Застосування біологічних методів боротьби з хворобами І шкідниками культурних рослин
| Вид материала | Документы |
- Реферат по темі роботи : "Реалізація продуктивного потенціалу культурних рослин, 83.55kb.
- Програма вступних фахових випробувань за спеціальністю «фізіологія рослин» освітньо-кваліфікаційний, 164.35kb.
- Реферат на тему Вчення про походження рослин І тварин, 77.89kb.
- Робоча навчальна програма предмет: Біофізика Спеціальність: 070400 бакалавр витяг, 94.92kb.
- В. В. Решітько Застосування нестандартних форм та методів діяльності на урок, 870.04kb.
- Міністерство охорони здоров’я україни наказ, 586.9kb.
- " Підвищення якості та продуктивного потенціалу культурних рослин на основі фізіолого-, 79.54kb.
- Реферат на тему: Лікарські рослини, їх поширення І застосування, 34.46kb.
- Біомоніторинг, 72.09kb.
- Охорона рослин народами світу”, 99.9kb.
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ХМЕЛЬНИЦЬКОЇ ОБЛАСНОЇ ДЕРЖАВНОЇ АДМІНІСТРАЦІЇ УПРАВЛІННЯ ОСВІТИ І НАУКИ
ХМЕЛЬНИЦЬКЕ ТЕРИТОРІАЛЬНЕ ВІДДІЛЕННЯ МАЛОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ
ВОЛОЧИСЬКА РАЙОННА ФІЛІЯ
ВІДДІЛЕННЯ ХІМІЇ ТА БІОЛОГІЇ
СЕКЦІЯ: ЗООЛОГІЯ І БОТАНІКА
ЗАСТОСУВАННЯ БІОЛОГІЧНИХ МЕТОДІВ БОРОТЬБИ
З ХВОРОБАМИ І ШКІДНИКАМИ КУЛЬТУРНИХ РОСЛИН
Роботу виконала:
Білик Ірина Олегівна,
учениця 11-Б класу
Волочиського навчально-виховного
комплексу у складі середньої
загальноосвітньої школи І ступеня та гімназії
Науковий керівник:
Мосендз Інна Василівна
вчитель біології, вчитель-методист
Волочиського навчально-виховного
комплексу у складі середньої
загальноосвітньої школи І ступеня та гімназії
Волочиськ – 2011
2
Зміст
ВСТУП……………………………………………………………………………………..3
РОЗДІЛ I. Засоби захисту живих істот від шкідників і паразитів………………..........5
1.1 Характеристика пестицидів як хімічно активних небезпечних речовин….....5
1.2. Наслідки застосування пестицидів у сільському господарстві та на присадибній ділянці………………………………………………………………............6
РОЗДІЛ II. Безпечні засоби захисту живого від шкідників і паразитів…………….....8
2.1. Використання рослин із захисними властивостями, їх хімічний склад...............8
2.2. Особливості застосування рослин як біологічних методів захисту від шкідників і паразитів……………………………………………………………..….......9
2.3. Рослини – ліки для рослин. Захищають культурні рослини……………….......9
2.4. Біопрепарати як засоби захисту рослин…………………………………………10
2.5. Характеристика найбільш поширених біопрепаратів….……………….……....12
2.6. Біологічні помічники у догляді за культурними рослинами…………………...14
2.7. Приваблювання тварин-ентомофагів на присадибну ділянку…………………16
2.8. Використання явища алелопатії при захисті рослин від шкідників і паразитів………………………………………………………………………………...17
2.9. Застосування лікарських рослин та бур’янів як засобів захисту від шкідників і паразитів………………………………………………………………………………...18
РОЗДІЛ III. Практичні дослідження ефективності різних груп рослин як засобів захисту городніх культур на присадибній ділянці……………………………20
3.1. Дослідження ефективності фітонцидних властивостей часнику при догляді за декоративними рослинами………………………………………………...20
3.2. . Дослідження впливу трави хвоща польового на стан овочевих та декоративних рослин…………………………………………………………………..21
3.3. Дослідження ефективності проростання насіння перцю болгарського при застосуванні біопрепаратів………………………………………………………….....22
3.4. Дослідження явища алелопатії на присадибній ділянці………………………...23
ВИСНОВКИ……………………………………………………………………………...25
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ .…………………………………………........26
ДОДАТКИ………………………………………………………………………………..27
3
Вступ
«Все пов’язано зі всім» - так трактує І закон екології відомий вчений Б. Коммонер. Здавна було помічено, що паразити також є здобиччю для інших тварин. Особливу користь приносять комахи-ентомофаги, відкладаючи свої яйця на личинку, яйце чи тіло дорослого паразита. Ставали в нагоді людині й хижаки. Корисними є хижі жуки, кліщ, мухи, земноводні, окремі ссавці. Приваблюючи цих тварин до свого житла, люди завжди чекали від них допомоги. Добре відомі людині й властивості деяких бактерій, грибів, рослин пригнічувати або покращувати розвиток інших видів, зупинити масове розмноження паразитів, оздоровлювати ґрунт, знищувати шкідників. Людина могла б володіти цілою низкою безпечних, надійних засобів захисту рослин, але обрала інший – синтетичний, хімічний. Такими засобами стали пестициди. Масове застосування пестицидів почалося в середині XXст., коли промисловість почала виготовляти їх спершу тисячами, а тепер уже й мільйонами тонн. У сучасному господарстві, яке не може обійтися без пестицидів, за рік використовують близько 2 млн. тонн такого виду речовин.
Зовсім недавно вчені виявили, як саме діють пестициди на живі організми. Проникнувши в клітину рослин або тварин, вони порушують процеси обміну рослин, що призводить до загибелі клітин. Потрапляючи в ґрунт і водойми, пестициди концентруються живими організмами і порушують рівновагу у природних екосистемах. Пестициди накопичуються в продуктах харчування і тому тривалий час зберігаються в різних ланках екологічного ланцюга. За результатами досліджень останніми роками помітно підвищення ступеня забруднення ґрунтів хлорорганічними і фосфорорганічними пестицидами. Їхні небезпечні скупчення виявлено в продуктах харчування, материному молоці і в тканинах новонароджених дітей. Актуальність теми зумовлена тим, що застосування пестицидів викликає підвищення захворюваності серед людей, що супроводжується розвитком ракових захворювань, хвороб шлунково-кишкового тракту, нирок, нервової системи – аж до
виникнення паралічів, а також розладів дихання. Крім того пестициди можуть спричинити порушення вагітності, імпотенцію, безпліддя.
4
Тому метою даної роботи є з’ясування ефективності захисту культурних рослин без використання пестицидів та інших хімічних засобів захисту на присадибній ділянці. Для цього були окреслені наступні завдання: встановити негативні наслідки застосування пестицидів на організм людини та всю екосистему в цілому; визначити безпечні засоби захисту рослин від шкідників і паразитів; дослідити ефективність дії фітонцидів, культурних, дикорослих та декоративних рослин на практиці; перевірити результативність застосування явища алелопатії при вирощуванні культурних рослин; вивчити особливості застосування біологічних препаратів, створених на основі мікроорганізмів та продуктів їх життєдіяльності; перевірити ефективність захисту культурних рослин за допомогою корисних тварин.
Об’єктом досліджень стали культурні рослини, що найбільш вживані в їжу, найчастіше вирощуються і супроводжують людину постійно.
Предметом досліджень – вплив живих істот на стан культурних рослин.
Методами досліджень обрані порівняльно-морфологічні, польові спостереження.
Методика досліджень, запропонована в даній роботі, має практичне спрямування, легка у застосуванні, не потребує матеріальних затрат і рекомендована для використання на присадибних ділянках як початківцями, так і досвідченими дачниками. Науковою новизною у роботі є те, що: вперше розглянуто інформацію про застосування настоїв не лише з лікувальною метою, а й з метою профілактики появи хвороб; отримані нові дані, які підтверджують вплив кремнієвої кислоти хвоща польового як засобу підвищення імунних властивостей рослин з метою адаптації їх до негативного впливу навколишнього середовища; доведена ефективність та безпечність застосування біопрепаратів на основі мікроорганізмів як засобів захисту культурних рослин, що вирощуються в домашніх умовах.
Дане наукове дослідження може бути застосоване під час вирощування культурних рослин на присадибних ділянках з метою отримання екологічно чистої продукції, при створені та догляді за декоративними посадками рослин на території навчальних закладів, озеленені населених пунктів, де заборонене і небажане використання хімічних засобів захисту рослин.
5
РОЗДІЛ I. ЗАСОБИ ЗАХИСТУ ЖИВИХ ІСТОТ ВІД ШКІДНИКІВ І ПАРАЗИТІВ
- Характеристика пестицидів як хімічно активних небезпечних речовин
Пестициди – загальна назва великої групи отрутохімікатів для боротьби з шкідниками і хворобами с/г рослин, бур’янами, знищення паразитів – переносників інфекційних захворювань людини і тварин. Цей термін у перекладі з латинської буквально означає ,,вбивство”. Окремі групи пестицидів дістали свою назву залежно від того, на кого спрямована їхня дія:
- бактерициди (знищують шкідливих бактерій);
- акріциди (кліщів);
- інсектициди (комах);
- ротендициди (гризунів);
- фунгіциди (діють на гриби);
- нематоциди (нищать круглі черви). [2, 249-251]
Існує класифікація пестицидів на основі їх хімічного складу: [13, 227]
1-Хлорорганічні сполуки (ХОС) – це хлоровані вуглеводні в тому числі ароматичні (ДДТ), гептахлор, хлорбензол. Дуже токсичні, довго існуючі з кумулятивною дією.
2-Карбамати – синтезовані на основі карбамінової кислоти (севім, цирам, манеб). Ефективні проти комах, грибів, бактерій та бур’янів одночасно. Мають низьку токсичність, розпадаються за 1-3 тижні.
3- Фосфороорганічні (ФОС)– змішані естери фосфорної кислоти (хлорофос, карбофос). Мають кумулятивний ефект, становлять небезпеку для здоров’я.
4-Похідні дієвого синтезу – отримані в результаті реакції (Дільса-Альдера (ділор));
5- Ртутєоргпнічні (РОС) – потужні фунгі- та бактерициди (гранозан, меркуран). Дуже високотоксичні, проникають в мозок, порушують роботу ферментів;
6-Мідєвмісні фунгіциди – бордоська рідина та мідний купорос. Нагромаджуються в ґрунті, спричиняють загальне отруєння організму.
Властивості ДДТ відкрив швейцарський хімік П. Мюллер (лауреат Нобелівської премії. В 1943р почалося масове виробництво ДДТ, однак уже в 50-хрр з’явились
6
дані про загибель бджіл, птахів, креветок. Пестициди нагромаджуються в ґрунті та воді. На кожному наступному рівні зростає їх концентрація у десятки, сотні, тисячі разів. Сьогодні ХОС заборонені до використання. Отруйна дія ФОС полягає у пригнічені ферменту, що бере участь у передаванні нервових імпульсів. Ртуть нагромаджується в різних органах. Севім спричинює мутагенні ефекти. Існують три
шляхи попадання пестицидів в організм людей: через шкіру, дихальні шляхи та шлунково-кишечний тракт. Найпоширенішим і найнебезпечнішим шляхом є попадання пестицидів через шкіру. Вона найбільше схильна до ураження при безпосередньому контакті з ними. Також досить частими є випадки попадання хімікатів зі шкіри в шлунково-кишечний тракт. Для цього достатньо забути помити руки після роботи з токсичними речовинами.
1.2. Наслідки застосування пестицидів у с/г та на присадибній ділянці
Потрапляння пестицидів у навколишнє середовище призводить до: впливу на комах − запилювачів рослин, впливу на вміст мікроелементів у рослинах, зміну смакових якостей плодів, зниження стійкості до зберігання та втрата харчової цінності рослинної продукції, впливу на репродуктивну функцію тварин і людини, появу новоутворень. Пестициди викликають збільшення ерозії ґрунтів. Вони здатні змінювати вміст головних поживних елементів в ґрунті, порушують процеси мінералізації органічної речовини. До 80% пестицидів утворюють у ґрунті ґрунтовий розчин; через це вони довше затримуються у ньому й у такому стані практично не піддаються розкладанню. [20, 175]
Небезпека пестицидного забруднення пов’язана трьома факторами:
- Біоакумуляція в тканинах різних організмів. Пестициди проходять крізь рівні, однак деякі види мають особливу здатність до їх накопичення наприклад, у рибі накопичуються пестициди, концентрація яких перевищує їх концентрацію у воді у 100 тисяч разів.
- Трансформація пестицидів (наприклад, гептахлор, альдрин) в організмах може утворювати ще більш токсичні продукти.
7
- Здатність пестицидів мігрувати у ґрунті, екосистемі і біосфері взагалі (у формі аерозолів, пари, з водяними масами, в організмах тварин, які мігрують), наприклад, перенесення пестицидного пилу з повітряними масами з Африки до Південної Америки відбувається за 4-5 днів. ДДТ було виявлено в жировій тканині антарктичних пінгвінів та тихоокеанських китів.
Важливу екологічну та екотоксичну роль відіграють висока токсичність,
мутагенність і канцерогенність пестицидів. Небезпечні продукти розкладу і гідролізу пестицидів є дуже стабільними. Їх похідні можуть руйнувати імунну і кровотворну системи, викликати шкірні та онкологічні захворювання. [13, 68]
Отже, в I розділі з’ясовано:
- шкідливий вплив пестицидів на навколишнє середовище, зокрема на ґрунт;
- встановлено їх екологічну та токсичну роль як небезпечних речовин для організму людини, домашніх тварин, корисних комах та культурних рослин;
- виявлено небезпеку їх хімічних перетворень в живих істотах;
- доведено необхідність пошуку альтернативних засобів захисту культурних рослин в домашніх умовах.
8
РОЗДІЛ II. БЕЗПЕЧНІ ЗАСОБИ ЗАХИСТУ ЖИВОГО ВІД ШКІДНИКІВ І
ПАРАЗИТІВ
2.1. Використання рослин із захисними властивостями, їх хімічний склад
Здавна було помічено, що окремі рослини в природних умовах не пошкоджуються шкідниками. Так виникла ідея використання їх для захисту інших видів рослин.
Дослідження хімічного складу різноманітних рослин показала наявність у них специфічних речовин, за допомогою яких рослини можуть захищатися від збудників багатьох хвороб, підвищувати опірність проти дії шкідників та паразитів. Такими хімічними сполуками є алкалоїди, глікозиди, сапоніки, дубильні речовини, леткі олії, смоли, фітонциди та інші активні складові рослинного організму. Саме ці речовини здатні захистити рослину від дії організмів (бактерій, грибків, комах), зробити її непривабливою для споживання, відлякати або надати отруйних властивостей. [11, 6-9]. Алкалоїди – це отруйні складні азотисті сполуки лужної реакції, мають добре виражені інсектицидні властивості. Вони синтезуються в рослинах внаслідок обміну речовин як продукт розпаду білків. Алкалоїд берберин є у чистотілу звичайного, горицвіту, нікотин входить до складу тютюну, атропін – у беладонні лікарській. Глікозиди – складні нелеткі речовини, гіркі на смак. До їх складу часто входять залишки дуже отруйної синильної кислоти. Багато глікозидів містить кульбаба лікарська, хрін, алое. Дубильні речовини – сполуки, що надають темного забарвлення настоянкам та відварам. Вони мають гарну протизапальну та антисептичну дію, добре дезінфікують запалені і пошкоджені місця. Їх багато у траві звіробою, корі дуба, корені суниць та в інших рослин. Гіркоти – дуже гіркі безазотні речовини, які містяться у коренях нагідок, лікарських рослин та полину, і відбивають будь-яке бажання у тварин-паразитів не лише живитися, а й відкладати яйця на даних рослинах. Леткі олії мають антисептичні, дезінфікуючі, подразнюючі та інші властивості. Вони є гарними помічниками людини у боротьбі як із паразитами, так і зі збудниками хвороб. Олій багато у м’яті, гірчиці, шавлії, петрушці, сосні. Смоли – це рослинні виділення, гуми – складова частина їх
9
молочних соків (бруньок берези, сік алое, кульбаби лікарської). Це також дуже сильні антисептичні, протимікробні і протигнильні засоби. Фітонциди – органічні речовини, різні за своєю хімічною будовою, що мають властивість вбивати різні мікроби, плісняві гриби, відлякувати паразитів. Їх багато у часнику, цибулі, хроні.
2.2. Особливості застосування рослин як біологічних методів захисту від шкідників і паразитів
У роботі застосовували рослинну сировину у вигляді відварів, настоїв та порошку. Сировину брала як сушену, так підв’ялену, або натуральну (свіжозібрану). При виготовленні настоїв і відварів використовували емальований, або металічний посуд великого об’єму. Розрахунок сировини вівся в залежності від площі ділянки, що потребує обробітку. Для приготування більшості настоїв сировину заливали звичайною водою та витримували у темному місці протягом 3-4год, або й 12-14год (додаток 1). Суміш проціджували та застосовували у розбавленому (1:10), або нерозбавленому вигляді. Щоб покращити склад настою, його можна прогріти на повільному вогні протягом 15 хвилин. [18, 200]. При приготуванні відвару сировину кип’ятять протягом 30хв на слабкому вогні. Після цього охолоджують і зберігають у герметично закритому скляному посуді в темному прохолодному місці. Відвар із зеленого бадилля помідорів зберігає свою токсичність не менш як рік, тобто аж до наступного сезону боротьби із шкідниками. Відвари розводять водою, оскільки вони досить токсичні і можуть викликати появу опіків. Особливо токсичний свіжоприготовлений відвар (додаток 2).
Для приготування порошку рослинну сировину добре висушують та подрібнюють у ступці, або кавомолці. При заготівлі сировини та приготуванні із неї препаратів, рекомендуємо дотримуватись наступних практичних порад (додаток 3).
2.3. Рослини – ліки для рослин. Захищають культурні рослини
Культурними називають рослини, які вирощуються для задоволення різних потреб людини. Вони пройшли багатовіковий шлях формування і відбору, але всі
10
вони походять від дикоростучих рослин, цілющі властивості яких добре відомі з давніх-давен. Сучасні культури містять ті ж глікозиди, фітонциди, алкалоїди, що й їх предки. Часто людина споживає овочеві, пряні культури і зовсім не задумується над тим, які ще функції вони можуть виконувати (додаток 4). Ми споживаємо цибулю у її різноманітному вигляді чи не щодня, знаємо про її лікувальні властивості для людини здавна. А сучасні вчені цей засіб усе ширше застосовують для знищення збудників хвороб і паразитів культурних рослин. Такі ж властивості мають і звичайний часник городній. Перекладання зубчиками часнику овочів продовжує термін їхнього зберігання. Найулюбленішою городиною на Україні є кріп. У ньому багато ефірної олії, флавонідів, фітонцидів. Запах рослини відлякує багатьох комах, маскує запах родини бобових і пасльонових. Далеко не усім відомо, що зелене бадилля помідорів отруйне для багатьох листоїдів – капустяної совки, яблуневої плодожерки та інших. Це пояснюється наявністю глікоалкалоїду соланіну. Помідори здатні оберігати баштанні і капустяні культури від медуниці та попелиці. Картопляне бадилля найтоксичніше для кліщів та попелиць. Великої шкоди картоплі завдає нашестя колорадського жука. Комаха швидко реагує на запах цієї рослини. Якщо картоплю саджати з іншою сильно пахучою культурою, то можна обманути та відлякати жука. При спільній посадці з бобами, квасолею, ярим часником у міжряддях та навколо посадок, картопляні кущі залишаються на 90-95% цілішими. У даній роботі досліджено фітонцидні властивості часнику посівного як найбільш доступного та простого у застосуванні засобу (дослідження 3.1.).
2.4. Біопрепарати як засоби захисту рослин
Біопрепарати – речовини із захисними властивостями, штучно створені людиною на основі мікроорганізмів і грибків, що існують в ґрунті. Вони здатні зупиняти розвиток патогенних організмів, насичувати рослини комплексом вітамінів, ферментів, гормонів, покращувати імунітет. Сьогодні застосовують біопрепарати, що мають різноманітні види впливу: біофунгіциди, біоінсектициди, нітрифікуючі бактерії та їх комбінації.
11
Японський мікробіолог Теруо Хіга, дослідивши близько 3000 ґрунтових мікроорганізмів, у 1988 році створив унікальний комплексний препарат під назвою ЕМ (ефективні мікроорганізми). Він відібрав з ґрунту 86 штамів мікроорганізмів, що
мають найбільший вплив, займають ведуче положення, та об’єднав їх в одному препараті. Російський аналог має назву – Байкал ЕМ-1. Ці штами є представниками кількох груп, що живуть у симбіозі та пов’язані між собою ланцюгами живлення.
Фотосинтезуючі бактерії створюють поживні речовини з органічних речовин ґрунту, отруйних газів (сірководень), кореневих виділень рослин з використанням сонячної енергії та ґрунтового тепла, накопичують азот, цукри, амінокислоти, стимулюють розвиток мікоризи, сприяють переходу фосфору у доступну для рослин форму. Молочнокислі бактерії виробляють молочну кислоту із цукрів та інших вуглеводів, синтезованих попередньою групою. Молочна кислота сприяє розкладу органічних речовин і пригнічує розвиток шкідливих організмів. Дріжджі із виділених фотосинтезуючими бактеріями речовин синтезують антибіотики, біологічно активні речовини, схожі до гормонів та ферментів. Вони стимулюють ріст і розвиток кореневої системи. Актиноміцети виробляють антибіотики з амінокислот, синтезованих фотосинтезуючими бактеріями. Ферментуючі грибки розкладають органічні рештки з виділенням етилового спирту, складних ефірів та антибіотиків. Перешкоджають зараженню ґрунту шкідливими комахами та їх личинками. ЕМ – це добре збалансована система мікроорганізмів, спрямована на оздоровлення та покращення властивостей ґрунту.
Сучасні біопрепарати мають вигляд рідин від кремового до коричневого кольору зі слабким, специфічним запахом, терміном придатності від 6 місяців до 2 років з дати виготовлення. Діючою основою препарату є клітини бактерій, їх активні метаболіти: ферменти, гормони, вітаміни, фунгіциди, макро- та мікроелементи. Так, до складу біоактиватора «Азотофіт» входять природні азотфіксуючі бактерії (Azotobacter chroococcum), що здатні активно фіксувати молекулярний азот атмосфери, переводити його у доступну для засвоєння рослинами форму, синтезувати нікотинову, пантотенову кислоти, гетероауксин, виділяти фунгіциди,
12
розчиняти важкорозчинні фосфати ґрунту. В основі препарату «Фітоцид-р» є клітини ендофітних бактерій (Bacillus subtilis), що мають антимікробні і ростостимулюючі властивості, здатні перетворювати складні органічні та мінеральні сполуки ґрунту на доступні для рослин. У них використана властивість корисних мікроорганізмів – пригнічувати і зупиняти розвиток хвороботворних бактерій.
Біопрепарати прості у застосуванні, не вимагають додаткових матеріальних витрат. Більшість з них використовують у вигляді робочого розчину, який зберігають не більше доби. Необхідну кількість препарату розчиняють у певному об’ємі теплої води, витримують протягом 2 годин, періодично перемішуючи. При використанні «Азотофіту» ще додають 2 столові ложки цукру. Дія більшості препаратів триває протягом 10-15 днів. Рідина та розчини не є токсичними для людини, домашніх тварин. При потраплянні на шкіру або очі слід змити водою з милом. Сумісні у використанні із стимуляторами росту, мікроелементами та, навіть, із пестицидами. При обприскуванні рослин у період вегетації використовують суміш біоактиватора «Азотофіт» і біопрепарату «Фітоцид-р». При роботі з розчинами слід уникати прямих сонячних променів. Обробку насіння та замочування коренів слід проводи в затінку, обробку пагонів – в похмуру погоду або ввечері. Рідини та готові розчини не можна зберігати поряд з отрутохімікатами. Препарати не поступаються по ефективності хімічним засобам захисту, а найчастіше є ще більш ефективними. Не завдають шкоди навколишньому середовищі навіть при передозуванні. Внесення біопрепаратів у ґрунт дає можливість наситити його корисними мікроорганізмами, які витіснять патогенну мікрофлору, вони зупиняють розвиток паразитів або переводять їх на сапрофітне живлення.