Спосіб боротьби з членистоногими й іншими шкідниками сільського господарства

Спосіб ставиться до області сільського господарства, конкретно - до області захисту рослин, і призначений для зниження пошкоджуваності сільськогосподарських рослин і продуктів рослинництва шкідливими членистоногими й іншими нижчими тваринами. У цей час для боротьби з комахами - шкідниками сільського господарства застосовуються способи, які можна звести до трьох основних напрямків. 1. Хімічний захист рослин. Для зниження чисельності шкідливих організмів використовуються хімічні, штучно синтезовані з'єднання - пестициди (інсектициди, акарициди й т.п.), які представляють собою отрути для організмумети [Берим Н.Г. Химическая защита растений. Л., 1972. и др.]. Ефективність хімічного захисту рослин досить висока, проте, цей метод володіє рядом істотних недоліків. Поперше, відсутність вибірковості призводить до того, що, поряд з шкідливими, гинуть і корисні організми. Крім того, пестициди забруднюють навколишнє середовище й часто становлять небезпеку для здоров'я людей. І, нарешті, шкідливі організми при застосуванні проти них пестицидів виробляють стійкість до них. При цьому ефективність пестицидів істотно знижується, і шкідливі організми, таким чином, стають більше шкідливими. 2. Біологічний захист рослин. Для зниження чисельності шкідливих організмів використовуються їх природні або штучно виведені й розмножені вороги. Найбільше масово із цією метою застосовуються мікроорганізми [Штерншис М.В. Повышение эффективности микробиологической борьбы с вредными насекомыми. Новосибирск, 1995.-195с.]. Цей метод захисту характеризується більшою вибірковістю, чим хімічний захист рослин, і є при цьому екологічно чистим. Однак він характеризується низькою ефективністю й, як правило, самостійно не може бути використаний для задовільного зниження чисельності шкідливих організмів. Крім того, знищуючи сприйнятливі до нього організми, біологічний агент стимулює вироблення в шкідника стійкості до себе. 3. Генетичний метод захисту рослин. Цей метод пов'язаний зі створенням і використанням так званих генетично модифікованих організмів. [Nap J.-P., Metz P. L. J., Escaler M, Conner A.J. The release of genetically modified crops into the environment // The Plant Journal. - 2003. - V.33. - P.1-18]. При цьому в генофонд корисного організму вносяться гени інших видів, наприклад ген, що контролює синтез бактеріального токсину. Токсин накопичується в корисному організмі й запобігає його ушкодження шкідниками. При цьому токсин разом з генетично модифікованим продуктом попадають в організм людини, викликаючи часто алергійні реакції. Ефективність цього методу досить висока. До його недоліків варто віднести, по-перше, уже відзначену вище алергеність генетично модифікованих продуктів, пов'язану з наявністю в продукті чужорідних білкових молекул. По-друге, непередбачуваність екологічних наслідків його застосування. Внаслідок перехресного запилення й горизонтального переносу генів, що модифікують, гени здатні поширяться в природі самостійно, тобто безконтрольно відтворювати себе в навколишньому просторі. Нарешті, як і в попередніх випадках, даний метод стимулює підвищення шкідливості шкідників шляхом придбання стійкості до гнітючого фактора. Таким чином, стратегічним завданням всіх існуючих у цей час способів захисту рослин залишається масове знищення шкідників сільського господарства. При цьому використовувані для цього засоби виступають як селективний фактор, спрямований на підвищення їхньої стійкості, виживаності, плідності. Тобто застосування гнітючого агента приводить до підвищення «агресивності», шкідливості шкідника, його стійкості до застосовуваного агента. Це призводить до необхідності посилення гнітючого впливу або пошуку нового агента. Це у свою чергу викликає подальший ріст стійкості й агресивності шкідника. Очевидно, що подібна тактика веде в тупик. У природних умовах, у природних екосистемах антагоністичні взаємини видів, як правило, не призводять до катастрофічних для них наслідкам. Відомо, що екосистеми еволюціонують убік зм'якшення відносин видів. При конкуренції, наприклад, відбувається диференціація, поділ ніш перебування. Основним принципом відносин у трофічному ланцюзі є переважна експлуатація тих особин, які не мають шансів, або мають найменшу ймовірність залишити потомство. Це відбувається тому, що в системах типу «хижак - жертва», «хазяїн - паразит» або «фітофаг - кормова рослина» перевагу одержують ті генотипи, які використають найменш пристосованих і тому найбільш легкодоступних особин експлуатованого виду. Всім відомо, що вовк є санітаром лісу, харчуючись непристосованими, ослабленими й тому часто хворими жертвами. І цей принцип поширюється на всі негативні взаємини видів в екосистемах. Пропонується покласти аналогічний принцип в основу захисту рослин у сільському господарстві. В основу корисної моделі поставлене завдання створення способу боротьби з членистоногими й іншими шкідниками сільського господарства за рахунок збереження популяції шкідників, адаптованих до спеціально створюваної й відтвореної групи неадаптованих рослин. Сутність корисної моделі полягає в тім, що стратегічним завданням боротьби зі шкідниками є не їхнє знищення, а селекція на зниження їхньої шкідливості й приуроченість шкідників до строго обмеженої й контрольованої групи рослин. Спосіб боротьби з членистоногими й іншими шкідниками сільського господарства, відповідно до винаходу, полягає в тім, що роблять поділ посадкового матеріалу за адаптованістю до даних умов навколишнього середовища, після чого висаджують адаптовані й неадаптовані генотипи на окремих ділянках, але недалеко друг від друга. При цьому поділ посадкового матеріалу по адаптованості до даних умов навколишнього середовища здійснюють або попереднім пошуком генетичних маркерів, пов'язаних з коштовними ознаками, або шляхом підбора тієї або іншої системи схрещувань. Причинно - наслідковий зв'язок між ознаками корисної моделі й технічним результатом, імовірно, такий. Непристосовані рослини являють собою легкодоступний ресурс для шкідників. Тому при регулярному відтворенні системи генотипи шкідників, що використають ці неадаптовані рослини, одержують перевагу й поширюються в популяції шкідника. Це приведе до зниження пошкоджуваності основної маси адаптованих рослин. При цьому шкідники, що харчуються на адаптованих рослинах, самі потраплять у групу непристосованих, найбільш чутливих до своїх природних ворогів. Це істотно підвищить ефективність біопрепаратів. їхнє застосування на адаптованій групі рослин дозволить захистити продукцію від ушкоджень, зберігши її товарний вид. Приклади конкретного виконання. В експериментах з однолітньою рослиною Mimulus guttatus (Scrophulariaceae) і його шкідником Philaenus spumarius (Homoptera: Cercopidae) групи пристосованих і непристосованих рослин одержували шляхом підбора системи схрещувань (інбридинг або аутбридинг). При спільній експозиції в одній теплиці зі шкідниками втрати врожаю біомаси від шкідника в групі непристосованих рослин були на 30% вище, ніж у групі пристосованих рослин. При цьому пристосованість шкідників, оцінена по розмірах і швидкості розвитку на групі пристосованих рослин була істотно нижче. В експериментах з листоверткою Tortrix viridana L. (Lepidoptera, Tortricidae) пристосованість особин оцінювали за розмірними показниками тіла. Відсоток зараження паразитами в групі непристосованих особин був більш ніж в 2 рази вище, ніж у групі пристосованих особин. В експериментах з картопляною міллю пристосованість оцінювали по змінах частот генотипів у динаміці. Смертність від сублетальної дози біопрепарату на основі Bacillus thuringiensis була більш ніж в 3 рази вище в групі непристосованих особин у порівнянні із пристосованими. Наведені вище приклади використання підходу свідчать, що група пристосованих рослин значно в меншому ступені ушкоджувалася шкідниками в порівнянні з поруч локалізованою групою неадаптованих рослин, а неадаптовані шкідники в значно більшому ступені піддаються впливу природних ворогів і мікробіологічних препаратів. Таким чином, стратегія пропонованого способу захисту рослин у сільському господарстві складається не в масовому знищенні шкідників, а в збереженні популяції шкідників, адаптованих до спеціально створеній, просторово локалізованій і відтвореній групі неадаптованих рослин. До переваг даного методу ставиться еволюційна стійкість системи, що не призводить до ескалації негативних взаємин, а також екологічна чистота одержуваного продукту.