Bacillus thuringiensis (Bt) Микробный инсектицидный порошок для сельского хозяйства

Bacillus thuringiensis (Bt) Микробный инсектицидный порошок для сельского хозяйства

Обзор

Bacillus thuringiensis, обычно сокращенно Bt, представляет собой спорообразующую бактерию, используемую в составах микробных инсектицидов для борьбы с сельскохозяйственными вредителями. Коммерческие продукты обычно производятся посредством погруженной жидкостной ферментации и представляют собой сыпучие порошки от белого до светло-желтого цвета, подходящие для внекорневой обработки, обработки семян и обработки почвы.

Во время споруляции отдельные штаммы Bacillus thuringiensis продуцируют параспоральные кристаллические белки, обычно называемые инсектицидными кристаллическими белками. Эти белки могут быть активны против восприимчивых групп насекомых, если соответствующий штамм и профиль токсина соответствуют целевому вредителю.

Коммерческие сельскохозяйственные сорта могут быть стандартизированы по количеству жизнеспособных микроорганизмов в диапазоне от 1×10⁸ до 1×10¹¹ КОЕ/г, при этом влажность контролируется на уровне не более 8%. Однако само по себе количество жизнеспособных микроорганизмов недостаточно характеризует инсектицидную эффективность. Идентичность штамма, профиль кристаллических белков, концентрация или активность токсина, качество состава, соотношение спор и кристаллов и данные биоанализа являются важными параметрами для оценки инсектицида Bacillus thuringiensis.

Продукты Bt используются в овощах, фруктовых и полевых культурах, в питомниках и в комплексных программах борьбы с вредителями. Различные штаммы Bacillus thuringiensis могут быть активны против отдельных чешуекрылых, двукрылых, жесткокрылых или других восприимчивых групп насекомых. Поэтому активность следует описывать на основе штамма и цели, а не обобщать по видам.

Bacillus thuringiensis также применима к системам органического производства, где ее использование разрешено действующими правилами сертификации и правилами использования пестицидов. Безопасность продукта, нецелевые эффекты, статус остатков, разрешенные заявления и инструкции по применению должны соответствовать регистрационным данным для конкретного продукта.

Технические характеристики

Функциональные и рецептурные характеристики

Bacillus thuringiensis отличается от многих других сельскохозяйственных видов Bacillus своей способностью продуцировать параспоральные кристаллические белки во время споруляции. Эти белки играют центральную роль в инсектицидной функции продуктов на основе Bt.

После проглатывания восприимчивым насекомым соответствующие белки Bt могут стать активными в пищеварительной системе насекомых и взаимодействовать с конкретными биологическими мишенями. Восприимчивость значительно варьируется в зависимости от вида насекомых и стадий развития, что делает важную идентификацию вредителей при выборе штамма или препарата Bt.

Таким образом, Bt-инсектициды характеризуются не только жизнеспособной концентрацией спор, но также идентичностью и эффективностью инсектицидных компонентов. Два продукта с одинаковыми характеристиками КОЕ/г могут существенно отличаться по инсектицидному спектру и полевым характеристикам.

Спорообразующая природа Bacillus thuringiensis обеспечивает полезную стабильность во время ферментации, сушки, приготовления, транспортировки и хранения. Тем не менее, активность продукта все равно может снизиться из-за чрезмерного тепла, влаги, воздействия ультрафиолета или неподходящих условий хранения.

Листовые составы обычно разрабатываются для улучшения покрытия и осаждения на поверхности растений. Поскольку многие продукты Bt действуют в первую очередь после приема внутрь, степень распыления и время применения относительно восприимчивых личиночных стадий могут существенно повлиять на эффективность.

Совместимость рецептур следует оценивать, когда Bt сочетается с удобрениями, адъювантами, биологическими препаратами или обычными средствами защиты растений. pH баковой смеси, воздействие ультрафиолета, температура, качество воды и несовместимые противомикробные ингредиенты могут повлиять на стабильность микроорганизмов или белков.

Контекст приложения

Борьба с чешуекрылыми и вредителями

Отобранные штаммы Bacillus thuringiensis используются в микробных инсектицидах, нацеленных на чувствительных личинок чешуекрылых.

Эти составы могут применяться к сельскохозяйственным культурам, питание гусениц которых наносит экономический ущерб листьям, плодам, стеблям или репродуктивным тканям.

Применение, как правило, наиболее эффективно, когда восприимчивые личинки активно питаются и лечение рассчитано соответствующим образом. Виды вредителей, личиночная стадия, покрытие опрыскиванием, условия окружающей среды и идентичность штамма — все это влияет на эффективность.

Борьба с двукрылыми вредителями

Некоторые штаммы Bacillus thuringiensis активны против некоторых двукрылых насекомых.

Соответствующий профиль токсина отличается от штаммов, которые в основном используются против чешуекрылых вредителей. Поэтому продукты, предназначенные для борьбы с двукрылыми, следует выбирать и применять в соответствии с зарегистрированным штаммом, целевым организмом и методом применения.

Идентификация Bacillus thuringiensis на видовом уровне сама по себе недостаточна для прогнозирования активности двукрылых.

Борьба с жесткокрылыми вредителями

Некоторые штаммы Bt продуцируют инсектицидные белки, активные против отдельных жесткокрылых вредителей.

Как и в случае с другими группами насекомых, эффективность зависит от штамма, состава токсина, целевого вида, стадии насекомого, дозировки и состава.

Продукт Bacillus thuringiensis не следует описывать как универсально активный против жуков без данных об его целевой эффективности.

Внекорневое опрыскивание

Опрыскивание листьев является распространенным методом доставки микробных инсектицидов Bt, используемых против вредителей, питающихся листьями.

Равномерное покрытие важно, поскольку многим восприимчивым насекомым для эффективного воздействия приходится поглощать обработанный растительный материал.

Ультрафиолетовое излучение, осадки, орошение, характеристики поверхности листьев и условия опрыскивания могут повлиять на стойкость. Интервалы и время применения должны соответствовать зарегистрированной этикетке конкретного продукта.

Обработка семян

Некоторые составы Bacillus thuringiensis могут использоваться в системах обработки или протравливания семян, если такое использование подтверждено регистрацией продукта.

Применения для обработки семян требуют оценки микробной стабильности, совместимости с материалами покрытия, пестицидами, полимерами и удобрениями, а также влияния на обработку семян и их прорастание.

Заявления, касающиеся защиты от конкретных вредителей рассады, должны быть подкреплены данными об эффективности конкретного продукта.

Внесение в почву

Составы Bt также можно наносить на почву, где целевой вредитель и зарегистрированное использование оправдывают обработку корневой зоны или почвы.

На характеристики почвы могут влиять влажность, температура, pH, органическое вещество, микробная экология и адсорбция инсектицидных белков частицами почвы.

Поэтому метод применения и дозу следует определять в соответствии с целевым вредителем, системой выращивания культур и утвержденной этикеткой продукта.

Овощные культуры

Инсектициды Bacillus thuringiensis могут быть включены в программы борьбы с вредителями при производстве овощей, когда целевое насекомое восприимчиво к выбранному штамму.

Овощные системы часто требуют тщательного выбора времени применения, поскольку популяции вредителей могут быстро развиваться, а съедобные поверхности сельскохозяйственных культур могут нуждаться в повторной защите.

Интеграция со поиском, выявлением вредителей, организмами биологического контроля, устойчивыми сортами и другими утвержденными мерами защиты сельскохозяйственных культур может повысить общую надежность программы.

Фруктовые культуры

Инсектициды на основе Bt также могут использоваться в программах борьбы с вредителями плодовых культур, если это разрешено и поддерживается эффективностью, специфичной для конкретного штамма.

Плотность кроны, стадия плодоношения, расположение вредителей, погода и степень опрыскивания могут повлиять на воздействие целевого насекомого.

Поэтому при выборе продукта следует учитывать биологию вредного организма и зарегистрированную комбинацию культура-вредитель.

Полевые культуры

Отдельные составы Bt могут использоваться в полевых культурах в рамках комплексных программ борьбы с насекомыми.

Эффективность следует оценивать с учетом реальных видов вредителей и местных условий выращивания, а не предполагать на основе широких таксономических категорий.

Меры по управлению устойчивостью также могут быть важны в тех случаях, когда Bt-активные ингредиенты неоднократно используются против одних и тех же популяций вредителей.

Органические производственные системы

Продукты Bacillus thuringiensis обычно используются в программах биологической борьбы с вредителями в органическом сельском хозяйстве.

Однако пригодность для органического производства зависит от точного состава, дополнительных ингредиентов, системы сертификации, статуса регистрации и местных органических стандартов.

Продукты не должны быть автоматически одобрены для органического земледелия только потому, что активным микроорганизмом является Bacillus thuringiensis.

Комплексная борьба с вредителями

Bt-микробные инсектициды могут быть включены в комплексные программы борьбы с вредителями вместе с мониторингом, биологическим контролем, агротехникой, устойчивыми сортами и совместимыми инструментами защиты сельскохозяйственных культур.

Их относительно узкий целевой спектр может быть выгодным, когда программа разработана для уменьшения ненужного воздействия на нецелевые организмы.

Однако безопасность для полезных насекомых и других нецелевых организмов следует описывать в соответствии со штаммом, составом, путем воздействия и нормативной оценкой, а не как абсолютную характеристику.

Состав и стандартизация

Порошок Bacillus thuringiensis обычно получают посредством погруженной жидкостной ферментации с последующим спорулированием, концентрированием, сушкой и приготовлением препарата с подходящими носителями.

Коммерческие продукты могут быть стандартизированы по количеству жизнеспособных микроорганизмов от 1×10⁸ до 1×10¹¹ КОЕ/г, при этом влажность обычно контролируется на уровне не более 8%.

Ключевые параметры качества могут включать идентичность штамма, количество жизнеспособных микроорганизмов, концентрацию спор, инсектицидные характеристики кристаллических белков, микробиологическую чистоту, влажность и внешний вид. Инсектицидную эффективность следует оценивать с использованием соответствующего штамма и целевой активности или метода биоанализа.

Спецификации конкретной партии должны быть подтверждены Сертификатом анализа. Продукт следует хранить в герметичной упаковке в прохладных и сухих условиях, защищенном от прямых солнечных лучей, чрезмерного тепла и влаги.

Продукты Bacillus thuringiensis, предназначенные для борьбы с насекомыми, обычно регулируются как микробные пестициды или биологические инсектициды. Поэтому спецификации продукции, разрешенное использование, целевые вредные организмы, маркировка и требования к регистрации должны быть проверены в соответствии с целевым рынком.