Бактериальные препараты против вредных насекомых, клещей и грызунов

Paenibacillus (Bacillus) popilliae вызывает молочную болезнь типа А у японского жука. Бактерия выделена в 1939 г. в США из больных личинок японского жука. Под микроскопом спорангий бактерии напоминает след от ботинка, где помимо споры находятся параспоральные (белковые) включения в области «каблука», которые не отделяются от спор. Бактерия не растет на искусственных питательных средах, поэтому ее размножают только заражением личинок путем инъекции. В природе источником заражения является почва, которую личинки поглощают вместе с пищей. Погибшие зараженные личинки почти полностью разлагаются в почве в течение 2...3 дней, образуя очаги инфекции.

Paenibacillus lentimorbus – возбудитель молочной болезни японского жука типа В. Основное различие между возбудителями молочной болезни типов А и В – отсутствие белковых включений у P. lentimorbus. Механизм действия тот же, т. е. вегетативные клетки проникают в полость тела, где они быстро размножаются, разрушают определенные ткани и вскоре заполняют значительную часть полости (вызывая септицемию). Однако позднее молочная окраска личинок переходит в коричневую.

Bacillus thuringiensis (Bt) – наиболее распространенный вид энтомопатогенных бактерий. На основе разных подвидов создана серия биопрепаратов для защиты растений. В отличие от других видов рода Bacillusэта бактерия образует кристаллы (рис. 1). Впервые была выделена Луи Пастером из гусениц тутового шелкопряда в конце XIX в, но идентифицирована германским ученым Берлинером из Тюрингии в 1911 г. Встречается повсеместно в почве, на листьев, в телах насекомых.

Для биозащиты важно разделение Bt на патоварианты: А – подвиды, патогенные для чешуекрылых, В – для двукрылых, С – для жесткокрылых насекомых. К метаболитам Bt, активно участвующим в инфекционном процессе, относят ферменты, антибиотики и токсины (α, β, γ, δ), но наиболее значим белковый δ – эндотоксин.

У разных подвидов бактерий кристаллы отличаются по форме и размерам: kurstaki, dеndrolimus – бипирамидальной формы, israelensis – округлые, tenebrionis – квадратные и др.

Рисунок 1 – Споры и бипирамидальные кристаллы

Bacillus thuringiensis (10)

Биопрепараты на основе бактерии Вt по составу делятся на 3 группы:

к первой, наиболее многочисленной группе относятся препараты, содержа­щие в качестве действующего начала споры и кристаллы эндоток­сина бактерий;

ко второй – препараты, содержащие кроме спор и кристаллов термостабильный β – экзотоксин;

к третьей – препараты, содержащие только очищенные токсины, вы­рабатываемые бактерией.

Среди токсинов β – экзотоксин, выделяемый из бактериальной клетки в окружающую среду (термостабильное водорастворимое вещество) – токсичен для личинок восприимчивых насекомых (чешуекрылых, прямокрылых, некоторых жуков, двукрылых, клещей), также оказывает тератогенное действие на взрослых насекомых.

Способы производства, использования и правила применения биопрепаратов в защите растений. Ценными качествами биопрепаратов, изготовляемых из спор токсических бактерий являются: отсутствие специфических запахов; безвредность для человека, животных, полезных насекомых и растений; патогенность для многих видов опасных вредителей. Вследствие этого, бактериальные препараты могут без опасений применяться перед снятием урожая, когда недопустимо использование химических средств.

Препараты на основе Bacillus thuringiensis наиболее распространены в мире и в нашей стране. Для получения энтомопатогенных бактериальных препаратов исходный штамм микроорганизма культивируют глубинным спо­собом в ферментерах на искусственных питательных средах. Технология производства состоит из следующих этапов:

- массовое накопление спор путем стерильного выращивания на жидких питательных средах;

- отделение спор от жидкости сепарированием;

- смешивание спор с нейтральным наполнителем и сушка.

Однако не все бактерии образуют споры на искусственных средах. В этом случае используется наработка биомассы на хозяине. Например, для получения препарата из спор бактерий, вызывающих молочную болезнь японского жука, используют специально разводимых здоровых личинок насекомого-хозяина. После искусственного заражения личинок помещают в благоприятные температурные условия для развития болезни, а через 10–12 дней собирают, перемалывая и смешивая личинок с наполнителем (мел и др.). Получают порошковидный препарат, содержащий определенное количество спор.

Стандартизацию и оценку каче­ства биопрепаратов (без этого невозможно их рациональное использование в защите растений) проводят по количеству действующего начала (споры, включения, клетки, метаболиты) в единице массы или объема и по биологической активности. Титр – количество жизнеспособных спор в единице массы или объема (1 мл или 1 г) препарата, один из показателей качества биопрепарата. Биологическая активность препарата –ответная ре­акция тест-объекта на действие биопрепарата, выраженная в единицах активности.

Применяются бактериальные препараты в виде суспензий, доведенных до нужной концентрации путем разбавления соответствующим количеством воды. Приготовленная суспензия должна быть использоваться в течение 2–3 часов. Для подавления численности вредных видов насекомых необходимо применение препарата по типу биоинсектицида, путем 2 - 3 - х кратной обработки с определенной инфекционной нагрузкой.

Целесообразно обрабатывать растения в сухую погоду в вечерние часы, когда нет прямых солнечных лучей. Бактериальные препараты оказывают кишечное действие, поэтому эффект достигается при использовании их в период активного питания личинок младших возрастов (1 - 3 - го возраста) при температуре воздуха не ниже 18°С (оптимум 28°С). Активность биопрепаратов не снижается в течение 8–10 дней, а затем постепенно падает.

Бактериальные препараты не приводят к моментальной гибели на­секомых, это происходит через 1–3 дня после их внесения. Однако личинки теряют подвижность и уже через несколько часов прекращают питание. После гибели тело приобретает коричневый или черный цвет, делается мягким и бесформенным. Но внутренние ткани обычно не раз­жижаются, как при вирозах. Насекомое высыхает и сморщивается. Восприимчивость к Bt в целом определяется: 1) подвидом Bt (патовариантом), 2) возрастом личинок, 3) факторами окружающей среды.