Биопестицид - Biopesticide

Биопестицидысокращение от 'биологического пестициды ', включают несколько типов вмешательства по борьбе с вредителями: через хищные, паразитарные или химические связи. Этот термин исторически ассоциировался с [биологическим контролем] - и косвенно - с манипуляциями над живыми организмами. На регулирующие позиции может влиять общественное мнение, а именно:

  • в ЕС биопестициды определены как «форма пестицидов на основе микроорганизмов или натуральных продуктов».[1]
  • Агентство по охране окружающей среды США заявляет, что они «включают встречающиеся в природе вещества, которые контролируют вредителей (биохимические пестициды), микроорганизмы, которые контролируют вредителей (микробные пестициды), и пестицидные вещества, вырабатываемые растениями, содержащими дополнительный генетический материал (встроенные в растения средства защиты) или ГПВ».

Их получают из организмов, включая растения, бактерии и другие микробы, грибы, нематоды, так далее.[2][3] Часто они являются важными компонентами комплексная борьба с вредителями (IPM) и получили большое практическое внимание как заменители синтетических химических средств защиты растений (PPP).

Типы

Биопестициды можно разделить на следующие классы:

  • Микробный пестициды, состоящие из бактерий, энтомопатогенные грибы или вирусы (и иногда включает метаболиты, которые производят бактерии или грибки). Энтомопатогенные нематоды также часто классифицируются как микробные пестициды, даже несмотря на то, что они многоклеточные.[4][5][6]
  • Химические вещества биологического происхождения. В коммерческом использовании находятся четыре группы: пиретрум, ротенон, масло нима, и различные эфирные масла[7][8] являются веществами естественного происхождения, которые контролируют (или контролируют в случае феромоны ) вредители и микробные болезни.
  • Инкорпорированные в растения протекторы (PIP) содержат генетический материал других видов, включенный в их генетический материал (т.е. ГМ-культуры ). Их использование вызывает споры, особенно во многих европейских странах.[9]
  • РНКи-пестициды, некоторые из которых являются местными, а некоторые абсорбируются растениями.

Биопестициды обычно не имеют известной функции в фотосинтезе, росте или других основных аспектах физиологии растений. Вместо этого они активны против биологических вредителей. Было идентифицировано множество химических соединений, которые производятся растениями для защитить их от вредителей так их называют антифеданты. Эти материалы представляют собой биоразлагаемые и возобновляемые альтернативы, которые могут быть экономичными для практического использования. Органическое земледелие systems использует этот подход к борьбе с вредителями.[8]

РНК

РНК-интерференция изучается на предмет возможного использования в качестве инсектицида в виде спрея несколькими компаниями, включая Monsanto, Syngenta и Bayer. Такие спреи не изменяют геном целевого растения. РНК может быть изменена для поддержания ее эффективности по мере того, как виды-мишени развивают устойчивость к исходной. РНК - это относительно хрупкая молекула, которая обычно разлагается в течение нескольких дней или недель после нанесения. По оценкам Monsanto, затраты составляют порядка 5 долларов за акр.[10]

РНКи использовались для борьбы с сорняками, устойчивыми к вирусу Монсанто. Округлять гербицид. РНКи, смешанная с силиконовым поверхностно-активным веществом, позволяет молекулам РНК проникать в воздухообменные отверстия на поверхности растения, нарушая работу гена толерантности и воздействуя на него достаточно долго, чтобы гербицид мог действовать. Эта стратегия позволит продолжить использование гербицидов на основе глифосата, но сама по себе не поможет стратегии ротации гербицидов, основанной на чередовании раундапа с другими.[10]

Их можно изготовить с достаточной точностью, чтобы убить одни виды насекомых, не нанося вреда другим. Monsanto также разрабатывает спрей РНК для уничтожения картофельные жуки Одна из проблем - заставить его оставаться на растении на неделю, даже если идет дождь. Картофельный жук приобрел устойчивость к более чем 60 обычным инсектицидам.[10]

Monsanto лоббировала Агентство по охране окружающей среды США, чтобы освободить пестицидные продукты RNAi от каких-либо конкретных правил (помимо тех, которые применяются ко всем пестицидам) и освободить от испытаний на токсичность, аллергенность и остаточную экологию. В 2014 году консультативная группа EPA обнаружила мало доказательств риска для людей от употребления РНК.[10]

Однако в 2012 году Австралийский фонд безопасных пищевых продуктов заявил, что триггер РНК, предназначенный для изменения содержания крахмала в пшенице, может влиять на ген человека. фермент печени. Сторонники возразили, что РНК, по-видимому, не проходит мимо человеческой слюны или желудочной кислоты. Национальный консультативный совет США по медоносным пчелам сообщил EPA, что использование RNAi поставит естественные системы в «воплощение риска». Пчеловоды предупредили, что опылители могут пострадать из-за непредвиденных последствий и что геномы многих насекомых до сих пор неизвестны. Другие неоцененные риски включают экологические (учитывая необходимость постоянного присутствия гербицидов и других применений) и возможное перемещение РНК через границы видов.[10]

Monsanto инвестировала в несколько компаний за свой опыт в области РНК, включая Beeologics (для РНК, убивающей паразитических клещей, поражающих ульи, и для производственных технологий) и Preceres (липидоидные покрытия из наночастиц), а также лицензированные технологии от Альнилам и Текмира. В 2012 году Syngenta приобрела Devgen, европейского партнера по РНК. Startup Forrest Innovations исследует RNAi как решение болезнь озеленения цитрусовых в 2014 году во Флориде упало с деревьев 22 процента апельсинов.[10]

Примеры

Bacillus thuringiensis, бактерия, способная вызывать заболевание Чешуекрылые, Жесткокрылые и Двукрылые, является хорошо известным примером инсектицида. Токсин от B. thuringiensis (Bt токсин ) был введен непосредственно в растения за счет использования генная инженерия. Использование Bt Toxin вызывает особые споры. Его производители утверждают, что он мало влияет на другие организмы, и больше экологически чистый чем синтетические пестициды.

К другим средствам микробной борьбы относятся продукты на основе:

Различные природные материалы, включая экстракты грибов и растений, были описаны как биопестициды. Товары в этой категории включают:

Приложения

Биопестициды биологический или биологически полученный агентов, которые обычно применяются аналогично химическим пестицидам, но позволяют бороться с вредителями экологически чистый путь. Эффективная борьба со всеми продуктами для борьбы с вредителями, особенно с микробными агентами, требует соответствующих формулировка[14] и заявление.[15][16]

Биопестициды, предназначенные для борьбы с болезнями сельскохозяйственных культур, уже зарекомендовали себя на различных культурах. Например, биопестициды уже играют важную роль в борьбе с ложной мучнистой росой. Их преимущества включают: 0-дневный предуборочный интервал (см .: максимальный предел остатка ), возможность использования в условиях умеренного и тяжелого заболевания, а также возможность использования в качестве баковой смеси или в программе ротации с другими зарегистрированные фунгициды. Поскольку некоторые исследования рынка показывают, что до 20% мировых продаж фунгицидов направляются на ложная мучнистая роса болезней, включение биофунгицидов в производство винограда дает существенные преимущества с точки зрения продления срока службы других фунгицидов, особенно тех, которые относятся к категории пониженного риска.

Основная область роста биопестицидов находится в области обработка семян и поправки на почву. Фунгицидный и биофунгицидные обработки семян используются для борьбы с переносимыми почвой грибковыми патогенами, которые вызывают гниение семян, их высыхание, корневая гниль и фитофтороз. Их также можно использовать для борьбы с внутренними переносимыми семенами грибковыми патогенами, а также с грибковыми патогенами, находящимися на поверхности семян. Многие биофунгицидные продукты также демонстрируют способность стимулировать защиту растений-хозяев и другие физиологические процессы, которые могут сделать обработанные культуры более устойчивыми к различным болезням. биотический и абиотический стрессы.

Недостатки

  • Высокая специфичность: может потребоваться точная идентификация вредителя / патогена и использование нескольких продуктов, которые будут использоваться; хотя это также может быть преимуществом в том, что биопестицид с меньшей вероятностью нанесет вред другим видам, чем целевой
  • Часто низкая скорость действий (что делает их непригодными, если вспышка вредителей представляет непосредственную угрозу урожаю)
  • Эффективность часто варьируется из-за влияния различных биотических и абиотических факторов (поскольку некоторые биопестициды являются живыми организмами, которые обеспечивают контроль над вредителями / патогенами путем размножения внутри или поблизости от целевого вредителя / патогена)
  • Живые организмы развиваются и повышают свою устойчивость к биологическим, химическим, физическим или любым другим формам контроля. Если целевая популяция не истреблена или не станет неспособной к воспроизводству, выжившая популяция может приобрести терпимость к любому давлению, которое будет оказано, что приведет к эволюционная гонка вооружений.
  • Непреднамеренные последствия: Исследования показали, что биопестициды широкого спектра действия имеют смертельный и несмертельный риск для нецелевых местных опылителей, таких как Melipona quadrifasciata в Бразилии.[17]

Исследование рынка биопестицидов

Рынок сельскохозяйственных биопрепаратов достигнет 19,5 млрд долларов к 2031 году, как прогнозирует компания маркетинговых исследований IDTechEx в отчете «Биостимуляторы и биопестициды 2021-2031: технологии, рынки и прогнозы».[18]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Поощрение инноваций в разработке биопестицидов. В архиве 15 мая 2012 г. Wayback Machine Европейская комиссия (2008 г.). Доступ 20 апреля 2012 г.
  2. ^ Коппинг, Леонард Г. (2009). Руководство по средствам биоконтроля: всемирный сборник. BCPC. ISBN  978-1-901396-17-1.
  3. ^ Регулирование биопестицидов. Агентство по охране окружающей среды США (2012). Доступ 20 апреля 2012 г.
  4. ^ а б Кумбс, Эми. «Борьба с микробами с помощью микробов». Ученый. Получено 18 апреля 2013.
  5. ^ «Перечисление 17 микробов и их воздействия на почву, здоровье растений и функции биопестицидов». Explogrow, Dr Malherbe, бакалавр, бакалавр с отличием, магистр, доктор естественных наук. 21 января 2017.
  6. ^ Фрэнсис Борджио Дж., Сахаярадж К. и Альпер Сусурлюк I (редакторы). Микробные инсектициды: принципы и применение, Nova Publishers, США. 492 стр. ISBN  978-1-61209-223-2
  7. ^ Мюррей Б. Исман «Ботанические инсектициды, сдерживающие средства и репелленты в современном сельском хозяйстве и во все более регулируемом мире» Ежегодный обзор энтомологии, том 51, стр. 45-66. Дои:10.1146 / annurev.ento.51.110104.151146
  8. ^ а б Pal, GK; Кумар, Б. (2013). "Противогрибковое действие экстрактов некоторых распространенных сорняков против грибков, вызывающих увядание, Fusarium oxysporum" (PDF). Текущее открытие. Международная ассоциация молодых ученых прикладных исследований и разработок. 2 (1): 62–67. ISSN  2320-4400. Архивировано из оригинал (PDF) 16 декабря 2013 г.. Получено 8 февраля, 2014.открытый доступ
  9. ^ Национальный информационный центр по пестицидам Последнее обновление: 21 ноября 2013 г. Инкорпорированные защитные средства (PIP) / генетически модифицированные растения
  10. ^ а б c d е ж «Благодаря BioDirect, Monsanto надеется, что спреи РНК когда-нибудь могут обеспечить засухоустойчивость и другие свойства растений по запросу | Обзор технологий MIT». Получено 2015-08-31.
  11. ^ Benhamou, N .; Lafontaine, P.J .; Николь, М. (декабрь 2012 г.). «Индукция системной устойчивости к гниению кроны и корня фузариоза у растений томатов путем обработки семян хитозаном» (PDF). Фитопатология. Американское фитопатологическое общество. 84 (12): 1432–44. Дои:10.1094 / Фито-84-1432. ISSN  0031-949X. OCLC  796025684. Получено 8 февраля, 2014.открытый доступ
  12. ^ "Масло канолы инсектид" (PDF). 18 ноя 2012. Получено 19 ноября 2020.
  13. ^ «База данных ЕС по пестицидам - ​​Европейская комиссия». ec.europa.eu. Получено 2020-11-19.
  14. ^ Берджес, Х. (ред.) 1998 Состав микробных биопестицидов, полезных микроорганизмов, нематод и средств обработки семян Publ. Kluwer Academic, Dordrecht, 412 стр.
  15. ^ Мэтьюз Г.А., Бейтман Р.П., Миллер PCH (2014) Методы применения пестицидов (4-е издание), глава 16. Вили, Великобритания.
  16. ^ Л. Лэйси и Х. Кайя (ред.) (2007) Полевое руководство по методам патологии беспозвоночных 2-е издание. Kluwer Academic, Дордрехт, Нидерланды.
  17. ^ Tomé, Hudson Vaner V .; Barbosa, Wagner F .; Мартинс, Густаво Ф .; Гедес, Рауль Нарцисо К. (01.04.2015). «Спиносад у местной безжальной пчелы Melipona quadrifasciata: достойная сожаления нецелевая токсичность биоинсектицида». Атмосфера. 124: 103–109. Дои:10.1016 / j.chemosphere.2014.11.038. PMID  25496737.
  18. ^ Дент, доктор Майкл (2020). Биостимуляторы и биопестициды 2021-2031: технологии, рынки и прогнозы. IDTechEx. ISBN  9781913899066.

внешняя ссылка

● Рынок биоинсектицидов (Приобрести исследование рынка)