Біопрепарати для захисту рослин

Біологічні препарати для захисту рослин є засобами захисту сільськогосподарських рослин від шкідників, таких як комахи, кліщі, бур'яни та хвороби рослин за допомогою інших організмів: бактерій, грибів, рослин.

Агрономічно корисна мікрофлора (PGPB)

Основою для виробництва мікробіологічних препаратів для захисту рослин є агрономічно корисна мікрофлора.

PGPB (Plant-Grows Promotion Bacteria) — агрономічно корисні мікроорганізми. Ґрунт заселений мікроскопічними формами життя, які включають бактерії, гриби, актиноміцети, найпростіші та водорості. Їхня основна роль — збереження родючості ґрунту, забезпечуючи рослини всіма необхідними елементами живлення. Кількість і тип мікроорганізмів в різних ґрунтах відрізняються і перебувають під впливом температури, вологості, наявності солей і інших хімічних речовин, а також від розмаїття рослин, які ростуть на даних ґрунтах. При цьому вплив конкретної бактерії на рослину, може змінюватися в залежності від умов. Наприклад, мікроорганізми, які сприяють зростанню рослин шляхом забезпечення її фіксованим азотом або мобілізованими сполуками фосфору втрачають свою ефективність при внесенні значних кількостей хімічних добрив.

Типи PGPB

За типом взаємодії з рослинами PGP бактерії поділяють на:

• вільноживучі,
• асоціативні (мешкають в прикореневій зоні рослини-господаря),
• симбіонти (формують взаємовигідні відносини з рослинами),
• ендофіти (колонізують деякі рослини або частини їх внутрішніх тканин).

Незважаючи на відмінності між цими бактеріями, всі вони використовують одні і ті ж механізми для впливу на розвиток рослин — збільшуючи доступність поживних сполук і модулюючи фітогормональної активності (прямі), або зменшуючи інгібуючу дію різних біотичних і абіотичних факторів, тобто, виконуючи роль біопестицидів та імуномодуляторів (непрямі).

Механізми впливу PGPB на рослини

Механізми впливу агрономічно корисної мікрофлори на рослини розділяють на прямі та непрямі.

Прямі механізми

• Підвищення доступності елементів живлення: найбільш вивчені механізми стимулювання росту рослин бактеріями включають забезпечення рослин дефіцитними або важкодоступними поживними речовинами: азотом, фосфором, калієм, залізом.
• Модуляція рівня фітогормонів: багато PGP бактерій можуть впливати на гормональний баланс рослин і, відповідно, його реакцію на стрес. Наприклад, в ряді досліджень було показано, що значна кількість ґрунтових бактерій можуть продукувати з'єднання ауксинового, цітокінініовой або гібберелліновой природи або кілька видів одночасно.

Непрямі механізми

• антибіотики та літичні ферменти: PGPB синтезують цілий ряд різних антибіотиків. Однак, існує одна з проблем використання антибіотиків як агентів біоконтролю: поступово фітопатогени стають стійкими до цих антибіотиків. Дослідники вирішили дану проблему завдяки використанню біоконтролюючих штамів, які синтезують ціаністий водень, а також застосування одного або декілька антибіотиків одночасно. Деякі біоконтроюючі бактерії виробляють ферменти, такі як: хітинази, целюлази, глюканаза, протеази і ліпази. Вони можуть розщеплювати частини клітинних стінок багатьох патогенних грибів. Відповідно, PGP бактерії, які синтезують один або декілька з цих ферментів, виявляють потужну біоконтролірующую активність проти патогенних грибів.
• сідерофори: деякі бактеріальні штами можуть застосовувати як агентів біоконтролю власні сідерофори. Цей ефект досягається завдяки зниженню вмісту доступного заліза, що обмежує здатність патогенів до розмноження.
• індукування системної стійкості: PGP бактерії можуть викликати в рослинах явище, відоме як індукована системна стійкість (ІСС). ІСС-позитивні рослини швидше і активніше реагують на вплив патогена, завдяки швидкій індукції захисних механізмів.
• модулювання ефекту стресових факторів навколишнього середовища,
• зміна гормонального балансу рослин: знизити надмірний рівень етилену можна за рахунок використання PGPB, що синтезують фермент АЦК-дезамінази. Проведені по всьому світу дослідження, показують, що безліч різних PGPB з АЦК-дезаміназною активністю можуть забезпечити істотний захист рослин від цілого ряду абіотичних стресів.
• синтез трегалози та антифризових білків: трегалоза є поширеним в природі не поновлюваним дісахаридом. Вона зустрічається в бактеріях, дріжджах, грибах, рослинах, комах і безхребетних тварин. Високий рівень трегалози може виступати захистом від декількох різних абіотичних стресів. Трегалоза — високостабільна молекула, яка стійка до кислот і високих температур і здатна зв'язувати воду в клітинах, утворюючи гелеву фазу і, як наслідок, знижувати збиток від посухи і засолення.

Види біологічних препаратів

Біологічні препарати розділяють на наступні види:

• Біологічні фунгіциди – це препарати живих організмів, продукти їх життєдіяльності, що використовуються аграріями для захисту рослини в період її вегетації від хвороб, які викликають грибні та бактеріальні збудники. Біологічні фунгіциди володіють значним діапазоном дії, що дозволяє захистити рослини від широкого спектра хвороб, в тому числі: пліснявіння насіння, кореневих гнилей, снігової плісняви, борошнистої роси, бурої роси, фітофторозу, альтернаріозу, фузаріозу, фомозу, кокомікозу, бактеріозів і різного роду плямистостей і гнилей.
• Біологічні інсектициди та акарициди – це вузькоспеціалізовані мікроорганізми і продуковані ними специфічні біотоксини направленої дії, призначені для боротьби з імаго і личинками шкодочинних комах, кліщів і комарів. Біологічні інсектициди володіють широким спектром дії, що дозволяє їм ефективно боротися з наступними шкідниками: колорадським жуком, капустяною совкою, вогнівкою, яблуневою плодожеркою, лучним метеликом, американським білим метеликом, яблуневою і плодовою міллю, павутинними кліщами, великою кількістю видів гусені, тощо. При цьому препарати абсолютно безпечні для бджіл.
• Біологічні інокулянти - біологічні препарати, що використовують  живі культури корисних для рослин мікроорганізмів для зміцнення здоров'я культури. Найбільшу популярність та поширеність у світі препарат здобув як інокулянт для сої (рос. инокулянт для сої). Але використання інокулянтів сьогодні не обмежується тільки бобовими культурами. Інокулянти використовують, також, для передпосівного обробітку насіння різноманітних сільськогосподарських культур: технічних, просапних, зернових колосових, кукурудзи та соняшнику.
• Біологічні деструктори рослинних решток - це препарат, який сприяє пришвидшенню розкладання рослинних решток у ґрунті, пригніченню патогенної мікрофлори та оздоровленню ґрунту. В Україні та світі найпоширенішими є деструктори біоло­гічного походження.
• Біологічні добрива - це специфічні ґрунтові мікроорганізми, які, разом з синтезованими ними біологічно-активними речовинами, застосовуються для забезпечення культури доступними формами азоту, фосфору та калію, а також стимуляції їх росту і розвитку, збільшення урожайності та покращення якості продукції.