Огляд, присвячений «живим» або інфекційно-залежним біологічним засобам захисту рослин, показує: ключова проблема для їх масового використання — не пошук активного організму, а збереження його життєздатності та функціональності на всьому шляху від виробництва до внесення в полі.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на Agropages.
Живі або інфекційно-залежні біологічні засоби захисту рослин суттєво відрізняються від звичних «хімічних» пестицидів — навіть якщо ті мають природне походження. У таких продуктах «діючою речовиною» є не молекула, а біологічна сутність (мікроорганізм, вірусний агент, нематода тощо), а ефективність залежить від того, чи зберігається життєздатність, інфекційність, здатність до колонізації та інша біологічна функціональність під час зберігання, розведення, бакових сумішей, обприскування та вже в польових умовах.
У огляді наголошується: багато живих біологічних продуктів «не вбудовуються» у пестицидні системи, які історично створювалися під стабільні хімічні діючі речовини. Тому розробка біопестицидів, за логікою автора, не має завершуватися на етапі біологічного відкриття чи підтвердження активності в лабораторії — потрібен окремий етап створення продукт-специфічного шляху логістики та застосування, який забезпечить відтворюваний результат у господарстві.
«Критичне питання — не лише чи має організм пестицидний потенціал у лабораторії, а чи здатен він “пережити” рутинну логістику та шлях застосування у фермера, зберігаючи біологічну функціональність, потрібну для надійної польової ефективності».
Чотири етапи, де найчастіше “ламається” ефективність
Огляд структурує практичні бар’єри для живих біологічних продуктів за чотирма послідовними стадіями:
- Формуляція, подальше розведення та бакові суміші — чи витримує організм розведення, перемішування, якість води, ад’юванти, добрива та сусідство з іншими пестицидами.
- Зберігання та строк придатності — чи можливе звичайне зберігання на складах дистриб’ютора та в господарстві, чи потрібні холодильний ланцюг, швидкий обіг, контроль вологості або спеціальна упаковка.
- Методи внесення та обмеження техніки — чи можна працювати стандартними обприскувачами, протруювачами, краплинними системами, грануляторами або зрошенням; чи шкодять організму фільтри, тиск, зсувні навантаження, тип форсунок і час перебування робочого розчину в баку.
- Польова робота — чи витримує агент УФ-випромінювання, температуру, вологість, опади, вологість ґрунту; наскільки критичні фаза розвитку шкідника/патогена, рівень інфекційного тиску та очікування фермера щодо швидкості ефекту.
Які групи біозасобів простіше інтегрувати у звичну практику
Серед «живих» біологічних продуктів найпростішими для впровадження в конвенційній практиці автор називає інсектициди на основі спор Bacillus thuringiensis (Bt). Їхня відносна перевага — поєднання стійких бактеріальних спор із інсектицидними кристалічними білками (переважно Cry і Cyt). Спори як природні структури виживання зазвичай краще переносять технологічні операції, сушіння, транспортування, зберігання та внесення, ніж вегетативні бактерії, дріжджі, грибні спори, віруси, бактеріофаги чи нематоди.
Bt-інсектициди: механізм і практичні нюанси
Bt-продукти діють переважно як кишкові інсектициди: личинка має з’їсти оброблену поверхню. У лужному середовищі кишківника чутливих личинок кристалічні білки активуються, зв’язуються зі специфічними рецепторами епітелію, порушують цілісність кишкової стінки, що призводить до припинення живлення і подальшої загибелі. В огляді підкреслюється, що це не «контактний нокдаун» у стилі багатьох хімічних інсектицидів, і саме неправильне позиціонування часто стає джерелом розчарування в полі.
З практичних моментів згадуються:
- можливість формуляції у звичних для фермера формах (WP, WG, SC, OD тощо), але важливість сумісності при розведенні та в бакових сумішах;
- ризики зниження життєздатності/активності за наявності сильно кислих або лужних умов, хлору, окисників, мідьвмісних продуктів, а також деяких фунгіцидів або бактерицидів;
- вимоги до диспергування та стабільності суспензії, щоб уникати нерівномірного внесення, осідання, піноутворення та забивання фільтрів;
- у полі — критичність строків внесення проти молодих личинок і потреба в якісному покритті поверхонь живлення; зниження залишкової дії під впливом УФ та опадів.
Середня складність: Bacillus-продукти проти хвороб
До групи «середньої складності» огляд відносить, зокрема, фунгіцидні та бактерицидні продукти на основі Bacillus (а також Streptomyces-продукти). Їхня дія описується як переважно профілактична: конкуренція за простір і поживні речовини, антибіоз, утворення ліпопептидів і ферментів, формування біоплівок, індукція системної стійкості та зайняття місць інфікування. Вони, як зазначено в огляді, зазвичай не поводяться як «лікувальні» фунгіциди.
Серед практичних обмежень — чутливість до несумісних бакових партнерів (зокрема мідь, окисники, бактерициди, агресивні ПАР), а також вимоги до стабілізації рідких формуляцій без «самознищення» активного організму та без контамінації.
Висока складність: гриби-ентомопатогени, антагоністи, фаги та інші «вимогливі» системи
Огляд окремо описує групи, які можуть застосовуватися наявною технікою, але значно сильніше залежать від умов зберігання, захисту у формуляції та точності внесення.
- Ентомопатогенні гриби (наприклад, Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, M. brunneum, Isaria/Cordyceps fumosorosea) інфікують комах через кутикулу. Для них критичні вологість, температура, УФ, а також несумісність із фунгіцидами в бакових сумішах.
- Грибні антагоністи проти хвороб (зокрема Trichoderma spp., Clonostachys spp., Gliocladium spp., Ampelomyces quisqualis, Pythium oligandrum) потребують збереження життєздатних пропагул і часто краще працюють у схемах, де є шанс «доставити» агент у зону кореня або місце інфекції (обробка насіння, внесення в рядок, ґрунтові застосування, краплинне зрошення), ніж у суто листкових обробках.
- Неспороутворювальні бактерії (наприклад, Pseudomonas spp., Pasteuria spp.) описані як більш «крихкі» через чутливість вегетативних клітин до висушування, осмотичного стресу, консервантів і температури; строк придатності та потреба в охолодженні можуть бути ключовими бар’єрами.
- Дріжджові біопестициди (наприклад, Aureobasidium pullulans, Metschnikowia spp.) потребують високої кількості життєздатних клітин і «делікатних» умов формуляції; у полі їх обмежують спека, сухість і УФ.
- Вірусні інсектициди та бактеріофаги (бакуловіруси — NPV/GV, а також фаги проти Xanthomonas, Pseudomonas, Erwinia тощо) залежать від збереження цілісності віріонів та інфекційності. Серед ризиків — УФ та опади, а також інактивація в бакових сумішах міддю, хлором, окисниками й іншими антимікробними компонентами.
- Мікробні консорціуми та мультиштамові продукти описані як технологічно складні через різні оптимуми pH, водної активності, потреби в кисні та чутливість до консервантів у кожного компонента, а також можливий антагонізм «у каністрі» і складність контролю якості для кожного організму окремо.
Що це означає для господарств і сервісних компаній
Практичний висновок огляду зводиться до того, що «живі» біологічні ЗЗР не можна розглядати як прямі замінники стабільних хімічних препаратів із тим самим підходом до зберігання, бакових сумішей і очікувань щодо швидкості ефекту. Для стабільної роботи потрібна інтеграція біології з формуляційною наукою, упаковкою, логістикою, технологією внесення, конструкцією обладнання та агрономією — тобто фактично окремо спроєктований шлях «від заводу до поля» під конкретний продукт.