УДК 632.1
РАЗРАБОТКА БИОТЕХНОЛОГИИ В СФЕРЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОЙ БОРЬБЫ С АМБРОЗИЕЙ ПОЛЫННОЛИСТНОЙ
А.В. Дергунов, Н.Н. Перов
ГНУ «Анапская зональная опытная станция виноградарства и виноделия», г. Анапа
Проблема уничтожения амброзии полыннолистной становится все более актуальной в связи с повсеместным распространением ее в южных регионах страны и широким спектром негативного воздействия как на агрофитоценозы, так и на здоровье человека. В качестве основы биометода будут использованы экспериментальные наработки препарата нового поколения, созданный на основе выявленных закономерностей системы «среда - растение - патоген», обладающего уникальной биологической пластичностью, которая обусловлена различной природой используемых в препарате агентов: 1. Гербифаг - микроскопический галловый клещ; 2. Патоген - возбудитель белой ржавчины (Albugo Tragopogonis); 3. Ингибитор цветения - биохимический препарат, используемый в микродозах.
Экологическая безопасность - важнейшая проблема, от решения которой во многом зависит будущее реформируемой России. Вследствие загрязнения окружающей среды только от повышения заболеваемости людей, потерь производительности труда, преждевременного износа зданий и материалов страна ежегодно теряет свыше 750 млрд руб. (в ценах 2000 г.). Все эти факты указывают на острую необходимость и неизбежность экологизации защиты растений в России. В эффективном экологически безвредном препарате для подавления амброзии полыннолистной нуждаются тысячи гектаров в курортных зонах российского Причерноморья и других южных регионах. На данный момент отсутствует надежный, экологически безвредный препарат для подавления амброзии и в странах ближнего и дальнего зарубежья.
Амброзия полыннолистная относится к наиболее злостным карантинным сорнякам. Она засоряет все культуры и является очень трудноискоренимой. К настоящему моменту амброзия полыннолистная занимает обширный ареал в южных регионах европейской части России, на Украине и в Закавказье.
Особенностью этого сорняка является так же то, что он занимает большие площади бросовых и малопродуктивных земель (пустыри, обочины дорог, края лесополос и т.д.), где агротехнические и химические приемы борьбы становятся затруднительными и нерентабельными. К тому же не везде можно применять гербициды и по санитарно-гигиеническим требованиям (населенные пункты, пастбища, курортные зоны).
Амброзия - не только вредоносный сорняк, но и возбудитель массовых аллергических заболеваний, так как в ней содержатся особые белки - антигены, которые, попадая в кровь человека через слизистую оболочку, отрицательно воздействуют на организм. Особенно опасно это свойство для курортов Черноморского побережья России и в первую очередь для детского курорта Анапа. В этих условиях наиболее перспективный, а зачастую и единственно возможный метод борьбы с амброзией - биологический.
В обычной практике биометод борьбы с сорняками сводится к завозу с родины сорняка и расселению одного, максимум двух естественных врагов. Однако для этого необходима длительная проверка специфичности фитофагов. К тому же очень часто интродуцированные фитофаги приводят к дисбалансу в местной экосистеме. На акклиматизацию и проверку пищевой и экологической специфичности уходят годы, а иногда и десятилетия.
В середине 60-х годов в Краснодарском крае на амброзии обнаружена болезнь белая ржавчина, вызываемая Albugo tragopogonis. Гриб способен заражать растения амброзии, начиная с фазы семядолей и до цветения. Несмотря на высокую эффективность гриба, только в редких случаях удавалось достичь 100% гибели зараженных растений. Поэтому во многих странах продолжаются попытки совместить применение микогербицида с использованием насекомых - фитофагов.
В Арканзасском университете (США) показана перспективность подавления трех видов сорняков (A. trifida, A. artemisiifolia, Xanthium strumarium) грибом Promyces gravidus; 27 видов культурных растений из 8 семейств этим грибом не повреждались. Ограничением в использовании патогена является низкая скорость нарастания инфекции и недостаточная вирулентность при изменении экоресурсов. Показана также возможность использования мицелиальных грибов для снижения семенной продуктивности амброзии полыннолистной (в сочетании с сублетальными дозами гербицидов).
Не прекращаются попытки акклиматизации амброзиевого полосатого листоеда - монофага зигограммы (Zygogramma suturalis), интродуцированного в 1978 г. из Канады на территорию Ставропольского края. В ареале амброзии полыннолистной жук дает 2-3 поколения. Однако для достижения эффективного подавления сорняка требуется по меньшей мере 400-500 особей имаго на 1м2.
В Краснодарском крае делались попытки акклиматизации интродуцированной из США амброзиевой совки тарахидии (Tarachidia canolefacta). Однако эта попытка пока успехом не увенчалась, возможно, из-за низкой жизнеспособности интродуцированной популяции.
В Калифорнийском университете (США) изучали возможность использования цикадки (Stobaera concinna) для борьбы с сорняками этого рода. Детально изучены биология и особенности питания насекомого, однако об эффективном использовании этого фитофага в полевых условиях нет сведений.
К настоящему моменту в нашей стране и за рубежом проведены исследования целого ряда биологических объектов, способных поражать амброзию полыннолистную и другие виды амброзий, однако, как свидетельствуют сами ученые, ни один из них не способен в условиях юга России надежно подавлять данный сорняк.
Нами на АЗОСВиВ предлагается использование метода внутриареального расселения комплекса разнородных по природе воздействия на сорняк, но взаимодополняющих друг друга, местных фитофагов. Чтобы стабильно подавлять амброзию, обладающую огромной семенной продуктивностью, растянутым сроком прорастания семян и высокой биологической пластичностью к неблагоприятным факторам внешней среды, необходимо иметь столь же жизнеспособную популяцию фитофагов.
В результате научных исследований отобраны и переведены в техноценоз два биологических агента системы: 1.Гербифаг и 2. Патоген. В качестве гербифага нами был использован выявленный в районе Анапы узкоспецифичный фитофаг амброзии из отряда акариформные - галловый клещ. Из известных науке видов патогенов амброзии нами был использован гриб Albugo tragopogonis - возбудитель белой ржавчины. Для подавления цветения и резкого сокращения семенной продуктивности амброзии были испытаны ряд препаратов из класса гербицидов, десикантов и регуляторов роста.
Универсальность и экологическая безопасность разрабатываемого нами биологического препарата основывается на том, что:
- В данном препарате используются местные, хорошо акклиматизированные фитофаги, прекрасно развивающиеся в существующих климатических условиях;
- Выявленные в процессе работы фитофаги обладают узкой специфичностью, то есть в сложившемся биоценозе не повреждают ни одно растение, кроме амброзии;
- Используемые для борьбы с амброзией биологические объекты синергетически воздействуют на нее. При этом, во-первых, у ослабленных клещом растений амброзии возрастает чувствительность к возбудителю болезни, во-вторых, через поврежденные ткани облегчается проникновение инфекции, а в-третьих, резко сокращается семенная продуктивность сорняка.
4) Для эпифитотийного развития каждый из используемых фитофагов требует определенных, в нашем сочетании - кардинально противоположных, погодных условий. Для Albugo Tragopogonis это умеренно-теплая, влажная с частыми утренними туманами погода, для галлового клеща, наоборот, - сухая и солнечная. Сочетание двух этих различных фитофагов с ингибитором цветения химической природы в одном препарате делает его универсальным по отношению к различным погодным условиям года.
Использовав в своем проекте все последние научные разработки зарубежных и отечественных ученых, мы предлагаем ряд принципиально-новых концепций, позволяющих считать разрабатываемый биологический метод новаторским, а сам биопрепарат - биопрепаратом нового поколения.
По материалам конференции: Современные достижения биотехнологии в виноградарстве и других отраслях сельского хозяйства, Новочеркасск, 29-30 июня 2005 г. / ГНУ ВНИИВиВ им. Я.И. Потапенко.
