Научное обеспечение защиты растений и продовольственная безопасность России

Научное обеспечение защиты растений и продовольственная безопасность России

директора Б.Ф. Егоров). Экономические и законодательные аспекты применения химических средств защиты растений были затронуты в докладе академика В.А. Захаренко и профессора

A.С. Васютина.

Два доклада от ВИЗР касались проблем иммунитета растений к вредителям и болезням: «Проблемы рационального использования генетических ресурсов устойчивости растений к болезням» (профессор О.С. Афанасенко) и «Современные проблемы энтомоиммуни-тета» (профессор Н.А. Вилкова).

Обобщение материалов по «Биоценотической стратегии освоения природных ресурсов энто-мофагов и энтомопатогенов» представили профессор К.Е. Воронин (ВИЗР), директор ВНИИБЗР, академик В.Д. Надыкта, профессор Н.В. Кандыбин (ВНИИСХМ) и Н.А. Белякова (ВИЗР).

В докладе заместителя директора БИН РАН, профессора А.Е. Коваленко и академика М.М. Левитина «Взаимодействие ВИЗР и БИН РАН в разработке проблем отечественной микологии» были представлены результаты совместных исследований лаборатории микологии и фитопатологии ВИЗР и Ботанического института имени

B.Л. Комарова по изучению фито-патогенных грибов.

Инновационным процессам в защите растений был посвящен доклад Н.Р. Гончарова и директора ВНИИЗР МСХ РФ В.Т. Алехина. Некоторые из докладов конференции намечается опубликовать в последующих номерах журнала.

В рамках конференции был проведен симпозиум «Средства и методы подавления растений конопли и мака».

Г.А. НАСЕДКИНА, руководитель лаборатории информации и научно-технического сотрудничества ВИЗР

В.А. ПАВЛЮШИН, директор ВИЗР

Современное сельскохозяйственное производство в различных странах мира столкнулось с необходимостью решения сразу двух важнейших проблем - гарантированной защиты сельскохозяйственных культур от вредителей, болезней и сорняков и одновременно - защиты окружающей среды от техногенного загрязнения. Безусловно, с этим тесно взаимоувязаны и задачи получения качественно полноценной экологически безопасной пищи для человека и повышения уровня конкурентоспособности растениеводческой продукции. Подчеркнем, что с ростом урожайности сельскохозяйственных куль-

тур пропорционально растет и экономическая значимость фито-санитарного блока, достигая 4050 % в структуре затрат.

В силу разных причин, большей частью из-за трансформации агро-экосистем, в России за последние 15 лет фитосанитарная обстановка осложнилась. Если в цифрах, то количество видов вредных организмов достигло уже 350, в том числе 80 - экономически значимых, а 45 - особо опасных, которые могут создать в растениеводстве чрезвычайную ситуацию. В первую очередь следует назвать фитофто-роз картофеля, колорадского жука, саранчовых, лугового мотылька, ржавчину и фузариоз зерновых, группу злостных сорняков (горчак, осот, бодяк, вьюнок) и др. В борьбе с ними необходимы многократные обработки средствами защиты растений, а это, как и распространенность фитопатогенной инфекции, приводит к снижению конкурентоспособности урожая из-за остаточных количеств пестицидов и мико-токсинов. Глобальное перемещение вредоносных объектов через государственные границы также создает постоянную угрозу урожаю. По данным специалистов карантинной службы, среди таких мигрантов сегодня наибольшую опасность представляют, например, жук диабротика, угандийская раса ид99 стеблевой ржавчины пшеницы и др.

Фитосанитария во все времена считалась наукоемким направлением, поскольку и наука и практи-

11

3 Защита и карантин растений № 2, 2010

ка имеют дело с большим видовым разнообразием вредоносного состава на многочисленных сельскохозяйственных культурах, в различающихся друг от друга условиями возделывания регионах страны. Известно более 50 почвенно-климатических разностей, которые накладывают в России свой отпечаток на фитосанитарные процессы.

Становление научного обеспечения защиты растений потребовало от коллектива ВИЗР на всех этапах исторического развития страны следовать принципу единства фундаментальных, прикладных и технологических направлений исследований. Это позволило в 30-50-е годы прошлого столетия осуществить инвентаризацию видового состава вредных объектов на зерновых, плодово-ягодных, технических и овощных культурах и приступить к фитоса-нитарному районированию сельскохозяйственных угодий СССР. Уже тогда детальное изучение ржавчинных грибов на пшенице, фитофтороза и рака картофеля, корневых гнилей зерновых, анализ фитофагов и сорных растений создали основу для формирования ассортимента средств защиты растений и функционирования системы Государственных испытаний пестицидов. Структура лабораторий ВИЗР и его географическая сеть, созданная в 60-е годы, и сейчас играют важнейшую роль в научно-производственной апробации зональных систем защиты сельскохозяйственных культур и оценке новых препаратов.

Современное научное обеспечение защиты растений определяется разработкой таких важнейших компонентов, как:

фитосанитарный мониторинг и прогноз;

ассортимент средств защиты растений;

зональные системы интегрированной защиты основных сельскохозяйственных культур;

системы биологической защиты;

фитосанитарно приемлемые сорта, агротехника и рациональное устройство агроэкосистем.

Разработка, инновационное освоение указанных компонентов осуществляется под патронатом Россельхозакадемии и Министерства сельского хозяйства РФ. Общими усилиями создана методическая, нормативная и юридическая база для проведения Государственных испытаний средств защиты растений, осуществляется модернизация фитосанитарного законодательства, накоплен опыт в разработке технических регламентов по защите растений.

В решении всех этих первостепенных задач принимали самое активное участие многие поколения исследователей, работавших во Всесоюзном (а затем Всероссийском) научно-исследовательском институте защиты растений, 80-летие которого мы отмечаем. Существенное влияние на научное обеспечение защиты растений оказали сложившиеся в коллективе института концепции исследований. В 50-е годы прошлого столетия под руководством выдающихся ученых, профессоров В.Н. Щеголева, С.М. Тупеневича, А.В. Знаменского, Г.К. Пятницкого и И.М.Полякова реализовывалась концепция создания ассортимента средств защиты растений и их комплексного применения. Важно отметить, что такая многоплановая работа базировалась на учете и прогнозе вредителей и болезней, осуществляемом ВИЗР и его разветвленной географической сетью.

В 60-е и 70-е годы научные школы ВИЗР совместно с Отделением защиты растений ВАСХНИЛ отчетливо обозначили новую концепцию работ и предложили принципы интегрированной защиты растений. Основные авторы этого направления - известные ученые К.В. Новожилов, Ю.Н. Фадеев, И.Я. Поляков, В.И. Танский, И.Д. Шапиро, П.В. Сазонов и др. Во главу угла было поставлено расширение использования новейших химических средств защиты растений, устойчивых сортов, средств биологической борьбы и других приемов биологизации фитосанитарных технологий, с учетом смены системы землепользования в стране. Безусловно, это было востребовано интенсификационными процессами в растениеводстве нашей страны в 80-е годы прошлого столетия.

Однако активное использование химических средств защиты растений, минеральных удобрений, нарастание промышленного техногенного загрязнения территорий, с одной стороны, и необходимость технологического решения проблемы управления численностью вредителей,возбудителей болезней и сорняков, с другой, подвигло ведущих ученых ВИЗР разработать новую концепцию, а именно фитосанитарной оптимизации агроэкосистем. Она была принята Всероссийским съездом по защите растений (Санкт-Петербург, 1995 г.) и положена в основу ОНТП РАСХН на последующие годы. Главное в ней - достижение долгосрочной стабилизации фи-тосанитарного состояния агроэко-систем, активизация механизмов саморегуляции, фитосанитарный мониторинг агроландшафтов и севооборотов, использование малоопасных селективных пестицидов, повышение плотности энтомофа-

гов, энтомопатогенов и микробов-антагонистов в агроценозах и интенсивное использование устойчивых сортов. Было обращено внимание на максимальное использование приемов и методов регулирования взаимодействия растений - продуцентов и консу-ментов всех порядков в агробио-ценозах, агроэкосистемах и агро-ландшафтных экосистемах.

Естественно, сложность и многоплановость задач потребовали наладить сотрудничество с рядом институтов РАСХН и РАН, взять на вооружение и их опыт. Мы дорожим нашими связями с учеными ЗИН РАН, БИН РАН, Института физиологии и биохимии имени Сеченова РАН, биологических факультетов МГУ и СПбГУ, СПбГАУ и др. Сегодня под эгидой Отделения защиты растений РАСХН осуществляется сотруд-

ничество с 52 научными учреждениями. Наиболее полно оно проявляется в совместной работе с нашими коллегами из ВНИИФ, ВНИИБЗР, ВНИИЗР.

Сегодня, на 80-летнем рубеже ВИЗР, можно говорить о том, что лабораториям института удалось осуществить ряд принципиальных разработок по модернизации фи-тосанитарного блока в РФ. Под руководством известных ученых И.Я. Гричанова, А.Н. Фролова, М.И. Саулича, Н.Н. Луневой, А.П. Дмитриева продвинуты работы по районированию страны применительно к 720 вредоносным объектам, с использованием ГИС-технологий уточнены ареалы и зоны вредоносности, что является основой для фитосанитарного мониторинга и прогноза, в том числе и за такими опасными доминантными видами, как колорадский

жук, фитофтороз картофеля, фу-зариоз колоса, луговой мотылек, вирусные и грибные поражения зерновых, группа злостных сорняков и др. Доминантные виды членистоногих вредителей приведены в таблице 1.

Именно вычленение доминантных видов, которые зачастую выступают как основные факторы трансформации агроэкосистем с тяжелыми экономическими последствиями, является важным в решении проблем гарантированного сохранения урожая. В пример можно привести мониторинг и прогноз лугового мотылька, токси-нообразующих фитопатогенных грибов р. А^егпапа. Фитосанитар-ное районирование позволило выявить 25 новых экономически значимых видов. Кроме того, по данным КНИИСХ (Орлов, 2009, VI съезд по защите растений,

Таблица 1

Доминантные виды членистоногих вредителей сельскохозяйственных культур

Вид вредителя

Зоны постоянно высокой вредоносности

Новые районы распространения вида в России

Табачная белокрылка Bemisia (abaci Genn.

Оранжерейная белокрылка Trialeurodes vaporariorum Westw.

Бурая рисовая цикадка Nilaparvata lugens Stal.

Вредная черепашка Eurygaster integriceps Put.

Западный цветочный трипс Frankliniella occidentalis Perg.

Табачный трипс Thrips tabaci Lind.

Азиатская перелетная саранча Locusta migratoria L.

Итальянский прус Calliptamus italicus L. Хлебная жужелица Zabrus tenebrioides Goeze Колорадский жук Leptinotarsa decemlineata Say

Западный кукурузный жук Diabrotica virgifera LeConte

Свекловичный долгоносик Bothynoderes punctiventris Germ.

Японский жук Popillia japonica Newn.

Луговой мотылек Loxostege sticticalis L.

Картофельная моль Phthorimaea operculella Zell.

Хлопковая совка Heliothis armigera Hbn.

Обыкновенный паутинный клещ Tetranychus urticae Koch

* Повсеместно в защищенном грунте

* Повсеместно в защищенном грунте

* Южная и Юго-Восточная Азия

* Северный Кавказ, юго-восток Украины

* Южная Америка, Западная Европа

* Повсеместно в защищенном грунте

** Северный Кавказ, Нижнее Поволжье, Казахстан

** Кавказ, Поволжье, Северный Казахстан, Сибирь

* Степная зона европейской части России и Украины

* РФ (практически все районы обитания) другие страны СНГ, Передней и Средней Азии

* Южная Америка и Западная Европа

* ЦЧР РФ, Краснодарский край, Украина

* Юго-Восточная Азия и Северная Америка

** Северный Кавказ, Южный Урал, юг Сибири

* Большинство стран мира; Краснодарский край

* Передняя и Средняя Азия

* Повсеместно в защищенном грунте

Карантинный вид, опасный для РФ Алтайский край Северо-Запад РФ

Республика Хакасия, юг Красноярского и Приморского краев Карантинный вид, опасный для РФ

Карантинный вид, опасный для РФ

Ставропольский край. Карантинный вид, опасный для РФ

Таблица 2

Экономическая эффективность инновационного освоения новых разработок ВИЗР в области фитосанитарии

Объем освоения (тыс. га) Экономический эффект

Расчетный, Фактический,

на весь на весь

объем объем

Разработка Расчетный Фактический По данным испытаний предпола- фактического

(руб/га) гаемого исполь-

использо- зования

вания

2005 г.

Усовершенствованная технология массового 0,6 0,08 5800 34,8 4,64

разведения галлицы — энтомофага

для защиты от тлей овощных

и цветочных культур в защищенном грунте

Технология интегрированной защиты 10 3 20000 200 60

семенного и продовольственного картофеля

в Северо-Западном регионе РФ

Технология интегрированной защиты 1000 343 300 300 102,9

сельскохозяйственных культур и пастбищ

от саранчовых

Технология интегрированной защиты 2500 100 500 1225 50

кормовых культур от болезней, вредителей

и сорной растительности в Нечерноземной

зоне РФ

Атлас сорных растений, вредителей Повсеместно Повсеместно Государственный регистр

и болезней сельскохозяйственных культур баз данных № 0220510806

Сорные растения во флоре России Повсеместно Повсеместно Государственный регистр

баз данных № 02120611466

Имитационная модель поведения Повсеместно Повсеместно Регистрационное

пестицидов в почвах агробиоценозов свидетельство ВНТИЦ

PESTINS-3 № 59200401216

Антирезистентная технология борьбы 500 50 430 215 21,5

с колорадским жуком

Технологии производства препаратов Освоено Освоено Международные патенты

небиоцидного действия на основе в Японии в Японии № 6, 413, 910 ВЦ

индукторов болезнеустойчивости Патент ЕЭС № W02005032258

ИТОГО в 2005 г. 1974,8 239,04

2006 г.

Мультимедийные информационные Повсеместно Повсеместно Web-ресурсы (сайты),

ресурсы по защите растений 25 мегабайт

Опрыскиватель ультрамалообъемный 462 опрыски- 10 опрыски- 72500 руб. на 1 опрыски- 334,8 0,725

с сепарацией мелких капель вателя вателей ватель

Ручной ультрамалообъемный опрыскиватель Более 300000 10000 опрыски- 870 руб. на 1 опрыски- 263,9 8,7

с принудительным осаждением опрыскивателей вателей ватель

мелких капель

Корнеклубнеуборочный агрегат 0,21 8571 1800

Усовершенствованная технология 0,08 0,08 5800 4,64 4,64

массового разведения галлицы — энтомофага

для защиты от тлей овощных и цветочных

культур в защищенном грунте

Технология интегрированной защиты 3 3 20000 60 60

семенного и продовольственного картофеля

в Северо-Западном регионе РФ

Технология интегрированной защиты 343 343 300 102,9 102,9

сельскохозяйственных культур и пастбищ

от саранчовых

Технология интегрированной защиты 100 100 500 50 50

кормовых культур от болезней, вредителей

и сорной растительности

в Нечерноземной зоне РФ

Антирезистентная технология борьбы 50 50 430 21,5 21,5

с колорадским жуком

ИТОГО в 2006 г. 2637,7 248,5

Zlatibor - ЗгЬУа), на Западном Кавказе обозначилась группа из 5 новых вредителей: кузнечик белолобый, степной сверчок, хлопково-огородный клоп, щелкун кубанский, злаковая седельная галлица. Следует подчеркнуть, что своевременное обнаружение очагов в 2-3 раза сокращает затраты на оперативную защиту.

В исследованиях М.М. Левитина, О.С. Афанасенко, Н.А. Вилковой, Л.А. Михайловой, Ал.В. Кона-рева, Л.А. Гуськовой и др. получили дальнейшее развитие теоретические и методические основы иммунитета растений. Создана база, состоящая из доноров и источников устойчивости и модели для оптимизации селекционного процесса. Фитосанитарное и средо-образующее значение устойчивых сортов трудно переоценить, и в этом отношении институт делает серьезную ставку на фундаментальные, прикладные и технологические аспекты данного направления. Например, для Северо-Запада наши лаборатории предлагают максимально использовать следующие слабопоражаемые сорта ячменя - Гонар, Бином, Хлыновский (листовые пятнистости), пшеницы - Тонация, Завет (желтая пятнистость и септориоз), картофеля - Елизавета, Петербургский, Луговской, Чародей, Криница, Удача (фитофтороз), Пушкинец, Рождественский, Наяда, Фреско, Доризо, Скала(золотистая картофельная нематода).

Убедительные результаты по технологической значимости устойчивых сортов в фитосанитар-ной регуляции получены и нашими коллегами из ВНИИФ, ВНИИБЗР, КНИИСХ, ВНИИМК и др.

В последние годы интенсивной модернизации подвергается наиболее значимый метод защиты растений - химический, причем эта

модернизация направлена в первую очередь на снижение токсикологической нагрузки за счет новейших препаративных форм пестицидов, оригинальных действующих веществ, использования фундаментальных достижений в области индукции защитных реакций растений и химической коммуникации членистоногих. В результате усилий ряда институтов совместно с МСХ РФ сформирован ассортимент средств защиты растений, насчитывающий более 650 препаратов.

Под руководством С.Л. Тютере-ва создана группа новых препаратов на основехитозанов,действующих как индукторы болезнеустойчивости растений. Лабораторией микробиологической за-щиты(И.И.Новикова, И.В. Бойко-ва) совместно с ЗАО «Агробио-технология» (Д.О. Морозов) и ООО «Биодан» (Л.Г. Данилов) завершены работы по 7 биопрепаратам, которые включены в Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов.

Ведущими учеными ВИЗР (К.В. Новожилов, В.И. Долженко, Г.И. Сухорученко, А.К. Лысов, Н.Р. Гончаров и др.) осуществлены крупные разработки по созданию современных фитосанитарных технологий, полномасштабное использование которых может дать значительный экономический эффект - до 2,6 млрд руб. (табл. 2). Это, например, противосаранчо-вая технология, одобренная Мин-сельхозом, программа защиты продовольственного и семенного картофеля на Северо-Западе.

В решении проблемы продовольственной безопасности России особое значение имеет инновационная составляющая совершенствования защиты растений. Ее разработкой и осуществлением занимается специальная структу-

ра нашего института, состоящая из Инновационного центра, сети географических филиалов ВИЗР и базовых хозяйств. При ее содействии завершена разработка 9 зональных систем защиты профильных культур и нескольких инновационных проектов.

Хотел бы обратить внимание на технологии биологической защиты овощных культур, созданные при активном участии К.Е. Воронина, Н.А. Беляковой, Б.П. Асякина, Л.П. Красавиной и др., уже прошедшие надежную производственную проверку на отечественных тепличных комбинатах и апробированные в КНР и Южной Корее. Они позволяют получать экологически качественную овощную продукцию без химических остатков. В рамках выполнения данного проекта удалось достичь технологической реализации триотрофной зависимости «сорт-фитофаги-энтомофаги (энтомопатогены). Очевидна значительная роль в инновационном освоении молодых ученых, которым удается активно использовать новейшие методы диагностики, генетического анализа, идентификации БАВ и другие современные приемы исследований.

Таковы отдельные примеры поступательного развития современной фитосанитарной концепции, которые можно значительно пополнить выполненными оригинальными исследованиями в других институтах Отделения защиты растений.

Нет сомнения, что самодостаточность наших научных коллективов вкупе с богатейшим накопленным опытом всех поколений ученых ВИЗР позволит решить проблемы гарантированного сохранения урожая и достижения приемлемой экологической безопасности.