Найти и обезвредить. Современные технологии контроля численности вредных организмов в поле

Защита посевов сельскохозяйственных культур всегда начинается с фитосанитарного мониторинга – чем раньше аграрий узнает о надвигающейся угрозе в виде вредителей или болезней, тем больше шансов сохранить растения и урожай. Мониторинг посевов позволяет минимизировать применение сильнодействующих химических средств защиты растений, снизить расход СЗР и в целом уменьшить пестицидную нагрузку.

Сотрудники ФГБНУ Федерального научного центра биологической защиты растений (ФГБНУ ВНИИБЗР) разработали устройства мониторинга – светоловушки и спороулавливатели, посредством которых можно повысить эффективность обработки посевов против вредителей и болезней. Приборы позволяют своевременно выявить вредителя, в частности, совку, в начале ее лёта, предупредить пик размножения насекомых, а также выявить начало лёта спор болезнетворных организмов.

О перспективных разработках ФГБНУ ВНИИБЗР, которые помогут сохранить урожай и снизить пестицидную нагрузку рассказала Оксана Кремнева, заведующая лабораторией фитосанитарного мониторинга, приборного и технического обеспечения ФГБНУ ФНЦ биологической защиты растений в ходе Live-беседы «Фитосанитарный мониторинг и биологические препараты в защите сельскохозяйственных культур», проведенной на платформе «Своё Фермерство».

Совершенствование систем защиты растений от вредителей направлено на разумное ограничение использования химических средств и более широкое применение других методов, безопасных для человека, растений и окружающей среды.

Эффективное и экономическое обоснование применение средств защиты растений от вредных организмов невозможно без ориентирования на специализированные данные, касающиеся сроков появления вредных организмов. Данную информацию можно получить за счет проведения фитосанитарного мониторинга с помощью различных средств.

Наиболее популярными и эффективными средствами фитомониторинга являются феромонные ловушки, цветоловушки, ловчие пояса, светоловушки, которые помогают:

• определить сроки начала лёта имаго, появления часто наиболее вредоносных предимагинальных стадий;
• прогнозировать динамику развития и численности вредителя;
• принять решения о необходимости обработок, корректировки сроков обработок и подобрать препараты в зависимости от численности и фазы развития вредителя;
• получить данные о видовом разнообразии и численности полезной энтомофауны;
• снизить численность вредных видов (без применения ХСЗР) и накопить полезных видов насекомых;
• оценить экономическую и биологическую эффективность проводимых защитных мероприятий.

Обычно на светоловушки ловится узкая группа насекомых: один-два близких вида. Отдельно среди всего многообразия ловушек выделяют световые, которые привлекают широкий спектр насекомых. В основе принципа работы – фототаксис – свойство насекомых двигаться к свету. Ловушки насекомых предназначены для улавливания насекомых в ночное время.

Спектр светодиодов, установленных в ловушках, тщательно подобран на основе научных исследований. Помимо ультрафиолетового излучения, привлекающего фактически всех насекомых, в ловушках установлены светодиоды и других спектров, привлекательных именно для конкретных групп вредителей. 

Идею световых ловушек сложно назвать чем-то новым, однако, следует отметить, что «классическая» световая ловушка уничтожает всех попавших в нее насекомых, которые ведут как ночной, так и дневной образ жизни. И определить по ее содержимому, какой именно вредитель угрожает вашим посевам, затруднительно. Ловушки, разработанные Центром биологической защиты растений, другие. По словам Оксаны Кремневой, они не только привлекают насекомых, но и позволяют определить их видовой состав, отследить в динамике развитие насекомых и рост численности популяции – и что важно, позволяют отделить вредителей конкретной группы от естественной «полезной» и «нейтральной» энтомофауны. Многочисленные исследования, проведенные учеными ФГБНУ ВНИИБЗР доказали, что именно с помощью светоловушек Центра можно успешно корректировать систему защиты растений, частично либо полностью отказавшись от химических препаратов.

На базе ФГБНУ ВНИИБЗР разработаны два типа световых ловушек для привлечения насекомых, которые устанавливаются в поле и отличаются автономной работой в течение длительного периода времени (от 1 до 3 лет) – коническая ловушка (угол привлечения 360^о и аспирационная ловушка (угол привлечения 180^о). Для включения освещения в темное время суток предназначено фотореле. В качестве привлечения насекомых-вредителей используется светодиодное излучение. Разработчиками подбиралась определенная длина световых волн, максимально привлекательная для тех или иных видов насекомых. За счет встроенной солнечной панели происходит срабатывание фотореле и автоматическое отключение освещения. Также за счет солнечных панелей идет подзарядка светоловушек.

Исследования, проведенные на базе Центра биологической защиты растений, позволили установить, что световая ловушка привлекает насекомых сорока семейств.

В отличие от феромонных основным преимуществом светоловушек является комплексное привлечение насекомых. В частности, светоловушка привлекает не только хлопковую совку (Helicoverpa armigera), но и совку-гамму (Autographa gamma), озимую совку (Agrotis segetum), шалфейную совку (Chloridae peltigera Schiff.) и ряд других, которые могут вредить на определенных культурах.

Еще одно преимущество световых ловушек состоит в том, что они привлекают как самок, так и самцов, тем самым непосредственно снижая численность популяции насекомого вредителя.

Светоловушки выполнены из прочного ABS-пластика, оснащены металлокаркасом, литиевой аккумуляторной батареей и солнечной панелью. Приборы сконструированы с помощью 3D-моделирования.

По технологии работы ловушки фактически ничем не отличаются. Основное отличие в угле привлечения вредителей: у конической он составляет 360°, у аспирационной – 180°.

Аспирационную световую ловушку разработчики рекомендуют использовать по кромке поля, когда действие направлено именно на само поле, без охвата прилегающей к нему территории. Таким образом удается минимизировать захват полезных насекомых с лесополос.

Коническая световая ловушка устанавливается уже непосредственно в поле, с максимальным охватом и привлечением насекомых по всему радиусу действия.

Оксана Кремнева отметила, что созданные на базе Центра приборы основаны не только на разработках зарубежных ученых, касающихся световых волн и их привлекательности для насекомых, но и на собственных разработках Центра биологической защиты растений. Как пояснила специалист, в ходе мониторинга с помощью светоловушек важно не нарушать видовое разнообразие насекомых. Именно поэтому разработчики предусмотрели в ловушках сепарирующий приемник, позволяющий отлавливать определенных насекомых, к примеру, совок, при этом не нарушая остальную энтомофауну.

Светоловушки ФГБНУ ВНИИБЗР прошли испытания на подсолнечнике, кукурузе, овощных культурах в садах. Эффективность этих устройств подтверждена результатами испытаний.

К примеру, для апробации светоловушек в садах перед учеными стояла задача определить наиболее оптимальную высоту установки приборов для наивысшей их эффективности в сегменте защиты плодовых деревьев от вредителей.

В ходе исследования удалось установить, что оптимальной высотой является установка над кроной. Именно в таком случае эффект по привлечению целевого вида насекомых (к примеру, плодожорки) будет наиболее высоким.

Аналогичные ловушки для оценки наибольшей эффективности каждого устройства устанавливали на подсолнечнике. Опыт проводили в августе, в течение двух недель, с установкой ловушек на расстоянии в 100 м друг от друга. Серьезных отличий в эффективности выявлено не было. Примечательно, что за две недели устройства отловили 12409 (коническая) и 14217 совок (аспирационная).

Как отметила Оксана Кремнёва, тот год был пиковым по количеству совок. Причем максимальная численность вредителя фиксировалась во всех районах и на многих культурах.

Испытания эффективности, проводимые на овощных культурах, показали, что количество выловленной за счет световой ловушки хлопковой совки в пять раз превышало показатель ловли с помощью феромонной ловушки.

Испытания проводились в период с 4 июня по 6 августа. Феромонными ловушками было привлечено 29,05 экз. хлопковой совки в среднем на ловушку, светоловушкой – 77 экз. в среднем на ловушку.

Специалист отмечает, что светоловушки можно применять для метода диссеминации с использованием энтомопатогенов. К примеру, в садах для большего охвата территории нематодами ловушка, куда был предварительно насыпан порошок с энтомопатогенной нематодой, выступала для привлечения насекомых, которые затем распространяли нематоду по саду.

В качестве препаративной формы для энтомопатогенных нематод была подобрана среда, содержащая инвазионные личинки нематод в водно-растворимом инертном носителе. Изучение эффективности ЭПН против яблонной плодожорки показало до 48% зараженных бабочек Cydia pomonella L.

Для того чтобы не нарушать видовое разнообразие полезных и дифферентных насекомых, предусмотрен сепарирующий насекомоприемник, позволяющий отлавливать целевой вид, при этом не принося вред полезным энтомофагам.

В период испытаний за три дня было отловлено до 150 экз. совок, а также отмечено до 800 яиц на поверхности насекомоприемника, что является сигналом о начале яйцекладки.

Наличие скопления таких яйцекладок позволяет провести оценку видового разнообразия яйцеедов и паразитов яиц в конкретном агроценозе, выполнить подбор природных популяций яйцеедов и паразитов яиц, а также позволяет выдвинуть гипотезу о возможности создания резерватов полезной энтомофауны, что требует дальнейшего изучения.

Разработанные устройства на основе сверхъярких светодиодов могут быть использовать для:

• фаунистических исследований;
• массового отлова вредителей при помощи сепарирующего насекомоприемника с высвобождением полезной энтомофауны;
• применения методов диссеминации и автодиссеминации энтомопатогенов;
• корректировки системы защиты, частичного или полного отказа от использования химических инсектицидов.

Ночью заряд батареи тратится на светоизлучение, а днем источник питания заряжается за счет солнечной энергии. Минимальный срок службы светоловушки – три года, при своевременной замене батареи – срок службы значительно увеличивается.

Качество мониторинга во многом определяется техническими средствами его оснащения. Эффективный фитосанитарный мониторинг возможен только при раннем обнаружении аэрогенной инфекции и источников ее происхождения. Известно, что количество спор фитопатогенных грибов, обнаруживаемых в воздухе над пораженными посевами, является важным показателем эпифитотийного потенциала возбудителя болезни.

Заболевания сельскохозяйственных культур являются одной из основных причин потери урожая. Одной из основных задач хозяйства является своевременный поиск симптомов массового заражения посевов. Для того чтобы начинать обработку от вредителей в оптимальные сроки, ФГБНУ ФНЦ биологической защиты растений разработал три типа спороулавливателей (спороловушек): стационарный, портативный и дистанционный.

Эти устройства собирают находящиеся в воздухе споры грибов и бактерий. За счет определения видового состава спор, попавших в спороулавливатель, можно прогнозировать, с учетом погодных условий, как и когда будет развиваться тот или иной патоген.

Стационарные спороловушки

Стационарные спороловушки ставят в поле в начале лёта патогенов.

Спороловушка ПЛС-15

Конструктивно ловушка представляет собой флюгер с козырьком в передней части, под которым монтируется специальная рамка из прозрачного материала. По центру тяжести ловушки установлен подпятник, опирающийся на ось, ввинченную в деревянную стойку. Под воздействием силы ветра споры выделяются из воздуха на рабочие участки улавливающей рамки, покрытые удерживающим составом. В качестве такого состава могут использоваться смесь глицерина с желатином, вазелином и т.д.

Ловушку можно поставить в поле и контролировать начало лёта патогенов. Определив виды спор, можно с учетом погодных условий прогнозировать развитие того или иного объекта и через какое время.

Портативные спороловушки

Портативные пробоотборники, разработанные ФГБНУ ВНИИБЗР, позволяют обнаруживать очаги ржавчинных заболеваний и определять запас инфекции за счет проведения регулярных обследований посевов культуры. Факт возобновления заболевания на посевах зерновых культур заблаговременно можно установить по результатам отбора проб воздуха среди растений. Устройство работает по принципу «пылесоса». Допускается отбор до 10 проб на одно стекло.

Также ФГБНУ ВНИИБЗР запатентован портативный прибор ОЗР-1мп, предназначенный для отбора проб непосредственно с растений. Прибор применяется для качественного и количественного анализа заспоренности и позволяет обнаружить инфекцию на растениях за 7-10 дней до проявления внешних симптомов болезней.

Прибор представляет собой импактор, в котором для осаждения примесей из воздуха используется стандартное предметное стекло, покрытое удерживающим составом. Отбор проб производится при обследовании сельскохозяйственных культур на наличие заболеваний. Прибор позволяет зафиксировать малое значение пораженности посевов, труднодоступное для визуального обнаружения.

Пробы отбирают и дистанционно, не заходя в посевы. Для этих целей может использоваться пилотируемый летательный аппарат, оснащенный пробоотборником воздуха ПСЛ-2 для отбора проб воздуха с целью обнаружения очагов заболеваний растений в посевах зерновых культур.

Прибор ПСЛ-2 (патент на полезную модель №171238) представляет собой щелевой импактор с дистанционным управлением, позволяет обеспечить технологию отбора серии проб без посадки мультикоптера.

Ученые сравнили эффективность ОЗР-1мп и ПСЛ, который использовали для дистанционного мониторинга. В результате достоверных различий между эффективностью отлова спор комплекса фитопатогенов приборами не выявлено.

Производственные испытания прибора ПСЛ-3

В ходе трехлетних исследований была подтверждена эффективность применения ПСЛ-3 в отношении мучнистой росы, фузариоза, септориоза и других заболеваний на пшенице. Хотя изначально с помощью этих приборов раньше определяли только бурую ржавчину.

С помощью прибора ПСЛ-3 удалось зафиксировать очаги желтой пятнистости листьев (Pyrenophora tritici-repentis) еще до видимого проявления заболевания на растениях, отметила ученая.

Каждый из приборов, разработанных учеными Центра биологической защиты растений, запатентован. Многолетние исследования, проводимые на разных культурах, в том числе зерновых, доказали эффективность применения световых ловушек для предупреждения и выявления массового лёта насекомых-вредителей. Конструктивные особенности ловушек исключают попадание в них полезных насекомых. Универсальные приборы можно использовать не только в полях, но и в садоводстве, в том числе органическом, овощеводстве. Научные разработки отечественных специалистов, в частности, Центра биологической защиты растений, еще больше приближают нас к решению вопроса в импортозамещении технологий, оборудования и приборов, используемых в сельском хозяйстве.