Защита растений
Защи́та расте́ний, система мероприятий по предотвращению и снижению ущерба, наносимого сельскохозяйственным и лесным растениям вредителями, болезнями и сорняками.
Исторический очерк
Самые ранние сообщения об ущербе, наносимом вредными организмами сельскохозяйственным растениям, относят к периоду 2,5–3 тыс. лет до н. э.: ассирийские туппумы и египетские папирусы содержат повествования о губительных нашествиях саранчи на посевы. Шумеры за 2,5 тыс. лет до н. э. применяли окуривание серой для защиты запасов зерна от вредителей. Более поздние египетские и шумерские (2–1,7 тыс. лет до н. э.), а также ведические (1,5 тыс. – 500 лет до н. э.) источники содержат описания некоторых болезней растений. Древнегреческие (Аристотель, Теофраст, 4 в. до н. э., и др.) и древнеримские (Плиний Старший, Колумелла, 1 в. н. э., и др.) авторы приводят описания вредителей и симптомов поражения сельскохозяйственных растений ржавчиной, головнёй, мучнистой росой, паршой и др. В Древней Греции и Римской империи для защиты посевов от вредителей применяли серу, золу, растительные масла и настои; для защиты растений от грибных болезней проводили окуривание посевов дымом, получаемым при сжигании соломы, остатков ракообразных и рыбы, бычьих рогов, а сорные растения удаляли вручную или проливали почву морской водой.
Начиная с 9 в. н. э. в Китае для защиты посевов от вредителей применяли соединения мышьяка.
Вопросы защиты растений от вредителей и болезней рассмотрены в «Геопонике», написанной в Византии в 10 в. н. э., на основе более ранних работ 33 авторов.
В 12 в. арабский учёный и земледелец Ибн аль-Аввам написал сельскохозяйственный трактат, основанный на работах 112 авторов; трактат описывал в том числе вредителей и болезни растений и приёмы борьбы с ними.
В конце 17 – 18 вв. в Европе в качестве средств защиты от вредителей использовали ряд неорганических соединений, сульфат никотина, получаемый из листьев табака, а также некоторые ботанические инсектициды (пиретрин, ротенон). В 1-й половине 18 в. в Европе для протравливания семян применяли соединения мышьяка и ртути, а также сульфат меди. Первые попытки систематизировать болезни растений сделал французский ботаник Жозеф Питтон де Турнефор (1705). Карл Линней (1751) рассматривал фитопатогенные грибы и насекомых в качестве причин болезней растений.
В Российской империи одной из первых попыток систематизации имеющихся сведений о вредителях стала диссертация Д. Т. Воздвиженского (1839) «Рассуждение о вредных насекомых для полей и лугов и о средствах отвращать вред, от сих животных происходящий». В 1859 г. создано Русское энтомологическое общество: в его задачи в числе прочих входило «изучать и обнародовать изыскания о пользе и вреде, ими приносимых, и средства к истреблению насекомых вредных» (Труды Русского энтомологического общества. Санкт-Петербург, 1861. Кн. 1. С. I[1]). С 1850-х гг. были описаны многие виды фитопатогенных грибов и бактерий, изучены их морфология, особенности развития, доказан инфекционный характер многих болезней растений. Значительный вклад в эти исследования внесли А. де Бари и М. С. Воронин. В 1866 г. в Петровской земледельческой и лесной академии (ныне Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К. А. Тимирязева) К. Э. Линдеман впервые начал чтение самостоятельного курса лекций по энтомологии.
В Российской империи инсектициды впервые были использованы в 1898 г. для борьбы с вредителями садов. В 1-й половине 20 в. в Российской империи, РСФСР и СССР в качестве инсектицидов применяли соединения мышьяка, ртути и другие препараты, фунгицидов – препараты на основе соединений меди, извести, аммиака, серы и др.; для протравливания семян использовали формалин и препараты на основе соединений ртути.
В Российской империи в конце 19 – начале 20 вв. (до 1917) от вредителей погибало 30–50 % всего урожая зерновых культур; общие потери растениеводства только от вредителей в этот период оценивали в 980 млн руб. в год. В 1870–1880 гг. были организованы Одесская и Харьковская энтомологические комиссии; в 1887 г. впервые была учреждена должность областного энтомолога, деятельность которого распространялась на несколько южных губерний и областей (в течение 6 лет её занимал П. А. Забаринский), в 1894 г. при Департаменте земледелия создано Бюро по энтомологии (его возглавил И. А. Порчинский). С 1904 г. началась организация энтомологических станций в Киеве, Воронеже, Харькове, Ставрополе, Ташкенте и др.; при сельскохозяйственных опытных станциях организовывали отделы энтомологии. Исследования болезней растений в 1901 г. начала проводить Центральная фитопатологическая станция в Санкт-Петербурге. В 1907 г. они были продолжены в Бюро по микологии и фитопатологии при Учёном комитете Главного управления землеустройства и земледелия. К 1916 г. в Российской империи действовали около 30 учреждений, занимавшихся вопросами защиты растений. В 1918 г. при Народном комиссариате земледелия РСФСР организован Отдел защиты растений. В 1920 г. в Петровской сельскохозяйственной академии организована кафедра сельскохозяйственной и лесной энтомологии, в 1930 г. здесь же – кафедра фитопатологии (ныне кафедра защиты растений Российского государственного аграрного университета – МСХА имени К. А. Тимирязева).
В дальнейшем в сельскохозяйственных вузах создавали профильные кафедры, а в некоторых – и факультеты защиты растений. В 1922 г. был организован Институт по прикладной зоологии и фитопатологии, с целью повышения квалификации агрономов, уже имеющих опыт практической работы по защите растений; этот институт обеспечил сельское хозяйство страны необходимыми для него кадрами профессионалов и конкретными технологиями защитных мероприятий. Институт также содействовал решению практических задач защиты растений. В 1929 г. на базе Бюро по микологии и фитопатологии был создан Институт борьбы с вредителями и болезнями растений (ныне Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений, ВИЗР).
В 1920-х гг. при губернских земельных отделах учреждались должности энтомологов, а также экспедиции и отряды по борьбе с массовыми вредителями. К 1930 г. в СССР насчитывалось 125 организаций по защите растений с общим штатом более 600 человек. Для обеспечения нужд крупных колхозов, совхозов и МТС в 1930 г. было создано Всесоюзное акционерное общество по борьбе с вредителями сельского и лесного хозяйства, в этом же году преобразованное во Всесоюзное государственное объединение по борьбе с вредителями (ОБВ). ОБВ включало в себя оперативно-производственную сеть, службу карантина растений, службу учёта вредителей и болезней, учебные и научно-исследовательские учреждения. В 1933 г. эта структура была упразднена; мероприятиями по защите растений руководили группы по борьбе с вредителями и болезнями в Главных отраслевых управлениях Народного комиссариата земледелия СССР (НКЗ СССР), а с 1939 г. – Главные территориальные управления НКЗ СССР и Отдел борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур НКЗ СССР.
Значительный вклад в развитие защиты растений и смежных дисциплин в 1-й половине 20 в. внесли отечественные учёные Г. Я. Бей-Биенко, Н. Н. Богданов-Катьков, В. Ф. Болдырев, Н. И. Вавилов, М. В. Горленко, М. С. Дунин, А. А. Захваткин, Д. И. Ивановский, Н. М. Кулагин, К. Э. Линдеман, И. И. Мечников, Н. А. Наумов, И. М. Поляков, В. П. Поспелов, Э. Э. Савздарг, Б. П. Уваров, И. Н. Филипьев, Н. А. Холодковский, И. Я. Шевырёв, В. Н. Щёголев, А. А. Ячевский и многие др.
Во 2-й половине 20 в. в СССР была создана разветвлённая сеть подразделений по защите растений. В 1961 г. организована единая государственная служба защиты растений, в которую вошли Госинспекция по карантину и защите растений, Госкомиссия по химическим средствам борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками в 12 союзных республиках – управления по защите растений, в ведении которых были станции защиты растений с отрядами по борьбе с вредителями и болезнями растений, наблюдательными пунктами и секторами службы сигнализации и прогнозов появления и распространения вредителей и болезней растений. Руководство всей службой защиты растений в стране осуществляло Главное управление защиты растений (с Государственной инспекцией по карантину растений); всего в стране было создано 134 станции и 236 механизированных отрядов. В 597 районных производственных управлениях сельского хозяйства имелись специалисты по защите растений, непосредственно в штатах колхозов и совхозов их было более 7 тыс. человек. К 1976 г. в СССР было создано 13 главных управлений по защите растений, 144 областные, краевые и республиканские, а также 1547 районных и межрайонных станций защиты растений, 319 механизированных и других специализированных отрядов и экспедиций, 144 лаборатории диагностики и прогнозов, 53 лаборатории биологических методов борьбы с вредителями и болезнями растений, 96 контрольно-токсикологических лабораторий, 175 областных, краевых, республиканских карантинных инспекций с карантинными лабораториями и фумигационными отрядами. Общая численность специалистов станций защиты растений превышала 34 тыс. человек. В этот период и позднее активно разрабатывались химический и биологический методы защиты растений, экологические подходы к контролю численности вредных организмов.
В начале 21 в. в РФ служба защиты растений и Государственная служба по карантину растений были реорганизованы: в 2004 г. создана Федеральная служба по ветеринарному и фитосанитарному надзору (Россельхознадзор) как правопреемник службы карантина растений, в 2007 г. – ФГБУ «Россельхозцентр» как правопреемник станций защиты растений.
Международное сотрудничество
В 21 в. вопросы защиты растений на международном уровне координируют ФАО и Международная конвенция по карантину и защите растений. Учитывая важность защиты и карантина растений в обеспечении продовольствием растущего населения Земли, Генеральная Ассамблея ООН провозгласила 2020 г. Международным годом охраны здоровья растений, который проходил под девизом: «Защитим растения – сохраним жизнь». Целью проведения этого Международного года ООН являлось повышение уровня информированности мировой общественности о проблематике в сфере карантина и защиты растений, поскольку новые фитосанитарные риски связаны с инвазивными вредными организмами, которые распространяются между странами и континентами благодаря интенсификации международной торговли и путешествий: в условиях глобального изменения климата быстро расширяются их ареалы, увеличивается вредоносность. Ежегодно, начиная с 2022 г., 12 мая в мире отмечают Международный день охраны здоровья растений. Также работает ряд международных организаций, например Европейская и Средиземноморская организация по карантину и защите растений, членом которой является Россия, Международная организация по биологической борьбе с вредными животными и растениями, международные комитеты по предотвращению резистентности к инсектицидам, фунгицидам и гербицидам и др.; начиная с 1946 г. Международная ассоциация наук по защите растений 1 раз в 4 года проводит международные конгрессы по защите растений.
Основные группы вредных организмов
Общее количество видов организмов, вредных для хозяйственно важных растений, достигает 70 тыс.; из них около 50 тыс. видов составляют фитопатогенные организмы, 10 тыс. – вредители, 8 тыс. – сорные растения.
Основные группы фитопатогенов, вызывающих болезни растений, представлены грибами, псевдогрибами, бактериями, фитоплазмами, актиномицетами, вирусами и вироидами. Ряд болезней растений являются неинфекционными – они могут быть вызваны неблагоприятными факторами окружающей среды, дефицитом микро- и макроэлементов в почве, неправильным применением пестицидов. Около 90 % видов известных вредителей растений – насекомые. Также к значимым вредителям относят фитопаразитических нематод, растительноядных клещей, брюхоногих моллюсков и грызунов. Второстепенные вредители растений отмечены среди ракообразных и многоножек. Спорадический вред посевам и насаждениям могут наносить некоторые птицы и крупные млекопитающие. Сорняки в основном представлены одно-, двух- и многолетними, одно- и двудольными цветковыми растениями, некоторыми споровыми растениями (хвощи), а также паразитными и полупаразитными цветковыми растениями.
По данным ФАО (2020), потери урожая сельскохозяйственных культур от вредных организмов в мировом масштабе достигают 40 %, что оценивают в 220 млрд долл. ежегодно. В России ежегодные потери урожая сельскохозяйственных культур от вредителей, болезней растений и сорняков оценивают в 104 млн т условных зерновых ед.