В основу біологічних препаратів покладено корисні для захисту рослин мікроорганізми (живі мікроорганізми або продукти їх життєдіяльності), що спричиняють загибель фітофагів рослин. Ці мікроорганізми переважно виділяють із загиблих у природі шкідників і на їх основі розробляються біологічні препарати. Виробництво біопрепаратів полягає у розмноженні в штучних умовах виділених з довкілля найбільш високоактивних мікроорганізмів та створення умов для їх життєдіяльності. Хвороби членистоногих дуже поширені у природі, відомо близько тисячі видів мікроорганізмів, що їх викликають. Тому штучне внесення їх у агроекосистему супроводжується тільки збільшенням кількості патогена у середовищі, як це відбувається під час природних епізоотій фітофагів. Епізоотія серед фітофагів не спричиняє безпосередньо кількісних і якісних негативних змін серед інших компонентів біоценозу. Навпаки, застосування біологічних мікробних препаратів супроводжується збільшенням об’єму біотичного середовища та стабілізацією біоценотичних зв’язків у агроценозах. У цьому є принципова екологічна відмінність мікробіологічних препаратів від хімічних.
За видовою належністю, залежно від природи діючого початку, їх поділяють на три основні групи:
- Бактеріальні – виробляються на основі різних видів бактерій у боротьбі з шкідниками і гризунами;
- Грибні – основою є гриби – ентомопатогени з широким спектром дії проти фітофагів;
- Вірусні – виготовляються на основі ентомопатогенних вірусів. Висока специфічність цієї групи обумовлює їх дію переважно на одного шкідника. Варто зазначити, що вірусні препарати застосовуються поки що обмежено, і основною причиною цього є недостатня технологічність їх виробництва, оскільки вірусні препарати сьогодні накопичують на живих комахах, що трудомістко і витратно. Здолати подібні труднощі вдається при розробці технологічних прийомів масового розмноження мікроорганізмів на культурах тканин, проте така технологія не одержала належного розвитку.
За механізмом дії на шкідливі організми мікробіологічні препарати діляться на декілька груп: препарати кишкової дії (бактеріальні, вірусні), препарати контактної дії (грибні), препарати комбінованої дії (грибні і деякі бактеріальні).
Біопрепарати випускають у вигляді сухих і змочуваних порошків, пастоподібних, гранульованих, рідких форм.
Виробничі форми мають у своєму складі наповнювачі, стабілізатори, прилипачі, що дає змогу застосовувати їх за допомогою сучасної апаратури для обприскування.
Для забезпечення високої ефективності дії біологічних препаратів необхідно проводити оцінку якості (визначення титру) – вміст кількості діючого агента (спори, клітини, метаболіти) в одиниці маси або об’єму. Якість препаратів перший раз визначають при виробництві кожної партії і повторно після закінчення гарантійного строку зберігання визначенням їх титрів. Біологічні препарати випускаються у відповідності з технічними умовами (ТУ), що регламентують умови їх зберігання.
Зберігати біопрепарати у виробничій упаковці слід у сухих, неопалюваних, критих приміщеннях для запобігання впливу вологи і прямих сонячних променів на стелажах або піддонах. Гарантійний термін зберігання, температура і особливі умови зберігання на кожен вид препарату мають бути зазначені у відповідній документації.
Для рідких форм перепади вологості не мають значення, проте температура при їх зберіганні не повинна бути нижчою +2 °С.
Біологічні препарати для захисту сільськогосподарських культур від шкідників застосовують такими способами: протруювання (передпосівна обробка насіння), обприскування рослин.
Обробки біопрепаратами проводять за температури 22–28 °С вранці або ввечері за відсутності сонячної інсоляції. Мінімальні пороги для обробок не нижче +16°С.
При обприскуванні дотримуються вимог виготовлення робочої суспензії біопрепаратів. Робочий розчин слід використати зразу після приготування або зберігати не більше 3–5 годин у захищеному від світла місці. Для підвищення ефективності застосування біопрепаратів до робочої суспензії додають речовини, які поліпшують здатність до прилипання (меласа, прилипачі) і сприяють збереженню патогенності більш тривалий час.
На ефективність біопрепаратів великий вплив мають такі фактори: опади, вітер, температура, сонячне освітлення, антимікробна реакція рослин, низька якість їх обробки. При цьому останній 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.
Кратність обробок залежить від чисельності шкідників, тривалості періоду шкідливості і розвитку шкідників. Біологічні препарати застосовують на різних фазах розвитку рослин, в т.ч. – незадовго до збирання урожаю.
Тривалість захисної дії біопрепаратів залежно від погодних умов складає від 7 до 10 днів після обробки.
Застосування біопрепаратів має ряд переваг перед хімічними засобами рослин, зокрема:
- висока біологічна активність щодо сприйнятливих видів шкідників;
- післядія, що проявляється у загибелі шкідників у наступних фазах розвитку та у наступних поколіннях, і вибірковість дії, безпечність для ентомофагів та комах-запилювачів;
- відсутність виникнення резистентності у комах і стійких до біопрепаратів форм патогенів;
- безпечність для теплокровних тварин і людини, відсутність фітотоксичності та впливу на смакові якості продукції;
- малий термін очікування, можливість застосування у різні фази вегетації рослин та відсутність загрози нагромадження токсичних речовин у навколишньому середовищі.
Біологічні препарати, як правило, діють повільніше, ніж хімічні препарати. 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 пошкодженість рослин значно знижується.
У багатьох ентомопатогенних мікроорганізмів спостерігається значний ефект післядії: зниження плодючості комах, що вижили після обробки біопрепаратами, зменшення виплодження личинок і подальше послаблення їх життєздатності.
Більшість розроблених біологічних інсектицидів – це бактеріальні препарати. Найбільш широко в усіх країнах світу застосовують бактерії групи Bacillus thuringiensis, які досить ефективні і технологічні. Проте досі можливості даної групи ентомопатогенів далеко не вичерпані. З кожним роком виділяються все нові і нові серотипи. На даний час зареєстровано понад 35 серотипів. Але накопичений банк штамів і серотипів цієї групи бактерій вивчений ще недостатньо. В Україні на їх основі широко застосовують в агроценозах сільськогосподарських культур для захисту від шкідників бактеріальні препарати Бітоксибацилін і Лепідоцид.
Бітоксибацилін – інсектицидний бактеріальний препарат на основі спорових бактерій (Bacillus thuringiensis var. Thuringiensis). Завдяки тому, що у препараті містяться токсини двох типів, він має широкий спектр дії проти лускокрилих, сисних і твердокрилих шкідників. Ефективний проти гусениць 1–2 віків капустяного та ріпакового біланів, капустяної молі, вогнівок на капусті та інших овочевих культурах. Два обприскування через 6– 7 днів проти кожного покоління шкідників забезпечує ефективність на рівні 90–95%. На овочевих культурах відкритого і закритого ґрунту проти павутинного кліща, баштанної попелиці, тютюнового трипса у період вегетації з інтервалом 5–7 днів знижує чисельність шкідників до 70%. Характерною особливістю застосування біологічного препарату Бітоксибацилін є порушення метаморфозу у комах, що проявляється в утворенні великої кількості химерних особин шкідників, зниженні життєздатності та плодючості комах.
Бактеріальний біопрепарат Лепідоцид розроблений на основі Bacillus thuringiensis var. kurstaki, 3 серотип ефективний проти гусениць лускокрилих шкідників: 1–2-го віку лучного метелика, біланів, капустяної молі, вогнівок, капустяної і сірої зернової совки. За застосування біопрепарату проти лускокрилих шкідників чисельність їх знижується на 78,5–84,5%. На плодових культурах 2–3 обприскування у період вегетації через 6–7 днів проти кожного покоління гусениць 1–3-го віку яблуневої молі, п’ядунів, листокруток весняної групи, пильщиків суттєво знижує пошкодженість цими фітофагами.
Дворазове обприскування Лепідоцидом знижує чисельність капустяної совки на 70–80%, капустяного і ріпакового біланів, а також молей – до 90%. Ефективний біопрепарат Лепідоцид і на картоплі проти картопляної молі (4 л/га) за обприскування посівів і обробки бульб перед закладанням у сховища.
В останні роки широко застосовується розроблений біологічний препарат Актофіт з діючою речовиною аверсектін С–0,2 %. Авермектини – природні специфічні нейротоксини, які в мікродозах проникають в організм комах-шкідників кишковим або контактним шляхом і незворотньо вражають нервову систему. Механізм дії – контактно-кишковий. Ефективний біопрепарат Актофіт проти колорадського жука на картоплі та сисних шкідників на овочевих культурах відкритого і закритого ґрунту. Слід зазначити, що тільки за чіткого дотримання дозволених норм і кратності обробок забезпечується тривале збереження ефективності цього препарату. При застосуванні робочої концентрації Актофіту 0,2% загибель кліщів досягає 80–90,0%, подавляється розвиток близько 40% яєць, на 5-ту добу формування яєць не відбувається, вони висихають, зморщуються. Повторна обробка препаратом після відродження особин, які вижили, забезпечує високий захисний ефект. Проти колорадського жука на картоплі біопрепарат Актофіт необхідно застосовувати проти личинок молодших віків (1–3) і за температури не нижче +20С0. За недотримання цих вимог ефективність препарату істотно знижується.
Для боротьби з мишоподібними гризунами – Rodentia – рекомендований бактеріальний препарат Бактороденцид, створений на основі бактерій Ісаченка – Salmonella enteritidis. Найбільш чутливі до Бактороденциду миша хатня – Mus musculus L., лісова – Apodemus silvaticus L., польова – Microtus agrarius L.
Бактороденцид можна розсівати по полю з літака, сівалки, машинами для внесення мінеральних добрив. Висока чисельність мишовидних гризунів у місцях їх осінньо-зимового перебування створює сприятливі умови для розвитку захворювання, викликаного застосуванням Бактороденциду. Для летального кінця миші або полівки досить з’їсти два зернятка препарату зернового. Зовсім не обов’язково проводити повну обробку, достатньо організувати довгострокові осередки зараження у визначених місцях. Наприклад, у лісосмугах їх створюють під оберемками соломи, сіна, розкладаючи по 30 г Бактороденциду через кожні 25–30 м. У скиртах соломи кращі результати одержують при розміщенні препарату (по 30 г) у дератизаційних ящиках, встановлених у нішах через кожні 5 м, у 2 ряди, у шаховому порядку. На полях багаторічних трав препарат викладають по периметру масиву в дві лінії (зовнішня у 30 м від краю поля, внутрішня – на віддалі 30 м від зовнішньої). Застосування Бактороденциду дозволяє досягнути високої ефективності: у лісосмугах – до 85 %, у скиртах – до 75%, на полях багаторічних трав – до 80%, що дає економію значних матеріальних і фінансових витрат і забезпечує цілеспрямоване і повне використання препарату. Однак через сприятливі погодні умови, монокультурне вирощування культур різко зростає чисельність гризунів, а відповідно і потреба у біологічному препараті.
Мітігейт в. р – препарат на основі біологічно активних речовин (рослинний алкалоїд, 200 г/л) ефективний проти кліщів на яблуні (0,3–0,45 л/га).
Натургард – біологічний інсектицид, активною речовиною якого є 0,5 % матрін і який має чітко виражену контактно-кишкову дію. Викликає параліч нервової системи і загибель комах-шкідників. Ефективний Натургард (0,3–1,0 л/га) проти попелиць, озимої совки, білокрилки на овочевих культурах, листоблішок, попелиць, квіткоїдів на плодових культурах, гронової листовійки, скосара малого чорного на винограді.
Як засвідчує багаторічний досвід, біологічні препарати необхідно застосовувати на основі своєчасного і постійного моніторингу фітосанітарного стану агроценозів, недопущення масових спалахів шкідників.
Г.М. Ткаленко
