В настоящее время многие страны вводят ограничения на применение в сельском хозяйстве химических препаратов. Ученые и производители сельхозпродукции все больший интерес проявляют к новейшим агротехнологическим разработкам — микробиологическим препаратам.

 

Производственные опыты, проведенные во многих регионах РФ и странах СНГ, показали, что внедрение экологически ориентированных систем сельского хозяйства с применением микробиологических препаратов обеспечивает:

— снижение (на 25-60 %) доз минеральных, в первую очередь азотных, фосфорных и микроудобрений;

— увеличение урожая основных культур и повышение качества сельскохозяйственной продукции;

— возможность отказа от использования ряда дорогостоящих пестицидов;

— возможность переориентации ряда хозяйств на более рентабельное производство новых видов продукции, в том числе экологически чистой;

— увеличение рентабельности сельскохозяйственных предприятий на 30-50%.

По мнению О.В. Тарханова (2008), в сельском хозяйстве основным средством производства является не земля, а почвенное плодородие, обусловленное ферментацией мульчи из любой органики непосредственно под растением, то есть динамическим плодородием. Процесс ферментации осуществляют как животные (кольчатые черви), так и грибы и бактерии.

В России ряд НИИ успешно занимаются разработкой и созданием биопрепаратов. Выпускаемые биопрепараты содержат штаммы живых микроорганизмов, которые перерабатывают грубую органическую массу, очищают почву от пестицидов, подавляют патогенную микрофлору, способствуют обогащению почвы минеральными веществами, стимулируют рост, развитие и устойчивость растений к заболеваниям.

Согласно «Государственному каталогу пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации» (часть 1. Пестициды, приведена по состоянию на 17 ноября 2016 г., Москва, 2016 г.), к препаратам микробиологической природы, то есть содержащих микроорганизмы и/или продукты их метаболизма, отнесены:

— фунгициды, созданные на основе Bacillus subtilis различных штаммов: «Фитоспорин-М», Ж; «Гамаир», ТАБ; «Бактофофит», СК; «Амирин-Б», ТАБ; «Витаплан», СП; «Бисолбисан», Ж;

— фунгициды, созданные на основе Pseudomonas fluorescens: «Псевдобактерин-2», Ж; «Ризоплан», Ж; «Elena», Ж;

— фунгициды, созданные на основе Trichoderma harzianum: «Стернифаг», СП; «Трихоцин», СП, «Глиокладин», ТАБ;

— фунгициды, созданные на основе совместных культур Bacillus subtilis и Trichoderma viride, препарат «Споробактерин», СП;

— фунгициды, созданные на основе природных компонентов грибов (антибиотиков): «Полар 50», ВТ (комплекс полиоксинов).

Полиоксины получают из почвенных микроорганизмов Streptomyces сасао, никкомицины  — из Streptomyces tendae;  «Фитоплазмин», ВРС (макролидный тилозиновый комплекс). Тилозиновый макролидный комплекс — антибиотический комплекс, в основе которого почвенный актиномицет Streptomyces fradiae; препарат «Альбит», ТПС — комплексный эффективный биопрепарат, универсальный регулятор роста растений со свойствами фунгицида и комплексного удобрения;

— регуляторы роста растений, созданные на основе комплекса 2,6-диметилпиридин-N-оксид + продуктов метаболизма симбионтного гриба Cylindrocarpon magnusianum «Агростимулин», ВСР;  на основе Acremonium lichenicola симбионтного гриба продукты метаболизма — «Эмистим», Р; «Бинорам», Ж на основе Pseudomonas fluorescens; грибов-эндофитов женьшеня продукт метаболизма — «Симбионта», Ж; многокомпонентного комплекса ростовых веществ — продуктов метаболизма микромицета штамма Cylindrocarpon magnusianum — «Агропон С», ВСР; продуктов метаболизма эндофитного гриба Myceliumradicisvar. Ledum — «Мицефит», ВРП; «Новосил», ВЭ создан на основе тритерпеновых кислот древесной зелени пихты сибирской; «Лариксин», ВЭ — регулятор роста и развития растений, индуктор иммунитета к грибным заболеваниям, действующим веществом которого является биофлаваноид дигидроквертицин, получаемый из древесины лиственницы сибирской;

— микробиологические удобрения: созданное на основе ризосферных бактерий Bacillus subtilis Ч-13: жидкая форма «Экстрасол», торфяная форма «Бисолби», сухая форма «БисолбиФит»; микробиологическое удобрение (продукция серии ЭМ) марки «Байкал ЭМ-1» (концентрат); «Байкал ЭМ-1» (водный раствор); «Ургаса», а также «Бактофосфин», «Агрика», «Азофит», «Экофит» и др.

Живые культуры полезных микроорганизмов, входящих в состав МБП, с момента вступления в контакт с развивающимися тканями растения сопровождают их на протяжении всего последующего цикла развития, образуя различные типы взаимодействия — симбиотические, симбиотрофные, биоконтрольные, пищевых цепей, сигнальные и др.

Все иные препараты, как химической, так и биологической природы, действуют контактно. Их эффективность зависит от химической формулы, времени и площади контакта со способными к взаимодействию либо больными тканями растения, от точности подбора концентрации действующих веществ.

Препарат «Байкал ЭМ-1», который в народе называют «живой водой», способствует более продуктивному развитию растений, очищает почву от вредной микрофлоры и химических соединений.

Проведенные исследования препарата во многих крупнейших российских научных учреждениях, например в Государственной сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева (Москва) и в Государственном аграрном университете им. Н.И. Вавилова (Саратов), во Всероссийском институте сельскохозяйственной микробиологии (Санкт-Петербург), показали его положительное влияние на развитие растений.

Однократное опрыскивание всходов ЭМ-препаратом в концентрации 1:1000 дает прибавку урожая на 10-30 %. Еженедельное опрыскивание растений тем же раствором при условии соблюдения основных правил ЭМ-технологии дает для разных культур прибавку 50-150%. При закладке ЭМ-компоста, в зависимости от его количества и состава, урожай может возрасти в 2-6 раз.

Применение препарата повышает устойчивость растений к погодным факторам (засухе и заморозкам).

Из созданных к настоящему времени препаратов именно «Байкал» оказался наиболее универсальным и эффективным, так как создает длительный живой симбиоз.

На зерновых, овощных культурах и картофеле применяется препарат нового поколения «Фитоспорин М». Это препарат широкого действия, созданный на основе Bacillus subtilis (вырабатывает фунгицидные олигопептиды).

Действие препарата усиливается при совместном применении с гуминосодержащим препаратом (ГУМИ). Гуминовые кислоты нужны только для корней, не нужно добавлять гуминовые кислоты для опрыскивания овощей и фруктов, в том числе перед хранением.

Препарат выпускается в виде порошка, пасты и водной суспензии с титром не менее 1 млрд живых клеток и спор/мл. Подавляет размножение возбудителей грибных и бактериальных болезней растений (альтернариоз, бактериоз, бурая ржавчина, корневые гнили, парша, пероноспороз (ложная мучнистая роса), ржавчина, фитофтора и т. д.).

Для уничтожения колорадского жука и его личинок, паутинного клеща, гусениц, личинок чешуекрылых насекомых-вредителей (капустного билана, капустной, яблонной и плодовой моли, капустной совки, белой бабочки, огневок, тли, листоверток, шелкопрядов, златогузка, лугового мотылька, куколок листовертки, пилильщиков, листогрызущих совок и др.) на цветах, овощных и плодово-ягодных культурах в период вегетации применим биоинсектицид «Ризоплан», который не снижает разнообразие агроэкосистем, колонизирует почву полезной микрофлорой, улучшает фитосанитарное состояние агроэкосистем, снижает химический стресс культурных растений и повышает урожай и качество.

«Ризоплан» применяют на следующих культурах:

— на зерновых — для защиты от корневых гнилей, мучнистой росы, бурой ржавчины, септориоза;

— на картофеле — для защиты от альтернариоза, фитофтороза, ризоктониоза;

— на капусте — для защиты от сосудистого бактериоза, черной ножки;

— на землянике — для защиты от серой гнили;

— на яблоне — для защиты от монидиоза, парши.

Как и «Ризоплан», к биофунгициду нового поколения относится «Псевдо- бактерин-2».

Действующим началом этих препаратов являются живые клетки бактерий Pseudomonas, отселектированные по способности эффективно подавлять развитие комплекса фитопатогенов. Находясь на поверхности корней, клетки этих бактерий подавляют развитие фитопатогенных микроорганизмов, в том числе грибов рода Fusariumspp., Botrytiscinerea, Alternaria и другие.

«Псевдобактерин-2» применяют на следующих культурах:

— на зерновых — для защиты от корневых гнилей, бурой ржавчины, мучнистой росы, септориоза;

— на огурцах защищенного грунта — для защиты от корневых гнилей, мучнистой росы, пероноспороза, бурой пятнистости;

— на томатах защищенного грунта — для защиты от корневых гнилей, мучнистой росы, фитофтороза, бурой пятнистости.

Препараты обладают антидепрессантными свойствами, то есть они способны снимать стресс от воздействия неблагоприятных погодных факторов и от гербицидов. Благодаря содержанию в своем составе микро- и макроэлементов улучшают режим минерального питания растений. Не оказывают отрицательного влияния на качество сельскохозяйственной продукции, не вызывают резистентности, не требуют периода ожидания.

Совместимы с другими биологическими и химическими средствами защиты растений и агрохимикатами.

Препаратом, обладающим ростостимулирующим и защитным действием, является микробиологический препарат «Экстрасол» (Всероссийский НИИ сельскохозяйственной микробиологии). Основу препарата составляет штамм ризосферных бактерий Bacillus subtilis Ч13, выделенный из ризосферы здоровых растений.

Еще один препарат — «Бисолбифит», микробиологический препарат комплексного действия, разработанный во Всероссийском НИИ сельскохозяйственной микробиологии Россельхозакадемии.

«Бисолбифит» является сухой формой препарата «Экстрасол», дополнительно содержит необходимый для роста растений кремний. По внешнему виду это порошок (пудра) от светло-серого до кремового цвета, обладающий хорошей сыпучестью, великолепной адгезией (прилипательной способностью), специфическим запахом.

«Бисолбифит» используют в качестве микробиологического удобрения, повышающего плодородие почв (восстанавливает и поддерживает баланс полезной почвенной микрофлоры, обладает способностью фиксации атмосферного азота, мобилизации труднодоступных форм фосфора и микроэлементов, гумификации пожнивных остатков), ускоряет и нормализует физиологические процессы, повышает устойчивость к заболеваниям.

«Бактофит» — биологический препарат, разработанный биотехнологической компанией «Сиббиофарм», производится в форме смачивающегося порошка (СП), отлично справляется с грибковыми и бактериальными болезнями овощных, зерновых, цветочных и лекарственных культур (мучнистая роса томатов, огурцов, груш, яблонь, ложная мучнистая роса хмеля, корневые гнили, бактериозы капусты, фитофтороз картофеля и томатов, вертициллезный вилт хлопчатника).

Средство содержит споры и клетки культуры Bacillus subtilis, активные вещества с антибиотическими и антагонистическими свойствами, а также рострегулирующие компоненты, усиливающие рост растения. Препарат хорошо растворяется в воде, имеет цвет от светло-серого до желтого и слабовыраженный запах. В состав порошка входит концентрат культуральной жидкости с остатками питательной среды, активное вещество, «прилипатель», наполнитель и стабилизатор.

Биологическая активность «Бактофита» — 10 000 ЕД/г.

Биологическим средством защиты растений от фитопатогенной микрофлоры является биофунгицид «Трихоцин», способный разлагать высокополимерные компоненты растительных остатков в почве и подавлять фитопатогенные грибы. Безопасен для окружающей среды. Защищает растения от заражения корневыми гнилями, вертициллезного увядания, не накапливается в растениях и почве.

В последнее десятилетие происходит постепенный, но устойчивый рост применения микробиологических препаратов (МБП) в растениеводстве России. Однако в настоящее время далеко не все внедряемые препараты включены в список разрешенных к применению и совместимы с существующими агротехнологиями.

При оценке вероятной эффективности и перспектив внедрения МБП в конкретном хозяйстве на определенных группах культурных растений, естественно, следует в первую очередь учитывать следующие обстоятельства:

— преимущества и недостатки в сравнении с аналогичными агропрепаратами химической природы;

— совместимость с уже апробированными агротехнологиями и сельхозтехникой;

— величину, стоимостное выражение и, что не менее важно, предсказуемость ожидаемых как положительных, так и побочных эффектов, в том числе в многолетнем цикле;

— необходимость и возможность корректировки схем применения препаратов применительно к характеристикам почвенного покрова, климатическим условиям года, агротехническим и экономическим реалиям сельхозпредприятия.

МБП не отменяют агротехники, применения минеральных удобрений и агрохимикатов. Поэтому актуальными являются разработка региональных технологических схем применения конкретных МБП и их корректировка к условиям хозяйства, что способствует большей эффективности большинства традиционных агротехнических мероприятий.

Наиболее востребованными окажутся препараты высокотехнологичные, комплексного действия, выпускаемые под контролем ученых, апробированные в различных агроклиматических зонах, с предсказуемой эффективностью.

На сегодняшний день этим требованиям наиболее полно удовлетворяют жидкие препараты на основе микроорганизмов-антагонистов. В некоторых случаях применяют микробную массу вместе с выделяемыми метаболитами (обычно антибиотиками). Эти препараты эффективнее и дешевле, так как не требуют разделения компонентов. Таковы препараты «Бактофит» (Bacillus subtilis и продуцируемый антибиотик), «Агат-25» (Pseudomonas aureofaciens и продукты метаболизма), «Триходермин» (споровая масса гриба Trichoderma lignorum и антибиотики: «Триходермин», «Веридин» и «Глиотоксин»).

Обширный список препаратов указывает на их востребованность в растениеводстве, они существенно снижают заболеваемость растений грибными инфекциями: фитофторозом, черной ножкой, фузариозом, мучнистой росой и другими, а также бактериозами, что положительно сказывается на урожае и качестве продукции.

Относительно невысокая стоимость препаратов и их безопасность позволяют использовать МБП на любых культурах и практически в любых масштабах — от ящика с рассадой до крупного зернового севооборота. В то же время эти препараты экологически и гигиенически безопаснее химических фунгицидов и бактерицидов.

Однако основное достоинство этих препаратов — многокомпонентность — является и их недостатком, так как трудно контролировать состав препарата и его остаточные количества в продукции.

В России для борьбы с патогенными микроорганизмами очищенные антибиотики в настоящее время не используют, хотя в мире эта практика существует. Для борьбы с микроорганизмами используют «Фитоверм» — метаболит грибов, который активен против широкого круга вредителей в закрытом и открытом грунте, в том числе против колорадского жука, паутинного клеща, трипсов, тлей и нематод.

В ЦКП «Орловский региональный центр сельскохозяйственной биотехнологии» на базе ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина» ведутся исследования по внедрению в практику биопрепарата на основе экзометаболитов мицелиального гриба подвида Trichoderma harzianum.

Исследования проводятся в направлении повышения эффективности их применения в качестве компонента микробиологических препаратов для агротехнологий. Уделено внимание их биобезопасности. У грибов рода Trichoderma spp. есть огромный микробиологический потенциал, который должен в полной мере использоваться для широкого применения в различных отраслях экономики, особенно в органическом земледелии.

В последние годы грибы рода Trichoderma привлекают внимание исследователей как продуценты вторичных метаболитов с фармакологическими свойствами. Микромицеты выделяют фитогормоны (ауксины, цитокинины, этилен), органические кислоты, внутриклеточные аминокислоты, витамины и свыше 100 антибиотических веществ, которые непосредственно включаются в метаболизм организма.

Установлено, что штаммы Trichoderma синтезируют более 200 биологически активных веществ (Rejno, 2008) и могут успешно применяться в медицине и сельском хозяйстве.

Вторичные метаболиты Trichodermа harzianum могут представлять особый интерес, так как являются потенциальным биологическим ресурсом для получения противомикробных препаратов для грамположительных условно-патогенных микроорганизмов и для создания экологически безопасного средства защиты растений от фитопатогенов, а также для создания препаратов, ускоряющих элиминацию этих организмов из почв и органических остатков (компостов).

 

Актуальные агросистемы, № 1-2 (44)январь-февраль2017