День работника сельского хозяйства

ПОЛЕЗНЫЕ КОНКУРЕНТЫ
С БОЛЬШИМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ

В сельском хозяйстве во всем мире сегодня актуален поиск эффективных и экологически безопасных биологических средств защиты растений от фитопатогенов. Один из таких препаратов запатентован Институтом цитологии и генетики СО РАН.

Ольга Ушакова, "НВС"

В последние три-пять лет в сельском хозяйстве в принципе стали больше и чаще применяться биологические средства для агротехники сельхозкультур в целом. Среди них и средства защиты растений, разработанные в научных институтах. Как и почему произошел поворот к биологическим препаратам для задач сельского хозяйства? Об этом и рассказали корреспонденту "НВС" в секторе биотехнологии ризосферных микроорганизмов ИЦГ СО РАН.

Многие годы в сельском хозяйстве всех стран использовались химические средства защиты растений. Но стало очевидно, что они причиняют тяжелый ущерб здоровью людей, отрицательно влияют на полезных насекомых, птиц и животных. Практически все такие средства, то есть, фунгициды и пестициды, обладают высокой токсичностью, многие из них вызывают генетические повреждения в клетках живых организмов. Люди, длительно работающие с такими химическими средствами, чаще других страдают различными хроническими системными заболеваниями. А в природе из-за применения фунгицидов нарушаются естественные механизмы взаимодействия элементов экологических систем — от млекопитающих до микроорганизмов. И сами растения после "фунгицидной защиты" в конечном итоге тоже оказываются в ряду пострадавших.

Дело в том, что совокупность корневой системы растений с почвой представляет сложную экологическую нишу, заселенную различными по отношению к растениям микроорганизмами — полезными, вредными, нейтральными. В ризосфере — почве, непосредственно окружающей растения — доминируют бактерии из рода псевдомонад, которые способны эффективно конкурировать с фитопатогенными микроорганизмами, а также улучшать минеральное питание растений и обеспечивать их биологически активными веществами.

Из этой особенности учеными и был сделан вывод, что доминирование определенных представителей рода псевдомонад в окружающей растения почве, их конкурентоспособность лежит в основе биологической защиты растений от фитопатогенов, механизмы которой сформировались в процессе длительной эволюции взаимоотношений растений и ризосферных бактерий.

Однако неблагоприятные экологические условия, сложившиеся в результате техногенной деятельности человека, а также вследствие тяжелого хронического химического стресса из-за применения фунгицидов и пестицидов, вытеснили в процессе современных технологий возделывания сельхозкультур эти полезные почвенные микроорганизмы из их природной среды обитания. Особенно это коснулось ризосферных псевдомонад, обитающих в ассоциациях со злаковыми культурами.

Уменьшение же конкурентной способности ризосферных псевдомонад в почве, или попросту говоря, снижение их количества и качества, разрушает естественный барьер защиты растений, что дает преимущества фитопатогенам, большинство которых является низшими грибами, инфицирующими растения через корневую систему. Поражение сельскохозяйственных растений этими грибами ведет к снижению урожая и питательной ценности основных продовольственных культур. И кроме того — представляет серьезную генетическую угрозу здоровью людей.

Например, широко распространенный митотоксин афлатоксин В,, продуцируемый фитопатогенами, относится к группе канцерогенов, способных вызывать опухоли различной локализации у людей и животных.

В общем, из-за использования химических способов защиты растений чаще всего и создается неблагополучная экологическая среда в растительных сообществах, отрицательно влияющая на всю цепочку живых организмов — от растений до человека. Но, с другой стороны, и само распространение низших грибов тяготеет к экологически неблагополучным по тем или иным причинам районам.

Словом, задача, если ее сформулировать, сводится к тому, чтобы восстановить естественный биологический фон почвы за счет введения в нее присущих природе полезных почвенных организмов. Такую задачу и решали в течение последнего десятилетия в секторе биотехнологии ризосферных микроорганизмов ИЦГ.

Практическим результатом стало создание препарата "Бизар". Работа велась на основе научного сотрудничества с Институтом земледелия и химизации сельского хозяйства СО РАСХН, станцией защиты растений и департаментом сельского хозяйства Новосибирской области, а также в рамках проектов Миннауки РФ. Работа была не только длительной, но и сложной. По результатам исследований и производственных испытаний этого одного препарата получено 5 патентов РФ. Три — на сами штаммы бактерий и 2 — на способ борьбы с патогенами и непосредственно на препарат "Бизар" для стимуляции роста и защиты растений от болезней.

На фото — растения сои, первый образец слева — контрольный, средний обработан культурой клубеньковых бактерий, третий — препаратом "Бизар". У последнего крупнее корневая система, мощнее растительная масса и больше завязавшихся стручков.

В процессе разработки препарата участвовали зав. сектором биотехнологии ризосферных микроорганизмов канд. биол. наук В.Дашкевич и м.н.с. Н.Дашкевич, а также кандидат биол. наук Л.Ашмарина (СО РАСХН), гл. агроном АОЗТ "Ирмень" А.Шушаро, зам. директора ООО "Плодородие" Е.Логачев, гл. агроном ЗАО "Пичуги" В.Калпуш, начальник Новосибирской областной станции защиты растений А.Смолянинов, зав. биолабораторией Алтайской краевой станции защиты растений Н.Федорова, гл. агроном Советского района Алтайского края Н.Жданов, гл. агроном ОПХ "Боровское" А.Двинских, гл. агроном по защите растений Искитимского района Т.Фесенко, сотрудник Института земледелия и химизации сельского хозяйства СО РАСХН канд. биол. наук Н.Коняева и многие другие.

Препарат "Бизар" является по сути экологически безопасным комплексом представителей ризосферных псевдомонад, выделенных из природных популяций бактерий с корней диких злаков в районах северной и южной лесостепи области. Он эффективен при грибных заболеваниях и бактериозах растений — корневых гнилях зерновых культур, при фитофторозе картофеля и вообще пасленовых, сосудистом бактериозе капусты, стимулирует рост растений и повышает урожай. Его биологическая эффективность испытывалась более десяти лет в АОЗТ "Ирмень", "Пичуги" Ордынского района, "Боровское", а также в хозяйствах Искитимского, Коченевского, Каргатского, Доволенского, Тогучинского и Колыванского районов.

В условиях параллельных испытаний в Новосибирской области и Алтайском крае с биопрепаратами "Агат-25", "Ризоплан" и других было доказано, что "Бизар" показал более высокую биологическую и хозяйственную эффективность. Это проявлялось при предпосевной обработке зерновых, обработке вегетирующих растений опрыскиванием или аэрозольным способом, разработанным в Институте химической кинетики и горения СО РАН.

Спектр действия "Бизара" таков: бактерии активно защищают корневую систему растений, подавляют развитие корневых гнилей и других фитопатогенов, улучшают минеральное питание, активизируют процессы роста, секретируя фитогормоны; существенно снижают (по данным специалистов сельского хозяйства) уровень развития пыльной головни.

В 2000 г. по НСО и Алтайскому краю было обработано полей зерновых культур около 125 тыс.га, а в 2001 — 139 тыс.га.

Недавно права на производство биопрепарата "Бизар" переданы промышленной группе "Алсико" (Москва), производящей препараты для сельского хозяйства. Так что в недалеком будущем он появится в продаже, и им смогут воспользоваться не только фермерские и коллективные хозяйства, но и садоводы-дачники, оранжереи и любители комнатных растений. Кстати сказать, биологами США и Великобритании, например, доказано, что для сохранения тропических лесов также важно доминирование бактерий рода псевдомонад в ризосфере тропических растительных сообществ.

Сотрудники сектора биотехнологии продолжают свои исследования. Сейчас они занимаются получением продуцентов фитогормонов роста, а далее — речь идет уже о новых штаммах, получать которые будут уже методами генной инженерии.