IRAC 11 / BIO — биологические инсектициды (Bt-токсины и энтомопатогенные грибы)

Новый взгляд на защиту растений: от химии к биоинтеллекту

Современное растениеводство всё чаще делает выбор в пользу интегрированной защиты, где биопрепараты становятся не просто «мягкой альтернативой» химическим инсектицидам, а стратегическим инструментом управления вредителями. Группа IRAC 11 / BIO — это секретное оружие природы: препараты, созданные на основе бактерий Bacillus thuringiensis (Bt) и энтомопатогенных грибов Beauveria, Metarhizium, Isaria. Они действуют точно, щадя полезную энтомофауну, не загрязняя почву и не нарушая экологический баланс агроценоза.

В отличие от синтетических аналогов, эти препараты не просто «убивают вредителей» — они возвращают систему защиты к биологическому равновесию. Их можно комбинировать в схемах с традиционными инсектицидами (см. классификацию IRAC и механизмы действия) и использовать в рамках антирезистентной стратегии, минимизируя риск устойчивости.

Это — не шаг назад к «органике», а движение вперёд к умной защите, где каждый компонент системы работает синхронно: от качества воды (pH и жёсткости) до подбора ПАВов и форсунок. Разберём, как эти природные инсектициды устроены, на кого действуют и как применяются в полевых и тепличных условиях.

История открытия этих ДВ и начало применения

История биологических инсектицидов началась с любопытного наблюдения: в начале XX века японский исследователь Сигетане Исиватани (1901 г.) обнаружил, что массовая гибель шелкопряда вызвана особой бактерией, которую он назвал Bacillus sotto. Независимо от него, в 1911 году немецкий учёный Эрнст Берлинер выделил схожий микроорганизм из погибших гусениц мучной огнёвки и дал ему имя Bacillus thuringiensis — в честь Тюрингии, где было сделано открытие.

Позже выяснилось, что эта почвенная бактерия во время спорообразования вырабатывает кристаллические белки — прототоксины, смертельные для личинок ряда насекомых. Эти белки стали известны как Bacillus thuringiensis toxins, или проще — Bt-токсины. Уже в 1938 году появился первый коммерческий препарат на их основе, а к 1950–1960-м годам Bt-инсектициды начали массово применять в овощеводстве, садоводстве и в защите хлопчатника.

Научные исследования середины XX века привели к выделению и описанию отдельных классов Bt-белков: Cry (δ-эндотоксины с кристаллической структурой), Cyt (цитолитические токсины) и Vip (вегетативные инсектицидные белки). Это позволило расширить спектр действия препаратов, повысить их стабильность и подобрать штаммы под разные отряды насекомых — от чешуекрылых до двукрылых.

Параллельно развивалось другое направление — грибные биоинсектициды. Ещё в XIX веке агрономы замечали гибель насекомых, покрытых «белым налётом» — это были споры Beauveria bassiana и Metarhizium anisopliae. Однако только во второй половине XX века эти грибы получили промышленное применение: их начали культивировать, концентрировать и формулировать в устойчивые споровые препараты, пригодные для опрыскивания тепличных культур и полевых посевов. Позднее появились и новые представители, такие как Isaria fumosorosea (ранее Paecilomyces), активно используемые против белокрылки и трипсов.

Сегодня Bt-препараты официально классифицированы в группе IRAC 11 (подгруппы 11A — Cry, 11B — Bin, 11C — Vip), а грибные агенты объединены в биологический раздел BIO как природные патогены с контактно-инфекционным механизмом действия. Их роль в современных схемах антирезистентной защиты и интегрированных систем IPM (Integrated Pest Management) становится всё важнее: эти препараты помогают снижать химическую нагрузку, сохраняя эффективность и устойчивость агроценоза.

💡 Факт: Уже сегодня Bt-гены внедрены в трансгенные линии кукурузы, хлопчатника и сои, а грибные агенты проходят новые этапы регистрации в РФ как альтернатива синтетическим инсектицидам.

1. Что такое биологические инсектициды IRAC 11 / BIO

В классификации IRAC (Insecticide Resistance Action Committee) группа 11 объединяет инсектициды, механизм действия которых основан на нарушении функций клеточных мембран кишечного эпителия насекомых. К этой группе относятся природные белковые токсины, вырабатываемые бактерией Bacillus thuringiensis (Bt), — именно они и известны как Bt-инсектициды. Иногда в популярных источниках к IRAC 11 ошибочно относят действующие вещества типа фенпироксимата (на самом деле IRAC 21); важно не путать их с микробиальными белками Bt.

Bacillus thuringiensis (Bt) — микробиальный инсектицид кишечного действия

При спорообразовании Bt вырабатывает кристаллические белки (Cry и Cyt) и вегетативные инсектицидные белки (Vip). Попадая с кормом в кишечник личинок, эти белки растворяются в щелочной среде, активируются и связываются со специфическими рецепторами клеток кишечника, образуя поры в мембранах. Нарушается осмотический баланс, личинка прекращает питание и гибнет в течение 1–3 дней. Каждый штамм Bt характеризуется собственной специфичностью — одни активны против гусениц Lepidoptera, другие — против жуков (Coleoptera) или комаров (Diptera). По этому признаку Bt-токсины делят на подгруппы 11A (Cry), 11B (Bin) и 11C (Vip).

Bt-инсектициды действуют исключительно кишечно — только при заглатывании личинкой обработанных листьев. Это делает их высокоизбирательными и безопасными для опылителей, энтомофагов и теплокровных. Они особенно эффективны против гусениц ранних возрастов (капустная моль), совок и листовёрток.

Грибные биоинсектициды (BIO) — природные патогены насекомых

Под классификацией BIO (от англ. biological) в практике объединяют препараты на основе живых микроорганизмов или их метаболитов. В инсектицидной группе это прежде всего споры энтомопатогенных грибов Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, Isaria fumosorosea и др. После контакта со вредителем спора адгезирует к кутикуле, прорастает, выделяя ферменты (хитинизы, протеазы), проникает в тело насекомого и развивается в гемоцеле, вызывая паралич и гибель. Визуально поражённое насекомое покрывается белым или зеленоватым мицелием — «мумифицируется». Такой механизм обеспечивает контактно-инфекционное действие и позволяет контролировать мягкотелых вредителей — белокрылку, трипсов, тлей и частично клопов.

И Bt-токсины, и грибные агенты — часть современной интегрированной системы защиты (IPM). Они экологичны, избирательны, могут встраиваться в антирезистентные схемы IRAC и совместимы с умеренными нормами ПАВов при корректном pH воды (качество воды для пестицидов). Их главная сила — в точности воздействия и возможности «работать в союзе с экосистемой», а не против неё.

2. Механизм действия

Bt-токсины (IRAC 11): операция «Прокол кишечника»

Препараты на основе Bacillus thuringiensis действуют как желудочные инсектициды, поражающие личинок при поедании обработанных листьев. Чтобы понять принцип работы, представим пошагово, что происходит внутри насекомого.

1. Проглотить и активировать: личинка съедает лист, на котором есть споры и кристаллы Bt. В её кишечнике с высоким pH (8–10) кристаллы растворяются, а пищеварительные ферменты активируют прототоксин, превращая его в активный Cry-белок — δ-эндотоксин.
2. Точечный удар: активный белок связывается с специфическими рецепторами клеток кишечника вредителя. У человека, пчёл и энтомофагов таких рецепторов нет — поэтому Bt безопасен для них.
3. Смертельный прокол: токсин встраивается в клеточную мембрану, образуя микроскопические ионные поры (дырки). Клетки теряют способность удерживать ионы, набухают и разрушаются. Через несколько часов кишечник парализуется, личинка прекращает питаться.
4. Финальный этап: разрушение эпителия открывает путь бактериям Bt в гемоцель, где развивается септицемия — заражение кровеносной системы. Насекомое гибнет в течение 1–3 дней.

Bt-токсины подразделяются на несколько подгрупп IRAC:

• 11A (Cry): классические кристаллические белки против Lepidoptera (совки, листовёртки, капустная моль).
• 11B (Bin): двукомпонентные токсины, активные против Diptera (комары, мошки).
• 11C (Vip): вегетативные белки, синтезируемые бактерией вне стадии спорообразования, дополняют Cry и расширяют спектр действия на Coleoptera и Lepidoptera.

💡 Важно: Bt работает только при заглатывании. Чтобы токсин активировался, необходима щелочная среда кишечника — поэтому он эффективен против гусениц, но не действует на клещей или тлей.

Энтомопатогенные грибы (BIO): операция «Вторжение споры»

В отличие от Bt, грибные биоинсектициды действуют снаружи внутрь. Их споры попадают на тело вредителя при опрыскивании и начинают биологическую «осаду».

1. Прикрепление и прорастание: споры Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae или Isaria fumosorosea прилипают к кутикуле насекомого и при достаточной влажности (≥70%) прорастают.
2. Разрушение барьера: гриб выделяет ферменты — хитиназы, протеазы, липазы, которые растворяют кутикулу и позволяют гифам проникнуть внутрь.
3. Инвазия в гемоцель: мицелий прорывает покровы и попадает в гемолимфу (аналог крови), где начинает быстро расти, выделяя токсины (например, боверицин у Beauveria), нарушающие нервную и иммунную систему насекомого.
4. Мумификация: через 2–7 дней вредитель погибает, а гриб прорастает наружу, покрывая тело характерным налётом — белым, зеленоватым или розовым. Это источник новых спор, заражающих следующую генерацию вредителей.

💡 Совет агроному: эффективность грибных препаратов напрямую зависит от влажности, температуры и равномерности покрытия листа. Для усиления прилипания и прорастания спор используйте совместимые ПАВы и следите за pH воды.

Таким образом, Bt-инсектициды и грибные BIO-препараты действуют по двум противоположным принципам — «изнутри наружу» (Bt) и «снаружи внутрь» (грибы), но обе технологии позволяют точечно контролировать вредителей, не нарушая биоценоз. Это делает их незаменимыми элементами интегрированной защиты растений (IPM).

3. Применение и спектр действия

• По культурам: капуста, томат, перец, баклажан, картофель, кукуруза, подсолнечник, соя, лук, садовые (яблоня, груша, виноград), тепличные овощи и зелень.
• По вредителям: Bt — гусеницы чешуекрылых (совки, листовёртки, капустная моль, плодожорки), часть жуков и двукрылых (штамм-зависимо). Грибы — белокрылка, трипсы, тли, клещи (частично), жуки (личинки), клопы; почвенные формы — личинки хрущей, проволочники.
• По особенностям: Bt — кишечное действие, критичны ранние возрастные стадии, активное питание; чувствителен к УФ (работайте вечером/пасмурно). Грибы — контактно-инфекционное действие, требовательны к влажности воздуха ≥ 60–70% и равномерному покрытию (особенно низ листа).

См. общую классификацию и подбор инсектицидов: «Инсектициды — классификация и механизмы действия»; практические материалы по группам — 1A/1B, 3A, 28, 4A/4C/4D, 7/15/16/18, 21/23/25, 2B/6.

4. Практика применения, совместимость и антирезистентность

Bt (IRAC 11): что критично на практике

• Тайминг: работайте по личинкам I–II возраста и при активном питании. При затяжной лёточности — повторы каждые 5–7 дней.
• Качество покрытия: подбирайте форсунки и размер капель для равномерного смачивания всей пластины листа и низа кроны (см. форсунки).
• Свет/УФ: из-за фотодеградации — вечер, ночь, пасмурно.
• Вода: избегайте хлора и щёлочных сред; целевой pH 5,5–7,0, при жёсткой воде используйте кондиционеры (см. pH и жёсткость).
• Адъюванты: разрешены мягкие НПАВы для улучшения смачиваемости; жёсткие/щелочные — нежелательны.

Грибные BIO-препараты: как «раскрыть» потенциал

• Климат: относительная влажность воздуха ≥60–70%, температура чаще +20…+28 °C; избегайте сушащего солнца и ветра.
• Покрытие: мелкие капли, акцент на нижнюю сторону листа; при почвенных формах — внесение с поливом/в борозду.
• Совместимость: не смешивать с фунгицидами, активными против Ascomycota/Hypocreales (угнетают споры), и с сильно щёлочными ПАВ. Допустимы мягкие прилипатели в регламентных нормах.
• Скорость: гибель через 2–7 дней; планируйте «окно» без стрессов для культуры и с устойчивой влажностью.

Антирезистентность: как встроить BIO в ротацию

• Bt: не более 2 обработок подряд, чередовать с IRAC 28, IRAC 4, IRAC 21/23/25, IRAC 7/15/16/18 и др. Меняйте штаммы Bt (kurstaki ↔︎ aizawai) для разной токсиновой корзины.
• Грибы: устойчивость определяется условиями, а не рецепторными мутациями; ключ — стабильная влажность, повторяемость обработок, снижение давления популяции, отсутствие фунгицидного «фона».
• Комбинации: Bt + грибы в разнонаправленные окна (Bt по молодым гусеницам; грибы по белокрылке/тлям) — повышают надёжность без роста пестицидной нагрузки.

💡 Важно: эффективность Bt и грибных биопрепаратов чувствительна к pH и жёсткости воды, качеству распыла и погоде. Кондиционируйте воду, подберите форсунки и работайте в «короткое окно» без дождя и прямого УФ. См. также ПАВы.

Посмотреть доступные био-инсектициды: каталог инсектицидов РФ и инсектициды в продаже.

Выводы

Краткий итог: препараты групп IRAC 11 / BIO — это природное звено современной защиты растений. Bacillus thuringiensis (Bt-токсины) дают быстрый и избирательный контроль гусениц, а энтомопатогенные грибы (Beauveria, Metarhizium, Isaria) обеспечивают пролонгированный эффект против мягкотелых вредителей и почвенных личинок. Их главные преимущества — экологичность, совместимость с программами IPM и отсутствие остаточной токсичности.

Для максимального эффекта помните три ключевых принципа:

• Своевременность: обрабатывайте по младшим личинкам и в «окно питания» вредителя.
• Среда: поддерживайте оптимальные влажность и температуру, избегайте прямого солнца и ветра.
• Ротация IRAC-групп: чередуйте Bt и BIO с другими классами (IRAC 4A, IRAC 28, IRAC 21/23/25) для предупреждения резистентности и повышения стабильности защиты.

💡 Биоинсектициды — инвестиция в устойчивое земледелие.
Они сохраняют биоценоз, уменьшают химическую нагрузку и помогают получать урожай с минимальными остатками пестицидов.

Перед сезоном обязательно изучите классификацию IRAC и схемы чередования групп — это поможет выстроить устойчивую систему защиты от вредителей. Подробнее читайте в разделе «Инсектициды: классификация и механизмы действия» и смотрите актуальные биопрепараты в каталоге инсектицидов РФ или среди доступных позиций в продаже. Если сомневаетесь в подборе — задайте вопрос нашему 🤖 нейроагроному в Telegram-канале.