ВИЗР: 90 лет на защите урожая!

30.12.2019: Всероссийский институт защиты растений (ВИЗР) отметил 90 лет со дня основания.

Всероссийский институт защиты растений (ВИЗР) отметил 90 лет со дня основания. На юбилейные празднества в Санкт-Петербург приехали ученые со всего мира. Конференции, круглые столы, презентации... - было много юбилейных мероприятий, на которых рассмотрено большое количество новых, актуальных тем. Ученые ВИЗР рассказали о последних разработках, новых трендах на рынке средств защиты растений. Звучало много вопросов, разгорались дискуссии. Какие бы ни звучали точки зрения, цель российских ученых остается одна - укрепление продовольственной безопасности России путем создания и внедрения систем интегрированной защиты сельскохозяйственных культур.

Гость номера - директор Всероссийского института защиты растений Филипп Ганнибал - рассказал, по какому пути движется институт сегодня, о последних темах исследований сотрудников ВИЗР.

- Филипп Борисович, с чего начиналась история института. Какими исследованиями тогда интересовались ученые ВИЗР?

- История нашего института насчитывает уже 90 лет. ВИЗР основан в 1929 году по инициативе академика Николая Вавилова. История развития и его становления связана с именами выдающихся ученых в различных областях биологических и сельскохозяйственных наук. Это академик Е. Н. Павловский, профессора А. А. Ячевский, И. А. Порчинский, В. П. Поспелов, В. Н. Щеголев, Н. А. Наумов, Г. Я. Бей-Биенко и другие. Сейчас ВИЗР по праву считается ведущим центром сельскохозяйственной науки России, передовым научным учреждением по защите растений. ВИЗР был организован на базе нескольких организаций. Это отделы прикладной энтомологии, лаборатория микологии и фитопатологии и центральная научно-исследовательская лаборатория отравляющих веществ, которая была организована в Москве и потом уже была переведена в ВИЗР. Первые две лаборатории сначала были объединены в институт прикладной агрономии, а потом, в 1929 году, из него выведены и переданы в ВИЗР. Первые научные отделы - это отделы энтомологии, фитопатологии. Также была создана обширная служба учета вредных организмов и лаборатория средств и орудий борьбы с вредителями, которая впоследствии занималась химическим методом средств защиты растений.

Первые пять директоров руководили институтом короткое время, и полноценно заведовать ВИЗР выдалось трем директорам: Ивану Михайловичу Полякову, Капитону Васильевичу Новожилову и Владимиру Алексеевичу Павлюшину. Отмечу, что все время существования в ВИЗР функционировали многочисленные филиалы, региональные представительства в разных климатических зонах. В союзных республиках создавались станции по защите растений, которые становились филиалами института, некоторые из них превращались в самостоятельные республиканские институты защиты растений.
Во все времена ученые ВИЗР занимались как фундаментальными исследованиями, связанными с ревизией биоразнообразия, с ареалом вредных объектов, экологией, популяционной генетикой, так и прикладными исследованиями (мониторинг, отслеживание вспышек численности, определение вредоносности разных объектов). По заданию государства ВИЗР всегда подключался к чрезвычайным, экстренным ситуациям, будь то вспышки численности вредных насекомых или освоение целины в 50-60-х годах в Казахстане.

На постоянной основе ВИЗР принимал участие в организации экспедиций с участием энтомологов, фитопатологов и других специалистов. Отдельный блок исследований посвящен болезням растений. В ВИЗР традиционно всегда была сильна микологическая школа: изучение различных аспектов жизнедеятельности грибов, их распространение, методы диагностики. Сейчас в институте мы уделяем внимание молекулярной диагностике. С основания и до сегодняшнего дня много исследований проводим по фузариозам зерновых культур, альтернариозам, ржавчине, головневым заболеваниям, изучаем видовой состав вирусов, выявляем их переносчиков, разрабатываем методы диагностики. Основной упор при изучении вирусов, бактерий и нематод делается на болезни зерновых культур, картофеля.
Гербология в ВИЗР традиционно всегда была сопряжена с изучением гербицидов. Помимо исследования флоры, динамики видового состава сорняков, изучались действие на них фунгицидов, резистентность, технологии применения гербицидов.

Мы сотрудничаем с крупными компаниями, которые занимаются производством средств защиты растений, в том числе с компанией «Щелково Агрохим».

Большая часть сотрудников всегда занималась мониторингом и прогнозом. В первые годы деятельности в ВИЗР работал мощный отдел прогноза мышевидных грызунов, состоящий из 80 человек (!). Это говорит о том, что в 30-е годы нашествие грызунов было очень актуальной проблемой. Также в 30-м году была создана служба учета и прогноза, которая занималась наиболее актуальными массовыми заболеваниями и вредителями. Под контролем этой службы находилось более 200 опорных пунктов по всей стране. Сейчас функции таких наблюдательных пунктов выполняют филиалы Россельхозцентра.

До 1941 года проводились комплексные экспедиции, издавались годовые обзоры и прогнозы по основным объектам. С первых же дней создания института издавалась методическая литература: замечательные справочники-определители, многие из которых не утрачивали актуальности десятки лет. В настоящее время помимо фитосанитарного мониторинга институт занимается картированием распространения вредных объектов, изучением зон вредоносности. Все это происходит с использованием специального программного обеспечения, современных геоинформационных систем. Здесь нельзя не отметить интересный проект, который был реализован 10 лет назад. Это «Агроэкологический атлас», который создавался совместно с СПБГУ и ВИРом. О том, насколько этот атлас был востребован, можно судить по тому, сколько раз его «похищали» и вывешивали на других сайтах. В ВИЗР всегда развивались агробиоценологические направления. Очень важно представлять, что происходит в агробиосистеме в целом, как вредные и полезные микроорганизмы взаимодействуют.

- Какие новые направления освоил и осваивает институт в последнее десятилетие?

- Изучение иммунитета растений к болезням и вредителям было начато по инициативе академика Вавилова, но сейчас в этом направлении свершается очень много открытий и новых поворотов. Ранее изучалась биохимическая природа иммунитета, на начальном этапе много внимания уделялось способам массового лабораторного размножения фитопатогенов, получения инокулюма. Эти методики передавались в селекционные центры, чтобы они тестировали селекционный материал на устойчивость к болезням. Сейчас, занимаясь иммунитетом растений, мы активно сотрудничаем с Всероссийским институтом генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова (ВИР) как обладателем огромной коллекции разных сортов, сортообразцов, диких родичей культурных растений. В тесном сотрудничестве с ВИР ведется оценка растений на устойчивость, работа по поиску источников и доноров устойчивости. Иммунитет растений к вредителям - тоже традиционно сильное направление в ВИЗР, которое мы активно развиваем. Изучаются как фундаментальные основы иммунитета, механизмы устойчивости растений, так и собственно сами насекомые: их физиология, взаимоотношения с питающим растением.

Долгое время считалось, что иммунитет растения - несложный. Но исследования последних десятилетий открыли нам глаза на сложнейшую и тонкую природу растительного иммунитета. Это мощная система. Если говорить простым языком, растение имеет клетки-рецепторы, которые активно реагируют на внедрение патогена или на механические повреждения. Возникают сигналы, которые передаются другим клеткам, а те в свою очередь запускают выработку определенных веществ, чтобы противостоять инфекции или чтобы сделать растение непривлекательным, к примеру, для поедания насекомым. Таких биохимических и молекулярных механизмов очень много, и это большое поле для исследований.
В свое время сотрудники ВИЗР изучали индуцированный иммунитет: как взаимодействует растение с вредителем и одновременно с возбудителем болезни, погодными, климатическими, почвенными факторами, как это все сказывается на проявлении признака иммунитета. Хороший цикл работ был по взаимодействию клопа вредная черепашка с пшеницей, изучены все ферменты, реконструирована их молекулярная структура (это те ферменты, которые участвуют во взаимодействии как со стороны растения, так и со стороны насекомых).

Безусловно, как базовому, мы уделяем внимание химическому методу защиты растений. В ВИЗР всегда были и есть крупные подразделения, изучающие новые вещества, которые ранее разрабатывали новые формы, новые препараты, технологии внесения. С определенного этапа отдельно ВИЗР стал заниматься регистрационными испытаниями. Ежегодно ВИЗР испытывает примерно 70 новых препаратов. В свое время, когда поиск новых веществ был не столь трудной задачей, как сейчас, когда еще не существовало специализированных фирм, институтов, нацеленных на разработку новых средств, этим занимались в ВИЗР. Тогда был создан ряд препаратов, которые долго использовались в СССР.

Сейчас много говорят о биологическом методе защиты растений. И подчеркну, что это крупное направление в ВИЗР существовало с момента его создания. Первая часть - это использование полезных членистоногих (насекомых и клещей) в качестве фитофагов, в качестве хищников - вредных насекомых и клещей. В ВИЗР проводятся как фундаментальные энтомологические работы по изучению биоразнообразия энтомофагов, так и работы по технологии их использования, по селекции, по оценке эффективности. Нескольким тепличным хозяйствам в Ленинградской области и за ее пределами мы поставляем энтомофагов и оказываем научно-техническую поддержку.

Использование микроорганизмов - это очень важное направление биометода. Мы разрабатываем такие инновационные направления, как регуляция роста и развития насекомых и генетический метод борьбы с насекомыми. Кстати, в СССР эти направления стали развиваться именно благодаря ВИЗР. Было сделано много интересных фундаментальных и прикладных исследований, получены новые вещества, изучены феромоны, с помощью которых можно ограничивать развитие вредоносных насекомых, разработан интересный метод стерилизации чешуекрылых.

В рамках такого направления, как фитотоксикология, мы изучаем химическую индукцию иммунитета, биохимические и генетические основы иммунитета растений к грибным болезням, изучаем добавки, которые улучшают действие пестицидов. Сейчас проводится работа по поиску новых биологически активных веществ, по оценке фитотоксической активности.

Когда мы говорим об экологизации защиты растений, важно понимать, что происходит с пестицидами в агроценозе, что вообще в природе происходит после того, как мы применили пестицид. Наши экотоксикологи изучают, как пестициды действуют на полезные организмы, как они мигрируют в растении, почве, как они метаболизируются, системное влияние пестицидов на агроценоз, как часто возникает резистентность вредителей к пестицидам.

В ВИЗР очень много разных направлений. Даже в традиционных из них удается все время находить что-то новое. Вот уже 90 лет, как изучаем грибы рода Fusarium, а появляется все новое и новое. Много интересных исследований в области энтомологии и микологии, биологического метода. У нас есть масса находок, интересных штаммов, грибов и бактерий, которые можно будет использовать для создания новых биопрепаратов. Изучаются тонкие биохимические механизмы взаимодействия растений и микроорганизмов, которые помогают создавать новые сорта, устойчивые к болезням и вредителям. Мы взаимодействуем с селекционными центрами, селекционеры присылают нам свои вопросы, свой материал, мы анализируем его на устойчивость, изучаем коллекцию образцов диких сородичей.
Популярные ныне молекулярные методы применяются в разных сферах: для изучения биоразнообразия возбудителей болезней и насекомых, для их диагностики. Появляются новые молекулярные технологии, которые в скором будущем могут быть использованы не только для диагностики, но и собственно для борьбы с патогенами.

Разрабатываются подходы, которые ранее никогда не применялись - основанные на использовании белков и нуклеиновых кислот. В мире уже началось исследование РНК-интерференции, которая используется при создании трансгенных растений, но перспективы такого подхода на этом не заканчиваются - можно использовать относительно короткие, специально сконструированные, со специальными последовательностями нуклеотидов молекулы ДНК и РНК, которые будут целевым образом подавлять развитие определенных видов патогенов. То есть они будут блокировать работу конкретно одного жизненно важного гена, нужного для работы бактерии, вируса, гриба. Все это в будущем, возможно, существенно поменяет арсенал защиты растений.

- Филипп Борисович, ваша научная работа уже не первый год связана с грибными заболеваниями растений. Сейчас в мире мы наблюдаем активность грибных болезней, с чем это связано? Что нового за последние годы появилось в исследованиях, посвященных грибам?

- Дело в том, что в исследование грибных болезней для их диагностики и систематики с конца 1990-х годов вклинились молекулярные методы, и стали выявлять новые грибы, которые, вероятно, раньше существовали, присутствовали в агроценозах, но их просто никто не находил, потому что не умел находить. Разнообразие грибов оказалось намного больше, чем мы предполагали. Поэтому зачастую то, что объединяли под одним названием, то, что считали одним видом, оказывается разными грибами. Есть даже такой пример, когда то, что считалось одним видом, сейчас разбито на 60 (!). И это совершенно разные виды. Да, зачастую они похожи по экологии, по вредоносности, но иногда они отличаются и довольно существенно. В связи с этим изучение биоразнообразия грибов последние 10-15 лет получило второе дыхание. Сейчас возникла потребность заново изучать вредоносность и устойчивость грибов к тем же самым фунгицидам, по-новому изучать географию отдельных видов. Многие данные, которые были до этого, оказываются уже неактуальными. Многие исследования приходится осуществлять с чистого листа. Иногда это приводит к путанице, агрономы хватаются за голову: мол, мы, ученые, «пудрим им мозги». Но нужно понимать, что новый взгляд на старые грибы часто проясняет ситуацию. Бывает так: один ученый говорит, что это вредоносный гриб, другой - напротив. А потом выясняется, что это совершенно два разных вида, и тогда все встает на свои места.

В России у нас мало кто занимается изучением резистентности грибов к фунгицидам. А это очень важное и интересное направление. На Западе выявляют такие случаи, когда известные возбудители болезней почему-то оказываются устойчивыми к фунгицидам, фунгициды плохо против них действуют. На сегодняшний день выявлен ряд мутантов, (причем ни у какого-то одного вида грибов, а есть стандартные мутации, которые могут возникать у разных видов). Эти мутанты имеют устойчивость к стробилуринам и триазолам. Эту проблему нельзя назвать очень распространенной, но, тем не менее, она есть, и на Западе этим серьезно занимаются.

- Какие еще могут быть причины того, что фунгицид не работает?

- Факторов, которые воздействуют на растение, на патоген, очень много, и когда мы вносим фунгицид, мы не всегда можем ожидать гарантированно хороший эффект. Сказывается многое: особенности гриба, растения, погода, сроки, не говоря уже о том, что одно и то же действующее вещество может быть произведено разными фирмами, с разными добавками, а качество препаратов с тем же д. в. может быть совершенно разным.

Несомненно, большое влияние оказывает севооборот. Новые технологии, отказ от оборота пласта сказались на том, что видовой состав фитопатогенов стал меняться. На стерне, на растительных остатках стало легче сохраняться некоторым фитопатогенам, легче перезимовывать. Поэтому некоторые болезни, которые раньше были малозаметными, за последние 10 лет усилились и выходят на передний план: тот же пиренофороз или желтая пятнистость, гибеллиноз пшеницы. Эти болезни растений очень распространены в Краснодарском, Ставропольском краях. Скорее всего, они усилились в связи с прямым посевом. Вернее, с несоблюдением этой технологии. Если вы используете технологию no-till, то необходимо, во-первых, применять препараты для разложения стерни, которые как раз снимают часть проблемы. И конечно, приходится увеличивать фунгицидные обработки и не забывать про устойчивые к этим болезням сорта.

- Филипп Борисович, вы говорили о том, что институт сотрудничает с производителями средств защиты растений. Расскажите о сотрудничестве со «Щелково Агрохим».

- С компанией «Щелково Агрохим» мы сотрудничаем уже много лет. Прежде всего, мы помогаем проводить регистрационные испытания препаратов. Это и полевые испытания, и различные экспертизы, выдача заключения, где указано, в каких нормах, с какой периодичностью можно использовать препарат. Также наше сотрудничество развивается и в научной сфере. Ученые из «Щелково Агрохим» приезжают к нам на курсы повышения квалификации. А поскольку в «Щелково Агрохим» проводится скрининг новых веществ, мы помогаем и в этой сфере - предоставляем штаммы грибов.

Betaren Agro № 8