Органические пестициды для естественной защиты исчезающих культур
Важные европейские культуры, такие как виноград и оливы, опустошаются болезнями. Учёные ищут биологические замены химическим пестицидам для улучшения здоровья растений и людей.
Угроза сельскому хозяйству от инвазивных видов огромна. ООН оценивает, что болезни растений обходятся мировой экономике более чем в €200 млрд в год, при этом 20–40% производства урожая теряется из-за вредителей.
«Экономические потери от инвазивных видов огромны, и если мы не будем действовать, это приведёт к серьёзной продовольственной нестабильности не только в ЕС, но и во всём мире», — говорит доктор Хикмате Абриуэль, профессор микробиологии Университета Хаэна в Андалусии, Испания.
Сельскохозяйственный сектор — один из крупнейших потребителей химикатов в мире.
Однако наше растущее нежелание использовать химикаты в сельском хозяйстве добавляет сложности. «Теперь мы знаем, что химическое вещество, созданное для уничтожения живого организма, вероятно, окажет негативное воздействие и на другие биологические системы», — поясняет доктор Абриуэль.
Распыление синтетических соединений негативно влияет на людей, сельскохозяйственных животных, дикую природу, опылителей и другие живые организмы. Химический сток также повреждает землю и воду.
Риск загрязнения
Загрязнение пестицидами создаёт риск для сельхозугодий из-за химических остатков, просачивающихся в водные источники. Некоторые синтетические пестициды связывают с человеческими болезнями, такими как рак. Около 44% сельхозработников во всём мире ежегодно испытывают по крайней мере один случай острого отравления пестицидами.
Стратегия ЕС «От фермы до вилки» (F2F) направлена на значительное сокращение использования химических пестицидов и поддерживает увеличение органического земледелия. Для достижения целей устойчивого развития требуются биопестициды.
«Множество доказательств указывает, что замена химикатов биопестицидами работает вместе с природой, а не против неё», — говорит доктор Абриуэль.
Умирающие лозы
Только во Франции около 12% виноградников были непродуктивными в период с 2012 по 2017 год из-за болезни виноградной лозы (Grape Trunk Disease, GTD), распространяющейся по Европе последние два десятилетия. Химический пестицид для обработки лоз был запрещён из-за вреда для здоровья человека и окружающей среды.
Болезнь приводит к снижению продуктивности растений на 50%, ухудшению качества вина и преждевременной гибели лоз. Во всём мире предполагаемые затраты на замену виноградных лоз превышают €1,4 млрд в год.
В ответ на эту проблему ЕС финансирует международный проект BIOBESTicide, цель которого — найти биологическое решение для GTD.
«Наша цель — создать действительно эффективное, полностью натуральное профилактическое решение этой серьёзной и дорогостоящей проблемы», — говорит доктор Ассия Дрё-Зига, координатор исследований BIOBESTicide из французской биотехнологической компании Greencell.
Исследование сосредоточено на конкретном штамме Pythium oligandrum — «дружественного» гриба, естественно присутствующего в ризосфере многих культур, включая виноград. P. oligandrum работает, непосредственно уничтожая паразитов и индуцируя устойчивость растения к дальнейшей атаке.
В ближайшем будущем, после испытаний и одобрения безопасности, исследователи планируют масштабировать и провести полевые испытания своего биопестицида в виноградниках разных географических зон.
«Когда мы закончим в конце 2023 года, мы надеемся иметь решение, которое позволит виноградным растениям прожить весь свой естественный жизненный цикл», — говорит доктор Дрё-Зига.
Защитник олив
Вторая культура, остро нуждающаяся в биопестициде, — олива. Синдром быстрого увядания оливы (Olive Quick Decline Syndrome, OQDS) вызывается бактерией Xylella fastidiosa, впервые обнаруженной в европейских оливах в 2013 году.
В Апулии, южная Италия, где Xylella впервые появилась в Европе, производство оливок сократилось на 65–80% к 2020 году с потерей около 100 000 рабочих мест и уничтожением 400-летних оливковых деревьев.
Xylella обнаружена во Франции, Испании и Португалии, распространяется насекомым-цикадкой. Поражённые растения инфицируются от корней вверх, листья буреют, и растение погибает. Это одна из самых опасных фитопатогенных бактерий в мире.
«Проблема с этим патогеном усугубляется», — говорит доктор Абриуэль, курирующая проект SMART-AGRI-SPORE, который направлен на разработку биопестицида на основе бактериальных спор.
Исследование 2020 года оценило, что в худшем случае Италия может потерять от €1,9 до €5,2 млрд за 50-летний период из-за OQDS.
Ряд проектов разрабатывает биопестициды против Xylella. Главный исследователь доктор Джулия Манетсбергер под руководством доктора Абриуэль работает над модификацией штамма другой бактерии, чтобы сделать её смертельной для Xylella.
Исследователи надеются, что к 2024 году появится жизнеспособный биопестицид.
«Мы не можем использовать что-то против Xylella, что меняет биоразнообразие или разрушает микроорганизмы в других растениях и почве. Мы не можем решить одну проблему и создать другую», — подчёркивает доктор Абриуэль.
«Мы усердно работаем для достижения этой цели. Эти растения так важны для нашей экономики, и мы должны их защитить», — говорит доктор Манетсбергер.