.
Биопрепараты применяются для защиты растений от вредителей, болезней, сорняков, а также для стимуляции роста растений и повышения плодородия почвы. Главное их преимущество – безопасность для человека, животных, растений, почвы и окружающей среды в целом. У большинства из них отсутствует срок ожидания: вы можете обработать томаты вечером, а утром их уже подавать к столу.
Мир биопрепаратов многообразен. Они разделяются по назначению. Например, биофунгициды предназначены для борьбы с болезнями, биоинсектициды – с вредителями, биогербициды – с сорняками.
Отдельно выделяют микробные удобрения, которые не содержат элементы питания в чистом виде, но помогают растениям усваивать их из природной среды (азот – из воздуха, фосфор – из нерастворимых соединений в почве) и биостимуляторы, которые мягко регулируют рост растений.
«Треугольник болезни»: как происходит заражение растений
Чтобы понять, как работают биопрепараты, нужно рассмотреть понятие «треугольник болезни».
Для того чтобы растение заболело, должны одновременно совпасть три фактора:
- наличие патогена;
- восприимчивое растение;
- благоприятные условия окружающей среды для развития болезни.
Инфицирование растений происходит только в узкой зоне пересечения этих факторов.
Традиционная химия, полностью уничтожая патогены, нарушает равновесие, что часто приводит к возникновению устойчивости у выживших вредителей и развитию более агрессивных форм патогенов.
Биологический метод действует иначе: он снижает численность и вредоносность патогенов до уровня, при котором они перестают угрожать урожаю. Одновременно с этим препарат повышает устойчивость самого растения и корректирует состояние среды, делая ее менее подходящей для развития болезни и более комфортной для полезной микробиоты и растений. В результате уменьшается вероятность совпадения факторов «треугольника болезни».
Почва — живой организм, а не просто субстрат
Прежде чем переходить к обработке биопрепаратами растений, важно заняться восстановлением почвы. Почва – это не только физическая или химическая система, но и биологическая, одним из главных компонентов которой является микробиота. В здоровой почве полезные микроорганизмы сами сдерживают развитие патогенов.
Микробные комплексы способны разрушать растительные остатки, переводить недоступные соединения в форму, которую растение может усвоить, а также синтезировать ряд фитозащитных, иммуно- и ростстимулирующих веществ.
Регулярное использование биопрепаратов на основе полезных микроорганизмов позволяет значительно улучшить структуру почв и сократить внесение минеральных удобрений на 20–30 %. Более того, существуют бактерии, способные разлагать остатки токсических веществ и очищать почву от них.
Биопрепараты – долгосрочная инвестиция в здоровье почвы: при регулярном применении они способны заметно улучшить структуру и плодородие даже бедных почв.
Работа на опережение и соблюдение условий
Главная ошибка новичков — использование биопрепаратов в качестве «реанимации», когда болезнь уже на поздней стадии развития. Полезные микроорганизмы требуют времени, чтобы создать систему защиты. Поэтому их следует применять профилактически или на ранних стадиях развития болезни.
Кроме этого, биопрепараты чувствительны к ряду факторов, которые влияют на их эффективность:
Солнечная инсоляция: обработку биопрепаратам лучше необходимо проводить вечером или в пасмурную погоду, так как солнечное излучение может негативно влиять на развитие живых микроорганизмов.
Температурный режим: важно строго соблюдать температуру применения биопрепаратов. Действие большинства из них замедляется при температуре ниже 15 °C, и обработка становится малоэффективной.
Срок годности и хранение: чаще всего жидкие биопрепараты нужно использовать в течение 3–6 месяцев, а в открытом виде срок их хранения сокращается до нескольких суток. Кроме того, большинство жидких биопрепаратов должны храниться в холодильнике или в прохладном месте.
Смешивание с другими препаратами: биопрепараты лучше использовать по отдельности, если на этикетке не указана их совместимость с другими препаратами. Часто совместное использование биопрепаратов допустимо с минеральными удобрениями, в конкретных случаях даже отмечается синергизм действия.
Не рекомендуется применять биопрепараты с химическими фунгицидами и бактерицидами, а также одновременно с биофунгицидами на основе триходермы — они могут подавлять друг друга.
Биопрепараты действуют как высокоточное оружие
Биопрепараты действуют более направленно, чем химические пестициды. Например, бактерии рода Bacillus синтезируют ряд природных антибиотиков с более выраженным антифунгальным действием, при этом не оказывая влияния на полезные микроорганизмы.
Препараты на основе бактериофагов действуют как высокоточное оружие — они находят конкретную патогенную бактерию и разрушают её изнутри. Однако иногда именно эта специфичность и становится сложностью: нужно знать, какой именно патоген вызывает заболевание. Бактериоцидный препарат не будет эффективен при грибковом заболевании, и наоборот. Поэтому для профилактики часто рекомендуется чередование препаратов на основе Bacillus и бактериофагов.
В борьбе с вредителями применяются биопрепараты разного механизма действия. Например, средства на основе Bacillus thuringiensis действуют при попадании внутрь организма насекомого: чтобы личинка погибла, она должна съесть обработанный лист, так как токсин активируется только в её пищеварительной системе. А вот препараты на основе грибов воздействуют через покровы: спора должна попасть на тело насекомого и прорасти.
При выборе средства защиты важно понимать механизм его действия: от этого напрямую зависит его эффективность в определённых условиях среды.
В Беларуси разрабатывается всё больше биологических препаратов
Беларусские учёные постоянно работают над созданием новых биопрепаратов. Обычно на разработку одного средства уходит 2–3 года. В Государственном реестре средств защиты растений и удобрений Республики Беларусь на сегодняшний день зарегистрировано 19 биопрепаратов только на основе бактерий рода Bacillus, как беларусского, так и иностранного производства. Реестр обновляется каждые полгода.
Разработчиком многих биопрепаратов в Беларуси является ГНПО «Химический синтез и биотехнологии». Препараты готовят под заказ в нужном объёме.
Например, в линейке учреждения можно найти такие средства:
- «Бетапротектин» и «Экогрин» — биопрепараты на основе бактерий Bacillus и Pseudomonas являются базовыми для защиты от грибных и бактериальных болезней различных овощных и декоративных культур. «Бетапротектин» применяется уже более 20 лет, показывая эффективность действия 55–76 %;
- «Биопродуктин» — комплексный микробный препарат для повышения биологической активности почвы и снижения инфекционного фона посевов. Содержит четыре штамма бактерий с фитозащитным, ростстимулирующим и деструктивным действием. Помогает оздоровлению почвы, обработке мульчи и борьбе с корневыми гнилями;
- «Фрутин» и «Экосад» — средства для садовых культур. Фрутин используется для лечения раковых ран деревьев и стимулирует рост молодых саженцев. «Экосад» позволяет сохранить урожай яблок при хранении;
- «Хелсберрин» — препарат для голубики на основе бактерий, способных хорошо сохраняться и развиваться в торфе при низкой кислотности среды. Он стимулирует рост голубики, защищает от гнилей и увеличивает лёжкость ягод при хранении;
- «Ксантрел» — комплексное средство для картофеля, которое помогает в борьбе с фитофторозом и колорадским жуком;
- «Вегетатин» – специализированное средство для защиты капусты, созданное на основе холодоустойчивого штамма бактерий, что позволяет ему эффективно подавлять патогены в условиях холодной весны и при хранении урожая;
- «БацифагКомпозит» – специально подобранная композиция бактерий-антагонистов и бактериофагов для снижения развития грибных и бактериальных патогенов огурца и томата.
Первый шаг к здоровым растениям — понять состояние почвы. Для этого проводят анализ почвенных образцов: проверяют наличие патогенов и микробиологическую активность. Данный анализ можно провести в специализированных лабораториях, например ГНПО «Химический синтез и биотехнологии», Институт микробиологии НАН Беларуси, Институт почвоведения и агрохимии НАН Беларуси.
Микробиологический анализ поможет определить состояние почвы и подобрать необходимые препараты для восстановления почвенного плодородия и снижения фитопатогенного фона.
Биопрепараты меняют саму логику защиты растений. Вместо борьбы с болезнями после их появления они предлагают управление полезными микроорганизмами и их средой. Такой подход требует больше знаний, чем применение химических средств, но именно он открывает путь к экологическому сельскому хозяйству, где урожай зависит от правильно выстроенной системы взаимодействия между почвой, растением и микроорганизмами.
Тэги:
органческое сельское хозяйство