15 декабря 2025
Безопасная альтернатива пестицидамХимические пестициды помогают аграриям получать высокий урожай, но наносят вред экологии. В Красноярске нашли природную альтернативу: ученые создают биопрепараты из грибов, бактерий и даже вирусов — естественных врагов вредителей. О том, как этот «живой щит» для урожая может изменить сельское хозяйство, рассказал профессор Игорь Павлов из Института леса
Игорь Павлов, д.б.н., профессор
Новая модель сельского хозяйства
Основой для разработки красноярских ученых стала уникальная научная коллекция, которая хранится в Институте леса им. В.Н. Сукачева СО РАН. Банк насчитывает более полутора тысяч штаммов микроорганизмов, собранных из разных экосистем.
Большинство из них прошли молекулярно-генетическую идентификацию, а для части уже расшифрованы полные геномы. Это позволяет не просто классифицировать микроорганизмы, но и понимать механизмы их взаимодействия с патогенами, чтобы целенаправленно отбирать самые перспективные штаммы. Именно они — грибы-антагонисты, паразиты и убийцы насекомых — становятся основой для биопрепаратов нового поколения.
Часть коллекции чистых культур микроскопических грибов и бактерий Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН
Отбор штамма и создание на его основе готового продукта — длительный процесс. Сначала ученые исследуют его защитные свойства, затем подбирают условия для выращивания, определяют оптимальные дозы и способы применения.
Ожидается, что внедрение таких методов позволит сократить затраты на химические обработки до 20 % без потери урожайности, а главное — снизить содержание пестицидов в конечной продукции и защитить насекомых-опылителей, особенно медоносных пчел.
Как работает биозащита
Принцип биологической защиты основан на естественных механизмах. В природе у каждого организма, включая грибы-вредители, есть естественные враги. Ученые выделили высокоактивные штаммы микроскопических грибов и бактерий, которые способны подавлять возбудителей болезней леса и сельскохозяйственных растений.
Одно из самых перспективных средств — биопрепарат на основе гриба триходерма (Trichoderma asperellum) для защиты рапса от целого комплекса заболеваний, в том числе фузариоз и склеротиниоз. В отличие от химикатов, он абсолютно безопасен. Этот гриб особенно эффективен против агрессивного патогена Sclerotinia sclerotiorum, который образует в почве плотные структуры — склероции — и может сохраняться там до 20 лет, будучи неуязвимым для химии.
Исследование антагонистической активности Триходермы
Штамм триходермы работает сразу в трех направлениях: во-первых, как антагонист, он ограничивает рост патогена; во-вторых, как микопаразит, разрушает его «спящие» формы в почве; в-третьих, как стимулятор роста, он помогает самому рапсу лучше развиваться. Эффективность препарата ученые отслеживают с помощью уникального метода, разработанного совместно с коллегами-физиками. Они анализируют флуоресценцию — характерное свечение хлорофилла в листьях. По спектру свечения можно точно сказать, здорово ли оно.
«Биофунгицид на основе Trichoderma asperellum уже проходит испытания на опытных посевах рапса в Красноярском крае и показал существенное снижение поражения растений, сохранение высокой фотосинтетической активности и увеличение ростовых показателей», — отмечает Игорь Павлов.
Рапс1 из 2
Грибы против насекомых
Еще одна проблема химических обработок — массовая гибель пчел. Важнейшее преимущество биопрепаратов — их избирательность. Они действуют только на конкретных вредителей.
Специалисты Института леса отобрали перспективные штаммы гриба боверия (Beauveria bassiana) для борьбы с рапсовым цветоедом. Эти же штаммы показали высокую эффективность и против лесных вредителей, таких как сибирский и непарный шелкопряд, уссурийский полиграф.
Энтомопатогенные штаммы грибов – биологическая основа биопрепаратов
Споры этого гриба прилипают к покровам насекомого, прорастают внутрь, выделяют ферменты и токсины, убивая вредителя изнутри. При этом гриб способен долго жить на растительных остатках. Достаточно одной обработки прилегающих к полям перелесков, чтобы создать долговременный биологический барьер.
Также гриб естественным образом распространяется в популяции насекомых, благодаря их социальному поведению, контролирует популяцию и не дает уничтожать растения.
Работа с чистыми культурами
Вирусы в борьбе за здоровье растений
Новейшее направление — использование грибных вирусов (миковирусов). Ученые ищут вирусы, которые заражают и ослабляют вредоносные грибы, снижая их способность вызывать болезни у растений. Такой вирус, однажды попав в популяцию гриба-вредителя, распространяется в ней самостоятельно, осуществляя постоянный и долговременный контроль.
Современные технологии высокопроизводительного чтения геномов позволили ученым выявить в своей коллекции уникальные штаммы патогенных грибов, уже инфицированные вирусами. Например, найдены вирусы, которые лишают опасный гриб Sclerotinia возможности «прятаться» в почве, и другие, блокирующие его размножение.
«Особенность вирусных агентов — в их исключительной избирательности. Они целенаправленно поражают мишень, не затрагивая другие организмы», — подчеркивает Игорь Павлов.
По его словам, препараты на основе таких вирусов будут воздействовать не на растения или почву, а непосредственно на патогенный гриб, что минимизирует экологическую нагрузку.
Молекулярно-генетические исследования
В перспективе эти разработки могут предложить устойчивую альтернативу химическим пестицидам, повысить урожайность и привести к производству по-настоящему безопасных продуктов питания.
Следующий этап — масштабирование технологий и их внедрение на агропредприятиях. Интеграция таких исследований с промышленностью может стать основой для новой, экологически устойчивой модели сельского хозяйства.
Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий, фото предоставлено КНЦ СО РАН.
