Белорусские ученые разработали технологию защиты хвойных насаждений от корневых гнилей

Доступная по цене и дружественная для природы: ученые БГТУ и Института микробиологии НАН Беларуси разработали технологию защиты хвойных насаждений от корневых гнилей. В руках молодых ученых Галины Волченковой и Андрея Савицкого — уникальный отечественный биопрепарат. В руках молодых ученых Галины Волченковой и Андрея Савицкого — уникальный отечественный биопрепарат. фото

Первый в Беларуси инновационный препарат для защиты насаж­дений от корневых гнилей разрабатывают ученые Белорусского государственного технологического университета и Института микробиологии НАН Беларуси. Средство на основе флебиопсиса гигантского — гриба-антагониста корневой губки призвано защитить лес от корневых гнилей и ускорить процесс разложения порубочных остатков и крупных корней. Лабораторные образцы состава уже проходят регистрационные испытания в некоторых лесхозах Беларуси. Кстати, в Скандинавских странах без использования подобного вещества некоторые рубки леса запрещены в принципе.

По словам разработчиков, местный штамм не уступает по антагонистической способности штаммам, положенным в основу зарубежных биопрепаратов. Но отечественный состав будет в несколько раз дешевле. К тому же профилактическая обработка пней свежесрубленных деревьев на пробных площадях уже дает стойкий положительный результат: гриб приживается на поверхности, занимает субстрат, лишая его опасного патогена — корневой губки.

Ученые рассчитывают, что их разработка заинтересует специалистов лесного хозяйства и биопрепарат можно будет интегрировать в систему лесохозяйственных мероприятий Беларуси и соседних стран.

Из лаборатории — в промышленное производство

Мы заглянули в лабораторию Белорусского технологического университета. В небольшой комнате установлены хладотермостаты, сушильные шкафы, автоклав, бокс с чистой средой. На стеллаже под специальными лампами стоят десятки чашек и пробирок с питательной массой, похожей на кисель. Запустив руки в огромный шкаф с голубоватым светом внутри (он называется ламинар-бокс), молодые ученые проводят операции по пересеву культур полезного гриба — флебиопсиса. Там же, в чашках Петри, под стеклянной крышкой представлены штаммы опасного патогена — сосновой корневой губки. Ее очаги составляют ежегодно от 55 до 89 % всех очагов вредителей и болезней в лесах Беларуси.

— По нашим самым скромным оценкам, один вот этот гриб наносит ущерб лесным насаждениям страны на сумму от 3 до 5 миллионов долларов в год, — демонстрирует чашку Петри заведующий кафедрой лесозащиты и древесиноведения Вячеслав Звягинцев. — Заболевание опасно тем, что инфекция передается от корней больных деревьев здоровым, образуя куртины усыхания. Сложность борьбы с заболеванием обусловлена невозможностью определения четких границ заражения корневой губкой. Болезнь распространяется и развивается довольно быстро, за относительно короткий период могут образоваться значительные по площади очаги.

По словам ученого, путем анализа базы данных сосновых насаждений Беларуси, пораженных корневой губкой, было выявлено, что с целью оздоровления сосняков отечественные лесоводы используют только рубки: рубки ухода, выборочные и санитарные рубки, уборку захламленности. При этом высокая периодичность данных мероприятий и продолжающийся рост площади очагов заболевания на территории страны показывают низкую эффективность рубок в повышении устойчивости сосновых лесных культур, что связано с отсутствием их воздействия на возбудителя заболевания. После различных видов рубок в сосновых насаждениях появляется неестественно большое количество питательного субстрата для корневых патогенов в виде древесины пней и корней срубленных деревьев. Искусственное заселение такой древесины конкурентными грибами-антагонистами позволяет предотвратить не только первичное заражение насаждения спорами, но и вегетативное распространение возбудителя заболевания по корневым системам.

Высокая стоимость импортного состава (около 4 евро за капсулу), а также высокий уровень фитосанитарных рисков в связи с использованием инвазивных штаммов импортных биопрепаратов не позволяют использовать зарубежные разработки в Беларуси.

— В Европе такой биологический метод защиты насаждений доведен до внедрения и широко применяется, — поясняет Вячеслав Борисович. — Страны Скандинавии и Прибалтики, а также Англия, Германия, Польша признали его эффективность. Разработкой подобного препарата в Беларуси еще в 80-е годы ХХ века занималась научная школа профессора Н. И. Федорова, я, как его ученик, решил эту работу возобновить и довести теперь уже со своими аспирантами до промышленного внедрения.

Так, сегодня под чутким руководством Вячеслава Звягинцева, заведующего кафедрой лесозащиты и древесиноведения, заведующая научной отраслевой лабораторией защиты леса Галина Волченкова и аспирант Андрей Савицкий претворяют в жизнь общую мечту: создают доступную по цене и дружественную для природы технологию, способную лишить корневую губку ее кормовой базы. Для молодых ученых проект — это еще и отдельные блоки их диссертаций, а также стремление немного облегчить труд лесоводов. С 2012 года начался скрининг штаммов сапротрофного гриба (разрушающего только мертвую древесину), их проверка и отбор наиболее эффективных. В итоге, после продолжительных исследований корневых гнилей в лесах, Галина подобрала уникальный штамм гриба-антагониста корневой губки, который составил основу биопрепарата. Андрей работал над наиболее бюджетной и оптимальной препаративной формой нового средства. Совместно с Институтом микробиологии осталось отшлифовать формулу, чтобы состав обладал длительным сроком хранения, и запустить технологию его массового производства.

Биотехнология в лесном пейзаже

— Этим составом в прошлом году мы обработали около 150 га пробных площадей, в этом году обработаем еще 200 га, — демонстрирует пробирку с окрашенной суспензией спор гриба-антагониста Андрей Савицкий. — А краситель мы применили для того, чтобы работник мог контролировать качество обработки поверхности.

— Ручную обработку можно проводить мягкими зелеными вениками из ветвей мелколиственных или кустарниковых пород, — поясняет Андрей. — Достоинством способа является отсутствие необходимости в специальном инвентаре. Однако при данном способе внесения затруднителен контроль расхода рабочей жидкости. Оптимальным решением является механизированная обработка, которая проводится с использованием ранцевых опрыскивателей. Автоматизированное внесение рабочей жидкости производится специальными приспособлениями на харвестерных головках при спиливании дерева. В настоящее время разработано и используется несколько принципов подачи состава на поверхность пня: через отверстия в пильной шине, через форсунку в узле крепления пильной шины, через парные форсунки в харвестерной головке. Автоматизированное внесение рабочей жидкости является наиболее прогрессивным и менее трудозатратным способом. Использование устройств подачи не замедляет работу харвестера, так как обработка происходит одновременно с операцией срезания дерева. По расчетам ученых, заправка специальных емкостей рабочей жидкостью проводится 1 раз в смену при обслуживании машины. Данный метод широко используется в Скандинавских странах, где высока доля машинной заготовки леса.

По словам ученых, приживаемость вносимого антагониста на поверхности пней зависит от давности рубки деревьев. Со временем древесина пней подсыхает, заселяется грибами, в том числе и патогенными, становится менее пригодной для развития флебиопсиса гигантского. Максимальная же приживаемость гриба-антагониста наблюдается в течение первых семи дней после рубки. Следовательно, обработку пней необходимо проводить одновременно с рубкой либо не позднее первой недели после рубки деревьев.

Кстати, ученые учли и тот момент, что зараженность сосновых насаждений в различных лесорастительных условиях имеет существенные отличия, и предложили специальную дифференцированную систему отбора участков под обработку биопрепаратом. Разработчики рекомендуют проводить обработку в сосновых лесных культурах мшистой и орляковой сериях типов леса I—III классов возраста, а в менее устойчивых к болезни сосняках Гомельского и Могилевского ГПЛХО еще и в IV классе возраста, а также в вересковой, лишайниковой и брусничной сериях типов леса.

Сегодня специалисты не отмечают тенденции к снижению площади очагов заболевания сосновой корневой губкой. И даже несмотря на все усилия лесоводов, направленные на борьбу с заболеванием, мероприятия по защите и повышению устойчивости лесов к этой болезни показывают не слишком высокую эффективность. По словам ученых, проблема в том, что в стране отсутствует комплексный подход к решению этого вопроса, который в идеале должен сопровождать все этапы лесовыращивания, опираясь прежде всего на профилактику болезни. Словом, по мнению ученых, применение метода биоутилизации древесины пней и корней станет для белорусских лесоводов эффективным инструментом в защите деревьев от корневых гнилей. Тем более что многие европейские страны уже давно широко используют данную технологию на практике.

Белорусский препарат уже проходит этапы испытаний в Негорельском учебно-опытном, Стародорожском, Сморгонском и Осиповичском опытных лесхозах, а также в Любанском, Барановичском и Кличевском лесхозах. В итоге нашим ученым еще предстоит решить вопросы оптимизации состава и методов его эффективного использования по данным натурных испытаний, наладить серийное производство, а главное, зарегистрировать полезную для страны разработку. Ожидается, что первые промышленные партии препарата будут предложены лесоводам в 2018—2019 гг.