Здесь нельзя не сказать о том, что Башкортостан имеет лидерские позиции в этом бизнесе. Разработанные отделом биотехнологий Института биологии Уфимского научного центра РАН биопрепараты, которые в отличие от химических фунгицидов не нарушают естественного баланса экосистемы и не подавляют активности микрофлоры почвы, решают важнейшие задачи. Они подавляют рост фитопатогенных микроорганизмов (корневые гнили, плесневение, альтернариоз, гельминтоспориоз, фузариозные корневые гнили, ризоктониоз), повышают плодородие почвы за счет фиксации азота атмосферы, снабжают растения витаминами и веществами, повышающими рост растений.
Биотехнологические марки из Башкортостана «Азолен» и «Елена» давно уже завоевали уважение во всей России и за рубежом. Однако нужно двигаться дальше.
Можно попытаться использовать особенности самого вредителя для борьбы с ним. В этом суть биологического метода защиты растений, или, коротко, биобизнеса, который все чаще применяют для защиты растений.
Раз мы уже упомянули о яйцееде, то пусть он и будет первым среди тех, о ком пойдет рассказ. Первый он и по другой статье: выращенный человеком, помогает бороться с различными вредителями. Громадная ценность видов трихограммы в том, что они поражают вредителя, когда почти никакие ядохимикаты на него не действуют. Крохотное насекомое, длина которого составляет доли миллиметра, находит яйцо вредителя, протыкает его яйцекладом и вводит в него свои яйца. Через сутки-двое яйцо начинает чернеть. Пройдет еще немного времени, и уже из яиц вредителя появляются молодые трихограммы. Все начинается сначала.
В сельскохозяйственных районах необходимо в рамках развития биобизнеса и биотехнологий построить биофабрики, где выращивали бы трихограмму. Для этого зерновую моль, которая вредит запасам пшеницы, ячменя и других культур, разводят в лабораторных условиях на отходах ячменя. Яйца зерновой моли заражают трихограммой и хранят необходимое время в специальных контейнерах, после чего расселяют в поле. На каждом этапе – при выращивании, хранении и расселении – существуют свои трудности, свои проблемы. Например, как доставить живую полноценную трихограмму на большие поля? Для малого бизнеса это относительно просто: зараженные трихограммой яйца приклеивали к картонной карточке и карточки разбрасывали по полю. Но ясно, что этот способ не годится, когда речь идет об огромных полях современных биохолдингов. Для разбрасывания шаровидных капсул предприниматели придумали сначала машины, которые устанавливали на тракторе, потом на вертолетах. Лучшим же вариантом оказалось применение «малой авиации» – радиоуправляемых моделей самолетов и вертолетов.
Трихограмма – представитель паразитических насекомых, то есть таких, которые живут и развиваются за счет живого хозяина. Найдено еще много других полезных для растений паразитов-насекомых: различные виды наездников, мухи-тахины (ежемухи). Но еще больше видов насекомых, являющихся хищниками, тоже используют в биобизнесе. Например, златоглазку. Ее личинки – прожорливые хищники: они уничтожают яйца различных насекомых и, что особенно важно, тлю, с которой очень тяжело бороться.
Выглядит это примерно так. Личинка ползает по растению, находит тлю, челюстями впивается в нее, высасывает и стряхивает с себя шкурку тли. Одна личинка за день – а живет она 7–12 дней – может уничтожить несколько десятков тлей.
Златоглазку относительно просто разводить в лаборатории. При этом личинок надо держать отдельно, так как они могут съесть друг друга. Чаще всего для их выращивания, как и при разведении трихограммы, используют зерновую моль. Но оказывается, что такой способ кормления златоглазки довольно дорог. Поэтому бизнесмены, трудящиеся на ниве бурно развивающейся биотехнологической коммерции, задумались: а нельзя ли кормить ее более дешевой искусственной пищей? Такая заявка-пожелание была передана ученым, и в результате многолетней работы уже на основании требований рынка было предложено несколько рецептов. Такая пища, заключенная в искусственную синтетическую оболочку, по размерам напоминает яйца насекомых. Для наблюдения за процессом кормления личинок в пищу добавляют краситель. Личинка при этом окрашивается в красный цвет, а у взрослого насекомого в красный цвет окрашены туловище и глаза. Личинки, которых кормили искусственными яйцами, почти не уступали тем, которых выращивали на привычной пище. Предпринимателям нашей страны еще предстоит большая работа по внедрению в массовое производство линий и фабрик для разведения златоглазки, как это уже сделано для трихограммы.
Весной, когда на полях подсолнечника появляются первые всходы, одновременно рядом с некоторыми из них вырастают какие-то непонятные растения без листьев бледно-розового цвета. Значит, на поле завелся злостный сорняк-паразит заразиха.
Что в итоге? Урожай семян резко уменьшается. Химические обработки этого сорняка малоэффективны. И тут биобизнес стал надежным помощником. Оказалось, что в семенных коробочках заразихи появляются личинки мухи фитомизы. Сама мушка размером чуть больше трихограммы. Ее крохотная личинка питается мелкими семенами заразихи. Для защиты подсолнечника стали собирать пораженные фитомизой растения заразихи и выпускать муху в нужное время. Однако эффект от ее применения оказался намного ниже ожидаемого. Тщательные исследования показали, что и на самой фитомизе паразитирует несколько видов других насекомых.
И снова перед бизнесом встала сложная задача, включающая и научную (метод), и коммерческую (цена вопроса) составляющую: научиться недорого и в массовом промышленном потоке отделять фитомизу от ее паразитов. Фитомизу помещали в специальную установку, в которой на одном конце находился источник света. Насекомые начинали двигаться к нему, но натыкались на мелкую капроновую сетку. Паразиты мельче фитомизы и могли преодолеть эту преграду. Их собирали и уничтожали. Таким образом фитомизу освобождали от паразитов.
Летом все мы не раз видели особых бабочек: коричневых, с большими усиками, напоминающими радиолокаторы. Это самцы непарного шелкопряда. Они летят на привлекающее вещество – диспарлюр, одно из веществ, называемых аттрактантами, которые сейчас находят все большее применение в биобизнесе.
Представьте себе, что консалтинговой фирме в рамках работы биобизнеса поставили такую задачу: узнать, заражен ли виноградник опасным вредителем – виноградной листоверткой. Как поступали раньше? Шел агроном по винограднику и встряхивал кусты. Вылетит оттуда бабочка, значит, виноградник заражен. Потому даже если находили всего несколько бабочек – сразу проводили химические обработки.
А теперь? Теперь по всем виноградникам России висят ловушки с клеем, внутри которых на кусочек резины нанесен аттрактант гроздевой листовертки. Когда появляется вредитель, в ловушки сразу попадают самцы, и чем их больше, тем сильнее заражение. Обработку ядохимикатами начинают только тогда, когда в ловушку попадает определенное число бабочек. Это и экономия ядохимикатов, и, самое главное, сохранение полезных насекомых.
Осенью на окне можно иногда увидеть такую картину. Прямо к стеклу как будто прилипла муха, а если внимательно присмотреться, видно, что она опутана какой-то паутинкой. На самом деле это грибные нити, которые пронизывают все тело мухи, а погибла она от грибковой болезни – энтомофтороза…
Так вот, использование грибковых, вирусных и бактериальных заболеваний насекомых, других вредных организмов – еще одно из направлений биобизнеса. А так как для защиты растений используют микробные препараты, то оно получило название микробиометода.
Ценно то, что болезни насекомых очень избирательны. Одна болезнь поражает только несколько близких видов насекомых и безвредна для полезных насекомых и теплокровных животных, а также человека.
Несколько примеров из области применения биобизнеса доказали, что это сложная и разнообразная отрасль защиты растений. В науке о биобизнесе переплелись достижения энтомологии, экологии, биологии, химии, физики и даже математики и экономики.
Наибольших успехов достиг биобизнес в борьбе с вредными насекомыми, хотя предстоит еще очень многое сделать. Но не меньший вред растениям приносят их болезни, и борьба с ними более трудна, чем с насекомыми. У биобизнеса здесь основное направление – создание устойчивых к болезням сортов растений.
Большие трудности для современного агробизнеса, его рентабельности и конкурентоспособности представляет борьба с сорной растительностью. Пока первое слово тут принадлежит химии, но и биологи начинают успешно бороться с сорняками биологическими способами. Предстоит еще много работать, и, конечно, предприниматели тоже внесут свой вклад в развитие форм и методов биобизнеса.
Биобизнес идет вглубь…
Сначала напомним, что наименьшая единица всех живых существ – клетка. Все процессы, протекающие в организме, связаны с ней. Вот почему так важно познавать тайны внутриклеточной жизни. Делать это можно на выделенной из организма клетке. А чтобы она длительное время жила в изолированном состоянии, чтобы росла и давала потомство, ее надо обеспечить питанием, создать соответствующие температурные условия, предохранить от микробов.
Поэтому клетки вне организма культивируют в питательных средах, при определенной температуре, в стерильной обстановке. Культуры клеток и тканей давно используют для решения разных коммерческих проблем, возникающих в ходе развития биобизнеса. Так, на культурах клеток, взятых от животных и человека, испытывают и действие лекарственных веществ, готовят вакцины и сыворотки для борьбы с вирусными и бактериальными заболеваниями.
Первые опыты по выращиванию растительных клеток в нашей стране академик РАН Р. Бутенко начала еще в 1957 году. Тогда ее лаборатория была у нас единственной, где проводились подобные исследования. Было время, когда почти в шестидесяти лабораториях Советского Союза культивировали клетки растений. Это делали не только для того, чтобы расширить наши знания о них, но и потому, что культура растительных клеток нужна была многим отраслям промышленности – пищевой, парфюмерно-косметической, медицинской. Более того, изолированные клетки имеют прямое отношение к урожаю.