Использование бактерий, грибов, вирусов находят в качестве промышленных биопестицидов. Бактериальные препараты для борьбы с насекомыми-вредителями и механизмы их действия.

Биопестициды - пестициды, полученные из объектов природного происхождения, таких как: микроорганизмы, растения, животные и минералы. Биопестициды в своё время делятся на 3 группы:

. Микробиологические препараты на основе микроорганизмов (бактерий, грибов, вирусов и простейших) и продуктов их жизнедеятельности. Более чем 50% в этой группе составляют препараты на основе бактерии Bacillus thuringiensis.

. Препараты из растений, экстрактов из растений и прочих природных субстратов. Их пестицидное действие обусловлено наличием в них специфических биологически активных веществ.

. Феромоны - препараты на основе природных соединений, не оказывающих токсического действия на вредные организмы, а влияющих только на их поведение. Обычно используются в виде приманок и ловушек для вредных насекомых. Но так же можно выделить ещё одну группу биологических средств защиты растений - это естественные хищники, но они всё таки не относятся к пестицидам.

По сравнению с химическими пестицидами, для биопестицидов характерны: меньшая токсичность, для нецелевых видов, высокая избирательность действий на вредные организмы, ну и так же отсутствие остаточных количеств в природе.

Использование микроорганизмов в качестве биопестицидов - сравнительно новое направление биотехнологии, но уже имеет существенные достижения.

На данный момент вирусы, грибы, бактерии, находят все больше применяются в качестве промышленных биопестицидов. Технология производства этих препаратов очень различна, как различна природа и физиологические особенности микроорганизмов - продуцентов. Имеются универсальные требования, предъявляемые к биопестицидам.

Основными среди них являются:

и высокая эффективность действия и селективность,

безопасность для полезных представителей флоры, фауны и человека,

длительная сохранность и удобство применения,

хорошая прилипаемость и смачиваемость.

В настоящее время для защиты животных и растений от грызунов и насекомых применяются, помимо антибиотиков, около 51 микробных препаратов, которые относят к трем группам - это бактериальные, грибные и вирусные препараты.

Различают следующие биологические средства:

·Грибные препараты

·Авермектины

·Бактериальные препараты

·Антибиотические препараты

·Вирусы насекомых

·Энтомопатагенные нематоды

Бактериальные препараты

На данный момент описано свыше 80 видов бактерий, которые инфицируют насекомых. Большинство их принадлежит к семействам Pseudomonadaceae, Enterobacteriaceae, Lactobacillaceae, Micrococcaceae, Bacillaceae. Большая часть промышленных штаммов относится к роду Bacillus, и основная масса препаратов (свыше 80%) изготовлена на основе Bacillus thuringiensis (Bt), имеющих свыше 22 серотипов. Штаммы Bt используются для борьбы с разнообразными вредителями - комарами, мошкой, гусеницами. В 1915 году впервые Bt была выделена Берлинером из крупых гусениц мельничной огневки. Штаммы Bacillus thuringiensis, помимо образования спор, которые когда попадали внутрь насекомого и вызывали септицемию, синтезировали также ряд экзо- и эндотоксинов. Привыкание и иммунитет к действию этих препаратов не отмечается у чувствительных видов насекомых. При проникновении в кишечник достаточной дозы этих соединений наступает 100-процентная гибель вредителей.

Первый токсин, идентифицированный у Bt, - а-экзотоксин (фосфолипаза С), является продуктом растущих клеток; предполагается, что эффект данного токсина, летальный для насекомых, связан с распадом в тканях незаменимых фосфолипидов. Второй токсин - Р-экзотоксин, состоящий из аденина, рибозы и фосфора. Считается, что его молекула представляет собой нуклеотид, сложно связанный через рибозу и глюкозу с аллослизиевой кислотой, а его токсическое воздействие состоит в прекращении синтеза насекомыми РНК. Третий токсин - у-экзотоксин. Его структура и действие еще совсем мало изучены; предполагается, что он относится к фосфолипидам. Четвертый токсин - кристаллический 8-эндоксин, образуется одновременно со спорой и выделяется в среду. Интактные кристаллы нетоксичны, но при попадании в пищеварительный тракт насекомых под воздействием щелочных протеаз разрушаются с образованием действующего токсина.

Интактные кристаллы нетоксичны, но при попадании в пищеварительный тракт насекомых под воздействием щелочных протеаз разрушаются с образованием действующего токсина.

Препараты в основе которых присутствует Bt относят к токсинам кишечного действия. Обычными последствиями после их воздействия являются паралич кишечника, прекращение питания, развитие общего паралича и смерть насекомого. Кристаллы варьируют между различными серотипами и изолятами Bt и обладают широким спектром активности против различных насекомых.

Бактерии группы Bacillus thuringiensis эффективны в отношении около 400 видов насекомых, включая вредителей садов, леса, полей и виноградников; наибольший эффект от применения данных препаратов получают при борьбе с листогрызущими вредителями. Известно более 100 штаммов Bt, объединенных в 30 групп по серологическим и биохимическим признакам. Бактерии Bacillus thuringiensis продуцируют специфические кристалловидные токсины, которые обладают большой энтомоцидной активностью. В процессе споруляции внутри клеток с помощью обычной микроскопии обнаруживают живые препараты бактерий, которые часто называют эндотоксинами. Когда заканчивается процесс спорообразования, токсины в свободном виде выделяются в среду. Форма кристаллов - ромбовидная (тетрагональная). Величина кристаллов чаще все зависит от вида культур бактерий и варьируется в интервале 1-3 мкм. Энтомоцидные кристаллы - это вещества белковой природы, в составе которых присутствуют 18 аминокислот. Этот белок - термолабильный, при 60°С он разрушается.

Первый отечественный препарат, получений на основе Вас. thuringiensis var. dalleriae, - энтобактерин. Применяются препараты путем опрыскивания растений суспензией из расчета 1- 3 кг/га для овощных и 3-5 кг/га для садовых культур с использованием наземных и авиационных опрыскивателей.

Наилучшие условия внешней среды для применения энтобактерина - отсутствие осадков и диапазон температур 18-32°С.

Препараты на основе бактерий по степени воздействия на человека относятся к IV группе химических средств защиты растений - «малоопасные».

Дендробациллин - это препарат для защиты леса от сибирского шелкопряда на основе Вас. thuringiensis var. dendrolimus. Бактерию выделили из гусеницы сибирского шелкопряда. Она наносит значительный вред хвойным лесам.

БИП - биологический инсектицидный препарат, который изготавливается в виде сухого порошка и пасты на основе Вас. thuringiensis var Darmstadiensis.

Он эффективен против плодовых вредителей (от шелкопрядов, яблочной и плодовой молей, пядениц, листоверток,) и овощных культур (молей, белянок).

Бактулоцид является бактерией, на основе которой создали этот препарат. Она была выделена из водоема и отнесена к группе Bt Н14. Бактулоцид выпускается в виде сухого порошка с титром спор около 90 млрд./г и содержит такое же количество кристаллов. Его применяют в жидком виде разбрызгиванием по поверхности водоема. Доза в зависимости от характера водоема и вида комаров варьирует от 0,5 до 3,0 кг/га водной поверхности. Кристаллический эндотоксин бактулоцида высокотоксичен для личинок комаров и мошек, но совершенно безопасен для других насекомых и гидробионтов, обитающих в одном водоеме с комарами.

Интенсивно проводится во многих странах широкая разработка новых препаратов на основе Bt. Поиск осложняется нестабильностью штаммов-продуцентов. До настоящего времени мало изучены вопросы контагиозности энтомопатогенных бактерий и возможности эпизоотологического способа их использования.