Научные основы использования энтомопатогенов и микробов-антагонистов в фитосанитарной оптимизации тепличных агробиоценозов

Павлюшин, Владимир Алексеевич

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Научные основы использования энтомопатогенов и микробов-антагонистов в фитосанитарной оптимизации тепличных агробиоценозов
ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Научные основы использования энтомопатогенов и микробов-антагонистов в фитосанитарной оптимизации тепличных агробиоценозов"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ

I С ГГ0* На правах рукописи

ПАВЛЮШИН ВЛАДИМИР АЛЕКСЕЕВИЧ

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНТОМОПАТОГЕНОВ И МИКРОБОВ-АНТАГОНИСТОВ

В ФИТОСАНИТАРНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕПЛИЧНЫХ АГРОБИОЦЕНОЗОВ

Специальность: 06.01.11 - Защита растений

Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора биологических наук

С.-Петербург - Пушкин, 1998

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений (ВИЗР) в период 1975-1998 гг.

Официальные оппоненты: Академик РАСХН, доктор биологических наук, профессор П.И.Сусидко Член-корреспондент РАСХН, доктор биологических наук, профессор А.И.Сметник Доктор медицинских наук, профессор Р.В.Боровик

Научный консультант, доктор технических наук Т АНугманова

Ведущая организация -Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии РАСХН

Защита диссертации состоится "¡У " , ^/^,/^1999 г. в " / Ч " час. на заседании диссёртационнЬго совета Д120.35.09 - . в Московской сельскохозяйственной академии им.КА.Тимирязева Адрес: 127550, Москва И-55, Тимирязевская ул., 49, Ученый совет МСХА

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться

в ЦНБ МСХА

Диссертация в виде научного доклада разослана " У "^¿/о^у/ 1998

Ученый секретарь Диссертационного совета В.АШкаликов

Лк туальпос ть проблемы

В современной концепции фитосанитарной оптимизации ахро-биоценозов и агроэкосистем важнейшее значение отводится восстановлению и активизации механизмов биоценотической регуляции (Материалы Всероссийского съезда по защите растений, С.-Петербург, 1995 г.; IOBC/WPRS Bulletin, vol.19/9, 1996 г.). Делается ставка на сохранение и искусственное насыщение агробиоценозов энтомо-фагами, энтомопатогенами и микробами-антагонистами (Бокдарепко, 1986; Васильев, Лившиц, 1984; Воронин, 1988; 1992; Емельянов, 1995).

В прикладном аспекте разворачиваемые исследования в области биологических регуляторных механизмов численности вредных видов являются научной базой создания интегрированных систем биологической защиты сельскохозяйственных культур. Накопленный мировой опыт позволяет определить биологическую защиту как совокупность защитных мероприятий с использованием устойчивых сортов, микробиологических средств защиты растений, интродуци-руемых энтомоакарифагов, реализуемую на основе фитосанитарного мониторинга, прогноза вредоносности и учета природных популяций полезных энтомофагов и микроорганизмов, и направленную на достижение биоценотического равновесия в агробиоценозе.

В России проблема биологической защиты растений в теплицах возникла в 70-80-е годы в связи с интенсивным наращиванием площадей (15 тыс. га), что привело к резкому обострению фитосанитарной обстановки в тепличных агробиоценозах. Количество экономически значимых вредоносных объектов достигло 22 видов. Необходимость получения экологически качественной овощной продукции потребовало разработки и использования средств биологической защиты. Отдельное фрагментарное применение хищного клеща фито-сейулюса, триходермина и фитобакгериомицина не решало проблемы защиты в целом.

В настоящее время в силу ряда причин:

- повышенной вредоносности быстро размножающихся видов насекомых и клещей (тли, оранжерейная белокрылка, трипсы, паутинный клещ и др.);

- появления резистентных популяций бахчевой и персиковой тлей, паутинного клеща и белокрылки;

- наличия скрытноживуших вредителей (листовые минеры);

- постоянного наличия и повышенной эпифитотийности таких возбудителей болезней, как бактериозы томата, корневые гнили огурца, мучнистая роса и антракнозы, галловые нематоды;

- малой доли устойчивых и толерантных сортов, и ограниченного набора энтомофагов и биопрепаратов,

защита овощных культур в теплицах зачастую не дает гарантированного защитного эффекта

Недостаточно изучены возможности и ограничены средства кон-

троля для формирования и функционирования искусственно создаваемою тепличного паразитоценоза. Безусловно, вышеобозначенные причины и, особенно, повышенное количество вредоносных видов, для которых присущи признаки экологических доминант (высокая численность, обилие и накладка поколений, биомасса) требует более сложных насыщенных систем биологической регуляции, чем это существует на сегодняшний день.

Как показывает отечественный и зарубежный опыт (США, Англия, Нидерланды, Мексика и др.) использование микробных препаратов - один из обязательных элементов в биологической защите растений, в том числе и на овощных и декоративных культурах закрытого грунта. В ряде развитых стран актуальна проблема широкой интеграции микробных препаратов в технологии возделывания сельскохозяйственных культур (Bernharat, Tuppeser, Thomas, 1991). Например, доходы от использования биоинсектицидов в США за последние 10 лет выросли в 3 раза (Market Intelligens, 1991).

Учитывая контролируемость тепличного агробиоценоза для моделирования биоценотической регуляции, в частности процессов динамики численности вредных и полезных видов, а также усиливающуюся тенденцию в развитии биотехнологической промышленности, целесообразно сделать вывод о необходимости интенсификации исследований в области микробиологической защиты растений, как важнейшего элемента в фитосанитарной оптимизации агробиоцено-зов.

Цель а задача исследований

Цель работы. Оценить потенциал биологической активности эн-томопатогенных микроорганизмов и микробов-антагонистов по отношению к основным вредоносным объектам в теплицах и сформировать необходимый набор микробиологических средств защиты растений (МСЗР) с разным типом контроля динамики численности вредителей и болезней.

Для выполнения поставленной цели необходимо было решить ряд задач:

1) разработать методы тестирования штаммов энтомопатоген-кых грибов и актиномицетов по признакам вирулентности и токси-генности на тест-насекомых; усовершенствовать методы отбора высоковирулентных штаммов;

2) определить дифференциацию штаммов энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana, VerticiUium lecaniï и Paeeilamyces fumoso-roseus по вирулентности на тест-насекомых (большая вощинная моль, гороховая тля, бахчевая тля, персиковая тля, оранжерейная белокрылка, табачный трипе);

3) выявить основные элементы патогенеза и определить факторы вирулентности у энтомопатогенных грибов;

4) разработать систему оценки действия и последействия патогенов на популяции насекомых;

5) осуществить селекцию перспективных штаммов-продуцентов у В.Ъая&'апа. У.1есапп и микробов-антагонистов на базе В.$иЪШШ и Streptomyc.es;

6) оценить роль микробов-антагонистов и препаратов на их основе в защите огурца и томата от микозов и бактериозов;

7) выявить токсины энтомопатогенных грибов и актиномицетов и оценить возможность их использования против вредных насекомых и клещей на овощных культурах;

8) изучить действие энтомопатогенов и препаратов на их основе в отношении основных видов энтомофагов, применяемых в теплицах, и разработать режимы технологической совместимости между биологическими средствами защиты растений;

9) апробировать основные элементы микробиологической защиты огурца и томата в производственных теплицах и разработать принципы интеграции МСЗР в комплексную биологическую защиту овощных культур.

Фак тичестт яга териал

Научно-исследовательские работы проводились во Всероссийском институте защиты растений (С.-Петербург, Пушкин) на базе лабораторий биофизики, микробиологической защиты растений и экологии энтомофагов, а также на Лазаревской опытной станции ВИЗР (Краснодарски! край) с 1975 по 1998 гг. в рамках государственных программ ОНТП 051.05, отраслевых программ ВАСХНИЛ и РАС.ХН, международной программы КПНТП СЭВ, международного проекта "Биозащита" и программ, координируемых Восточнопале-арктической секцией Международной организации по биологической борьбе с вредными животными и растениями (ВПРС МОББ).

При обобщении материалов по проблеме создания и использования микробиологических средств защиты растений (МСЗР) включены результаты .тачной многолетней работы в области биологической защиты растений, а также опубликованные совместно и отдельно материалы руководимых мною аспирантов и соискателей: Аванесова С.Г., Логинова Е.В., Котляревского Д.И., Митиной Г.В., Калько Г.В., Агансоновой Н.Е. и Войковой И.В, Ряд работ выполнен и опубликован совместно научными сотрудниками ВИЗР: Евлаховой А.А, Левитиным М.М., Ворониным К.Е., Новиковой И.И., Даниловым Л.Г., Митрофановым В.Б., Красавиной ЛИ, Юрченко Л.В., Слободя-нюк Г.А и Борисовым Б.А Автор выражает коллегам глубокую благодарность и признательность за помощь в исследованиях.

Научпая иовизпа

Сделан существенный шаг в познании хозяино-паразитных взаимоотношений в системе "энтомопатогенные грибы - насекомые". Впервые показано, что суммарный патогенный эффект определяется вирулентностью штамма, носящей полидетерминантный характер с прямым инфекционным действием и токсигенным последействием в ряду генераций насекомого-хозяина.

Разработана хозяино-паразитная модель, позволяющая экспериментально оценивать уровень вирулентности штамма и количественно регистрировать токсигенное последействие возбудителя микоза в ряду поколений выживших насекомых, проявляющееся в снижении показателей жизнеспособности у особей. Предложены физио-лого-биохимичеекие критерии признака вирулентности УЛесапп и В.Ъаззгапа, положенные в основу первичного отбора высоковирулентных штаммов-продуцентов.

Выявлены новые энтомоцидные токсины (триглицеридной и депсипептидной природы, ингибиторы протеаз), продуцируемые эн-томопатогеными грибами и актиномицетами, что послужило базой для разработки концепции о необходимости создания быстродействующих метаболитных препаративных форм (ПФ) против интенсивно размножающихся сосущих вредителей (белокрылки, тли, трипсы) в закрытом грунте.

В целях научного обоснования комплексного использования биопрепаратов и энтомоакарифагов получены новые данные о патоген-ности грибов и актиномицетов в отношении энтомоакарифагов, выявлены основные элементы и условия протекания микозов полезных насекомых и предложена оригинальная хозяино-паразитная модель "златоглазки - энтомопатогенные грибы (и их метаболиты)" для анализа первичного патогенного действия и последействия в ряду генераций.

Исходя из правил о многофакторности в биоценотической регуляции (Маркевич, 1983) и необходимости интегративного подхода в защите растений выявлены перспективные штаммы микробов-антагонистов из родов Васгйиз и ^írepíomyces, характеризующиеся высокой антагонистической активностью против основных грибных и бактериальных заболеваний огурца и томата, и одновременно оказывающие фиторегуляторное и росггстимулирующие действия на овощные растения.

Разработаны основы интеграции блока новых МСЗР и принципы функционирования систем биологической защиты овощных культур. Кроме фитосанитарного мониторинга с регистрацией и оценкой биоценотического состояния в агроценозе, целесообразно профилактическое применение биопрепаратов с защитной и фито-регуляторной активностью для создания защитною паразитоценоза. Необходимо совпадение оптимумов показателей микроклимата для реализации вирулентности иггаммов-продуцентов с таковыми для роста и развития защищаемой культуры. Гарантированный защитный эффект достигается за счет одновременного действия комплекса биологических средств на популяцию вредителей и болезней и перевода быстроразмножанщихся видов фитофагов в состояние де-прессированного размножения.

Прак тическяя цедпос ть и реализация резулъ та тов исследований

Материалы диссертации неоднократно использовались при составлении и разработке научно-исследовательских и внедренческих программ по биологической защите растений в стране, а сам автор по ряду проектов выступал соруководителем.

Созданы технологии получения и применения 6 новых микробиологических средств защиты растений от вредителей и болезней. Разработана научно-техническая документация биопрепаратов: вер-тициллин-К, вертициллин-М, боверин, гамаир, алейцид и немабакт (рассмотрены и рекомендованы межведомственной комиссией по биопрепаратам РАСХН).

В рамках Государственной коллекции энтомопатогенных, фито-патогенных микроорганизмов и их антагонистов (ВИЗР) создана коллекция из 102 штаммов-продуцентов для обеспечения производства и создания новых МСЗР на биофабриках и производственных биолабораториях МСХ и П. Коллекция включена в международный банк данных под индексом WFCC-WDCM № 760 (Япония).

Накоплен научно-производственный опыт получения новых биопрепаратов (вертициллин-К, боверин, алирин-Б, алирин-С, немабакт) на Краснодарской и Ставропольской биофабриках, Щелковском комбинате и др., и использование этих средств в защите овощных культур (акты производственных испытаний Калининской областной СТАЗР (1983-1986 гг.); биолабораторий Краснодарского края (1983-1995 гг.), Республиканской биолаборатории УССР (1988 г.) и др.), что послужило основой для разработки проблемы регионального малотоннажного производства МСЗР (одобрено на заседании президиума РАСХН, январь 1998 г.).

Сформирован блок микробиологической зашиты овощных культур, состоящий из новых биопрепаратов и разработана технология их применения в комплексной биологической защите овощных культур в теплицах. По данным производственной апробации в теплицах Северо-Запада РФ, Черноморского побережья Краснодарского края, и частично, в Приморье прибавка урожая огурца достигает 3-4 кг/м2.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований в области микробиологической защиты овощных культур и интеграции МСЗР в фитосанитарных технологиях позволило разработать основные элементы биологической защиты овощных культур, использование которых целесообразно прежде всего в экологически напряженных регионах страны: овощеводстве крупных промышленных центров, санаторно-курортных зонах, в районах-поставщиках сельскохозяйственного сырья на комбинаты детского и диетического питания и зонах с повышенной радиационной опасностью. За создание новых биопрепаратов и разработку систем биологической защиты растений автор награжден бронзовой и серебряной медалями

ВДНХ СССР (Постановление от 16.12.81 г. № 1039-Н и от 11.09.89 г. № 563-Н). Новизна новых МСЗР подтверждена 5 авторскими свидетельствами и патентами РФ.

Апробация работы.

Материалы по теме диссертации докладывались на VIII (М., 1975) и ХШ (Нидерланды, 1995) Международных конгрессах по защите растений ; на IX (Киев, 1984) и XI (С-Петербург, 1997) съездах Всесоюзного и Русского энтомологического общества; на Всероссийском съезде по защите растений (С-Петербург, 1995); на Ш съезде ВОГ и С (Ленинград, 1977); на Всесоюзных научных конференциях по биологической защите растений (Кишинев, 1976; Рига, 1983; Оболенск-Велегож, 1986; Самарканд, 1990) на международном симпозиуме по патологии беспозвоночных (Прага, 1978); на международных симпозиумах КОЦ СЭВ: "Разработка интегрированных методов защиты растений (ПНР, Познань, 1982), "Изучение энтомо-патогенных микроорганизмов, разработка технологии производства и применения" (ПНР, Познань, 1984), "Микробные пестициды (СССР, Москва, 1990); на международных симпозиумах Восточнопалеаркти-ческой секции МОББ: "Комплексная защита тепличных культур" (СССР, Кишинев, 1985), "Интегрированная защита виноградников, плодовых и других культур" (Болгария, Санданск, 1996), "Микробиологическая защита растений" (5-я Европейская конференция, Польша, Познань, 1995); на советско-американской конференции по изучению возможности выращивания и использования энтомопато-генных грибов (Рига, 1978); на Российско-финском симпозиуме "Разработка экологически безопасных методов ведения сельского хозяйства" (С.-Петербург, 1993; на X конференции Украинского общества паразитологов (Киев, 1986); на I межреспубликанском афидологиче-ском симпозиуме "Систематика и экология тлей-вредителей растений" (Рига, 1983); на научно-производственных совещаниях, проводимых объединением "Союзсельхозхимия" (Москва, 1983, 1985, 1987, 1990), агрофирмой "Гаврищ" на базе Всероссийского выставочного центра (Москва, 1996, 1997, 1998); на международной конференции по биотехнологии (С.-Петербург, 1994); конференции по биотехнологии (С.-Петербург, 1994); на научных конференциях "Интродукция микроорганизмов в окружающую среду" (Москва, 1994) и "Актуальность проблемы биотехнологии в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии" (Москва, 1996); на Всероссийском научно-производственном совещании "Экологически безопасные и беспестицидные технологии получения растениеводческой продукции" (Краснодар, 1994); на Российско-Тунисской выставке-семинаре "Биологическая защита растений" (Тунис, 1998); на заседании президиума РАСХН (Москва, 1996, 1998).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 123 работы, в том числе 5 авторских свидетельств и патентов на изобретения, 3 мето-

дические рекомендации, методические указания по диагностике белого мускардиноза насекомых и отбору вирулентных штаммов гриба B.bassiana находятся в печати. Разработаны технологические регламенты получения и применения 6 новых биопрепаратов для биофабрик МСХ и П РФ.

Основные положения, выносимые на запщту

На защиту выносится стратегия микробиологической защиты овощных культур в тепличных агробирценозах, базирующаяся, на комплексном использовании новых биопрепаратов на основе энтомо-патогенных грибов, нематод, актиномицетов и микробов-антагонистов, формировании искусственного паразитоценоза и фитосанитар-ном мониторинге.

Основные положения стратегии.

I. Высокий потенциал биологической активности энтомопатоген-ных грибов-возбудителей мускардинозов насекомых обусловлен суммарным патогенным эффектом при реализации хозяин о-паразитных взаимоотношений, определяемым вирулентностью штамма возбудителя микоза, носящей полидетерминантный характер с прямым инфекционным патогенным действием и токсигенным последействием в ряду генераций выживших насекомых.

II. Регуляция численности быстроразмножаюгцихся популяций сосущих вредителей (тли, белокрылки, трипсы), являющихся узловыми вредоносными объектами, возможна на основе использования живых грибных биопрепаратов и токсинных препаративных форм грибного, бактериального и актиномицетного происхождения, и технологически совместимых с популяциями энтомоакарифагов.

III. Фитосанитарная оптимизация тепличных агробиоценозов, с учетом достижения гарантированного защитного эффекта, базируется на искусственно созданном паразитоценозе, состоящим из энто-мопатогенных грибов, энтомопатогенных нематод и энтомоакарифагов. Важнейшим элементом являются микробы-антагонисты, вносимые в виде препаративных форм с фунгистатическим и бактерио-статическим действием и ростстимулирующим эффектом по отношению к растениям-хозяевам.

1. Предпосылки использования энтомопатогенов и микробов-антагонистов в защите растений

По опубликованным данным (Евлахова, 1974; Кандыбин, 1989; Рудаков, 1981: Тулемисова, 1990; Bochow, 1992; Воронин, 1998; Lipa, Smits, 1998) к настоящему времени известно более 8 тысяч видов микроорганизмов, играющих роль в биоценотической регуляции, часть из которых составляет основу микробиологической защиты растений и хорошо вписываются в фитосанитарную оптимизацию агроэкосистем (рис.1) (Павлюшин, 1997). К 80-м годам сложились основные научные направления микробиологической защиты расте-

ний (Ураков, Павлюшин, 1989):

- использование биопрепаратов против вредных насекомых, клещей и грызунов;

- подавление возбудителей болезней растений антибиотиками, биопрепаратами на основе микробов-антагонистов, бактериофагов и гиперпаразитов, вирусной вакцинацией и микробными препаратами-индукторами запретных реакций растений;

- учет и прогноз природных массовых заболеваний (эпизоотий) насекомых в целях регламентации истребительных мероприятий (Павлюшин, Долженко, 1982; Исси и др., 1980);

- использование генов инсекгицидности при создании трансгенных растений и ассоциативных ризосферных микробных культур.

Факторы дестабилизации биоценотических взаимоотношений:

Токсичные пестициды

Монокультура

Увеличенные контуры полей

Восприимчивые сорта

Несбалансированность и дефицит минерального питания

Техногенные загрязнения

Регуляция численности вредных видов на основе мониторинга, прогноза вредоносности и состояния паразитоценозов

Фитопатоге-

ны, антагонисты, гиперпаразиты

Фитофаги, природные популяции энтомофагов, энтомопатоге-нов

Устойчивые сорта

Сорные растения, популяции специализированных фитопа-тогенов и фитофагов

Факторы стабилизации биотических ре-гуляторвых механизмов: Выпуск <г- массово разводимых энтомофагов Использование биопрепаратов Активизация природных полезных популяций Создание очагов искусственных

эпизоотий Индукция защитных реакций у сельскохозяйственных культур Малотоксичные пестициды, БАВ,

РРР при угрожающей численности фитофагов

Агротехнические способы ограничения вредоносности: севообороты, спецобработка почвы, сроки сева, защитная и ростстимулирующая обработка семян, структура с.-хугодий, до-статочное видовое разнообразие, уменьшенные контуры полей

Рис. 1. Схема фитосанитарной оптимизации агроэкосистем

На важнейшую роль естественных популяций энтомопатоген-ных микроорганизмов, энтомофагов и микробов-антагонистов в фи-тосанитарной оптимизации агробиоценозов и агроэкосистем указывают современные фитосанитарные процессы, происходящие на фоне резкого спада объема защитных мероприятий на сельскохозяйственных угодьях России. Так, по данным ВИЗР и ВНИИБЗР (Воронин, 1997; Соколов, Павлюшин, 1997), начиная с 1993 года довольно отчетливо прослеживается локальное восстановление систем биоце-нотической саморегуляции. На посевах кукурузы в Краснодарском крае (1994 г.) выявлена высокая активность природных видов три-хограмм и хищных краснотелковых клещей в отношении кукурузного мотылька. Зарегистрирована высокая (до 89%) зараженность яиц вредной черепашки теленсминами. Массовое размножение итальянского пруса в Волгоградской области (1993-1994 гг.) было полностью приостановлено возникшей эпизоотией энтомофторгаа (возбудитель гриб E.grylli). Обследование садов Псковской области показало наличие значительного естественного фона энтомопатоген-ных нематод, существенно контролирующих численность почвенных стадий развития вредных насекомых (яблонный цветоед, плодожорки и др.). Энтомофторовые грибы (табл. 1) в условиях Северозападного региона РФ в отдельные годы поражают гороховую тлю, капустную белянку, капустную моль до 70-80% (Воронина, 1985, 1989). Лабораторией микробиометода ВИЗР разработана полная прогностическая корреляционно-регрессионная модель энтомофто-роза гороховой тли, которая позволяет прогнозировать численность вредителя.

Следует подчеркнуть, что из 800 выявленных энтомопатогеных видов грибов, характеризующихся различным уровнем паразитизма (Roberts, 1981) используется в борьбе с вредными насекомыми и клещами всего лишь 12 видов, преимущественно из порядков Monüiales и Entomophtorales, а на уровне биопрепаратов было зарегистрировано 15 (Твердюков и др., 1993; Lipa, Smits, 1998). Примерно такой же небольшой уровень промышленного освоения и других групп энтомопатогенов. Так, зарегистрировано 16 бактериальных препаратов, 20 вирусной природы и 22 на основе энтомопатогенных нематод. Из нескольких тысяч видов микробов-антагонистов, препаративные формы созданы на основе грибов Trichoderma lignorum, T.karzianum, Gliocladium roseum, ConiotiHurn minitans; бактерий Bacillus subtüis и представителей рода Pseudomonas. Расширение промышленного освоения и производственного использования МСЗР сдерживается рядом причин. Прежде всего сказывается отсутствие опытно-промышленных цехов по наработке опытных партий новых биопрепаратов для широкой производственной апробации и отработки опытно-промышленных регламентов получения. Из-за отсутствия оптимальных препаративных форм не решены некоторые вопросы

экологии и технологии применения биопрепаратов по культурам.

Таблица 1

Эффективность природных популяций энтом опатогенов в снижении численности вредных насекомых на сельскохозяйственных культурах (ВИЗР, ла-_боратория микробиологической защиты растений)_

Природные популяции антомо-патогенов

Насекомые-хозяева

Сельско-хозяйст- Зона проявле-венные ния эффек-культу- тивности ры_

Максимальный уровень поражения насекомых, %

горох

Гороховая тля (Acyrthosiphon

...JPM.Kaiy................

Капустная бё^ лянка (Pieris капуста

^ш^Г" .b^s-^.y................

Капустная моль

(Plutella

,. . капуста inaciuvpennis J

_Curt)

Районы с ГТК>2

Энтомофторовые грибы, сем. Ento-

Северозападный регион РФ

80-90 70-80

Северозападный ре-тон РФ

до 70

Ervtomophtora grylli Fres.

Итальянский на сель-прус (Calliptanvus хоз-italicus L.) угодьях

Краснодарский и Ставропольский края, Волгоградская обл. и др.

до 99

Энтомапатоген-ный гриб Verticillium lecavii Zimm.

Оранжерейная белокрылка (Trialeurodes vapomriorum

Westw.) Бахчевая тля (Aphis gossypii Glov.)

закрытый грунт, огурцы, томаты

Приморье, Черноморское

побережье Кавказа (ГТК >2)

до 80, локально

Возбудитель микроспоридио-за, Nosema mes-nUi (Protozoa)

Капустная белянка

капуста

Северозападный регион РФ

70-99

ЦЧР

проволочники пропаш- Нечерноземная

....._ _ ные.....зон а РФ _

Нематоды, сем. плодожорки плодо-

Б&тегпетаЬи]ае____(£^эг<1орг:ега)____вый сад _

долгоносики сахарная

_(СигсЫютпфле) свекла_

Примечание: гидротермический коэффициент определялся по формуле: ГТК = Р/(Ц1:° - 1ЭЮр0Г), где Р - среднегодовое количество осадков, 2(1;°-^*порог.) - сумма эффективных температур за год.

ЦЧР

Существует ряд проблем научного плана. Центральным вопросом остается изучение хозяино-пар азитных взаимоотношений в системах "Энтомопатогены-насекомые" на популяционном, организмен-ном и молекулярном уровнях. Это необходимо для ясного понимания механизмов патогенеза, выявления факторов вирулентности как основы направленной селекции активных штаммов-продуцентов и анализа экологических особенностей применения биопрепаратов. Именно на таких сведениях должна базироваться генетико-селекционная работа по созданию стабильных штаммов-продуцентов. В этой связи продвинуты исследования в отношении таких видов энтомопатогенных грибов, как Beauveria bassiana (Палюшин, Ев-лахова, 1978; Павлюшин, 1983; Gruía et al., 1982), Metarrhizium anisopliae (Zacharuk, 1970), Entomophtora thaxteriana (Воронина, 1989) и Verticillium lecanii (Hall, 1981, 1982; Павлюшин, Аванесов, 1985). Особое значение в ограничении численности быстроразмно-жающихся видов насекомых, каковыми являются тли, белокрылки, трипсы, приобретают токсинные метаболиты энтомопатогенов и ан-тиномицетов, поскольку их биологическая активность в меньшей степени зависит от условий микроклимата, а достижение летального эффекта возможно в более короткий срок.

Важнейшей предпосылкой рационального использования полезных микроорганизмов в закрытом грунте является разработка системы защитных мероприятий, когда против основных экологически значимых вредоносных видов будет в наличии блок биопрепаратов или же разработан режим интеграции МСЗР с энтомофагами и другими средствами контроля. Это обстоятельство указывает на целесообразность привлечения других групп энтомопатогенов, например, нематод, а также активно использовать виды микробов-антагонистов и более углубленно изучать действие МСЗР на популяции энтомофагов.

В связи с вышеизложенным, начиная с 1975 г., нами были начаты исследования патогенности энтомопатогенных грибов из ceuMoníliaceae в отношении насекомых, в основном вредящих овощным культурам в теплицах; были развернуты работы по селекции высоковирулентных штаммов-продуцентов и созданию биопрепаратов двух типов - на основе конидий и энтомоцидных токсинов. Кроме грибов в исследования были включены энтомопатогенные нематоды и микробы-антагонисты с целью создания блока микробиологической защиты овощных культур в теплицах. Одновременно изучалась возможность комплексного использования МСЗР и энтомоакарифагов для регуляции численности вредных видов посредством создания искусственного паразитоценоза.

2. Объекты и методы исследований

Основные работы проводились на основе коллекций микроорганизмов ВИЗР, ВНИТИАФ (впоследствии ГНИТИАФ), лаборатории радиационной генетики ЛИЯФ (ПИЯФ), ВНИИ биотехнологии (Москва).

Подробно исследовалось 44 штамма энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana (Bals.)VuilL, Vertidllium kcanii Zimmerman и Paecilomyces fumosa-raseus (Wize)Brown et Smith. Из нематод, паразитирующих на насекомых, использовались 6 штаммов (популяций) видов Steinernema carpocapsae, St.feltia (Nematoda: Stemernemati-dae), содержащиеся в коллекции ВИЗР.

Скриниг актиномицетов p.Streptomyces по признаку инсекти-цидности проводился на 1289 штаммах; детальному изучению подвергалось 5 штаммов: Streptomyces aurantiaciLS ВИЗР-10, Str.cremeus 0729; Str.cinereoruber П-55, Str.lmdmsis П-56; Str.herbaricolor S-100.

В качестве модельных тест-насекомых, традиционно используемых в исследованиях по патологии насекомых с целью сравнительного анализа получаемых данных, мы применяли лабораторные популяции большой вощинной моли (Gcdleria meUcmeUa L. и гороховой тли Acyrthosiphon pisum Kalt).

Из хозяйственно важных вредоносных объектов овощных культур закрытого грунта в работе были северо-западные популяции 7 видов вредных насекомых и клещей: бахчевой (Aphis gossypii Glov.), картофельной (Maerosiphmn euforbiae Thom.) и персиковой (Myzodes persicae Sulz.) тлей, оранжерейной белокрылки (Trialeurodes vaporariorurn Westw.), табачного трипса (Thrips tabaci Lind), цветочного трипса (FranklinieUa occidentalis Perg.) и обыкновенного паутинного клеща (Tetranichus wrticae Koch.). Разведение тест-насекомых осуществлялось согласно известным методикам (Бондаренко, Ася-кин, 1975; Бондаренко, 1980, 1984; Бегляров, 1978; Бегляров и др., 1977, 1978, 1982; Воронина, Чумакова, 1984; Ермолаев, 1984; Шува-хина, 1984; Красавина, 1989). Состав энтомоакарифагов, в основном для закрытого грунта, включал популяции, отселектированные и разводимые лабораторией биологической защиты растений ВИЗР: галлица афидимиза - AphMoletes aphidimyza Rond. (Diptera, Ceddomyiidae); энкарзия формоза Encarsia formosa Gahan (Hymenoptera, Aphelinidae); златоглазка обыкновенная - Chrysopa camea Steph., златоглазка китайская - Chrysopa sinica Tjeder. (Neuroptera, Chrysopidae); циклонеда лимбифер {Cycloneda limbifer (Coleoptera, CoccineUidae)] фитосейулюс персимилис - Phytoseiulus persantiis (Aca-ri, Phytoseiidae).

В целях выявления факторов вирулентности и установления механизма патогенеза применяли метода, принятые в патологии

членистоногих, а также использовали приемы физиолого-биохими-ческого анализа микроорганизмов. Определение уровня вирулентности знтомопатогенов осуществляли на разных стадиях развития тест-насекомых по биопробе при перкутанном заражении, используя показатели ЛК50, ЛТ50 и др. (Pavlyushin, 1978; Айзава, 1976). В качестве инокулюма применялись сшровые водные суспензии с титрами от 106 до 4x10е спор/мл и со следовыми добавками детергентов. Оценку токскгенности штаммов грибов производили по показателям паралича и смертности личиночных стадий насекомых при инъекции культуральной жидкости в полость тела (West, Briggs, 1968; Павлюшин, 1976). Кроме того, у гриба V.leeami и некоторых стреп-томицетов идентифицировались энтомоцидные метаболиты (Гиндина, Митина, Павлюшин, 1990). Предполагая роль гидролитических ферментов при проникновении грибов через кутикулу насекомых-хозяев определяли липазную , хитинолитическую и протеолитиче-скую активность штаммов методами количественного и полуколичественного анализа при культивировании грибов на индикаторных питательных средах по зонам просветления вокруг растущих колоний (Ерохина и др., 1976; Scerman, 1967; Рубан, 1977; Павлюшин, 1977). Для доказательства роли ферментативной активности в теле насекомого-хозяина была сформирована коллекция биохимических мутантов (ауксотрофы, морфологические мутанты и мутанты с измененной протеолитической и хитинолитической активностью). Индуцированный мутагенез у B.bassiana и V.lecanii осуществлялся с помощью УФ-облучения (Павлюшин, Левитин, 1977; Котляревский, Павлюшин, 1986; Захаров, 1978; Левитин, Кирсанова, Юрченко, 1971; Усенко, Кирсанова, Левитин, 1973).

Изучение эффективности клеточной защиты в полости тела инфицированных насекомых осуществляли с помощью модифицированных гематологических методик (Логинов, Павлюшин, 1990; 1998).

Суммарную оценку патогенного воздействия микробиологических средств защиты на популяции вредных насекомых оценивали по первичному летальному эффекту и последействию. Были разработаны оригинальные методы определения последействия на системах "мускардииные грибы - бахчевая тля" и "мускардданые грибы -златоглазки" в ряду генераций при размножении выживших насекомых, по показателям плодовитости, прожорливости, вылету имаго и появлению уродливых форм (Павлюшин, 1983, 1984; Палюшин, Красавина, 1984, 1986; Pavlyushin, 1996).

Для решения вопросов по ограничению вредоносности возбудителей болезней овощных культур (Fusarium oxysporwm, F.culmorum, Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, Erwinia carotovora subsp. carotovora, Pseudomonas corrugata) использовались высокоактивные штаммы микробов-антагонистов Bacillus subtiIts-lO-BH3P, B.subtMis М-22-ВИЗР, Streptomyces felleus-8-ВИЗР. Биологическую

активность микробов-антагонистов оценивали методами блоков, лунок, бумажных дисков и серийных разведений (Егоров, 1986; Новикова, Литвиненко, Калько, 1995). В качестве тест-культур использовали набор штаммов фузариевых грибов и других выше указанных возбудителей, полученных из ВНИИФ и лаборатории микологии и фитопатологии ВИЗР. Антагонистическую и фиторегуляторную активность опытных образцов новых биопрепаратов (алирин-Б, али-рин-С, гамаир) оценивали в условиях лаборатории на проростках огурца, искусственно зараженных F.oxysporum (Быкова, 1992), в вегетационных опытах и в условиях производственных теплиц Северо-Запада (АОЗТ "ЛЕТО", Леншпрадская обл.).

Наработка опытных партий и образцов новых биопрепаратов осуществлялась в ВИЗР на основе научно-технической документации (регламенты получения, ТУ, паспорта) и оригинальных отселек-тированных штаммов-продуцентов. Кроме того, часть образцов грибных биопрепаратов боверина и вертициллина нарабатывались на Калининской СТАЗР, Краснодарской биофабрике и опытной технологической линии ВНИИФ. Биопрепарат на основе энтомопатоген-ных нематод "немабакт" производили на опытной технологической линии ВИЗР. Актиномицетный метаболитный препарат "алейцид" получали на Вышневолоцком заводе медпрепаратов. Опытная наработка новых биопрепаратов на основе микробов-антагонистов (алирин-Б, алирин-С , гамаир) осуществлялась на Щелковском биокомбинате (Московская обл.,), Колпинском экспериментальном биотехнологическом предприятии (С.-Петербург) и Краснодарской биофабрике.

Испытания иггаммов-продуцентов, лабораторных образцов и опытных партий новых биопрепаратов в условиях пленочных и зимних теплиц осуществлялись на Северо-Западе РФ (АОЗТ "ЛЕТО", АОЗТ "Детскосельский, АОЗТ "Колпинский Ленинградской обл.), Краснодарском крае (теплицы Лазаревской ОС ВИЗР, совхозы "Победа", "Черноморец" и Приморском крае (Владивосток, совхоз "Тепличный"). Кроме того, лабораторные образцы биопрепаратов на основе штаммов П-55, П-56, алирин-С, алирин-Б и др.), тестировались на скрининговых системах фирмы Байер в Германии (Шпаар, 1993).

Данные, получаемые в ходе исследований, статистически обрабатывались, при этом в зависимости от характера распределения величин использовались параметрические (критерий Стыодента) и непараметрические (критерий Вилкинсона-Манна-Уитни) критерии различий. Применяли дисперсионный и корреляционный анализ. Так, планирование экспериментов по оптимизации составов питательных сред проводили на основе симплексного метода (Грачев, 1979). Математико-статистический анализ взаимного влияния признаков штаммов знтомопатогенных грибов осуществляли с помощью пакета прикладных программ "Microstat" для ЮМ-компьютеров и Stat для ЭВМ СМ-4, разработанном в ВИЗР. На основе множествен-

ного регрессионного анализа данных рассчитывали модели зависимости смертности тест-насекомых от концентраций биопрепаратов в рабочих суспензиях и других факторов.

3. Биологический потенциал энтгеиопатогенных грибов для контроля численности вредных насекомых и клещей в теплицах

Среди различных знтомопатогенных микроорганизмов, относящихся к вирусам, бактериям, нематодам и простейшим, грибы отличаются рядом уникальных особенностей (Rober ts, 1981; Евлахова, 1974; Воронина, 1989), которые могут быть весьма ценными для решения проблемы регуляции численности вредных насекомых в тепличных агробиоценозах. К настоящему времени выявлено более 750 видов знтомопатогенных грибов с различным уровнем паразитизма, из них около 450 видов было зарегистрировано в СССР (Коваль, 1974). Известны факультативные паразиты с типичными представителями из рода Aspergillus, к факультативным сапрофитам относят виды из родов Beauveria, Metarrhizium, Verticülium, и довольно отчетливо выделяется группа с облигатным типом паразитизма {Celomamyccs, Entamophthorales). Анализ мировой литературы (Yendol, Roberts, 1970, 1976; Евлахова, 1971, 1974; Павлюшин, 1980; Lipa, Smite, 1998; Гораль, 1974, 1975; Zacharuk, 1970, 1973; Исси, Воронина, 1983) позволяет выделить уникальные свойства данной группы патогенов, которые определяются способностью к проникновению (заражению) через кутикулярные покровы насекомых: реализацией признака вирулентности на основе биотрофного типа питания, сопровождаемого образованием конидий и покоящихся спор, что происходит на фоне рационального соотношения паразитических и сапрофитических свойств грибов, и, наконец, их физиологическая и биохимическая пластичность. Указанные особенности знтомопатогенных грибов имеют важнейшее значение для решения прикладных зада1!. Так, перкутанное проникновение делает более уязвимым и вероятностным заражение насекомых, особенно сосущих вредителей. Наличие бесполых конидий, выполняющих функции инфекционных единиц, а также покоящихся спор, характеризующихся способностью сохраняться в агробиоценозах, позволяет решать проблему создания споровых биопрепаратов, и особенно, эпизоотийно действующих препаративных форм (Воронина, 1978, 1985; Воронина, Гиндина, Новикова, 1987; Papierok, Wilding, 1979; Latge et al, 1978; Papierok et Latge, 1980; Soper, 1978). Наличие физиологической и биохимической пластичности дает возможность решать вопрос культивирования грибов на искусственных питательных средах с сохранением вирулентных свойств. Однако следует подчеркнуть, что в борьбе с вредными насекомыми и клещами используются 12-15 видов грибов в основном представители из порядков Monüiales и Entomophthorales.

К началу наших исследований в 70-х годах в отечественной и мировой литературе практически отсутствовали сведения о возможностях применения энтомопатогенных грибов против тлей, белокры-лок и трипсов в закрытом грунте. Научно-исследовательские работы были сконцентрированы на использовании энтомопатогенного гриба Beauveria bassiana против колорадского жука (СССР, Польша), кукурузного мотылька (Франция), вредителей зерновых запасов (ЧССР); Metarrhizium unisopliae. в борьбе с пенницами (Homoptera, Cercopidae) на сахарном тростнике в Бразилии; Nomuraea rileyi против вредителей сои (США), Hirsutella thompsonii против бурого клеща Phyllocoptruta oleivcrra Ashm. (США) и анализе энтомофторо-вых грибов, поражающих тлей на полевых сельскохозяйственных культурах.

Центральной проблемой является изучение хозяино-паразитных взаимоотношений в системе "гриб-насекомое" на популяционном, организменном и молекулярном уровнях, и особенно важно познание механизмов вирулентности. Вирулентность принято считать количественной характеристикой патогенности видового, генетически детерминированного свойства микроба поражать насекомых.

Мы считаем, что проявление вирулентных свойств у патогена зависит от наличия оптимальной питательной среды в организме хозяина, преодоления его иммунных реакций и наличия подходящих условий внешней среды. Такая многофакторная зависимость указывает прежде всего на необходимость анализа признака вирулентности, как полидетерминантного и полифункционального свойства гриба. В связи с этим были проведены обширные эксперименты с мус-кардинными грибами B.bassiana, V.lecanii, P.fumoso-roseus на классических модельных тест-объектах, какими являются G.mellonella и A.pisum и основных вредоносных видах насекомых, поражающих овощные культуры в теплицах.

3.1. Особенности патогенеза мускардинозов насекомых (вирулентность, паразитические циклы развития, симптоматика)

С целью выявлена специфичности в проявлении паразитических свойств B.bassiana, V.lecanii и P.fumoso-roseus была определена вирулентность 37 штаммов различного происхождения в отношении 10 видов насекомых, в том числе бахчевой и персиковой тли. табачного трипса и оранжерейной белокрылки (Павлюшин, 1978, 1979, 1983; Павлюшин, Аванесов, 1988). Были получены оригинальные данные о том, что указанные мускардинные грибы могут вызывать микозы тлей и оранжерейной белокрылки, а на модельных тест-насекомых (G.mellonella и A.pisu.m) была уточнена симптоматика мускардиноза и выявлена ее зависимость от штамма возбудителя. Доказано, что использование модельных тест-объектов целесообраз-

но для сравнительного анализа элементов протекания микоза и экстраполяции данных по вирулентности на другие виды насекомых. На примере В.Ъагжапа и У.ксатг изучено внутривидовое разнообразие по патогенности. Так, выявлена отчетливая дифференциация штаммов по признаку вирулентности при перкутанном заражении; На гусеницах V возраста С.те11опе1а 16 штаммов В.Ьазэтапа распределились на высоко-, средне- и слабовирулентные; смертность насекомых от высоковирулентных штаммов на 8 сутки достигала 75-95%, а от слабовирулентных - до 36%. Размах вирулентности штаммов У.Ысапп на личинках и имаго оранжерейной белокрылки и гороховой тли также оказался в широких пределах - от 82-96% до 16%

(рис. 2). » 80"

£ 60-О

о 401 20-

Рис.2. Вирулентность штаммов УЛесппи на личинках (А), имаго (Б) оранжерейной белокрылки (Тмрсттотит) и гороховой тли (А.ршхтп) (В) А: 1- Б-1, 2- Л-81, 3- Р-81, 4- Ти К2-82, 5- К-16, 6- БТм-81, 7- БВл-81, 8-У-57, 9- Й-0-4Б, 10- Тм-81; титр в инокулеме 5x10® спор/мл; Б: 1- БВл-81, 2- Й-0-4Б, 3- Ти К2-82, 4- БТм-82, а- Тм-81, 6- Б-1, 7- Р-81, 8- К-16, 9- Л-81, 10- У-57; титр 5x10? спор/мл;

В 1- Ти К2=-82, 2- Л-81, 3- Р-81, 4- Б-1, 5- У-57, 6- БВл-81, 7- К-16, 8- Й-О-4Б, 9- БТм-81, 10- Тм-82; тигр 5х107 спор/мл.

В сравнительном аспекте из 3 видов грибов (табл. 2) для персиковой и бахчевой тли наиболее патогенными оказались Р./итозо-гозеиз и УЛесапп, соответственно.

Таблица 2

Патогенность мускардинных грибов на персиковой (М.реплсае) и бахчевой (Адозстрй) тлях

Виды грибов

Смертность тли, %

М.регжае

А.до^/ргг

3 сутки 4 сутки 3 сутки 5 сутки

7.4 38.9 13.3 100

14.7 32.2 17.3 51.2

10.2 50.9 - 98.7

6.5 14.4 - -

УЛесапп В-Ьавэгапа Р./итпозо-гоэеиз Контроль,

Примечание: инокулюм - споровая водная суспензия с титром 5х107 спор/мл со следами тритон х-100

В условиях экспериментального заражения были отселектиро-ваны вирулентные штаммы В.Ьашапа с активностью до 85% на табачном трипсе.

В ряде работ (Павлюшин, Аванесов, 1985, 1986; Павлюшин и др., 1995) было экспериментально подтверждено, что наиболее вос-причивы к поражению грибами личиночные стадии развития насекомых и выявлена прямая зависимость смертности тест-насекомых от инфекционной нагрузки. Так, при титре спор В.Ьс&агапа в иноку-люме 5x10® спор/мл на 3 сутки погибает 52% особей гороховой тли, а в случае 108 спор/мл - 81%. При этом инфекционный период, или время отмирания длится 6-7 суток, за этот промежуток погибает большая часть насекомых в выборке (80-92%). Аналогичная картина наблюдается при вертицеллезе бахчевой тли (табл. 3)

Таблица 3

Зависимость смертности бахчевой тли А.до$яурИ от инфекционной нагрузки при экспериментальном заражении грибом УЛесапп (шт.Б-1)

Титр спор в инокулкме, _Смертность насекомых, %_

мламл _На 3 сутки На 4 сутки На 5 сутки

25 50 100

0 0

13.3 ± 2.7 29.3 ± 3.7

14.6 ± 2.9 54.6 ± 0.4 43.3 ± 3.6

100 85.4 ± 2.9 32.1 ± 3.8 27.4 ± 3.6

Контроль, обработка водой со следами тритона х-100

Увеличение численности тли на 73 ± 3.6 % 66 ± 3.8 % 13 ± 2.7 %

При использовании хозяино-паразитных моделей, характеризующихся соблюдением параметров микроклимата содержания инфицированных насекомых, строгого нанесения инокулюма и посто-

яниого учета симптоматики микозов с контрольным микроскопиро-ванием патогенов, удалось выявить дифференциацию морф А.дозяу-рп по уровню восприимчивости к У.1есапгг и В.Ъах&апа. Наиболее восприимчивы зеленые и лимонно-желтые морфы по сравнению с крылатыми самками и темно-зеленой морфой (рис. 3).

О I I I I I I 11-1 I

1 23456789 10 Сутки после обработки

Рис.3 Динамика вирулентности гриба У.ксапИ (шт.Б-1) на различных морфах бахчевой тли А.дозвурИ.

Примечание: титр в рабочей суспензии составлял 5х107 спор/мл, 1 - морфа зеленая, 2 - лимоино-желтая, 3 - темно-зеленая, 4 - крылатая

Таким образом, изучение штаммового разнообразия у энтомопа-тогенных грибов-возбудителей мускардинозов позволило нам выявить отчетливую дифференциацию штаммов по признаку вирулентности и отобрать высокоактивные штаммы в отношении сосущих вредных насекомых закрытого грунта. Отмечен факт, когда высоковирулентные штаммы были активными на большинстве видов тест-насекомых. Детальный анализ протекания инфекционного процесса позволил получить оригинальные данные по паразитическим циклам развития патогенов и симптоматике мускардинозов насекомых. Так, применительно к новым видам, поражаемых ВЪсдзита, У.1есапи и Р./ато.'ю-гозеия, к которым относятся вышеназванные виды тлей и оранжерейная белокрылка, экспериментально подтвержден основной путь внедрения грибной инфекции через покровы тела насекомых. Паразитический цикл развития у всех трех видов грибов сходен, характеризуется биотрофкым типом питания и состоит из следующих стадий:

- набухание конидий и образование проростков гриба, иногда сопровождаемое появлением аппрессориевидных структур на кутикуле насекомых-хозяев;

- внедрение инфекционных проростков в тело насекомого;

- гибель тлей и белокрылок за счет выделения токсичных метаболитов и разрастания гриба в теле насекомых-хозяев;

- в условиях повышенной влажности воздуха и температуры в пределах 20-30°С на пораженных тлях и белокрылке иггенсивно развивается мицелий и формируется спороношение гриба.

Симптоматика мускардинозов тлей имеет ряд особенностей. При поражении грибом B.bassiana гороховой тли A.pisum через 30-40 часов после инокуляции водной споровой суспензией тля впадает в состояние паралича, происходит потеря координации движения и прекращается питание. В течение 3-4 суток происходит отмирание насекомых. Штаммовая специфичность проявляется в вариациях окраски трупов от бурого до сиреневого, и часть штаммов осуществляет быстротечный тип патогенеза с отчетливым токсикозом (Пав-люшин, 1983 б, г). Вертициллез оранжерейной белокрылки характеризовался появлением коричневатых пятен на пораженных личинках и выделением экссудата. У зараженных имаго отмечалось изменение в поведенческих реакциях и регистрировался паралич (Пав-люшин, Аванесов, 1986).

Более полная картина развития симптомов микоза насекомых была получена нами при поражении грибом B.bassiana гусениц большой вощинной моли Gafleria meUonella L. (Павлюшин, 1979). Анализируя особенности патогенеза у галлерии при заражении 16 штаммами было установлено, что гриб проникает через дыхальца, основание ложноножки, сегмент и ножку. Впервые была показана штаммовая специфичность в симптоматике белого мускардиноза Так, по способности вызывать меланизацию тела хозяина, обусловленную аккумуляцией меланиновых пигментов (Gabriel, 1968) штаммы B.bassiana разделяются на три группы. Выявлены штаммы, вызывающие генерализованную меланизацию всего тела насекомого; индуцирующие лишь локальную меланизацию в местах проникновения, и третья группа штаммов не вызывает меланизацию тканей хозяина при патогенезе. Экспериментально было показано, что развитие симптомов коррелирует с накоплением биомассы гриба в теле насекомого-хозяина (табл. 4). Так, элементы токсикоза при мускар-динозе (потеря способности к передвижению, паралич, падение тур гора тела гусеницы)возникают на конечных этапах патогенеза, когда возбудитель генерализованно распространен по всем органам и тканям хозяина, а титр бластоспор в гемолимфе достигает 206 млн/мл и более. Штаммы с повышенной энергией роста и токсино-образованием вызывают быстротечный тип мускардиноза.

Таким образом, анализируя размах изменчивости вирулентности штаммов B.bassiana, V.lecanii, выявляя основные элементы паразитических циклов развития, нам удалось отобрать вирулентные штаммы в отношнии вредоносных видов тлей, трипсов и оранжерейной белокрылки. Расширено представление о симптоматике мускардинозов насекомых, показана корреляция их развития с накоплением биомассы гриба в теле насекомого-хозяина с одной стороны и

специфичность симптомов в зависимости от штамма возбудителя - с другой. Модельные тест-объекты гороховая тля и большая вощинная моль удобные для разведения и тестирования, позволяют получать углубленную информацию о микозах, и в то же время, целесообразны для первичного отбора вирулентных штаммов. Вышеизложенные особенности микозов насекомых указывают на~ сложность признака вирулентности у энтомопатогенных грибов и подчеркивают необходимость анализа ее факторов или физиолого-биохимических составляющих.

Таблица 4

Накопление бластоспор гриба B.bassiana в гемолимфе гусениц G.mekmeüa и развитие симптомов белого мусасардшгоза

Штаммы Время после заражения (часы) Титр бластоспор, млн/мл Симптомы микоза

24 0 -

41-42 56.7 Темно-коричневые пятна на теле, "обожженые" ложноножки.

45-46 68.8 Обилие крупных и мелких пятен.

К-87 48-49 163.9 Общие потемнение тела; генерализованная меланиза-ция; прекращение питания.

52-53 206.7 Потеря способности к передвижению; паралич падение тургора тела.

56-60 Прорастание в мицелий Конвульсии, судороги, паралич, гибель.

Примечание: интрагемоцеллярное введение; инфекционная нагрузка 5х104 конидий на гусеницу. Инъецированные насекомые содержались при 1=27° С

3.2. Факторы вирулентности энтомопатогенных грибов

По современным представлениям паразитологии проявление вирулентных свойств у патогена зависит от наличия оптимальной питательной среды в организме хозяина, преодоления его иммунных реакций, а также от факторов внешней среды. Ю.ВЕзепчук (1977) разделяет все известные факторы патогенности бактерий на три группы. К первой группе отнесены ферменты, способные деполиме-ризовать субстрат, препятствующий проникновению и распространению паразита. Факторы второй группы выполняют функцию защиты от фагоцитоза, а в третью включены факторы, определяющие токсигенность. Указанные закономерности были апробированы нами на энтомопатогенных грибах B.bassiana и V.lecanii. На модели B.bassiana - G.meloneüa с использованием ауксотрофных мутантов гриба были исследованы пищевые потребности патогена и оценена их роль в реализации признака вирулентности (Павлюшин, Левитин, 1977; Pavlyushin, 1978). УФ-облучением конидий получены му-

танты с нарушенным синтезом аминокислот, витаминов и аденина. Моноауксотрофные мутанты с нарушенным синтезом метионина при перкутанном заражении гусениц G.meUmella почти не обнаружили снижения вирулентности по сравнению с исходным штаммом. Лей-цинзависимые мутанты оказались средне- и слабовирулентными. Триптофан- и аргининзависимые варианты, как и мутанты с потребностью в аденине, были авирулентными. Сходные ряды активности биохимических мутантов B.bassiana были получены Л.И.Усенко и др. (1973) и АЛНиколаевым и Л.ИАкимкиной (1974) при заражении грибом мух Drosophila melanogaster и Musca domestica. Восстановление вирулентности мутантов происходит при интрагемоцеллярном введении, когда из паразитического цикла гриба исключается этап проникновения через кутикулу насекомого-хозяина.

На указанной хозяино-паразитной системе нами была проанализирована устойчивость патогена к клеточной и гуморальной защите насекомого-хозяина (Евлахова, Павлюшин, 1983 а; Павлюшин, 1980, 1982). Были выявлены различные стадии взаимодействия бла-стоспор и других элементов гриба с гемоцитами, приводящие к клеточной инкапсуляции. Однако фагоцитарный эффект отличался незавершенным типом и практически не выполнял функции защиты от патогена. Таким образом, гемолимфа G.melonella является оптимальной пищевой средой, а гуморальная и клеточная защита индифферентна против гриба B.bassiana, Аналогичные результаты были получены при заражении гусениц Gmdonélla грибом V.fecanii (Павлюшин, Аванесов, 1985).

В познании патогенеза микозов насекомых, и в частности выявления механизмов вирулентности энтомопатогенных грибов, особое значение имеет токсигенность. Под токсином в патологии насекомых принято понимать продукты, выделяемые микроорганизмом, или образующиеся в результате взаимодействия паразита и хозяина, вредно действующие на насекомого, влияющие на развитие болезни и на проявление ее симптомов. В наших исследованиях на модели B.bassiana - G.melonella выявлено, что симптоматика при экспериментальном токсикозе совпадает с симптомами белого мускардиноза галлерии (Павлюшин, 1974, 1976, 1978). Этот факт подтверждает участие токсинов в патогенезе микоза. Однако проявление элементов токсикоза в микозе происходит при высокой концентрации бластос-пор (более ДО8 спор/мл) в гемолимфе, что указывает на кумулятивное токсическое действие метаболитов гриба (табл. 5). Очевидно известные энтомоцидные токсины депсипептидной природы типа бове-рицина и бассанолида, образуемые B.bassiana и VJecanii (Андросов, 1974; Frappier, Ferron, Paris, 1975; Suzuki et al, 1977) большей частью содержатся внутри грибной клетки и влияют на патогенез после распада мицелия.

Таблица 5

Вирулентность и токсигенность гриба B.bassiana в_откошении гусениц большой вощинной моли (G.melkmellxi)

Штаммы

Токсичность культуральной жидкости гриба, инъекция _(в мкд/ыт)_

ЕЕ>50 (паралич)

Ш50

100%-ная смертность

гусениц после инъекции конидий (в часах)

% смертности при перкутан-ной инокуляции

К-87

ЗТ

0.16

0.17 0.08

0.14 0.08 0.08

54-64 46-54

44-52

73.1+4.21 49.0tt5.78 50.0*3.5

Примечание: LD^o рассчитана по культуральной жидкости, упаренной в 10 раз.

Роль токсигенности в вирулентности наиболее отчетлива при поражении грибами тлей и белокрылки. В случае токсигенного штамма патогенез на мелких насекомых идет по типу "опережающего" действия токсиноа Так, при инокуляции штаммами B.bassiana гороховой тли интенсивная гибель насекомых происходит на 2-3 сутки, когда в полости тела хозяина еще отсутствуют элементы гриба. Сравнительная оценка 17 штаммов V.lecanii по вирулентности на личинках оранжерейной белокрылки поз во лапа выявить группу активных штаммов (Кш-82, РЕ-84, Р-81), у которых в реализации признака вирулентности преобладал токсикоз (табл. 6).

Таблица 8

Сравнительная вирулентность и токсигенность штаммов гриба V.lecanii в отношении личинок оранжерей

п/п

Смертность личинок 1-2 возраста, %

Штаммы

3 сутки

5 сутки

от токсикоза

от токсикоза и микоза

10. 11. 12.

13.

14.

Ря-Кш-82 РЕ-3-84 Р-81 29 M БВЛ-81 TU-K2-82 Й-0-4Б DCi-Ag84 Ц-См-85 Мик-1 ASi-F85 Шепси Tvi-BMJIF-84 А1-ПрЛ-83

19.214.9

28.415.5

16.513.3

6.0±2.4

17.2±6.1

16.0142

10.9±2.1

14613.2

14413.4

32.0±2.0

13.813.1

10.9±3.1

12.9±2.2

10.3±3.4

21.814.7 30.8±5.6 20.8±3.2 9.2±2.2 21.2±6.0 17.714.1 20.7+4.5 16.013.1 17.313.3 38.512.1 18.713.0

13.313.0

15.212.1 21.813.5

86.0*4.9 35.715.9 81.314.9

70.516.7

70.217.8 67.514.5 66.612.8 63.513.1 55.516.5 54411.8 52.814.8

51.417.7

51.314.8 46.112.4

15. Л-81

16. АСп-ПрЛ-85

17. Cj-Ag-84

15.713.8 12.6+1.6 6.5±1.5

18.7±3.6 14.5±1.5 6.8±1.4

3.0

41.9±6.6 35.2±4.1 22.8±10.5

Конт

3.0

5.0

Примечание: в качестве инокулюма использовались споровые водные суспензии с титром 5х106/мл с добавкой твина-80. Личинки, погибшие от токсикоза в отличие от микозных, не покрывались мицелиальным налетом.

Таким образом, роль токсигенности в патогенезе микозов насекомых определяется спецификой штаммов B.bassiana и V.lecanii, зависит от конкретной системы "гриб-насекомое-хозяин" и наиболее отчетливо проявляется при поражении тлей и белокрылою

Исследование роли пищевых связей в системе гриб-насекомое, токсигенности и устойчивости возбудителей мускардинозов к защитным реакциям в гемолимфе позволило предположить определяющую роль инфективности (инвазионности) патогена в его вирулентности. Инфективность, под которой следует понимать способность гриба проникать через покров насекомого, складывается из устойчивости патогена к фунгицидным веществам кутикулы, способности образовывать аппрессориевидные структуры на поверхности покрова (Zacharuk, 1970; Pekrul, Gruía, 1979) и выделения зкзо-ферментов, гидролизующих кутикулярные слои насекомого (Samsinakova et al, 1973, 1976; Latge, 1974). Нами получены новые данные о роли липаз, протеаз и хитиназ в проявлении вирулентных свойств B.bassiana и V.lecanii. Определение ферментативной активности по зонам липолиза, протеолиза и хитинолиза вокруг растущих колоний грибов показало, что большинство штаммов продуцирует in vitro внеклеточные липазы, протеазы и хитин азы. Так, коэффициент активности (отношение диаметра зона ФА к диаметру колонии) варьировали от 1.1 до 2.38 (Павлюшин, 1977, 1980, 1984; Павлюшин, Аванесов, 1985). Было выявлено, что у слабовирулентных штаммов B.bassiana в отношении G.meloneüa, L.pomonella и A.dbtectvs оказалась низкая липазная (шт.Ф-15) или протеазная (шт. 52 и 8) активность (рис. 4). Корреляционный анализ по вирулентности и ферментативной активности V.lecanii показал, что важным является проте-олитическая (к=0.675) и липолитическая (к=0.613) активность при паразитировании гриба на личинках оранжерейной белокрылки. Количественный анализ протеолитической и хитинолитичеекой активности в дезинтегрированных конидиях B.bassiana также подтверждает роль указанных ферментов в вирулентности. Так, хитиноли-тическая активность в супернатантах разрушенных конидий была выше на 20-25%, а протеолитическая в 1.5-2 раза у высоковирулентною штамма 173 по сравнению со слабовирулентным штаммом 8 (табл. 7).

100 П

I 1 I "1-1-1-<-;-г——г—I

9 10 И 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Рис.4. Вирулентность штамма 8 В.Ьаята.па со слабой протеолитической активностью. (1) и штамма 173 с высокой протеолитической активностью (2) в отношении гусениц С.тейопеПа. Контактное заражение, 1=18-20°С

Таблица 7

Ферментативная активность супернатанта дезинтегрированных конидий В.Ъазмапа^

Хитиназная активность

Штаммы

Протеазная • активность, мкг/мг белка

Ы-ацетил-О-глюкозамин, мкг/мг белка

Восстанавливающие сахара, мг/мг белка

Хитсбталная активность, мкг/мг белка

ЗТ 646.50 8.81 0.006 13.71

ЛМ 635.50 49.77 0.023 26.07

965 501.88 25.96 0.169 52.83

52 423.85 135.25 0.387 7.02

Ф-15 333.07 60.30 0.233 2.31

936 482.30 116.92 0.240 7.69

Примечание: ЗТ, ЛМ, 965 - высоковирулентаые штаммы, остальные -слабовирулентные.

Для доказательства роли гидролитических ферментов в вирулентности грибов, а также поиска путей селекции активных штаммов были проведены исследования по индукции УФ-лучами мутантов с измененной протеолитической и хитанолитической активностью (Юрченко, Павлюшин, 1990, 1993). Так, от слабовирулентного штамма В.Ьшягапа, который не образовывал зон протеолиза, были индуцированы мутанты с протеолитической активностью и с повышенной, на 40% и более, вирулентностью (Павлюшин, 1978; Павлюшин, Евлахова, 1977). Мутанты УЛесапп с измененной хитанолитической активностью также обнаруживали увеличение вирулентности на личинках оранжерейной белокрылки.

Анализ ферментативной активности клонов в популяциях

штаммов при пересевах, пассажировании через насекомых дает весьма ценные сведения для решения проблемы стабилизации признака вирулентности у штаммов-продуцентов. Нами обнаружено накопление неактивных по протеазе (ПА) и слабовирулентных клонов у B.bassiana при культивировании и пересевах на искусственных питательных средах, что приводит к вырождению штаммов (Пав-люшин, 1985). При пассажах через насекомых-хозяев происходит вытеснение неактивных клонов из популяции и усиливаются факторы вирулентности у активных клонов. Например, через пять пересевов V.lecanii вирулентность на белокрылке снижается с 84% до 65%, а протеазная активность с 1.82 до 1.43 по сравнению с исходным пропассированным штаммом (табл. 8).

Таким образом, полученные результаты и анализ литературных данных указывает на важную роль протеолитической, липолитиче-ской ii хитинолигической активностей в патогенноеги изучаемых грибов и на возможность повышения вирулентности у природных штаммов путем индукции мутантов с измененной активностью ферментов, обеспечивающих проникновение гиф через покровные ткани насекомых.

Таблица 8

Влияние пересевов на ферментативную активность и вирулентность V.lecanii в отношении личинок оранжерейной белокрылки Количество пересевов, Смертность Ферментативная активность шт. Б-1 личинок на 4

сутки (%)

ПА ЛА

Исходный посев после 84.Ш.9 1-82 1.81

пассажа

5-й пересев на полусин- 64.7±2.7 1-43 1.40

тетической среде

Итак, реализация признака вирулентности у B.bassiana, V.lecanii и других патогенных грибов связана, прежде всего, с наличием трех групп физисшого-биохимических составляющих (факторов вирулентности): ферментов, гидролизующих кутикулярные слои насекомых, устойчивости к защитным реакциям в гемолимфе и ток-сигенности. Значимость указанных факторов вирулентности изменяется в зависимости от вида насекомого-хозяина В патогенезе микозов чешуекрылых определяющее значение в вирулентности имеет инфекгивность - способность гриба проникать через кутикулу, а при поражении тлей и белокрылок существенное значение имеет "опережающая токсигенность". Генетико-селекционные приемы (Котля-ревский, Павлюшин, 1986, а, б, в) и учет факторов вирулентности послужили нам основой для отбора высоковирулентных штаммов V.Zeccmrä (Б-1, Л-81, Р-81, БВЛ-81, 4С и др.) и B.bassiana (К2, TV-80, ЗТ, 173) для использования в теплицах против тлей, трипсов и оранжерейной белокрылки.

3.3 Патогенное последействие грибов на фитофагов

В общей патологии насекомых и паразитоценологии проблема анализа полного патогенного воздействия паразитных грибов на популяции вредных насекомых остается малоизученной. Детальное исследование бактериозов насекомых-фитофагов (Кандыбин, 1973, 1980; Лескова, Охотников, 1972), проводимые в 70-80 годах, выявили различные типы патогенного последействия при заражении BaäRvs thuringiensis чешуекрылых. Метатоксический, антифидантный, де-репродукгивный, тератогенный и псевдогормональный эффекты, проявляющиеся на последующих фазах развития больных насекомых и в ряду генераций, значительно усугубляли состояние популяций фитофагов.

Учитывая литературные данные о механизмах патогенеза, а также на основе оригинальных данных о роли токсигенности, особенно опережающего токсикоза при поражении тлей и оранжерейной белокрылки, нами были впервые осуществлены исследования по анализу токсигенного последействия B.bassiana и V.lecanii на выжившую часть популяций бахчевой тли после одинарной инокуляции спорами грибов (Павлюшин, Красавина, 1987). Для этого были использованы споровые водные суспензии с титром 2.5х107, вызывающие классическое микозное поражение тли в течение 4 суток до 50-60% популяции. Анализ выжившей части популяции обнаружил патологическое последействие грибов на бахчевую тлю в последующих пяти поколениях (табл. 9). Особенно отчетливо это проявляется в первом поколении после инокуляции грибами по таким показателям, как темп размножения тли и состав ее популяции. Так, плодовитость самок тли сниясается в 2-3 раза по сравнению с контролем. Сокращается продолжительность жизни тли с 19 дней до 13-14, а период живорождения уменьшается с 17 суток до 11. Восстановление обычной скорости размножения тли происходило после 5 генераций. Поскольку хронической латентной инфекции у энтомопатогенных грибов не обнаружено, то такое сильное последействие на тлю, очевидно, обусловлено токсигенностыо грибов.

Таким образом, полный патогенный эффект при поражении бахчевой тли B.bassiana и V.lecanii складывается из обычного микоза с репродукцией гриба на трупах и длительного токсигенного последействия на выжившую часть насекомых. Важно подчеркнуть, что при наличии экстремальных условий для развития гриба, например влажность воздуха ниже 60%, токсигенное последействие также отчетливо проявляется, что приводит к снижению темпа размножения тли. Полученные оригинальные данные позволяют более глубоко обосновать биологическую эффективность использования энтомопатогенных грибов против насекомых фитофагов по показателям периода регулирующего воздействия в паразитоценозе и физиологического ослабления популяций вредных насекомых.

Таблица 9

Последействие энтомопатогенных грибов V.lecanii и B.bassiana на плодовитость и продолжительность жизни самок бахчевой тли Aphis qosswrii Glov.

1-е поколение

V-e поколение

Виды и штаммы

Продол- Период Количе- Продол- Период Количе-

житель- живо- ство от- житель- живоро- creo

ность рожде- родив- ность ждения, отродив-

жизни ния, дни шихся, жизни дни шихся,

тли, дни особи тли, дни особи

B.bassiana 13.6±2.62 11.4±3.1 10.5±3.2 19.2Í5.2 18.1Í2.1 35.2Í8.2

штамм К-2 tita t¡t2 tit2 tit2 tit2 ¥2

V.lecanii 14.0±3.05 ll.2i3.07 16.016.2 20.4i2.8 20.1±3.4 37.Ü6.8

штамм Б-1 tita tit2 tita tita ¥2 tita

Контроль 19.0±4.2 17.2Ü.5 36.1±6.8 21.5i2.6 20.1Í2.6 49.4Í2.3

tjtg 44 ¥2 ¥¡¡ tit2

Примечание: последействие определялось на потомстве выжившей части самок после однократной обработки споровой водной суспензией грибов, (титр 2.5х107); _ различия между вариантами и контролем существенны с 5%-кым уровнем значимости, t2, различия с 1%-ным уровнем значимости.

В ходе детальных исследований микозов насекомых, вызываемых энтомопатогенными видами из порядка МапШсйез, нами были разработаны экспериментально действующие модели для изучения биологической эффективности грибов в отношении различных стадий развития тест-насекомых, в том числе тлей, трипсов и оранжерейной белокрылки, позволяющие дифференцировать штаммы по признакам вирулентности и токсигенности, выявлять симптоматику в зависимости от штамма, инфекционной нагрузки и накопления биомассы патогена в теле хозяина, а также определять действие и последействие патогена в ряду генераций насекомого-хозяина.

В реализации полидетерминантного признака вирулентности изученных грибов определяющие значение имеет инфективность -способность патогена проникать через кутикулу насекомых, в чем большую роль играет ферментативная активность гриба, а токсиген-ность значительно ускоряет протекание инфекционного процесса. В ходе селекции высоковирулентных штаммов с использованием фи-зиолого-биохимических показателей вирулентности отобрано 12 перспективных штаммов-продуцентов для защиты овощных культур от тлей, трипсов и оранжерейной белокрылки. Причем, наряду с созданием биопрепаратов на основе спор грибов, отчетливо обозначается целесообразность в разработке токсинных препаративных форм.

Итак, накопленные данные и опубликованные материалы указывают на достаточно высокий биологический потенциал энтомопатогенных грибов В.Ъазжпа и УЛесапИ для контроля численности вредных насекомых и включения их в тепличный паразитоценоз.

4 Разработка грибных препаративных форм (вертициллин-К, боверин) и их испытание в лабораторных

и производственных условиях

4.1, Высоковирулентные и технологичные штаммы-продуценты В.Ъаязита и УЛесапгг,

На основе вышеизложенных материалов и отдельных генетико-селекционных работ (Котляревский, Павлюшин, 1986; Юрченко, Павлюшин, 1985; Павлюшин, 1995; Митина, Сергеев, Павлюшин, 1997) нами были разработаны методы отбора вирулентных штаммов у мускардшшых грибов. В методических указаниях по диагностике белого мускардиноза и отобру вирулентных штаммов В.Ъа5.<папа (Павлюшин, 1998) предлагается набор тест-насекомых, делается акцент на использовании в селекции гриба показателей, коррелирующих с признаком вирулентности, учете географической зоны применения штамма и в связи с этим широкое использование местных изолятов, разработаны приемы стабилизации штаммов на основе контроля за появлением неактивных клонов в рассевах и пассажи-рованмя через насекомых-хозяев. Так, среди изолятов В.Ъпя&апа отселектированы два штамма (К-2, ТУ-80) вирулентные на табачном трипсе, и штамм (2019), высокоактивный проитив тлей (авторское свидетельство № 1061309, 1983).

Предложена схема отбора высоковирулентных штаммов УЛесапи, включающая на первом этапе отбор активных штаммов по протеолитической, липолитической и хитинолитической активности на индикаторных питательных средах. Кроме того, возможна первичная оценка штаммов гриба способом заражения гороховой тли с учетом признаков токсигенности. На заключительном этапе необходима проверка отобранных штаммов по вирулентности на личинках оранжерейной белокрылки и бахчевой тли. Таким образом отобрано 8 перспективных штаммов гриба для использования в практической защите огурца и томата от указанных вредителей (табл. 10). Их вирулентность в пределах 70-95%, и кроме того они достаточно технологичны при стационарном культивировании на жидких питательных средах. Так, выход спор гриба со 100 см2 поверхности питательной среды составляет: на молочной сыворотке - 3.4±0.9 г с титром конидий 50 млрд/г, на молочном обрате 3.9+0.8 г с титром 45 млрд/г, на пивном сусле - 2.9±0.6 с титром 40 млрд/г. Средний выход спор с 1 литра усредненной среды составляет 400 млрд

На отселектированные штаммы разработаны паспорта, по меди-ко-токсикологичес-кой оценке они безопасны и отнесены к IV классу опасности. Штаммы депонированы в Государственной коллекции ВИЗР.

Таблица 10

Перспективные штаммы-продуценты эитомопатогенного гриба V.lecanii Смертность Вирулентность Характер Продуктивность

универсаль-_(в баллах)_действия_(в баллах)

11 1 m^jfrr штамма ного тест-насекомого G.mellonella Оранжерейная белокрылка Имаго чинка Бахчевая тля "тек- эпи: сиген- *00Tf-ный" титр спор выход биомассы

N7 96 3 1-2 1 + 2 2

N 17 71 2-3 2 1 + 2 2

N4 98 2 3 1-2 + 2-3 2-3

N 24 67 2 2-3 1-2 + 2 2

N 6 84 3 2 2-3 смешанный 3 2

N 125 98 1-2 2 3 + 2-3 2-3

N45 98 1-2 1-2 3 + 2-3 2-3

N 126 82 1-2 1-2 2-3 смешанный 2-3 2-3

Примечание: проявление признаков в баллах: 1 балл - вирулентность при титре в инокулюме 5х107 спор/мл до 50%; пленка гриба образуется на 5 сутки; титр до SxlO9 спор/г, выход биомассы до 200 г/м2.2 балл - вирулентность до 80%, грибная пленка образуется на 3-4 сутки, титр до 15x1t)9 спор/г, выход биомассы до 270 г/м2. 3 балл - вирулентность до 95%, пленка образуется на 2-3 сутки, титр до 35x10® спор/г, выход биомассы до 350 г/м2.

Учитывалась смертность гусениц галлерии на 8 сутки при массированной инфекционной нагрузке.

4.2. Биологическая эффективность биопрепаратов вертициллин-к и боверина против вредных насекомых в теплицах.

На основе перспективных штаммов-продуцентов B.bassiana и V.lecanii нами были созданы биопрепараты боверин и вертициллин-к, эффективные для контроля бахчевой тли, табачного трипса и оранжерейной белокрылки. Основой препаратов служат конидии, получаемые при стационарном культивировании грибов на жидких питательных средах. При этом была разработана научно-техническая документация, состоящая из технологических регламентов на производство в условиях производственных биолабораторий и биофабрик МСХ и П РФ, технических условий и технологий применения по каждому биопрепарату. Обобщен опыт наработки и использования боверина и вертициллина в теплицах Северо-Запада РФ, Нечерноземной зоне, Краснодарского края и Приморья. Определяющим моментом в технологии применения биопрепаратов, кроме препаративной формы и опрыскивающей аппаратуры, является строгий учет условий, необходимых для реализации вирулентных свойств штаммами-продуцентами. Так, высокая биологическая эффективность вертициллина-к на имаго и личинках оранжерейной белокрылки соответственно до 78% и 94%, а также бахчевой тли, достигалась при относительной влажности воздуха более 80% и тем-

пературе в пределах 21-30°С. При этом требуются две обработки с интервалом в 7-10 дней и титром спор в рабочей суспензиии равному 50 млн/мл. Эффективность боверина (штамм-продуцент B.bassiana К2) против табачного трипса в условиях производственных теплиц АОЗТ "ЛЕТО" была на уровне 83% (Слободянюк, Яснж, Павлюшин, 1985; Павлюшин, Аванесов, 1986; акты испытаний от Калининской СТАЗР, Сочинской и Краснодарской биофабрик, биолабораторий совхоза "Рига" (Латвия), АОЗТ "ЛЕТО" Ленинградской области, Киевской Республиканской спецбиолаборатории).

Начиная с 1975 года и по настоящее время нами осуществляется поставка штаммов-продуцентов и научно-технической документации для получения вертициллина более чем 20 биолабораториям и биофабрикам РФ.

Экономическая эффективность использования указанных биопрепаратов достаточно высока. Например, по ценам 1985 года, окупаемость затрат на защиту овощных кулыур в теплицах с применением вертициллина была 8-кратная, а годовой экономический эффект с 1 м2 площади составлял 2.58 рубля. По уровню эффективности разработанные нами биопрепараты аналогичны боверолу и бове-росилу, созданным в Чехословакии для борьбы с колорадским жуком и вредителями запасов, верталеку и микоталу, производящихся в Англии для защиты растений от оранжерейной белокрылки и тлей, а также новому биопрепарату, разработанному в США на основе энтомопатогенного гриба Paecilomyces fumoso-roseus PFR-20 GW для контроля белокрылки (Lindquist, 1996).

5. Токсины эптомопатогенных грибов и актиномицетов, и возможности их использования против вредных насекомых и клещей на овощных культурах в закрытом: грунте

Как показывает мировая литература, развитие исследований в области инфекционной патологии членистоногих и создание биопрепаратов, особенно ярко это проявляется применительно к хорошо изученной энтомопатогенной бактерии B.thuringiensis, тесно связано с энтомоцидными микробными метаболитами (Фалкон, 1976; Лысенко, Кучера, 1976; Кандыбин, 1989). Наши исследования микозов насекомых и обобщение накопленных данных по биологически активным веществам, продуцируемые энтомофторовыми грибами (Воронина, 1989), представителями родов Aspergillus, Metarrhizium, Beauveria (Евлахова, Павлюшин, 1983; Nemec et aL 1973, Hamill et aL, 1969; Suzuki et aL, 1977), а также наличие энтомоцидных метаболитов у актиномицетов (Кандыбин, Самоукина, 1982, 1985; Bull, 1986; Chabala et aL, 1980; Головлева, Черменский, 1988) указывают на огромный потенциал микробных токсинов для создания новых средств защиты растений. Особое значение выявление и использование микробных токсинов имеет при разработке систем защиты против ин-

тенсивно размножающихся видов насекомых и клещей (белокрылки, тли, трипсы, паутинный клещ) с накладкой поколений. Токсинные препаративные формы малоопасны для теплокровных, специфично и эффективно снижают угрожающую численность вредителей за короткий срок, а их применение не требует создания особых климатических условий

5.1. Энтомоцидные метаболиты VerticiUium lecanii

Как было показано ранее (табл. 6) при заражении V.lecanii личинок оранжерейной белокрылки у большинства штаммов наблюдался опережающий токсикоз, приводящий к гибели насекомых. Причем выделились штаммы с отчетливыми вирулентными свойствами, значительный вклад в реализацию которых осуществляли экзотоксины.

Анализ токсинообразования методом экстракции метаболитов из мицелия с последующим контактным тестированием на насекомых показал, что все штаммы гриба синтезируют инсектицидные вещества. Было установлено, что преимущественное накопление токсинов идет внутри мицелия (табл. 11) и только незначительная часть токсинов выделяется в культур альную жидкость. Содержание токсической фракции (%) и инсектицидная активность (%) зависели от штамма гриба и варьировали в пределах 4.8-21.1 и 6.0-81.0%, соответственно (Митина, Павлюшин, 1990; Гиндина, Метина, Павлюшин, 1990). Изучение связи токсинообразования с физиологическими характеристиками роста гриба было проведено в условиях глубинной ферментации на штамме V.lecanii Р-81. Обнаружено появление инсектицидных метаболитов после 2-х суток культивирования на среде Чапека. Максимальный выход токсинсодержащей фракции составил 17.1% (на 7-е сутки); ее наибольшая активность - 91.3% смертность гороховой тли - на 9-е сутки роста. Очевидно, биосинтез значительного количества инсектицидных метаболитов у V.lecanii не только влияет на характер протекания микоза у насекомых, но и взаимосвязан с основными физиологическими стадиями развития гриба Множественный регрессионный анализ влияния признаков позволил выявить связь между выходом экзотоксинов и продуктивностью штамма по конидиям, бластоспором и биомассе (коэффициент множественной корреляции 0.66). Получено уравнение прогноза вирулентности штаммов в отношении личинок оранжерейной белокрылки следующего вида:

Ую = -0.2274xj - 0.3969X2 - 0.5979х5 + 0.2032хе + 0.1981ха + 0.8277,

где Ую - преобразованная вирулентность при заражении штаммами in vivo\ xi - содержание токсической фракции в биомассе, %; Х2 - содержание токсической фракции в нативном растворе, %; Х5 - выход биомассы, мг/мл; xs - морщинистость колоний, баллы.

Указанный набор признаков обнаружил наиболее высокий коэффициент множественной корреляции (0.703) по влиянию на вирулентность штаммов V.lecanii.

Для удобства расчета вирулентности построена номограмма (Митина, Сергеев, Павлюшин, 1997). Таким образом, впервые для энтомопатогенных грибов показана принципиальная возможность прогноза вирулентности по физиолого-биохимическим особенностям патогена с обязательным учетом признака токсинообразования.

В ходе выделения, очистки и идентификации действующих веществ токсического комплекса V.lecanii было установлено, что энто-моцидные метаболиты гриба содержатся в липидной фракции (до 4% от общих липидов) и представлены двумя активными компонентами, названных нами токсином-1 (стабильное соединение, вызывающее гибель тест-насекомых в течение 15-20 минут) и токсином-2, характеризующееся нестабильностью и приводящее к гибели тлей в течение нескольких часов. Выявлена химическая природа токсина-1 -основного действующего вещества токсического комплекса, которое определено нами как триглицеридный фосфоэфир (Мвес=390 у.е). Это соединение отличается от уже известных инсектицидных метаболитов "V.lecanii - бассианолида и дипиколиновой кислоты (Claydon, Grove, 1982; Murakoshi et al., 1978). Образование аналогичного соединения, обладающего контактной активностью, установлено и для грибов рода Entomophthora (Воронина и др., 1987, 1988), что указывает на закономерность биосинтеза биологически активных фосфо-липидов у энтомопатогенных грибов. Учитывая зависимость токсин-нобразования у микроорганизмов от состава питательной среды и условий культивирования были осуществлены исследования по оптимизации среды для V.lecanii (шт.Р-81) по указанному признаку. Максимальный выход биомассы гриба (15.1 мг/мл) и липидов (23.5%) с инсектицидной активностью равной 98% был получен при глубинном росте гриба на оптимизированной модифицированной среде с пептоном (табл. 12). Планирование экспериментов по оптимизации среды по пяти параметрам (концентрация азота, углерода, КН2РО4, MgS04, рН среды) проводили симплексным методом (Митина, Павлюшин, 1992; Новикова, Митина, Павлюшин, 1995). Было показано, что рост V.lecanii (шт.Р-81) на сбалансированной среде происходит синхронно, при этом процесс токсинообразования связан с клеточной дифференциацией; выход биомассы и токсинсодержащей фракции увеличивался на 15% и 12%, соответственно, по сравнению с неоп-тимизированной средой. С учетом полученных данных была предложена питательная среда для промышленного культивирования V.lecanii следующего состава: БВК - 1%, зеленая патока - 4%, КН2Р04 -0.2%, MgSOi - 0.1%, которая позволяет увеличить выход биомассы и токсинсодержащей фракции гриба в 2-3 раза.

На основе полученных оригинальных данных по токсигенности

штаммов VJ.xic.anii, анализу токсинообразования и оптимизации процессов культивирования гриба нами разработана научно-техническая документация (регламент получения, ТУ, рекомендации по применению, паспорт штамма-продуцента, токсикологический паспорт на препаративную форму нового биопрепарата вертицил-лин-М. Вертициллин-М представляет собой комплекс инсектицидных фосфолипидов гриба УЛесапп (шт.Р-81), препаративная форма -эмульсия (патент РФ № 2005378, 1991; Митина, Павлюшин, 1977; МНтпа, Pavlyushme, №пакоуа, КотикЬоу, 1998). В соответствии с токсикологической оценкой штамм-продуцент и препаративная форма отнесены к И классу опасности (ГОСТ 12.1.007-76) и рекомендованы к внедрению в производство (токсикологический паспорт на ПФ и заключение о непатогенности штамма выданы лабораторией промтоксикологии ГНИТИАФ, 1990, 1992). Биологическая эффективность вертициллина-М при концентрации в рабочем растворе 0.10.5% в отношении различных видов тлей и оранжерейной белокрыл-ки составляет 59-100% (табл. 13).

Таблица 11

зая активность экстрактов из биомассы УЛесапп Выход ток- Смертность тест-насекомых через 4 часа, % синеской М.решсае (личинки Тг.шротпогит (дифракции, % старшего возраста) чинки 1-2 возраста)

Штаммы

0.1»

1.0

0.1

1.0

Р-81 12.0

БВЛ-81 15.5 Контроль -

58.8±6.2 44.9115.5

94.612.5 66.0±6.5 4.212.0

12.1±3.5

87.5±8.5

79.814.2

11.314.3

'Концентрация экстракта, %.

Накопление биомассы и токсинообразование У.1есапИ на различных питательных средах

Таблица 12

№

Среда

Выход био-

Выход липид-ного экстрак-

Инсектицидная активность 0.5%-го р-

массы,мг/мл та, ме/г а.с.б/м* ра экстракта, % смертности тлей

10.5±0.65 35.0147 68.019.5

18.02±0.46 54.2+46 55.413.5

ll.74ifl.51 18.8±1.6 24.6145

13.17ifl.24 20.910.9 76.215.6

15.110.1 23.510.3 98.211.8

1. Чапека

2. 50% неохме-ленное пив. сусло

3. Полная с пептоном

4 Модифицир. с пептоном

5. Оптимизированная с пептоном

»Выход липидного экстракта с 1 г абсолютно сухой биомассы.

Таблица 13

Смертность тлей и оранжерейной белокрылки при обработке опытными об-разпами вертицидлина М (лабораторные опыты, ВИЗР)

Гест-насекомые__Концентрация эмульсии, % _

_У_05_1.0

персиковая тля 58.8 - 946

Захчевая тля 98.0 100

Гороховая тля 90.1 100

эобовая тля 61.2 74.0

Оранжерейная

Зелокрылка, ли- 844 98.3*

танки _ ___

'смертность личинок белокрылки на 7 сутки, контроль по вылету имаго. У глей обрабатывались личинки 3 возраста.

5.2. Токсины актиномицетов и их энтомоцидная активность

Видовое разнообразие, определяющая роль актиномицетов в £>итосанитарной оптимизации почвенного микробного ценоза, обилие продуцируемых биологически активных веществ, выступающих в роли медиаторов межвидовых взаимоотношений делает этот класс микроорганизмов весьма важным для разработки технологий микробиологической защиты растений. К настоящему времени создано 33 препарата на основе метаболитов стрептомицетов с инсектицидной, жарицидной, нематоцидной и фунгицидной активностями (Войкова, L998); в России разработан инсекто-акарицид актинин, действующий за основе тетралидов Str.globisporus (Кандыбин, 1980; 1984; 1985; L991) и авермектинсодержащий препарат фитоверм, эффективный ipoTHB тлей и растительноядных клещей (Рославцева, 1987; Кобзарь, 1995).

В результате скрининга на инсектоакарицидную активность нами выявлены 6 перспективных штаммов-продуцентов, относящихся s роду Streptomyces, некоторые из которых обладают нематоцидной л фунгицидной активностью (табл. 14).

Из приведенных данных видно, что метанольные экстракты из чицелия указанных штаммов высокоэффективны на Myzodes oersicae в концентрации 0.05%. В ходе изучения динамики образования инсектицидных веществ в процессе глубинной ферментации у лтаммов П-55, П-56 и 0729 обнаружено присутствие активных ве-цеств и в культуральной жидкости. Лабораторные и вегетационные испытания эффективности образцов биопрепаратов на основе ото-Зранных штаммов в отношении комплекса сосущих вредителей показали биологическую эффективность на уровне 80-100% (Войкова, ЕСонев, Павлюшин, 1994; Boikova, Konev, Novikova, Pavlushin, 1994, L995). Токсикологические исследования обнаружили довольно широкий размах такого показателя как LD50, например, per os для мы-ней, от 5600 мг/кг у Str.aurantiacus ВИЗР-10 (алейцид) до 158 ж/кг

у 5£г.1ок£етт5 11-56, что также указывает на перспективность их использования в качестве основы новых биопрепаратов (Моисеева, 1993).

Таблица 14

Перспективные штаммы-продуценты стрептомицетов для использования в защите овощных культур закрытого грунта

Биологическая

"гиг- 5= »-¿¡гта-»

1 метал ольного М.регэюае, вещество

__экстракта, %_^_

Б1гериултусе8 А.ртт,

сгпегеогиЬег П- М.регисае, д ^ ^

55 А./аЬае,

0./гапди1ае,....... .....................7

Ё-осЫветОоШ,

Т.шрогапогит 0.05 78.5

Т.игНсае

и: ».......ол.............ш......^пш»:

МеШЬщ* ом ш

.........................«поодп1<а.................. .....................;

Бгг.ЬегЪа.-псо1ог А.ртт, Б-ЮО М.регжае,

Р.оссШтйаШ 0.1 100

протавовирус-

..............иий-СВТМ!...................

¿Иг-сгетеиз А.р&ит

Ыоьаг.сяЛгтЪет- М.регжае,

пит иаг.псп). А./аЪае, 0.1 849

0729 F.occгdв7líаZis, 1 Ш

................Т^уадхгапотт.........

Б1г.аитапЫаст Т.шротпогит

ВИЗР-10 (алей- А.ршип 9-метилпие-

ЦВД) М.регзгсае, ршдащнВ

А./Лае, 0.1 92.8

ссгаепшгз, 1993)

Т.иПгсае, Т.аугсаНя

Фиторегуляторная оценка лабораторных образцов биопрепаратов с определением рострегулирующего и фитотоксического действия путем обработки семян и рассады огурца, тыквы, кабачка, томата и перца позволила определить оптимальные концентрации в рабочих растворах и не выявила негативных свойств (Матевосян, Еза-ов, Павлюшин, Новикова, 1995).

На основе изучения физико-химических сеойств выделенных метаболитов методами УФ, ИК-спектроскопии, гель-фильтрации, тонкослойной, ионообменной хроматографии, ВЭЖХ нами получены оригинальные данные по идентификации действующих веществ стрегггомицетов. Так, активный комплекс штамма 0729 содержит два компонента, один из которых обладает фунгицидными и бактерицидными свойствами, а второй является ингибитором протеаз с инсектицидными свойствами и представляет собой низкомолекулярный пептид с М.а около 1400. Инсектицидный метаболит штамма П-56 отнесен к группе депсипептидов типа остреогрицина (микамицина А). Следует подчеркнуть, что депсипептиды - экзотоксины белковой природы продуцируются энтомопатогенными грибами B.bassiana, V.lecanii, M.anisopliae (Suzuki et al, 1977; Elsworth, Grove, 1977) и также характеризуются инсектицидными свойствами.

Детальные исследования процессов культивирования Str.auran-tiacus (шт.ВИЗР-10), оптимизация питательной среды, биологическая оценка энтомоцидных метаболитов и другие полученные сведения позволили нам разработать технологию получения нового биопрепарата, названного алейцидом. На штамм-продуцент получено авторское свидетельство (Войкова, Конев, Гиндина, Павлюшин, Митина, Родичев, Крунчак, 1990), разработан и апробирован технологический регламент производства алейцида, ТУ и токсикологический паспорт. Основа алейцида - 9 метилпиерицидин В, продуцируемый Str.aurantiacus ВИЗР-10 при глубинной ферментации

Осуществлены комплексные исследования действия и последействия алейцида на оранжерейную белокрылку, тлей, трипсов, паутинного клеща и некоторых энтомофагов (Павлюшин, Агансонова, 1995). Наиболее чувствительными к воздействию препарата оказались личинки младших возрастов T.mporriorum. Так, при использовании концентраций от 0.05 до 0.2% смертность личинок колебалась в пределах 53-100% (табл. 15). Гибель на стадии имаго, пупария и яйца достигает 44%. Суммарный патогенный эффект актиномицет-ного метаболитного препарата в отношении популяции белокрылки определяется первичным летальным эффектом и токсигенным последействием, характеризующимся смертностью вредителя на последующих стадиях развития и в поколениях, увеличением частоты возникновения уродливых форм (до 5%), снижении плодовитости (в 1.8 раза) и жизнеспособности (в 2 раза). Предложен оптимальный режим применения алейцида в теплицах: 2-кратное опрыскивание растений огурца с интервалом 7 дней при концентрации препарата 0.1%, что обеспечивает достаточный защитный эффект от белокрылки в течение последующих 30 дней. Значительная энтомоцидная активность алейцида была выявлена нами в отношении тлей и трипсов (табл. 16) (Агансонова, Павлюшин, 1994, 1995; Войкова, Павлюшин, Шенин, Смоляницкая, 1994).

Таблица 1!

Зависимость смертности личинок 2-3 возраста оранжерейной белокрылки от концентрации алейцида (лабораторные опыты ВИЗР, 1991 г.)

№

Концентрация лейцида

Смертность личинок по дням, %

1. 2.

0.05

0.1

0.15

0.2

Контроль

21.5±2.3 35.5±2.6 45.2±1.6 51.712.2 1.1±0.1

35.3±2.4 58.4±2.8 77.8±2.2 79.4±1.5 1.7±0.3

47.3±1.3 70.3±1.9 86.3±1.2 90.8±1.9 2.3±0.5

53.4+2.5 83.2+2.8 99.8±0.2 100 2.7Ю.5

Таблица 16

Биологическая активность актиномицетного метаболитного препарата "алейцид "в отношении i

Вредители

Смертность, % через

2 часа

6 часов

1. Бахчевая тля (Aphis gossypii) 8Ш.5 100

2. Гороховая тля (Acyrthosiphon pisum) 85±1.6 100

3. Бобовая тля (Aphis fabae) 80±1.3 98±1.3

4. Персиковая тля (Myzodes persicae) 63±1.3 66±1.4

5. Паутинный клещ (Tetranychus urticae) 45±1.3 55±1.4

6. Табачный трипе (Thrips tabaci) 48±1.2 62±1.3

7. Цветочный трипе (FrarMiniella occidental-is) 45±1.3 60±1.4

Примечание: концентрация препарата в водном растворе 0.1%.

Таким образом, полученные нами новые сведения об энтомоака-рицидных метаболитах энтомопатогенных грибов и актиномицетов расширяют возможности использования этих групп микроорганизмов для защиты растений. Применительно к основным вредным объектам тепличных агробиоценозов выявлена достаточная биологическая активность, усиливающаяся эффектами последействия Межвидовые различия у перспективных штаммов-продуцентов по действующим активным метаболитам и представленность нескольких эн-томоцидных компонентов у одного продуцента создает основу для предотвращения появления резистентных популяций оранжерейной белокрылки и тлей И, наконец, наличие быстродействующей инсек-тоакарицидной активности в образцах новых биопрепаратов с установленной токсикологической и фитотоксической безопасностью позволяет решать проблему защиты овощных культур в теплицах при высокой численности вредителей.

6. Действие энтомопатогепных микроорганизмов и препаратов па их основе на популяции зптомоакарифагов

Форм1фование искусственного паразитоценоза в тепличных аг-робиоценозах, равно как и интеграция биологических средств в фи-тосанитарные технологии немыслимо без решения проблемы взаимовлияния и технологической совместимости между биопрепаратами и энтомоакарифагами (Воронин и др., 1986; Воронин, 1992; Павлю-шин, 1997; Lipa, Smits, 1998). Речь идет об исследовании патогенно-сти микроорганизмов, в первую очередь энтомопатогенных грибов, в отношении энтомофагов и действии микробных метаболитов, входящих в состав препаративных форм, на популяции энтомоакарифа-гов, используемых в биологической защите овощных культур.

6.1. Патогенность мускардинных грибов в отношении афидофагов В условиях экспериментального заражения энтомопатогенные грибы V.lecanii, B.bassiana и Paecilimyces fumoso-roseus обладают энтомоцидным эффектом в отношении личинок златоглазок (Chrysopa carnea и Ch.sinica) и кокцинеллиды (Cyckmeda Imibifer). Как следует из таблицы 17, при титре в инокулюме 108 спор/мл смертность личинок златоглазок колеблется в интервале 27-37%, при чем повышенная патогенность наблюдалась у возбудителя розового мускардиноза насекомых Р.fumoso-roseus.

Таблица 17

Энтомоцидная активность энтомопатогенных грибов в отношении личинок златоглазок

Смертность личинок*, %

Патоген ChrysorxL sínica Chrysapa carnea

на 2-е на 5-е на 2-е на 5-е

сутки сутки сутки сутки

Verticillntm lecanii 25.5 28.5 25.0 30.0

Beauveria bassiana 23.0 32.0 24.5 27.3

Paecilomyces fumoso-rosea 26.0 37.5 26.5 35.5

Контроль, 0.0 0.0 0.0 0.0

вода+тритон x-100

Примечание: заражение опрыскиванием споровой водной суспензией, титр 108 спор/мл.

Нами также выявлена зависимость смертности личинок афидофагов от инфекционной нагрузки. Так, при титрах спор 25 млн/мл и 50 млн/мл, рекомендуемые для защиты от насекомых-фитофагов, гибель личинок была на уровне 4-16%, а в случае массированной нагрузки (400 млн/мл) пораженность от микозов достигает 60% особей Более восприимчивы к мускардинным грибам личинки С.ИтЫ/ег (Павлюшин, Красавина, 1984; 1986). У всех трех видов

грибов при поражении златоглазок и циклонеды наблюдались стадии полного паразитического цикла: проростки конидий на кутикуле, бластоспоры в полости тела, зародышевый мицелий в гемолимфе и формирование нового спороношения на мумифицированном скле-роции.

Предложены математические модели микозного поражения златоглазок, рассчитанные на основе методов множенственного регрес-сионого анализа (Павлюшин, Красавина, Васильев, Хомутов, 1995). Так, при поражении грибом У.Ьгсапп (титр 50 млн/мл) личинок Ch.ca.rnea, модель имеет вид:

У=19.9 - 0.151сЗ + 0.0063Ш2 - 0.00002бс13 + 0.13,

где У - % смертности насекомых за 10 суток; с! - титр спор в иноку-люме (млн/мл).

Сравнительная оценка вирулентности штаммов изученных грибов в отношении тлей и оранжерейной белокрылки, с таковой на личинках афидофагов позволяет сделать вывод о слабой патогенно-сти грибов на личинках златоглазок и кокцинеллиды, что делает возможным технологическую совместимость грибных препаратов с знтомофагами в биологической защите растений.

В ходе оригинальных исследований нами выявлено отчетливое патологическое последействие мускардинных грибов на выживших личинок златоглазок (Павлюшин, Красавина, 1985; Pavlyushm, 1996). Последействие носит токсигенный характер и прослеживается на потомстве выживших насекомых до пятого поколения, особенно ярко это проявляется в первом поколении после инокуляции грибами (табл. 18). Прежде всего это просматривается при вылете имаго; процент вылетевших особей почти в 2 раза ниже, чем в контроле. У имаго наблюдается снижение плодовитости в 2-3 раза, возникают такие тератогенные эффекты, как уродливость крыльев и брюшка. К отрицательному действию энтомопатогенных грибов на выжившую часть насекомых после однократной обработки патогенами следует также отнести и снижение прожорливости у подопытных личинок Так, каждая личинка СЬМтса в среднем поедала 244 особи тли вместо 311 особей в контроле. Патологическое последействие грибов проявляется также и на характере образования коконов: их образуется гораздо меньше, они меньше по размерам, внутри коконов зачастую происходит гибель златоглазки.

Таким образом, при значительных инфекционных споровых нагрузках, превышающих рекомендованные в 2 и более раз для защиты растений от тлей и белокрылки, происходит микозное поражение златоглазок с С.1гтЫ/ег с отчетливым токсигенным последействием в ряду генераций. Оба вида златоглазок являются удобными тесмзбьектами для изучения патогенного воздействия микроорганизмоа Хищный клещ Рк^озеикив регзггтИз и галлица АрЬМоЫез арЪхШпуга не восприимчивы к белому мускардинозу насекомых (ВЬазвтпа).

6.2. Действие актиномицетных метаболитов на энтомофагов В опубликованных материалах по биопрепаратам для защиты растений информации о действии актиномицетных метаболитов на энтомофагов крайне мало. Есть сообщение об устойчивости хищною клеща фитосейулюса к различным препаративным формам актини-на, полученного на основе Streptomyces sp. 0234 (Кандыбин и др., 1995).

Таблица 18

Последействие энтомопатогенных грибов на златоглазку Chrysapa carnea

Вылет Плодовитое* Образе- Вес

Патоген „ „ личинок за 3U вание кокона,

имаго, % , нок, шт, ^ '

' су т. на 1 самку .. кокона, % мг

J J тлей '

40 23 243 55 5.5

48 32 214 50 5.5

Verticülium lecanii Beauveria bassiana Paecüomyces

fumoso- 49 43 228 55 5.0

roseus

Контроль,

вода+ 92 88 257 80 10.2

тритон х-100

Нами проведены детальные исследования по изучению действия актиномицетного метаболитного препарата "алейцид" на энкарзию (Е./огтояа), галлицу афидимизу (А.арЬМгтуга) и фитосейулюса (Р1г.рег$шпгНв). На рисунке 5 продемонстрирована зависимость смертности куколок энкарзии от концентрации алейцида в рабочем растворе.

Рис.5 Модель зависимости смертности куколок энкарзии (E-formosa) от концентрации алейцида

В рамках рекомендованных для использования концентраций (0.05-0.1%) против белокрылки, алейцид характеризуется слабым токсическим действием (смертность до 20%) на куколок энкарзии Была выявлена гетерогенность куколок по чувствительности к препарату. Так, высокочувствительные особи составляют 17% всей популяции, особи со средней чувствительностью - 36%, а устойчивые -47%, что является основой для совместного использования энтомо-фагов и алейцида (Аганеонова, Павлюшин, 1994, 1995; Павлюшин, Агансонова, 1994).

Галлица афидимиза практически на всех стадиях развития оказалась невосприимчивой к действующим акгиномицетным метаболитам алейцида. Отсутствовал ингибирующий эффект эмбрионального развития при обработки яйцекладки, не изменялось соотношение полов, только в случае обработки имаго гибель особей галлицы превышала контрольную на 10%.

В отношении хищного клеща фитосейулюса алейцид практически безвреден в режиме основных дозировок (0.08 и 0.1%) для яиц и малотоксичен на имаго. Статистический анализ модели зависимости смертности имаго фитосейулюса от концентраций алейцида (рис.6), полученной на основе множественного регрессионного анализа, показал высокую степень ее адекватности, точности и надежности (11=0.985, D=97.1%, F=642, Pß=0.01) и позволил оценить долю особей фитосейулюса разной чувствительности в популяции. Так, высокочувствительные особи составляют 4%, среднечувствительные - 22%, а устойчивые - 74%.

Концентрация алейцида, %

Рис.6. Модель зависимости смертности имаго хищного клеща фитосейулюса (Р/г.ретогпйгз) от концентрации алейцида

Таким образом, невосприимчивы к алейциду галлица афидимиза на всех стадиях развития, фитосейулюс на стадии яйца, знкарзия на фазе куколки. Имаго хищного клеща были маловосприимчивы. В целом, на примере алейцида, и с учетом опубликованных данных по

разным препаративным формам актинина, можно сделать вывод о достаточно высокой степени безвредности актиномицетных биопрепаратов, кроме авермектинсодержащих, в отношении энтсмоакари-фагов, используемых в тепличных агробиоценозах.

В целом заключая главу о действии энтомопатогенных грибов и актиномицетных препаратов на энтомоакарифагов можно сделать вывод об их относительной устойчивости, что характерно для неконгениальных хозяино-паразитных взаимоотношений. Выявлены наиболее безопасные споровые инфекционные нагрузки и концентрации МСЗР с учетом их действия на отдельные стадии развития насекомых и клеща, что является основой технологической совместимости между биопрепаратами и энтомоакарифагами в системах биозащиты. Полученные нами оригинальные материалы и предлагаемые тест-модели создают основу для углубленного изучения инфекционной и неинфекционной патологии энтомоакарифагов.

7. Роль микробов-антагонистов и препаратов на их основе

в фитосашггарной оптимизации тепличных агробиоценоэов

Как показывают литературные источники, среди сформировавшихся направлений микробиологической зашить; растений от возбудителей болезней как то: использование микробных антибиотиков, применение вирусных биопрепаратов летального и вакцинирующего типов действия, индукция защитных реакций растения-хозяина микробными метаболитами, полученными in vitro и авирулентными штаммами возбудителя, и получение трансгенных устойчивых растений, - использование микробов-антагонистов считается одной из актуальных проблем (Рудаков, 1981; Смирнов, Киприанова, 1990; Дьяков, 1987; Campbell, 1990; Егураздова, Каверзнева, 1979; Кала-Есуцкий, Агре, 1977; Власов, Якуткина1987; Шкаликов, Моисеева, 1995; Cook, Baker, 1989; Воронин, Кочетков, 1995).

Об этом свидетельствует отечественный опыт создания и применения различных препаративных форм триходермина (T.lig-погит), бактофита (B.sübtilis), ризоплана (P.fluorescens), кониотири-яа (C.minitans) и псевдобактерина, получаемого на основе штамма P.aureofattens BS1393. В США достаточно широко находят применение биопрепараты binab-T, galotrol-A, dagger G, F-stop, GL-21. Из-зестен финский препарат микостоп, нарабатываемый на основе !севдомонад. Следует подчеркнуть ограниченность ассортимента указанных средств защиты растений от болезней, имея ввиду охват основных экономически значимых возбудителей на различных сельскохозяйственных культурах и зональный аспект использования.

Учитывая значимость грибов рода Fusarium - возбудителей сорневых гнилей овощных культур в теплицах, а также возросшую зредоноеность и распространенность бактериозов томата и огурца

(Власова, Павлюшин, 1994) весьма актуальным становится отбор штаммов микробов-антагонистов, колонизирующих ризосферу и корневую систему растений и подавляющих развитие фитопатоге-нов. И в то же время представлялось целесообразным оценить активность метаболитов, экстрагируемых из биомассы микробов-антагонистов.

7.1. Отбор активных штаммов антагонистов

В качестве тест-культур использовали 11 штаммов 5 видов фу-зариевых грибов, полученных из ВНИИФ и лаборатории микологии и фитопатологии ВИЗР (табл. 19). Биологическая активность 1150 штаммов бактерий и актиномицетов оценивалась методами блоков, лунок, бумажных дисков и серийных разведений (Егоров, 1986; Калько, 1996; Калько, Новикова, Литвиненко, 1991). Для отбора активных антагонистов использовались также культуры возбудителя бактериального рака томата (Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, возбудителя некроза сердцевины стебля томата Pseudomonas corrugata, штаммы Erwinia carotovora subsp.carotovora, выделенные из семян и растений томата гибридов Fi Роматос, Fi Ласточка и Fi Кострома.

В результате скрининга было отобрано 10 перспективных штаммов антагонистов (табл. 19) с выраженной антибиотической активностью в отношении пяти видов фузариевых грибов. В целом штаммы Fusarium oxysporum 1 и F. culmorum 7 более устойчивы ко всей антагонистам, чем F.graminearum и F^porotrichiella. Наибольшую биологическую активность при ингибировании прорастания конидий и развития мицелия фузариозных грибов проявляли штамм Str.felleus-8-ВИЗР и штамм B.subttKs-10-BH3P. На основе опытов in vitro была продемонстрирована способность В.subtilis-l0-ВИЗР продуцировать биологически активные вещества во внешнюю среду. Например, фильтрат культуральной жидкости данного штамма образовывал отчетливую зону лизиса при использовании тест-культуры F.oxysporum. С другой стороны, B.subtilis-10-ВИЗР инги-бируег развитие возбудителя корневой гнили томата за счет интенсивного размножения бактериальных клеток. Таким образом, г-стратег B.svbtüis-10-BH3P попадая в благоприятные условия для роста, активно размножается и ингибирует почвенные фитопатоген-ные грибы как за счет синтеза БАВ, так и за счет других факторов конкуренции. В отличие от В .subitZis-l 0-ВИЗР, штамм актиномицета Str.felleus- 8-ВИЗР проявляет себя, как k-стратег и в большей степени ингибирует рост зрелого мицелия F.oxysporum. В отношении последнего Str.feUeus-S-ВИЗР проявлял наибольшую антибиотическую активность. Так, под действием этанольных экстрактов стреп-томицета образовалась значительная зона лизиса (17 мм) тест-культуры.

Таблица IS

Антибиотическая активность лабораторных образцов биопрепаратов на основе перспективных штаммов антагонистов в отношении

грибов рода. Рг^апит . .....................

Штаммы Диаметр зоны задержки роста тест -культур грибов, мм

антагони- F.gramine- F.cvlmorum F.sporotri- F.sambuci- F.oxyspo-

стов arum 3 7 chiella 11 num rum 1

Streptomyc es sp. S44 20.0 9.3 18.3 16.0 12.0

St.loidznsis Г-9 21.0 12.0 12.0 20.0 15.5

St.chrysama-Iiis P-21 19.0 13.0 20.0 16.0 15.5

St.sp. S-21 20.5 12.7 20.2 14.0 11.5

St.cremeus 729 19.3 12.3 20.0 21.6 16.5

St.violocami s 320 18.3 147 20.1 18.0 8.5

Stglobispor us JI-242 18.3 13.3 21.0 19.3 9.5

St.felleus 8 18.3 18.0 20.0 24.3 17.0

St.sp. 191 18.0 12.3 20.0 20.0 9.5

Bacülvs subtüis 10 15.0 13.0 14.0 16.7 14.7

B.subtilis 10* 14.3 12.5 15.0 12.3 5.0

Примечание: использовался метод лунок, t инкубирования 28°, время 3-5 суток, диаметр лунки 5 мм. * анализировали фильтрат культу-ральной жидкости, в других случаях - экстракты из биомассы.

Отобранные 10 штаммов характеризуются антагонистической

активностью и в отношении других фитопатогенных грибов из родов Alternaria, Colletotrichum, Verticillium, Ascochiyta, Phoma, Sepioria и Rizoctcmia.

Лабораторией микробиологической защиты растений ВИЗР совместно с научно-производственной внедренческой фирмой "Эко-токс" (Москва) и С.-Петербургским государственным аграрным университетом на основе отселектированных штаммов B.subtilis-10-ВИЗР и Str./eifeMs-8-ВИЗР были разработаны новые биопрепараты алирин-В и алирин-С, состоящие из живых микробных клеток и продуктов их метаболизма (Бойкова, Конев, Павлюшин, 1994; Новикова, Калько, Нугманова, Литвиненко, 1994; Быкова, Новикова, Павлюшин, 1994; Novikova, Konev, Boikova, Pavlyushin, 1994, 1995; Novikova, Kalko, Bykova, Sergeieva, Pavlyushine, Litvinenko, 1998). Препаративная форма алиринов в виде смачивающихся порошков с тиром спор Ю10.

В ходе скрининга на 14 тест-культурах был выявлен активны штамм B.sübtüis-М-22-ВИЗР, проявивший высокую активность отношении фитопатогенных бактерий и грибов (табл. 20). Как следу ет из таблицы, диаметр зоны ингибирования варьировал от 15 мм случае Septoria nodorum до 30 мм в отношении Pseudomcmo syringae pv.tomato. Детальное изучение ß.siibiiKs-M-22-ВИЗР под твердило перспективность отселекгированного штамма для защип томата от возбудителей бактериозов. На штамм B.subtilis-M-22 ВИЗР был получен патент РФ (Новикова, Быкова, Сергеева, Пав люшин, 1995), подобрана питательная среда для его культивирова ния в условиях глубинной ферментации и проведена медика токсикологическая оценка, - все это позволило разработать новы биопрепарат гамаир в виде концентрированного смачивающегос порошка, состоящего из жизнеспособных бактериальных клето (титр 10го) и продуктов их метаболизма. На гамаир оформлен лабо раторный регламент получения (Новикова, Быкова, Павлюшш Сергеева, 1995), ТУ (оп.64-15-95) и осуществлена наработка опытны партий.

Таблица 2

Антибактериальная и антигрибная активность штамма B.subtilis М-22-ВИЗ]

№ Фитопатогены _тест-культуры, мм_

1. Clavibacter michiganensis 24

subsp.michiganensis

2. Xanthomonas campestris 18

pv.vesicatoria

3. Pseudomonas corrugata 24

4. P.syringae pv.tomato 30

5. Erwinia carotoucrra 24

subsp.carotovora

6. Alternaria solani 20

7. Verticülium dablia 34

8. Fusarium graminearum 34

9. Ascohyta fäbae 16

10. Colletotrichum lagenarium 24

11. Rhizoctonia solani 24

12. Bipdaris soroJcimana 24

13. Sclerotinia sclerotiorum 24

14. Septoria nodorum 15 Примечание: тест-культуры засевались газоном, в лунки заливался супернатант культуральной жидкости B.subtüis-M-22-БКЗР.

7.2. Влияние новых биопрепаратов (алирин-Б, алирин-С, гамаир) на проявление корневых гнилей и бактериозов, и урожайность овощных культур Анализ многостороннего действия алиринов на возбудителе]

корневых гнилей огурца в почвенном микробном ценозе и развитие растений осуществляли как в модельных опытах на искусственно инфицированных проростках огурца, так и в условиях производственных теплиц агрофирмы "ЛЕТО" (С.-Петербург) и КСП "Тепличное" (Волгоград). Для сравнения использовали отечественные биопрепараты бактофит и триходермин.

Обобщая полученные результаты и опубликованные материалы, с учетом определяющей роли ворот инфекции для фузариевых грибов и закономерностей изменения микробного ценоза в ризосфере и ризоплане, были сделаны выводы о целесообразности обработки алиринами семян, корневой системы рассады огурца при высадке на постоянное место, когда происходит травмирование корней, и растений на этапе начала цветения и плодоношения. Наиболее эффективным оказалось совместное применение алирина Б и С в соотношении 1:1 и норме расхода 0.5-1.0 г/м2. В таблице 21 отражены данные по влиянию биопрепаратов на распространенность и развитие корневых гнилей огурца Все препараты значительно снижают проявление корневых гнилей на протяжении всего вегетационного периода. Так в конце вегетации распространенность корневых гнилей в варианте с триходермином была в 2 раза ниже, чем в контроле, а в случае совместного действия алиринов - в 3.5 раза. Отчетливо прослеживается и снижение развития болезни: со смесью алиринов в 3 раза в начале, и в 4 раза в конце вегетационного периода.

Таблица 21

Влияние биопрепаратов на распространенность и развитие корневых гнилей огурца (производственные теплицы АОЗТ "ЛЕТО",

_____ Ленинградская область, 1993 г.; пропаренный грунт)

Пораженность огурца ¡корневыми гнилями

4 марта

11 апреля

18 мая

Вариант Распро- Разви- Распро- Разви- Распро- Разви-

странен- тие, % странен- тие, % странен- тие, %

ность, % ность, % ность, %

Контроль 2.4 0.6 4.0 0.6 18.4 2.5

без обработки

Триходермин 1.6 0.2 1.6 0.2 8.8 1.2

(1 г/раст.)

Бактофит 2.4 0.4 2.4 0.4 12.0 1.7

(1 г/м2)

Алирин 0.9 0.2 1.6 0.5 4.8 0.0

Б+Алирин С

Цг/М*)

Примечание: биопрепараты вносили в почву проливом суспензии при посеве семян, высадке рассады и через 30 дней роста. Алирин-Б и алирин-С применяли совместно в соотношении 1:1.

При трехкратном внесении биопрепаратов наблюдалось выраженное стимулирующее действие на рост и развитие огурца (табл. 22). Наибольший ростстимулирующий эффект был при применении

смеси алиринов Б и С и проявлялся в повышенной скорости роста растений (на 52%), количестве листьев (на 24%), ускорении начала плодоношения и увеличении количества завязей. В результате этих процессов существенно увеличивался урожай огурцов. Так, урожай первых пяти сборов при использовании триходермина был выше контрольного на 52%, бактофита - на 62%, а смеси алиринов - на 66%. Следует подчеркнуть, что стимулирующие эффекты от биопрепаратов наиболее сильно проявляются в первые 30-40 дней после высадки рассады (Коу1коуа, Копеу, Во1коуа, Рау1уизЫп, 1994, 1995; Павлюшин, Быкова, Новикова, 1994; Новикова, Литвиненко, Калько, 1997).

Таблица 22

Влияние биопрепаратов на образование завязей и урожайность огурца

(АОЗТ "ЛЕТО", Ленинградская обл., 1993 г.,

Вариант

17.02.93

Количество завязей и плодов, шт.

25.02.93

403.93

завязи

плоды

завязи плоды

ат) Суммарный урожай, кг

Контроль без сйра-ботки Трихо-дермин (1 г/раст.) Бактофит (1 г/м2) Алирин Б+Алири нС (1 г/м"

3.3

5.7 4.3

6.2

8.6

9.9 10.2

12.2

0.5

1.4 1.8

1.8

16.9

16.6 17.9

19.0

1.1

3.1 2.1

2.3

599

667 1304

1213

Примечание: применялась трехкратная обработка биопрепаратами.

Анализ видового состава в почвенном микробном ценозе в ризосфере огурца после внесения биопрепаратов выявил количественные и качественные изменения, характеризующиеся накоплением мик-робов-антагонстов из родов PenicíUium, Trichoderma, Streptomyces) и заметным сокращением фитопатогенных грибов {pp.Cladosporium, Botrytis, Alternaría, Fusarium и Verticillium).

Полученные нами результаты и опубликованные материалы позволяют сделать вывод о том, что высокая биологическая эффективность интродуцируемых в ризосферу микробов-антагонистов, очевидно, определяется комплексом факторов: выделением биологически активных веществ, антибиотиков, ферментов, гиперпаразитической активностью и конкуренцией за источники питания (Соок, 1988; Campbell, 1990; Рудаков, 1981; 1986; Тулемисова, 1990; Воронин, Кочетков, 1995; Бойкова, 1998).

Получены оригинальные данные по защите культуры томата от возбудителей бактериального рака, некроза сердцевины стебля то-

мата и мягкой гнили с помощью нового биопрепарата гамаир, нарабатываемого на основе В.5иЫйг5-М-22-ВИЗР. Экспериментально доказан бактерицидный эффект гамаира против семенной инфекции; выявлена существенная биологическая эффективность препарата при обработке вегетирующих растений. На основе опытов, проводимых в теплицах Северо-Западного региона (АОЗТ "ЛЕТО") и Поволжья (КСП "Тепличное", Волгоград) были отработаны основные элементы технологии применения гамаира: обработка семян, двухкратное опрыскивание рассады и заключительная обработка взрослых растений независимо от появления первичных симптомов бактериозов. Такая схема использования антагониста, когда большая часть обработок связана с опрыскиванием растений, позволяла снижать распространенность бактериального рака с 100% в контроле до 43% в опьггных вариантах (Павлюшин, Быкова, Новикова, 1994; РауЬушЫпе, 1998). Как и в случае алиринов на огурце, гамаир также вызывает отчетливые рост стимулирующие эффекты у томата, особенно на этапе развития рассады и до появления первых плодов. Так, на 30% увеличивается высота растений, на неделю раньше появляются цветы и первые плоды.

Таким образом, заключая данную главу можно сделать вывод о том, что новые биопрепараты (алирин-Б, алирип-С и гамаир) эффективно снижают поражаемость огурца и томата корневой гнилью и бактериозами, оптимизируют почвенный микробный ценоз и обладают фиторегуляторной активностью. По токсикологической оценке эта группа биопрепаратов отнесена к IV и Ш классам опасности, что говорит о технологической совместимости с другими средствами биологической защиты и безвредности для млекопитающих (токсикологические паспорта на алирин-С, алирин-Б, выданные ХБО РАН от 24.12.1992).

8. Основные элементы микробиологической защиты овощных культур и принципы ее интеграции в комплексной биологической защите

Тепличный агробиоценоз - замкнутая биологическая система, характеризующаяся незаполненными консортными связями, а потому нестабильная и стремящаяся к усложнению видового состава с резким обострением фитосанитарных процессов. Как показывают наши результаты и существующий практический опыт использования энтомоакарифагов, важнейшее значение для создания и функционирования биологической регуляции в закрытом грунте имеет формирование защитного паразитоценоза из популяций энтомофа-гов, энтомоакарипатогенов и микробов-антагонистов Именно усложненный паразитоценоз является основой фитосанигарной оптимизации агроэкосистемы в теплицах и позволяет достичь гарантированного защитного эффекта. Безусловно, центральное звено в фитоса-

нитарной оптимизации занимает устойчивый сорт как средообра зующий фактор (Павлюшин, Асякин, Корнилов, 1995; Новожило! Воронин, Павлюшин, 1995). На основе наших разработок и опубли кованных литературных данных следует выделить наиболее значи мые элементы пар азитоценоз а в теплицах, а именно:

- подобран комплекс видов энтомоакарифагов, действующи при разных плотностях численности фитофагов;

- разработаны методы и средства в виде нейтральных кормо вых растений, дополнительных насекомых-хозяев, которые позво ляют поддерживать стартовые популяции энтомофагов в жизнеспо собном состоянии;

- сформирован блок микробиологических средств защиты с по лифункциональным типом действия на растения, фитофагов и воз будителей болезней;

- число основных взаимодействующих видов достигает 10-1! единиц, что создает основу для функционирования биоценотичесюс связей в течение нескольких месяцев.

Важнейшее значение в формировании паразитоценоза приобре тают энтомоакарипатогенные микроорганизмы и микробы антагонисты, вносимые в тепличную агроэкосистему в виде биопрепаратов. В связи с этим нами предложено 8 новых микробиологических средств защиты овощных культур (табл. 23) для использованш их в системах интегрированной биологической защиты и разработаны принципы функционирования таких систем в теплицах (Павлюшин, 1984, 1995; 1997; Ыошогу1оу, Рау^Цивгуп, 1995; Рау1уизЬпе 1998; Рау1ушзЫпе й а1., 1998).

Предлагаемый нами блок микробиологической защиты овощньи культур в закрытом грунте состоит из биопрепаратов, вызывающи» инфекционную и токсигенную патологию с пролонгирующим типок действия и последействия в отношении вредных насекомых и препаратов на основе микробов-антагонистов, сдерживающих распространенность и развитие микозов и бактериозов, и проявляющих ростстимулирующую активность в отношении овощных растений. Пс данным фиторегуляторной оценки, новые биопрепараты, в рекомендованных дозах, не вызывают отрицательного воздействия и фито-токсичность у защищаемых растений (Матевосян. Езаов, Павлюшин, Новикова, 1995).

В защите ог оранжерейной белокрылки, бахчевой и персиковой тлей а также огг трипсов, целесообразно по первичным очагам вредителей использование вертициллина-К и боверина, вызывающие микозное поражение насекомых; последующие обработки проводить вертицилином-М и алейцидэм - токсинными препаративными фсмами, ликвидирующие угрожающую плотность вредителей Существенное значение в системе защитных мероприятий отводится новсму биопрепарату немабакт, основу которого составляют энтомопатогенные нематоды отселекгированной популяции ЯМпеггиета сагросарзае "адгкйов

Таблица 23

Новые биопрепараты для зппдхты овощных культур в забытом грунте

Биопрепарат, Ф°рма' Показатели биологической

с действ, в-во, штамм, , , ~ ГОСТ*

разработан« А ' ' эффективности, %

с 1__науч.-тех. документация_11 _'J"_

Зертициллин- ПФ - сухой порошок, Смертность оранжерейной

S, ВИЗР, титр 10x109 спор/г, белокрылки до 37%, бах-

ЗПО "Биотех- штаммы продуценты чевой тли до 70%, Совмес-

юлогия", Рос- VJecanii (№7-№17), per- тим с энтомофагами. IV

:ийская Рес- ламент получения, пас-

тубликанская порта штаммов.

:ТАЗР,_цинао_....................................................................

Зертицил- ПФ - концентрат эмуль- Эффективность против

тин-М, сии, фосфолтшиды из оранжерейной белокрылки

ЗИЗР биомассы гриба VJecanii и тлей Д° 90% в широком w

jyjb.gi диапазоне гидротермиче-

' ~ ' ских условий. Совместим с

....................................... ..............энтомофагами.................

Зоверин, ПФ - концентрат споро- Эффективен против трип-

ЗИЗР вого материала, штамм- сов (до 72%). Совместим с

продуцент B.bassiana К- энтомофагами IV

2. Регламент получения,

.....................паспорт ыгеамма,.............................................

\лейцид, ПФ - смач. порошок, Эффективен против ЗИЗР, пред- матаболиткый комплекс оранжерейной белокрылки триятие Str.aurarctiacus 775. Per- (86-90%), тлей и др. сосу- 1П 'СЭТАР" ламент производства, ^ насекомых. Йкеются V£ir р д • варианты совместимости с ....... _ ГО, паспорт шшма______^ энтомоф^ами.

Замабакт, ПФ - энтомопатогенные Поражает трипсов (до ЗИЗР нематоды в пористом 80%), листовых минеров

носителе. Штамм (до 78%) и сверчков (до

Steinernema carpocapsae 90%). Совместим с энто- IV

"agriotos". Регламент мофагами. производства, ТУ, пас................ порт штамма....................................

ПФ - смач. порошок, Эффективен против кор-^лирин Б, титр Ю10, невых гнилей. Обладает

ЗИЗР, НПВФ nn\Bac.subiiZts-l 0-ВИЗР. ростстимулируницим эф- IV 'Экотокс" Регламент получения, фектом. Совместим с эн-

...............ТУt паспорт.^.............................

...................ПФ"- сма^" порошок, " Эффёктавён иротав"кор-..........

\лирин С, титр клеток 101", штамм невых гнилей. Обладает ЗИЗР, НПВФ Str.felleus-8-ВИЗР. Per- роете тимулиругапрм зф- III 'Экотокс" ламент получения, ТУ, фектом. Совместим с эн-

.......................... паспорт.___________________томоф^ами._..........

ПФ - смач. порошок, Эффективен против бак-титр Ю10, шт. териального рака и некро-

ламаир, ВИЗР Bac.subfi2is-M-22-BH3P. за сержевины стебля то- ш

мата, мягкой шили овощных. Снижение развития

болезней на 50-75%.

* Токсикологическая оценка, класс опасности по ГОСТу 12.1.007-75.

Немабакт эффективно контролирует размножение листовь: минеров, трипсов и сверчков; наивысшую паразитическую акгю ность инвазионные личинки нематод проявляют в отношении насе комых, находящихся в верхнем слое почвы, минах и ходах, создава при этом постоянно действующие очаги эпизоотии (Рау1уи5Ьи БапПоу, Апйиюуа, 1998; Данилов, Агансонова, 1995). Разработа технологический регламент на производство немабакта (Павлншвя Данилов, Антонова, Твердюков, 1994) и технические условия н опытно-промышленные партии препарата (ТУ 9221-001-0497867-9^ Павлюшин, Данилов, Твердюков, 1994). Обязательным элементом микробиологической защите овощных культур является группа не вых биопрепаратов на основе микробов-антагонистов (алирин-1 алирин-С и гамаир), которые оптимизируют почвенный микробны ценоз и защищают растения огурца и томата от ряда грибных бактериальных заболеваний.

Безусловно, важнейшим результатом реализации фундамен тальных разработок в области биологических регуляторных меха низмов численности вредных видов является создание комплексны систем биологической защиты сельскохозяйственных культур в пер вую очередь для овощеводства в крупных промышленных централ водоохранных и санаторно-курортных зонах, для районов поставщиков сельскохозяйственного сырья на комбинаты детского 1 диетического питания. Накопленный опыт по разработке и использо ванию биологических средств позволяет выделить пять основньп принципов построения и функционирования систем биологически защиты овощных культур закрытого грунта (Павлюшин, 1995, 1997 Воронин, 1997; Коваленков, 1998; Бегляров, 1988; Бондаренко, 1985 Кандыбин, Смирнов, 1995, Воронин, 1995; Сухорученко и др.,1997) Прежду всего необходима организация постоянно действующего фи-тосанитарного мониторинга с регистрацией и оценкой биоценотиче-ского состояния в тепличном агробиоценозе (Власова, Павлюшин 1994). Особое значение имеет профилактическое применение биопрепаратов с защитной и фиторегуляторной активностью для создания паразитеценоза и активизации иммунных реакций растений Крайне важно совпадение оптимумов показателей микроклимате для реализации вирулентности штаммов-продуцентов с таковым!-, для роста и развития защищаемой культуры. Одним из важнейших следует считать принцип достижения гарантированного защитного эффекта за счет одновременного действия комплекса биологических средств на популяции вредителей и болезней, и перевода быстро-размножающихся видов фитофагов в состояние депрессированногс размножения при питании на устойчивых сортах или под воздействием МСЗР. И, наконец, немаловажное значение приобретает технологическая совместимость знтомофагов, микробных средств защиты и других элементов, проявляющаяся в отсутствии патогенного и токсического действия между компонентами биологической защиты.

Таблица 24

Основные элементы биологической защиты огурца и томата от болезней и вредителей в теплицах (АОЗТ "ЛЕТО", Ленинградская область, 1992-1996 гг.)

Биол.

Болезни и вре- Средства биологи- гч^^^л „„ эффек-

дители ческой защиты Способ применения

___ __ность,%

Обработка семян и почвы перед высадкой рассады и

Корневые гнили Алирин-Б,

(рр.Ргтпит, алирин-С 50-90

Шгосктш) триходерм^н

' 1 ускоряет цветение на 1-2

недели, 20-30% прибавка

................................................Е^ннсй-ПР.оЖВД?^-...........

.................."Опрысгошаниё "растений по".....

Мучнистая роса Бактофит, первым симптомам, затем

(ЕгимрЬе алирин-Б. 1 раз в 2 недели; ковцен- 60-80

сгспотсеагит) алирин-С трация рабочих суспензий

.....................................................1Ш%к.....................

Альтернариоз, БактоФит Опрыскивание и обмазка

аскохитоз, ан- ялипин-С поврежденных частей рас- 7о_80

тракноз, белая и > тений, концентрация рабо- ,и~

с?^ таили ..... триходершш ^ чих

Бактериозы то- "Фотолавйн ФГ- Обработка семян, рассады мата; бактери- 300, и взрослых растений, кон- 30-50

альная мягкая гамаир центрация спор в рабочем

гниль растворе 0.025%.

Фитосейулюс Выпуск в теплицы, засе-Паутинный клещ персимилис, ление очагов, опрыскива- 3(М(}0 " ^ актинин ние по очагам,

фитоверм

.............Энкарзйя форм^" " в теНлййх", "6щ>'ы-............

та скивание по очагам. Кон-

Оранжерейная вертициллин-К, Деитрация алейцидаи 70_95 белокрылка вертициа^-М, вертицшшина-М в рабо-

н' чем растворе, соответст-

^^............вашо0.Ми0,5^_............__

Галлица афйди- Выпу ск "в тшгаицы. миза,

Тли (бахчевая,

персиковая; вертициллин-К, концентрация в рабочем

алейцид, растворе 0.1-0.5%, титр

вер1ищ«ишн-М......._ 3 х 107_ спор/мл.

"Трипсы |табач- ~ "" Йёмабакт, Опрысюпзшжё по'пзь!,' рас- ......

иый, оралжерей- боверин ход - 10 млрд нематод на 8д

ный, западный (пп.В.Ъажшг1а. К- 1 га. Титр спор гриба 5х107

даето^шкй)_.................2\....................спо^даь____

Листовые минё^ Немябакт........Обыскивание" растений.....

№.0? -МТ^РШ??)........ГГ ГГЗТГГГ!_..............................................

"Дв^фатаое опрыскивание,......

Сверчки Немабакт расход: 2 млрд.+2мярд до 100

нематод на 1 га.

Основные выводы

1. Микробиологическая защита овощных культур от вредителей и болезней является важнейшей частью биологической защиты в закрытом грунте, служит основой для формирования тепличного паразитоценоза и базируется на комплексном использовании биопрепаратов на основе спор энтомопатогенных грибов и нематод; микробов-антагонистов с полифункциональным типом действия на растения и возбудителей болезней, и токсинных препаративных форм микробного происхождения с разным типом контроля численности вредоносных видов.

2. Энтомопатогенные грибы Веаиоепа Ьавзита. и УегИсйЫит Ьгсапп, характеризующиеся факультативным типом паразитизма, обладают значительным потенциалом биологической активности для контроля численности насекомых-фитофагов, в том числе и вредителей овощных культур закрытою грунта. В отношении 5 видов насекомых-фитофагов у грибов Веаиьегга Ъазшпа и УеПгсгИгит 1есапи изучено внутривидовое разнообразие по патогенности и выявлена отчетливая дифференциация штаммов по признаку вирулентности при перкутанном заражении. В группе высоковирулентных штаммов биологическая активность достигает 90%, средневирулентные штаммы вызывают смертность 40-60%, а слабовирулентные - до 30%. Наиболее восприимчивы личиночные стадии развития насекомых, при этом высоковирулентные штаммы активны на большинстве видов тест-насекомых.

3. Развитие симптоматики белого мускардиноза и вертициллеза насекомых определяется штаммовой специфичностью, характеризуется появлением меланизации, параличом и коррелирует с накоплением биомассы патогена в теле насекомого-хозяина. Выявлены штаммы, вызывающие генерализованную меланизацию тела насекомых, индуцирующие локальную меланизацию в местах проникновения гриба, и не вызывающие меланизацию в патогенезе насекомых. Инфекционный процесс длится 3-10 суток, инкубационный период -до 48 часов, максимальный титр бластоспор в полости тела достигает 250 млн/мл.

На хозяино-паразитной системе "фибы - тли" впервые показано: что общий патогенный эффект складывается из первичного микоза и токсигенного последействия в ряду поколений, выживших насекомых.

4. Физиолого-биохимическими исследованиями показано, что реализация признака вирулентности у грибов Веаипепа Ъа^ягапа и

Verticillium lecanii (при top1jm 20-30°C и W>80%) носит полидетерми-нантный характер и определяется: способностью спор прорастать на кутикуле, продукцией гидролитических ферментов (липаза, хитина-за, протеазы), обеспечивающих проникновение патогена через кутикулу насекомого-хозяина (кКОрр=0.6-0.8), синтезом токсичных метаболитов, антигемоцитарной активностью и скоростью накопления биомассы гриба в полости тела насекомого.

5. Большинство штаммов Beauveria bassiana, Verticillium lecanii и актиномицетов рода Streptomyces продуцируют энтомоцидные метаболиты с контактной активностью, вызывающие смертность тлей и белокрылок до 74-95%. Установлено, что токсический комплекс V.lecanii содержится в липидной фракции (до 4% от общих липидов) и, в основном, представлен триглицеридным фосфоэиром (Мвес=390 у.е.). Перспективные штаммы St.loidensis П-56 и Str.cremeus 0729 синтезируют энтомоцидные метаболиты депсипептидной (остреогри-цин) природы и ингибиторы протеаз. Применительно к энтомопато-генным грибам обнаружена корреляция токсигенности и вирулентности. Для V.lecanii с указанными признаками тесно связаны ]ккорр~0-7) такие факторы, как продуктивность, содержание токси-юв в биомассе и фенотип колоний. Предлагается номограмма прогноза вирулентности штаммов V.lecanii.

6. С использованием физиолого-биохимических показателей ви-эулентности, индуцированного мутагенеза и заключительного тести-эования на вредоносных видах были отселектированы высоковиру-пентные штаммы V.lecanii (Б-1, Л-81, Р-81, БВЛ-81, 4С) с активностью на оранжерейной белокрылке и бахчевой тли до 95%, 3.bassiana (шт.К-2, TV-80), вызывающие смертность табачного трип-:а на 75%. На основе указанных штаммов выполнены НИР по подбо-эу питательных сред и оптимизации процессов культивирования 1ри глубинном и стационарном росте грибов, осуществлена токсико-югическая оценка, что позволило создать биопрепараты боверин, 5ертициллин-К и вертициллин М (токсинный).

7. В условиях экспериментального заражения определен характер действия и последействия энтомопатогенных грибов и опытных >бразцов актиномицетных токсинных препаративных форм на 6 ви-*ов энтомофагов (Chrysopa carnea, Ch.sinica, Cyclxmeda limbifer, \.aphidimiza, фитосейулюс, энкарзия). В режиме рекомендованных юз для целевых вредоносных объектов грибные и токсинные препа->ативные формы вызывают незначительную смертность полезных !Идов - до 4-10%. Так, алейцид безопасен в отношении всех стадий

развития галлицы афидимизы, яиц и имаго фитосейулюса и кукулок энкарзии. При увеличении доз в 2-3 раза микозное поражение златоглазок и кокцинеллид достигает 30% и наблюдается токсигенное последействие у выживших особей златоглазок в ряду поколений Последействие прослеживается на потомстве златоглазок до V генерации и проявляется в снижении плодовитости (в 2-3 раза), уменьшении процента вылетевших имаго и появлении уродливых форм.

Таким образом, анализ инфекционной и токсигенной патологии энтомофагов (афидофагов) позволяет обосновать режимы технологической совместимости при комплексном использовании МСЗР и полезных насекомых. Предлагается удобная хозяино-паразитная модель "златоглазки-энтомопатогены (и их метаболиты)" для анализа первичного патогенного действия и последействия в ряду генераций

8. На основе лабораторных, вегетационных и мелкоделяночных опытов выявлено 14 перспективных штаммов микробов-антагонистов из родов Bacillus и Streptomyces, характеризующихся антагонистической активностью против фузариевых грибов (F. oxyspcrrum, F.culmorum) - возбудителей корневых гнилей овощных культур и возбудителей бактериозов томата. На основе штаммов-продуцентов Bacillus subtilis-lO-BUSP, Str.feUeus-8-BT/13P разработаны биопрепараты алирин Б и алирин С, снижающие распространенность корневых гнилей огурца до 4-х раз, развитие болезни в 1.5-3 раза, уменьшая количество выпадов растений на 10-17% Отселектирован-ный штамм Bacillus subtilis М-22-ВИЗР по антагонистической активности в отношении возбудителей бактериозов овощных (Clavibac-ter michigaruensis subsp.michiganensis, Pseudomonas corrugata) был использован для создания нового биопрепарата гамаир, эффективного против бактериального рака и некроза сердцевины стебля томата со снижением развития болезней на 75%

9. Изучены экологические особенности и выявлены основные элементы технологии применения биопрепаратов на основе микробов-антагонистов. Обработка семян и корневой системы при пересадке рассады, а также опрыскивание растений биопрепаратами создает условия для колонизации антагонистами корневой системы, что оптимизирует микробный ценоз в ризосфере в направлении вытеснения фитопатогенных микроорганизмов и одновременно оказывает фиторегуляторное и ростстимулирующее действие на овощные растения. Так, биопрепараты алирин-Б, алирин-С увеличивают вы-

соту растений огурца на 23-52%, количество завязей - на 40-90%, а урожая на 20-30%.

10. Предлагается блок микробиологической защиты овощных культур в закрытом грунте, состоящий из биопрепаратов, вызывающих инфекционную и токсигенную патологию с пролонгированным типом действия и последействия в отношении вредных насекомых, и препаратов на основе микробов-антагонистов, сдерживающих распространенность и развитие микозов и бактериозов и проявляющее ростстимулирующую активность в отношении овощных растений. В защите от оранжерейной белокрылки, бахчевой и персиковй глей, а также от трипсов целесообразно по первичным очагам вредителей исползование вертициллина-К и боверина, вызывающие ликозное поражение насекомых; последующие обработки проводить 5ертициллином-М и алейцидом - токсинными препаративными формами, ликвидирующие угрожающую плотность вредителей. Приме-гение нематодною биопрепарата "немабакт" контролирует размно-кение листовых минеров, трипсов и сверчков. Алирин-Б, алирин-С I гамаир оптимизируют почвенный микробный ценоз и защищают »астения огурца и томата от фузариозов и бактериозов. По данным [роизводственной апробации блока МСЗР в теплицах Северо-Запада >Ф, Черноморского побережья и Приморья прибавка урожая огурца [ томата составляет до 4 кг/м2.

11. Разработаны основы интеграции блока МСЗР в комплексную иологическую защиту овощных культур. Кроме фитосанитарного гониторинга с регистрацией и оценкой биоценотического состояния

агроценозе, весьма важно профилактическое применение биопре-аратов с защитной и фиторегуляторной активностью для создания ащитного паразитоценоза. Необходимо совпадение оптимумов пока-ателей микроклимата для реализации вирулентности штаммов-родуцентов с таковыми для роста и развития защищаемой культу-ы. Необходимый защитный эффект достигается за счет одновре-енного действия комплекса биологических средств на популяции редителей и болезней и перевода быстроразмножающихся видов >итофагов в состояние депрессированного размножения. Совместное спользование энтомофагов и микробиологических средств защиты астений базируется на отсутствии патогенного эффекта от биопре-аратов в режиме производственных доз и первоочередного применил МСЗР.

Практические рекомендации

1. Разработанная научно-техническая документация на получение и применение новых биопрепаратов (вертициллин-К, вертицил-лин-М (токсинный), боверин, гамаир, алейцид и немабакт), рассмотренные и рекомендованные комиссией по биопрепаратам РАСХН, предлагается для использования и освоения на биофабриках и производственных биолабораториях МСХ РФ, и других биотехнологических производствах.

2. В соответствии с решением коллегии МСХ и П (1994 г.) создана коллекция штаммов-продуцентов, поддерживаемая в рамках Государственной коллекции полезных микроорганизмов ВИЗР, для обеспечения производства новых биопрепаратов на биофабриках и производственных биолабораториях МСХ и П РФ.

3. Разработанные технологии применения новых МСЗР в комплексной биологической защите огурца и томата, на базе агрофирмы "ЛЕТО" (Ленинградская обл.), КСП "Тепличный" (Волгоград) и других хозяйств, позволяющие получать экологически качественнук овощную продукцию, могут быть рекомендованы тепличным комбинатам.

4. Пакеты научно-технической документации на новые биопрепараты, коллекция штаммов-продуцентов, накопленный опьгг получения вертициллина-К, боверина, алирина-Б, алирина-С и немабак-та на Краснодарской и Ставропольской биофабриках СТАЗР, Щелковском биокомбинате (Московская обл.) и других СТАЗР целесообразно использовать для разработки НТО регионального малотоннажного производства МСЗР, концепция которого одобрена на заседании Президиума РАСХН (январь, 1998 г.).

5. В целях определения уровня опасности МСЗР для энтомофа-гов и разработки схем технологической совместимости предлагаете! тест-система "златоглазка обыкновенная-энтомопатогенные грибы" позволяющая оценивать полный патогенный эффект грибных био препаратов с учетом действия и последействия в ряду поколенш энтомофагов.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Павлюшин В.А Роль токсигенности гриба Веаиьегга Ъазтапа ] патогенезе мускардиноза. /Труды I конференции молодых учены? Кишинев, 1974, с.16-18.

2. Евлахова А.А., Кирсанова Р., Левитин ММ, Павлюшин В.А Юрченко ЛВ. Использование мутаций в селекции энтомопатогенног гриба Веаиьегга Ьсязгапа и в изучении патогенеза мускардинозг

Л7Щ междунар. конгресс по зайдете раст. М., 1975, с.158-159.

3. Павлюшин В.А Ферментативная активность энтомопатоген-гого гриба Beauveria bassiana как фактор вирулентности. /Труды I всесоюзной научной конференции, Кигшгаев, 1976, с.104-105.

4. Павлюшин В.А Роль токсинов гриба Beauveria bassiana в па-хзгенезе экспериментального микоза большой вощиной моли. 'Микология и фитопатология, т.10, 3, 1976, с.225-227.

5. Павлюшин В.А, Левитин М.М. Изучение патогенеза мускар-(иноза с использованием индуцированных биохимических мутантов îeauveria bassiana. /Труды ВИЗР, в.51, Л., 1977, с.64-72.

6. Заар Э.И., Евлахова АА, Эглите Д.М., Павлюшин В.А Ис-юльзование люминесценции в изучении патогенеза и видовых особенностей энтомопатогенных григов. /Тоуды ВИЗР, в.51, Л., 1977, .125-121.

7. Павлюшин В.А Ферментативная активность и вирулентность нтомопатогенного гриба Beauveria bassiana. /Микология и фитопа-ология. т.11, 4, 1977, с.283-289.

8. Pavlyushin V.A Virulence mechanisms of the entomopathogenic imgus Beauveria bassiana. /Proceedings of the First Joint US/USSR !oni.Jurmala, 1978, pp.153- 171.

9. Павлюшин В.А Механизмы вирулентности энтомопатогенного риба Beauveria Ъаямлпа (Bals.) Vuffl. /Тезисы докл. Советско-амер. онф. по энтомопат. грибам, Рига, 1973, с.27-29.

10. Pavlyushin V.A, Evlakhova АА Study of virulence factors in mnection with the directed selection of Beauveria bassiana. International colloq. on ineyert Pathol., Praha, 1978, p.86.

11. Павлюшин В.А Инфективность энтомопатогенных грибов в вязи с селекцией высоковирулентных штаммов. /Труды ВИЗР Перспективы использования микроорганизмов", JL, 1980, с.97-105.

12. Науменко З.М., Ладинская С.И., Тарасов Л.Г., Павлюшин В.А питательная среда для выращивания Beauveria bassiana. Авторское зидетельство № 810180, Бюл. № 9, 1981.

13. Павлюшин В.А Взаимоотношение паразита и хозяина в сис-5ме гриб-насекомое. /Микология и фитопатология т.16, 3, 1982, 283-284.

14. Евл ахова АА, Павлюшин В.А Механизмы защиты у насе-эмых от грибных патогенов в связи с факторами в^фулентносш. /В 5."Микроорганизмы в защите растении', Иркутск, 1983, с.3-22.

15. Павлюшин В.А Белый мускардиноз гороховой тли. /Тел. экладов I мелсресп. афидологического симпозиума, Рига, 1983, с.52-3.

16. Павлюшин В.А Патогенность мускардинных грибов на тлях оранжерейной белокрылке. /Х1П Регион, конференция Прибалти-1 и БССР по защите растений, Рига, 1983, с.134-136 биоценозов

17. Павлюшин В.А, Долженко В.И. Прогнозирование заболева-1Й вредных насекомых в условиях агробиоценозов. /Сб. докл. сим->зиума по теме СЭВ КНТС12. IX ПНР, Познань,1982, с.133-142.

18. Павлюшин В. А Штамм Beauveria bassiana 2019 для изготов-;ния энтомопатогенного препарата боверина. Авторское са № »61309, 1983.

19. Павлюшин В.А Применение энтомопатогенного гриба

Verticillium lecanii против оранжерейной белокрылки в закрыто» грунте. /Тезисы докл. Всееоюз. совещания по биометоду, Рига, 1983 с.75-76

20. Павлюшин В.А Физиолого-биохимические исследования штаммов Bectuveria bassiana, различающиеся по вирулентности. /6-ая науч. конференция, Ин-т биологии АН Латв.ССР, Рига, 1984 с.211-212.

21. Павлюшин В.А Использование энтомопатогенных микроорганизмов против вредных насекомых. /Сб. докл. симпозиума по теме СЭВ КНТЙ2.5, ПНР, Познань, 1984, с.31-44.

22. Павлюшин В.А, Красавина ЛИ. Действие энтомопатогенныг грибов на бахчевую тлю и афидофагов в условиях экспериментального заражения. /"Проблемы интегр. защиты растений от вредителей, болезней и сорняков" Рукопись депонирована во ВНИЙТЭСХ 1984.

23. Павлюшин В.А, Красавина Л.П. Патогенность мускардино-вых грибов в отношении златоглазок Chrysopa sínica и Chrysopc carneae. /"Энтомопатогенные бактерии и грибы в защите раст.", Иркутск , ИГУ, 1985, с.106-111.

24. Слободянюк Г.А, Ясюк JLB., Павлюшин В.А Защита огурцох в закрытом грунте от тепличной белокрылки. Информацион. листо! № 258-85 Краснодарский межотраслевой террит. центр науч.-тех информации, 1985.

25. Павлюшин В.А. Контроль стабильности признака вирулентности у штаммов энтомопатогенных грибов. /Главмикробиопром Сблрудов "Производство и применение грибных энтомопат. препаратов", Москва, 1985, с.24-27.

26. Павлюшин В.А, Красавина Л.П. Патогенность мускардинныэ грибов в отношении афидофагов. /"Общая энтомология", Л, Наука" 1986, с. 169-172.

27. Котляревский Д.И., Павлюшин В.А Гетерокариоз у энтомо-патогенного гриба Verticülium lecanii (Zimm.) Vieg. /Микология i фитопатология т.20, 5, 1986, с.362-365.

28. Котляревский Д.И., Павлюшин В.А Генетико-селекционньн подходы к повышению эффективности энтомопатогенного грибе Verticillium lecanii Zimm. /Сб.тезисов докл. Всес. конф. по микробио-методу, Оболенск, Велегож, 1986, с.116-117.

29. Павлюшин В.А Проблемы использования энтомопатогенньп грибов в защите растений. /Сб.тезисов докл. Всесоюзная конференция по микробиометоду, Оболенск, Велегож, 1986, с.126-128.

30. Павлюшин В.А, Красавина Л.П. Действие энтомопатогенныз грибов на бахчевую тлю и афидофагов в условиях экспериментального заражения. /Бюлл. ВИЗР, № 63, Л,1986, с.7-10.

31. Корнилов В.Г., Элбакян М.А, Павлюшин В.А Экологически! предпосылки защитных мероприятий в овощеводстве защищенной грунта. /"Экол. основы предотвращения потерь урожая ог. вред.,болезней и сорняков" Л, 1986, с.110-119.

32. Павлюшин В.А, Красавина ЛИ Снижение численности бахчевой тли в результате комплексного воздействия афидофагов и энтомопатогенных грибов. /Труды ВИЗР, 1987, с.77-83.

33. Котляревский ДЛ, Левитес Е.В., Павлюшин В.А Проблем«

маркеров и использование изоферментов в генетике и селекции эн-томопятогенных. /Бюлл. ВИЗР, № 68, Л, 1987, с.27-29.

34. Павлюшин В.А., Аванесов С.Г. Перспеха-ивы использования энтомопатогенных грибов против оранжерейной белокрыяки и тлей. /Бюллетень ВПС МООБ, № 18, 1987, 32-37.

35. Павлюшин В.А, Борисов Б.А., Винокурова Т.П., Ющенко Н.П., Твердюков А.П., Заболотнова ЛА, Веревкина Т.М. Технологический регламент на производство вертициллина-К Госагропром СССР, ВПНО "Союзсельхозхимия", Москва, 1989, 21 с.

36. Павлюшин В.А, Борисов Б.А, Винокурова Т.П., Ющенко Н.П., Твердюков АП., Заболотнова Л.А, Веревкина Т.М. Борисов Б.А, Винокурова TIL Вершциллин-К Технические условия ТУ 10.01.29-89 Госагропром СССР, ВПНО "Союзсельхозхимия", Москва, 1989, 21 с.

37. Павлюшин В.А, Борисов Б.А, Винокурова TIL Методические указания по применению вертициллина К в борьбе с вредными насекомыми в закрытом грунте. Госагропром СССР, ВПНО "Союзсель-хозхимия", Москва, 1988, 8 с.

38. Гораль В.М., Лаппа Н.В., Король И.Т., Романовец З.А, Сику-ра АИ., Павлюшин В.А, Мурза В.И. Методические указания по применению боверина-концентрата в борьбе с вредителями с/х культур. Госагропром СССР, ВПНО "Союзсельхозхимия", Москва, 1988, 11 с.

39. Войкова И.В., Конев Ю.Е., Гиндина Г.М., Павлюшин В.А, Ро-дичев АГ., Крунчак В.Г. Штамм стрептомицета Streptomyces aurantiacus ВИЗР № 10 для получения инсектицидного препарата против сосущих насекомых. Положительное решение от 23.07.90. Заявка на изобр. №4479936/13/132325/.

40. Митина Г.В., Гиндина Г.М., Павлюшин В.А Изучение токси-генности энтомопатогенного гриба Verticillium lecanii. /Тез. докл. конф."Экологические проблемы защиты растений, Ленинград, 1990, С.242.

41. Митина Г.В., Гиндина Г.М., Павлюшин В.А Изучение токсинов энтомопатогенного гриба Verticillium lecanii. /Тез. докл. П симпозиума стран-членов C9Í3 по микробным пестицидам, Москва, 1990, с.20.

42. Митина Г.В., Гиндина Г.М, Павлюшин В.А Токсигенность природных изолятов Verticiüium lecanii (Zímm). /Микология и фитопатология т.24, 6, 1990, с.576-582.

43. Юрченко Л.В., Павлюшин В.А Получение мутантов и и определение активности протеолитических ферментов у энтомопатогенного гриба Verticillium lecanii. /Тез. докл. П симпозиума стран-членов СЭВ по микробным пестицидам, Москва, 1990, с.19.

44. Павлюшин В.А, Митина Г.В. Оптимизация процесса культи-зирования гриба Verticillium lecanii по признаку токсинообразова-шя. /Сб.тр."Мшфоорганизмы в сельском хозяйстве", Пущино, 1992, -.137.

45. Конев КЖ, Бойкова И.В., Павлюшин ВА, Гуман MB., Шар-сов ИЛ Технологический регламент на производство алейцида. ЗИЗР, С-Пегербург 1992, 64 с.

46. Павлюшин В.А, Митина Г.В., Конюхов ВЛ, Новикова ИЛ

Лабораторный регламент на производство вертициллина-М. ВИЗР, С.-Петербург 1993, 66 с.

47. Юрченко Л.В., Павлюшин В.А Получение мутантов у энто-мопатогенного гриба УегЫсШшт ксапп /Микология и фитопатология т.27, 3,1993, с.21-25.

48. Павлюшин В.А, Асякин БЛ., Корнилов ВТ. Разработка экологически малоопасных систем защиты овощных культур в открытом и закрытом грунте. /"Разработка экологически безопас. методов седения с/х" Материалы росс.- фин. симпозиума, С.-Петербург, 1993, с.105-110.

49. Митина Г.В., Павлюшин В.А, Новикова И.И., Конюхов ВЛ Способ получения инсектицида Патент РФ № 2005378С1 Бюлл. № 1, 1994, с. 10.

50. Калько Г.В., Новикова И.И., Павлюшин В.А Испытание биопрепаратов алирина Б и алирина С в борьбе в борьбе с фузариоз-ными заболеваниями растений. б."Интродукция микроорганизмов в окружающую среду", Москва, 1994, с.45-46.

51. Павлюшин В.А, Быкова Г.А, Новикова И.И. Новые биопрепараты для защиты овощных культур от возбудителей болезней /Сб."Экологически безопас. и беспестицид, технологии получения растениевод, продукции", Пущино, 1994, с.178-179.

52. Войкова И.В., Конев Ю.Е., Павлюшин В.А Актиномицеты-продуценты инсектицидных веществ. /Сб."Экологически безопас. и беспестицид, технологии получения растениевод, продукции", Пущино, 1994, с.13-14.

53. Агансонова НЕ., Павлюшин В.А Оценка влияния нового ак-тиномицетного биопрепарата "алейцид" на куколок энкарзии. /Сб.'ТДнтродукция микроорганизмов в окружающую среду", Москва, 1994, с.6.

54. Павлюшин В.А, Данилов Л.Г., Антонова И.А, Твердюков АП. Технологический регламент на производство немабакта. МСХП РФ, 1994, 56 с.

55. Павлюшин В.А, Данилов ЛТ., Твердюков АП. Технические условия на опытно-промышленные партии биопрепарата немабакт (ТУ 9221-001-0497867-94) МСХП РФ, 1994, 13 с.

56. Павлюшин В.А, Евлахова АА, Тарасов Л.Г., Новикова И.Л Технологический регламент получения боверина. ВИЗР, С.Петербург 1994, 28 с.

57. Павлюшин В.А, Соколов М.С. Предварительные итоги работы по проекту 03 (овощеводство закрытого грунта). /Сб."Экологически безопас. и беспестицид, технологии получения растениевод, продукции", Пущино, 1994, с.7-12.

58. Калько Г.В., Новикова И.И., Павлюшин В.А Роль метаболит-ных биопрепаратов в защите растений огурца от корневых гнилей в условиях закрытого грунта /Сб."Экологически безопас. и беспестицид. технологии получения растениевод, продукции", Пущино, 1994, с.155-156.

59. Быкова Г.А, Новикова И.И., Павлюшин В.А Новые биопрепараты для защиты овощных культур от возбудителей болезней, /Сб."Экологически безопас. и беспестицид, технологии получения растениевод, продукции", Пущино, 1994, с.178-179.

60. Юрченко JIB., Слободянюк ГА, Павлюшин В.А. Получение гибридов и испытание на вирулентность штаммов гибридного происхождения у энтомопатогеннош гриба Verticulium, lecanii. /Сб."Экологачески безопас. и беспестицид, технологии получения растениевод, продукции", Пущино, 1994, с.194.

61. Павлюшин В.А, Агансонова Н.Е. Совместимость энкарзии и алейцида в борьбе с оранжерейной белокрылкой. /Сб."Экологически безопас. и беспестицид, технологии получения растениевод, продукции", Пущино, 1994, с.165-168.

62. Власова Э.А, Павлюшин В.А Принципы мониторинга за составом патогенов и структурой популяций возбудителей. /Сблрудов СПГАУ, С-Петербург, 1994, С.46-56.

63. Павлюшин В.А., Агансонова НЛП. Биологическая эффективность нового актиномицетного биопрепарата "алейцид" в отношении оранжерейной белокрылки. /Труды ВИЗР, С.-Петербург, 1995, с.163-175.

64. Новикова ИЛ, Митина Г.В., Павлюшин В.А Оптимизация условий токсинообразования энтомопатогенного гриба Verrticillium lecanii. /Труды ВИЗР, С-Петербург, 1995, с.204-214.

65. Юрченко JLB., Павлюшин В.А Изучение ферментативной активности изолятов и мутантов энтомопатогенного гриба VerticiUmm lecanii. /Труды ВИЗР, С.-Петербург, 1995, с.194-204.

66. Новожилов К.В., Буров В.Н., Левитин М.М, Тютерев C.JL, Павлюшин В.А Стратегия фитосанитарной оптимизации растение-зодства в условиях реформы АПК России. /Тез. докл. Всеросс. съез-ца по защите растений, С.~Петербург, 1995, с.512-513.

67. Павлюшин В.А, Агансонова HJE., Васильев С.В., Косенков Я.И. Оценка эффективности применения алейцида при обработке гетерогенной популяции оранжерейной белокрылки в условиях производственных теплиц. /Тез. докл. Всеросс. съезда по защите растений, С.-Петербург, 1S95, с.356-357.

68. Матевосян Г.Л, Езаов АК, Павлюшин RA, Новикова ИЛ. $>иторегуляторная оцен1са новых биопестицидов на овощных тсуль-гурах. /Тез. докл. Всеросс. съезда по защите растений, С.-1етербург, 1995, с.339.

69. Агансонова Н.Е., Васильев СВ., Косенков И.И., Павлюшин З.А Оценка и оптимизация режимов, максимизирующих эффективность алейцида против личинок оранжерейной белокрылки. /Тез. зркл. Всеросс. съезда по запщте растений, С.-Петербург, 1995, с.278-579.

70. Новикова И.И., Быкова Г.А, Сергеева МЛ, Павлюшин В.А Птамм бактерии Bacillus siibtilis М-22 ВИЗР, используемый для ¡ащиты растений от фитопатогенных бактерий. Патент РФ, заявка Mb 94039379/13 1995.

71. Boikova LV., Konev U.E., Novikova I.I., Pavlyushin V.A New >iopesticides from Actinomycetes Producing bioactive secondary Metabolites. P0650. /European Jour, of Plant pathoL ХШ Internation. 'lant Protection CongresaAbstr., 2-7 July 1995, Netherlands.

72. Pavlyushin V.A Effect of entomopathogenic fungi on the intomophagous arthropods. /Working Groups "Insect Pathogens and nsect Parasitic Namatodes" 10BC/WPRS BulL voLl 9/9/1996, p.247-

бб 250.

73. KW.Novozylow, Pawlyuszyn W.A Opracowanie i wykorzystanie systemow biologiczney ochrony upraw rolnic2ych w Rosji. /Materialy XXXV sesii Naukowei ior.Czesc I - Referaty, Poznan, 1995, s.21-27.

74. Соколов M.Q, Павлюшин B.A Биозащита как фактор улучшения фитосанитарной обстановки и получения безопасной продукции растениеводства. /Сб.тр. Всеросс. съезда по защ раст."Проблемы оптимизации фитосанитар. состояния растениевод." С-Петербург, -

1997, с.51-56.

75. Павлюшин В.А Принципы построения систем биологической защиты растений и интеграции биологических средств в фитосани-тарных технологиях. /Сб.тр. Всероссийского съезда по защите растений "Проблемы оптимизации фитосанитарного состояния растениеводства". С-Петербург, 1997, с.249-259.

76. Митина Г.В., Павлюшин В.А Современные тенденции в использовании микробиологических средств защиты растений от вредителей на основе энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana и Verticillium lecanii. /Журн. Aipo XXI № 1, 1997, с. 16-17.

77. Митина Г.В., Сергеев Г.Е., Павлюшин В.А Влияние биохимических и морфолого-культуральных особенностей природных изоля-тов Verticûlium lecanii (Zimm) Viegas на вирулентность в отношении личинок оранжерейной белокрылки. /Микология и фитопатология, т.31, вып.1, 1997, с.57-64,

78. Воронин К.Е., Павлюшин В.А, Воронина ЭТ. Система освоения природных ресурсов энтомофагов и энтомопатогенов /Сб. науч. тр. "Пробламы энтомологии в России", т.1, С.-Петербург, 1998, с.75.

79. Pavlyushine V.A Protection biologique des végétaux, element le plus essèntiel de l'qptimization phytosaniteire des agroecosystemes. /Exposition Séminaire Russe Tunisien "Protection biologique des vegetau..." Tunis, 1998, pp.13-14.

80. Pavlyushine V.A., Voronine K.E., Ermolaev N.E., Krasavina L.P., Asiakine B.P., Razdoburdine V.A Novikova II, Voronina E.G., DarulovL.G., Bykova G.A Le systeme de la protection biologique du concombre et de la tomate sours serre. /Exposition Seminaire Russe Tunisien "Protection biologique des végétaux..." Tunis, 1998, pp.18.

81. Pavlyushine V.A, Danilov L.G., Antonova LA Nemabacte nouvelle biopreparation a base de nematodes entomopathogenes. /Exposition Seminaire Russe-Tunisien "Protection biologique des cultures-." legumieres et fruitieres contre des ravag. et maladies", SPetersbourg,

1998, pp.23-24.

82. Novikova II, Kalko G.V., Bykova GA, Sergeieva ME., Litvinenko AI., Pavlyushine V.A Nouvells préparation biotogiques a base de microbes antagonistes pour la protection des plantes contre des maladies. /Exposition Seminaire Russe-Tunisien "Protection biologique des cultures.." legumieres et fruitieres contre des ravag. et maladies", SPetersbourg, 1998, pp.29-32.

83. Mitina G.V., Pavlyushine VA, Novikova II, Koniukhov VP. Verticillin M, nouvelle préparation microbiologique. /Exposition Seminaire Russe-Tunisien "Protection biologique des cultures.-" legumieres et fruitieres contre des ravag. et maladies", SPetersbourg, 1998, pp.25-26.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора биологических наук, Павлюшин, Владимир Алексеевич, Санкт-Петербург-Пушкин

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЗАШИТЫ РАСТЕНИЙ

5 .. р в 3 идиук * '

с-.-: -¿аеиъ ДОК']

________ наук

'Н а^МВЛЮШРШения ВАК Росдии ВЛАДИМИР АЛЕКСЕЕВИЧ СЖ

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНТОМОПАТОГЕНОВ И МИКЮБОВ-АНТАГОНИСТОВ В ФИТОСАНИТАРНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕПЛИЧНЫХ АГРОБИОЦЕНОЗОВ

Специальность: 08.01,11 - Защита растений

Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора биологических наук

С.-Петербург - Пушкин, 1998

Научный консультант, доктор технических наук Т.АНушанова

Официальные оппоненты: Академик РАСХН, доктор биологических наук, профессор |П.И.Сусидко Член-корреспондент РАСХН, доктор биологических наук, профессор А.И.Сметник Доктор ветеринарных наук, профессор Р.ВБоровик Доктор биологических наук, профессор В.Б.Чернышев

Защита диссертации состоится " Ак&^Л 1999 г. в " час. на заседании диссертационного совета Д120.35.09

в Московской сельскохозяйственной академии им.КАТимирязева Адрес: 127550, Москва И-55, Тимирязевская ул., 49, Ученый совет МСХА

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться

в ЦНБ МСХА

Диссертация в виде научного доклада разослана .

РОССИЙСКАЯ " 1998

ГОСУДАРСТВЕННАЯ 6ИБЛИ0Т5КА

¿-, Ученый секретарь

Диссертационного совета В.А. Шкаликов

Актуальность проблемы

В современной концепции фитосанитарной оптимизации агро-биоценозов и агроэкосистем важнейшее значение отводится восстановлению и активизации механизмов биоценотической регуляции (Материалы Всероссийского съезда по защите растений, С.-Петербург, 1995 г.; ЮВСЛ^РИв ВиИеИп, то1.19/9, 1996 г.). Делается ставка на сохранение и искусственное насыщение агробиоценозов энтомо-фагами, энтомопатогенами и микробами-антагонистами (Бондарекко, 1986; Васильев, Лившиц, 1984; Воронин, 1988; 1992; Емельянов, 1995).

В прикладном аспекте разворачиваемые исследования в области биологических регуляторных механизмов численности вредных видов являются научной базой создания интегрированных систем биологической защиты сельскохозяйственных культур. Накопленный мировой опыт позволяет определить биологическую защиту как совокупность защитных мероприятий с использованием устойчивых сортов, микробиологических средств защиты растений, штродуци-руемых энтомоакарифагов, реализуемую на основе фитосанмтарного мониторинга, прогноза вредоносности и учета природных популяций полезных энтомофагов и микроорганизмов, и направленную на достижение биоценотического равновесия в агробиоценозе,

В России проблема биологической защиты растений в теплицах возникла в 70-80-е годы в связи с интенсивным наращиванием площадей (15 тыс. га), что привело к резкому обострению фитоеанитарной обстановки в тепличных агробиоценозах. Количество экономически значимых вредоносных объектов достигло 22 видов. Необходимость получения экологически качественной овощной продукции потребовало разработки и использования средств биологической защиты. Отдельное фрагментарное применение хищного клеща фито-сейулюса, триходермина и фитобактериомицина не решало проблемы защиты в целом.

В настоящее время в силу ряда причин:

- повышенной вредоносности быстро размножающихся видов насекомых и клещей (тли, оранжерейная белокрылка, трипсы, пау-

ный клещ и др.);

- появления резистентных популяций бахчевой и персиковой паутинного клеща и белокрылки;

- наличия скрытноживущих вредителей (листовые минеры);

- постоянного наличия и повышенной эпифитотийности таких

'Зудителей болезней, как бактериозы томата, корневые гнили

>ца, мучнистая роса и антракнозы, галловые нематоды,

- малой доли устойчивых и толерантных сортов, и ограниченно набора энтомофагов и биопрепаратов,

лита овощных культур в теплицах зачастую не дает гарантиро-шного защитного эффекта.

Недостаточно изучены возможности и ограничены средства кон-

траля для формирования и функционирования искусственно создаваемою тепличного паразитоценоза. Безусловно, вышеобозначенные причины и, особенно, повышенное количество вредоносных видов, для которых присущи признаки экологических доминант (высокая численность, обилие и накладка поколений, биомасса) требует более сложных насыщенных систем биологической регуляции, чем это существует на сегодняшний день.

Учитывая контролируемость тепличного агробиоценоза для моделирования биоценотической регуляции, в частности процессов динамики численности вредных и полезных видов, а также усиливающуюся тенденцию в развитии биотехнологической промышленности, целесообразно сделать вывод о необходимости интенсификации исследований в области микробиологической защита! растений, как важнейшего элемента в фитосанш-арной оптимизации агробиоцено-зов.

Дет и задачи исследований

Цель работы. Оценить потенциал биологической активности эн-томо патогенных микроорганизмов и микробов-антагонистов по отношению к основным вредоносным объектам в теплицах и сформировать необходимый набор микробиологических средств защиты растений (МСЗР) с разным типом контроля динамики численности вредителей и болезней.

Для выполнения поставленной цели необходимо было решить ряд задач:

1) разработать методы тестирования штаммов энтомопатогенных грибов и актиномицетов по признакам вирулентности и такси-генности на тест-насекомых; усовершенствовать методы отбора высоковирулентных штаммов;

2) определить дифференциацию штаммов энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana, Veríñciüium lecann и Pazeüomycss fumoso-rosem по вирулентности на тест-насекомых (большая вощинная моль, гороховая тля, бахчевая тля, персиковая тля, оранжерейная беяокрылка, табачный трипе);

3) выявить основные элементы патогенеза и онредедшъ факторы вирулентности у энтомопатогенных грибов;

4) разработать систему оценки действия к последействия патогенов на популяции насекомых;

5) осуществить селекцию перспективных штаммов-продуцентов у вЛк^гапа, \т.1есапп и микробов-антагонистов на базе ВямЫйИя и 81гер1(утусея',

7) выявить токсины энтомопатогенных грибов и актиномидетов и оценить возможность их использования против вредных насекомых и клещей на овощных культурах;

Фш тичесюш ма те риал

Научно-исследовательские работы проводились во Всероссийском институте защиты растений (С.-Петербург, Пушкин) на базе лабораторий биофизики, микробиологической защиты растений и экологии энтомофагов, а также на Лазаревской опытной станции ВИЗР (Краснодарский край) с 1975 по 1998 гг. в рамках государственных программ ОНТП 051.05, отраслевых программ ВАСХНИЛ и РАСХН, международной программы КПНТП СЭВ, международного проекта "Еиозащита" и программ, координируемых Восточнопале-арктической секцией Международной организации по биологической борьбе с вредными животными и растениями (ВПРС МОББ).

При обобщении материалов по проблеме создания и использования микробиологических средств защиты растений (МСЗР) включены результаты личной многолетней работы в области биологической защиты растений, а также опубликованные совместно и отдельно материалы руководимых мною аспирантов и соискателей: Аванееова С.Г., Логинова Е.В., Котляревского Д.И., Митиной Г.В., Калько Г.В., Агансоновой Н.Е. и Войковой И.В. Ряд работ выполнен и опубликован совместное научными сотрудниками ВИЗР: Евлаховой АА, Левитиным М.М., Ворониным К.Е., Новиковой И.И., Даниловым Л.Г., Митрофановым В.Б., Красавиной ЛИ, Юрченко Л.В, Слободя-нюк Г.А и Борисовым Б.А Автор выражает коллегам глубокую благодарность и признательность за помощь в исследованиях.

Научная новизна

Сделан существенный шаг в познании хозяино-паразитных взаимоотношений в системе "энтомопатогенные грибы - насекомые". Впервые показано, что суммарный патогенный эффект определяется вирулентностью штамма, носящей полидегерминантный характер с прямым инфекционным действием и токсигенным последействием в ряду генераций насекомого-хозяина.

Разработана хозяино-пар азитная модель, позволяющая экспериментально оценивать уровень вирулентности штамма и количественно регистрировать токсигенное последействие возбудителя микоза в ряду поколений выживших насекомых, проявляющееся в снижении показателей жизнеспособности у особей. Предложены физио-лого-биохимические критерии признака вирулентности У.1жапп и ВЛш$тш, положенные в основу первичного отбора высоко-вкрулентных штаммов-продуцентов.

В целях научного обоснования комплексного использования биопрепаратов и энтомоакарифагов получены новые данные о патоген-ноеги грибов и актиномицетов в отношении энтомоакарифагов, выявлены основные элементы и условия протекания микозов полезных насекомых и предложена оригинальная хозянно-паразитная модель "златоглазки - энтомопатогенные грибы (и их метаболиты)" для анализа первичного патогенною действия и последействия в ряду генераций,

Исходя из правил о многофакторности в биоценотической регуляции (Маркевич, 1983) и необходимости интегративного подхода в защите растений выявлены перспективные штаммы микробов-антагонистов из родов ВасШиз и Svreptomye.es, характеризующиеся высокой антагонистической активностью против основных грибных и бактериальных заболеваний огурца и томата, и одновременно оказывающие фиторегуляторное и ростстимулирующие действия на овощные растения.

Разработаны основы интеграции блока новых МСЗР и принципы функционирования систем биологической защиты овощных культур. Кроме фигоеанитарного мониторинга с регистрацией и оценкой биоценотического состояния в агроценозе, целесообразно профилактическое применение биопрепаратов с защитной и фито-регуляторной активностью для создания защитного паразитоценоза. Необходимо совпадение оптимумов показателей микроклимата для реализации вирулентности штаммов-продуцентов с таковыми для роста и развития защищаемой культуры. Гарантированный защитный эффект достигается за счет одновременного действия комплекса биологических средств на популяцию вредителей и болезней и перевода быстрсразмножающихся видов фитофагов в состояние де-прессированного размножения.

Прак тическая ценное ть и реализация резуль та тов исследований

Материалы диссертации неоднократно использовались при составлении и разработке научно-исследовательских и внедренческих программ по биологической защите растений б стране, а сам автор по ряду проектов выступал еоруководителем.

Накоплен научно-производственный опыт получения новых биопрепаратов (вертицшхлин-К, боверин, алирин-Б, алирин-С, немабакг) на Краснодарской и Ставропольской биофабриках, Щелковском комбинате и др., и использование этих средств в защите овощных культур (акты производственных испытаний Калининской областной СТАЗР (1983-1986 гг.); биолабораторий Краснодарского края (1983-1995 гг.), Республиканской биолаборатории УССР (1988 г.) и др.), что послужило основой для разработки проблемы региональною малотоннажного производства МСЗР (одобрено на заседании президиума РАСХН, январь 1998 г.).

Сформирован блок микробиологической защиты овощных культур, состоящий из новых биопрепаратов и разработана технология их применения в комплексной биологической защите овощных культур в теплицах. По данным производственной апробации в теплицах Северо-Запада РФ, Черноморского побережья Краснодарского края, и частично, в Приморье прибавка урожая огурца достигает 3-4 кг/м2.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований в области микробиологической защиты овощных культур и интеграции МСЗР в фитосанитарных технологиях позволила разработать основные элементы биологической защиты овощных культур, использование которых целесообразно прежде всего в экологически напряженных регионах страны: овощеводстве крупных промышленных центров, санаторно-курортных зонах, в районах-поставщиках сельскохозяйственного сырья на комбинаты детского и диетического питания и зонах с повышенной радиационной опасностью. За создание новых биопрепаратов и разработку систем биологической защиты растений автор награжден бронзовой и серебряной медалями

ВДНХ СССР {Постановление от 16.12.81 г. № 1039-Н и от 11.09.89 г. № 563-Н). Новизна новых МСЗР подтверждена 5 авторскими свидетельствами и патентами РФ.

Апробация рабо ты.

Материалы по теме диссертации докладывались на VIII (Ж, 1975) и ХШ (Нидерланды, 1995) Международных конгрессах по защите растений ; на IX (Киев, 1984) и XI (С-Петербург, 1997) съездах Всесоюзного и Русского энтомологического общества; на Всероссийском съезде по защите растений (С.-Петербург, 1995); на III съезде ВОГ и С (Ленинград, 1977); на Всесоюзных научных конференциях по биологической защите растений (Кишинев, 1976; Рига, 1983; Оболенск-Велегож, 1986; Самарканд, 1990) на международном симпозиуме по патологии беспозвоночных (Прага, 1978); на международных симпозиумах КОЦ СЭВ: "Разработка интегрированных методов защиты растений (ПНР, Познань, 1982), "Изучение энтомо-патогенных микроорганизмов, разработка технологии производства и применения" (ПНР, Познань, 1984), "Микробные пестициды (СССР, Москва, 1990); на международных симпозиумах Восточнопалеаркти-ческой секции МОББ: "Комплексная защита тепличных культур" (СССР, Кишинев, 1985), "Интегрированная защита виноградников, плодовых и других культур" (Болгария, Санданск, 1996), "Микробиологическая защита растений" (5-я Европейская конференция, Польша, Познань, 1995); на советско-американской конференции по изучению возможности выращивания и использования энтомопато-генных грибов (Рига, 1978); на Российско-финском симпозиуме "Разработка экологически безопасных методов ведения сельского хозяйства" (С.-Петербург, 1993; на X конференции Украинского общества паразитологов (Киев, 1986); на I межреспубликанском афидологиче-ском симпозиуме "Систематика и экология тлей-вредителей растений" (Рига, 1983); на научно-производственных совещаниях, проводимых объединением "Союзсельхозхимия" (Москва, 1983, 1985, 1987, 1990), агрофирмой "Гаврищ" на базе Всероссийского выставочного центра (Москва, 1996, 1997, 1998); на международной конференции по биотехнологии (С..-Петербург, 1994); конференции по биотехнологии (С.-Петербург, 1994); на научных конференциях "Интродукция микроорганизмов в окружающую среду" (Москва, 1994) и "Актуальность проблемы биотехнологии в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии" (Москва, 1996); на Всероссийском научно-производственном совещании "Экологически безопасные и беспестицидные технологии получения растениеводческой продукции" (Краснодар, 1994); на Российско-Тунисской выставке-семинаре "Биологическая защита растений" (Тунис, 1998); на зас�

Информация о работе

Павлюшин, Владимир Алексеевич
доктора биологических наук
Санкт-Петербург-Пушкин, 1998
ВАК 06.01.11

Диссертация

Научные основы использования энтомопатогенов и микробов-антагонистов в фитосанитарной оптимизации тепличных агробиоценозов - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Научные основы использования энтомопатогенов и микробов-антагонистов в фитосанитарной оптимизации тепличных агробиоценозов - тема автореферата по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы