Использование 3D принтера Designer X в Лаборатории фитосанитарного мониторинга агроэкосистем Федерального научного центра Биологической защиты растений

  В лаборатории Фитосанитарного мониторинга агроэкосистем разрабатываются устройства, которые применяют в мониторинге болезней и вредителей растений, а также в борьбе с вредителями. Испытания устройств проводятся в различных организациях: ФГБОУ Россельхозцентр, ООО «Сингента», у крупных и мелких сельхозпроизводителей.

  Алексей Пачкин, к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории Фитосанитарного мониторинга.

  Защита растений от болезней и вредителей опирается на так называемый фитосанитарный мониторинг. Суть его заключается в оценке состояния популяций болезней и вредителей путем обследований сельскохозяйственных культур. Проводятся визуальные учеты и учеты с помощью различных устройств. От качества обследований зависит конечный результат - принятие решений о проведении обработок, сроках проведения, применяемых средствах защиты растений (химические, биопрепараты) и т.д.

  В нашей лаборатории 3D принтеры, в том числе Designer X, используются как раз для печати корпусов устройств, которые мы разрабатываем, а также для различной оснастки. Работаем в основном с ABS и PETG.

  В светоловушках для привлечения насекомых используется свойство насекомых лететь на свет (положительный фототаксис) и избирательность в спектре света. Т.е. устройства имеют определенную комбинацию длин волн светодиодов. На сегодня в качестве средства мониторинга вредителей наиболее распространены феромонные ловушки. Их основной плюс — видоспецифичность. Однако эта особенность является и минусом в случае, когда появляются новые виды, ранее не отмеченные на той или иной культуре или в тех или иных географических широтах. Феромонные ловушки отлавливают только самцов насекомых. Кроме того, они не способны отлавливать насекомых длительное время без замены специальных клеевых вкладышей и не способны дать объективную оценку количества вредителя при очень высокой его численности.

 

 Наши светоловушки также высокоэффективны для массового отлова вредителей. Испытания показывают отловы таких опасных вредителей как хлопковая совка (Helicoverpa armigera) и луговой мотылек (Loxostege sticticalis) до 12 тыс. экз в неделю. При этом отлавливаются самки и самцы насекомых. Одна самка хлопковой совки по разным данным способна откладывать от 300 до 3000 яиц. А одна гусеница способна повредить, например, несколько плодов томата. Отлавливая одну самку, мы спасаем от повреждения большое количество сельскохозяйственной продукции и снижаем численность вредителя.

  Существует несколько вариантов светоловушек. Наши светоловушки, в отличие от аналогов, полностью автономны, имеют минимальный вес и энергопотребление, низкую цену, безопасны для теплокровных и большого количества полезных насекомых.

  Еще один пример разработки — спороловушки.

  Спороловушки разных конструкций (флюгерная, ОЗР, ПСЛ) выполняют одну функцию — отлов спор грибных болезней растений. Флюгерная — стационарная ловушка способная отбирать 1 пробу. ОЗР — мобильное устройство, используемое вручную, отбор до 10 проб. ПСЛ — используется совместно с БПЛА (дрон) до 10 проб. Т.е. происходит дистанционный мониторинг с возможностью привязки GPS координат и дистанционного выявления очагов болезней что очень характерно для большинства болезней растений. GPS привязка позволяет выявлять очаги и проводи обработки только зараженных участков с/х-культур.

  На сегодня все обработки против болезней проводятся, когда растение уже заражено патогеном и на его поверхности видны спороношение и другие признаки болезни. Т.е. гриб уже внедрился в растение, и уничтожить его там могут только так называемые системные препараты (системные фунгициды). Это вредные, в том числе для человека, химические вещества. При этом растение испытывает стресс от того что заражено болезнью, затем испытывает стресс при обработке химическими препаратами. Здесь возникают экономические, экологические аспекты обработок, часто снижается урожайность.

  Спороловушки способны обнаружить болезнь до момента прорастания спор грибов в растение и провести так называемые профилактические обработки менее токсичными, более дешевыми биологическими препаратами, избавить растение от стресса, снять необходимость применения опасных химических веществ и т.д. В практике защиты растений аналогичные устройства не используются, и данная разработка является действительно большим шагом вперед.

  Благодаря применению 3D моделирования и печати, в том числе принтеров Picaso Designer X, мы имеем возможность быстро менять конструкции, сохраняя товарный вид изделий. Также лаборатория делает опытные и небольшие партии устройств для продажи заинтересованным потребителям.