У Європі та Північній Америці рослинні пестициди використовують більш ніж 150 років. Хоча, ще перед появою синтетичних пестицидів під час і після Другої світової війни, етноботаніка рослинних пестицидів, перш за все інсектицидів, вже нараховувала не менше двох тисяч років в Азії і середземноморських регіонах. На сьогодні ринок біопрепаратів оцінюють аналітики як доволі перспективний, водночас науковцям залишається зробити їх стійкими до швидкої деградації від ультрафіолету, кисню і мікробної активності.
Одним з найбільш відомих прикладів етноботанічних біоінсектицидів є рослини роду Pyrethrum (тепер класифікованих як Chrysanthemum (хризантема) і Tanacetum (пижмо), які використовувалися ще у Персії близько 400 г. до н.е.
Потім на початку 19 століття в Європу були завезені висушені квіти Tanacetum cinerariaefolium (пижмо дівоче, піретрум) для боротьби з вошами під час наполеонівських воєн.
Сьогодні піретрум і його синтетичний аналог — препарати групипіретроїдів — є одними з найбільш широко використовуваних біологічних і звичайних інсектицидів.
Для отримання речовини з подрібнених квітів виділяють активні компоненти, звані піретринами, які в кінцевому підсумку надходять на ринок у складі препаратів. Піретрини атакують нервову систему всіх комах, але мало токсичні для птахів і ссавців. Крім того, на відміну від багатьох синтетичних інсектицидів, вони не є стійкими, і, будучи біорозпадними, легко деградують при впливі світла. Вважаються, одними з найбезпечніших інсектицидів для вирощування харчових культур.
Ще у 1998 році в Кенії вироблялося 90% (більше 6 000 т) піретрума в світі, потім йшла Танзанія і Еквадор. На сьогодні основним виробником піретрума в світі є Тасманія і Австралія.
Оскільки ефективність рослин роду Pyrethrum протестована століттями, вони вважаються привабливим об’єктом для створення сучасних біоінсектицидів проти павутинних кліщів, цикадок і багатьох шкідників овочевих культур.
Дерево Німа (Azadirachta indica), що володіє неймовірною посухостійкістю і вважається бур’яном в Австралії, також привертає увагу розробників біопестицидів через свій комерційний потенціал. З давніх-давен висушене листя дерева Німа застосовували для відлякування комах під час зберігання рису і проти комарів.
У 1988 році східнонімецькі науковці, яким було доручено вивчати спори грибного патогена рослин, Sclerotinia trifoliorum, виявили, що у нього є антагоніст — гриб Coniothyrium minitans, здатний пригнічувати розвиток склеротинії. Оцінивши відкриття як високо потенційне в сфері біопестицидів, C. minitans був успішно застосований для виробництва біопестицидів.
Відкриття, що непатогенні мікроби можуть викликати реакції захисту рослин, безсумнівно, не нова.
Наприклад, любителі троянд завжди обприскували квіти настоєм пивних дріжджів, щоб захистити від цвілі, але при цьому особливо не замислювалися, чому це так працює. Зараз ми розуміємо, що вплив грибкових дріжджових клітин на листя рослин призводить до індукції реакцій у рослини, оскільки рослини вважають, що вони знаходяться під впливом потенційного грибкового патогена і активують захист.
База даних пестицидів у ЄС з основних речовин (речовини з низьким рівнем токсичності, які не використовуються головним чином для цілей захисту рослин, але які можуть бути корисні для захисту рослин) включає пиво в якості однієї з 18 затверджених речовин, а пивні дріжджі (Saccharomyces cerevisiae ) — схвалені для використання в якості фунгіциду.
З останніх прикладів. Фермери Буркіна-Фасо спільно з дослідниками з Копенгагенського університету протестували властивості місцевої рослини Eclipta alba (екліпта простягнена або біла, брінгарадж) і отримали підтвердження протигрибкового впливу. Тепер науковці отримали ще один компонент для розробки недорогих рослинних екстрактів, здатних замінювати синтетичні фунгіциди.
На сьогодні відкриття біофунгіцидів здійснюється, зрозуміло, не тільки за допомогою прикладних дослідів, але з використанням біотехнологічних інструментів, включаючи моніторинг генної експресії, пов’язаної із захистом, пов’язаних з патогенезом білків, біоінформатику (збір, класифікацію, збереження та аналіз біохімічної і біологічної інформації з використанням комп’ютерів) і геномного аналізу.
NB: Біогербіциди належать до найменш вивченого напрямку.
Для розробки біопестицидів мікроби, виділені з ґрунтових і рослинних мікробіомів, демонструють виняткові природні реакції захисту від шкідників, порівнюють з базою даних відомих патогенів. Відповідні варіанти відправляють на скринінг біоаналізу для виявлення біостимулючих або біопестицидних ефектів. Потенційні висновки аналізують з перевіркою речовин на відсутність токсичності до нецільових організмів, перш ніж науковці приступлять до лабораторних і польових випробувань та процесів ферментації.
Кожен з кроків в цьому процесі важливий, але основним є перехід від лабораторних випробувань до польових, так як тут грають роль різні фактори, зокрема, як буде вирішена в природних умовах проблема швидкої деградації біопестицидів ультрафіолетом, киснем і мікробною активністю. На сьогодні зниження стійкості вважається головною перешкодою на шляху прийняття споживачами біопестицидів.
До речі, для звичайних агрохімікатів час розробки може бути в три рази більшим, ніж у випадку з біопестицидами, а витрати на створення і комерціалізацію нової активної речовини вище в 10 разів. Так, дані компаній-розробників препаратів свідчать, що створення нового синтетичного пестициду коштує понад 250 мільйонів доларів США і займає приблизно 10 років, в той час як розробка біопестицидів може вкластися в 25 мільйонів доларів США і триватиме близько 3 років.
Через ці переваги ринок біопестицидів має всі шанси на блискуче майбутнє, про що свідчить зацікавленість агрохімічних компаній в розробці інноваційних продуктів в цьому напрямку.
За матеріалами AgriBussines Global
Аби не пропустити найцікавішого, підписуйтесь на наш канал-Telegram
