Докладніше про біопрепарати

Що таке біопрепарати?

Біопрепарати в сільському господарстві — це продукти, що використовуються для захисту рослин та обробки насіння. Вони походять з живих або природних матеріалів, таких як бактерії, гриби, нематоди або рослинні екстракти. Фермери використовують їх для захисту врожаю від хвороб, шкідників та бур'янів, а також для покращення росту рослин і якості врожаю.

Крім того, ці продукти працюють як в органічному, так і в традиційному сільському господарстві і можуть бути частиною стратегій інтегрованого управління шкідниками (IPM). Водночас вони сприяють сталому та безвідходному виробництву продуктів харчування.

Попит на біопрепарати зростає через лояльність споживачів до органічних продуктів харчування, суворе регулювання хімічних ЗЗР у багатьох країнах, а також необхідність управління стійкістю та диверсифікацією сільськогосподарських культур. За даними Markets and Markets, світовий ринок сільськогосподарських біопрепаратів у 2020 році оцінювався в 9,9 млрд доларів США і, за прогнозами, досягне 18,9 млрд доларів США до 2025 року.

Ось кілька фактів про ринок біо:

• У 2020 році біопестициди становили 66% усіх біологічних продуктів, біостимулятори — 28%, а біодобрива — 6%.
• Серед біопестицидів найбільше використовувалися біоінсектициди, дещо менше — біофунгіциди та біогербіциди.
• Фрукти та овочі були основними культурами, на яких використовували біологічні препарати, за ними йшли зернові та олійні.
• Біонематоциди мали найвищі середньорічні темпи зростання (17% CAGR).
• Мікробні біостимулятори очолили категорію біостимуляторів, меншу частку мали  екстракти морських водоростей та гумінові речовини.
• Азотфіксуючі біодобрива займали найбільшу частку в категорії біодобрив, за ними йшли фосфаторозчинні біодобрива.

Які існують типи біопрепаратів?

Існують три основні типи біопрепаратів, які мають різні способи дії та переваги для сільськогосподарських культур: біопестициди, біостимулятори та біодобрива.

1.Біопестициди

Вони є кращим вибором, ніж хімічні пестициди, оскільки борються з конкретними шкідниками, не завдаючи шкоди іншим живим організмам.

Прикладами є Bacillus thuringiensis (Bt) для боротьби з гусеницями шкідників та екстракти німу, що мають широкий спектр дії. Це живі організми (бактерії, віруси) або природні речовини, які поділяються на три підкатегорії:

- Мікробні біопестициди: містять мікроорганізми або побічні продукти їхньої життєдіяльності, такі як бактерії Bacillus thuringiensis (Bt), які виробляють токсини, смертельні для певних комах.

- Рослинні біопестициди: отримані з рослин, ці біопестициди використовують природні властивості речовин для захисту сільськогосподарських культур (приклад — олія німу).

- Напівсинтетичні біопестициди: використовують феромони та інші сполуки для боротьби зі шкідниками. Переваги: видова специфічність і зниження розвитку резистентності.

За ключовою мішенню біопестициди поділяють на такі категорії:

- Біофунгіциди: контролюють грибкові захворювання. Наприклад, Серіфел від «Басф» містить Bacillus amyloliquefaciens MBI 600, що забезпечує контроль над хворобами широкого спектру разом з хімічними фунгіцидами. Інший приклад  — Серенада АСО від «Байєр», біофунгіцид і біостимулятор на основі штаму Bacillus subtilis QST 713, який індукує системну стійкість рослин та покращує врожайність і якість сільськогосподарських культур.

- Біоінсектициди: справляються з комахами-шкідниками. Приклад: Лепідоцид від БТУ, що містить життєздатні клітини бактерії Bacillus thuringiensis var. kurstaki, ендоспори та біологічно активні продукти життєдіяльності бактерії: білкові кристали – ендотоксин. Використовують для захисту квітів, овочевих та плодово-ягідних культур від гусениць лускокрилих комах-шкідників.

- Біонематоциди: контролюють нематод, які пошкоджують коріння рослин. Наприклад, Нематофагін М від «Біотехніка», який містить спори та міцелій хижого гриба Arthrobotrys oligospora. На міцелії гриба Arthrobotrys oligospora, виділення якого активно притягують шкідника, утворюються клітини-пастки (мережі). Доторкнувшись до пастки, нематода прилипає і захоплюється ловецьким пристосуванням. Після цього з мережі розвивається гіфа гриба, яка, розчиняючи кутикулу, проникає в середину тіла нематоди і поглинає його вміст. Хижі гриби можуть впродовж тривалого часу розвиватися як сапрофіти в  ґрунті, або на рослинних залишках, живлячись різними органічними залишками і засвоюючи мінеральні сполуки.

- Біогербіциди: спрямовані на боротьбу з бур'янами. Beloukha® з пеларгонієвою кислотою спалює тканини бур'янів під час контакту. Нині цей препарат позиціонують як безпечний гербіцид для саду.

2. Біостимулятори

Це речовини або мікроорганізми, які сприяють росту, врожайності та стійкості рослин. Вони впливають на різні фізіологічні процеси: поглинання поживних речовин, фотосинтез і пом’якшують реакцію рослин на стрес.

Біостимулятори поділяють на такі категорії:

- Гумінові речовини: органічні сполуки з розкладених речовин, які збагачують ґрунт і стимулюють ріст рослин.

- Екстракти морських водоростей: містять корисні полісахариди та фітогормони з морських водоростей, які стимулюють розвиток рослин.

- Мікробні інокулянти: корисні бактерії або гриби, які покращують живлення та здоров'я рослин, колонізуючи коріння або листя.

- Рослинні екстракти та амінокислоти: природні сполуки, що активізують метаболізм.

3. Біодобрива

Біодобрива — це спеціальні продукти природи, які допомагають рослинам отримувати більше поживних речовин з ґрунту або повітря. Вони бувають двох основних типів: азотфіксуючі, такі як бактерії або ціанобактерії, що перетворюють азот повітря на аміак або нітрати, і фосфаторозчинні біодобрива — бактерії або гриби, що вивільняють фосфати з ґрунту. Ці біодобрива можуть зробити рослини здоровішими і зменшити потребу в хімічних добривах, покращуючи стан ґрунту.

Як діють біологічні препарати?

Залежно від типу та цільового призначення біопрепарати мають різні способи дії, кожен з яких спрямований на підтримку росту рослин, покращення здоров'я ґрунту та захист від шкідників і хвороб. Ці способи дії включають:

1. Антагонізм. Деякі з них можуть зупиняти розвиток або вбивати патогени рослин, конкуруючи за поживні речовини і простір, створюючи антибіотики або ферменти, або роблячи рослини більш стійкими. Наприклад, біофунгіцид Серіфел® містить штам Bacillus amyloliquefaciens MBI 600, який запобігає грибковим захворюванням, виробляючи ліпопептиди, що руйнують клітинну мембрану патогена.

2. Хижацтво та паразитизм. Корисні комахи (наприклад сонечка) або хижі кліщі активно шукають і поїдають шкідливих комах. Паразитичні оси відкладають яйця всередину личинок шкідників, вбиваючи їх зсередини.

3. Патогени та мікробний контроль. Бактерії, такі як Bacillus thuringiensis (Bt), виробляють специфічні токсини, націлені на певних комах-шкідників, і вбивають їх. Гриби також можуть діяти як патогени, атакуючи і знищуючи бур'яни або хвороботворні гриби.

4. Антифіданти та репеленти. Певні рослинні екстракти або природні сполуки можуть перешкоджати шкідникам харчуватися або відкладати яйця на посівах. Наприклад, олія німу може відлякувати попелиць та білокрилок.

5. Порушення розвитку комах. Деякі біопестициди порушують гормональний фон або інші процеси в організмі, що беруть участь у рості й розмноженні комах. Наприклад, азадірахтин може зупинити линьку та відкладання яєць.

6. Мобілізація поживних речовин. Корисні бактерії або гриби можуть допомогти вивільнити поживні речовини в ґрунті, роблячи їх легкодоступними для рослин. Зокрема, бактерії вивільняють фосфати з твердих форм у ґрунті.

7. Підвищення стресостійкості. Біостимулятори допомагають рослинам краще переносити складні умови, такі як посуха, засолення або спека, запускаючи їхні природні захисні механізми. Наприклад, екстракти морських водоростей можуть підвищити рівень антиоксидантів та покращити осмотичну регуляцію в рослинах.

8. Фіксація азоту. Бактерії ризобії формують партнерські відносини з бобовими, беручи азот з повітря і перетворюючи його у форму, яку можуть використовувати рослини. Інші бактерії, такі як азоспірили, також можуть фіксувати азот у небобових культурах, зокрема зернових.

9. Розчинення фосфатів. Деякі бактерії (зокрема Bacillus megaterium) виробляють органічні кислоти, які розчиняють тверді фосфатні сполуки в ґрунті, роблячи їх доступними для рослин.

10. Мікоризні асоціації. Мікоризні гриби формують партнерські відносини з корінням рослин, збільшуючи площу їхньої поверхні для поглинання більшої кількості поживних речовин і води. Вони також можуть покращити доступ рослин до поживних речовин, таких як фосфор і цинк, які важко переміщуються в ґрунті.