Микробные агенты биоконтроля: типы, преимущества, применение и их роль в устойчивой защите сельскохозяйственных культур

 

Микробные агенты биоконтроля: руководство по биологической защите растений

Современное сельское хозяйство все больше внимания уделяет разработке эффективных, устойчивых и совместимых с комплексной борьбой с вредителями систем защиты растений. Микробные агенты биоконтроля  являются важной частью этого перехода.

В отличие от обычных пестицидов, основанных главным образом на синтетических химических активных ингредиентах, микробные продукты биоконтроля используют микроорганизмы или биологическую активность микробов для подавления вредителей и патогенов растений.

В зависимости от микроорганизма и цели микробные агенты биоконтроля могут конкурировать с патогенами, продуцировать противомикробные соединения, паразитировать на вредителях, заражать целевые организмы или стимулировать защитные реакции растений.

Это делает микробный биоконтроль важным инструментом для разработки более диверсифицированных и устойчивых программ защиты сельскохозяйственных культур.

 

Что такое микробные агенты биоконтроля?

Микробные агенты биоконтроля  — это полезные микроорганизмы, используемые для уменьшения численности, роста или ущерба, причиняемого сельскохозяйственными вредителями и патогенами растений.

 

 

К основным группам относятся:

• Полезные бактерии

• Полезные грибы

• Энтомопатогенные грибы

• Бактериальные возбудители насекомых

• Бактериофаги

• Некоторые вирусы

• Другие микробные агенты, используемые для биологической борьбы с вредителями или болезнями.

В зависимости от продукта микроорганизмы могут действовать непосредственно против целевого организма или косвенно, улучшая защиту растений и создавая менее благоприятную среду для патогенов.

Общие роды микробов, используемые в исследованиях и продуктах сельскохозяйственного биоконтроля, включают Bacillus, Pseudomonas, Trichoderma, Beauveria, Metarhizium и другие.

Эффективность каждого микроорганизма зависит от штамма, целевого организма, состава, условий окружающей среды, метода применения и культуры.

 

Как работают микробные агенты биоконтроля?

Микробные агенты биоконтроля могут подавлять вредителей и патогены с помощью нескольких механизмов.

 

 

1. Конкуренция за питательные вещества и пространство

Полезные микроорганизмы могут колонизировать поверхность растений или ризосферу и конкурировать с вредными микроорганизмами за:

• Питательные вещества

• Корневые поверхности

• Поверхности листьев

• Места заражения

• Экологические ниши

Поселяясь вокруг корней растений или надземных тканей растений, полезные микроорганизмы могут затруднить распространение и размножение определенных патогенов.

2. Производство противомикробных соединений

Некоторые микроорганизмы производят природные соединения, которые подавляют конкурирующие микроорганизмы.

Например, некоторые штаммы Bacillus  и Pseudomonas  могут продуцировать антимикробные метаболиты, подавляющие определенные патогены растений.

Эти соединения могут влиять на патоген:

• Клеточные мембраны

• Ферменты

• Метаболизм

• Прорастание спор

• Рост и размножение

Специфическая активность зависит от микроорганизма и штамма.

3. Микопаразитизм

Некоторые полезные грибы могут напрямую взаимодействовать с патогенными грибами.

Виды Trichoderma  хорошо известны своими механизмами, которые могут включать:

• Соревнование

• Микопаразитизм

• Производство ферментов

• Производство противомикробных метаболитов

• Стимуляция защиты растений

Это делает агенты биоконтроля грибков особенно актуальными для борьбы с биологическими заболеваниями.

4. Энтомопатогенная активность.

Некоторые микроорганизмы специфически поражают насекомых-вредителей.

Примеры включают в себя:

• Боверия Бассиана

• Метаризиум анизоплиае

• Бацилла thuringiensis (Bt)

Эти микроорганизмы могут воздействовать на восприимчивых насекомых-вредителей посредством различных биологических механизмов.

Например, энтомопатогенные грибы могут прикрепляться к телу насекомого, прорастать, проникать через кутикулу и при подходящих условиях размножаться внутри хозяина.

5. Индуцированная защита растений

Некоторые полезные микроорганизмы могут взаимодействовать с растениями и стимулировать их естественные защитные реакции.

Этот процесс часто называют индуцированной системной устойчивостью (ISR)  или соответствующей защитной праймингом.

Микробные взаимодействия могут помочь растениям более эффективно реагировать на определенные биотические стрессы, влияя на:

• Защитная сигнализация

• Антиоксидантные системы

• Защитные ферменты

• Вторичный метаболизм

• Механизмы физической защиты

Таким образом, микробный биоконтроль не всегда зависит от прямого уничтожения патогена.

 

Основные типы микробных агентов биоконтроля

 

 

Бактериальные агенты биоконтроля

Полезные бактерии широко изучаются и используются в сельскохозяйственном биологическом контроле.

Общие примеры включают виды из:

• Бацилла

• Псевдомонада

• Стрептомицеты

Бацилла

Продукты на основе бацилл особенно распространены, поскольку многие штаммы могут образовывать устойчивые споры, что может улучшить стабильность продукта и его характеристики при хранении.

Потенциальные функции включают в себя:

• Подавление патогенов

• Производство противомикробных метаболитов

• Колонизация ризосферы

• Стимуляция защиты растений

• Поддержка роста корней

Агенты биоконтроля грибков

Полезные грибы можно использовать как для борьбы с болезнями растений, так и для борьбы с насекомыми-вредителями.

Триходерма

Виды Trichoderma обычно связаны с биологическим контролем патогенов растений, передающихся через почву и листья.

Потенциальные механизмы включают в себя:

• Микопаразитизм

• Соревнование

• Антибиоз

• Производство ферментов

• Стимуляция защиты растений

Боверия

Beauveria bassiana  — энтомопатогенный гриб, используемый для биологической борьбы с насекомыми.

Он может заразить восприимчивых насекомых после контакта с кутикулой насекомых при благоприятных условиях окружающей среды.

Метаризиум

Metarhizium anisopliae  и родственные виды также широко исследуются в целях биологической борьбы с насекомыми-вредителями.

 

Микробные агенты биоконтроля против агентов биоконтроля растительного происхождения

И микробные, и растительные продукты биоконтроля являются важными компонентами биологической защиты растений, но их активные вещества принципиально различаются.

Оба подхода могут быть включены в комплексную программу защиты растений, когда будет установлена ​​их совместимость.

 

Ключевые преимущества микробных агентов биоконтроля

Естественная биологическая активность

Микробиологические продукты основаны на естественных биологических взаимодействиях, а не исключительно на синтетической химической активности.

Это дает производителям дополнительные инструменты для реализации разнообразных программ защиты растений.

Множественные механизмы биоконтроля

В зависимости от микроорганизма микробный биоконтроль может включать:

• Соревнование

• Антибиоз

• Паразитизм

• Хищничество или инфекция

• Конкуренция за питательные вещества

• Стимуляция защиты растений

Использование различных механизмов может помочь создать более разнообразные стратегии защиты растений.

Поддержка комплексной борьбы с вредителями

Микробные агенты биоконтроля могут быть интегрированы с:

• Севооборот

• Устойчивые сорта

• Полевая санитария

• Мониторинг вредителей

• Полезные насекомые

• Агенты биоконтроля растительного происхождения

• Биостимуляторы

• Целевые химические пестициды

Этот комплексный подход может обеспечить более устойчивую борьбу с вредителями и болезнями, чем использование одного метода борьбы.

Потенциал сокращения химических затрат

Когда эффективный микробный продукт надлежащим образом интегрирован в программу защиты растений, он может помочь снизить потребность в некоторых традиционных применениях пестицидов.

Однако эффективность варьируется в зависимости от давления вредителей, условий окружающей среды, культуры, штамма, состава и сроков применения.

Поэтому микробный биоконтроль следует рассматривать как компонент комплексной программы, а не как универсальную замену химических пестицидов.

 

Микробные агенты биоконтроля для борьбы с болезнями растений

Микробиологические продукты могут оказаться особенно ценными для борьбы с патогенами растений.

К потенциальным целевым заболеваниям относятся те, которые вызваны:

• Почвенные грибы

• Листовые грибковые возбудители

• Некоторые бактериальные патогены

• Другие чувствительные микроорганизмы

Полезные микроорганизмы могут подавлять патогены посредством:

Колонизация → Конкуренция → Антимикробная активность → Подавление патогенов → Улучшение защиты растений.

Фактический механизм зависит от задействованного микроорганизма и патогена.

 

Микробные агенты биоконтроля для борьбы с насекомыми-вредителями

Определенные микроорганизмы специально используются для борьбы с насекомыми-вредителями.

Бацилла Тюрингская

Bt производит инсектицидные белки, активные против восприимчивых личинок насекомых.

Различные штаммы и составы Bt нацелены на разные группы насекомых, поэтому выбор продукта должен основываться на конкретном вредителе.

Боверия Бассиана

Этот энтомопатогенный гриб может заражать восприимчивых насекомых при контакте с кутикулой насекомых.

Метаризиум виды.

Виды Metarhizium также используются или исследуются для биологической борьбы с различными насекомыми-вредителями.

Успешный биоконтроль насекомых во многом зависит от условий окружающей среды, восприимчивости насекомых, времени применения и адекватного воздействия.

 

Методы применения

Продукты микробной биоконтроля можно применять различными методами в зависимости от микроорганизма и состава продукта.

 

 

Листовое применение

Опрыскивания для листьев могут наносить микробные агенты непосредственно на поверхность растений и на целевые участки, где присутствуют патогены или насекомые.

Важные факторы включают в себя:

• Покрытие распылением

• Сроки подачи заявки

• Температура

• Относительная влажность

• УФ-воздействие

• Осадки

Внесение в почву

Внесение в почву особенно актуально для микроорганизмов, поражающих ризосферу, или почвенных патогенов.

Потенциальные преимущества включают в себя:

• Колонизация корневой зоны

• Конкуренция патогенов

• Улучшение микробного разнообразия

• Биологическое подавление почвенных патогенов

Обработка семян

Микробиологическая обработка семян может привести к появлению полезных микроорганизмов вокруг семян и развивающейся корневой системы.

Потенциальные преимущества включают в себя:

• Улучшенная ранняя колонизация корней

• Лучшее рассадное заведение

• Ранняя биологическая защита

Капельное орошение и фертигация

Некоторые жидкие микробные составы можно доставлять через ирригационные системы.

Перед применением производители должны подтвердить:

• Совместимость продукта

• Микробная концентрация

• Качество воды

• Требования к фильтрации

• Характеристики ирригационной системы

• Требования к хранению и обращению

Не все микробные продукты подходят для фертигации.

 

Факторы, влияющие на эффективность микробного биоконтроля

Микробные продукты представляют собой живые биологические системы или зависят от биологической активности, поэтому условия окружающей среды особенно важны.

Температура

На рост и активность микроорганизмов сильное влияние оказывает температура.

Экстремальная жара или холод могут снизить биологическую активность или выживаемость.

Влага

Адекватная влажность часто важна для развития и активности микробов, особенно для почвенных применений и энтомопатогенных грибов.

УФ-излучение

Сильное ультрафиолетовое излучение может негативно повлиять на некоторые микроорганизмы, нанесенные на поверхность растений.

Таким образом, при внекорневой подкормке время может влиять на стойкость и производительность.

Почвенные условия

На развитие микробов в почве могут влиять:

• pH почвы

• Влага

• Органическое вещество

• Температура

• Соленость

• Существующие микробные сообщества

Химическая совместимость

Некоторые пестициды, удобрения, дезинфицирующие средства и другие сельскохозяйственные средства могут подавлять жизнеспособность микробов.

Всегда проверяйте рекомендации производителя по совместимости, прежде чем смешивать в резервуаре микробные продукты с другими ингредиентами.

 

Как улучшить эффективность микробных агентов биоконтроля

Подайте заявку в нужное время

Раннее применение или профилактическое использование может обеспечить лучшие возможности для развития полезных микроорганизмов до того, как разовьется серьезное воздействие вредителей или болезней.

Поддерживайте подходящие условия окружающей среды

По возможности применяйте микробные продукты в условиях окружающей среды, благоприятных для выживания и активности микробов.

Используйте правильное покрытие приложений

Адекватное покрытие важно для продуктов, которые зависят от прямого контакта с патогенами или насекомыми-вредителями.

Избегайте несовместимых входов

Не смешивайте микробные продукты автоматически с фунгицидами, бактерицидами, дезинфицирующими средствами или другими противомикробными веществами.

Совместимость следует проверить перед применением.

Соблюдайте рекомендуемые условия хранения

Микробные продукты могут быть чувствительны к:

• Чрезмерное тепло

• Замораживание

• Прямые солнечные лучи

• Длительные сроки хранения

• Неправильное обращение

Соблюдение требований производителя к хранению помогает сохранить качество продукции.

 

Проблемы и ограничения

Микробный биоконтроль предлагает значительные преимущества, но производители также должны понимать его ограничения.

Экологическая зависимость

Производительность поля может варьироваться, поскольку на микроорганизмы влияют температура, влажность, УФ-излучение, осадки, состояние почвы и другие факторы окружающей среды.

Медленное действие

Некоторым микробным продуктам может потребоваться больше времени для достижения видимого эффекта по сравнению с обычными пестицидами быстрого действия.

Это делает особенно важным точное время и профилактическое лечение.

Деформационно-зависимая производительность

Не все штаммы одного и того же вида микробов обладают одинаковыми биологическими свойствами.

Поэтому продукт следует оценивать на основе его конкретного штамма, состава, концентрации и полевых характеристик, а не только по названию вида.

Хранение и жизнеспособность

Для продуктов, содержащих живые микроорганизмы, важно поддерживать жизнеспособные клетки или споры на протяжении всего периода хранения и применения.

Контроль качества должен включать соответствующее тестирование:

• Микробная идентичность

• Жизнеспособное количество

• Чистота

• Загрязнение

• Срок годности

• Стабильность состава

 

Как выбрать продукт микробного биоконтроля

Производителям, дистрибьюторам и специалистам в области сельского хозяйства перед выбором продукта микробного биоконтроля следует оценить несколько факторов.

1. Определите цель

Определите, вызвана ли проблема насекомым, грибковым возбудителем, бактериальным возбудителем или другим организмом.

2. Проверьте штамм микробов.

Конкретный штамм может иметь более важное значение, чем общий вид микробов.

3. Проверка концентрации микробов

Проверьте заявленное количество жизнеспособных микроорганизмов или другие соответствующие спецификации качества.

4. Оценка формулировки

Рассмотрим, подходит ли состав для:

• Опрыскивание листьев

• Внесение в почву

• Обработка семян

• Фертигация

5. Подумайте о безопасности урожая

Проверьте, был ли продукт протестирован на предполагаемой культуре и стадии роста.

6. Оценка полевых данных

Полевые испытания дают больше практической информации, чем просто лабораторная деятельность.

7. Проверьте нормативные требования

Регистрация, разрешенные претензии и требования к подаче заявок различаются в зависимости от страны.

 

Микробный биоконтроль и устойчивое сельское хозяйство

Развитие технологий микробной защиты растений тесно связано с более широким переходом к устойчивому сельскому хозяйству.

Современная программа биологической защиты растений может сочетать в себе:

Микробный биоконтроль + Растительный биоконтроль + Биостимуляторы + ИПМ + Прецизионное применение

Каждый компонент затрагивает различные аспекты здоровья и защиты сельскохозяйственных культур.

Микробные агенты биоконтроля могут внести свой вклад, привнося полезную биологическую активность в экосистему сельскохозяйственных культур и предоставляя альтернативы или дополнения к обычным средствам защиты растений.

 

Заключение

Микробные средства биоконтроля  являются важным компонентом современной биологической защиты растений. Полезные бактерии, грибы и другие микроорганизмы могут подавлять вредителей и патогены посредством конкуренции, антимикробной активности, паразитизма, инфекции и стимуляции защитных механизмов растений.

Их эффективность зависит от гораздо большего, чем просто выбор микроорганизма. Качество штамма, количество жизнеспособных растений, рецептура, условия окружающей среды, сроки внесения, безопасность урожая и совместимость —  все это влияет на производительность поля.

Вместо того, чтобы заменять все традиционные средства защиты растений, микробные агенты биоконтроля наиболее ценны, когда они интегрированы в комплексную стратегию интегрированной борьбы с вредителями (IPM)  . В сочетании с агентами биоконтроля растительного происхождения, полезными сельскохозяйственными микроорганизмами, биостимуляторами, агротехникой и целенаправленными мерами по защите сельскохозяйственных культур они могут помочь производителям построить более устойчивые, эффективные и устойчивые системы растениеводства.

 

Связаться с нами

• Веб-сайт: www.jinmaifertilizer.com

• Сайт Алибаба: jinmailplant.en.alibaba.com

• Электронная почта: info@sdjinmai.com

• Телефон: +86-132-7636-3926

 

Часто задаваемые вопросы

1. Что такое микробные агенты биоконтроля?

Микробные агенты биоконтроля представляют собой полезные микроорганизмы или биологические агенты микробного происхождения, используемые для подавления сельскохозяйственных вредителей и патогенов растений.

 

2. Каковы основные виды микробных средств биоконтроля?

Основные группы включают полезные бактерии, полезные грибы, энтомопатогенные грибы, бактериальные насекомые-возбудители, бактериофаги и некоторые вирусы.

 

3. В чем разница между микробным биоконтролем и микробным удобрением?

Продукты микробного биоконтроля в первую очередь предназначены для подавления вредителей или патогенов, тогда как микробные удобрения в первую очередь предназначены для улучшения доступности питательных веществ, круговорота питательных веществ или питания растений.

Некоторые микроорганизмы могут выполнять функции как биоконтроля, так и стимулирования роста растений, однако следует четко различать предполагаемые заявления о продукте и нормативную классификацию.

 

4. Безопасны ли микробные агенты биоконтроля для сельскохозяйственных культур?

Микробиологические продукты обычно разрабатываются с учетом безопасности сельскохозяйственных культур, но безопасность зависит от микроорганизма, штамма, состава, урожая, нормы внесения и условий использования. Всегда следуйте этикетке продукта.

 

5. Можно ли смешивать микробные агенты биоконтроля с химическими пестицидами?

Некоторые могут, но совместимость существенно различается. Некоторые фунгициды, бактерициды и дезинфицирующие средства могут снижать жизнеспособность или активность микробов. Всегда проводите тест на совместимость и следуйте рекомендациям производителя продукта.

 

6. Через какое время подействуют микробные агенты биоконтроля?

Время реакции зависит от микроорганизма, целевого вредителя или патогена, условий окружающей среды и метода применения. Некоторые продукты требуют нескольких дней или многократного применения для достижения эффективного биологического подавления.

 

7. Можно ли использовать микробные агенты биоконтроля в органическом сельском хозяйстве?

Некоторые микробные средства защиты растений одобрены для органического производства, но право на участие в них зависит от микроорганизма, состава, стандарта сертификации и страны. Перед использованием производители должны проверить применимые требования органической сертификации.