Ворог мого ворога – мій друг
Опубліковано: 2021-01-12
Завершується Міжнародний рік здоров’я рослин, оголошений Організацією Об’єднаних Націй. Людина піклується про здоров’я рослин насамперед тому, що одержує з них продукти харчування, сировину, будівельний матеріал і зацікавлена одержати зазначену продукцію в якнайбільшому обсязі та найкращої якості, а не ділитися з комахами, слимаками та грибами. Для захисту майбутнього врожаю людина застосовує переважно хімічні препарати, які не тільки вбивають шкідливі організми, але й завдають шкоду іншим компонентам екосистем і здоров’ю людини. Однією з альтернатив хімічного захисту рослин є біологічний метод.
Люди – дивні істоти. Ми хочемо їсти овочі та фрукти, що не містять залишків пестицидів, що примушує виробників синтезувати такі речовини, які швидко розкладаються у ґрунті. А коли ми хочемо, щоб хрущі не заважали лісовим культурам зберегтися до змикання, ми незадоволені, що всі дозволені для застосування пестициди не діють на личинок цих шкідників вже через 3–4 місяці. Тому ми маємо влітку додатково вносити інсектициди у незімкнені культури там, де на одному квадратному метрі щільність личинок хрущів перевищує 2–3 екземпляри. На захист вирощуваного садивного матеріалу та культур до змикання потрібні кошти, але менші, ніж на доповнення культур чи їхнє списування і повторне створення. Тому сіянці у теплицях і розсадниках та незімкнені лісові культури обов’язково треба захищати і переважно – за допомогою хімічних інсектицидів.
Якщо ми хочемо одержати жолуді на насіннєвій плантації, ми маємо обприскати крони пестицидами до того, як довгоносик відкладе яйце у зав’язь. Оскільки літ жуків подовжений, і навіть на одній ділянці вони заселяють окремі зав’язі з інтервалом 2–3 тижні, ми маємо бути готовими обприскувати ці насадження двічі чи тричі.
Так само, якщо ми заготовили деревину влітку, не вивезли її відразу і не окорували, вже через декілька днів її заселяють стовбурові шкідники, які до того ж заносять під кору спори та міцелій деревозабарвлювальних і дереворуйнівних грибів. Коли настане час вивозити цю деревину, її якість, сортність і вартість відрізнятимуться від тієї, на яку розраховували. Іноді такий захист є потрібним і на нижньому складі.
Останній випадок, коли можливо допустити застосування хімічних інсектицидів у лісі, – масові розмноження особливо небезпечних комах-хвоєгризів. У нас це насамперед сосновий шовкопряд, зрідка шовкопряд-монашка, в деяких випадках сосновий п’ядун і звичайний сосновий пильщик, якщо вони суцільно об’їдають хвою у серпні – вересні, а до них у травні дерева вже були пошкоджені сосновою совкою, рудим сосновим пильщиком і у червні – весняним поколінням звичайного соснового пильщика. Такі масові розмноження повторюються у певних насадженнях раз на 10–12 років і за вчасного здійснення лісозахисних заходів тривають не більше 2–3 років.
В усіх випадках дуже важливо не застосовувати роками і навіть декілька разів на рік ті самі препарати в одному осередку, оскільки природний добір комах на стійкість відбувається значно швидше, ніж реєстрація нових препаратів для використання у лісовому господарстві. Вже неодноразово науковці піднімали питання про необхідність існування єдиних списків пестицидів для застосування в сільському та лісовому господарстві, як це практикується в інших країнах. Друга важлива вимога – застосовувати інсектициди якомога раніше – коли личинки знаходяться в молодших віках і є найбільш уразливими.
Альтернативою хімічного захисту лісу є лісогосподарські заходи (зокрема заходи підвищення стійкості насаджень, про які ми розповімо в наступних повідомленнях) та біологічний метод.
Біологічний метод захисту лісу полягає в застосуванні природних ворогів для регулювання популяцій шкідників. Такими природними ворогами комах, які пошкоджують дерева під час свого живлення та розвитку, є паразитоїди, хижаки та збудники хвороб (патогени). Паразитоїдів і хижаків комах називають ентомофагами.
Паразитоїд проводить значну частину життя на поверхні або всередині єдиного живителя, якого поступово вбиває. Цим паразитоїди відрізняються від паразитів, які не вбивають живителя (наприклад, глисти та воші).
Значна частка паразитоїдів – так звані їздці. Вони одержали назву, тому що самка сідає верхи на жертву, нібито вершник на коня, та відкладає одне або декілька яєць на поверхню тіла жертви чи під покриви. Жертва стає живим носієм свіжих запасів корму для личинок паразитоїда, які вилуплюються з яєць. Серед численних видів комах паразитоїдами є близько 10 % видів, тобто їх більше, ніж видів ссавців, птахів, рептилій, амфібій і риб разом узятих. Цих паразитоїдів здавна використовують для захисту рослин від шкідливих комах. Комаха, в яку самка паразитоїда відклала яйця, називається українською «живитель», оскільки за її рахунок паразитоїд живиться. В англійській мові така комаха називається «host» – «господар», тобто той, що має гостя, дає притулок. В російській науковій літературі також використовують слово «хозяин» (укр. – «хазяїн»). Оскільки «хазяїн» – це – «власник», а паразитована комаха є жертвою та джерелом корму, український термін «живитель» видається ближчим до істини.
Живителі за тривалий період еволюції розробили заходи захисту від паразитоїдів – певні поведінку, фізичні та хімічні пристосування. Так само як у нашому пальці лімфоцити оточують занози, спеціальні кров’яні клітини комах-живителів оточують яйце паразитоїда й не дають йому розвиватися. Для подолання опору живителя паразитоїди вводять у його тіло хімічні речовини і навіть віруси, які впливають на імунну систему живителя.
Хижаки – це організми, які живляться іншими організмами або їхніми частинами, коли вони ще живі. У процесі природного добору еволюція жертв спрямована на те, щоб не потрапити хижаку на обід. Жертва може втекти, сховатися, замаскуватися, скупчитися великими групами. Оскільки жертви опираються, хижаки полюють на старих, молодих або хворих особин, тобто таких, знищення яких не відбивається помітно на динаміці популяцій жертв. Ввезення хижаків у нові місця перебування з метою біологічного захисту рослин іноді спричиняє несподівані екологічні наслідки. Так після завезення на деякі острови кішок там зникли птахи, що не мали спроможності літати.
Третя група агентів біометоду – збудники хвороб комах (патогени). Це – віруси, бактерії, гриби, мікроспорідії, нематоди, які проникають у комаху та розмножуються в її тканинах. Патологічні зміни в організмі комах виявляються через певний проміжок часу після зараження – так званий інкубаційний період, тривалість якого залежить від видів патогена та комахи, стадії розвитку та екологічних умов, переважно від температури.
Біометод застосовують трьома основними шляхами.
Консервативний (conservation biological control) – спрямований на збереження ефективних природних ворогів шкідників в екосистемах шляхом забезпечення наявності рослин-нектароносів для додаткового живлення ентомофагів, місць перебування ентомофагів після суцільної рубки насаджень, а також – на зменшення впливу інсектицидів. Ще в 1957 р. в УкрНДІЛГА були розроблені "Інструктивні вказівки щодо збереження ентомофагів під час проведення винищувальних заходів", а в 70-ті рр. – рекомендації щодо вибіркового застосування інсектицидів і залучення птахів-ентомофагів на необроблені ділянки, де влаштовували водопої-купальні та штучні гніздівлі із пристосуваннями для їхнього захисту від великого та середнього строкатих дятлів, а також від лісової соні.
Аугментативний (augmentation biological control) – спрямований на збільшення чисельності природних ворогів, яких вирощують на спеціалізованих підприємствах і багаторазово вносять в осередки шкідників. Такий підхід є тотожним застосуванню пестицидів. Ще Карл Лінней у XVIII столітті переселяв турунів для захисту саду. У ХІХ столітті у Франції підсаджували зібраних жуків красотіла в осередки непарного шовкопряда. На початку ХХ століття І. В. Ємел’янов успішно переселив паразитоїда Eupteromalis nidulans Forst. із осередків золотогуза, що згасали у районі Харкова, у нові осередки в районі Києва. У Чернігові в 30-ті роки минулого століття у лабораторії розводили трихограму та випускали в осередки соснового шовкопряда. У 50-ті роки у Харківській області збирали паразитовані яйця непарного та кільчастого шовкопрядів і переносили в осередки масового розмноження цих комах. У 50–70-ті рр. А. А. Гириц у Карпатах збирав кору, де накопичувалися ентомофаги короїда-типографа, та перевозив у нові осередки шкідника. На жаль, роботи визнали економічно неефективними і припинили.
У Грузію в 60-ті роки для захисту лісу від лубоїда-дендроктона завезли його спеціалізованого ентомофага – великого ризофага, який не зміг прискорити згасання спалаху шкідника. Тоді у спеціальних лабораторіях ентомофага почали розмножувати та випускати в ліс. Коли випустили понад 3 мільйони жуків, дендроктон перестав бути шкідником, хоча залишився в лісах.
У Туреччині розроблено Спеціальну державну програму, спрямовану на зменшення обсягів використання хімічних препаратів у лісі. У 17 біолабораторіях вирощують хижих жуків, зокрема красотіла пахучого (Calosoma sycophanta) й тисячами випускають в осередки масового розмноження хвоєлистогризів. Декілька видів із роду Coccinella – сонечок у Туреччині вирощують і застосовують для знищення попелиць. Кокцинелід вирощують також в Україні для потреб сільського господарства ("Біотехніка" НААН, м. Одеса). Для захисту від дендроктона, якого виявлено у Туреччині в 1966 році, в біолабораторії налагодили розведення ризофага великого, який подолав цього короїда у Грузії. У Туреччині ризофага вирощують і випускають щороку навіть за низької щільності дендроктона. Водночас цей хижак не може регулювати чисельність інших видів короїдів.
На відміну від ризофага, личинки й жуки мурахожука звичайного, або "короїдного вовка" живляться короїдами різних видів на всіх стадіях розвитку, зокрема короїдом-типографом, шестизубчастим і верхівковим короїдами, великим і малим сосновими лубоїдами, чорним коренежилом, смугастим деревинником, великим сосновим довгоносиком тощо.
Мурахожук у лабораторії ДСЛП «Харківлісозахист»
Завдяки методичній і технічній підтримці колег із Туреччини розведення мурахожука звичайного з 2018 року налагоджено на ДСЛП «Харківлісозахист». Перші партії ентомофага випущені в осередках короїдів у Сумській області.
Біолабораторія ДСЛО «Укрлісозахист» (1988 р.)
Співробітники біолабораторії ДСЛО «Укрлісозахист» (2007 р.) – праворуч тодішній завідувач лабораторії К. Давиденко
Класичний (classical biological control) – завезення природних ворогів шкідників із інших регіонів та випуск у новий регіон або країну. Так, на початку ХХ століття з Європи у США було завезено близько 600 видів паразитоїдів і хижаків – ворогів понад 90 видів шкідників. Серед цих ентомофагів акліматизувалися близько 100 видів. До Канади завезли 220 видів ентомофагів, із яких прижилися 50 видів. У результаті цієї діяльності золотогуз на американському континенті як шкідник себе не виявляє, а непарний шовкопряд іноді утворює спалахи масового розмноження.
Личинки паразитоїда завершили розвиток у гусениці непарного шовкопряда та закоконувалися біля неї
У 70–80-ті рр. УкрНДІЛГА разом із іншими лісовими інститутами колишнього СРСР випробовував бактеріальні препарати (ентобактерин, дендробацилін, бітоксибацилін, гомелін, лепідоцид) в осередках комах-хвоєлистогризів. Було зазначено, що бактеріози комах розвиваються повільно, якщо температура повітря під час застосування препаратів не перевищує 17 °С. Водночас споживання листя у такому разі також уповільнюється.
Яскравим прикладом успіху біометоду є застосування проти непарного шовкопряда вірусного препарату ВІРІН-ЕНШ у Херсонській (1975–1978 рр.), Київській (1978 р.), Закарпатській (1979 р.), Одеській (1979 р.) і Харківській (1984 р.) областях, після чого протягом багатьох років осередки цього шкідника на території України були практично відсутніми. У цих роботах я брала участь як аспірантка, а потім молодший науковий співробітник, і саме питанням розвитку епізоотії в популяції непарного шовкопряда присвячена моя кандидатська дисертація. Останнє з названих застосувань препарату ВІРІН-ЕНШ проводили в Чугуєво-Бабчанському лісгоспі, яким на той час керував нинішній Голова Товариства Лісівників України Ю. М. Марчук.
Назва ВІРІН-ЕНШ розшифровується як – експериментальний штам (Е) вірусу непарного шовкопряда. Цей препарат створила мій науковий керівник Є. В. Орловська (20.12.1925–4.10.2020). Вона підвищила вірулентність природних штамів вірусу шляхом багаторазового зараження гусениць, розробила технологію виробництва препарату та внесення в осередки цього шкідника.
Авторка препарату ВІРИН-ЕНШ та технології його застосування – Є. В. Орловська
На відміну від обприскування насаджень, яке можливо здійснювати лише після розвитку хоча б половини поверхні листкової пластинки та вилуплення з яєць не менше половини особин, запропонований Є. В. Орловською наземний осередковий метод внесення препарату ВІРІН-ЕНШ полягає в обробці вірусною суспензією кладок яєць до вилуплення гусениць.
Гусениця непарного шовкопряда загинула від вірусної хвороби
Перевагами методу є можливість проведення роботи не в стислі терміни, зменшення витрати препарату та вартості обробки і достатність обробки 10 % наявних кладок. Після вилуплення гусениці поїдають оболонки яєць, які містять інфекційні вірусні поліедри, повзуть у крони й незабаром гинуть. Вміст їхніх тіл розріджується й розтікається на листі. Здорові гусениці живляться цим листям та інфікуються. Таким чином епізоотія розвивається у декілька етапів, відпад особин триває на стадіях гусениці й лялечки, а поодинокі метелики відкладають яйця, через які вірус передається в нове покоління. Вірус зберігається у підстилці та ґрунті, поширюється за допомогою паразитичних і хижих комах, які самі не хворіють.
Після успішного застосування препарату ВІРІН-ЕНШ у Чугуєво-Бабачанському лісгоспі на ДСЛО «Укрлісозахист» (нині ДСЛП «Харківлісозахист») колишнім Генеральним директором В. І. Кучерявенком започатковано виробництво вірусних препаратів ВІРІН-НШ (щоб не плутати з ВІРІН-ЕНШ), а також – препаратів на основі вірусів ядерного поліедрозу рудого (ВІРІН-РСП) та звичайного соснових пильщиків (ВІРІН-ЗСП).
Генеральний директор ДСЛО «Укрлісозахист» В. І. Кучерявенко організував виробництво вірусних препаратів для захисту лісу в Україні
Оскільки матеріал для виробництва вірусних препаратів одержують шляхом зараження личинок, розроблено методику їхнього вирощування, встановлені оптимальні умови температури, режиму освітлення, якості корму, щільності особин, за яких утворюється максимальна кількість вірусного матеріалу за мінімальних витрат коштів і часу. Це було основою кандидатської дисертації К. В. Давиденко. Спільними дослідженнями науковців УкрНДІЛГА та фахівців «Укрлісозахист» встановлено, що ефективність польового застосування вірусних препаратів залежить від фази спалаху масового розмноження шкідника, термінів обробки та погоди.
Катерина Давиденко за роботою в лабораторії (2009 р.)
Застосування вірусів виявилося найменш ефективним у рік інтенсивного росту чисельності шкідника. Якщо вірусний препарат застосовували у рік кульмінації спалаху масового розмноження шкідника, його розвиток подовжувався на один рік, але пошкодження листя було меншим, ніж на контролі. Застосування вірусного препарату після кульмінації спалаху забезпечувало його згасання на два роки раніше, ніж на контролі. Водночас декілька років тому виробництво вірусних препаратів, призначених для захисту лісу, в Україні зупинилося, оскільки для подовження реєстрації в Держхімкомісії не було знайдено коштів. А тут як раз почалися спалахи масового розмноження непарного шовкопряда...
В. Л. Мєшкова,
завідувач лабораторії захисту лісу УкрНДІЛГА,
професор, д-р с.-г. наук
Статтю опубліковано в «Лісовому і мисливському журналі», 2020, №5, с.6 –9
Титульне фото: Їздець відкладає яйце у гусеницю непарного шовкопряда
Фотографії надано авторкою статті
Фото Гусениця непарного шовкопряда загинула від вірусної хвороби взято на сайті www.alamy.com
