Результат интеллектуальной деятельности: СРЕДСТВО ДЛЯ БОРЬБЫ С КОЛОРАДСКИМ ЖУКОМ И ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ КАРТОФЕЛЯ

Изобретение относится к отрасли сельского хозяйства, в частности к области защиты растений, и может быть использовано в качестве средства борьбы с личинками колорадского жука на посадках картофеля и повышения урожайности картофеля.

В настоящее время в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями многих сельскохозяйственных культур, в том числе картофеля, для повышения его урожайности широко применяются химические инсектициды. Недостатки химических средств защиты связаны с проблемой экологической безопасности их применения и охраной окружающей среды от загрязнения продуктами их метаболизма.

В последнее тридцатилетие прошлого века активно разрабатывались технологии повышения эффективности инсектицидных биопрепаратов использованием смесей биопрепаратов с химическими инсектицидами. Было установлено, что добавление пониженных доз химических инсектицидов к биопрепаратам резко повышает их эффективность [Теленга Н.А., Сикура А.И., Тронь Н.М. Последействие гриба белой мускардины Beauveria bassiana при заражении личинок колорадского жука // ДАН СССР, 1966, т.169, №5, с.256-260; Цибульска А.И. Применение рижского штамма гриба белой мускардины в борьбе с колорадским жуком // Патология насекомых: Сб. статей. Рига, Зинатне, 1972, с.5-35; Свикле М.Я. Использование биопрепарата боверин совместно с пониженными дозами хлорофоса, полихлоринена в борьбе с колорадским жуком // Бюл. ВИЗР, 1971, №18, с.41-42; Король И.Т., Сокольчик А.П. Способы повышения эффективности биопрепаратов в борьбе с вредными насекомыми, Минск, БелНИИНТИ, 1982,28 с.].

Описаны синергетические смеси для повышения смертности насекомых, в которых одновременно используются энтомопатогены и химические инсектициды.

Так, энтомопатогенные грибы Beauveria bassiana и имидаклоприд в сублетальных дозах изучались в лабораторных условиях на Nilaparvata lugens (Homoptera: Delphacidae) [Pest management science, 61 (4), p.363-370, Apr 2005]. Показано, что потенциальным средством для борьбы с вредителями является именно смесь гриба В. bassiana и имидаклоприда. К недостаткам указанной смеси относится присутствие в ней имидаклоприда, являющегося токсичным синтетическим веществом [Pesticides News, No. 62, December 2003, pp.22-23]. Имидаклоприд (никотиноидный пестицид) - относительно новый системный инсектицид. Он работает, блокируя элементы нервной системы насекомого, которые более восприимчивы к токсическому влиянию имидаклоприда, чем таковые у теплокровных животных. Имидаклоприд производится фирмой Bayer CropScience. Начиная с его запуска в производство в 1991 г., препараты, содержащие имидаклоприд, получили регистрацию приблизительно в 120 странах и продаются в огромных количествах для использования на более чем 140 сельскохозяйственных зерновых культурах. В связи с этим накоплен большой массив данных о токсичности имидаклоприда.

Меньшую экологическую нагрузку при борьбе с вредителями картофеля оказывают инсектициды пиретроидной группы. Среди препаратов этой группы необходимо выделить ряд аналогов. Так аналогами известного инсектицида Фастак, производимого фирмой БАСФ, являются препараты Аккорд, АлтАльф, Альфацин, Альфашанс и Цунами - системные инсектециды контактно-кишечного действия [Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2012 год. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России)]. В их составе действующее вещество альфа-циперметрин в количестве 100 г/л. Поэтому применения того или иного аналога дает одинаковый эффект. Эти аналоги отличаются быстрым действием на насекомых. При попадании препарата на кожные покровы насекомых летальный исход можно наблюдать спустя несколько минут.

В нашей работе новые заявляемые биологические препараты по действию на картофель сравнивали с препаратом Цунами. К положительным качествам этого препарата можно отнести устойчивость к смыву дождем и тот факт, что этот пиретроидный инсектицид незначительно мигрирует по профилю почвы и не попадает в грунтовые воды [Зинченко В.А. Химическая защита растений: средства, технология и экологическая безопасность. - М.: КолосС, 2005]. Однако Цунами может оказывать вредное воздействие на пчел и других полезных насекомых.

Наиболее близким по биологической сущности и безопасности для окружающей среды к заявляемому является средство борьбы с колорадским жуком в виде смеси из энтомопатогенных грибов и усниновой кислоты [Патент РФ №2328493. Применение усниновой кислоты в качестве синергиста инсектицидов на основе энтомопатогенных микроорганизмов]. В патенте показано увеличение процента гибели личинок колорадского жука при использовании смеси усниновой кислоты и энтомопатогенных микроорганизмов, таких как грибы Metarhizium anisopliae и Beauveria bassiana (конидии). В заявленном ранее изобретении не указано, как обработка смесью энтомопатогенных грибов и усниновой кислоты влияла на урожайность картофеля. К недостаткам работы следует также отнести тот факт, что использовалась чистая усниновая кислота, для выделения которой требуется затраты большого количества растворителей и сырья лишайников.

Задачей изобретения является повышение биологической эффективности энтомопатогенных грибов в смеси с экстрактом лишайников Usnea в борьбе с личинками колорадского жука с целью повышения урожайности картофеля.

Поставленная задача достигается путем совместного использования двух видов энтомопатогенных грибов Metarhizium anisopliae и Beauveria bassiana в виде смеси их водных суспензий с суспензией экстракта суммы лишайников Usnea, которой опрыскивают растения картофеля, заселенные личинками колорадского жука. Средство борьбы отличается также тем, что в качестве лишайниковой компоненты используется не чистая усниновая кислота, а экстракт, содержащий (+)-усниновую кислоту в качестве базового компонента.

Экспериментальные препараты испытывали на среднераннем сорте картофеля Лина, применяли по вегетации дважды, против личинок и имаго колорадского жука. К экстракту смеси лишайников Usnea (средство по примеру №1) добавляли раствор конидий гриба Бауверия (средство по примеру №2) и раствор конидий гриба Метаризиум (средство по примеру №3). Далее доводили до 100 мл. Полученные смеси наносили на растения с нормой расхода рабочей жидкости 300 л/га. Повторность опыта 10-кратная. Численность колорадского жука на посадках картофеля и определение биологической эффективности препаратов проводили по общепринятым методикам, учеты осуществляли на всех вариантах одновременно до и после обработки (Методические рекомендации по оценке…, 1987; Методы оценки…, 2003).

Схема опыта:

1. Контроль (без обработки);

2. Цунами (0,4 л/т);

3. Средство по примеру №2;

4. Средство по примеру №3.

Для статистической обработки экспериментальных данных был использован дисперсионный анализ пакета прикладных программ СНЕДЕКОР (Сорокин, 1992).

В 2012 году наблюдали острую засуху в течение всего вегетационного периода. Среднедекадные температуры воздуха превышали среднемноголетние значения на 1,2°C в мае, на 4,7°C - в июне, на 3,6°C - в июле и на 1,6°C в августе.

Заявляемое средство иллюстрируется следующими примерами.

Пример №1. Воздушно-сухую смесь лишайников Usnea (100 г) измельчали и экстрагировали трижды при кипячении (по 4 час) изопропиловым спиртом [Патент РФ №2437285]. После удаления растворителя получали 7.5 г (7.5%) твердого экстракта желто-коричневого цвета. Базовая компонента экстракта - (+)-усниновая кислота (ВЭЖХ). 0,2 г экстракта растирали с 1.0 г жидкого мыла, затем добавляли 25 мл горячей воды (50-60°C) и доводили до полной гомогенизации суспензию при перемешивании на магнитной мешалке (10-15 мин). В таком виде суспензия может храниться при комнатной температуре, состав не изменяется в течение нескольких месяцев.

Пример №2.

Для приготовления средства по примеру №2 использовали препарат конидий гриба Бауверия [Beauveria bassiana sensu lato, образец предоставлен сотрудниками Института систематики и экологии животных (ИСЭЖ СО РАН)]; титр - 1×10 в 7 степени на 1 миллиграмм биомассы.

Суспендировали 15 мг биомассы конидий в 10 мл воды при сильном встряхивании в течение 5 мин (количество конидий грибов Beauveria bassiana 15×10 в 7 степени). Суспензию профильтровали через 3-4-й слой марли (можно дважды) для удаления остатков среды.

Суспензию конидий грибов готовили непосредственно в день обработки посадок картофеля. К профильтрованному раствору добавляли 2 мл средства, приготовленного по примеру №1 (это составляет 0,0010-0,0015 г экстракта), доводили общий объем средства до 100 мл, заливали в опрыскиватель и опрыскивали растения.

Пример №3.

Для приготовления средства по примеру №3 использовали конидии гриба Metarhizium anisopliae sensu lato [титр - 5×10 в 6 степени на 1 миллиграмм биомассы; образец предоставлен сотрудниками Института систематики и экологии животных (ИСЭЖ СО РАН)].

Суспендировали 15 мг биомассы конидий в 10 мл воды при сильном встряхивании в течение 5 мин (количество конидий грибов Metarhizium anisopliae 75×10 в 6 степени). Суспензию профильтровали через 3-4-й слой марли (можно дважды) для удаления остатков среды.

Суспензию конидий грибов готовили непосредственно в день обработки посадок картофеля. К профильтрованному раствору добавляли 2 мл средства, приготовленного по примеру №1 (это составляет 0,0010-0,0015 г экстракта), доводили общий объем средства до 100 мл, заливали в опрыскиватель и опрыскивали растения.

Испытания показали, что нанесение средств, приготовленных по примерам №2 и 3 на личинок приводит к тому, что они перестают двигаться и питаться. Однако при этом продолжают переходить из младших возрастов в старшие (табл.1).

Использование всех препаратов, в том числе Цунами, против имаго оказалось малоэффективным на 3-и и 5-е сутки (табл.2), однако препарат Цунами и средство по примеру №2 снижало численность особей на 7 сутки до нуля и на 66,7%, соответственно.

Эффективное действие изучаемых образцов против личинок колорадского жука повлияло на урожайность культуры. Средства по примерам №2 и 3 достоверно повысили урожайность картофеля в 2 раза в сравнении с контролем (табл.3), при этом препарат Цунами повысил урожайность в 2,7 раз. Средство по примеру №3 также увеличило выход продовольственной фракции картофеля (38,4% крупного картофеля; 7% крупного картофеля в экспериментах с обработкой препаратом Цунами и 0% в других экспериментах).

Таким образом, расширение ассортимента препаратов на основе энтомопатогенных грибов и экстрактов лишайника, включение их в технологии возделывания картофеля поможет контролировать численность колорадского жука и решить проблему экологизации защиты растений.