Стремление сократить количество пестицидов при выращивании сельхозкультур подталкивает ученых к поиску новых технологий и способов защиты растений. Наше издание уже рассказывало о том, как для борьбы с сорняками пытаются использовать электрический разряд. Представляем еще один способ для борьбы с насекомыми-вредителями - технологию стерилизации.

 Химическая стерилизация насекомых-вредителей

Работы по снижению плодовитости или полному прекращению размножения насекомых начались еще в конце 40-х годов ХХ века. Советский исследователь И. А. Раппопорт был одним из первых, кто обнаружил стерилизующие способности отдельных химических веществ, действующих на насекомых. Чуть позже эта методика получила развитие в США и других странах. Химическими соединениями, блокирующими рост нежелательных клеток, активно заинтересовались не только специалисты по защите сельскохозяйственных культур, но и врачи-онкологи.

Наиболее эффективными для стерилизации насекомых-вредителей оказались препараты на основе триэтиленимид тиофосфорной кислоты и триэтиленимид фосфорной кислоты. Так, для защиты томатов от мухи дрозофилы c помощью подсадки в популяции вредителя стерилизованных особей (25 экземпляров на одну половозрелую) удалось уменьшить численность популяции дрозофилы на 82% за два месяца. Химически стерилизованные насекомые также активно использовались против американской белой бабочки и коробочного долгоносика.

Действие химических соединений для стерилизации насекомых-вредителей проявлялось через запаздывание развития гонад, гибель сформированных яйцеклеток или сперматозоидов, а также способность управлять процессом оплодотворения и другие результаты для снижения популяции. Химическая стерилизация насекомых-вредителей проводилась с учетом применяемого препарата и стадии развития вредителя. Куколок, например, помещали в химические растворы на некоторое время, личинки получали свою дозу в специально созданных синтетических средах, взрослые особи чаще всего обрабатывались контактным путем, через поверхность покровов или конечностей.

Однако дальнейшие исследования показали, что некоторые химические соединения, используемые для стерилизации насекомых-вредителей, могут быть токсичными и даже канцерогенными по отношению к теплокровной фауне. Это притормозило более широкое распространение химической стерилизации и поставило перед учеными задачу: найти безопасные механизмы ее использования.

Стерилизация облучением

Метод стерилизации насекомых с использованием излучения (SIT или SIRM) впервые был разработан в США и применяется уже почти 50 лет. Сейчас этот метод практикуется на всех шести континентах, где есть сельское хозяйство. Стерилизация насекомых используется в комплексных программах для подавления, искоренения, локализации вредителей и профилактики возможного роста их популяции.

Стерилизация с помощью облучения, по мнению разработчиков, является биологически обоснованным методом борьбы с основными насекомыми-вредителями в области сельского хозяйства, ветеринарии и медицины. Международная сельскохозяйственная организация ООН ФАО определяет его как «метод борьбы с вредителями, использующий повсеместные паводковые выбросы стерильных насекомых для сокращения размножения в полевых популяциях одного и того же вида». Проще говоря, это своеобразный «контроль рождаемости», при котором дикие самки насекомых популяции не размножаются при спаривании со стерилизованными самцами. Стерилизация обеспечивается воздействием облучения на насекомых.

Метод SIT также предусматривает контроль за количеством стерилизованных насекомых, выпущенных в живую природу, а также контроль за соотношением стерильных и диких самцов. В соответствии с Международным стандартом по фитосанитарным мерам Международной конвенции по защите растений стерильные насекомые относятся к категории полезных организмов, поскольку метод стерильных насекомых является одним из самых экологически чистых методов борьбы с насекомыми-вредителями, когда-либо разработанных. Отличие метода SIT от классических методов биологического контроля состоит в том, что стерильные насекомые не являются самовоспроизводящимися. Кроме того, в технологии SIT используются только местные виды насекомых-вредителей.

МАГАТЭ и ФАО: совместные проекты

Одним из последних объектов, где применяется ядерная технология для борьбы с насекомыми, стала установка в Редуите, в островном государстве Маврикия.  Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) в сотрудничестве с Продовольственной и сельскохозяйственной Организацией объединенных наций (ФАО) помогло Маврикию в борьбе с сельскохозяйственными вредителями, которые приносят местным фермерам ежегодные убытки в размере около 6 миллионов долларов США.

Новый объект обеспечит защиту фруктовых и овощных культур, такие как манго, персик и огурцы. Технология основана на массовом выращивании насекомых плодовой мухи и последующего использования радиации для стерилизации самцов. Стерилизованные особи выпускаются в живую природу с недельными интервалами.

«Имея возможность производить 15 миллионов стерильных мух в неделю, двухэтажное предприятие будет оказывать поддержку Маврикию и региону в борьбе с основными сельскохозяйственными вредителями», - сказал Шаукат Абдулразак, директор отдела МАГАТЭ по работе в Африканском регионе.

На первом этапе предприятие будет сосредоточено на массовом производстве трех видов плодовой мухи, которые наносят самый значительный экономический ущерб острову: восточная плодовая муха, персиковая плодовая муха и дынная муха. Эти насекомые откладывают яйца под кожу фруктов или овощей, которые превращаются в личинок и уничтожают урожай. Восточные и персиковые мухи нападают на манго, гуаву, цитрусовые и персик, дынная муха поражает посевы тыквы, дыни и огурца. Только на тыквенные угодья приходится около 30 процентов посевных площадей на Маврикии, при этом дынная муха способна наносить ущерб трети урожая таких культур.

Установка в Редуите начала свою работу в августе прошлого года. Объединенный отдел ФАО/МАГАТЭ предоставил Маврикию рекомендации по проектированию и строительству объекта и помог приобрести и установить облучатель на основе кобальта-60.

Метод стерилизации насекомых-вредителей в Маврикии будет интегрирован с другими способами подавления плодовых мух, таких как применения приманок, отлов и другие. Комбинированная защита, опробованная в других регионах, обеспечила хорошие результаты, сократив потери тыквенных культур с 30 до 5 процентов в период с 2008 по 2014 год.

На новом объекте в Маврикии также проходят тренинги для специалистов SIT из соседних стран. Кроме того, установка будет поставлять стерилизованных мух для небольших пилотных проектов в регионе. 

Сейчас в мире существуют 24 подобных объектов для стерилизации насекомых-вредителей. Более сорока лет метод SIT является основным предметом Объединенной программы ФАО и МАГАТЭ по использованию ядерных методов в продовольствии и сельском хозяйстве. Программа включает в себя прикладные исследования для улучшения этой технологии и практическую помощь государствам. 

Лариса Южанинова

При подготовке статьи использована информация МАГАТЭ и ФАО