Под биологической борьбой с вредителями понимается применение живых организмов для ограничения (при содействии человека) численности популяций определенных вредных животных и растений. При этом либо используют полезные организмы, которые являются естественными врагами (хищники, паразиты, возбудители болезней), либо настолько изменяют отдельных представителей какого-либо вида вредителей, что они становятся антагонистами других особей данного вида.
В области применения микроорганизмов и в борьбе с ними (включая вирусы) оправдывает себя расширение понятия «полезный организм», с тем чтобы оно включало, помимо интактных живых существ, также и отдельные клетки, вирионы и генетический материал.
Существенный признак биологической борьбы — целенаправленное манипулирование живыми существами (полезными организмами), вследствие которого численность популяции вредителя сокращается настолько, что причиняемый им ущерб снижается до уровня, безопасного с экономической или санитарно-гигиенической точки зрения. Этого можно добиться различными путями: заблаговременным введением полезных организмов (профилактика), их использованием для непосредственного подавления массового размножения вредителя (супрессия) или для задержки его дальнейшего распространения (защита). Эти способы часто перекрывают друг друга. Например, при применении какого-либо активного паразита для ослабления вспышки размножения завезенного вредителя вслед за короткой фазой супрессии в период первого сильного сокращения численности вредителя наступает длительная фаза защиты, во время которой (благодаря действию полезных организмов) уже не возникает опасности повреждений. В этом смысле выражения «биологическое регулирование» или «биологическая профилактика» имеют одинаковое значение с принятым в этой книге определением «биологическая борьба».
Существуют еще и такие биологические мероприятия, которые оказывают кратковременное, т. е. только супрессивное, действие. Это происходит в условиях, когда окружающая среда не допускает длительного существования полезных организмов. История разработки биологических методов борьбы освещена в работах Хагена и Франца, Хуффейкера и Мессенджера.
В большей части следующих глав отдельные способы биологической борьбы с вредителями рассматриваются главным образом с точки зрения использования определенных групп полезных организмов. Данная статья ставит целью ознакомление с характерными признаками групп полезных организмов и с принципами трех форм применения всех групп полезных организмов, а именно: 1 — интродукцией новых полезных организмов; 2 — их поддержанием и содействием их развитию; 3 — периодическим выпуском в природу.
Характерные признаки групп полезных организмов
К хищникам (с точки зрения биологической борьбы) относятся такие многоклеточные организмы, которым для развития необходимо более одной особи-жертвы. Среди позвоночных типичными представителями этой группы являются хищные рыбы, ящерицы, дневные хищные птицы, летучие мыши, дикие кошки; среди насекомых — стрекозы, многие жужелицы, божьи коровки, клопы и их личинки, только личинки (но не взрослые особи) журчалок или хищных галлиц. У некоторых насекомых, напротив, хищный образ жизни ведут только взрослые особи (имаго).
К паразитам причисляют те многоклеточные организмы, которые развиваются за счет других особей — своих хозяев и при этом убивают или сильно повреждает их.
В смежных областях биологии (медицине и ветеринарии) паразитами часто называют организмы, которые живут за счет других существ, не нанося им непосредственно большого вреда (например вошь головная), поэтому в противоположность им паразиты, убивающие своих хозяев, обозначаются еще как паразитоиды, или хищные паразиты. К этой группе принадлежат, например, паразитические перепончатокрылые (наездники), тахины (ежемухи) и отдельные представители других отрядов насекомых. Эти типичные паразиты развиваются на теле своего хозяина или в его организме (экто- и эндопаразиты соответственно), хотя некоторые имаго наездников могут прокалывать покров тела своего хозяина, питаясь выступающей при этом гемолимфой. В зависимости от «места нападения» подобное питание за счет хозяина может содействовать регуляторному процессу или нарушать его.
Наконец, возбудители болезней, или патогены, — это паразитические микроорганизмы (в данном случае грибы, бактерии, риккетсии, простейшие) и вирусы, которые вызывают у своих хозяев инфекционные заболевания, иногда смертельные. Их можно применять не только против членистоногих, но и против других организмов, однако большинство исследований в области так называемой микробиологической борьбы с вредителями проведено пока преимущественно на насекомых.
Возможность использования растительноядных животных, или фитофагов, в качестве полезных организмов относится к области борьбы с сорной растительностью. Естественно, что речь идет только о крайне специфичных видах, строго приуроченных к одному растению-хозяину.
Применение особей того же вида как естественных врагов предполагает их генетическое изменение, чаще всего стерилизацию.
Чтобы объяснить принцип действия хищников, паразитов, возбудителей болезней (и частично фитофагов), следует напомнить о том, что их эффективность часто определяется плотностью популяции хозяина. Связь с определенными хозяевами (жертвами), способность находить и атаковать последние, интенсивность размножения — вот факторы, от которых зависит активность естественных врагов, т. е. способность уничтожать (в процентном выражении) тем больше хозяев, чем выше их плотность. На этом основано специфическое тормозящее действие энтомофагов.
Обычно всегда следует учитывать наличие определенного лаг-периода, прежде чем размножение хищников усилится соответственно более высокому числу их жертв. Кроме того, увеличение или сокращение численности хищников подвержено влиянию других лимитирующих и детерминирующих факторов и в первую очередь господствующих условий погоды. И наконец, активность уничтожения, зависящая от плотности, может меняться, превращаясь в обратную, так называемую инвертную зависимость от численности, возможно — под влиянием чрезмерного размножения неспециализированных антагонистов.
Чтобы предсказать заранее результативность использования полезных животных, необходимо хорошо изучить потребности и возможности обоих антагонистов — вредителя и его врага. Своевременно, т. е. до возникновения вспышки вредителя, полезные организмы, уже ставшие активными, обычно остаются без внимания. Их активность, большей частью незаметная, становится явной, когда полезные организмы селективно погибают, скажем, при внесении инсектицидов, которые действуют на энтомофагов сильнее, чем на некоторых вредителей (пример: ДДТ при борьбе со щитовками), и происходит массовое размножение вредных насекомых.
И наоборот, гораздо приметнее те естественные враги, которые появляются только тогда, когда вспышка уже налицо. В таких случаях следовало бы задать вопрос, почему же при этом перестала действовать естественная регуляция. Во всяком случае, не стоит делать преждевременных выводов о том, что антагонисты всегда появляются слишком поздно. При подобном массовом размножении вредителей речь идет о катаклизме в биоценозе, о прекращении действия внутренних тормозящих механизмов. При «неполадках с регуляцией» в культурных биоценозах прежде всего проверяют, как можно изменить ландшафт или растениеводство, чтобы возможность массовых размножений ослабла, а регуляция функционировала бы лучше.
В этой связи следует еще сказать и о том, что при использовании данных трех особенно важных методов борьбы успех каждого из них зависит от плотности популяции совершенно по-разному. Эффективность химических методов, т. е. гибель вредителей в процентном выражении, не зависит от их численности. Активность полезных организмов, хотя и не в полной мере, но обнаруживает большую или меньшую тенденцию к зависимости от плотности вредителя. Наконец, действие так называемых автоцидных и многих биотехнических методов находится в обратной зависимости от плотности, т. е. они тем результативнее, чем меньше плотность вредителей. Эти различия и определяют наибольшую целесообразность применения того или иного метода в зависимости от ситуации. Возможности оптимального комбинирования методов борьбы с использованием различных механизмов действия рассмотрены Книплингом.