Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Биопестициды , сокращение от «биологических пестицидов », включают несколько типов вмешательства по борьбе с вредителями: через хищнические, паразитарные или химические связи. Этот термин исторически ассоциировался с биологической борьбой с вредителями и, как следствие, с манипуляциями с живыми организмами. На регулирующие позиции может влиять общественное мнение, а именно:

  • в ЕС биопестициды были определены как «форма пестицидов на основе микроорганизмов или натуральных продуктов». [1]
  • Агентство по охране окружающей среды США заявляет, что они «включают встречающиеся в природе вещества, которые контролируют вредителей (биохимические пестициды), микроорганизмы, которые контролируют вредителей (микробные пестициды), и пестицидные вещества, вырабатываемые растениями, содержащими дополнительный генетический материал (встроенные в растения защитные средства) или ГПВ».

Их получают из организмов, включая растения, бактерии и другие микробы, грибы, нематоды и т . Д. [2] [ необходима страница ] [3] Они часто являются важными компонентами программ комплексной борьбы с вредителями (IPM) и привлекают большое практическое внимание как заменители синтетических химических средств защиты растений (PPP).

Типы [ править ]

Биопестициды можно разделить на следующие классы:

  • Микробные пестициды, которые состоят из бактерий, энтомопатогенных грибов или вирусов (и иногда включают метаболиты, производимые бактериями или грибами). Энтомопатогенные нематоды также часто классифицируются как микробные пестициды, хотя они и являются многоклеточными. [4] [5] [6] [ необходима страница ]
  • Химические вещества биологического происхождения. В коммерческом использовании находятся четыре группы: пиретрум , ротенон , масло нима и различные эфирные масла - это природные вещества, которые контролируют (или контролируют в случае феромонов ) вредителей и микробные заболевания. [7] [8]
  • Инкорпорированные в растения протекторы (PIP) содержат генетический материал других видов, включенный в их генетический материал ( например, ГМ-культуры ). Их использование вызывает споры, особенно во многих европейских странах. [9]
  • Пестициды RNAi, некоторые из которых являются местными, а некоторые абсорбируются растениями.

Биопестициды обычно не имеют известной функции в фотосинтезе, росте или других основных аспектах физиологии растений. Вместо этого они активны против биологических вредителей. Было идентифицировано множество химических соединений, которые вырабатываются растениями для защиты от вредителей, поэтому их называют антифедантами . Эти материалы представляют собой биоразлагаемые и возобновляемые альтернативы, которые могут быть экономичными для практического использования. Системы органического земледелия используют этот подход к борьбе с вредителями. [8]

РНК [ править ]

РНК-интерференция изучается на предмет возможного использования в качестве распыляемого инсектицида несколькими компаниями, включая Monsanto, Syngenta и Bayer. Такие спреи не изменяют геном целевого растения. РНК может быть изменена для поддержания ее эффективности по мере того, как виды-мишени развивают устойчивость к исходной. РНК - это относительно хрупкая молекула, которая обычно разлагается в течение нескольких дней или недель после нанесения. По оценкам Monsanto, затраты составляют порядка 5 долларов за акр. [10]

РНКи использовались для борьбы с сорняками, устойчивыми к гербициду Раундап от Monsanto . РНКи, смешанная с силиконовым поверхностно-активным веществом, позволяет молекулам РНК проникать в воздухообменные отверстия на поверхности растения, нарушая работу гена толерантности и воздействуя на него достаточно долго, чтобы гербицид мог действовать. Эта стратегия позволит продолжить использование гербицидов на основе глифосата, но сама по себе не будет способствовать стратегии ротации гербицидов, основанной на чередовании раундапа с другими. [10]

Их можно изготовить с достаточной точностью, чтобы убить одни виды насекомых, не нанося вреда другим. Monsanto также разрабатывает спрей с РНК для уничтожения картофельных жуков. Одна из задач - заставить его оставаться на растении в течение недели, даже если идет дождь. Картофельный жук приобрел устойчивость к более чем 60 обычным инсектицидам. [10]

Monsanto лоббировала Агентство по охране окружающей среды США, чтобы освободить пестицидные продукты RNAi от каких-либо конкретных правил (помимо тех, которые применяются ко всем пестицидам) и освободить от испытаний на токсичность, аллергенность и остаточное воздействие на грызуны. В 2014 году консультативная группа EPA обнаружила мало доказательств риска для людей от употребления РНК. [10]

Однако в 2012 году Австралийский фонд безопасных пищевых продуктов заявил, что триггер РНК, предназначенный для изменения содержания крахмала в пшенице, может влиять на ген фермента печени человека . Сторонники возразили, что РНК, похоже, не проходит мимо человеческой слюны или желудочной кислоты. Национальный консультативный совет США по медоносным пчелам сообщил EPA, что использование RNAi поставит естественные системы в «олицетворение риска». Пчеловоды предупредили, что опылители могут пострадать из-за непредвиденных последствий и что геномы многих насекомых до сих пор неизвестны. К другим неоцененным рискам относятся экологические (учитывая необходимость постоянного присутствия гербицидов и других применений) и возможное перемещение РНК через границы видов. [10]

Monsanto инвестировала в несколько компаний за свой опыт в области РНК, включая Beeologics (для РНК, убивающей паразитических клещей, поражающих ульи, и для производственных технологий) и Preceres (липидоидные покрытия из наночастиц) и лицензированные технологии от Alnylam и Tekmira . В 2012 году Syngenta приобрела Devgen, европейского партнера по РНК. Startup Forrest Innovations изучает РНКи как решение проблемы озеленения цитрусовых, которая в 2014 году привела к падению 22 процентов апельсинов во Флориде с деревьев. [10]

Примеры [ править ]

Bacillus thuringiensis , бактерия, способная вызывать болезни чешуекрылых , жесткокрылых и двукрылых , является хорошо известным примером инсектицида. Токсин B. thuringiensis ( токсин Bt ) был введен непосредственно в растения с помощью генной инженерии . Использование Bt Toxin вызывает особые споры. Его производители заявляют, что он мало влияет на другие организмы и более экологически безопасен, чем синтетические пестициды.

К другим средствам микробной борьбы относятся продукты на основе:

  • энтомопатогенные грибы ( например, Beauveria bassiana , Isaria fumosorosea , Lecanicillium и Metarhizium spp.),
  • агенты для борьбы с болезнями растений : включают Trichoderma spp. и Ampelomyces quisqualis (гиперпаразит мучнистой росы винограда ); Bacillus subtilis также используется для борьбы с патогенами растений. [4]
  • полезные нематоды, атакующие насекомых ( например, Steinernema feltiae ) или слизняков ( например, Phasmarhabditis hermaphrodita ), вредителей
  • энтомопатогенных вирусов ( например , Cydia pomonella granulovirus ).
  • сорняки и грызуны также были уничтожены с помощью микробных агентов.

Различные природные материалы, включая экстракты грибов и растений, были описаны как биопестициды. Товары в этой категории включают:

  • Насекомых феромоны и другие полухимикаты
  • Продукты брожения, такие как Спиносад ( макроциклический лактон)
  • Хитозан : растение в присутствии этого продукта естественным образом вызывает системную резистентность (ISR), чтобы позволить растению защищаться от болезней, патогенов и вредителей. [11]
  • Биопестициды могут включать натуральные продукты растительного происхождения, в том числе алкалоиды , терпеноиды , фенольные соединения и другие вторичные химические вещества. Известно, что некоторые растительные масла, такие как масло канолы , обладают пестицидными свойствами [12] [ необходима цитата ] . Продукты на основе экстрактов растений, таких как чеснок, в настоящее время зарегистрированы в ЕС и других странах [13] [ необходима цитата ] .

Приложения [ править ]

Биопестициды - это биологические агенты или агенты биологического происхождения , которые обычно применяются аналогично химическим пестицидам, но позволяют бороться с вредителями экологически безопасным способом. Эффективная борьба со всеми продуктами для борьбы с вредителями, но особенно с микробными агентами, требует соответствующей рецептуры [14] и применения . [15] [16]

Биопестициды для борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур уже зарекомендовали себя на различных культурах. Например, биопестициды уже играют важную роль в борьбе с ложной мучнистой росой. Их преимущества включают: 0-дневный интервал перед сбором урожая (см .: максимальный предел остатков ), возможность использования в условиях умеренного и тяжелого заболевания, а также возможность использования в качестве баковой смеси или в программе ротации с другими зарегистрированными фунгицидами. Поскольку некоторые исследования рынка показывают, что до 20% мировых продаж фунгицидов направлено на борьбу с ложной мучнистой росой , интеграция био фунгицидов в производство винограда имеет существенные преимущества с точки зрения продления срока службы других фунгицидов, особенно тех, которые находятся в уменьшенном количестве категория риска.

Основная область выращивания биопестицидов - это обработка семян и внесение поправок в почву . Фунгицидные и биофунгицидные обработки семян используются для борьбы с переносящимися через почву грибковыми патогенами, вызывающими гниение семян, их отмирание, корневую гниль и гнили проростков. Их также можно использовать для борьбы с внутренними переносимыми семенами грибковыми патогенами, а также с грибковыми патогенами, находящимися на поверхности семян. Многие биофунгицидные продукты также демонстрируют способность стимулировать защиту растений-хозяев и другие физиологические процессы, которые могут сделать обработанные культуры более устойчивыми к различным биотическим и абиотическим стрессам.

Недостатки [ править ]

  • Высокая специфичность: может потребоваться точная идентификация вредителя / патогена и использование нескольких продуктов, которые будут использоваться; хотя это также может быть преимуществом, поскольку биопестицид с меньшей вероятностью причинит вред другим видам, чем целевой
  • Часто низкая скорость действий (что делает их непригодными, если вспышка вредителей представляет непосредственную угрозу для урожая)
  • Часто варьирующаяся эффективность из-за влияния различных биотических и абиотических факторов (поскольку некоторые биопестициды являются живыми организмами, которые обеспечивают контроль над вредителями / патогенами путем размножения внутри или поблизости от целевого вредителя / патогена)
  • Живые организмы развиваются и повышают свою устойчивость к биологическим, химическим, физическим или любым другим формам контроля. Если целевая популяция не будет истреблена или сделана неспособной к воспроизводству, выжившая популяция может стать терпимой к любому давлению, что приведет к эволюционной гонке вооружений .
  • Непредвиденные последствия : исследования показали, что биопестициды широкого спектра действия имеют смертельный и несмертельный риск для нецелевых местных опылителей, таких как Melipona quadrifasciata в Бразилии. [17]

Исследование рынка биопестицидов [ править ]

Рынок сельскохозяйственных биопрепаратов достигнет 19,5 млрд долларов к 2031 году, как прогнозирует компания маркетинговых исследований IDTechEx в отчете «Биостимуляторы и биопестициды 2021-2031: технологии, рынки и прогнозы». [18]

См. Также [ править ]

  • Биогербицид
  • Биологическая борьба с вредителями
  • Комплексная борьба с вредителями
  • ЛЮБИЛОСА
  • Защита растений от травоядных
  • Антагонизм (фитопатология)
  • Использование в качестве агента контроля численности населения
  • Цембратриенол

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Поощрение инноваций в разработке биопестицидов» (PDF) (Новости). Европейская комиссия DG ENV. 18 декабря 2008. Выпуск 134. Архивировано из оригинального (PDF) 15 мая 2012 года . Проверено 20 апреля 2012 года .
  2. ^ Коппинг, Леонард Г. (2009). Руководство по агентам биоконтроля: Всемирный сборник . BCPC. ISBN 978-1-901396-17-1.
  3. ^ «Регулирование биопестицидов» . Пестициды . Агентство по охране окружающей среды США. 2 ноября 2011 года Архивировано из оригинала 6 сентября 2012 года . Проверено 20 апреля 2012 года .
  4. ^ a b Кумбс, Эми (1 июня 2013 г.). «Борьба с микробами с помощью микробов» . Ученый . Проверено 18 апреля 2013 года .
  5. ↑ Malherbe, Stephanus (21 января 2017 г.). «Перечисление 17 микробов и их воздействия на почву, здоровье растений и функции биопестицидов» . Explogrow . Лондон . Проверено 14 февраля 2021 года .
  6. ^ Фрэнсис Борджио Дж, Сахаярадж К. и Альпер Сусурлюк I (ред.). Микробные инсектициды: принципы и применение, Nova Publishers, США. 492 стр. ISBN 978-1-61209-223-2 
  7. ^ ИСМАН, Мюррей Б. (2006). «Ботанические инсектициды, сдерживающие средства и репелленты в современном сельском хозяйстве и в мире, который все больше регулируется» (PDF) . Ежегодный обзор энтомологии . 51 : 45–66. doi : 10.1146 / annurev.ento.51.110104.151146 - через Semantic Scholar.
  8. ^ a b Pal GK, Kumar B. "Противогрибковая активность экстрактов некоторых распространенных сорняков против грибов, вызывающих увядание, Fusarium oxysporum " (PDF) . Текущее открытие . 2 (1): 62–67. Архивировано из оригинального (PDF) 16 декабря 2013 года.
  9. ^ Национальный центр информации по пестицидам. Последнее обновление: 21 ноября 2013 г. Защитные средства, содержащиеся в растениях (ГПЗ) / генетически модифицированные растения
  10. ^ a b c d e f "Используя BioDirect, Monsanto надеется, что спреи РНК однажды могут обеспечить засухоустойчивость и другие свойства растений по запросу | Обзор технологий MIT" . Проверено 31 августа 2015 .
  11. ^ Benhamou, N .; Lafontaine, PJ; Николь, М. (декабрь 2012 г.). «Индукция системной устойчивости к гниению кроны и корня фузариоза у растений томатов путем обработки семян хитозаном» (PDF) . Фитопатология . Американское фитопатологическое общество . 84 (12): 1432–44. DOI : 10.1094 / Фито-84-1432 . ISSN 0031-949X . OCLC 796025684 . Проверено 8 февраля 2014 года .   
  12. ^ "Насекомое масло канолы" (PDF) . 18 ноя 2012 . Проверено 19 ноября 2020 .
  13. ^ "База данных ЕС по пестицидам - ​​Европейская комиссия" . ec.europa.eu . Проверено 19 ноября 2020 .
  14. ^ Burges, HD (ed.) 1998 Формулировка микробных биопестицидов, полезных микроорганизмов, нематод и средств обработки семян Publ. Kluwer Academic, Dordrecht, 412 стр.
  15. ^ Мэтьюз Г.А., Бейтман Р.П., Миллер PCH (2014) Методы применения пестицидов (4-е издание), глава 16. Вили, Великобритания.
  16. ^ Л. Лейси и Х. Кайя (ред.) (2007) Полевое руководство по методам патологии беспозвоночных, 2-е издание. Kluwer Academic, Дордрехт, Нидерланды.
  17. ^ Tomé, Хадсон Ванер В .; Barbosa, Wagner F .; Мартинс, Густаво Ф .; Гедес, Рауль Нарцисо К. (01.04.2015). «Спиносад у местной безжальной пчелы Melipona quadrifasciata: достойная сожаления нецелевая токсичность биоинсектицида». Chemosphere . 124 : 103–109. DOI : 10.1016 / j.chemosphere.2014.11.038 . PMID 25496737 . 
  18. ^ Дент, доктор Майкл (2020). Биостимуляторы и биопестициды 2021-2031: технологии, рынки и прогнозы . IDTechEx. ISBN 9781913899066.

Внешние ссылки [ править ]

  • Рынок биоинсектицидов (исследование рынка)
  • Зарегистрированные биопестициды 29.04.02 Агентство по охране окружающей среды США . Обновлено 29 марта 2002 г. Проверено 25 ноября 2011 г.
  • Международная ассоциация производителей биоконтроля (IBMA)