Технология бактериальных препаратов для сельского хозяйства

1.

ТЕХНОЛОГИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ С/Х
Технология получения бактериальных
энтомопатогенных препаратов
Наиболее перспективно оказалось использование
природных патогенов - микроорганизмов, чьи
токсины являются причиной гибели насекомыхвредителей в их природных условиях.
Энтомопатогенные препараты, получаемые на
основе
микроорганизмов,
не
вызывают
нежелательных изменений в биоценозах и не
нарушают экологического состояния в регионах.

2.

• Российская микробиологическая промышленность
производит три группы энтомопатогенных
препаратов:
1. Бактериальные препараты на основе Bacillus
thuringiensis: энтобактерин, дендробациллин,
инсектин, токсобактерин.
2. Грибной препарат боверин на основе гриба
Beauveria bassiana.
3. Препараты на основе вирусов ядерного полиэдроза:
вирин-ЭНШ и вирин-ЭКС.
• Семейство палочковидных вирусов, которые могут
быть разделены на две группы: полиэдрозы и
гранулезы. Являются возбудителями вирусных
заболеваний
насекомых,
преимущественно
чешуекрылых. Безвредны для человека и
теплокровных животных.

3.

• Все микробные патогены выпускают в виде
смачивающихся порошков или паст, реже
гранул, эмульсии и кристаллов.
Технология получения бактериальных
энтомопатогенных препаратов
• Широко применяется грамположительная
бактерия Bac. thuringiensis - при попадании
внутрь тела насекомого, в ходе
культивирования продуцирует ряд токсических
соединений, повышающих эффективность
приготовленных на ее основе препаратов.

4.

Среди таких токсичных продуктов,
вырабатываемых этой бактерией, выделяют
четыре компонента:
1. α-экзотоксин (фосфолипаза С) - продукт
растущих клеток бактерий. Он вызывает распад
незаменимых фосфолипидов в тканях
насекомого, что приводит к их гибели.
2. ß-экзотоксин, или термостабильный токсин.
Накапливается в культуральной жидкости
симбатно росту клеток.
Его действие связано с ингибированием
действия ДНК-зависимой РНК-полимеразы, что
приводит к прекращению синтеза РНК в клетках
насекомых и к их гибели. Действие этого токсина
довольно медленное.

5.

3.γ- экзотоксин. Малоизученный,
неидентифицированный фермент.
4.δ-эндотоксин. Представляет собой
кристаллический белок (имеет форму
правильных кристаллов).
• Он не выделяется в культуральную среду, а
остается внутри бактерии. Проявляет свое
токсическое действие в желудочнокишечном тракте насекомого, разрушая его
ферментную систему.

6.

В зависимости от реакции на кристаллы
насекомые делятся на три группы:
характерен общий паралич;
паралич среднего отдела кишечника;
реакция на препарат в целом: гибель в
результате прорастания спор и последующего
размножения бактерий.
Бактерии Bac. thuringiensis антагонистичны к
130 видам насекомых.
Наиболее распространенные препараты на
основе Bac. thuringiensis: энтобактерин,
инсектин, алестин, экзотоксин, токсобактерин,
дендробациллин, битоксибациллин.

7.

Технология производства включает все стадии
(глубинный способ):
- выращивание посевного материала в
лаборатории и в посевном аппарате;
- промышленное культивирование в
ферментаторе;
- концентрирование культуральной жидкости;
- сушку;
- стандартизацию и фасовку готового препарата.

8.

• Если посевной материал получают в виде спор, то
на всех стадиях производственного
культивирования используют питательную среду
одного и того же состава.
• Как правило, это дрожже-полисахаридная среда,
содержащая (в %):
- кормовые дрожжи - 2-3;
- кукурузную муку - 1-1,5;
- кашалотовый жир - 1.
• Перед началом культивирования рН среды не
регулируют: при добавлении всех компонентов она
устанавливается обычно около 6,3.
• К концу ферментации рН повышается до 8-8,5.
Процесс культивирования заканчивают при степени
спорулизации 90-95 % и титре спор не менее 109 в
• 1 см3.

9.

Готовую культуральную жидкость перекачивают в
отдельный простерилизованный сборник подкисляют
до рН 6-6,2 и передают на стадию сепарации.
В результате сепарации получают пасту влажностью
85 % с выходом около 100 кг в 1 м3 культуральной
жидкости.
Конечным продуктом производства может быть либо
смачивающий порошок, либо стабилизированная
паста.
Первый получают путем высушивания пасты на
распылительной сушилке до остаточной влажности 10
% и смешением с каолином.
Вторую - внесением в пасту карбоксиметилцеллюлозы
(КМЦ).
Препарат эффективен в борьбе с более чем 60 видами
насекомых.

10.

• Первый отечественный препарат получен на
основе Bac. thuringiensis var. galleriae –
энтобактерин.Препарат выпускается в виде сухого
порошка с содержанием спор и кристаллов
эндотоксина по 30 млрд/г пасты с наполнителем,
а также жидкости в смеси с прилипателем.
• Эффективен против чешуекрылых насекомых
(капустной белянки, капустной моли, лугового
мотылька, пяденицы, шелкопряда, боярышницы и
др.). Применяют препарат путем опрыскивания
растений суспензией из расчета 1–3 кг/га для
овощных и 3–5 кг/га – для садовых культур с
использованием наземных и авиационных
опрыскивателей.

11.

• Оптимальные условия внешней среды для
применения энтобактерина – отсутствие осадков
и диапазон температур 18–32 °С.
• Препарат кишечного действия, при поедании
гусеницами вместе с листовой зеленью после
попадания в желудочно-кишечный тракт
насекомого вызывает общую интоксикацию и
затем полный паралич. Основная масса
насекомых гибнет в течение 2–10 дней.

12.

• Дендробациллин является препаратом для
защиты леса от сибирского шелкопряда на
основе Bac. thuringiensis var. dendrolimus.
Бактерия была выделена из гусениц сибирского
шелкопряда.
• Эффективен для защиты овощных, плодовых и
технических культур от разных насекомых
(совок, белянок, молей, пядениц и др.).
Препарат не токсичен для полезной
энтомофауны, исключение составляют тутовый
и дубовый шелкопряд, применяется и действует
аналогично энтобактерину.

13.

• Инсектин – по действию аналогичен
дендробациллину, предназначен для борьбы,
главным образом, с сибирским шелкопрядом.
Получен на основе Bac.thuringiensis var.insectus.
• БИП – биологический инсектицидный препарат,
изготавливается в виде сухого порошка и пасты
на основе Bac. thuringiensis var. Darmstadiensis,
эффективен против вредителей плодовых (от
яблочной и плодовой молей, пядениц,
листоверток, шелкопрядов) и овощных культур
(белянок, молей).
• Бактулоцид – бактерия, на основе которой
выпускается данный препарат, выделена из
водоема и отнесена к группе Bt H14,

14.

• Бактулоцид выпускается в виде сухого порошка
с титром спор около 90 млрд./г и содержит
такое же количество кристаллов.
• Применяется в жидком виде разбрызгиванием
по поверхности водоема. Доза в зависимости от
характера водоема и вида комаров варьирует от
0.5 до 3.0 кг/га водной поверхности.
Кристаллический эндотоксин бактулоцида
высоко токсичен для личинок комаров и
мошек, но совершенно безопасен для других
насекомых и гидробионтов, обитающих в
одном водоеме с комарами.

15.

Технология получения грибных энтомопатогенных
препаратов
• способны поражать большое количество насекомыхвредителей, вызывая у них заболевание - микоз.
По сравнению с бактериями и вирусами грибы обладают
рядом особенностей:
а) поражение происходит не через пищеварительный тракт,
а непосредственно через поверхностные ткани;
б) насекомые поражаются в фазе развития куколки, что не
наблюдается при воздействии на них микробных
препаратов;
в) грибы характеризуются относительно большой скоростью
роста и огромной репродуктивной способностью; в виде
спор могут длительное время находиться в природных
условиях без заметного снижения энтомопатогенной
активности.

16.

• Воздействие грибного препарата на насекомое
через покровы.
• Попав в тело насекомого, грибная спора
прорастает в гифу, затем разрастается в
мицелий, от которого отчленяются гифальные
тельца - конидии, составляющие инфекционную
единицу энтомопатогенных грибов.
• Как правило, гибель наступает от большого
количества токсинов, выделяющихся грибами.
• В России производится грибной препарат
боверин на основе гриба рода Beauveria.

17.

Получение боверина методом глубинного
культивирования
Получение боверина этим методом осуществляют в
строго асептических условиях.
В состав питательной среды входят следующие
компоненты (в %):
- дрожжи кормовые - 2;
- крахмал - 1;
- хлорид натрия - 0,2;
- хлорид марганца - 0,01;
-хлорид кальция - 0,05.
• Продолжительность культивирования составляет 3-4
суток при температуре 25-28 С. Выращивание гриба
проводят в условиях постоянного перемешивания и
принудительной аэрации.