В далёком 1879 г. была опубликована научная статья с неброским названием «Болезни личинок хлебного жука»; её автором был тогда ещё молодой профессор Новороссийского университета (г. Одесса) И.И. Мечников (1845-1916), ставший впоследствии величайшим мировым учёным. В этой работе, базирующейся на наблюдениях и экспериментах автора, была высказана воистину новаторская идея ‒ целенаправленно использовать природные ресурсы специализированных возбудителей грибных инфекций насекомых для уничтожения вредителей растений. А уже в 1886 г. она была воплощена в практику, о чём было сообщено его учеником и сподвижником И.М. Красильщиком в публикации «О фабричном производстве заразных грибков с целью распространения их среди вредных насекомых». В ней шла речь о разработке способа массового культивирования на питательных субстратах микроскопического гриба Metarhizium anisopliae для получения его инфекционных спор, осуществляющих заражение опасных вредителей ‒ хлебных жуков-кузек (Anisoplia austriaca), свекловичного долгоносика (Bothynoderes punctiventris) и других растительноядных насекомых (фото 1, 2). Фактически этими двумя работами впервые в мире было положено начало особому, неуклонно развивающемуся направлению – использованию в защите растений микробиологических препаратов, которые затем стали разрабатывать не только на основе других видов паразитических грибов, но и некоторых специализированных, безопасных для человека и теплокровных, патогенных видов бактерий и вирусов. Позже в разных странах микробные биопрепараты были созданы также против растительноядных клещей (паутинных и др.) и нематод (галловых, цистообразующих); есть подобные разработки и для уничтожения переносчиков инфекций человека и животных: иксодовых клещей, тараканов, кровососущих клопов, личинок комаров в местах массового выплода в водоёмах и др. 

Но тогда, более 140 лет назад, это был, действительно, инновационный проект! Поэтому теперь, когда во многих странах мира созданы уже сотни биопрепаратов, звучащие порой громкие слова в рекламах об очередных подобных разработках как инновационных выглядят явно неуместными.

В бывшем СССР в 1970-ые ‒ 1980-ые годы на основе исследований в ряде НИИ была развёрнута серьёзная внедренческая программа по созданию при региональных станциях защиты растений и на базе крупных тепличных хозяйств множества малотоннажных биофабрик, где против оранжерейной белокрылки Trialeurodes vaporariorum, тлей (Aphis gossypii, Myzodes persicae, Aulacorthum solani, Macrosiphum euphorbiae и др.), трипсов (табачного Thrips tabaci и др.), паутинных клещей (Tetranychus spp.) нарабатывали грибные биопрепараты Боверин-БЛ на основе энтомопаразитического гриба Beauveria bassiana и Вертициллин-БЛ (тогда гриб-продуцент фигурировал как Verticillium lecanii, теперь он именуется Akanthomyces muscarius) (фото 3); а для сдерживания развития возбудителей корневых гнилей ‒ Триходермин-БЛ на основе разных штаммов нескольких видов антагонистических грибов рода Trichoderma. 

К сожалению, в 1990-ые годы в связи с экономическим спадом в стране эти производства стали повально закрываться. В то же время во многих других странах, особенно с влажным тёплым климатом, благоприятном для развития грибных болезней членистоногих и нематод (Бразилия, Аргентина, Китай, Индия, Индонезия, Филиппины и др.), с начала XXI века наукоёмкая индустрия производства инсекто-, акаро-, нематоцидных биопрепаратов ушла далеко вперёд, а площади их ежегодного применения против широкого круга вредителей исчисляются теперь без преувеличения миллионами гектаров. И это является чётким показателем, что в этих странах многие фермеры, агрономы смогли преодолеть фобию, связанную с отсутствием у биоагентов почти мгновенного эффекта действия, к которому они привыкли за последние полвека использования химических средств (во многих случаях даже без обоснованной необходимости). 

В последние годы, правда, в России и Белоруссии стал наблюдаться новый всплеск в развитии этого направления, что в немалой мере объяснимо пришедшим пониманием самими практиками пагубности чрезмерного применения химических пестицидов. Здесь уместно отметить, что за всю долгую историю микробиометода отмечались в редких случаях лишь незначительные циклические колебания восприимчивости фитофагов к патогенам, но неизвестно случаев возникновения у вредителей явной прогрессирующей резистентности, которую постоянно фиксируют при использовании любых синтетических препаратов.

Уникальной отличительной особенностью грибных возбудителей является контактный способ внедрения в беспозвоночных-хозяев путём «пробуравливания» хитинизированных покровов ростковыми гифами, продуцирующими комплексы деструктивных ферментов. А вот вирусы, бактерии могут попадать в организм насекомых, главным образом, через грызущий ротовой аппарат в кишечный тракт, но почти не способны внедряться через тонкие каналы погружаемых внутрь тканей растений стилетов сосущих насекомых: белокрылок, тлей, цикадок, медяниц, кокцид, клопов. В силу этого в борьбе с такими вредителями паразитические грибы имеют неоспоримые преимущества. 

Обычно процесс внедрения грибных возбудителей через кутикулу занимает от 12-18 часов (в мелких членистоногих) до 2-3 суток (в крупных жуков, гусениц и т.п.), но на скорость этого процесса сильно влияют также гигро-термические условия и многие другие факторы. Затем, когда гриб, преодолев барьер, оказывается в жировом теле и гемолимфе, то здесь фактически начинается этап «пиршества» ‒ активного поглощения растворённых углеводов, белков, жиров и многих других веществ и бурного развития за счёт этого самого паразита, всё более заполняющего внутренности хозяина своими структурами (мицелием, бластоспорами, хламидоспорами). В результате этого у хозяев наступают всевозможные каскадные нарушения метаболизма, истощение и отравление токсинами, что приводит через 4-20 суток (в зависимости от размеров хозяев, дозы заражения, окружающей температуры и мн. др. факторов) к фатальному исходу. Во влажных условиях на поверхности тела погибших хозяев разрастается воздушный мицелий, на котором формируется многочисленное новое поколение инфекционных спор, которые, будучи разносимыми воздушными потоками или каплями воды, могут вызвать очередное заражение здоровых особей в популяции. Впечатляющий пример: на теле таких мелких насекомых, как тли или белокрылки, через несколько дней после их гибели от грибных инфекций при оптимальных условиях (прежде всего, при высокой влажности) может образоваться до нескольких миллионов спор (фото 4). 

Из более 1000 видов паразитических грибов членистоногих и нематод, описанных к нынешнему времени из разных уголков планеты, в качестве продуцентов биопрепаратов на практике используется около 20 видов, которые отличаются наибольшей технологичностью – важнейшим признаком, без которого не может быть речи о «путёвке в жизнь», даже при наличии высокой целевой активности. В отличие от сугубо «академических» изысканий внедренческая работа должна непременно считаться с диктатом экономики. 

Разумеется, что почти за полтора века многое изменилось. Современная «кухня» разработки высокоэффективных конкурентноспособных коммерческих биопрепаратов – очень непростой многоэтапный процесс, начинающийся с поиска в природе нужных видов биоагентов, выбора среди них наиболее удачных «гармоничных» штаммов, которые при массовом культивировании должны отличаться высокой продуктивностью образования спор, их способностью возможно дольше сохранять жизнеспособность при хранении без использования холодильных камер, обладать высокой «заразностью» (вызывать высокую смертность у целевых объектов в наиболее сжатые сроки при минимально возможных нормах расхода), хорошо «работать» в достаточно широком диапазоне температур, быть безопасными для человека, теплокровных, рыб, пчёл, полезных насекомых-энтомофагов. Очень важными в производстве являются: оптимизация составов питательных субстратов и режимов культивирования продуцентов (от этого сильно зависит себестоимость действующего начала, т.е. спор), подбор композиций веществ-наполнителей к спорам, помогающих патогенам противостоять губительной солнечной инсоляции, высоким температурам, быстрее внедряться в своих хозяев при пониженной окружающей влажности, усиливать и ускорять инфекционный процесс и др. Разумеется, подобные «нюансы», влияющие не успешность, многие биотехнологические компании не раскрывают («ноу-хау»).

Хорошо известно, что даже «неживые» химические препараты по-разному действуют в разных диапазонах температуры – одним не подходят пониженные (10-16°С), у других эффективность теряется в жару (более 30-35°С). А у живых организмов всё это выражено куда сильнее! Из-за различий их требований к факторам окружающей среды в каких-то условиях в выигрыше оказываются одни виды (или внутривидовые формы) хищников, паразитов, патогенов, а при изменении каких-то внешних параметров – другие. Отсюда вытекает целесообразность продуманного комбинирования биоагентов, различающихся как своими экологическими предпочтениями, так и спектром действия на вредителей из разных систематических групп. Это – один из разумных подходов к повышению «запаса прочности» биопрепаратов, который уже практикуется (ведь и многие современные химические препараты, как хорошо известно, представляют собой композиции нескольких действующих веществ из разных химических классов).

Планируя разработку биопрепаратов, столь же важно учитывать, что многие вредители, особенно в защищённом грунте, имеют очень быстрые темпы развития со сменой многих поколений за вегетацию и высокую плодовитость, а также сложную, постоянно меняющуюся, возрастную структуру популяций, когда одновременно встречаются все стадии развития, но с заметным преобладанием яиц (в некоторые периоды их – до 80-95%), уничтожить которых трудно даже «убойными» химическими инсектицидами. Но некоторые штаммы грибных возбудителей овицидной активностью обладают (фото 5).

Показателен пример: полвека назад во многих тепличных хозяйствах бывшего СССР проводились масштабные испытания против оранжерейной белокрылки нескольких видов узкоспециализированных паразитических грибов рода Aschersonia (они были интродуцированы из тропиков), способных при научно обоснованных дозах применения массово, до 90 % и более, поражать личинок (преимущественно младших возрастов) насекомых из этой группы, но, как оказалось, медленнее, чем происходит прирост популяции вредителя за счёт интенсивного размножения самок. Закономерно, что всё это закончилось фиаско, поскольку обычно в популяциях оранжерейной белокрылки личинки 1-3 возрастов составляют не более 25-40 % от общей численности. Это означает, что даже при 100 %-ной их смертности биологическая эффективность с учётом всех фаз развития не может быть высокой, и, следовательно, рост численности вредителя будет лишь чуть меньше по сравнению с ситуацией, если бы вообще не проводились какие-то истребительные мероприятия. И тогда стало ясно, что для действенного сдерживания этого вредителя важно, чтобы из популяции в опережающих темпах непременно «выбивались» и имаго вредителя. Один из немногих естественных врагов белокрылки, который обладает этими свойствами – гриб A. muscarius (точнее, лишь некоторые его штаммы), широко встречающийся на разных мёртвых насекомых во многих природно-климатических зонах нашей страны (фото 6-11). 

Надо понимать, что нет и не может быть универсальных «на все случаи жизни» химических инсектоакарицидов, а биологических – тем более. Поэтому при их разработке надо грамотно подбирать продуцентов с учётом приоритетных видов-мишеней. Точно так же, как бесполезно выпускать в теплицы против паутинных клещей «белокрылочного» энтомофага Encarsia formosa, а для подавления белокрылки – хищного клеща Phytoseiulus persimilis, так и в работе с микроорганизмами важно учитывать их специализацию, причём, даже у видов, способных поражать в бóльшей или меньшей мере довольно широкий круг хозяев. Зная это, во многих случаях можно с большой вероятностью прогнозировать, будет ли он действенно подавлять того или иного вредителя. 

Если, к примеру, в рекламе какого-то биопрепарата на основе гриба Beauveria bassiana сообщается о его высокой эффективности в отношении широкого круга тепличных вредителей, то можно заранее предвидеть, что будет на самом деле. Такой препарат вполне может значительно снижать численность личинок и имаго разных видов трипсов, несколько хуже (гибель 30-60 %) – тлей и, возможно, паутинных клещей (это зависит от конкретных штаммов). Против белокрылки сильным действием этот гриб обладает лишь на личинок и псевдопупарии (личинки 4-го возраста, прекратившие питание), а овицидное – слабое (не более 15-25 %), но его не будет на имаго, а, значит, будет продолжаться интенсивное размножение вредителя.

В последнее время всё более частыми «гостями» тепличных культур становятся различные растительноядные клопы, в частности, некоторые виды из семейства слепняков (Miridae: Lygocoris pabulinus, Lygus rugulipennis), а в южных регионах – многоядный зеленоватый щитник Nezara viridula и инвазионный коричнево-мраморный клоп Halyomorpha halys из сем. щитников (Pentatomidae). Против этих опасных вредителей гриб B. bassiana также может служить эффективным агентом биоконтроля (фото 12). Потенциально высокой активностью он обладает и в отношении гусениц младших возрастов хлопковой совки (Helicoverpa armigera) и томатной минирующей моли (Tuta absoluta), но здесь есть серьёзная проблема – нужно уловить момент для обработки растений до внедрения отрождающихся гусениц в плоды или в паренхиму листьев.

Есть немало тепличных вредителей, часть жизненного цикла которых связана с почвой. Так, в грунтовых плёночных теплицах, особенно на юге страны, нередки случаи повреждения корней растений медведкой Gryllotalpa gryllotalpa, личинками жуков-щелкунов, именуемых «проволочниками» (Coleoptera: Elateridae). Личинки минирующей паслёновой мухи Liriomyza bryoniae, развивающиеся под хорошей защитой внутри листьев томатов в минах, на окукливание уходят в поверхностный слой почвы, где становятся сильно уязвимыми к грибным возбудителям. В переувлажнённых грунтах серьёзную проблему для молодых растений порой представляют личинки огуречного комарика Bradysia brunnipes. Хорошо известно, что личинки табачного трипса нередко совершают временные миграции с растений в верхний слой грунта и обратно. Вот для таких вредителей наиболее действенным в силу лучшей приспособленности к существованию в почвах грибным возбудителем является «мечниковский» вид M. anisopliae, хотя он и имеет с B. bassiana довольно сходный спектр действия на вредителей из разных отрядов и семейств.

С учётом изложенных выше многих позиций о том, каким требованиям должен отвечать по возможности современный биоинсектицид, в ООО «АгроБиоТехнология» был разработан биопрепарат «Ловчий, СП», действующим началом в котором является композиция инфекционных спор с совокупным титром не менее 6×10⁸ в 1 г штаммов четырёх видов энтомопаразитических грибов: A. muscarius, B. bassiana, M. anisopliae и Cordyceps farinosa (фото 13). Последний вид, который не упоминался ещё, в отношении большинства тепличных вредителей не столь актуален, как первые три продуцента, но в природе он является важным фактором сдерживания численности насекомых из разных отрядов, в особенности – гусениц чешуекрылых (но порой встречается и на белокрылках), и клещей, причём его активность нередко проявляется при пониженных температурах, что немаловажно.

С 2021 г. биопрепарат проходит процедуру государственной регистрации против разных вредителей как в полевых условиях, так и в защищённом грунте: против тлей ‒ на томатах, трипсов ‒ на баклажане, тепличной белокрылки ‒ на огурцах. Однако, благодаря сочетанному действию (аддитивному, а в некоторых случаях синергическому) разных возбудителей, отличающихся к тому же экологическими «пристрастиями», летальный эффект может наблюдаться не только у целевых объектов (фото 14), но и проявляться у других, «не заявленных» вредителей. Примером могут служить результаты, полученные в 2023 г. в одном тепличном комплексе Белгородской области, где была показана действенность 
«Ловчего, СП» на культуре огурца в отношении обыкновенного паутинного клеща Tetranychus urticae при 2-кратной обработке с недельным интервалом растений в дозе 8 кг/1000 л воды/га с добавлением эмульгатора Сильвет 408 (0,04%) и прилипателя Биолипостим (0,15%). Через 15 суток после начала защитных мероприятий численность этого вредителя при температурном режиме в период испытаний в ночные часы 16-18°С, в дневные 21-25°С и относительной влажности воздуха в теплице 75-80 % удалось снизить на 95% (пример летального действия энтомопаразитических грибов на паутинных клещей см. на фото 11). 

Не имея возможности здесь более подробно рассказывать о перспективах использования энтомопаразитических грибов и коммерческих биопрепаратов на их основе против разных вредителей, хотелось бы в заключении обратить внимание на важную, по мировому опыту, составляющую успеха. Речь идёт о том, что даже химические инсектициды не могут эффективно «работать» без использования специальных добавок эмульгаторов и прилипателей, которые заведомо вводятся в их состав как вспомогательные вещества для улучшения качества опрыскивания. Для энтомопаразитических грибов с их контактным механизмом действия подобные добавки в рабочие суспензии являются ещё более важными, т.к. в противном случае при опрыскивании капли не будут равномерно растекаться по листовой поверхности, попадать в «укромные» места, а многие вообще будут сразу скатываться из зон обитания вредителей. Самое серьёзное внимание должно уделяться и настройке опрыскивателей. Авторы, к сожалению, неоднократно сталкивались в тепличных хозяйствах с ситуациями, когда при плохо отлаженной опрыскивающей аппаратуре качество покрытия суспензиями некоторых листьев было хорошее, а другие оставались вообще сухими. При таких ситуациях, позволяющих вредителям в каких-то зонах как ни в чём ни бывало благополучно размножаться, списывать неудачи на сами препараты, разумеется, будет некорректным.  

Заведующий лабораторией микробиологических средств
защиты растений ООО «АгроБиоТехнология» Б. А. Борисов 

Агроном обособленного подразделения
Белгородская НИЛ ФГБНУ ВИЗР В. В. Букреев 

Генеральный директор ООО «АгроБиоТехнология» Д. О. Морозов