Экологические особенности защиты эфиромасличных и лекарственных культур от вредных организмов

В условиях нарастающей конкуренции повышаются требования к качеству растительного сырья. Чрезмерное внесение минеральных удобрений и пестицидов, использование индустриальных технологий приводят к загрязнению окружающей среды. При применении пестицидов потери сельскохозяйственной продукции от различных фитопатогенов не только не снижаются, а в ряде случаев даже возрастают. Это происходит в результате нарушения естественных механизмов саморегуляции биоценозов и появления резистентных рас вредных организмов. Возникшая ситуация заставила сменить концепцию защиты растений и отказаться от методов прямого одностороннего подавления вредных организмов пестицидами для их максимального уничтожения (Чулкина и др., 2006).

Для повышения эффективности эфиромасличного и лекарственного растениеводства также необходимо совершенствовать систему защиты растений от вредных организмов на основе экологических принципов, в соответствии с которыми исключается или существенно сокращается массовое применение химических средств. Составные части и свойства среды обитания растений и движение растительного сырья по технологической цепи до конечного продукта многообразны и изменчивы. К экологизации производства растительного сырья следует подходить с позиции выращивания экологически чистой продукции и сохранения в безопасном состоянии окружающей среды.

Взаимоотношение растений со средой обитания подчинено определенным закономерностям (Рупошев и др., 1995). Во-первых, растение как биологический объект зависит от элементов окружающей среды, имеет свои приспособительные возможности, появившиеся в ходе биологической эволюции и селекционной проработки культуры. Во-вторых, растения выступают как средство производства, создавая вокруг себя определенную техногенную среду, которая оказывает воздействие, как на получаемое сырье, так и на окружающую среду.

Экологические способы производства не наносят вреда окружающей среде и обеспечивают получение безопасной для здоровья продукции, что особенно важно для сырья, используемого в пищевых, медицинских и косметических целях. Они получают все большее признание у производителей и потребителей продукции. С позиции экологизации, производство растительного сырья может осуществляться по трем крупным направлениям: неэкологическое (традиционное), интегрированное и экологическое.

Принципиальные различия между экологическим и традиционным растениеводством заключаются в агроэкологических подходах к ведению производства. В традиционном, в том числе интенсивном, растениеводстве этот подход не используется. Интенсивное растениеводство часто связано с загрязнением окружающей среды, которому подвергаются атмосфера и вода, почвы и ландшафты, биологические формы и объекты социальной сферы. В условиях экстенсивного растениеводства основными источниками загрязнения окружающей среды могут являться высокие дозы органических удобрений и отходы производства.

В экологическом земледелии большое значение имеют бактериальные удобрения. Действие их основано на использовании жизнедеятельности полезных почвенных микроорганизмов, повышающих плодородие почвы и осуществляющих перевод элементов минерального питания в формы, доступные для растений. В повышении плодородия почвы и корневом питании растений решающую роль играет переработка растительных остатков и органических удобрений, в результате которой происходит синтез почвенного перегноя и разложение его до соединений, доступных растениям. Данный процесс идет под воздействием сообщества микроорганизмов из грибов, аэробных и анаэробных бактерий, благодаря чему растения получают в доступной форме элементы минерального питания.

Микроорганизмы биопрепаратов перерабатывают вещества, угнетающие или тормозящие рост и развитие растений, что очень важно при почвоутомлении у монокультурных растений. Внесенные в почву минеральные удобрения лучше используются растениями, если почва биологически активна и в ней протекают микробиологические процессы. Одновременно активность микроорганизмов усиливается при внесении в почву как минеральных, так и органических удобрений.

В основе экологического производства растениеводческой продукции кроме агротехнического и механического методов защиты широко применяются средства биозащиты - естественные враги вредителей, возбудителей болезней и сорняков (таблица 1). К ним относятся паразитические и хищные насекомые, насекомоядные птицы, грибы-паразиты, бактерии и вирусы, регулирующие численность вредного начала. Подавляющее большинство естественных врагов вредных насекомых составляют насекомые-паразиты, которые питаются их содержимым. Любой из вредителей растений на всех стадиях своего развития подвергается нападению различных паразитов. Многие из них паразитируют на целом ряде вредителей и отличаются большой биологической пластичностью, но есть и такие виды, которые связаны в своем развитии только с одним видом вредителя.

Интенсивность размножения паразитов зависит от многих причин, в большей степени от количества насекомых-хозяев, которыми они питаются, и наличия дополнительного питания. Где нет цветущих растений, там нет и паразитов питающихся нектаром и пыльцой. В начале массового размножения вредителя-хозяина численность насекомых-энтомофагов бывает ниже, а в конце периода размножения выше численности хозяев. Это объясняется высокой плодовитостью большинства насекомых-паразитов и способностью некоторых видов давать несколько поколений в год. После уменьшения численности насекомого-хозяина количество паразитов снижается. При благоприятных условиях вредители вновь могут сильно размножиться. Для предотвращения этого процесса в период снижения численности вредителей сохраняют количество паразитов на плантациях. Возможность накопления и сохранения насекомых-паразитов появляется благодаря посадке или посеву нектароносных и перганосных растений возле участков эфиромасличных и лекарственных растений. К числу нектароносных культур относятся и некоторые сидеральные растения: горчица, рапс, фацелия и другие, которые используются на занятых парах или в межротационный период эксплуатации шпалерных сооружений в хмелеводстве (Рупошев, Александров, 2010).

Насекомые-паразиты при размножении и во взрослом состоянии питаются нектаром и пыльцой семейств зонтичных, розоцветных, молочайных, крестоцветных и других растений. Для привлечения полезных насекомых на защищаемые культуры следует подбирать и сохранять такое сочетание цветущих растений, которое обеспечивало бы их питание в течение всего летнего периода. В зависимости от природных условий растения-нектароносы подбираются так, чтобы на протяжении вегетационного периода было обеспечено их непрерывное цветение, то есть создают конвейер растений-нектароносов (таблица 2). Насекомые-паразиты в основном скапливаются в лесном подлеске. Если культуры возделываются в лесной или лесостепной зоне, то, как правило, они окружены лесными или полезащитными полосами. Здесь необходимо высаживать нектароносные деревья, кустарники и теневыносливые травянистые растения. Травянистые растения высеваются также на открытых местах на площадках размером 1 кв.м. вокруг защищаемых участков – по 3-4 площадки на 1 га плантации. Для выращивания травянистых растений на хмельниках целесообразно использовать междурядья под наклонными столбами.

В природе имеется много хищных насекомых, поедающих различных вредителей. Задача растениеводов состоит в том, чтобы привлечь их на плантации. Многие жужелицы, божьи коровки, кожееды, жуки-подкорники и муравьи могут использоваться для борьбы с различными вредителями растений. Среди хищных жужелиц наиболее полезны крупные виды: карабус, большой и малый красотелы. Они подвижны, хорошо летают и охотятся за гусеницами бабочек и другими насекомыми. Красотелы незаменимы для борьбы со златогузкой и против вредных гусениц бабочек-монашенок. В настоящее время разработаны методы их разведения и отлова, способствующие экологизации эфиромасличного и лекарственного растениеводства.

Для борьбы с вредными насекомыми используются различные энтомофаги: афидиус, бракон, габробракон, златоглазка обыкновенная, фитосейулюс, элазмус и другие. Против стеблевого мотылька и совки применяют трихограмму из расчета 40-50 тысяч особей на 1 га. Для борьбы со стеблевым мотыльком, листогрызущими гусеницами и картофельной совкой используют энтобактерин, битоксибациллин и дендробациллин. Против тли, листогрызущих совок, стеблевого и лугового мотыльков и паутинного клеща проводят обработку растений битоксибациллином при норме 40-50 г/10 л воды.

В Государственном реестре пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, представлено несколько энтомофагов для борьбы с вредными насекомыми. Бракон и габробракон используются для уничтожения различных видов совок, лугового мотылька и других вредных чешуекрылых, неосейулюс кукумерис – для борьбы с различными видами трипсов, а трихограмма и элазмус – против вредных чешуекрылых насекомых. Подизус применяют против колорадского жука, оэнциртус кувана – для уничтожения непарного шелкопряда, златогузки и других.

Спорово-кристаллический комплекс Bacillus thuringiensis, var. kurstaki в виде порошка, таблеток и суспензионного концентрата Лепидоцида (БА-3000 ЕА/мг и БА-2000 ЕА/мг) разрешен для борьбы с различными вредителями эфиромасличных и лекарственных культур. Экзотоксин (спорово-кристаллический комплекс) Bacillus thuringiensis, var. thuringiensis в виде порошка Битоксибациллина (БА-1500 ЕА/мг) можно использовать для защиты хмеля, эфиромасличных и лекарственных растений от вредителей.

Препарат алирин-Б (титр не менее 10¹¹ КОЕ/г), полученный из Bacillus subtilis, (штамм В-10 ВИЗР), используют для борьбы с болезнями зеленных культур (укроп, кориандр и других). бактофит (БА-10000 ЕА/г) из Bacillus subtilis (штамм ИПМ 215) и продуцируемый им антибиотик применяют для защиты хмеля, эфиромасличных и лекарственных культур от болезней. Препарат планриз (титр не менее 2×10⁹), полученный из Pseudomonas fluorescens (штамм АР-33) употребляют для борьбы с настоящей и ложной мучнистой росой хмеля.

К биологическому методу также относится обработка вредителей (выращенных в искусственных условиях) мутагенами (радиацией и химическими препаратами), что позволяет получать нежизнеспособное потомство после выпуска обработанных особей в естественные условия.

В условиях экологического растениеводства также целесообразно применение растений, обладающих пестицидной активностью. Для получения растительных инсектицидов в настоящее время используется 60 видов растений. Эти препараты быстро разлагаются и не накапливаются в тканях обрабатываемых растений, менее опасны для человека и окружающей среды. Некоторые из них можно применять в более поздние сроки вегетации растений, перед уборкой урожая. Основная масса пестицидных растений употребляется для борьбы с грызунами и вредными насекомыми. Против сосущих вредителей применяют инсектициды, полученные из ботвы томата, картофеля, чеснока, ромашки аптечной; листьев ольхи серой, табака, махорки, тысячелистника, чистотела, хвои сосны обыкновенной и других. От мучнистой росы можно использовать препараты из осота полевого. Фитонцидное действие на повилику оказывают айлант (китайский ясень) и отдельные виды солянок.

При работе с некоторыми ядовитыми растениями (акониты, белена черная, дурман обыкновенный и других) соблюдают такие же меры предосторожности, как и с ядохимикатами. Отвары и настои приготавливают непосредственно перед употреблением и применяют с добавлением поверхностно-активных веществ. Данные препараты целесообразнее применять при мелкотоварном производстве сырья.

Биологическая защита растений хорошо сочетается с агротехническим и механическим (а в необходимых случаях и с химическим) методами. Однако в условиях экологического растениеводства ее совместимость с химическими препаратами крайне нежелательна. Химический метод в условиях экологического растениеводства допускает при необходимости применение ядохимикатов третьей экотоксикологической группы, к которым относятся малоопасные химические препараты, согласно критерию оценки ядохимикатов по экотоксикологическим и токсиколого-гигиеническим показателям. Из малоопасных пестицидов в настоящее время можно использовать инсектициды – фитоверм; фунгициды – алюфит, эфаль, сера молотая и коллоидная (косан, тиовит), бордоская жидкость. Некоторые из них являются неорганическими веществами и легко вовлекаются в биологический круговорот веществ, не нанося вреда природе.

При современном использовании техники и химических средств, получение высоких урожаев вступает в противоречие с поддержанием экологического равновесия окружающей среды. Многократное применение химических обработок растений приводит к резкому сокращению энтомофагов.

Получение качественного растительного сырья возможно только при использовании экологических подходов к его производству. В современных условиях необходима разработка технологии производства экологически чистого эфиромасличного и лекарственного сырья с учетом зональных и сортовых особенностей культуры, так как экологизация является важнейшей задачей сегодняшнего дня с позиций получения высокопробной продукции и охраны окружающей среды.