Интегрированная защита растений: экологический контроль вредителей для устойчивого будущего

Во все более взаимосвязанном мире проблемы борьбы с вредителями выходят за рамки национальных границ. Интегрированная защита растений (IPM) предлагает глобально актуальный, устойчивый подход к борьбе с вредителями, минимизируя при этом воздействие на окружающую среду и способствуя долгосрочному экологическому балансу. Это всеобъемлющее руководство исследует принципы IPM, уделяя особое внимание стратегиям экологического контроля вредителей, подходящим для различных сред и сельскохозяйственных практик во всем мире.

Что такое интегрированная защита растений (IPM)?

Интегрированная защита растений (IPM) - это научно обоснованный процесс принятия решений, который использует различные тактики для управления вредителями экономически обоснованным, экологически ответственным и социально приемлемым способом. В отличие от традиционных методов борьбы с вредителями, которые в значительной степени полагаются на синтетические пестициды, IPM делает акцент на целостном подходе, учитывая всю экосистему и жизненный цикл вредителя.

Основные принципы IPM включают:

• Предотвращение: Внедрение практик, которые предотвращают развитие проблем с вредителями.
• Мониторинг: Регулярный мониторинг популяций вредителей и условий окружающей среды для определения того, когда и где необходимы вмешательства.
• Идентификация: Точная идентификация вредителей для понимания их биологии и уязвимостей.
• Пороги действия: Установление порогов, которые запускают меры контроля только тогда, когда популяции вредителей достигают уровней, вызывающих неприемлемый ущерб.
• Тактика контроля: Выбор и реализация комбинации тактик контроля, уделяя приоритетное внимание нехимическим методам и используя пестициды только в крайнем случае.
• Оценка: Оценка эффективности тактик контроля и корректировка стратегий по мере необходимости.

Почему стоит выбрать экологический контроль вредителей?

Экологический контроль вредителей, краеугольный камень IPM, фокусируется на использовании природных процессов и биологических взаимодействий для управления вредителями. Этот подход предлагает несколько значительных преимуществ по сравнению с обычными методами на основе пестицидов:

• Снижение воздействия на окружающую среду: Экологический контроль вредителей минимизирует использование синтетических пестицидов, снижая загрязнение почвы, воды и воздуха. Это особенно важно в регионах, где водные ресурсы ограничены или уязвимы.
• Защита полезных организмов: Ориентируясь на конкретных вредителей, экологические методы защищают полезных насекомых, опылителей и другие организмы, которые играют жизненно важную роль в поддержании здоровья экосистемы.
• Предотвращение устойчивости вредителей: Чрезмерная зависимость от синтетических пестицидов может привести к развитию устойчивых к пестицидам популяций вредителей. Экологический контроль вредителей снижает этот риск за счет использования различных тактик контроля.
• Повышение безопасности пищевых продуктов: Сокращение использования пестицидов приводит к более безопасным пищевым продуктам с более низким уровнем химических остатков, что приносит пользу здоровью человека и повышает доверие потребителей.
• Долгосрочная устойчивость: Экологический контроль вредителей способствует более устойчивому подходу к сельскому хозяйству и борьбе с вредителями, обеспечивая долгосрочную продуктивность и здоровье окружающей среды.

Ключевые стратегии экологического контроля вредителей

Экологический контроль вредителей охватывает широкий спектр стратегий, каждая из которых адаптирована к конкретным вредителям и условиям окружающей среды. Вот некоторые из наиболее эффективных подходов:

1. Агротехнический контроль

Агротехнический контроль включает в себя изменение сельскохозяйственных практик, чтобы сделать окружающую среду менее благоприятной для вредителей. Это часто первая линия защиты в IPM.

• Севооборот: Чередование культур нарушает жизненные циклы вредителей и снижает их накопление в почве. Например, во многих частях Азии чередование риса с культурами-нехозяевами помогает бороться с рисовыми вредителями, такими как стеблевые сверлильщики и цикадки.
• Санитария: Удаление остатков урожая и сорняков устраняет места размножения вредителей и места их зимовки. Это особенно важно в садах для предотвращения распространения грибковых заболеваний и насекомых-вредителей.
• Управление водными ресурсами: Правильный полив и дренаж могут уменьшить проблемы с вредителями, создавая неблагоприятные условия для определенных вредителей. Например, контроль полива на рисовых полях может помочь бороться с рисовыми водяными долгоносиками.
• Здоровье почвы: Здоровая почва поддерживает энергичный рост растений, делая растения более устойчивыми к вредителям и болезням. Такие методы, как компостирование, посев покровных культур и сокращение обработки почвы, улучшают здоровье почвы.
• Выбор сорта: Выбор устойчивых к вредителям сортов сельскохозяйственных культур является важным шагом в предотвращении проблем с вредителями. Селекционеры растений во всем мире постоянно разрабатывают новые сорта с улучшенной устойчивостью к вредителям.
• Сроки посадки и сбора урожая: Корректировка сроков посадки и сбора урожая может помочь культурам избежать периодов пикового заражения вредителями. Например, посадка культур рано или поздно может помочь им избежать повреждений от определенных насекомых-вредителей.

2. Биологический контроль

Биологический контроль включает в себя использование естественных врагов - хищников, паразитов и патогенов - для подавления популяций вредителей.

• Хищники: Хищники - это насекомые или другие животные, которые питаются вредителями. Примеры включают божьих коровок, которые едят тлей, златоглазок, которые охотятся на различных насекомых-вредителей, и пауков, которые ловят широкий спектр насекомых.
• Паразиты/Паразитоиды: Паразиты - это организмы, которые живут в или на организме-хозяине, в конечном итоге убивая его. Паразитоиды, часто осы или мухи, откладывают свои яйца в или на насекомых-вредителей, и развивающиеся личинки поедают хозяина.
• Патогены: Патогены - это микроорганизмы, такие как бактерии, грибы и вирусы, которые вызывают болезни у вредителей. Bacillus thuringiensis (Bt) - широко используемый бактериальный патоген, который борется с гусеницами и другими насекомыми-вредителями.
• Консервационный биологический контроль: Это включает в себя увеличение популяций существующих естественных врагов, предоставляя им пищу, укрытие и другие ресурсы. Примеры включают посадку цветущих растений для привлечения опылителей и полезных насекомых, а также сокращение использования пестицидов для защиты естественных врагов.
• Аугментативный биологический контроль: Это включает в себя выпуск естественных врагов в окружающую среду для пополнения существующих популяций. Это можно сделать с помощью инокулятивных выпусков, когда небольшое количество естественных врагов выпускается в начале сезона, или затопляющих выпусков, когда большое количество естественных врагов выпускается для обеспечения немедленного контроля над вредителями.
• Классический биологический контроль: Это включает в себя введение естественных врагов из родного региона вредителя в новую область, где вредитель прижился. Это часто используется для борьбы с инвазивными вредителями.

Пример: Использование паразитических ос для борьбы с тлей в теплицах является распространенным примером аугментативного биологического контроля. Другим примером является использование ос Trichogramma для борьбы с мотыльками-вредителями в различных культурах по всему миру.

3. Физические и механические средства контроля

Физические и механические средства контроля включают в себя использование физических барьеров или механических устройств для предотвращения попадания вредителей к культурам или для непосредственного уничтожения вредителей.

• Барьеры: Использование физических барьеров, таких как покровные ряды, сетки или экраны, для предотвращения попадания вредителей к культурам. Это особенно эффективно для защиты овощей от насекомых-вредителей.
• Ловушки: Использование ловушек для поимки и уничтожения вредителей. Ловушки можно приманивать феромонами для привлечения определенных вредителей. Примеры включают феромонные ловушки для яблонной плодожорки в яблоневых садах и липкие ловушки для тлей в теплицах.
• Ручная сборка: Ручное удаление вредителей с растений. Это практично для небольших садов и ферм.
• Пылесос: Использование пылесосов для удаления вредителей с растений. Это часто используется в теплицах и других закрытых помещениях.
• Обработка почвы: Обработка почвы может нарушить жизненные циклы вредителей и уменьшить популяции вредителей. Однако чрезмерная обработка почвы может повредить структуру почвы и снизить ее здоровье, поэтому ее следует использовать осмотрительно.
• Термическая обработка: Использование тепла для уничтожения вредителей в почве, теплицах или хранимых продуктах. Паровая стерилизация обычно используется для борьбы с почвенными патогенами и вредителями в теплицах.

4. Пестициды с пониженным риском

Когда нехимических методов недостаточно, IPM может включать использование пестицидов с пониженным риском. Это пестициды, которые обладают меньшей токсичностью для людей и окружающей среды, чем обычные пестициды. Они включают в себя:

• Ботанические пестициды: Это пестициды, полученные из растений. Примеры включают пиретрум (полученный из цветков хризантемы), масло нима (полученное из дерева нима) и азадирахтин (также полученный из дерева нима).
• Микробные пестициды: Это пестициды на основе микроорганизмов, таких как бактерии, грибы и вирусы. Bacillus thuringiensis (Bt) - широко используемый микробный пестицид, который борется с гусеницами и другими насекомыми-вредителями.
• Инсектицидное мыло и масла: Это мыло и масла, которые душат или разрушают клеточные мембраны насекомых. Они эффективны против насекомых с мягким телом, таких как тли, клещи и белокрылки.
• Феромоны: Феромоны - это химические сигналы, используемые насекомыми для общения. Их можно использовать в ловушках для привлечения и поимки вредителей или для нарушения спаривания.
• Регуляторы роста насекомых (IGR): Это химические вещества, которые вмешиваются в развитие насекомых. Они часто используются для борьбы с личинками комаров и другими насекомыми-вредителями.

Важное примечание: Даже пестициды с пониженным риском следует использовать осторожно и только при необходимости, соблюдая все инструкции на этикетке, чтобы свести к минимуму потенциальные риски для людей, полезных организмов и окружающей среды.

Реализация IPM: пошаговое руководство

Реализация IPM требует систематического подхода, который включает в себя несколько ключевых шагов:

1. Мониторинг и идентификация вредителей

Первый шаг в IPM - регулярно контролировать популяции вредителей и идентифицировать присутствующих вредителей. Это можно сделать посредством визуального осмотра, отлова или использования других инструментов мониторинга. Точная идентификация необходима для выбора наиболее эффективной тактики контроля.

Пример: Фермеры в Южной Америке могут использовать феромонные ловушки для мониторинга популяций хлопковой совки в своих кукурузных полях. Они также будут регулярно осматривать растения на предмет признаков заражения, таких как поврежденные зерна или личинки.

2. Установка порогов действия

Порог действия - это уровень популяции вредителей, при котором необходимы меры контроля для предотвращения неприемлемого ущерба. Пороги варьируются в зависимости от культуры, вредителя и экономической ценности культуры. Установка соответствующих порогов помогает избежать ненужных применений пестицидов.

3. Реализация тактики контроля

Как только порог действия достигнут, пора реализовать тактику контроля. Это должно включать в себя комбинацию агротехнических, биологических, физических и химических методов, отдавая приоритет нехимическим методам, когда это возможно. Конкретная используемая тактика будет зависеть от вредителя, культуры и окружающей среды.

4. Оценка результатов

После реализации тактики контроля важно оценить их эффективность. Это можно сделать путем мониторинга популяций вредителей и оценки повреждения урожая. Если тактика контроля неэффективна, может потребоваться корректировка стратегии.

5. Ведение учета

Ведение подробных записей о мониторинге вредителей, тактике контроля и результатах оценки необходимо для улучшения стратегий IPM с течением времени. Эти записи могут помочь выявить тенденции, оценить эффективность различных тактик контроля и принять обоснованные решения о будущем управлении вредителями.

IPM в различных сельскохозяйственных системах

IPM можно адаптировать к широкому спектру сельскохозяйственных систем, от небольших фермерских хозяйств до крупных коммерческих предприятий. Вот несколько примеров того, как IPM используется в различных системах:

Органическое земледелие

IPM является краеугольным камнем органического земледелия. Органические фермеры в значительной степени полагаются на агротехнические, биологические и физические методы борьбы с вредителями, и им запрещено использовать большинство синтетических пестицидов. Принципы IPM идеально согласуются с философией органического земледелия, направленной на минимизацию воздействия на окружающую среду и содействие экологическому балансу.

Традиционное сельское хозяйство

IPM также можно использовать в традиционных сельскохозяйственных системах для сокращения использования пестицидов и минимизации воздействия на окружающую среду. Принимая на вооружение методы IPM, традиционные фермеры могут улучшить свою экономическую устойчивость и снизить риски, связанные с устойчивостью к пестицидам.

Садоводство

IPM широко используется в садоводстве для борьбы с вредителями в теплицах, питомниках и садах. Садоводческие культуры часто являются культурами с высокой стоимостью, поэтому эффективная борьба с вредителями необходима для максимизации урожайности и качества. Стратегии IPM в садоводстве часто включают комбинацию биологического контроля, физических барьеров и пестицидов с пониженным риском.

Городская борьба с вредителями

Принципы IPM также применимы к городской борьбе с вредителями, включая борьбу с вредителями в домах, садах и общественных местах. Городской IPM делает акцент на профилактике, мониторинге и целевых методах контроля для минимизации воздействия пестицидов в городских условиях.

Глобальные примеры успешных программ IPM

IPM был успешно реализован в различных регионах мира, демонстрируя свою эффективность и адаптируемость.

• Индонезия: В 1980-х годах Индонезия реализовала национальную программу IPM для производства риса, которая значительно сократила использование пестицидов и увеличила урожайность. Программа была сосредоточена на обучении фермеров принципам IPM и продвижении использования методов биологического контроля.
• Бразилия: Бразилия добилась значительного прогресса в реализации программ IPM для различных культур, включая сою, хлопок и цитрусовые. Эти программы помогли сократить использование пестицидов и повысить устойчивость сельского хозяйства.
• Европа: Европейский Союз принял правила для содействия внедрению методов IPM в сельском хозяйстве. Эти правила требуют, чтобы фермеры учитывали принципы IPM перед использованием пестицидов.
• Африка: Несколько африканских стран реализуют программы IPM для таких культур, как хлопок и овощи. Эти программы помогают улучшить продовольственную безопасность и снизить риски для здоровья, связанные с воздействием пестицидов.
• Соединенные Штаты: IPM широко используется в Соединенных Штатах для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве, лесном хозяйстве и городских условиях. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) продвигает IPM посредством образования, исследований и нормативных программ.

Будущее IPM: вызовы и возможности

В то время как IPM добился значительного прогресса в сокращении использования пестицидов и продвижении устойчивой борьбы с вредителями, все еще есть проблемы, которые необходимо преодолеть. Они включают в себя:

• Недостаточная осведомленность: Многие фермеры и потребители до сих пор не знают о преимуществах IPM и важности устойчивой борьбы с вредителями.
• Сложность: IPM может быть сложным в реализации, требующим знания биологии вредителей, экологии и тактики контроля.
• Стоимость: Реализация IPM может быть дороже, чем полагаться исключительно на синтетические пестициды, по крайней мере, в краткосрочной перспективе.
• Устойчивость: У вредителей может развиться устойчивость к агентам биологического контроля и пестицидам с пониженным риском, так же как у них может развиться устойчивость к синтетическим пестицидам.
• Изменение климата: Изменение климата изменяет распределение вредителей и жизненные циклы, что затрудняет борьбу с вредителями.

Несмотря на эти проблемы, есть также много возможностей для продвижения IPM и содействия устойчивой борьбе с вредителями. Они включают в себя:

• Исследования и разработки: Необходимы постоянные исследования и разработки для улучшения стратегий IPM и разработки новых агентов биологического контроля и пестицидов с пониженным риском.
• Образование и обучение: Необходимы расширенные образование и обучение для повышения осведомленности об IPM и предоставления фермерам знаний и навыков для эффективного внедрения методов IPM.
• Политика и регулирование: Поддерживающая политика и правила могут стимулировать внедрение IPM и препятствовать чрезмерному использованию синтетических пестицидов.
• Технологии: Новые технологии, такие как точное земледелие и дистанционное зондирование, могут помочь улучшить мониторинг вредителей и таргетинг тактики контроля.
• Сотрудничество: Сотрудничество между исследователями, фермерами, политиками и заинтересованными сторонами отрасли необходимо для продвижения IPM и содействия устойчивой борьбе с вредителями.

Заключение

Интегрированная защита растений (IPM) предлагает глобально актуальный и устойчивый подход к борьбе с вредителями, минимизируя при этом воздействие на окружающую среду и способствуя долгосрочному экологическому балансу. Принимая принципы IPM и уделяя приоритетное внимание стратегиям экологического контроля вредителей, мы можем защитить наши поставки продовольствия, обезопасить нашу окружающую среду и способствовать более здоровому будущему для всех. Поскольку мы сталкиваемся с проблемами меняющегося климата и роста мирового населения, IPM станет еще более важным для обеспечения устойчивого сельского хозяйства и защиты нашей планеты.

Принимая IPM, мы можем двигаться к будущему, где сельское хозяйство и борьба с вредителями будут более экологически ответственными, экономически жизнеспособными и социально приемлемыми.