stringtranslate.com

Биопестицид

Биопестицид — это биологическое вещество или организм, который повреждает, убивает или отпугивает организмы , считающиеся вредителями. Биологическое вмешательство в борьбу с вредителями включает хищнические, паразитические или химические взаимоотношения.

Их получают из организмов, включая растения , бактерии и другие микробы , грибы , нематоды и т.д. [1] [ нужна страница ] [2] Они являются компонентами программ комплексной борьбы с вредителями (ИПМ) и получили большое практическое внимание в качестве заменителей синтетических химических средств защиты растений (СЗР).

Определения

Агентство по охране окружающей среды США заявляет, что биопестициды «представляют собой определенные типы пестицидов, полученные из таких природных материалов, как животные, растения, бактерии и некоторые минералы, и в настоящее время существует 299 зарегистрированных активных ингредиентов биопестицидов и 1401 зарегистрированный активный биопестицидный продукт». [3]  Агентство по охране окружающей среды также заявляет, что биопестициды «включают встречающиеся в природе вещества, контролирующие вредителей (биохимические пестициды), микроорганизмы, контролирующие вредителей (микробные пестициды), и пестицидные вещества, производимые растениями, содержащими добавленный генетический материал (защитные средства, входящие в состав растений) или PIP». . [4]

Европейское агентство по охране окружающей среды определяет биопестицид как «пестицид, полученный из биологических источников, то есть из токсинов, встречающихся в природе». - природные биологические агенты, используемые для уничтожения вредителей, вызывая специфические биологические эффекты, а не вызывая химическое отравление». Кроме того, ЕАОС определяет биопестицид как пестицид, в котором «активным ингредиентом является вирус, грибок или бактерия, или натуральный продукт, полученный из растительного источника. Механизм действия биопестицидов основан на специфических биологических эффектах, а не на химических ядах». [5]

Типы

Биопестициды обычно не имеют известной функции в фотосинтезе , росте или других основных аспектах физиологии растений. Многие химические соединения, вырабатываемые растениями, защищают их от вредителей ; их называют антифедантами . Эти материалы биоразлагаемы и возобновляемы, что может быть экономичным для практического использования. Системы органического земледелия используют этот подход к борьбе с вредителями. [6]

Биопестициды можно классифицировать следующим образом:

РНК-интерференция

РНК-интерференция изучается для использования в распыляемых инсектицидах ( инсектицидах RNAi ) такими компаниями, как Syngenta и Bayer . Такие спреи не модифицируют геном целевого растения. РНК можно модифицировать, чтобы сохранить ее эффективность по мере того, как целевые виды эволюционируют и становятся толерантными к оригиналу. РНК — относительно хрупкая молекула, которая обычно разлагается в течение нескольких дней или недель после применения. По оценкам Monsanto, затраты составят порядка 5 долларов за акр. [12]

RNAi использовался для борьбы с сорняками, устойчивыми к Раундапу . RNAi можно смешать с силиконовым поверхностно-активным веществом, которое позволяет молекулам РНК проникать в воздухообменные отверстия на поверхности растения. Это разрушило ген толерантности на время, достаточное для того, чтобы гербицид подействовал. Эта стратегия позволит продолжить использование гербицидов на основе глифосата . [12]

Их можно производить с достаточной точностью, чтобы нацеливаться на конкретные виды насекомых. Monsanto разрабатывает спрей РНК для уничтожения колорадских жуков . Одна из задач — заставить его оставаться на растении неделю, даже если идет дождь. Картофельный жук приобрел устойчивость к более чем 60 традиционным инсектицидам. [12]

Monsanto лоббировала Агентство по охране окружающей среды США, чтобы освободить пестицидные продукты RNAi от каких-либо конкретных правил (кроме тех, которые применяются ко всем пестицидам), а также освободить их от токсичности для грызунов, аллергенности и остаточных экологических испытаний. В 2014 году консультативная группа Агентства по охране окружающей среды обнаружила мало доказательств риска для людей от употребления РНК. [12]

Однако в 2012 году Австралийский фонд безопасного питания заявил, что триггер РНК, предназначенный для изменения содержания крахмала в пшенице, может влиять на ген фермента печени человека . Сторонники возражали, что РНК, похоже, не выживает в человеческой слюне или желудочной кислоте. Национальный консультативный совет по медоносным пчелам США сообщил EPA, что использование RNAi поставит естественные системы в «воплощение риска». Пчеловоды предупредили, что опылители могут пострадать от непреднамеренных воздействий и что геномы многих насекомых до сих пор не определены. Другие неоцененные риски включают экологические риски (учитывая необходимость постоянного присутствия гербицидов) и возможный дрейф РНК через границы видов. [12]

Monsanto инвестировала в несколько компаний за их опыт в области РНК, включая Beeologics (для РНК, убивающей паразитических клещей, паразитирующих в ульях, и в технологии производства) и Preceres (липидоидные покрытия из наночастиц), а также лицензированные технологии от Alnylam и Tekmira . В 2012 году Syngenta приобрела Devgen, европейского партнера RNA. Стартап Forest Innovations исследует RNAi как решение проблемы позеленения цитрусовых , из-за которой в 2014 году 22 процента апельсинов во Флориде упали с деревьев. [12]

Микопестицид

Микопестициды включают грибы и компоненты клеток грибов. Были оценены такие размножения, как конидии, бластоспоры, хламидоспоры, ооспоры и зигоспоры, а также смеси гидролитических ферментов. Роль гидролитических ферментов, особенно хитиназ, в процессе уничтожения, а также возможное использование ингибиторов синтеза хитина являются основными направлениями исследований. [13]

Нанотехнологии

Было показано, что инкапсуляция некоторых биологических соединений в системах наночастиц повышает их эффективность против вредителей , снижает их токсичность для людей и окружающей среды, а также уменьшает потери, вызванные физическим износом (например, улетучиванием и выщелачиванием). [14] [15] [16] Таким образом, нанотехнологии могут помочь в создании менее токсичных биопестицидов с приемлемыми профилями безопасности, большей стабильностью активного агента, улучшенной эффективностью против намеченных вредителей и более высоким признанием конечным пользователем. [15] [17] [18] Масло нима ( Azadirachta indica ) можно эффективно защитить от быстрого разложения за счет использования наночастиц, обеспечивающих более продолжительное воздействие на намеченных вредителей. Биоразлагаемые полимеры, используемые в препаратах этого типа, позволяют непрерывно вводить активный ингредиент без ущерба для окружающей среды. Поскольку в настоящее время отсутствует глубокое понимание факторов оценки риска и последующей токсичности наночастиц по отношению к компонентам агроэкосистем после их попадания в окружающую среду, будущие исследования должны быть сосредоточены на способах избежать рисков, связанных с использованием наночастиц. [19]

Примеры

Bacillus thuringiensis — бактерия, способная вызывать заболевания чешуекрылых , жесткокрылых и двукрылых . Токсин B. thuringiensis ( токсин Bt ) был введен непосредственно в растения посредством генной инженерии . Производители Bt-токсина утверждают, что он мало влияет на другие организмы и более безопасен для окружающей среды , чем синтетические пестициды.

Другие средства микробиологической борьбы включают продукты на основе:

В качестве биопестицидов использовались различные животные, грибковые и растительные организмы и экстракты. Продукты в этой категории включают в себя:

Приложения

Микробные агенты, эффективный контроль требуют соответствующей формулировки [23] и применения . [24] [25]

Биопестициды зарекомендовали себя на различных культурах и используются против болезней сельскохозяйственных культур. Например, биопестициды помогают контролировать заболевания ложной мучнистой росой . Их преимущества включают в себя: нулевой интервал перед сбором урожая (см.: Максимальный предел остатков ), успех при умеренном и тяжелом заболевании, а также возможность использования в качестве баковой смеси или в чередующейся программе с другими фунгицидами. Поскольку по оценкам некоторых рыночных исследований, до 20% мировых продаж фунгицидов направлено на борьбу с болезнями ложной мучнистой росы, интеграция биофунгицидов в производство винограда имеет существенные преимущества, продлевая срок полезного использования других фунгицидов, особенно тех, которые относятся к категории пониженного риска. [ нужна цитата ]

Основной областью роста биопестицидов является обработка семян и улучшение почвы . Фунгицидные и биофунгицидные обработки семян используются для борьбы с почвенными грибковыми патогенами, которые вызывают гниль семян, выпревание, корневую гниль и поражение всходов. Их также можно использовать для борьбы с внутренними грибковыми патогенами, передающимися через семена, а также с грибковыми патогенами на поверхности семян. Многие биофунгицидные продукты обладают способностью стимулировать защиту растений-хозяев и другие физиологические процессы, которые могут сделать обработанные культуры более устойчивыми к стрессам. [ нужна цитата ]

Недостатки

Исследования рынка

Прогнозируется, что к 2031 году рынок сельскохозяйственных биологических препаратов достигнет 19,5 миллиардов долларов. [27]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Коппинг, Леонард Г. (2009). Руководство по агентам биоконтроля: Всемирный сборник. БЦПК. ISBN 978-1-901396-17-1.
  2. ^ «Регулирование биопестицидов». Пестициды . Агентство по охране окружающей среды США. 2 ноября 2011 года. Архивировано из оригинала 6 сентября 2012 года . Проверено 20 апреля 2012 г.
  3. ^ Агентство по охране окружающей среды США, OCSPP (31 августа 2015 г.). «Что такое биопестициды?». www.epa.gov . Проверено 22 ноября 2022 г.
  4. ^ Агентство по охране окружающей среды США, OCSPP (31 августа 2015 г.). «Биопестициды». www.epa.gov . Проверено 22 ноября 2022 г.
  5. ^ «Биопестицид — Европейское агентство по окружающей среде». www.eea.europa.eu . Проверено 22 ноября 2022 г.
  6. ^ ab Пал Г.К., Кумар Б. «Противогрибковая активность некоторых экстрактов распространенных сорняков против грибов, вызывающих увядание, Fusarium oxysporum» (PDF) . Текущее открытие . 2 (1): 62–67. Архивировано из оригинала (PDF) 16 декабря 2013 года.
  7. ^ Аб Кумбс, Эми (1 июня 2013 г.). «Борьба с микробами микробами» . Ученый . Архивировано из оригинала 7 января 2013 г. Проверено 18 апреля 2013 г.
  8. ↑ Малерб, Стефан (21 января 2017 г.). «Перечень 17 микробов и их влияние на почву, здоровье растений и функции биопестицидов». Исследуйте рост . Лондон. Архивировано из оригинала 19 февраля 2016 г. Проверено 14 февраля 2021 г.
  9. ^ Фрэнсис Борджио Дж., Сахаярадж К. и Альпер Сусурлук I (ред.). Микробные инсектициды: принципы и применение, Nova Publishers, США. 492 стр. ISBN 978-1-61209-223-2 
  10. ^ Исман, Мюррей Б. (2006). «Ботанические инсектициды, средства отпугивания и репелленты в современном сельском хозяйстве и мире, который становится все более регулируемым». Ежегодный обзор энтомологии . 51 : 45–66. doi :10.1146/annurev.ento.51.110104.151146. PMID  16332203. S2CID  32196104.
  11. ^ Национальный информационный центр по пестицидам. Последнее обновление: 21 ноября 2013 г. Средства защиты растений (PIP) / Генетически модифицированные растения
  12. ^ abcdef «Благодаря BioDirect компания Monsanto надеется, что спреи РНК смогут когда-нибудь обеспечить устойчивость к засухе и другие свойства растений по требованию | Обзор технологий MIT» . Проверено 31 августа 2015 г.
  13. ^ Дешпанде, MV (1 января 1999 г.). «Производство микопестицидов путем ферментации: потенциал и проблемы». Критические обзоры по микробиологии . 25 (3): 229–243. дои : 10.1080/10408419991299220. ISSN  1040-841X. ПМИД  10524330.
  14. ^ де Оливейра, Джонс Луис; Кампос, Эстефания Вангелие Рамос; Бакши, манси; Абхилаш, ПК; Фрачето, Леонардо Фернандес (декабрь 2014 г.). «Применение нанотехнологий для капсулирования ботанических инсектицидов для устойчивого сельского хозяйства: перспективы и обещания». Достижения биотехнологии . 32 (8): 1550–1561. doi :10.1016/j.biotechadv.2014.10.010. ISSN  0734-9750. ПМИД  25447424.
  15. ^ аб Бакри, Амр М.; Аббас, Шаббар; Али, Баркат; Маджид, Хамид; Абуэльвафа, Мохамед Ю.; Муса, Ахмед; Лян, Ли (13 ноября 2015 г.). «Микрокапсулирование масел: всесторонний обзор преимуществ, методов и применений» . Комплексные обзоры в области пищевой науки и безопасности пищевых продуктов . 15 (1): 143–182. дои : 10.1111/1541-4337.12179. ISSN  1541-4337. ПМИД  33371581.
  16. ^ Джионго, Анджелина Мария Маркомини; Вендрамим, Хосе Джаир; Форим, Моасир Росси (февраль 2016 г.). «Оценка нанопрепаратов на основе нима как альтернативы борьбе с совкой». Ciência e Agrotecnologia . 40 (1): 26–36. дои : 10.1590/s1413-70542016000100002 . ISSN  1413-7054. S2CID  89521267.
  17. ^ Бандеппа; Гобинат, Р.; Лата, ПК; Манаса, В.; Чаван, Сатиш (2019), «Экологические плюсы и минусы наноматериалов в почве: влияние на микроорганизмы и здоровье почвы» , Нанотехнологии для сельского хозяйства , Сингапур: Springer Singapore, стр. 145–159, doi : 10.1007/978-981-32-9370 -0_10, ISBN 978-981-329-369-4, S2CID  210620631 , получено 17 октября 2022 г.
  18. ^ Прасад, Р.; Кумар, В.; Прасад, К.С. Нанотехнологии в устойчивом сельском хозяйстве: текущие проблемы и будущие аспекты. Афр. Дж. Биотехнология. 2014, 13, 705–713.
  19. ^ Мишра, С.; Кесвани, К.; Абхилаш, ПК; Фрачето, LF; Сингх, Х.Б. Комплексный подход к агронанотехнологиям: проблемы и будущие тенденции. Передний. Наука о растениях. 2017, 8, 471.
  20. ^ Бенаму, Н.; Лафонтен, П.Дж.; Николь, М. (декабрь 2012 г.). «Индукция системной устойчивости к фузариозной коронковой и корневой гнили у растений томата путем обработки семян хитозаном» (PDF) . Фитопатология . 84 (12). Американское фитопатологическое общество : 1432–44. дои : 10.1094/Phyto-84-1432. ISSN  0031-949X. OCLC  796025684 . Проверено 8 февраля 2014 г.Значок открытого доступа
  21. ^ «Инсектицид из масла канолы» (PDF) . 18 ноября 2012 г. Проверено 19 ноября 2020 г. .
  22. ^ «База данных ЕС по пестицидам - ​​Европейская комиссия» . ec.europa.eu . Проверено 19 ноября 2020 г.
  23. ^ Берджес, HD (ред.) 1998 Состав микробных биопестицидов, полезных микроорганизмов, нематод и обработки семян Publ. Kluwer Academic, Дордрехт, 412 стр.
  24. ^ Мэтьюз Г.А., Бейтман Р.П., Миллер П.Ч. (2014) Методы применения пестицидов (4-е издание), Глава 16. Уайли, Великобритания.
  25. ^ Л Лейси и Х. Кая (ред.) (2007) Полевое руководство по методам патологии беспозвоночных, 2-е издание. Kluwer Academic, Дордрехт, Нидерланды.
  26. ^ Томе, Хадсон Ванер В.; Барбоза, Вагнер Ф.; Мартинс, Густаво Ф.; Гедес, Рауль Нарцисо К. (01 апреля 2015 г.). «Спиносад у местной безжалостной пчелы Melipona Quadrifasciata: прискорбная нецелевая токсичность биоинсектицида». Хемосфера . 124 : 103–109. Бибкод : 2015Chmsp.124..103T. doi :10.1016/j.chemSphere.2014.11.038. ПМИД  25496737.
  27. ^ Дент, доктор Майкл (2020). Биостимуляторы и биопестициды 2021-2031: технологии, рынки и прогнозы. ИДТехЭкс. ISBN 9781913899066.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме биопестицидов .