КОМАХИ В БОРОТЬБІ ЗІ ШКІДНИКАМИ СІЛЬГОСПКУЛЬТУР

В умовах пристосовуваності шкідників і хвороб до ЗЗР, постійного подорожчання останніх і на цьому тлі чималої кількості дешевого фальсифікату, отруєння ґрунту внаслідок внесення ЗЗР і зрештою збільшення в продуктах харчування різної хімії, дедалі більшої актуальності набувають біотехнології. Насправді, це цілий комплекс фундаментальних і прикладних наук, результатом яких є використання живих організмів і біологічних процесів у виробництві. Так, завдяки біотехнологічним розробкам в усьому світі комахи дуже ефективно використовуються у боротьбі зі шкідниками і хворобами сільськогосподарських культур. І цей метод має низку переваг. Причому віднайшли біометод іще давні китайці, а в радянській науці він отримав розвиток у середині 1970-х.

В Україні над цією темою працює Інженерно-технологічний інститут «Біотехніка» НААН (м.Одеса). Розповісти про потенціал комах як альтернативу хімічним засобам захисту рослин ми попросили наукового співробітника Інституту Бориса Шейкіна, який більше 35 років присвятив цьому науковому напрямку. Зараз він працює над технологіями використання біологічних засобів захисту (замість популярних хімічних), які збільшують термін зберігання овочів і фруктів у сховищах.

* * *

Почнемо з того, що понад 90% біомаси планети Земля становлять комахи, тому насправді це їхня вотчина, а не наша. Науковці припускають, що, за різними даними, загальна кількість існуючих видів комах коливається від 2 до 5 мільйонів. Комахами займається ентомологія — комплексна наука, яка вивчає їхню будову і життєдіяльність, індивідуальний та історичний розвиток комах, багатогранність форм, розподіл на Землі у часі і просторі, взаємовідносини із навколишнім середовищем.

Оскільки ми розглядатимемо комах в контексті захисту рослин взагалі і сільгоспкультур зокрема, то комах слід розділити на дві групи:

Фітофаги — ті, що поїдають біомасу (якою є сільськогосподарські культури), і ентомофаги — їхні вороги, які харчуються комахами.

Саме ентомофаги використовуються людством у біологічному методі боротьби зі шкідниками. Ентомофаги — це паразитоїди, які вбивають шкідників, використовуючи останніх як джерело живлення свого потомства. При цьому у ентомофагів є чудова якість — вони абсолютно індиферентно ставляться до сільськогосподарських рослин.

У свою чергу ентомофаги діляться на тих, які самі харчуються певними об'єктами — яйця, гусінь, імаго (доросла (статевозріла) стадія індивідуального розвитку комах, наприклад — метелик — прим. ред.), і тих, що паразитують на об'єктах (яйцях, лялечках, імаго тощо). Так, на яйцях комах паразитує такий широко відомий у світі ентомофаг, як трихограма. В Україні трихограму використовують для боротьби зі стебловим метеликом на посівах кукурудзи. Доросла трихограма відкладає свої яйця в яйцях стеблового метелика і у такий спосіб останні гинуть від паразита (тут головне встигнути поєднати в часі відкладання яєць шкідником і трихограмою — прим.ред.).Таким же чином вона зничтожує яйця і інших фітофагів

Також відомі в боротьбі з жуками, клопами, двокрилими тощо браконіди. Імаго браконід відкладають свої яйця в гусінь, наприклад, жука, яку, через це паралізує і вона невдовзі гине.

Існують комахи-ентомофаги для закритого і відкритого ґрунту — наприклад, загальновідомі сонечка (божі корівки), які поїдають попелиць і коростяних кліщів.

Іще один цікавий момент — абсолютно всі продукти рослинництва, які, як вважають люди, вони вирощують для себе, є харчами і для комах-фітофагів. Тобто тут людство і ці мільйони видів комах-фітофагів є конкурентами у боротьбі за харчі.

І якщо вже людина вирішила взяти участь у захисті власного врожаю, то їй слід чітко усвідомити, що це боротьба не на життя, а на смерть. Бо невідомо, хто кого переможе у боротьбі за їжу.

Воістину, ворог мого ворога — мій друг. Виходячи з цього, людина у цій непримиренній боротьбі на свій бік залучила комах-ентомофагів, що поїдають фітофагів і при цьому не можуть зашкодити людям (адже вони гинуть, щойно втратять джерело харчування у вигляді фітофагів).

Задля виконання такої «співпраці» перед людиною постає задача виготовити масову (чисельну) кількість ентомофагів. А їх, у свою чергу, можна розвести за умов наявності достатньої їжі. Тобто виходить, що людині слід дочекатися, поки на полях з'явиться чимала кількість шкідників — комах-фітофагів, щоби випущені на поле ентомофаги не загинули голодною смертю. Однак в цьому випадку чи не станеться так, що фітофаги знищать посіви до того, як їхня кількість стане достатньою для внесення на поле ентомофагів?

Для того, щоби не допустити такого сценарію, існує два способи боротьби. Перший спосіб — наводнення, коли шкідників вже багато, проте їхня кількість нижча порогу шкодочинності (суттєвої шкоди рослинам вони ще не завдали) — на посіви закидаються ентомофаги. І другий — спосіб колонізації, коли в агроценоз одночасно вноситься і шкідник-фітофаг, і його знищувач-ентомофаг. В обох випадках присутність ентомофагів, як прийнято в науці про захист рослин, має бути нижчою економічного порогу шкодочинності.

Ентомофаги працюють на всіх рослинних культурах і застосовуються людиною для захисту агрокультур, лісових і паркових насаджень тощо.

Науковець зазначив, що в Україні працює Інженерно-технологічний інститут «Біотехніка» Національної академії аграрних наук, який займається питаннями масштабування і напрацювання як ентомологічних (комах), так і мікробіологічних засобів захисту рослин. Ідеться про мікроби і грибні препарати тобто препарати, які уражують шкідників. Грубо кажучи, тут створюють хвороби комах. Для людей ці препарати, наголошує він, абсолютно нешкідливі. Для того, щоби отримати дозвіл на їхнє масове використання, препарати проходять численні перевірки і атестації. Цікавим також є напрямок роботи з нематодами (або круглими черв'ями), які не є комахами, однак вони можуть проникати у внутрішні органи комах, дихальні шляхи і викидаючи з себе мікроб  який їх вбиває. Але у нас він не набув поширення.

Також наразі «Біотехнікою» розроблено загальні принципи створення системи біофабрик і біолабораторій щодо вироблення ентомофагів в Україні.

Розроблені також принципи побудови різних виробництв на різних рівнях — від рівня господарства до держави. Тобто — структура біофабрик, як вони повинні функціонувати, що і в якій кількості виготовляти тощо. Науковець вважає, що виробництво обладнання для біофабрик доцільно запроваджувати в масштабах держави. Це саме стосується виробництва таких загальновживаних і відомих в сільському господарстві комах, як трихограма і браконіди. Є вузькоспеціалізовані комахи, яких є сенс розводити лише на рівні регіону або навіть господарства.

Щодо працювань безпосередньо з комахами, є дві задачі — селекція комах (так, їх також можна піддавати селекції, як рослини і тварин). За цей напрямок відповідає наука — технічна ентомологія, яка займається проблемами, що пов'язані зі створенням та оптимізацією культур комах як штучних популяцій із заданими властивостями. В нашому випадку, йдеться про селекцію комах, корисних для біометоду. Створюються властивості і якості комах, які дозволяють застосовувати їх в захисті рослин. Завдання технічної ентомології закінчується створенням ентомокультури (по аналогії з тваринами — це породи) як такої. Причому цей процес є постійним, адже з часом ентомокультура втрачає свої властивості, вироджується. Особливо це стосується комах-ентомофагів.

Створення ентомокультур фітофагів (простіше кажучи, порід травоїдних комах) дещо простіший — їхнє середовище проживання має бути максимально одомашнене (мовою науки — доместиковане), і для них мають бути створені сприятливі штучні умови розведення (техноценоз). Створення фітофагів потрібне для того, щоби на них потім розводити ентомофагів.

При створенні ентомофагів у них мають бути закріплені і підтримуватися ті властивості, заради яких їх виведено, і які будуть використані в полі. І що довше вони розводяться в штучних умовах, тим більше вони до них пристосовуються, а відтак втрачають свої якості (властивості). У них притупляється пошукова здатність, здатність літати тощо. Тому рано чи пізно від створеної породи ентомофагів відмовляються і працюють над створенням нової. Практично це робиться в резерваторах, які існують при кожній лабораторії, де в природних умовах утримуються «дикі» комахи, які потім слугують основою для створення нової породи.

Отже отриману за допомогою науки нову ентомокультуру слід застосувати на практиці, масштабувати. Однак не завжди отримані в лабораторіях результати піддаються масштабуванню. А це вже задачі промислової ентомології, яка займається створенням виробництв з масового розведення комах, які постачатимуться до господарств. Однак перехідним елементом між технічною ентомологією (яка створює племінну культуру) та промисловою ентомологією є центри маточних культур, де з племінної культури відбирається певна частина комах, яка є маточною для промислових виробництв. Ця маточна частина поставляється в господарство, і до неї надається сертифікат, на скільки циклів ця маточнна культура розрахована. Це є перехідний момент між однією наукою і другою.

Біометод VS інсектициди

1. Коли 1942 року було проведено перші польові випробування нового контактного інсектициду ДДТ (або дусту) проти мух, колорадського жука, попелиці, молі тощо, результати виявилися приголомшливими — людству видалося, що винайдено революційний і всесильний препарат-отруту. 1948-го його винахідник швейцарець Пауль Мюллер отримав Нобелівську премію. У цього препарату насправді багато заслуг перед людством, зокрема запобігання епідемії тифу і малярії у світі. Та його широке застосування згодом виявило дуже багато негативу: він дуже токсичний, не розкладається в ґрунті, а накопичується, при потраплянні в організм людини діє як страшна отрута…
2. Хімічні засоби боротьби слід постійно використовувати, адже комахи набагато довше людей живуть на землі, і тому до будь-яких негараздів і загроз навчилися пристосовуватись. Через одне-два покоління вони «вирішують питання хімії» — або розкладають в організмі хімпрепарат за допомогою вироблених антитіл, або капсулюють — хімпрепарат потрапляє в капсулу всередині комахи і виходить разом із нею, не спричиняючи власникові ніякої шкоди. Мало того, маємо ще більш цікавий факт — у гусені того самого фітофага, з яким ми збираємося боротися, є певний діапазон по кількості відкладання яєць. І якщо ви завдаєте гусені шкоду, у неї виникає захисна реакція — і вона починає плодитися максимально! Тобто замість боротьби зі шкідниками відбувається стимулювання їхнього розмноження.
3. Процес винайдення все нових інсектицидів 4-го, 5-го, 10-го поколінь нескінченний, адже комахи все одно до них пристосовуються! Яскравим прикладом є дані Всесоюзного інституту захисту рослин у тодішньому Ленінграді, який щороку видавав спеціальну карту: де саме і які саме препарати ефективні проти колорадського жука — на цій території препарат «А» ще діє, а на іншій — вже ні.
4. У випадку протистояння фітофагів та ентомофагів звикання не відбувається! Одні не припинять поїдати інших, бо такими їх створила природа. Так, у фітофагів нема протиотрути проти трихограми апріорі.
5. Комахи ніякого хімічного впливу ані на ґрунт, ані на рослину, ані на людину не роблять!
6. У боротьбі з хворобами сільгоспкультур застосовуються мікробіопрепарати, Інститут цими питаннями також займається. Так само із ентомофагами можна боротися за допомогою біопрепаратів, уражуючи комах хворобами на основі грибкових інфекції.
7. Біотехнологічні методи не уражують довкілля.

Біотехнологія

на сторожі органічного землеробства

НинІ дедалі більшої актуальності набуває органічне землеробство, де домінуючим є тривале незастосування хімії в ґрунті тощо. І одним із елементів є застосування виключно біологічних засобів захисту рослин.

Разом із тим маємо таку ганебну практику, коли вирощені з дотриманням усіх технологій органічні овочі або фрукти обробляються хімічним розчином заради тривалого зберігання у холодильнику.

Інститут вже почав працювати над новою темою — пошук технологій застосування біологічних засобів захисту для обробки овочів та фруктів з метою тривалого зберігання. Це дозволить гарантовано отримувати екологічно чисту продукцію на всьому ланцюжку виробництва — від ґрунту і зернини до плода в сховищі.

До того ж, обробка біологічним препаратом, крім зменшення усушки овочів, фруктів та ягід, значно зменшує втрати від гнилі. Тобто значно покращується економічна складова — менші втрати, більший прибуток.

Цим питанням тривалого зберігання закордоном приділяється чимало уваги. Особливо — в Нідерландах, які є світовими законодавцями технологій виробництва і експорту овочів закритого ґрунту і квітів. До речі, свої біопрепарати вони закуповують у Білорусі…

Чому ми не можемо перемогти колорадського жука біометодом?

Проблема полягає в біології колорадського жука, способах харчування і розмноження. Його шкідливість посилюється через дуже швидке виникнення резистентності до застосованих інсектицидів хімічного походження будь-якого класу.

Біда в тому, що близько чверті популяції цього жука уходить в діапаузу, тобто закопується глибоко в ґрунт і там перепочиває та чекає свого часу. І коли нам видається, що ми вже остаточно перемогли — жуків немає, раптом з нівідкіль він вилізає… І все починається з початку.

Звісно, у колорадського жука, як у кожної комахи, є природні вороги. Одним із найперспективніших видів, який регулює чисельність колорадського жука та близьких до нього видів північноамериканських листоїдів, є хижі клопи перилюс то подизус. Вони живуть у Північній Америці та в південній частині Канади, де повсякчас теплий клімат. У цих місцинах таких спалахів нашестя колорадського жука, як у нас, не стається. В європейській частині світу намагалися розводити цих клопів. На противагу жуку, який пристосувався і до снігу, ідо морозів, клопи перил юс та подизус цього зробити не змогли. Випустити цих клопів на волю, щоби вони почали розмножуватись в природі неможливо.Їх необхідно розводити у промислових умовах до кожного сезону використання

У усьому світі є баланс — коли на певну територію потрапляє одна шкідлива комаха, наступною за нею має потрапити її ворог.

Підсумок

Як наука ентомологія складається з теоретичної і практичної, або прикладної частин. Залежно від користі або шкоди, яку завдають комахи, прикладну ентомологію диференціюють на сільськогосподарську, ветеринарну і медичну. Сільськогосподарська ентомологія вивчає комах, корисних і шкідливих для сільського господарства. Об'єктом її уваги є також бджільництво і шовківництво. Ветеринарна ентомологія займається вивченням комах — паразитів тварин, а медична — паразитів людини.

Саме з розведення корисних для сільського господарства комах почалася технічна ентомологія (про неї також ішлося вище). Ці питання не входять до компетенції роботи ІТН «Біотехніка» НААН. Профільною науковою установою з розведення бджіл в нашій країні є Інститут бджільництва НААН. Відомою в Україні та за її межами з розведення тутових шовкопрядів є Харківська школа, яку ще іменують як школу професора Злотіна. Наразі її очолює професор ХНПУ Тетяна Маркіна. Але це вже тема інших публікацій.