МИКРОБНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ БОРЬБЫ С ЛИЧИНКАМИ ЖУКОВ-ЩЕЛКУНОВ Российский патент 2007 года по МПК A01N63/04 C12N1/14 C12R1/645 

Изобретение предназначено для использования в сельском хозяйстве, а именно схемах биологической защиты растений от почвенных вредителей.

Вредные почвообитающие насекомые и, в первую очередь, личинки жуков-щелкунов - проволочники являются опасными, повсеместно распространенными вредителями семян и всходов сельскохозяйственных культур и поэтому экономический ущерб от данных вредителей весьма велик.

Известен препарат для борьбы с почвообитающими вредными насекомыми - 12-%-ный дуст гексахлоран (ГХЦГ), который широко применялся в 50-х годах прошлого века методом сплошного внесения с расходом препарата 120-130 кг/га (Концентрат лизина - экологически безопасный препарат для защиты пропашных культур от вредных почвообитающих насекомых // Рекомендации М.: ЦНТИПР, 1989. С.4).

Однако применение такого количества препарата оказалось экономически невыгодным и ведущим к уничтожению почвенных организмов и проводящих к экстремальному загрязнению почвы остатками инсектицида на длительное время. Кроме того, наличие горизонтальных и вертикальных миграций насекомых и прежде всего проволочников снижало эффективность химических отработок инсектицидом.

Известен препарат для защиты пропашных и технических культур, включающий в себя энтомопатогенных нематод и аттрактант, вносимый при посадке культур (Добровольский Б.В. и др. Экологически безопасная защита пропашных культур от проволочника // Производство экологически безопасной продукции растениеводства. - Пущино: ВНИИБЗР, 1995. С.308-310).

Недостатком данного препарата является низкая эффективность при применении и короткие сроки хранения. Кроме того, использование нематод затруднено технологически, так как они относятся к многоклеточным животным и быстро теряют жизнеспособность.

Известна композиция для борьбы с почвенными вредителями, содержащая твердый носитель в виде гранулированного суперфосфата - 50 кг и кормовой концентрат лизина - 2,5 кг, вносимая на гектар (Жданкин Ф.А. Эффективность инсектицидов с добавками концентрата лизина в борьбе с проволочниками на овоще-бахчевых культурах в условиях Молдавской ССР // Применение кормового концентрата лизина в растениеводстве. Изд-во Ростовского университета, 1987. С.64-65 - прототип).

Однако в прототипе используются химические носители для аттрактанта, что не всегда оправдано как с экономической точки зрения, так и экономической. При растворении суперфосфата происходит локальное накопление минеральных солей в зоне аттрактантной активности, что может приводить к снижению привлекательности композиции. Кроме того, минеральные удобрения дороги в использовании на больших площадях. Использование в качестве аттрактанта экономически мало оправдано из-за высокой его стоимости.

Известные композиции не позволяют эффективно проводить борьбу с личинками жуков-щелкунов как с использованием химических, так и биологических компонентов.

Техническим решением задачи является создание микробной композиции для обеспечения эффективной борьбы с личинками жуков-щелкунов, расширения ассортимента биологических инсектицидных препаратов против почвенных вредителей сельскохозяйственных растений.

Поставленная задача достигается тем, что микробная композиция для борьбы с личинками жуков-щелкунов, содержащая твердый носитель и микробиологический источник лизина, причем в качестве твердого носителя используют зерно пшеницы, а в качестве источника лизина сухой концентрат кормового лизина, кроме того, данная композиция дополнительно содержит равнообъемную смесь маточных культур энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana F-65 и Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-596, и янтарную кислоту и при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Сухой концентрат кормового лизина0,05-0,15Равнообъемная смесь маточных культур энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana F-65 и Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-5963-5Янтарная кислота0,01-0,001Зерно пшеницыостальное.

Заявленная микробная композиция для борьбы с личинками жуков-щелкунов отличается от прототипа природой носителя, источником микробиологического лизина и дополнительным наличием смеси энтомопатогенных грибов и стимулятором грибного спороношения (янтарной кислотой).

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемых технических решений критерию "новизна".

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение поставленной задачи и не выявлены при изучении данной и смежной областей науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию "изобретательский уровень".

Заявляемая микробная композиция для борьбы с личинками жуков-щелкунов - сложный биологический препарат для защиты растений, включающий в себя кормовой аттрактант, обеспечивающий привлечение вредителей за счет повышенной чувствительности вредителей к аминокислотам, и в частности к лизину; энтомопатогенные микроорганизмы, способные заражать насекомое, вызывая болезнь, а затем и гибель последних; носитель, который обеспечивает структурирование композиции и дополнительную привлекательность для вредителя, а также снабжает питанием энтомопатогенные грибы, вызывая повышенную инфекционность препарата и, как следствие, высокую эффективность препарата в целом. Наличие янтарной кислоты способствует интенсификации спороношения гриба и ускоренному прорастанию спор.

К факторам, обуславливающим получение микробной композиции заданного свойства, относится процентное соотношение между компонентами, входящими в его состав.

Для получения микробной композиции в качестве компонентов используются зерно пшеницы, сухой концентрат кормового лизина, янтарная кислота и маточные культуры энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana F-65 и Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-596.

При этом содержание сухого концентрата кормового лизина должно составлять 0,05-0,15% от общей массы композиции. Если внести в композицию меньше 0,05% сухого концентрата кормового лизина, то не будет происходить привлечения личинок жуков-щелкунов в приманке и эффективность ее использования будет низкая. Если внести более 0,15%, то эффект пищевой привлекательности не увеличивается, а повышается стоимость композиции, и поэтому нет необходимости вводить больше концентрата. Для того чтобы эффективность композиции по борьбе с личинками жуков-щелкунов была оптимальной, количество сухого концентрата кормового лизина должно составлять 0,1% от общей массы композиции.

В состав микробной композиции входит смесь маточных культур энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana F-65 и Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-596, причем смешивание осуществляют в соотношении 1:1. Если в композицию внести маточную культуру энтомопатогенного гриба Beauveria bassiana F-65 более 50%, то энтомопатогенная активность композиции будет ниже смеси, так как каждый из грибов выделяет специфические энтомотоксины, обеспечивающие эффективное заражение личинок жуков-щелкунов. Если в композицию внести маточную культуру энтомопатогенного гриба Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-596 более 50%, то энтомопатогенная активность композиции будет ниже смеси. Для того чтобы эффективность композиции была максимальной, смесь маточных культур энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana F-65 и Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-596 должна находиться в соотношении 1:1.

В композиции равнообъемная смесь маточных культур энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana F-65 и Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-596 должна составлять 3-5% от общей массы композиции. Если внести в грибную композицию равнообъемную смесь маточных культур энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana F-65 и Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-596 меньше 3%, то энтомопатогенная активность композиции будет низкая, так как количество гриба будет недостаточно для активного заражения личинок жуков-щелкунов. Если внести в грибную композицию равнообъемную смесь маточных культур энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana F-65 и Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-596 более 5%, то увеличение требуемого эффекта наблюдаться не будет, а влажность препарата значительно увеличится. Для того чтобы эффективность композиции по борьбе с личинками жуков-щелкунов была оптимальной, количество равнообъемной смеси маточных культур энтомопатогенных грибов должно составлять 4% от общей массы композиции.

При этом содержание янтарной кислоты должно составлять 0,01-0,001% от общей массы композиции. Если внести в композицию меньше 0,001% янтарной кислоты, то не будет происходить интенсификация процесса спороношения, а значит эффективность композиции будет низкой. Если внести более 0,01%, то увеличится расход реагента без увеличения эффекта. Для того чтобы эффективность композиции по борьбе с личинками жуков-щелкунов была оптимальной количество янтарной кислоты должно составлять 0,0055% от общей массы композиции.

Использование предлагаемой микробной композиции обеспечивает высокую эффективность препарата, так как в качестве твердого носителя используют зерно пшеницы, которое обеспечивает легкость и равномерность внесения композиции, являясь одновременно и носителем остальных компонентов композиции и самостоятельным источником питания для проволочников (личинок жуков-щелкунов), а также обеспечивает высокую сохранность спор и мицелия энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana F-65 и Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-596, входящих в состав композиции. Энтомопатогенные грибы, попадая на поверхность насекомых, прорастают на них, разрушая поверхностные покровы насекомого, обеспечивают его гибель. Причем использование смеси обеспечивает увеличение токсического действия, так как каждый из грибов, входящих в состав композиции, выделяет собственные токсины. При этом мертвое насекомое является источником энтомопатогенных агентов (спор и участков мицелия гриба) и может самостоятельно приводить к заражению других особей популяции. Наличие в композиции сухого концентрата кормового лизина обеспечивает ее лизином, который является пищевым аттрактантом, привлекающим личинок жуков-щелкунов и таким образом увеличивающим энтомопатогенную эффективность препарата. Дополнительное внесение янтарной кислоты обеспечивает интенсификацию процесса спороношения энтомопатогенного гриба и тем самым также увеличивает эффективность действия препарата.

Приготовление предлагаемой микробной композиции для борьбы с личинками жуков-щелкунов осуществляется в несколько этапов. Отдельное приготовление рабочей партии посевного материала гриба Beauveria bassiana F-65 и Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-596 на агаризованных питательных средах в пробирках. При этом для культивирования и сохранения культуры используют, как правило, классические среды: Чапека и сусло-агаровую. После варки среды разливают по колбам не более 1/3 части объема и при необходимости добавляют агар-агар из расчета 20 г/л. Затем их закрывают ватными пробками и бумажными чехлами и автоклавируют при температуре 115°С при давлении 0,5 атм в течение 30 мин. Засев в пробирки осуществляют микробиологической петлей вблизи пламени горелки в стерильных условиях чистой культурой гриба. Выращивание осуществляют при температуре 26-28°С в течение 7 суток.

На следующем этапе производят также отдельное выращивание посевного материала грибной культуры на жидких питательных средах для массовой наработки препарата. Для этого используют те же питательные среды, что и на предыдущем этапе. Однако выращивание грибной культуры на этом этапе осуществляют в ферментерах, что позволяет получать большое количество посевного материала. Засев стерильной питательной среды в ферментере осуществляют стерильной маточной культурой гриба. При этом объем маточной культуры должен составлять не менее 1/7 объема ферментера. Выращивание гриба в ферментере осуществляют при температуре 26-28°С в течение 7 суток.

На третьем этапе получения предлагаемой композиции зерно пшеницы замачивают в воде при гидромодуле 1 к 1,7 на 15-17 часов. Затем в заранее приготовленную тару (3-х литровые баллоны, биксы) засыпают субстрат (пророщенное зерно). Затаренное в емкость зерно пастеризуют в автоклаве при температуре 128°С и давлении 1,5 атм в течение 1,0-1,5 часа, охлаждают и производят засев грибной культуры Beauveria bassiana F-65 и Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-596 предварительно смешанными в равных объемах в стельных условиях. Смесь маточных культур грибов высевают из расчета 50 мл на 1 кг зерна. Выращивание засеянного таким образом зерна осуществляют в комнатах-растильнях при температуре 24-25°С в течение 48 часов.

После выращивания грибов в зерно добавляют сухой концентрат кормового лизина из расчета его содержания в композиции 1 грамм на 1 кг смеси янтарной кислоты и тщательно перемешивают. Затем препарат фасуют в полиэтиленовые пакеты снабжают этикетками и используют на полях для борьбы с почвенными вредителями.

Для оценки промышленной эффективности предлагаемой микробной композиции для борьбы с личинками жуков-щелкунов используется штаммы энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana F-65 и Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-596 из коллекции ФГУ "Краснодарский экспериментальный центр биологической защиты растений" (г.Краснодар), полученный из Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (г.Москва).

Производственная эффективность предлагаемой микробной композиции для борьбы с почвенными вредителями иллюстрируется примером. Полевые опыты по выявлению эффективности указанной композиции против проволочника проводили в агрофирме "Кубань" Выселковского района Краснодарского края в 2001-2002 году на посевах сахарной свеклы.

За две недели до посева культуры на опытное поле вносили в почву зерновой сеялкой предлагаемую композицию из расчета 1 кг на га. Композиция представляла зерно пшеницы с вводом 0,1% сухого концентрата кормового лизина, концентрата янтарной кислоты 0,0055% и 4% равнообъемной смеси маточных культур энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana F-65 и Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-596. Внесение композиции осуществляли на расстоянии 50-70 см друг от друга, используя сеялку с закрытой частью семепроводов. Глубина заделки композиции в почву 5-7 см.

На контрольном поле 1 защиту всходов сахарной свеклы осуществляли химическим способом с использованием инсектицида фурадан для обработки семян при дозе расхода 20 кг/га.

На контрольном поле 2 защиту всходов сахарной свеклы осуществляли микробной композиции изготовленной по прототипу, из расчета 1 кг на га.

Площадь опытного поля составила 64 га, а контрольного 1-68 га и контрольного 2-529 га.

Результаты эксперимента по оценке эффективности предлагаемой композиции представлены в таблице. Как видно из таблицы, использование предлагаемой композиции позволяет снизить нормы расхода препарата, уменьшить повреждаемость растений сахарной свеклы и значительно повысить урожайность культуры.

ТаблицаРезультаты полевого опыта по оценке эффективности использования предлагаемой композиции при выращивании сахарной свеклыВариантПлощадь поля, гаПлотность личинок, экз./м²Норма расхода препарата, кг/га кг/тГустота стояния растений, шт./м погонныйУрожайность корнеплодов, ц/гав период всходовв период уборкиКонтроль 1 (с использованием препарата фурадан)6823,8202,10,6552,0Контроль 2 (композиция по прототипу)5228,213,71,792,6Опыт (с использованием предлагаемой композиции)6424,316,66,5345,2

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к средствам биологической защиты растений. Композиция содержит сухой концентрат кормового лизина 0,05-0,15 мас.ч. равнообъемная смесь маточных культур энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana F-65 3-5 и Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-596 мас.ч. янтарная кислота 0,01-0,001 мас.ч. зерно пшеницы - остальное. Изобретение позволяет уменьшить повреждаемость растений и значительно повысить урожайность. 1 табл.

Микробная композиция для борьбы с личинками жуков-щелкунов, содержащая твердый носитель и микробиологический источник лизина, отличающаяся тем, что в качестве твердого носителя используют зерно пшеницы, а в качестве источника лизина - сухой концентрат кормового лизина, причем данная композиция дополнительно содержит равнообъемную смесь маточных культур энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana F-65 и Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-596 и янтарную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Сухой концентрат кормового лизина0,05-0,15Равнообъемная смесь маточных культур энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana F-65 и Metarrhizium anisopliae var. anisopliae F-5963-5Янтарная кислота0,01-0,001Зерно пшеницыОстальное