Инсектициды на основе вирусов

Обновлено: 23.04.2024

Как разобраться во всём многообразии выпускаемых препаратов?

Химическая классификация инсектицидов (по группам/ классам и действующему веществу/ составу) является основой систематизации инсектицидов.

В этом материале рассмотрим основные группы инсектицидов, их действующие вещества и основные характерные признаки. А также структурируем самые распространенные и применяемые на практике препараты — инсектициды по составу, обуславливающему механизм их действия и области их практического применения.

В настоящее время выделяют 17 групп инсектицидов, принципиально различающихся составом:

Авермектины;
Бактериальные инсектициды;
Вирусы насекомых;
Ингибиторы синтеза хитина;
Карбаматы;
Минеральные масла;
Нейротоксины;
Неоникотиноиды;
Неорганические вещества;
Пиретроиды;
Растительные инсектициды;
Фенилпиразолы;
Фосфорорганические соединения;
Хлорорганические соединения;
Энтомопатогенные нематоды;
Ювеноиды;
Прочие вещества

1. Авермектины

Авермектины — это продукты жизнедеятельности грибов Streptomyces avermitilis. Токсические вещества этой группы инсектицидов сложно отнести только к химическим или только к биологическим соединениям. Механизм действия – нейротоксинного типа. Способ проникновения – контактно-кишечный. Обладают немацидным эффектом. Хорошо действуют при повышенных температурах, хотя являются нестойкими соединениями.

2. Бактериальные инсектициды

Бактериальные инсектициды получают на основе бактериальных патогенов. 90% препаратов в настоящее время на основе энтомопатогенной бактерии Bacillus thuringiensis. Они высокоспецифичны и действуют только на личинок насекомых. Скорость начального воздействия не высокая. Влияет на генерацию вредителей и появление не жизнеспособного потомства. Отсутствует резистентность. Отсутствие фитотоксичности позволяет использовать препараты в любую фазу развития растений. Это препараты нового поколения с минимальным воздействием на окружающую среду.

3. Вирусные инсектициды

Вирусные инсектициды содержат в качестве действующего вещества вирусы, вызывающие болезни насекомых. Основная задача этой группы уменьшение численности, а не уничтожение вредителей. Вирусы являются простейшими неклеточными формами жизни, которые паразитируют в клетках хозяина на молекулярно-генетическом аппарате. Попадая через кишечник в ткани насекомого, вызывают серьезные метаболитические нарушения в клетках.

4. Инсектициды — ингибиторы синтеза хитина (ИСХ)

Эта группа инсектицидов вызывает гибель насекомого, путем блокирования образования хитина. Нарушения синтеза хитина в организме личиночных стадий ведет к их гибели и образованию уродливых нежизнеспособных форм. В 60-е годы выявлен гормон, регулирующий линьку насекомых, – экдизон, а затем его аналог – экдистерон.

В настоящее время один из перспективных для использования – дифлубензурон. Действующее вещество проникает через яичные скорлупы, предотвращая при этом выход личинок из яиц или уничтожая личинок минирующих насекомых, внедряющихся в ткани листа прямо под яйцевой оболочкой. Препараты обладают стерилизирующим действием. Быстрое воздействие. Избирательность. Эффективность обработок зависит от сроков применения.

5. Инсектициды – карбаматы

Карбаматы представляют собой сложные эфиры карбаминовой кислоты. В защите растений они играют особую роль, поскольку способны поступать в растения из почвы и обработанных семян, хорошо передвигаться в надземные органы и длительно (6-10 недель) защищать всходы. Однако препараты на их основе характеризуются высокой токсичностью для теплокровных и человека. Часто используются против синантропных насекомых. Карбаматы это не только основа инсектицидов, но также и фунгицидов и гербицидов.

6. Минеральные масла — инсектициды

Действующие вещества инсектицидов – это продукты перегонки нефти, каменного и бурого угля, древесного дегтя и пр. Но чаще всего изготавливают на основе нефтяных масел. Препараты высокотоксичны для щитовок, ложнощитовок, червецов и клещей. Однако характеризуются непродолжительным защитным периодом и чаще всего используются для ранее весенних обработок.

7. Нейротоксины — инсектициды

Нейротоксины (или фенилтиосульфонаты) — действующие вещества инсектицидов. По химической структуре это природный инсектицид, содержащийся в морских организмах.

8. Неоникотиноиды

Неоникотиноиды — это нитрометилен-гетероциклическние соединения (искусственный никотин). Препараты характеризуются системным действием, высокой избирательной активностью. Одна из основных групп инсектицидов, применяемых с настоящее время для борьбы с сосущими и листогрызущими насекомыми (тля, белокрылка, колорадский жук, долгоносики, цикадки), а также с почвообитающими вредителями (щелкун).

Механизм действия — блокируется передача нервного импульса, и насеомые погибают от нервного перевозбуждения. Препараты не фитотоксичны, при этом обладают системными свойствами.

9. Неорганические вещества — инсектициды

Это большая группа пестицидов, в качестве действующего вещества используются неорганические соединения. Работают как инсектициды, акарициды и фумиганты. Применяются для защиты от вредителей запасов, также для санитарной и бытовой дезинсекции и в ветеринарии.

10. Пиретроиды/ пиретрины

Природные пиретроиды (пиретрины) содержатся в цветках пиретрума (далматской ромашки), их аналогами являются искусственно созданные синтетические пиретроиды.

Большая группа препаратов на их основе используется для борьбы с вредителями плодовых и овощных культур, вредителями запасов, для обработки сельскохозяйственных животных против эктопаразитов, почвенных вредителей, синантропных вредителей и пр. Эффективный фумигант. Обладает селективностью. Препараты не фитотоксичны. Длительное использование пиретроидов вызывает резистентность.

11. Растительные инсектициды

Инсектициды получают на основе природных ядовитых растений. Первые знания пришли из Китая, в котором уже в 17 веке использовали высушенные цветки ромашки в качестве инсектицида. Табак и махрочная пыль – часто используется в личных подсобных хозяйствах в качестве инсектицида

12. Фенилпиразолы

Фенилпиразолы — новый класс инсектицидов, разработанный для устойчивых к другим препаратам (ФОС, карбаматы, перетроиды) популяций вредителей, таких как саранча, колорадский жук, тараканы и пр. Препараты характеризуются длительной инсектицидной токсичностью.

13. Инсектициды — фосфорорганические соединения (ФОС)

Фосфорорганические соединения — это вещества производные пятивалентного фосфора, имеющие сходные механизмы действия на насекомых – вредителей. Обладают системным действием. Быстро разлагаются в почве (кроме хлорпирифоса). Препараты характеризуются широким спектром действия на вредных членистоногих (кроме Диазинона).

Введены в оборот с 1965 года взамен ДДТ, гексахлорана и других хлорорганических соединений. ФОС оказались просты в синтезе и высокоэффективны против насекомых, активно используются по настоящее время.

14. Инсектициды — хлорорганические соединения (ХОС)

Хлорорганические соединения — это производные углеводородов. Пестициды этой группы применялись до 80-х годов 20 века. Это контактные инсектициды с длительными последействиями и широким спектром действия. Применение вызывает негативные экологические последствия. Приобретённая устойчивая резистентность у вредителей привела к отказу от использования этой группы пестицидов.

15. Энтомопатогенные нематоды

Действующие вещества инсектицидов, представляют собой водную суспензию круглых червей, несущих в себе симбиотические бактерии.

Главной биологической особенностью нематод семейства Steinernematidae является симбиотическая связь с патогенными бактериями родов Proteus, Pseudomonas, Staphylococcus, Flavobacterium. Последние – обязательные обитатели пищеварительного тракта нематод, так как являются для них единственной усвояемой и полноценной пищей на всех стадиях развития. Но, с другой стороны, эти же бактерии известны как способные вызывать септимецию у насекомых, то есть бурное развитие в полости тела инфекции, распространяющейся во все органы и ткани, от которой насекомые погибают.

16. Ювеноиды

Биохимические, физиологические и поведенческие процессы у насекомых при линьке и метаморфозе регулируются гормонами линьки (экдизонами) и ювенильными гормонами (ЮГ).

Ювеноиды – вещества, присутствующие в организме насекомого на стадиях развития и практически отсутствующие при имагиальной линьке во взрослое насекомое. Внесение ювеноидов извне в этот период их развития отрицательно сказывается на судьбе популяции, выражается в проявлении уродливых особей с признаками личинки и взрослого насекомого, не способных к продолжению рода. Препараты используют от колорадского жука, листовертки, плодожорки и пр.

17. Прочие инсектициды

Это группа препаратов, химический класс которых не имеет широкого применения в качестве пестицида

Первые инсектициды появились более 10 тыс. лет назад с началом развития земледелия. С развитием науки сегодня инсектициды постоянно совершенствуются и представляют сложные химические и биологические соединения. Для правильного применения важно знать их общую классификацию.

Содержание

Классификация инсектицидов структурирует препараты по составу, механизму действия, назначению, способу проникновения в организм вредителя и способам применения. В материале даны общие понятия и определения инсектицидов, их классификация, история развития, современные тенденции и пр.

Общие определения

Историческая справка

Средства защиты растений появились одновременно с началом развития земледелия. А поскольку с выращиванием монокультур численность вредителей только увеличивается, то и средства защиты постоянно совершенствуются.

Первые упоминания о средствах защиты датированы трудами Аристотеля, который описал и доказал воздействие серы для уничтожения вшей. С конца 17 века встречаются средневековые труды европейских исследователей и знахарей с описанием приготовления настоев из ядовитых растений.

Китайцы из древне использовали мышьяк и настои табака. Впоследствии французы в 19 веке также использовали мышьяк, для приготовления парижской зелени от колорадского жука. В конце 19 века начали использовать эмульсии от вредителей на основе керосина, с добавлением мыла или извести. В начале 20 века открыли действенный эффект на вредителей эмульсии на основе нефтяных минеральных масел.

С развитием химической промышленности стали появляться первые химические инсектициды. В 1942 году ученые Мюллер, Лаугер и Мартин предложили и запатентовали в качестве инсектицида дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ). В 1948 году Пауль Герман Мюллер получил за создание этого инсектицида Нобелевскую премию.

Пауль Герман Мюллер (1899-1965), швейцарский химик

Первые химические исследования по инсектицидам велись в группе хлорсодержащих соединений, к которым, в том числе, и относится ДДТ. Были синтезированы гексахлорциклогексаном (ГХЦГ) и его гамма-изомером – ландан.

Во вторую половину 20 века было выпущено почти 4 млн. тонн (. ) хлорсодержащих инсектицидных препаратов.

Во время второй мировой войны в Германии открыли новую группу — фосфорорганических соединений, далее в 1949 г. синтезирован первый пиретроид и аллетрин, в 1945 г. – тетраметрин, в 1951 г. — ресметрин. Эти группы инсектицидов успешно применялись вплоть до конца 80-х годов, но далее стали терять эффективность.

Современные инсектициды

В настоящее время основное развитие этой отрасли — это разработка и использование биологических инсектицидов. Главная задача – эффективность и минимизация опасного экологического воздействия. Ведется создание препаратов биогенного происхождения:

биологических пестицидов (препаратов — аналогов природных соединений, содержащихся в живых организмах);
биологически активных соединений (регулирующих развитие вредных организмов — аттрактанты, феромоны, хемостерилянты, антифиданты и др.)

Классификация инсектицидов (5 основных групп)

Инсектициды классифицируют по ПЯТИ основным группам

назначению (объектам применения), то есть в зависимости от того, против каких вредителей их применяют (производственная классификация);
способу проникновения в организм вредителя;
механизму действия (биологическая классификация);
составу (химическая классификация);
способу применения.

1. Классификация инсектицидов по объектам применения (производственная классификация)

1.2. инсектоакарициды – вещества, убивающие насекомых и клещей;

2. Классификация инсектицидов по способу проникновения в организм вредителя

Детализация в этой группе указывает на способы проникновения пестицида в организм вредителя. Что позволяет определить методы их применения.

Выделяют следующие подгруппы инсектицидов:

2.1. контактные – интоксикация вызывается при контакте яда с любой частью поверхности насекомого (применяют против насекомых с колюще-сосущим ротовым аппаратом, эффективны также против гусениц чешуекрылых насекомых (бабочек);

2.2 кишечные – отравляют насекомых с грызущим типом ротового аппарата, яд приникает в кишечник вместе с пищей;

2.3. системные – действующее вещество пестицида проникает в растение, перемещаясь по сосудистой системе, распределяется по вегетативным частям растения. Тем самым вызывает гибель насекомых- вредителей, не только поедающих, но и обитающих внутри листьев, в корнях и пр.

Применение инсектицидов сегодня прочно вошло в нашу жизнь, обеспечивая нам безопасность и комфорт среды обитания. Инсектициды защищают выращиваемые растения от насекомых – вредителей (белокрылка, тли, проволочник и мн. др.), уничтожают вредителей запасов, берегут нас и наших питомцев от укусов клещей, а в быту обеспечивают санитарный контроль численности летающих и ползающих.

Содержание

Среди множества инсектицидных препаратов как разобраться и выбрать лучшие инсектициды, которые используется чаще и обладают максимальной эффективностью.

ТОП-10 лучших групп инсектицидов, содержащие в своем составе следующие действующие вещества:

1. Диазинон

Инсектициды на основе диазинона относятся к фосфорорганическим соединениям. Выпускаются в виде гранул (3-10%) или концентрата эмульсии (60%)

Примеры препаратов	Баргузин, Валлар, Гром, Гром-2, Диазинон-600, Диазол, Землин, Медвегон, Муравьед, Муравьин, Практик, Провотокс, Рикошет, Террадокс, и др.
Назначение	Это препараты несистемного действия, но широкого спектра применения. Диазинон практически не растворяется в водной среде, что позволяет бороться с почвообитающими вредителями, и вредителями, обитающими на поверхности почвы. Назначение этих инсектицидов – контроль численности проволочника, личинок майского жука/хруща, садовых муравьев, долгоносиков, мух капустной и луковой, тлей и пр. Препараты также обладают акарицидным действием, что обеспечивает возможность их использование от клещей. Используются также для медицинской и бытовой дезинсекции для борьбы с различными, в том числе синантропными насекомыми. Препараты используют для защиты комнатных цветов от почвенных мушек и грибных комариков.
Применение	Растения обрабатываются опрыскиванием или рассыпаются по поверхности или вносятся в почву. Действующее вещество поглощается корневой системой и поступает в вегетативные части. Срок защитного действия – около 4-х недель.
Особенности	а) При систематическом использовании наблюдается групповая устойчивость к препаратам б) Препараты на основе диазинона нефитотоксичны, однако, обработка семян и корней может приводить к угнетению растений. Загрязняет почву.

2. Имидаклоприд

Инсектициды на основе имидаклоприда относятся к неоникотиноидам, препаративная форма – концентрат эмульсии с дозировкой 0,001-50%

Примеры препаратов	Акиба, Биотлин, Жукоед, Жукобор, Заман, Зубр, Имидор, Искра Золотая, Калаш, Клубнещит, Командор, Конфиделин, Конфидор, Корадо, Колорадо, Кортлис, Мовенто Энерджи, Муссон, Пиноцид, Покровитель, Престиж, Престижитатор, Разряд, Рембек, Респект, Рофатокс, Рубеж, Табу, Танрек, Цветолюкс и др.
Назначение	Это препараты системного принципа действия, и они распространяются через растительные клетки по всем вегетативным частям растения. Хорошо себя зарекомендовали препараты в борьбе с колорадским жуком, препараты используют для предпосадочной обработки картофеля, поскольку имидаклоприд обладает высокой стойкостью в почве, период полураспада составляет до 100 дней. В с/х производстве используются для защиты пшеницы и зерновых от комплекса вредителей (клоп вредная черепашка, тли, хлебные жуки, пшеничный трипс, хлебные блошки, пьявицы, стеблевые пилильщики). В ЛПХ широко используются от вредителей огурца, томата защищенного грунта (тли, тепличная белокрылка) и плодово-ягодных культур (тли, яблонный цветоед). Препараты на основе имидаклоприда также применяются для уничтожения тараканов, муравьев и других ползающих насекомых.
Применение	Обработка проводится опрыскиванием или внесением через капельный полив. Скорость начального воздействия — 3-5 дней после обработки. Срок защитного действия – 14-28 дней.
Особенности	а) Препараты на основе имидаклоприда обладают также антистрессовым эффектом для сельскохозяйственных культур. б) Высокий класс опасности для пчел, в Европе разрешено использование только в защищённом грунте. Чрезвычайно опасно для млекопитающих, птиц и рыб. Требует соблюдение мер предосторожности. в) Изучение динамики остаточных количеств в растениях показало, что имидаклоприд, по сосудистой системе проникает преимущественно в листья и практически не поступает в плоды.

3. Фипронил

Инсектициды на основе фипронила относятся к химическому классу фенилпиразолов. Препаративные формы — водно-диспергируемые гранулы (80%), Концентрат эмульсии (4%), а также применяется в составе гелей от ползающих насекомых.

4. Неорганические инсектициды.

Это большая группа пестицидов, в качестве действующего вещества используются неорганические соединения – диатомит, борная кислота, натрия тетраборат/ бура, сера и др. Применяются для защиты от вредителей запасов, также для санитарной и бытовой дезинсекции, и в ветеринарии. Примеры препаратов – Экокиллер, Тиовит Джет, Дохлокс-борный гель/ловушки, Антимуравей.

5. Малатион (карбофос)

Инсектициды на основе малатиона относятся к классу фосфорорганических соединений (ФОС), Препаративные формы – водная эмульсия (44%), гранулы (5%), концентрат эмульсии (1,3-57%), таблетки (14%)

Примеры препаратов	Алиот, Алатар, Антиклещ, Инта-ЦМ, Искра-М, Карбоцин, Карбофос-500, Медилис-Малатион, Профилактин, Фуфанон-Нова/Эксперт, Фуфанон-Супер, Фоскон-55, Фенаксин, Ципромал и др.
Назначение	Широко используется в сельском хозяйстве для борьбы с вредными насекомыми (сосущие и грызущие). Малатион эффективен против растительноядных клещей и щитовок. Малатион совместно с пиретроидами применяется от вредителей запасов. Кроме этого, используется для санитарной и бытовой дезинсекции. В медицинской практике как противопедикулезное средство (от вшей)
Применение	Период защитного действия в открытом грунте — до 10 дней, для защищенного грунта – 5 – 7 дней.
Особенности	а) При систематическом применении малатиона появляются устойчивые популяции насекомых и клещей, что требует чередования с другими инсектицидами. б) Отличное соотношение — низкая токсичность для теплокровных и высокая токсичность для насекомых и клещей (обусловлено принципом действия). в) В открытых грунтах используется мало, поскольку неустойчив к воздействию ветра и воды. г) Малатион не изменяет запаха и вкуса продуктов.

6. Пиримифос-метил

7. Пиретроиды

Пиретроиды / пиретрины — это большая группа пестицидов с различными действующими веществами – дельтаметрин, бифетрин, перметрин, ципереметрина (с изомерами – альфа, бета, гамма) и др. Препаративные формы — водорастворимый порошок (3,75%), концентрат эмульсии (5-25%), смачивающийся порошок (2,1%), таблетки (2,9-3,75%)

Примеры препаратов	Альфацин, Арриво, Алатар, Жукоед, Форсайт, Ци-альфа, Децис, ФАС, Таран, Эфория, Искра, Медилис-Антиклоп, Медилис-Ципер, Карбоцин, Инта-Вир, Цитокс, Циперметрин-25 и др.
Назначение	Широчайшее использование для защиты винограда (листовертки), картофеля (колорадский жук, картофельная коровка), огурцы, томаты защищенного грунта (белокрылка, тли, трипсы) яблони (яблонная плодожорка, листовертки), смородины (тли, моли, листовертки, пилильщики), а также от вредителей запаса. Хороший эффект дают 2-х компонентные препараты (малатион + циперметрин, циперметрин + перметрин). В целях медицинской, санитарной и бытовой дезинсекции пиретроиды применяются для уничтожения нелетающих бытовых насекомых (постельных клопов, тараканов разных видов, муравьев и блох). Ряд пиретроидов этой группы обладают и акарицидным действием (например, на основе бифетрина).
Применение	Защитный эффект до 15 – 20 дней, срок ожидания – 20-30 дней.
Особенности	а) Эффективный фумигант. б) Обладают селективностью. в) Препараты не фитотоксичны, не накапливаются и способны к разложению в тканях растений и почве в срок до 20 дней. д) Опасны для пчел, требую соблюдения соответствующих мер безопасности. г) Длительное использование пиретроидов вызывает резистентность.

8. Биологические инсектициды

Можно отметить три подгруппы биологических инсектицидов, нашедших в настоящее время широкое применение и показывая наилучшие результаты.

8.1. Авермектины

Авермектины— это продукты жизнедеятельности грибов Streptomyces avermitilis.

Примеры препаратов — Вертимек, Биокилл, Фитоверм, Клещевит, Акарин.

Назначение – контроль численности вредителей овощных, плодовых и декоративных культур, включая вредителей комнатных растений.

Препараты не обладают системным действием. Срок защитного действия небольшой 5 – 7 дней. Главное преимущество – экологическая и биологическая безопасность, практически не накапливаются в растительной продукции.

8.2. Бактериальные инсектициды

Бактериологические инсектицидные препараты чаще всего получают на основе энтомопатогенной бактерии Bacillus thuringiensis.

Примеры препаратов – Лепидоцид, Битоксибациллин, Бакцид, Биостоп и др. Назначение этих препаратов широкопрофильное (от путинных клещей до листогрызущих гусениц). Это кишечные пестициды, причем ярко выраженного действия.

8.3. Энтомопатогенные нематоды

Действующие вещества инсектицидов, представляют собой водную суспензию круглых червей, несущих в себе симбиотические бактерии, которые развивают в полости тела инфекции, распространяющейся во все органы и ткани, от которых насекомые погибают.

9. Тиаметоксам

10. Растительные инсектициды

Растительные инсектициды получают на основе природных ядовитых растений. Табак и махорочная пыль – часто используется в личных подсобных хозяйствах в качестве инсектицида

Вирусы насекомых - класс пестицидов, содержащих в качестве действующего вещества вирусы, вызывающие болезни насекомых. Вирусы являются простейшими неклеточными формами жизни, которые паразитируют в клетках хозяина на молекулярно-генетическом аппарате.

Содержание:

Введение

Вирусы насекомых высокоспецифичны и безопасны для человека и сельскохозяйственных животных, не загрязняют среды обитания. Их характеризует более низкая норма применения, по сравнению с другими биологическими средствами защиты растений.

Вирусы насекомых, как и другие вирусы, могут развиваться только в клетках живых организмов, поражая их цитоплазму или ядро. В соответствии с этим различают ядерные и цитоплазменные вирусы. Наибольший интерес для биологического способа борьбы имеют три группы вирусов: вирусы ядерного и цитоплазменного полиэдрозов и вирусы гранулеза.

Бакуловирусы могут быть использованы в качестве биоинсектицидов против значительного количества вредных видов благодаря их высокой вирулентности, специфичности и пролонгированной активности за счет эпизоотий. [4] [8]

Также можно ставить задачу не полного уничтожения вредителя, а только уменьшения его численности до экономически неопасного уровня. Достаточно при этом одной вирусной обработки, поскольку в популяции вредителя устанавливается равновесие между насекомым и вирусом, которое может сохраняться очень продолжительное время (несколько лет). [7]

Яблонная плодожерка

История

Первые описания вирусных болезней насекомых (гусениц тутового шелкопряда) появились в литературе в середине девятнадцатого столетия. Однако еще в течение многих последующих десятилетий вирусные заболевания смешивали с бактериальными, протозойными и другими инфекционными болезнями, так как в то время не было ничего известно даже о самом существовании вирусов.

Вирусы были открыты русским ученым Д. И. Ивановским в 1892 году при изучении мозаичной болезни табака. [8]

Сознательное использование вирусов началось в 40-х годах ХХ века, когда Э.Штейнхауз (1945г.) впервые применил полиэдроз против люцерновой желтушки. Такая обработка показала высокую эффективность. [7]

В Калифорнии начались широкие испытания вирусных гранулезов и ядерных полиэдрозов против листовертки, люцерновой желтушки, репной белянки и прочих вредителей.

В России О.И.Швецова в 1954 году одна из первых обратила внимание на необходимость применения вирусов. Несколько позднее с помощью обработки яйцекладок вредителя вирусной суспензией ядерного полиэдроза были проведены успешные работы в лесах по снижению численности непарного шелкопряда. На Международном энтомологическом конгрессе в Москве в 1968 году два доклада сообщали об удачном применении гранул капустной белянки в Прибалтике и гранул озимой совки в Узбекистане. Использование вирусов в сельском хозяйстве в дальнейшем стало расширяться. Из описания свойств бакуловирусов насекомых становится ясным, почему из многочисленных представителей существующих в природе вирусов насекомых были взяты на вооружение именно эти вирусы: они безвредны для человека, полезных насекомых, растений и теплокровных животных, накапливаются в теле насекомого (до 20% от сухого веса), обладают достаточной специфичностью и являются естественными членами биоценозов. [8]

В настоящее время человечеству известны многие вирусы, которые вызывают заболевания различных растений, животных и человека. К 70 годам прошлого столетия для насекомых наибольшее количество вирусных болезней (примерно 200) было известно среди чешуекрылых. Заболевания, вызываемые этими мельчайшими возбудителями, обнаружены также у 20 видов перепончатокрылых, у 7 видов двукрылых и 1 вида жесткокрылых. [8]

Полиэдр непарного шелкопряда

Ультратонкий срез через полиэдр Непарного шелкопряда. Х 37 000. Видны палочковидные вирусные частицы.

Общие сведения

Вирусы насекомых или энтомопатогенные вирусы – узкоспециализированная группа клеточных паразитов. Они приспособлены только к насекомым и имеют свойства, отличающие их от других групп вирусов. Главное свойство большинства вирусов насекомых – это способность образования в процессе развития телец-включений (инклюзий) в виде белкового матрикса, где заключены зрелые вирионы – носители инфекции. Вирион является конечной стадией развития вируса, главной вирусной субстанцией. Он содержит генетический материал в виде нуклеиновых кислот – однонитчатой РНК и двуспиральной ДНК и передает новому вирусному поколению генетическую информацию.

Вирионы могут быть прямоугольной, сферической, изометрической или палочковидной формы, они окружены капсидами – 1 или 2-мя белковыми оболочками. Форма вириона – один из критериев, которые используются в классификации вирусов. [5]

Инклюзии – белковые тельца-включения. Они могут иметь форму полиэдров – многогранников или гранул – овальную форму. Отдельные виды вирусов инклюзий не образуют. [5]

Цитоплазма или ядра клеток в организме хозяина могут быть местом репликации вируса, различные ткани и органы – местом локализации. Тканевый тропизм и форма инклюзий тоже являются критериями, по которым классифицируют вирусы и диагностируют вирусные болезни. [5]

Гранулы и полиэдры, где заключены вирионы, надежно защищают последних от внешних неблагоприятных факторов и способствуют распространению и длительному сохранению вирусов. В полиэдрах вирионы расположены одиночно или пучками; в гранулах, обычно, вирион только один. Сами гранулы и полиэдры устойчивы к механическим, температурным воздействиям, в воде не растворяются, находясь вне организма хозяина, сохраняют долгое время свои физико-химические свойства. [5]

В зависимости от локализации инклюзий и их формы вирусные болезни называют гранулезами или полиэдрозами. Если развитие вируса происходит в ядрах клеток различных тканей и органов насекомого – заболевание называется ядерным полиэдрозом общего типа. При развитии вируса в ядрах клеток эпителия средней кишки возникает ядерный полиэдроз кишечного типа, при репликации в цитоплазме клеток хозяина – цитоплазматический полиэдроз. Названия прочих вирусных болезней основываются на других признаках. К примеру радужные болезни характеризуются тем, что в процессе развития вирионов образуются паракристаллические скопления. Тут возникает дифракция видимого света, которая дает эффект радужного свечения пораженных тканей насекомого. [5]

Вирусы полиэдрозов в покоящемся состоянии заключены в особые белковые образования, внутриклеточные многогранные включения – полиэдры. Число граней и размеры полиэдров различны. Бывают полиэдры, имеющие форму тетраэдров, гексаэдров, ромбододекаэдров и др. Размеры полиэдров достаточно велики (0,5-15 мкм), поэтому их можно рассмотреть с помощью светового микроскопа. Полиэдры могут быть различной формы у близких видов насекомых и одинаковыми у отдаленных видов.

Многочисленные вирусные частицы, заключенные в полиэдрах, имеют палочковидную форму у возбудителей ядерного полиэдроза и округленно-овальную – у возбудителей цитоплазменного полиэдроза.

Вирусы цитоплазменного полиэдроза в большинстве своем менее вирулентны и менее специфичны, чем вирусы ядерного полиэдроза и гранулеза.

Факторы внешней среды

Вирусные частицы весьма чувствительны к внешним воздействиям и не могут долго сохраняться вне клетки. Однако, будучи заключенными в защитную белковую оболочку (полиэдр или гранулу), вирусы способны сохранять свою активность в природных условиях на протяжении многих лет. [8]

Действие на вредные организмы

В зависимости от времени пребывания вируса в организме насекомого и популяции их взаимодействие может быть двух типов:

вирус недолго находится в организме, вызывая, как правило, острый инфекционный процесс с коротким инкубационным периодом. Насекомое погибает. Из погибших особей вирус попадает в окружающую среду, распространяется в популяции хозяина и заражает других восприимчивых особей. Надежно защищенный полиэдрами или гранулами, вирус может сохраняться в биотопе месяцами или годами, пока снова не попадет в организм насекомого; [5]
долгое пребывание в организме и в популяции (персистенция). Вирус неактивен, находится в так называемой латентной форме, в популяции передается от родителей к потомству. Механизм передачи относительно сложный. [5]

Латентный вирус может долго циркулировать в популяции насекомых до тех пор пока не будет активирован стрессовыми для хозяина факторами (аномальная погода, чаще всего засуха, питание неподходящим кормом, голод, другие инфекции, борьба за пространство и пр.). Тогда латентная форма вируса, которая существовала в клетках хозяина в виде субвирусных структур, становится активной, развивается эпизоотия, насекомые массово погибают, затем вспышка инфекции затухает. [5]

По этой схеме чаще всего у насекомых развиваются ядерные полиэдрозы кишечного и общего типов. Болезнью поражаются личиночные фазы развития. При попадании вируса в кишечник гусениц вместе с кормом происходит заражение. Контактным способом инфекция не передается. Вирус попадает в окружающую среду при разложении погибших в результате болезни особей. Последующему распространению вируса способствуют абиотические факторы (ветер, дождь, миграция зараженных насекомых и разнос инфекции энтомофагами (тахинами, саркофагидами, наездниками), грызунами и птицами, поедающими больных гусениц. Вне организма вирус активен даже при неблагоприятных внешних условиях – сухость, влажность, низкие температуры не оказывают на них воздействия. Однако высокие температуры и ультрафиолетовое солнечное излучение солнца инактивируют вирус. [5]

Механизм действия

Белок вирусов ядерного полиэдроза, заключающий в себе вирионы, в пищеварительном тракте разрушается под действием щелочной среды и протеазы кишечника. Вирионы высвобождаются и начинают воздействовать на мембраны клеток насекомых. На самых ранних этапах инфекционного процесса, примерно через 2 ч после поглощения полиэдров насекомыми, высвобожденные вирионы взаимодействуют с микроворсинками цилиндрических клеток эпителия среднего отдела кишечника. Происходит адсорбция микроорганизмов на мембране микроворсинок. Внешняя мембрана вириона после лектин-углеводного узнавания сливается с мембраной микроворсинок, и вирусы с внутренней оболочкой (нуклеокапсиды) проскальзывают внутрь микроворсинок, а затем проникают в клетки кишечника и других тканей и органов. Из нуклеокапсида высвобождается ДНК, которая затем использует генетический аппарат хозяина для воспроизводства вируса. [1]

Применение

В настоящее время на территории РФ разрешены для применения следующие вирусы насекомых:

Токсикологические характеристики

Теплокровные

Вирусные биопестициды обладают специфической токсикологической активностью по отношению к целевым насекомым, безопасны для теплокровных, рыб, птиц и других полезных животных.

В почве

Вирусные биопестициды быстро подвергаются биологическому разложению. Обычно они более совместимы с окружающей средой, чем химические пестициды. [6]

биологических препаратов на основе вирусов

Технологические этапы производства

биологических препаратов на основе вирусов

Получение

Применение вирусных инфекций, как и других патогенов, связано с необходимостью накопления возбудителя. Как уже указывалось, вирусы могут жить и развиваться только в клетках живых организмов.

В настоящее время известны вирусы, существующие в виде многокомпонентных систем, в которых две или более различных частицы взаимодействуют при репликации вируса. Модификации вирусных частиц, не снижающие их инфекционности, могут иметь место в определенном хозяине или возникать в процессе выделения вируса. Очищенные вирусные препараты в большинстве случаев представляют собой смесь мутантов, даже если родительский штамм преобладает в препарате, или могут содержать неполные частицы, которые не обладают инфекционностью.

Описанное положение существенно облегчает работу, направленную на выявление новых видов энтомопатогенных вирусов, так как насекомые, погибшие от множественной инфекции, могут длительное время храниться в коллекции и впоследствии быть источником выделения вирусных штаммов, обладающих различными свойствами и патогенностью, в том числе, и для других видов насекомых. [2]

Для вирусов насекомых, используемых в качестве биологических инсектицидов, должны быть известны следующие основные характеристики вирионов (вирусных частиц):

природа нуклеиновой кислоты (однонитчатая и двунитчатая) и ее молекулярный вес,
симметрия капсида,
наличие оболочки у нуклеокапсида или ее отсутствие, размеры нуклеокапсида,
число капсомеров,
погружены ли вирионы в кристаллический белковый матрикс и его характеристика,
обладают ли вирионы антигенными свойствами,
чувствительность к температуре,
устойчивость.

Должно быть известно, как происходит репликация вируса: повреждаемые клетки и природа этих повреждений, место вирусной репликации (цитоплазма или ядро), верхние и нижние температуры развития. Должны быть описаны симптомы и диагноз болезни, специфичность вируса. [7]

Размножить вирусы на искусственных средах пока не удается. В связи с этим приходится собирать в природных условиях трупы погибших больных насекомых и в лабораторных условиях заражать здоровых насекомых. Иногда заражение производится в природе в местах их естественного размножения, а затем специалисты собирают больных особей и трупы. Для заражения насекомых обычно обрабатывают корм ранее полученным препаратом вируса. Приготовление препарата включает измельчение (растирание) трупов насекомых и последующую фильтрацию жидкости, а иногда и центрифугирование. Фильтрация и центрифугирование позволяют получить более чистый и концентрированный препарат.

При изготовлении суспензий для предварительных испытаний обычно ограничиваются измельчением погибших насекомых. Препараты, полученные указанными методами, используют для приготовления водных суспензий или дустов с каким-либо инертным наполнителем. [8]

Основные этапы производства биопрепаратов на основе вирусов представлены на схеме (Изображение). [5]

Биологические средства защиты растений, в отличие от химических, представляют собой живые объекты или естественные биологически высокоактивные химические соединения, синтезируемые живыми организмами.

Содержание:

Различают следующие биологические средства:

Бактериальные препараты

Наиболее широкое практическое применение в борьбе с вредными насекомыми имеют споровые бактерии. В настоящее время разрешены к применению две высоковирулентные споровые бактериальные культуры, используемые для приготовления эффективных биопрепаратов.

Бактериальные инсектициды

Бактериальные препараты, относящиеся к инсектицидам нового поколения, эффективны в отношении порядка 400 видов насекомых, включая вредителей полей, садов, леса и виноградников. [4]

В данный момент в борьбе с вредителями сада и леса наиболее широко используются биопрепараты, созданные на основе кристаллообразующих бактерий из групп Bacillus thuringiensis, var. Thuringiensis и Bacillus thuringiensis, var. kurstaki, а также Спиносад, являющийсяпродуктом ферментации природного почвенного организма. Спиносад высокоактивен, обладает ярко выраженным кишечно-контактным действием. [16] К гибели насекомых приводит нарушение передачи нервных импульсов и ингибирование никотин-ацетилхолиновых рецепторов. Защитное действие около двух недель. [24]

Действие на вредные организмы

Указанные бактерии, и их токсины, попадая с пищей в кишечный тракт насекомого, способны вызвать паралич, заболевания и гибель заразившихся особей из-за повреждения внутренних органов. При первичном инфицировании численность популяций значительно снижается. Повторного заражения особей от контакта с заболевшими не происходит. Действие препарата ограничено обработанными участками, и развития эпизоотий не наблюдается. Из-за своего замедленного действия бактериальные препараты по токсическому эффекту уступают химическим. Сразу после их применения у насекомых вредителей уменьшается активность питания. Их гибель отмечается на 3-5-е сутки после обработки и примерно на десятый день достигает максимума.

Биопрепараты обладают и выраженным последействием, проявляющимся в гибели фитофагов на поздних стадиях развития. [12] [1]

Существенным недостатком бактериальных препаратов является то, что бактерии группы thuringiensis не обладают высокой вирулентностью и контагиозностью для насекомых. Поэтому желаемый эффект получают только при первичном заражении корма. Вторичные заражения редки, поэтому бактерии не могут вызвать массовых и длительных эпизоотий, которые распространялись бы за пределы обработанных территорий. [17]

Вследствие слабого стартового действия применение микробиопрепаратов экономически оправдано при средней численности вредителей. [1]

Влияние факторов внешней среды

Препараты на основе бактерий проявляют эффективное действие только при высокой пищевой активности насекомого вредителя. Это наблюдается при температуре не ниже 16 ° С. [1] Эффективность бактериальных препаратов снижается под влиянием неблагоприятной погоды – затяжных дождей, смывающих препарат, ультрафиолетового излучения, частично инактивирующего бактерии, а также низкой температуры воздуха, ослабляющей активность питания вредителей. [3]

Токсичность

Токсичность у препаратов, изготовляемых из спор токсических бактерий, отсутствуют специфические запахи, они безвредны для человека, животных и полезных насекомых, безопасны для растений. Вследствие этих особенностей бактериальные препараты могут без опасений применяться перед снятием урожая, когда недопустимо использование химических средств. [17] [14]

Бактериальные родентициды

Специфическим возбудителем заболеваний мышевидных грызуновявляетсяштамм бактерий Исаченко Salmonella enteritidis, var. Issatschenko, 29/1. Препараты на его основе применяются в сельском хозяйстве и в целях медицинской, санитарной и бытовой дератизации.

Действие на вредные организмы

Препараты на основе Salmonella enteritidis, var. Issatschenko, 29/1 строго избирательны. Зараженное зерно, попадая в организм грызуна, вызывает развитие желудочно-кишечного заболевания. На 3-14 сутки зверьки погибают. Родентициды на основе штамма бактерий обеспечивают в популяции контактное перезаражение мышей (может происходить даже между разными видами). [21] [5][19]

Передачи инфекции от одного вида к другому способствуют не только посещение чужих нор и перемещение одними ходами, но и отсутствие межвидовых агрессивных отношений. [13] Бактерии, попадая в желудок, затем в кишечник, проникают в кровь, вызывая септицемию. Временное повышение активности грызунов (сильно спадающая на 3-5-е сутки) свидетельствует о начале брюшнотифозной инфекции. У зверьков начинают слезиться глаза, шерсть становится взъерошенной, появляются вялость и плохой аппетит. Заболевание, как правило, продолжается до 1-ой недели. [2]

Резистентность

Токсичность

Человек

Родентициды на основе бактерий Исаченко не опасны для человека, в связи с строго селективной патогенностью. Но для осторожности не следует использовать их на птицефабриках, в детских и медицинских учреждениях, на организациях общественного питания. [2]

Бактериальные фунгициды

Также для борьбы с болезнями растений практический интерес представляет использование некоторых видов бактерий-антагонистов. Бактерии из рода Pseudomonas активны в подавлении развития возбудителей корневых гнилей и увядания растений. Бактерия Pseudomonas fluorescens продуцирует антибиотик пирролнитрин, активный против возбудителя болезни всходов хлопчатника.

Другие бактерии-антагонисты эффективны против фузариозной гнили кукурузы, ризоктониоза пшеницы, овса и ячменя, гнили корней моркови и других болезней. [3]

Штамм ризосферных бактерий Bacillus subtilis Ч-13 является иммунизирующим и лечащим фунгицидом. Образует вещества, подавляющие развитие фитопатогенов и стимулирующие рост растений. При поселении на корнях растений, Bacillus subtilis Ч-13, повышает их иммунитет и стрессоустойчивость. Активная колонизация корней растений бактериями способствует улучшению развития корневых волосков и их поглотительной способности. В связи с этим питательные элементы – азот, калий и фосфор более полно усваиваются растениями, что обеспечивает получение хорошего урожая. [8] [18][22][11][7]

Биоинсектициды на основе грибов

В настоящее время описано около тысячи видов грибов, обладающих антибиотическими и патогенными свойствами по отношению к различным вредителям и возбудителям болезней. [14]

Наибольшее распространение получили препараты на основе гриба Streptomyces avermitilis, именуемые Авермектинами.

В авермектинах действует не сам гриб Streptomyces avermitilis, а продукты его жизнедеятельности.

Также распространенным энтомопатогенным грибом является Metarhizium anisopliae Р-72. Он способен контролировать сотни видов насекомых из различных отрядов. [20]

Авермектины

Действие на вредные организмы

Авермектины, обладая контактным и системным действием, имеют сильно выраженные акарицидные свойства, вызывая гибель многих открыто живущих сосущих вредителей. Механизм их действия нейротоксинного типа. Действующие вещества приводят к торможению и блокированию передачи нервного импульса, что приводит к параличу, а затем и гибели многих видов клещей, насекомых и нематод.

Максимальное преобладание в популяциях вредителей наиболее уязвимых стадий (гусеницы младших возрастов, подвижные стадии клещей) является оптимальным сроком применения авермектинов. Их пролонгированное действие выражается в различных морфогенетических нарушениях у особей последующих генераций. Авермектины не имеют строгого овицидного действия, но их действие приводит к гибели личинок клещей и различных насекомых после их непосредственного отрождения из яиц. Инсектоакарициды Аверсектин С и Авертин-N помимо этого имеют и нематицидный эффект. Не уничтожая инвазионных личинок нематод, эти вещества как репелленты в течение длительного времени дезориентируют их в поисках корней растения-хозяина. [15]

Влияние факторов внешней среды

Действие на вредные организмы

Штамм гриба Metarhizium anisopliae Р-72 вызывает у насекомых токсикоз, следствием которого являются повреждения различных систем организма. Рост активности детоксицирующих ферментов приводит к снижению иммунитета, что вызывает быстрое развитие болезни насекомых. [9] [20]

Биофунгициды на основе грибов

Известны факты успешного применения грибов-антагонистов для подавления развития возбудителей болезней сельскохозяйственных культур. Грибы рода Trichoderma наиболее изучены в качестве антагонистов.

На их основе в настоящее время разрешены к использованию несколько препаратов. Эти грибы широко распространены в почве, они продуцируют активные антибиотики – глиотоксин, виридин, триходермин и другие, которые обладают антибактериальными и антигрибными свойствами. [3]

Кроме этого, антибиотическим комплексом, в основе которого лежит почвенный актиномицет Streptomyces fradiae, штамм ВНИ ИСХМ-53, является макролидный тилозиновый комплекс. Обладающий системным действием этот фунгицид, фитоплазмоцид и биологический бактерицид разрешен к применению в открытом и защищенном грунте против бактериальных заболеваний. [22] Обладает не только продолжительным защитным (более месяца), но и пролонгированным действием (1,5-4 месяца). Применение препаратана ранней стадии развития растений, повышенная температура, низкая освещенность могут способствовать проявлению фитотоксичности. [23]

Патогенные нематоды

В настоящее время широко используют нематод в качестве средства биологической защиты растений от насекомых – вредителей сельскохозяйственных культур. Жизненный цикл нематод в оптимальных условиях составляет один месяц, а в природе 1-2-4 года.

Читайте также: