Біологічний захист рослин від бур’янів: особливості, етапи, перспективні гербіфаги
Традиційно бур’яни прийнято вважати резеваторами шкідливих фітофагів. Здавна відомі численні приклади первинної концентрації шкідників на бур’янах і подальшого переходу їх на посіви сільськогосподарських культур.
Це особливо характерно для багатоїдних шкідників, таких як совки (капустяна, озима, бавовникова та ін.), метелик лучний, переважна більшість ґрунтоживучих шкідників. Бур’яни забезпечують фітофагів кормом у той період, коли культурні рослини ще не зійшли або їх уже зібрано. На бур’янах постійно розвивається велика кількість шкідливих комах. Так, на диких злаках можуть бути резервації нематоди вівсяної, шведської мухи, попелиці злакової, цикадових та інших фітофагів, а також збудників ряду інфекційних хвороб рослин. Бур’яни можуть бути джерелом додаткового живлення для імагінальних фаз багатьох комах, насамперед лускокрилих, твердокрилих, двокрилих.
Серед бур’янів існують адвентивні види, тобто занесені на місцевість, де вони особливо шкідливі, з інших ботаніко-географічних областей. Занесення бур’янів з континента на континент, із країни в країну відбувалося здавна. Як правило, потрапляючи в новий регіон, де відсутні їхні природні вороги, а екологічні умови сприятливі для росту і розвитку, ці види починають швидко поширюватися. Проти таких видів бур’янів може бути корисна інтродукція фітофагів (природних ворогів) з їх батьківщини (перша стратегія біологічного захисту).
Переваги та особливості біологічного методу
Найбільш поширений метод боротьби з бур’янами — агротехнічний, який полягає у фізичному знищенні шкодочинних рослин шляхом прополювання, культивації, боронування ґрунту. Та інтенсифікація сільського господарства потребує більш досконалих та швидкодіючих методів їх знищення. На сьогодні надзвичайно широко застосовується хімічний метод, створено широкий набір гербіцидів. Але механічні та хімічні засоби не завжди повністю ефективні або рентабельні в захисті від бур’янів, а в деяких випадках взагалі не можуть бути використані (наприклад, проти водних бур’янів, на пасовищах, в парках та лісових насадженнях).
В подібних ситуаціях ефективним може бути біологічний метод, суть якого полягає у використанні природних ворогів бур’янів, переважно гербіфагів. У кожної рослини є свої вороги, які в різному ступені пошкоджують її, уповільнюють темпи розмноження і пширення та навіть повністю знищують. Основна мета полягає в тому, щоб знайти найбільш ефективні біологічні засоби і спрямовано застосувати проти конкретного виду рослин або групи видів.
Жоден метод захисту від бур’янів не може зрівнятися з біологічним за ефективністю та тривалістю дії. При успішному насиченні спеціалізованих гербіфагів забур’янених ділянок практично відпадає необхідність проведення додаткових захисних заходів.
Бур’яни не завжди є абсолютно небажаними елементами агроценозу. Деякі є резерваторами хижаків і паразитів шкідників сільськогосподарських культур, деякі (особливо квітучі) приваблюють на поля паразитів (трихограму). Тому повне знищення бур’янів може нанести шкоду корисній фауні. Біологічний захист рослин від бур’янів спрямований не на повне їх винищення, а на зменшення їх кількості та шкідливості, а також на збереження корисної фауни.
Перспективні гербіфаги, яких застосовують в Україні і за кордоном
Муха фітоміза вовчкова (Phytomyza orobanchia). Кормовими рослинами фітомізи є вовчки, квіткові паразити багатьох технічних, овочевих та кормових культур. Фітоміза пошкоджує вовчка на всіх стадіях його розвитку. Імаго поводиться переважно як ендопаразит і більша частина його життєвого циклу минає всередині рослини.
В Україні також досліджують можливість внутрішньоареального переселення гірчакової нематоди (Anguina picridis) для боротьби з гірчаком повзучим, що є одним з найбільш шкідливих бур’янів. На гірчаку виявлено близько 40 видів організмів, з яких найбільш ефективним гербіфагом є саме гірчакова нематода. Для її використання у другій половині літа підсохлі стебла гірчака з галами нематоди збирають і пізно восени переносять у місця зосередження буряну, насамперед у полезахисних лісосмугах, пришляхових насадженнях, на посівах озимої пшениці та в інших місцях, де не планується обробіток ґрунту восени.
Читати по темі: Вовчок соняшниковий: боріться і поборете
Перспективним також вважається гірчаковий кореневий метелик (Stenodes nomanada). Метелик відкладає яйця на стебла гірчака повзучого біля кореневої шийки. Гусениці, що вийшли, вгризаються в стебло, потім переміщуються в корінь, мінуючи його. В середині травня гусениці утворюють міни довжиною до 3 см. На початку липня гусениці глибоко проникають в корінь і пошкоджений гірчак засихає. Після загибелі рослини гусениці ще деякий період живляться вологим коренем, потім в ньому ж заляльковуються. Гірчаковий метелик розвивається в одному поколінні. Значення його велике, оскільки відбувається повна загибель рослини. На жаль, вид недостатньо вивчений і потребує подальших досліджень.
Проводяться дослідження з використання гербіфагів софори лисохвостої, небезпечного карантинного бур’яна. Найбільш перспективними визнано галового кліща (Vasates semenovi) та квіткову галицю (Cecidomyza). Ці організми в циклі свого розвитку використовують софору лисохвосту і цікаві для подальших досліджень.
Особливої уваги заслуговує проблема боротьби з амброзією полинолистою, яка засмічує орні землі, пасовища, луки, узбіччя доріг. Крім неї в Україні поширені також амброзія багаторічна та амброзія трироздільна, занесені з Північної Америки. На родючих ґрунтах при оптимальній вологості амброзія досягає 3 м у висоту. На одній рослині утворюється близько 100 тис. насінин, що зберігаються в ґрунті понад 5 років. На амброзії виявлено понад 400 видів організмів, що живляться нею, однак лише кілька з них мають практичне значення в розробці методів біологічної боротьби з цим бур’яном. Останніми роками успішно здійснюється інтродукція амброзієвого смугастого листоїда (Zygogramma suturalis F.) та амброзієвого переривчастого листоїда (Zygogramma disrupta), фітофагів, що живляться амброзією полинолистою та амброзією багаторічною.
Кормова специфічність амброзієвих листоїдів надзвичайно чітка. Ні личинки, ні жуки не здатні живитись нічим, крім амброзії. Листоїди здатні ефективно розселятись в агроценозах і завдяки міцності покривів є відносно стійкими щодо основних агрозаходів (оранка, культивація, збирання врожаю тощо). За великої кількості листоїдів на ділянці амброзія там буде повністю знищена.
Велику цікавість в якості гербіфагів айстрових бур’янів представляють мухи-пістрянки (род. Tephritidae). Їхні личинки розвиваються в суцвіттях, стеблах і коренях бур’янів, утворюють гали на листках і пагонах.
Мухи-пістрянки — дрібні і середні за розміром двокрилі комахи з різноманітним оригінальним забарвленням тіла. Крила в них з яскравим малюнком, утвореним темно-бурими поперечними смужками або темними плямами. Саме за такий малюнок родина отримала назву пістряки. В результаті розвитку личинок мух в суцвітті айстрових бур'янів значно знижується продуктивність останніх. Личинки деяких видів мух-пістряків пошкоджують листки та стебла рослин, що веде до їх пригнічення. Так, внаслідок розвитку в стеблах будяка польового личинок урофори чортополохової на них утворюються гали, при цьому біомаса коренів буряну зменшується на 70-80%. Такі рослини розвиваються в 2-3 рази гірше, ніж здорові, і не утворюють генеративних органів.
Із комах, що живляться листям будяка щетинистого, найбільш поширеною є осотова щитоноска (Cassida rubiginosa). В окремі роки вона значно знижує кількість рослин будяка на посівах сільськогосподарських культур. В деяких осередках накопичення бур'янів спостерігається повне знищення надземної частини рослини від пошкоджень щитоноскою.
Серед лускокрилих комах перспективною для використання в біологічному захисті рослин американські спеціалісти визнали міль (Noctuellia floralis), що живиться кореневищами берізки польової.
Читати по темі: Фітотоксичність гербіцидів. Причини, симптоми та як попередити проблему
У Канаді ведеться розробка біологічного методу боротьби з багаторічним осотом — злісним бур'яном, занесеним до країни з Європи та Азії. Проти осота проведено сезонну колонізацію галової мухи (Cystiphora sonchi), яка успішно акліматизувалася в кількох провінціях і відіграє важливу роль у зниженні щільності осота.
Етапи програми біологічного захисту від бур'янів
Будь-яка програма біологічного захисту від бур'янів включає кілька етапів.
Етап 1. Вибір бур'янів як об'єкту біологічної боротьби. На цьому етапі здійснюють вибір і всебічне вивчення бур'яну (його таксономічне положення, шкідливість, походження, поширення, біологію, екологію, фізіологію). При виборі об'єкта-мішені необхідно пам'ятати, що біологічний метод боротьби не придатний для всіх бур'янів. Насамперед потрібно враховувати можливість переходу фітофага, призначеного для боротьби з бур'яном, на харчування корисними рослинами. Близькість багатьох бур'янів до культурних рослин ускладнює вибір їхнього фітофага. Чим тісніше пов'язаний бур'ян з рослинами, що становлять екологічну та економічну цінність у систематичному відношенні, тим важче визначити його специфічних ворогів.
Етап 2. Виявлення та вивчення фітофагів бур'янів та вибір найбільш перспективних. На цьому етапі вивчають видовий склад комах, кліщів та інших потенційних агентів боротьби, які харчуються даним видом бур'янів. Після вибору одного (або кількох) перспективних фітофагів приступають до їхнього детального вивчення. Насамперед визначають харчову спеціалізацію фітофага. При цьому виявляють рослини, які не можуть ним пошкоджуватися. Перевірка специфічності — найбільш трудомісткий етап у програмах інтродукції корисних організмів. Він вимагає спеціальних умов: польових ділянок, теплиць та значних витрат часу та коштів. Результати перевірки нерідко змушують відмовитися від подальших робіт з фітофагом, оскільки з'ясовується, що потенційно небезпечний для культурних чи корисних рослин. Таким чином, якщо виявиться, що крім виду-мішені фітофаг пошкоджує інші рослини, його виключають з подальших досліджень. Перевагу зазвичай віддають монофагам або тим гербіфагам, які мають обмежене коло кормових рослин. Далі безпосередньо досліджують життєвий цикл фітофага, його фенологію, число поколінь, місце відкладання яєць, число личинкових вікових груп, фактори смертності, екологію та інші особливості виду. При цьому особливу увагу приділяють біологічним факторам смертності, здатним вплинути на обґрунтування та зростання популяції у районах випуску.
Етап 3. Збір, інтродукція, карантинне очищення та випуск гербіфагів у стації, засмічені бур'яном. Після ретельного вивчення бур'яну та підбору ефективного гербіфагу переходять до його підготовки (розведення в лабораторних умовах або перевезення з іншої місцевості) та випуску у природні умови. Для цього використовують різні способи — внутрішньоареальне переселення, метод сезонної колонізації або розробляють заходи для покращення розвитку місцевих видів фітофагів. Природний ворог бур'яну, що завозиться з іншої області, країни, континенту, повинен пройти карантинний огляд, очищення, щоб запобігти випадковому завезенню інших комах і збудників хвороб.
Читати по темі: Шкідливість основних бур'янів у посівах соняшнику. Як запобігти втратам врожаю
Етап 4. Контроль та облік ефективності гербіфагів. Слід зазначити, що не всі рослиноїдні види членистоногих, інтродуковані в нові райони, обґрунтовуються в природних стаціях після випусків у них. Ефективність місцевих видів гербіфагів також часто обмежується різними абіотичними та біотичними факторами. Масову загибель випущених гербіфагів можуть спричинити обробку пестицидами, несприятливі погодні умови і т. д. Однак найчастіше чисельність таких гербіфагів стримують місцеві ентомофаги: паразити та хижаки, а також ентомопатогенні мікроорганізми.
Всі ці фактори необхідно враховувати під час біологічної боротьби з бур'янами.
Використання гербіфагів для захисту культурних рослин від бур'янів — не лише екологічно безпечний прийом, а й економічно вигідний. Значні витрати необхідні на перших етапах роботи з гербіфагами, проте за успішної акліматизації спостерігається довготривалий ефект, у результаті витрати окуповуються. І нарешті, в окремих випадках (бур'яни у водоймах, у парках) біологічний метод може бути єдиним можливим для знищення бур'янів.
Олена Басанець, SuperAgronom.com
Думка редакції SuperAgronom.com може не збігатися з точкою зору автора. Редакція не несе відповідальності за достовірність і тлумачення наведеної інформації і виконує роль виключно носія.
