Американский хлопковый долгоносик, распространенный от восточного Техаса до Атлантического океана, — один из самых опасных вредителей хлопчатника. На его долю приходится три четверти потерь хлопчатника и почти треть инсектицидов, ежегодно используемых в сельском хозяйстве США. В 70-х годах в некоторых штатах США была осуществлена программа подавления популяции хлопкового долгоносика с помощью сексоловушек с грандлуром.
На о-ве Рота, расположенном в Тихом океане, восточную фруктовую муху удалось искоренить путем приманивания самцов с помощью аттрактанта метилевгенола на поверхность, покрытую инсектицидом.
Таких примеров эффективного применения сексоловушек можно привести немало. Наряду с сексоловушками для создания «самцового вакуума» применяется рассеивание феромона. В этом случае происходит дезориентация самцов. Эффективность этого приема повышается по мере снижения численности популяции вредителя-мишени. При большой плотности популяции самцы могут находить самок случайно. Для дезориентации самцов непарного шелкопряда — опасного вредителя лесных, декоративных и фруктовых деревьев — используют препарат диспарлюр. Он сохраняет свою активность в полевых условиях в течение продолжительного времени. В дозе 20 г/га диспарлюр существенно подавляет численность непарного шелкопряда. Это вещество не оказывает ощутимого воздействия на окружающую среду или другие любые организмы, кроме вредителя.
Применение феромонов позволяет не только дезориентировать насекомых и благодаря этому снижать численность вредителей, но и предотвращать расселение их из очагов заражения. Эксперименты, проведенные в Пермской области, показали, что внесение феромона непосредственно в уже имеющиеся очаги высокой численности короеда-гипографа прекращает разлет жуков из этих очагов в другие места.
Первый отечественный феромон восточной плодожорки был синтезирован в середине 70-х годов. В 1975—1980 гг. в нашей стране были проведены испытания ловушек и феромонов отечественного и американского производства. Оказалось, что улавливающая способность ловушек, изготовленных в нашей стране, в 2 раза выше американских.
Расчеты ученых показывают, что для подавления популяции вредителя при высокой ее исходной численности требуется около4,5 тыс. ловушек на 1 га или 50 — на одно дерево. Но при небольшой численности для защиты сада достаточно использовать 30—50 ловушек на 1га.
Для развития нового направления борьбы с вредителями полей и садов необходимо создать высокоэффективные препаративные формы феромонов. Стоимость феромонов высока, поэтому учёные разработали такие методы их использования, когда испарение действующего вещества происходит медленно, в течение длительного времени. Так, например, для борьбы с непарным шелкопрядом применяются микрокапсулы, содержащие диспарлюр — половой аттрактант этого насекомого. Он широко используется в США в качестве средства прямой борьбы с этим чрезвычайно опасным вредителем. Диспарлюр вызывает дезориентацию самцов, которые становятся половозрелыми раньше, чем самки. Микрокапсулы аттрактанта представляют соббй шарики из желатина или полиамида диаметром от 3 до 40 мкм, внутри которых заключен медленно испаряющийся феромон. С помощью таких микрокапсул удается снизить численность непарного шелкопряда за четыре недели на 98 %.
Ученые интенсивно работают над совершенствованием полимерных диспенсеров (носителей) и способов их разбрасывания. В США используются два типа диспенсеров — фиброволокна фирмы Конрел и трехслойные полимерные пластинки фирмы Геркон. Норма расхода феромона обычно составляет несколько граммов на 1 га в течение сезона. По мнению специалистов, в ближайшие годы феромоны будут широко использоваться для борьбы с вредителями плодовых культур, хлопчатника, кукурузы и некоторых технических культур. Применение физиологически активных веществ для борьбы с вредными насекомыми представляется чрезвычайно перспективным.
Наряду с феромонами в целях защиты растений могут быть использованы другие физиологически активные вещества насекомых. Железы внутренней секреции продуцируют различные гормоны. Наиболее изученными являются ювенильный (или личиночный) гормон и гормон линьки (экдизон). Они играют важную роль в гормональной регуляции развития насекомых. Вместе с тем специалисты в области защиты растения могут использовать эти гормоны для нарушения нормального хода развития и размножения насекомых.
Использование гормональных препаратов для борьбы с вредными насекомыми имеет специфические особенности. Применение их не обеспечивает моментальную гибель насекомых, поэтому вредители в случае массового распространения могут нанести растениям существенный вред. Кроме того, критический период действия гормонов ограничен во времени, что также затрудняет их использование. Однако определенные преимущества гормональных препаратов (они не накапливаются в организме, малотоксичны для позвоночных животных, к ним невозможно привыкание насекомых) побуждают ученых вести дальнейшие исследования в направлении практического использования этих веществ в борьбе с вредными насекомыми. Эти исследования окажутся еще более продуктивными, если будут" проводиться с использованием методов биотехнологии и генетической инженерии. Установлено, что вещества, аналогичные гормонам насекомых, продуцируются рядом растений. Эти вещества, например, фитозкдизоны, могут производиться в ферментерах методом культуры растительных тканей.
Важный аспект защиты растений — борьба с сорной растительностью. В настоящее время для борьбы с сорной растительностью широко применяется химический метод, основанный на использовании гербицидов. Повсеместное использование гербицидов в современном растениеводстве обусловлено тем, что это рентабельный способ повышения урожайности сельскохозяйственных культур, высокоэффективный метод повышения производительности труда в сельском хозяйстве. Существенным недостатком гербицидов является их более или менее выраженная токсичность для животных и человека. Вместе с ливневыми водами, а также в результате сноса аэрозолей они могут попадать в водоемы, отравляя там все живое, делая воду непригодной для потребления животными и человеком. Кроме того, они могут накапливаться в растительных кормах и животноводческих продуктах.
В связи с этим ученые интенсивно работают над повышением, роли так называемого биологического метода борьбы с сорной растительностью, включающего использование для этой цели живых организмов или продуктов их жизнедеятельности. И здесь открывается широкое поле для применения достижений биотехнологии генетической инженерии. С помощью биотехнологических приемов можно быстро размножить организмы, уничтожающие сорные растения, производить пригодные для той же цели вещества.
К настоящему времени получены гербициды нового поколения, более перспективные как с точки зрения эффективности, так и с позиций экотоксикологии. Их получают, в частности, из микроорганизмов. Одно из преимуществ производства микробных гербицидов — универсальность оборудования (ферментеров), необходимых для культивирования гербицидсинтезирующих микроорганизмов. Второе существенное преимущество микробиологического производства пестицидов — значительно меньшее отрицательное воздействие посредством отходов и выбросов на окружающую среду. В-третьих, гербициды микробного происхождения, не являются чужеродными для природной среды. Актиномицеты, обитающие в почве, постоянно вырабатывают их и выделяют в окружающую среду. Вполне естественно, в почвенном биоценозе в ходе эволюции возникли системы, направленные на деградацию веществ, выделяемых актиномицетами. Эти системы будут функционировать и в том случае, если мы обработаем растения гербицидами, полученными при участии актиномицетов в ферментере. Благодаря этому в природной среде не будет происходить накопления токсичных веществ. Кстати, это обстоятельство должно учитываться при разработке методов использования микробных гербицидов: многие из них будут обладать низкой эффективностью при внесении в почву.
В настоящее время известен ряд микроорганизмов, которые уже являются или могут быть значимыми продуцентами гербицидов. Их использование в практике предполагает проведение более глубоких исследований в области главным образом генетической инженерии, что обеспечит интенсивное использование микроорганизмов в многотоннажных биотехнологических производствах.