ВСТУП
Актуальність теми. Оптимізація інтегрованого захисту овочевих культур від шкідників є основою для екологізації цієї галузі рослинництва. Це тим більш важливо, що відносно овочевої продукції постійно підвищуються санітарні та екологічні вимоги.
Оптимізація захисту рослин стала найбільш актуальною в останні роки, про що свідчить значна література, присвячена цій проблемі. За різного відсотку насичення біометодом у системі захисту відбуваються певні зміни, що впливає на загальну ефективність обраної тактики. Дослідження їх дозволяє не тільки окреслити основні підходи до захисту тієї чи іншої культури протягом тривалого періоду, але й спрогнозувати підсумковий економічний результат за умов надання переваги хімічному або біологічному методу диференціюючи їх за ступенем насиченості. Таким чином, цей підхід є важливим етапом розробки стратегії і тактики регулювання чисельності шкідників, що особливо відчутно в умовах пошуку компромісу між біологічним та хімічним методами.
Актуальність питання для інтегрованого захисту очевидна, оскільки саме порогові рівні дають можливість управління фітосанітарною обстановкою в агроценозах.
Таким чином, всі названі оптимізаційні напрямки є важливими в сучасних технологіях інтегрованого захисту рослин і спрямованими на поглиблення його екологізації.
Мета і завдання досліджень. Обгрунтування оптимізації інтегрованого захисту посівної цибулі від шкідників на основі виділення головних екологічних та економічних чинників та застосування нових агентів біологічного методу.
Відповідно до поставленої мети вирішували такі завдання:
- випробовувати Фітоспорин, мікробіологічний препарат, діючою речовиною якого є живі клітини і спори бактерії Bacillussubtilis 26Д 1 млрд. кл/мл.;
- випробовувати Гаупсин, Бактофіт, Трихдермін-Р;
- побудувати модель оздоровлення агроценозу посівної цибулі від забруднюючих факторів.
Об’єкти досліджень. Посівна цибуля, біопрепарати Фітоспорин, Гаупсин, Бактофіт, Трихдермін-Р
Предмет досліджень. Ефективність біопрепаратів щодо підвищення урожайності цибулі посівної та захисту її від шкідників.
Практичне значення одержаних результатів.
Побудовано екологізовані сівозміни вирощування цибулі посівної в Лісостепу України з урахуванням використання біологічних препаратів
РОЗДІЛ 1.
ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД
1.1 Основні напрями розвитку світового біотехнологічного бізнесу
Найбільший розвиток біотехнологія отримала у 20 сторіччі і у першу чергу завдяки відкриттю антибіотиків. У 1896 році Б. Гозіо з грибків виділив перший антибіотик, який назвав “мікофеноловою” кислотою; подальше його вивчення провів Е. Дюшен. У 1913 році К. Айсберг виділив пеніцилінову кислоту, а у 1928 А. Флемінг зробив опис культури пеніцилюма. В подальшому було створено перший промисловий антибіотик – пеніцилін. Економічна важливість антибіотиків наочно проявляється у вартості світового збуту чотирьох найбільш поширених груп антибіотиків – пеніцилінів, цефалоспоринів, тетрациклінів та еритроміцинів – вже у 1978 році вона складала 42 млрд. дол. США. З них близько по 1 млрд. дол. складала частка пеніцилінів та тетрациклінів, 500 млн. дол. – цефалоспоринів. У 1980 році світове виробництво антибіотиків складало приблизно 25 тис. т (Сассон, 1987).
Починаючи з середини 60-х років 20 сторіччя, у зв’язку з зростаючою складністю виділення ефективних антибіотиків і поширенням стійкості до сполук, які набули найбільшого поширення, у великої кількості патогенних бактерій, дослідники перейшли від пошуку нових антибіотиків до модифікації структури тих, що вже існували. До 1974 року виробництво напівсинтетичних антибіотиків сягнуло 28,5 тис. т. Крім останніх до 80-х років значний розвиток отримало і біотехнологічне виробництво первинних метаболітів, ферментів, капсульних полісахаридів.
Подальший розвиток біотехнології найтісніше пов’язаний з методами генної інженерії і цікаво простежити становлення цього бізнесу на прикладі США, як сучасного лідера у виробництві біотехнологічної продукції.
За обсягами продукції та числу зареєстрованих патентів США поруч з Японією займають перше місце у переліку країн де біотехнологічна промисловість успішно розвивається.
З 1978 року федеральний уряд США підтримує різні біотехнологічні дослідження, особливо пов’язані з рекомбінантними ДНК. Так, Національний інститут здоров’я уклав тільки в період з 1978 по 1985 рік 365 контрактів відносно досліджень в цій галузі на загальну суму 42 млн. дол. У 1975 –1980 рр. у 25 компаній, що займалися генною інженерією було вкладено більше як 266 млн. дол. За період 1979 – 1982 рр. число таких компаній зросло до 145. Особливих успіхів у застосуванні і розробці технологій, що пов’язані з рекомбінантними ДНК, досягли компанії “Цетус” (1971), “Генентек” (1976), “Генекс” (1977) та “Біоген” (1978), загальні фонди яких у 1980 році перевищували 400 млн. дол. Поруч з названими чотирма компаніями в США було створено цілу низку біотехнологічних фірм. Крім того, більшість фармацевтичних підприємств оволоділи методами генної інженерії. Так, дослідницькі програми фірми “Елі Ліллі” були тісно пов‘язані з ферментацією, сільським господарством та медициною; “Пфіцер” і “Хофман – Ла Рош” активно працювали над створенням інтерферону; “Ліджон” зосередила зусилля на покращенні методів бродіння і виробництва антибіотиків; лабораторії “Г.Д. Серл” вели дослідження в галузі вірусології; компанія “Дюпонт” з 1979 року проводила дослідницьку програму пов‘язану з генетикою включаючи розвиток методів рекомбінантної ДНК (Сассон, 1987).
У середині 80-х років 20 сторіччя намітилася тенденція до перебудови і концентрації біотехнологічної промисловості. Так, у 1980-1981 роках у цю галузь було вкладено близько 1,5 млрд. дол. США. До кінця цього періоду ситуація на ринках збуту сприяла діяльності молодих, технологічно озброєних компаній. Однак, вже до кінця 1983 року 50 компаній з 150 припинили своє існування. Успіх мали лише ті, що змогли концентрувати свої зусилля на вузьких галузях з потенціальними можливостями для розширення, впливати на ціни своєї продукції захопивши не менше 70–80% ринку та випускати високо специфічні і патентно здатні продукти.
Розуміння необхідності пошуку нових ніш у біотехнологічному бізнесі призвело до того, що сфера діяльності багатьох компаній переорієнтувалася з фармацевтики і медицини у сільське господарство, зокрема, в рослинництво, де основними задачами були підвищення урожайності, прискорення росту культур та стійкість до шкідників і хвороб. Саме в цій галузі стали працювати компанії “Еллайд кемікалз”, “Дау” та “Дюпонт”. Серед фармацевтичних фірм “Еллі Ліллі” відводила 35% свого бюджету на агрономічні дослідження. Фірма “Атлантік річфілд” створила в Дубліні (США) науково-дослідний інститут з питань культури рослинних клітин. “Сіба” проводила біотехнологічні дослідження силами своєї фармацевтичної групи і надавала фінансову допомогу подібним дослідам інших компаній. Нафтова корпорація “Оксідентайл ойл” придбала компанію “Зоекон”, головним напрямком діяльності якої було дослідження проблем біологічного контролю. “Монсанто” у 1981 році відкрила молекулярно–біологічне відділення з науковим центром у Сент – Луїсі (США). Завданням центру були дослідження саме в області агрономії. Таким чином, у 1981 році загальна кількість компаній, що застосовували біотехнологічні підходи до розвитку сільського господарства перевищувала 50 (Сассон, 1987).
Крім того, і біотехнологічні компанії так званої “першої хвилі” перенесли частину своїх досліджень в сферу агробіології. Фірма “Цетус”, наприклад, спеціально для вирішення біотехнологічних задач створила відповідну лабораторію. Основні фірми, які займалися виробництвом сортового насіння, також зацікавилися подібними дослідженнями. Так, “Пайонір хібред інтернейшел”, один з найбільших виробників гібридного насіння кукурудзи, організувала мікробіологічне відділення.
Наслідком подібної активізації біотехнологічного бізнесу стало те, що в галузі захисту рослин і рослинництва було створено цілу серію біопрепаратів, які містили в якості активних речовин бактерії, віруси, гриби, нематоди, протозоа; розроблено технології напрацювання ентомофагів та виробництва феромонів, регуляторів росту комах та рослин, екстрактів рослин і врешті решт – створено трансгенні рослини.
Взагалі, світовий збут біопестицидів у 1990 році оцінювався у розмірі 120 млн. дол. США, що складало 0,5% всього обсягу світового ринку агрохімії і вартість якого на той же момент становила 24 млн. дол.. США. З цієї кількості близько 90% збуту біопестицидів представлено бактерією Bacillusthuringiensis – це 1–2% світового ринку інсектицидів. (Про популярність препаратів на основі Bacillusthuringiensis говорять і дані щодо кількості зареєстрованих торгових марок в деяких країнах: в США – 180, в країнах Європейської співдружності – 120, при тому що перший Bt–препарат було зареєстровано лише у 1961 році).
За оцінками експертів, збут біопестицидів зростає на 10–20% щорічно і у 2000 році, на думку деяких аналітиків повинен був сягнути 1 млрд. дол. США (Neale, 1997). Однак, дійсні масштаби виробництва і реалізації біопестицидів дещо інші і за останніми даними, мають наступний вид (табл. 1.1).
Таблиця 1.1 Світові обсяги виробництва засобів захисту рослин від шкідливих комах
| Засоби захисту | Виробництво по роках, млн. дол. США | ||
| 1991 | 1996 | 2001 | |
| Мікробіологічні препарати | 157 | 219 | 318 |
| Ентомопатогенні нематоди | 4 | 30 | 70 |
| Хижаки, паразити | 35 | 47 | 60 |
| БАР–феромони, кайромони тощо | 60 | 80 | 158 |
| Рослинні препарати | 70 | 81 | 90 |
| Всього | 326 | 457 | 696 |
| Хімічні інсектициди | 9358 | 9597 | 9212 |
| Всього | 9634 | 10054 | 9908 |
Потрібно сказати, що на сьогодні у світі зацікавленість у засобах захисту рослин, які виробляються на основах біотехнологічних процесів, значно зросла. Традиційно висока частка в цьому асортименті належить біоінсектицидам. В більшості країн фундаментальні і прикладні проблеми біометоду вирішуються на рівні національних програм. Досягнутий рівень біологізації рослинництва коливається від 1,5–2,0% (США) до 9-10% (Швеція), але в середньому щорічно збільшується на 4-5%. В Німеччині, Англії, Швеції на значних площах сільськогосподарських угідь реалізована ідея повної відмови від застосування засобів хімізації сільського господарства на основі впровадження принципів біологізації землеробства з метою виробництва гарантовано екологічно чистої продукції рослинництва і тваринництва (НТП УААН “Розробити ... основи розвитку промисловості по виробництву засобів біологізації ... , 1999).