Технологии производства и применения в теплицах биопрепаратов на основе энтомопатогенных нематод (Rhabditida : Steinernematidae , Heterorhabditidae)

Энтомопатогенные нематоды в лабораторных условиях способны заражать более тысячи видов насекомых из различных отрядов, поражая все фазы развития, кроме яйца.  Эти паразиты приспособлены к длительному существованию в почве без питания, совместимы со многими средствами защиты растений, их можно вносить в почву и на растения любым типом опрыскивателей, они безопасны для человека, животных и полезных членистоногих, оставаясь в почве, они могут длительное время существовать в отсутствии насекомого-хозяина.

Почва - естественная среда обитания этих нематод, где они хорошо адаптированы к различным  условиям влажности, температуры, механического и химического состава различных типов почв, поэтому штейнернематиды и гетерорабдитиды встречаются на всех континентах.

Энтомонематоды хорошо размножаются в насекомых и на искусственных питательных средах, производятся в коммерческих целях и успешно применяются против вредителей, связанных с почвой и в качестве биологичеких агентов приобретают в Европейских странах все большее значение после Bacillus thuringiensis .

Нематоды проникают в тело насекомого через рот, анус, дыхальца и кутикулу. После проникновения в тело насекомого нематоды выпускают в гемолимфу хозяина симбиотических бактерий (род Xenorhabdus , c емейство Enterobacteriaceae ). В результате заражения бактериями насекомые погибают от септицемии, а нематоды питаются содержимым тела погибшего насекомого и продуктами метаболизма бактерий.

В насекомом-хозяине нематоды развиваются до тех пор, пока не разрушается все содержимое его тела, после чего в трупе насекомого остаются одни инвазионные личинки, которые  мигрируют во внешнюю среду.

Почва является основной средой обитания для энтомопатогенных нематод, где и создаются наиболее благоприятные условия для их жизнедеятельности. С учётом особенностей экологии нематод разрабатываются и способы эффективного использования этих патогенов против целевых видов вредных насекомых.

Биологические препараты, изготавливаемые на основе энтомопатогенных нематод имеют различия только по виду и штамму нематод. При этом по общей биологии развития виды и штаммы нематод практически не различаются. Отличия касаются только их морфологических признаков и способности к заражению определенных видов насекомых хозяев.

Использование энтомопатогенных нематод, в Европе в биологической борьбе с вредителями повсеместно повысилось. Сотни исследователей приблизительно в 80 университетских, правительственных и промышленных лабораториях в 40 странах работают с энтомопатогенными нематодами и количество их растет. Биологические препараты на основе нематод в коммерческих целях производятся на 4 континентах и успешно применяются против вредителей связанных с почвой и в качестве биологичеких агентов приобретают все большее значение после Bacillus thuringiensis (8,11). Эти препараты можно применять совместно с химическими и биологическими средствами защиты растений. В ряде стран разрабатываются технологии промышленного производства штейнернематид и гетерорабдитид (6,7,8,12,13). В настоящее время в США, Канаде и Европейских странах производством, оптовой и розничной реализацией энтомопатогенных нематод занимаются 83 компании (10).

В Российской Федерации в течение последних 30 лет осуществляются исследования по изучению особенностей биологии, разработке технологий производства, применения и создания биопрепаратов на основе энтомопатогенных нематод (1,2,3). Всероссийским институтом защиты растений (ВИЗР) созданы и зарегистрированы на территории РФ два биологических препарата на основе энтомопатогенных нематод - ЭНТОНЕМ- F (основа препарата- нематоды вида Steinernema feltiae штамм SRP 18-91) и НЕМАБАКТ (основа препарата - вид нематод S. carpocap­sae штамм "agriotоs").

 Среди насекомых-вредителей в защищенном грунте особую экономическую значимость имеют долгоносики трипсы, минирующие мухи, огуречный комарик. Многие  современные средства  защиты против этих вредителей неэффективны и, прежде всего, из-за обитания в почве вредящей стадии развития, либо стадии развития, которая не может эффективно контролироваться известными средствами защиты растений. В этой связи во многих странах обращается все большее внимание на  изучение возможностей практического использования энтомопатогенных  нематод против названных видов насекомых.

В защищенном грунте к наиболее опасным вредителям могут быть отнесены долгоносики и, особенно, бороздчатый скосарь( Otiorrhynchus sulcatus L .), который повреждает цикламен, азалию, бегонию, примулу и розу (5). На цикламене, например, при обитании в одном горшке до трех личинок долгоносика при недостаточном поливе растения вянут, а при численности 6-7 личинок растения вянут даже при сильном поливе (4). В настоящее время не существует эффективных мер борьбы с долгоносиками на декоративных культурах.

Нами проведена многолетняя работа по изучению восприимчивости долгоносиков  к заражению различными видами энтомопатогенных  нематод,  которую оценивали с учетом особенностей биологии вредителя в условиях защищенного грунта. Имаго долгоносика ведет скрытный образ жизни, обитая на поверхности почвы. Наиболее вредоносна у этого вредителя личиночная фаза развития, против которой и разрабатываются способы борьбы с применением энтомопатогенных нематод.

Табл. 1. Эффективность применения энтонема - F на азалии против долгоносиков ( Otiorrinchus sulcatus L ) (С-Петербург, ОАО "Цветы")

 

Нематоды, выступающие в качестве действующего компонента препарата энтонем - F , способны эффективно заражать личинок долгоносика при этом биологическая эффективность достигает 98% (Табл. 1).

На основе многолетних  испытаний была разработана и успешно используется в ОАО "Цветы " ( г. С.-Петербург) технология защиты растений от долгоносиков с помощью энтонема - F .

Выращивание перца и зеленных культур (петрушка, салат, укроп) в тепличных хозяйствах осуществляется по технологии, исключающей применение пестицидов.  В отсутствии химического прессинга на овощных культурах возросла вредоносность сверчков.  Биологические средства

борьбы с этим вредителем до сих пор не разрабатывались и в этой связи особый интерес могут представлять энтомопатогенные нематоды. Сверчки ведут скрытный образ жизни. Большее время суток они обитают под комочками почвы и конструкциями теплиц, имеющими контакт с поверхностью почвы. Условия обитания сверчков создают благоприятные предпосылки для эффективного использования против них энтомопатогенных нематод. Производственные испытания энтонема - F против сверчков на овощных культурах проведены на базе ЗАО"Лето" (г. C .-Петербург) на площади  10000 м² в двух нормах расхода - 1 и 2 млд инвазионных личинок на 1 гектар в 600 л воды.  Нематоды были внесены в виде водной суспензии инвазионных личинок путем опрыскивания поверхности почвы под растениями и конструкциями в период появления вредителя. Результаты производственной оценки  препарата, представленные в таблице 2, свидетельствуют о достаточно высокой биологической эффективности  нематод в испытанных нормах расхода. Биологическая эффективность применения препарата на 4 сутки, соответственно нормам расхода, составляла 74,0% и 77,9%, в последующие сроки учета (33 сутки) - 95 и 100%.

Таблица 2. Эффективность применения энтонема - F против сверчков на перце (С.- Петербург, ЗАО "Лето")

 

В защищенном грунте наиболее опасным вредителем является западный цветочный трипс. Особенности биологии вредителя и не эффективность существующих систем защиты стали причиной выбора этого этого вида насекомых в качестве целевого объекта для использования нематод.

Результаты 3-х летних испытаний  энтонема - F на розах, представленные  на рисунках 1 и 2, свидетельствуют о высокой эффективности препарата против вредителя.

Применение нематод, тем не менее, не исключает полностью потребность в химических обработках надземной части роз, так как некоторое количество нимфальных стадий западного цветочного трипса, особенно на многолетних декоративных растениях, остается на надземной их части.

Таблица 2. Эффективность совместного использования алейцида, адмирала и энтонема-F против гетерогенной популяции калифорнийского трипса

(обработка растенений огурца через 10 суток после заселения вредителем)

 

С целью повышения эффективности использования нематодных препаратов нами проведены испытания по совместному их использованию с пестицидами (Табл. 2).

При  сравнительной оценке эффективности раздельного и совместного использования баковых смесей алейцида, адмирала и энтонема - F против гетерогенной популяции калифорнийского трипса на огурце, показана перспективность их интеграции в единой системе защитных мероприятий для повышения эффективности и снижения норм расхода препаратов.

Сочетание обработок по листовой поверхности баковой смесью препаратов с внесением нематод в почву обеспечивало биологическую эффективность на уровне 98-99% в течение 4 недель. При уменьшении дозировок пестицидов и нормы расхода энтонема-F в два раза получена эффективность, не уступающая показателям препаратов в экспериментально рекомендованным концентрациям.

Сциариды -н аиболее экономически значимые вредители шампиньонов при их промышленном культивировании. В производственных условиях на базе шампиньоницы в АОЗТ "Лето"(г.С.-Петербург) нематоды  испытаны путём внесения на поверхность покровной почвы в виде водной суспензии инвазионных личинок в период роста мицелия грибов. Наибольшая прибавка урожая плодовых тел грибов получена при норме расхода 2  млн. инвазионных личинок  в расчёте на 1 м² , а при норме расхода нематод 1 млн. урожайность несколько снижалась и была на уровне варианта с димилином Таблица 3.

Таблица 3. Эффективность энтонема- F против грибных мух на шампиньонах (С.- Петербург,  ЗАО "Лето")

 

 

Наблюдениями за динамикой численности нематод в почве не установлено существенных изменений численности инвазионных личинок в почве до 30 дня после внесения их в почву. Результаты опытов позволяют сделать вывод о высокой эффективности нематод  энтонема - F   против сциарид на шампиньонах. На основании результатов испытаний нематоды  энтонем- F   рекомендован к применению в качестве средства защиты  шампиньонов от грибных комариков в норме расхода 1 млн. инвазионных личинок на 1 м² поверхности почвы путём поверхностного опрыскивания покровной почвы водной суспензией нематод в период начала роста мицелия грибов .

С учётом актуальности проблемы использования ЭПН в качестве средства борьбы с насекомыми в ВИЗР раз­ра­бот­ан способ­  массового производства энтомопатогенных нематод на искусственных питательных средах. Препараты энтонем- F и немабакт изготавливаются в оригинальных хорошо растворимых в воде препаративных формах. Жизнеспособность инвазионных личинок при этом сохраняется до одного месяца при комнатной температуре и до одного года в условиях хранения при низких температурах (2-5⁰С). .Для этих препаратов разработаны технологии применения против многих видов вредных насекомых, из которых отдельные технологии запатентованы.

Таким образом, биологический препарат немабакт рекомендуется к применению в качестве средства борьбы с капустными мухами на капусте; на картофеле против проволочников; долгоносиками на декоративных культурах и смородинной стеклянницей на смородине. Другой препарат - энтонем –F рекомендуется к применению: на декоративных культурах против долгоносиков; западного цветочного трипса и  сверчков на овощных культурах; на смородине против почковой моли и стеклянницы; на облепихе против облепиховой мухи;  на капусте против весенней и летней капустных мух; на шампиньонах против грибных комариков.

Литература:

1. Данилов Л.Г. Биологические основы применения энтомопатогенных нематод ( Rhabditida : Steinernematidae , Heterorhabditidae ) в защите растений. Автореф. доктор. дисс. С.-Петербург. 2001, 46 С.

2. Данилов Л.Г., Айрапетян В.Г., Искрицкий В.Л. Способ получения препаративной формы для хранения энтомопатогенных нематод семейств Steinernematidae и Heterorhabditidae. Патент №221029. Бюл.№23, 2003.

3. Данилов Л.Г., Айрапетян В.Г. Способ и линия для производства биологических препаратов на основе энтомопатогенных нематод. Патент №2239315. Бюл.№31, 2004.

4. Рупайс А.А., Вельце Д.К. Опасный вредитель цикламена. Цветоводство. 1977. № 6.  с. 19.

5. Шурова Г.В. Бороздчатый долгоносик на цикламене. Научн. тр. Акад. комм. хоз-ва. 1976. Вып . 126. с . 57-60.

6. Bedding R.A. Large scale production, storage and transport of the insectparasitic nematodes Neoaplectana spp. and Heterorhabditis spp. . Ann. appl. Biol., 1984, 104, p. 117-120.

7. Friedman M.J. Commercial production and development//Entomopathogenic nematodes in biological control. Eds.: R. Gaugler and H.K. Kaya. - Boca Ration, FL : CRC Press, 1990, p. 153-172.

8. Georgis R. Formulation and application technology. Entomopathogenic nematodes in biological control.- Eds.: R. Gaugler and H.K. Kaya. - Boca Ration, FL : CRC Press, 1990. р . 173-191.

9. Glaser I. Foreward. Survival of entomopatogenic nematodes. DG  XII, COST 819.- Eds.: Glaser I., Richardson P., Boemare N. and Coudert F.Luxemburg, 1998. р . 3-4.

10. Grewal P., Power K. Commercial sources insect parasitic nematodes //– 2000. P. 1-7.

11. Liu J., Poinar G., O., Berri R. E. Control of insect pests with entomopathogenic nematodes: the impact of molecular biology and philogenetic reconstruction. Ann. Appl. Entomol. 2000. Vol. 45, №1. р . 287-306.

12. Wouts W. M. Mass production of the entomogenous Heterorhabditis heliothidis (Nematoda: Heterorhabditidae)  on artificial media. Nematol. 198l. Vol. 13, № 4. р . 467-469.

13. Wоuts W. M. Nematode Parasites of Lepidopnerans. Plant and Insect. Nematodes. 1985. № 18. р . 656-691.