По данным мировых экспертов, до 40 процентов урожая, что выращивается на планете, каждый год снижается из-за вредителей и болезней растений. Настоящая борьба с ними начинается задолго до применения пестицидов – с наблюдения и контроля их численности.
Сегодня традиционных методов диагностики уже недостаточно. Они трудоемки, затратны и недостаточно оперативны для предотвращения масштабных потерь урожая. В ответ на этот актуальный вызов группа кубанских ученых создала уникальную систему наблюдения за вредными насекомыми. Новая разработка помогает быстро и без лишних усилий понять, что происходит на полях и в садах. Теперь фермеры могут заранее узнавать о резком увеличении численности вредных организмов (насекомых и болезней) и вовремя принимать меры, чтобы не терять урожай.
– Главной задачей для нас было создать устройства, которые действительно работают. Мы много раз тестировали опытные образцы в полях, в различных условиях, на разных культурах. После изучения большого объема данных нам удалось усовершенствовать и разработать приборы, которые стали максимально удобными для пользователей, – рассказала руководитель проекта, заведующая лабораторией фитосанитарного мониторинга агроэкосистем Федерального научного центра биологической защиты растений кандидат биологических наук Оксана Кремнева.
Ученые разработали специальные ловушки для отслеживания опасных насекомых и болезней, угрожающих урожаю. Одна из них – ловушка с флюгером, которая улавливает споры грибков. Она состоит из стойки, к которой подвижно крепится флюгер, имеющий в передней части специальную рамку, покрытую вазелином. Спороловушка используется для «медосмотра» посевов с целью убедиться, что с ними все в порядке.
– Вместе с учеными из КубГУ (кафедра теории функций) мы разработали специальную систему, которая сама определяет и считает споры фитопатогенных грибов, опасных для пшеницы, – делится Ксения Гасиян. – Работа производится с помощью искусственного интеллекта (ИИ). Это большой шаг вперед – раньше это требовало много времени и сил, а теперь все происходит быстро и точно. Благодаря этой разработке можно заранее узнать об угрозе и спасти урожай от болезней.
Вторая ловушка световая, она приманивает насекомых-вредителей. Светоловушки устанавливают среди растений, ночью на свет в них привлекаются насекомые-фитофаги. В лаборатории специалист-энтомолог определяет виды, которые могут серьезно повредить урожай.
Устройства прошли проверку на деле и доказали, что действительно работают. Они помогают отслеживать вредителей и возбудителей болезней не только на полях с пшеницей или овощами, но и в садах, ягодниках, а также в лесах и даже в парках с декоративными растениями. Сейчас новая технология уже используется в Краснодарском и Ставропольском краях, Адыгее, Крыму, Карачаево-Черкесии и даже Беларуси. Таким образом, более 500 гектаров земли находится под надежной защитой.
Высокая научная и практическая значимость этой системы была отмечена на государственном уровне: ее создатели удостоены Премии правительства Российской Федерации в области науки и техники для молодых ученых. Лауреатом премии стала руководитель проекта Оксана Кремнева и коллектив молодых ученых: Артем Пономарев, Ксения Гасиян, Даниил Лептягин.
– Наши разработки помогают заметить вредителей и болезни на самых ранних этапах, когда они только начинают появляться, – рассказывает Оксана Кремнева. – Теперь фермер будет точно знать, что именно угрожает урожаю, и сможет вовремя принять защитные меры. Это позволит снизить обработку химикатами, сделать ее более точечной и эффективной. Так мы не только спасаем урожай, но и серьезно экономим на защите.
На сегодняшний день стоимость обработки одного гектара озимой пшеницы обходится в среднем от 180 до 400 тысяч рублей. Разработка поможет сократить количество таких обработок примерно в 1,5–2 раза. Это станет возможным, если ориентироваться на реальное количество спор в воздухе над посевами, а не ждать, пока болезнь начнет всерьез вредить урожаю.
Таким образом, при отсутствии или незначительном количестве на полях инфекции, которую можно выявлять с помощью спороулавливающих приборов, затраты на выращивание культур снижаются на 10–20 процентов, а количество химических обработок сокращается в 2–3 раза. Это не только бережет бюджет, но и помогает природе: восстанавливаются полезные насекомые и растения, улучшается здоровье почвы.
В дальнейшем работа ученых будет направлена на создание специальных автоматических устройств, способных вовремя замечать опасных насекомых и болезни на сельскохозяйственных и декоративных растениях. Основой для этого станут методы наблюдения за посевами и садами с воздуха или из космоса, связанные с анализом внутренних процессов в самих растениях.
