А. Б. ГУКАСЯН,
профессор Е. С. ПЕТРЕНКО, А. С. ИСАЕВ
(Институт леса и древесины имени В. Н. Сукачева СО АН СССР)
Уровень лесозащиты служит важным показателем состояния лесного хозяйства в отдельных районах и в стране в целом. Арсенал средств, используемых для предотвращения и снижения ущерба, наносимого лесному хозяйству вредными насекомыми, отражает техническую оснащенность этой отрасли народного хозяйства, материальные возможности, обеспеченность кадрами и степень разработки научных основ лесозащиты.
Способы и методы защиты леса от вредных насекомых постоянно претерпевают изменения. Они находятся в тесной связи с общим развитием теории и практики лесоводства, достижениями научных дисциплин, соответствующих теоретическим основам лесозащиты и ряда смежных разделов знаний.
В последние годы широкое применение в защите растений от насекомых-фитофлагов получает микробиологический метод борьбы.
Интерес к микробиологическим методам борьбы с вредными насекомыми в значительной мере возрос вследствие разностороннего анализа, которому стали подвергаться прежние методы воздействия на популяции растительноядных насекомых. Биоценотический подход к оценке мер борьбы позволил обнаружить ряд серьезных отрицательных черт у традиционных методов регулирования численности вредителей. В данном случае речь идет о глобальном воздействии пестицидов на биоценозы и загрязнение среды токсическими веществами.
Тревога в связи с нарастающим загрязнением биосферы пестицидами заставляет внимательно отнестись к достоинствам и преимуществам различных мер борьбы с нежелательными организмами. Необходимо изменить принципиальный подход к выбору средств и методов борьбы. Нельзя оставаться на прежних позициях определения достоинства методов лишь по непосредственному эффекту воздействия. Следует принимать во внимание весь комплекс последствий применения тех или иных мер борьбы.
В настоящее время наиболее реально применение в лесозащите микробиологического метода борьбы, основанного на использовании микробных препаратов избирательного действия. В массивах, обработанных микробными препаратами, создаются очаги инфекции, длительное время сдерживающие, численность отдельных видов вредных насекомых.
За последние годы выявлено много болезней насекомых бактериального характера. Использование их в борьбе с фитофагами в ряде случаев оказалось успешным. В недалеком будущем это станет одним из наиболее эффективных методов борьбы с вредителями леса.
Микробиологический метод борьбы с вредителями леса получил широкое распространение в ряде стран: США, Канаде, Франции, ФРГ, Чехословакии, ГДР, Польше, Югославии и др. (Штейнхауз, 1950—1963; Танада, 1956; Криг, 1963; Туманов, 1960; Василевич, 1961; Хемпель, 1956; Ангус, 1964; Липа, 1964, и др.). Исследования отечественных авторов (Талалаев, 1954—1966; Красильников, 1964; А. Гукасян, 1956—1968; В. Гукасян, 1965—1969; Швецова, 1960—1966; Евлахова, 1955—1962; Теленга, 1955, и др.) показали перспективность исполь-1 зования бактерий, грибов, вирусов и простейших против насекомых-вредителей.
Эффективность микробиологического метода борьбы во многом зависит от таких факторов, как вирулентность микроба, концентрация микробных тел на обрабатываемых объектах, температура и влажность воздуха, восприимчивость насекомых к болезням. Эти факторы недостаточно учитываются многими исследователями.
Микробиологический метод борьбы требует глубоких знаний и умения анализировать различные природные явления. Он несовместим с механическим подходом к делу. Исполнители должны быть квалифицированными специалистами, хорошо подготовленными в вопросах полевой экологии, вирусологии, биоценологии, микробиологии, физиологии насекомых и общей энтомологии.
Опыт использования микроорганизмов в борьбе с вредителями хвойных лесов Сибири показывает перспективность разработки бактериальных препаратов на основе спороносных форм бактерий. В то же время многие штаммы спороносных форм бактерий и изготовленные на их основе препараты нередко теряют вирулентные свойства (Гукасян, 1963). Причина этого явления заключается в бактериофагии. В связи с этим очень важно выделение фагоустойчивых культур.
Важной вехой в создании микробиологического метода борьбы с вредителями леса в нашей стране явилось создание ряда бактериальных препаратов.
Достижения в области микробиологического метода борьбы с вредителями леса возможны только при углубленных теоретических исследованиях, с помощью электронной микроскопии, генетики и молекулярной биологии. В частности, большой теоретический и практический интерес представляет изучение биосинтетической функции клеток энтомопатогенных микроорганизмов.
Параспоральные включения, в первую очередь кристаллобелковый комплекс, представляют собой основной исходный материал для образования биологического инсектицида. Состав параспоральных включений, выделяемых в среду спорулирующими клетками, во многом зависит от использования источников углерода и азота. При получении бактериальных препаратов со стабильными свойствами нельзя не учитывать изменчивости кристаллоносных культур. Работами А. Б. Гукасяна (1966), А. И. Машанова (1967) и других установлена изменчивость спороносных кристаллообразующих культур на питательных средах. Под влиянием химических мутагенов и ультрафиолетовых лучей получены различные мутанты бациллус инсектус. В лаборатории микробиологии Института леса и древесины СО АН СССР с помощью мутагенов выделены штаммы, которые значительно повысили биосинтез кристаллических комплексов.
В Институте леса и древесины СО АН СССР создан препарат, который в течение 7 лет испытывался в различных ландшафтно-экологических условиях Средней Сибири. Установлено, что возбудитель долгое время сохраняет в лесу свои вирулентные свойства, не снижая активности. Вирулентность штаммов, выделенных из почвы и коры спустя два года после первичного инфицирования, оставалась достаточно высокой. Инфекция в биоценозе распространяется насекомыми: муравьями, клопами, мертвоедами, двукрылыми и т. д.
Установлено, что наиболее эффективно препарат действует на гусениц сибирского шелкопряда старших возрастов в весенний период (лиственничный и пихтово-кедровый древостой). При заражении перед коконированием вредитель погибает в стадии куколки.
Для оценки действия бактериальных препаратов на вредителей важное значение имеет разработка диагностических признаков состояния насекомых. Исследования показали, что начальный этап болезни, вызываемый кристаллоносными бактериями, характеризуется глубоким распадом форменных элементов и резким нарушением гемоцитарного состава гемолимфы.
При микробиологической борьбе важное значение имеет способ использования микроорганизмов. Наряду с методом кратковременного воздействия на популяцию вредителя большое внимание должно уделяться созданию долговременных очагов инфекции в резервациях. Кристаллоносные микроорганизмы, внесенные в виде спор, становятся составной частью биоценоза. Возбудитель распространяется в насаждении и образует постоянно действующие очаги инфекции. Это свойство микробных препаратов может оказаться решающим в борьбе с определенными экологическими группами дендрофильных насекомых. Можно указать на перспективность применения бактериальных препаратов в постоянных семенных участках. Вредители семян лиственниц даурской и сибирской отличаются привязанностью к определенным микростациям. В процессе онтогенеза насекомые этой группы, как правило, длительное время находятся в подстилке (в фазе личинки, куколки и имаго). Инфицирование подстилки специфическими бактериями сможет в течение нескольких лет исключить определенные виды насекомых из биоценоза. Теоретически возможно избавиться и от нежелательной почвенной фауны на участках, предназначенных для лесных культур, питомников, ценных молодняков.
Проверялась возможность вторичного инфицирования. Источники инфекции — трупы личинок и куколок сибирского шелкопряда, погибших от бациллусинеектус.
Вероятность вторичного инфицирования насекомых прямо пропорциональна плотности популяции. Накоплению и распространению инфекции способствуют затяжные дожди. При массовом размножении сибирского шелкопряда в лиственничных лесах гибель вредителя от вторичного инфицирования достигала 78—89%- Культура бациллус инсектус сохраняет высокую вирулентность в лесных почвах и подстилке в течение четырех лет. Эпифитная и почвенная микрофлора лиственничных и кедровых лесов не препятствует развитию бациллус инсектус. Способность продуцировать кристаллические включения существенно не различается на разных почвах лиственничной тайги.
Для разработки микробиологического метода борьбы существенно широкое изучение болезней насекомых в природе. Болезни в виде эпизоотии дают возможность получить формы энтомопатогенных микроорганизмов высокой активности. Дальнейшая селекционная работа с этими формами будет приводить к появлению новых специфических бактериальных препаратов.
Успешному применению микробных препаратов должна предшествовать исследовательская работа по изучению путей распространения инфекции, степени сохраняемости энтомопатогенных штаммов в различных типах лесных биогеоценозов, подборке сред, увеличивающих активность культур, раскрытию механизмов вторичного инфицирования, определению симптомов заболевания, определению характера проникновения инфекции в организм насекомого, реакции вредителя на заражение при питании различными кормовыми растениями и др.
Известно, что ассоциации энтомопатогенных микроорганизмов бывают более эффективными, чем отдельные их компоненты (Евлахова, 1958; Танада, 1959; Лукьянчиков, 1964). Исследования показали, что при комбинированном использовании Вас. prodigiosum и Вас. tuviensis, Вас. insectus достигается высокая смертность сибирского шелкопряда (Гукасян, Домб, 1958, 1959, 1960).
Перспективно сочетание бактериальных препаратов с паразитами или сублетальными дозами инсектицидов (ТеленГа, 1958; Евлахова, 1959; Приставко, 1964; Щепе-тильникова, Федоринчик, 1963, и др.).
Исследования активности микрофлоры при различном физиологическом состоянии насекомых позволяют установить наиболее эффективные диапазоны использования Патогенных форм бактерий. Так, кристаллоносные штаммы Вас. insectus при норме расхода 25 л/га в дозе 500 млн. клеток в одном мл вызывают высокую смертность во всех фазах вспышки. Однако наибольшая эффективность бактериального препарата достигается при второй фазе вспышки в случае высокой плотности вредителя в насаждении. Применение бактериальных препаратов на начальных этапах вспышки менее эффективно из-за небольшой плотности популяции вредителя и незначительного эффекта вторичного инфицирования.
Эти особенности бактериальных препаратов стали известны благодаря опытам немногочисленных исследователей. Совершенствование микробиологического метода будет зависеть от широты его практического использования в лесном хозяйстве.
Микробиологический метод борьбы не терпит шаблона. Направленность действия препаратов требует непрерывных поисков и совершенствования новых энто-мопатогенных штаммов. Исследовательские работы должны опираться на использование специализированных лабораторий, экспериментальных производств, квалифицированные кадры исследователей и исполнителей.
Необходимо дальнейшее развертывание работ в области микробиологического метода борьбы с вредителями леса в крупных научно-исследовательских лесных учреждениях, способных решать эти вопросы в комплексе с Другими проблемами защиты леса.
Для подготовки кадров, способных квалифицированно решать вопросы микробиологического метода борьбы, следует увеличить прием в аспирантуру по этой специальности и ввести в учебный план высших и средних специальных учебных заведений курс лесной микробиологии с основами микробиологического метода борьбы.
