Дипломная работа: Оптимізація інтегрованого захисту посівної цибулі від шкідників на основі виділення головних екологічних та економічних чинників та застосування нових агентів біологічного методу

Сьогодні в Україні зареєстровано близько десяти біопрепаратів, а саме:

– фунгіцид Агат-25 К, т.п. (інактивовані бактерії Pseudomonas aureofaciens Н 16 – 2%, біологічно активні речовини культуральної рідини – 38%);

– інсектицид Актофіт, 0,2% к.е. (аверсектин);

– полі функціональний препарат Азотофіт, к.с. (суспензия несимбиотических вільноживущих азотфиксирующих бактерій Azotobacter crhoococcum), препарат є протруювачем насіння, оскільки має чітко виражену фунгіцидну дію та частково замінює азотні добрива;

– Бактофіл марки А, р. (Azopirilus brasilense, Azotobacter vinelandi, Bacillus megaterium, Bacillus polymyxa, Pseudomonas fluorescens, Streptomyces albus – 3x108 клітин/мл);

– Бактофіл марки Б, р. (Azospirilum lipoferum, Azotobacter vinelandi, Bacillus megaterium, Bacillus circulans, Bacillus subtilis, Pseudomonas fluorescens, Micrococcus roseus – 3x108 клітин/мл);

– інсектицид Вірін НШ, р. (поліедри вірусу ядерного поліедрозу непарного шовкопряда, 0,5%);

– інсектицид Вірін Діпріон, р. (поліедри вірусу ядерного поліедрозу рудого соснового пильщика, 0,5%);

– інсектицид Вірін-ЗСП, р. (поліедри вірусу ядерного поліедрозу звичайного соснового пильщика, 0,5%);

– фунгіцид Сімтес, в.р. (лужний екстракт плодових тіл афілофоральних грибів і соку борщевика Сосновського та ВАС, ТУ У30721813-001-2001);

– фунгіцид Фітоцид (суміш живих клітин та спор Bacillus subtilis).

Багато це чи мало, і чи достатньо? Проведемо невеличкий аналіз. Візьмемо кількість зареєстрованих препаратів за різні періоди. Результати досить показові (рис.1.1). У 2001 році тимчасову реєстрацію мали лише п’ять продуктів, а саме: Вірін-Діпріон, р., Вірін-ЗСП 0,3-0,5% р., Вірін-НШ 0,3-0,5% р., Клепс, п. (бактерії Klebsiella oxytoca BH-13 титр 1012 куо/г, та Bacillus mucilaginosus B-4901 титр 106-8 куо/г) та Фітоверм, 0,2% к.е. (аверсектин). Майже всі вони (крім Клепса) мали експериментальну реєстрацію.

Станом на 2003 рік ситуація змінилася, але зміни ці стосувалися лише асортименту біопрепаратів, кількість залишилася незмінною – 5 препаратів і всі вони були зареєстровані тимчасово. На той період дозволені для використання біопрепарати представляли Агат 25К, т.п. (Pseudomonas aureofaciens Н 16), Актофіт, 0,2% к.е. (аналог Фітоверму), Клепс, п., Мікосан (марок Н та В), 3% в.р.к. (лужний екстракт афілофорального гриба Fomas fomentanus, хітозан) та препарат Сімтес, в.р (лужний екстракт плодових тіл афілофоральних грибів і соку борщевика Сосновського та ВАС).

Рис.1.1 Динаміка реєстрації біопестицидів в Україні

1– 2001; 2–2003; 3–2004; 4–2007

За наступний, 2004 рік вдвічі зростає кількість зареєстрованих біопрепаратів. На ринок виходять, щоправда з експериментальною реєстрацією, продукти Інституту сільськогосподарської мікробіології УААН – Альбобактерин та Поліміксобактерин (для бактеризації насіння цукрових буряків, діюча речовина: відповідно фосформобілізуючі бактерії Achromobacter album BНДІСГМ В-322 Д, 5 млрд клітин/мл та Bacillus polymyxa BНДІСГМ В-324 Д, 5 млрд клітин/мл). Цікаво, що ці два продукти з’являються одночасно у чотирьох препаративних формах: гельній, рідкій, вермикулітній та сухій. В цей же час експериментальну реєстрацію отримують Бактофіт, з.п. (живі бактеріальні клітини Bacillus subtilis штаму ИПМ-215 та антибіотик Бацифіт), Бактофіт марок А і Б, р. (комплекс бактерій), Мікофунгіцид (Триходермін), п. (міцелій і хламідоспори гриба Trichoderma viride штаму 16 ЦКМ F-59М), а також відомий ще за часів Радянського Союзу бренд Лепідоцид, р (Bacillus thuringiensis var. kurstaki (3-й серотип) штам Z-52). Нажаль а ні Триходермін, а ні Лепідоцид не утримали свої позиції і на сьогодні ці два препарати, що відмінно зарекомендували себе у виробництві відсутні у «Переліку пестицидів та агрохімікатів, дозволених до використання в Україні».

У поточному році експериментальну реєстрацію мають лише два продукти з 9-ти зареєстрованих (Актофіт, 0,2% к.е. та Бактофіл марок А і Б). З нових торгових марок на ринку з’явилися Азотофіт та Фітоцид. (Для довідки – діюча речовина Азотофіта – бактерия Azotobacter crhoococcum. Препарат використовується як протруйник насіння, оскільки має чітко виражену фунгіцидну дію, а крім того частково замінює азотні добрива. Дія Фитоциду ґрунтується на використанні у його складі живих клітин та спор бактерій-антагонистів Bacillus subtilis, що інгібують розвиток своїх конкурентів – мікроорганізмів-збудників захворювань як в зелених частинах рослини так і в її коренях.

Незважаючи на періодичну ротацію асортименту у арсеналі виробників сільськогосподарської продукції є 9-10 біопрепаратів щорічно. Та чи можуть задовольнити вони сучасного виробника, вирішити весь спектр проблем захисту рослин у розрізі величезного різноманіття шкідливих організмів та сільськогосподарських культур.

Динаміка така: у 2001 році 80% зареєстрованих біопродуктів були представлені інсектицидними препаратами, у 2003 їх частка скоротилася до 20%, а у 2004 році зменшилася до 10%. Сьогодні ми маємо п’ять біопрепаратів, дія яких спрямована проти комах–шкідників, а це вже більше 55 % (рис.1.2).

Рис.1.2 Частка інсектицидів в асортименті біологічних препаратів

2001–80%; 2003–22%; 2004–10%; 2007–55%

Співвідношення між хімічними інсекто-акарицидами і фунгіцидами у 2001 році складало 1 : 1,24; 2003 – 1 : 1,19; 2004 – 1 : 1,16; 2007 – 1 : 1,39. Отже, на фоні відносної стабільності названого співвідношення сьогодні спостерігається поступова «перебудова» на користь продуктів, що мають фунгіцидну дію. З біопрепаратами все навпаки – стрімко зростає частка саме інсектицидів. У трьох з п’яти продуктів діюча речовина представлена поліедрами вірусів, в одному – комплексом бактерій і в одному – аверсектином. Жоден з зареєстрованих препаратів не має діючої речовини на основі Bacillus thuringiensis. І це при тому, що, як ми вже зазначали, світова індустрія біоінсектицидів ґрунтується саме на цьому мікроорганізмі (так звані Bt-препарати).

Неможна обійти мовчанням досить важливу течію у асортименті мікробіологічних препаратів. Мова піде про поліфункціональність. Дійсно, якщо ми уважно поглянемо на перелік біопрепаратів, то побачимо – більшість з них передбачається використовувати досить «вузьким» шляхом. Так, Актофіт, Вірін НШ, Вірін Діпріон, Вірін-ЗСП можна застосовувати лише обприскуванням, Бактофіл – внесенням у грунт. В той же час Агат-25 К та Сімтес зареєстровані і для обробки насіння і для обприскування посівів. Цікавим в цьому розрізі біопродуктом є Азотофіт. Його застосовують при обробці насіння, розсади, підживленні та обприскуванні рослин в період вегетації. При насіннєвій обробці бактерії, які є діючою речовиною препарату, вкривають насінину, а після проростання переміщуються на коріння, утворюючи навколо нього своєрідний «захисний екран». Завдяки цій здатності Азотофіт здатен замінити хімічні протруйники та заощадити на внесенні азотних добрив. Подібна поліфункціональність є непоганим додатковим «плюсом» при визначенні конкурентноспроможності нової торгової марки на сучасному ринку.

Отже, підсумовуючи, визначимо найбільш актуальні тенденції сектору біопрепаратів:

– загальне зростання кількості зареєстрованих біопродуктів;

– зростання частки інсектицидних препаратів (порівняно до біофунгіцидів);

– повна відсутність на українському ринку препаратів на основі Bacillus thuringiensis;

– тенденція до використання «розкручених» брендів;

– поява поліфункціональних препаратів (як відносно цільового об’єкта, так і відносно способу застосування).

1.5 Біологічні агенти для виробництва мікробіологічних препаратів для застосування проти шкідників і хвороб на овочевих культурах

Гриб Verticillum lecanii (Zimm.) Viegas належить до порядку Moniliales класу Недосконалих грибів (Fungi imperfecti). Гриби цього роду широко поширені в субтропічних районах нашої країни (Евлахова, 1974; Огарков, Огаркова, 1985).

Verticillum lecanii на середовищі Чапека утворює округлі, повстяні, щільні, дещо при підняті над субстратом до центру колонії. Забарвлення останніх – біле. Розміри колоній на 7 добу культивування – 25–30 мм, на 14 – 45–55мм. При старінні культури грибниця порошить. На різних ентомологічних об’єктах структура міцелію може різнитися. Так, на гусені Galleria mellonella L. міцелій утворюється повстяно–павутинистий, на імаго Trialeurodes vaporariorum Westw. – повстяний щільний. Гіфи тонкі, септировані, конідієносці одиночні, прості, розширені у основи (1,5–2,0 мкм), звужуються до верхівки (1мкм) або ж з одного міжвузля виходять до чотирьох конідієносців завдовжки 15–25 мкм, рідше вони розгалужені з різною кількістю фіалід: від 3 до 6, розміри 34–90 х 1,5–2,0 мкм. Конідії в темних, сферичних головках – 7,5–26 мкм, безкольорові, вузько овальні або видовжені з закругленими кінцями, розміри – 2,4–5,4 х 1,6–4,2 мкм (Евлахова, 1974; Коваль, 1974; Огарков, Огаркова, 1985).

Ентомопатогенний гриб Verticillum lecanii здатний уражувати яйця, імаго та личинки тепличної білокрилки, деякі види пильщиків та попелиць (Евлахова, Швецова, Щепетильникова, 1961; Swiezynska, Gornas, 1976; Куликов, 1977; Hall, Burges, 1979; Соловей, 1980; Бондаренко, Буймистру, Гулий, 1985; Митина, Сергеев, Павлюшин, 1997). Крім того, відомо, що Verticillum lecanii є мікофільним грибом і антагоністом деяких фітопатогенних грибів (Spencer, Tatkey, 1981; Котляревский, Павлюшин, 1986).

Зовнішні ознаки хвороби виявляються через 5–6 діб після ураження комахи і супроводжується деякими змінами в її забарвленні. В цей період в центрі личинки з’являється світло–коричнева пляма, яка обплямована міцелієм гриба. Під мікроскопом видно також дві оранжеві плями і розгалужені конідієносці з головками конідій. На 10 добу розвитку хвороби білий пухнастий міцелій гриба повністю вкриває тіло личинки і може поширитися на 2–4 мм за його межі. Уражене грибом імаго гіфами прикріплюється до поверхні листя і є джерелом подальшого розповсюдження інфекції в колонії шкідника (Чалков, 1986).

Verticillum lecanii є еврибіонт ним видом і може розвиватися при температурі від 5 до 320С. Тривалі температури, що перевищують поріг 320С згубно діють на конідії, однак, при змінній температурі гриб здатний уражувати комах навіть у тому випадку, коли температура вдень підіймається до 380С, але вночі тримається на рівні 16–200С (Бондаренко, Буймистру, Гулий, 1985).

Оптимальними умовами для проростання спор, росту та розвитку міцелію, а також споруляції патогенна є температура повітря 22–260С і відносна вологість 95–100% (Котляревский, Павлюшин, 1986). Короткочасне зменшення вологості до 60–70% не знижує ефективності паразита. Життєздатність гриба зберігається протягом 15 діб при температурі до –150С (Чалков, 1986). Verticillum lecanii дуже чутливий до ультрафіолетового випромінювання – доза 110 Дж/м2 викликає загибель 90% клітин (Юрченко, Павлюшин, 1993).

Гриб Beauveria bassiana Vuillemin (Balsamo) належить до групи недосконалих грибів Fungi imperfecti порядку Moniliales (Hyphomycetales), родини Mycedinaceae. Гриб є факультативним паразитом і уражує більш як 100 видів комах, викликаючи мікоризне захворювання – білу мускардину.

Зараження комах відбувається за допомогою спор через зовнішні покрови, дихальну або травну системи (Вейзер, 1972; Schaerffenberg, 1957). Процес розвитку гриба починається через 10 годин після попадання спор і може тривати декілька діб (Вейзер, 1972). В місцях проникнення утворюється темна пляма неправильної форми з концентричними колами, які виникають в результаті реакції фенолоксидази на повітря. Гіфи (завтовшки 3–5 мкм, прозорі з перетинками), що сягнули певного розміру відділяються від первинної ростової трубки, яка залишається в покровах комахи і поступово відмирає (Вейзер, 1972). З гіф, шляхом розпаду утворюються булавовидні гіф альні тільця завдовжки 7–18 мкм і завширшки 3 мкм, які гемолімфою розносяться по всьому тілу (Вейзер, 1972). Розмноження гіфальних тілець здійснюється шляхом поділу і брунькування (Евлахова, 1974), при цьому в гемолімфу виділяються токсини (Суздальская, 1958; Шехурина, 1964).

В комахах, що загинули, утворюються конідієносці розміром від 2,5–5,5х1,5–2,5 мк до 15,5–25,5х1,5–3,0 мк, на розгалуженнях яких утворюються по 2 і більше ендоконідій на невеликих ніжках. Ендоконідії – циліндричні 2–7 мк завдовжки і 2,3 мк в діаметрі, проростають і утворюють гіфи на яких виникає наступне “покоління” ендоконідій. Таким чином, маса гіф повністю заповнює тіло ураженої комахи, труп якої спочатку має консистенцію творогу, а потім ущільнюється і твердіє (Вейзер, 1972).

При наявності вологи гіфи проростають на поверхню тіла комахи і утворюють конідії з конідієносцями (Вейзер, 1972; Евлахова, 1974). Після утворення великої кількості конідій вони збираються у щільні кулеподібні головки, які сидять на основних гіфах або широких бічних відгалуженнях (Штейнхауз, 1952). Конідієносці – кулеподібні (діаметр 1–4 мк; 1,5–5,5х1–3 мк) (Вейзер, 1972).

В період спороутворення Beauveria bassiana утворює кристали, кількість яких залежить від штаму, при цьому штами, що утворюють меншу кількість кристалів є більш вірулентними (Гораль, 1973).

Тіло ураженої комахи поступово перетворюється у склероцій, у якого по мірі висихання і достигання потовщується оболонка, плазма стає густою і він набуває зеленого кольору. Інфекційними стадіями гриба є повітряні конідії і ендоконідії (Вейзер, 1972).

Найбільш оптимальними для розвитку гриба є температура 24–280С і відносна вологість повітря 94–100% (Hart et al., 1955; Вейзер, 1972; Кальвиш, 1974; Храмеева, Попов, 1983; Тюльпанова и др., 1987). При цьому кожен штам збудника має визначений діапазон і оптимум температур та відносної вологості повітря залежно від кліматичної зони де їх було виділено (Кальвиш, 1974).

Гриб культивується на живильних середовищах різного складу. Для виробництва препаратів використовуються два способи: поверхневий та глибинно–поверхневий.

Гриби роду Aschersonia належать до порядку Sphaeropsidales класу Недосконалих грибів (Fungi imperfecti) і є пікнідіальною стадією гриба Hypocrella. Природні ареали цих грибів – тропічні і субтропічні регіони. Окремі раси мають індійське, китайське, кубинське, в’єтнамське і тринідатське походження.

Ашерсонія паразитує на комахах родин Aleurodidae та Lecaniidae уражуючи личинок перших трьох віків. Проникнення гриба у організм комахи відбувається через зовнішні покрови, при цьому спори утворюють ростки (при вологості повітря не менше 80%). Через 5–6 діб комаха набуває жовтого кольору і виділяє краплю рідини. На 10–15 добу личинки, що загинули, повністю обростають міцелієм, утворюючи пустули, характерного для кожного виду гриба кольору. На личинках білокрилки пустули звичайно невеликі і не утворюють спор, тому повторного зараження комах грибом не відбувається (Бабчук, Шилина и др., 1986). Початок спороутворення відмічається на 15–18 добу. Спори – веретеноподібні, безкольорові утворення довжиною 10–15 мкм і шириною 2–5 мкм, утворюються у стромах. Спори добре змочуються водою, тобто є гідрофільними. За посушливих погодних умов гриб зберігається у вигляді спор і міцелію на муміфікованих комахах.

При культивуванні гриба на сусло–агаровому середовищі спори, в залежності від строку зберігання, проростають на 2–5 добу, утворюючи білу, припідняту з рівними краями колонію, розміром до 5 мм в діаметрі. На 8–10 добу колонія розростається і набуває видо– або формоспецифічного забарвлення. Масове утворення спор в ексудаті відбувається, залежно від раси, на 20–45 добу. Оптимальними для розвитку гриба є температура 24–280С і відносна вологість повітря не нижче 80% (Соловей, Гораль, 1986; Бабчук, Шилина и др., 1986).

Гриб Trichoderma lignorum (Tode) Harz належить до родини Mucedinaceae (Moniliaceae) порядку Hyphomycetales класу Недосконалих грибів (Fungi imperfecti) і є типовим ґрунтовим сапрофітом (Федоринчик, 1977).

Ріст гриба розпочинається через 5–6 годин після посіву культури (Буймистру, 1977), а при температурі 24–280С – через 0,5–1,0 годину (Федоринчик, Тиллаев, 1973). Конідії утворюються на 2 день (Буймистру, Филипов и др., 1987) і по мірі росту культури спороношення проходить постійно протягом 70–80 годин від посіву, повний цикл розвитку конідіальної стадії завершується за 3 доби (Сейкетов, 1982). Конідії – одноклітинні, округлі діаметром 2,5–3,75 мк, жовто– або темно–зелені (Канивец и др., 1940; Сейкетов, Исабаева, 1962; Билай, 1964; Билай, Пидопличко, 1970; Федоринчик, Тиллаев, 1973; Бондаренко, 1978; Сейкетов, 1982; Филипов и др., 1987). На кінцях вилчасто або трійчасто розгалужених конідієносців, конідії зібрані у головки по 10–20 штук, які в умовах підвищеної вологості розпадаються на окремі спори (Канивец и др., 1940; Федоринчик, Тиллаев, 1973; Сейкетов, 1982). Міцелій гриба безкольоровий, утворює дерновинки (Билай, Пидопличко, 1970; Бондаренко, 1978). Діаметр вегетативної гіфи в середньому дорівнює 8–15 мк (Сейкетов, 1982). Після 3–4 діб росту, міцелій, внаслідок спороутворення набуває зеленого кольору, останній змінюється від світло– до темно–зеленого, що залежить від віку культури (Буймистру, Филипов и др., 1987; Сейкетов, 1982). Крім конідій гриб утворює безкольорові хламідіоспори діаметром 7,5–15 мк, які потрапивши у сприятливі умови проростають, утворюючи грибницю з конідієносцями і спори (Канивец и др., 1940; Федоринчик, Тиллаев, 1973; Бондаренко, 1978; Сейкетов, 1982). Спори гриба стійкі до сонячних променів (Алекси–Месхишвили, 1964), однак у темряві міцелій розвивається значно краще і, відповідно, спор утворюється більше ніж при освітленні.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19