Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биологический метод защиты растений. Курс лекций
.pdf
31
Различают 2 основные группы соединений: гормоны, участвующие в
онтогенезе на уровне организма, и феромоны, управляющие состоянием
популяций. Их применение осуществляется по следующим направлениям:
- наблюдение за состоянием популяций и сигнализация о сроках
проведения защитных мероприятий;
- дезориентация самцов насыщением воздушного пространства
феромоном с целью снижения активности спаривания, количество
оплодотворенных яиц и, в конечном итоге, численности популяции вредного
вида;
- феромонные ловушки с клеевым покрытием и инсектицидным или
стерилизующим эффектом;
- ингибирование некоторых этапов морфогенеза.
Гормоны. Механизм действия синтетических веществ этого типа
преимущественно связан либо с ингибированием синтеза хитина, либо
проявляется как аналоги ювенильных гормонов. Применение созданных
препаратов, уровень их биологической активности дифференцируется в
зависимости от объекта. Так, против яблонной плодожорки их действие,
прежде всего, определяется стерилизующей и овицидной активностью, тогда
как против американской белой бабочки - ларвицидной. Причем гусеницы
первого возраста у последней примерно в 1000 раз более чувствительны,
поэтому меняется и доза препарата используемого для обработок насаждений
(от 0,5 г/га до 200-500 г/га). Часто действие гормональных соединений
сказывается и на последующих поколениях вредителей. Еще одним
положительным моментом этой группы соединений является высокая
эффективность против популяций, приобретших резистентность к
фосфороорганическим и другим инсектицидам.
Против видов, устойчивых к ингибиторам синтеза хитина, применяют
гормональные препараты, нарушаюшие нормальные процессы метаморфоза,
- ювеноиды. Например, для защиты плодового сада от сетчатой листовертки
рекомендуют эпофенонен (1,5 кг/га), щитовок, червецов и псиллид гидропрен, метапрен и кинопрен. Показано, что препараты не оказывают
отрицательного действия на полезные виды (энтомофаги, хищники). В месте
с тем, для указанной группы соединений отмечается достаточно широкий
набор восприимчивых объектов, например, для димелина, кинопрена и
других.
Иногда ювенильные гормоны используются в системе
интегрированной защиты в качестве препаратов, заменяющих химические.
Так, обработки алтозаром, удлиняя период питания личинок златоглазки
обыкновенной (Chrysopa carnea) за счет угнетения ее эмбрионального
32
развития способствуют, таким образом, большей эффективности ее против
тлей.
Значительно большей селективностью обладают феромоны. Их роль
как сигнальных веществ проявляется на уровне вида или группы видов, что
сближает их по направленности действия с энтомофагами. С помощью уже
полученных препаратов в США успешно подавляют численность многих
видов вредителей, в частности плодовых культур и хлопчатника (восточная
плодожорка, яблонная плодожорка, сетчатая листовертка, гроздевая и
двулетняя листовертка). Используя половые феромоны для дезориентации
самцов, удается обеспечивать биологическую эффективность, особенно при
насыщении их смесью (125-140 мг/час/га) на уровне 92-98%.
Различают феромоны тревоги, половые, регулирующие
коммуникацию особей противоположного пола, агрегационные,
обеспечивающие скопление вида в местах, благоприятных для питания и
размножения, и следовые, отмечающие пути следования к источнику пищи.
Созданы и выявлены аттрактивные свойства у соединений для более чем 600
видов насекомых, в том числе 150 Чешуекрылых. Многие из них прошли
полевые испытания. Вместе с тем, наиболее часто их применяют в
феромонных ловушках с целью наблюдения за состоянием популяции
конкретного вида. С их помощью получают более объективную информацию
о начале и динамике миграции вредителей, что позволяет осуществлять
сигнализацию сроков проведения защитных мероприятий.
Всесторонняя оценка биологической активности получаемых
синтетических соединений позволила выделить вещества, обладающие
аттрактивными свойствами. В частности, удалось установить их высокую
эффективность для уничтожения с помощью ловушек самцов вьюнковой
совки (Emmelis trabialis), яблонной плодожорки (Carpocarpsa pomonella),
непарного шелкопряда (Lymantria dispar). Более того, доказано, что
отдельные компоненты полового феромона сетчатой листовертки
(Adoxopheges arana) способны привлекать самцов совки земляной каемчатой
(Triphaena bumbria) и огневки опаленной. Отмечается и конкурентное
действие.
Чувствительность и избирательность к феромонам у насекомых
чрезвычайно высоки. Они способны реагировать на его источник на
расстоянии до нескольких километров. Причем самцы дифференцируют
феромоны с различным составом даже в пределах одной популяции. В США
уже выделены 2 феромонные расы стеблевого мотылька.
Эти свойства позволяют использовать феромоны в ловушках
различной конструкции для контроля за численностью и распространением
вида на основе вылова и перейти к целенаправленному подавлению его
популяции. Так, при попадании в ловушки самцов хлопковой совки,
33
регистрирующих начало лета вредителя, через 5-7 дней поля обрабатывают
инсектицидами или выпускают трихограмму. Более того, с помощью
ловушек легко установить плотность популяции в конкретном регионе, поле
и определить порог вредоносности вредителя, а это, в свою очередь,
позволяет сократить число химических обработок, которые проводят только
там, где численность вида превышает пороговую. В результате
эффективность обработок резко возрастает, а кратность их снижается в 2
раза.
Особенно важно подчеркнуть, что при использовании феромонных
ловушек прогнозируется появление вредителя до наступления у него
вредящей стадии развития, что дает возможность своевременно планировать
и проводить защитные мероприятия.
Ловушки целесообразно применять для выявления карантинных
видов (восточная плодожорка, средиземноморская муха и др.). Особенно
перспективным представляется использование феромонов для защиты
продовольственных запасов растительного происхождения в процессе
хранения. В частности, проведено испытание феромонной ловушки для
подавления популяций южной и мельничной огневок (Волошко, 1991).
Найдено, что при отлове от 50 до 75% самцов численность популяции южной
огневки снижалась во втором поколении на 92%. Ловушки, содержащие 1 мг
действующего вещества размещались в хранилище на высоте не менее 1,5 м.
На 100-150 м2 устанавливалась одна ловушка.
Практике предложены феромонные ловушки разной конструкции
(приложение 1 - 3,4,5), где в нижней их части закрепляется источник
феромона (капсула, пенопласт и др.), а поверхность в целях фиксации
привлеченных самцов покрыта невысыхающим клеем, например,
пестификсом.
Как гормональные препараты, так и феромоны, могут
применяться для непосредственной обработки природных популяций
вредителей с целью нарушения популяционных связей и, в конечном итоге,
снижения их численности и вредоносности. К положительным качествам
биологических соединений относятся отсутствие отрицательного влияния на
теплокровных и основные составляющие элементы биоценозов.
Таким образом, очевидно, что с их помощью, во-первых, удается
значительно сократить число и объем химических обработок пестицидами
полей и насаждений сельскохозяйственных культур, за счет большей
объективности наблюдений за состоянием популяций вредных видов и
определения оптимальных сроков борьбы с ними, и, во-вторых выявлять
очаги карантинных объектов и вредителей запасов.
34
8 вопрос - БИОПЕСТИЦИДЫ
Среди объектов, способных регулировать численность (плотность)
популяций в биоценозах, активную роль играют сами растения, часто
обладающие, как известно, бактерицидными и инсектицидными свойствами.
Например, для защиты клубней картофеля от повреждений картофельной
молью их гурты в Индии покрывают листьями Azardica indica, обладающей
энтомоцидной активностью.
В настоящее время во многих странах проводится скриннинг
различных их видов и поиск наиболее эффективных против вредных
организмов из различных ботанических семейств.
Так, в Индии для защиты семян, в частности бобовых культур, от
зерновок применяют различные растительные масла (кокосовое, горчичное,
арахисовое, кунжутное и подсолнечное). В небольших концентрациях (0,10,3%) масляное покрытие предупреждало повреждение семян жуками,
снижало их численность и плодовитость. Более того, под действием
пальмового, сафлорного, кокосового, горчичного и арахисового масла резко
падало отрождение личинок из отложенных яиц Callosobruchus maculatus, а
продолжительность цикла развития, наоборот, возрастала. Наибольшая
эффективность отмечена при применении 1% масляной эмульсии из нима,
подавлявшей вылупляемость личинок из яиц на 80%.
Широким спектром действия характеризуется масло из азидирахты
индийской. Его репеллентые и инсектицидные свойства отмечены в
отношении таких вредителей как C.maculatus, C.chinensis, (при дозе 2 мл/кг
семян), Schistoserca gregaria (8 мл/кг) и Spodoptera litura (0,4% концентрации
эмульсии).
Кроме масел, инсектицидной способностью обладают также
растительные порошки (дусты)(см.рис.2-2). Найдено, что дусты различных
видов мяты (Mentha spicata, M.piperita, M.citrata) являются токсичными для
жуков C.maculatus, самки которых значительно снижали число
откладываемых яиц. ЛД50 порошков из кожуры апельсинов и грэйпфрутов
против четырехпятнистой зерновки составляла соответственно 40 и 56 г/кг
семян вигны.
В Индии широко применяется смешивание зерна риса с
порошком из орехов нима для предохранения его от повреждений капровым
жуком на складах. Кроме того, отмечается ингибирующее действие порошка
на развитие Zonocerus variegatus и тлей Brevicorne brassicae, и репеллентное
на Sitophilus orizae.
Настойчивые и целеустремленные поиски растений, обладающих
биопестицидными свойствами, позволили выделить 11 видов, способных
подавлять развитие рисового долгоносика, китайской зерновки и капрового
35
жука. В частности, были обнаружены пестицидное действие порошка из
листьев клеродрона на капрового жука и рисового долгоносика, семян тмина
на указанные объекты при хранении зерна. Показана также высокая
эффективность дуста из корневищ аира обыкновенного, дудника,
клеродендрона, элениума против вредителей запасов, в частности,
арахисовой и фасолевой зерновок.
Высокую токсичность против различных вредителей проявляют
экстракты из определенных органов растений. Так, вытяжки из семян
азадирахты индийской при дозе 100 мл/кг вызывали 100%-ную гибель
личинок колорадского жука, гусениц белянки и капустной совки,
ингибировали развитие личинок саранчи и гусениц огневки.
Проявление их действия дифференцируется в зависимости от
фазы развития вредителей. Так, испытания экстрактов из растений из
нескольких семейств (Paraveraceae, Ericaceae, Convolvulaceae, Geraniceae,
Plantaginaceae) показали, что позитивное влияние они оказывают только на
личинок колорадского жука и, в значительно меньшей степени, на взрослых
особей. Вероятно, это связано с меньшей избирательностью личиночных
стадий при видовой приуроченности к питанию на представителях из
семейства Пасленовых.
Под действием биопестицидов, в частности, экстрактов из тиса
ягодного, наблюдаются нарушения линьки у личинок 4-го возраста, развития
куколок и имаго фасолевого жука. Указанный эффект отмечался только при
оральном поступлении соединений, биологически активный компонент
которых идентифицирован как производное таксана.
Показана перспективность использования растительных
экстрактов с антифидантными свойствами также против Жесткокрылых и
Равнокрылых. В последние годы только в Израиле выделено более 130
веществ разной химической природы (глюкозиды, ди-, три-,
тетратерпеноиды, моно-, сексвитерпены, фенолы, гуаниды, стероиды,
лигнины, кумарины и др.). Большинство из них относятся к группе
алкалоидов, например, азадирахтин. Антифиданты способны блокировать
центры, регулирующие питание вредных видов.
В ряде случаев отмечался более широкий спектр действия.
Например, экстрактивные вещества из растений семейства Simaronlaceae
обладали, кроме антифидантных свойств, антигельминтной, бактерицидной и
амебоцидной активностью, проявляя также фитотоксичность.
Важно подчеркнуть, что виды растений с рассмотренными
свойствами обнаруживаются в любых экосистемах и являются одним из
механизмов естественной регуляции численности растительноядных
организмов. Даже у многих сортов, например, бобовых культур (сои и
фасоли), различающихся по повреждаемости, при сравнительном
36
химическом анализе листьев выявляются вещества с репеллентным
действием у устойчивых в отношении совок и мексиканского фасолевого
жука (Epilachna sp.) и, наоборот, аттрактантным - у восприимчивых.
9 вопрос - ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ БОРЬБЫ С НАСЕКОМЫМИ
Генетические методы относятся к основным элементам
интегрированной системы защиты растений, в частности, выпуск
стерилизованных особей в их природные популяции позволяет подавлять
численность вида. В качестве примеров успешного применения метода
отмечается его использование в борьбе с плодовыми мухами
(средиземноморской, восточной, дынной, мексиканской, карибской,
вишневой и др.). Так, замещение в природной популяции весенней капустной
мухи фертильных самцов стерильными снизило численность вида в 5 раз.
Норма выпуска составила 100 особей/га, что обеспечило соотношение самцов
(облученных-стерильных:природных) 20:1, 25:1. В этом случае сохранялась
активность спаривания, но число стерильных яиц, откладываемых самками,
достигало 95%. Более того, зарегистрированы факты переноса
стерилизующего эффекта от особи к особи внутри самой популяции при
спаривании.
Стерилизация, которая представляет основу генетического
метода борьбы, проводится двумя путями: либо искусственно с помощью
ионизирующих излучений (рентгеновское или гамма-излучение) или
химических веществ (хемостерилянтов), либо скрещиванием несовместимых
особей популяции, дающих стерильных потомков. Интересно, что среди
соединений, вызывающих стерильность, отмечаются гербициды типа
триазина.
Стерильность самцов определяется подавлением развития
спермы, ее подвижности или нарушениями в хромосомах при сохранении
подвижности и способности к оплодотворению (доминантные летальные
мутации). Для борьбы с полигамными видами наиболее эффективен
последний тип стерилизации, против моногамных - все типы.
При оценке эффективности метода генетической защиты
учитывается стерильность, возникающая после обработки, а также
стерильность, появляющаяся у потомков. По расчетам ее действие в F1
проявляется более позитивно, чем при 100% первоначальной стерильности,
т.к. обработка влияет на жизнеспособность особей и их конкурентность при
поиске противоположного пола. Так, при облучении самцов совки дозой,
вызывающей 50% стерильность, уже в первом поколении зарегистрирован
90% уровень половой стерильности.
37
Таким образом, генетический метод достаточно эффективен,
безвреден для теплокровных, обладает селективным действием в отношении
популяции конкретных видов, которые к тому же не способны приобретать к
нему устойчивости. К недостаткам метода можно отнести значительные
затраты на искусственное разведение видов, подвергаемых стерилизации.
При этом для многих из них методы массового производства в лабораторных
условиях еще не отработаны. Кроме того, подавление в природных условиях
популяции одного вида не защищает культуру от других. Тем не менее, к
настоящему времени успешно реализованы свыше 20 программ по
подавлению популяций вредных видов насекомых.
Подбор оптимальной дозы необходим и в случае применения для
стерилизации химических соединений. Обработка ими природных популяций
в местах скопления вида или в искусственных условиях особей, полученных
в результате массового разведения, не должна вызывать побочных изменений
в организме насекомых, сохраняющих нормальную половую активность. Это
позволяет получать стерилизованных самцов с конкурентной способностью
не ниже, чем в природных популяциях.
Выбор способа обработки хемостерилянтами зависит от
препарата и стадии насекомых. Например, куколок чаще обрабатывают,
погружая на определенное время в раствор хемостерилянта, личинок выкармливая на синтетических средах с добавлением стерилизующих
соединений, а поступление их в организм имаго обеспечивается путем
непосредственного контакта с препаратом, нанесенным на стенки садка,
через конечности и покровы тела.
Уже испытано несколько тысяч синтезированных веществ,
обладающих указанными свойствами. Среди них наиболее широкое
применение в практике получили тиотеф и бусульфан. В частности, в целях
подавления популяции американской белой бабочки ее самцов обрабатывали
1% водным раствором тиотефа, против хлопкового коробочного долгоносика
(Anthonomus grandis) с успехом использовали бусульфан. К недостаткам
многих хемостерилянтов следует отнести их токсичность и канцерогенность.
К одним из первых объектов, кроме мух (Ceratitis capitata, Dacus
oleae, Rhagoletis cerasi и др.), которые подверглись лучевой стерилизации,
можно отнести непарного шелкопряда (Lymantria dispar) и кукурузного
мотылька (Ostrinia nubilalis). Установлено, что наилучшие результаты
генетический метод дает при сочетании с другими приемами защиты, в
частности, с целью снижения исходной численности популяции (химические
обработки пестицидами, привлечение энтомопаразитов и др.). В этих случаях
ущерб от вредителя, например, яблонной плодожорки (Carpocapsa pomonella)
после выпуска стерильных особей (в соотношении 35:1) удается снизить до
уровня 0,05%.
38
Лекция 3
ЭНТОМОФАГИ И АКАРИФАГИВ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЕ
РАСТЕНИЙ
План лекции
1. Принципы использования энтомо- и акарифагов в защите растений
2. Критерии эффективности энтомофагов
3. Обогащение биоценозов энтомофагами
4. Повышение эффективности энтомофагов в агроценозах
5. Критерии эффективности энтомопатогенов
Рекомендуемая литература
1 вопрос- ПРИНЦИПЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНТОМО- И
АКАРИФАГОВ В ЗАЩИТЕ РАСТЕНИЙ
В последние годы выполнен большой объем работы по систематике и
экологии энтомофагов - паразитов и хищников различных вредителей
сельскохозяйственных культур и леса. Обнаружены их виды, способные
подавлять популяции вредителей как в отдельных очагах, так и по всему
ареалу обитания. Однако эффективность действия их представителей в
естественных условиях зависит от самых разнообразных факторов, в том
числе погодных. Например, активность хищного клеща фитосейулюса
проявляется при относительной влажности воздуха не ниже 70% и
температуре воздуха около 30оС. Причем он способен подавлять популяцию
паутинного клеща при соотношении 1:80 - 1:100. Уже найдены способы
поддержания оптимальной плотности для ряда энтомофагов и акарифагов,
позволяющие регулировать численность вредных видов. В их числе выпуск
значительного количества особей при сезонной колонизации и интродукции
в новые регионы.
Представители энтомофагов и акарифагов зарегистрированы в 16
отрядах. Причем большинство среди них составляют хищники. Виды,
имеющие практическое значение, относятся к 8 отрядам.
Известно около 140 случаев успешной акклиматизации полезных
видов для борьбы с членистоногими. Однако разработка разведения наиболее
эффективных из них остается основной и трудной задачей биологического
метода, т.к. часто не удается создать оптимальных условий для их
накопления в необходимых масштабах при искусственном разведении. Среди
39
основных объектов, используемых в настоящее время для защиты растений
можно назвать трихограмму, габрабракона, энкарзию, фитосейулюса и др.
Энтомофаги и акарифаги играют значительную роль в
регуляциичисленности фитофагов в природе. Реальное снижение
численностивредителей энтомофагами зависит от многих
факторов,включающих климатические и погодные условия,
физиологическоесостояние популяций, многообразные биоценотические
связии т. д. Поэтому не всегда выявляется отрицательная зависимостьмежду
показателями общей численности популяций фитофага иэнтомофага.
2вопрос- КРИТЕРИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНТОМОФАГОВ
Критерий, или уровень, эффективности энтомофагов
находитвыражение в уровне соотношения численности хищник — жертваили
проценте паразитированных особей вредителя с учетом
порогавредоносности. При достижении этогокритерия численность
вредителя снижается до хозяйственно неощутимогоуровня и любые
обработки инсектицидами нецелесообразны.Отмена обработок против
вредителей на основании расчетакритерия эффективности символизирует
пассивный путь биологическойзащиты растений (деятельность человека
сводится к наблюдению).Впервые этот критерий был рассчитан для
энтомофаговвредной черепашки — яйцеедов (теленомины) и мух-тахин
(фазии). В настоящее время разработаны критерии эффективности идля
других энтомофагов.
Критерии эффективности энтомофагов вредной черепашки.
Можнообойтись без применения истребительных мероприятий на
посевахозимой пшеницы:
•
если плотность перезимовавших клопов не более двух особей на 1м2;
•
заражение первых кладок яиц теленоминами составляет40...50 % и
•
степень паразитирования клопов фазиями приближается к50%.
Критерии эффективности энтомофагов тлей. Численность злаковых
тлей эффективно снижают хищники из сем. Coccinellidae,Chrysopidae и
Syrphidae, а также паразитические перепончатокрылыесем. Aphidiidae. По
многолетним данным сотрудников ВИЗР,в Краснодарском крае комплекс
хищников сдерживал численностьтлей при соотношении хищник — жертва
на пшенице иовсе — 1:30, озимом ячмене — 1:20. В Воронежской области
соотношениеличинок и жуков семиточечной коровки к численностибольшой
злаковой тли, при котором сдерживается численностьвредителя, составляет
40
1:50. По данным И. Кротовой (1992), в ЗападнойСибири численность
злаковых тлей сдерживается на хозяйственнонеощутимом уровне при
соотношении хищник — жертвана озимой ржи — 1:20, яровой пшенице —
1:40, овсе — 1:55.
Критерии эффективности энтомофагов колорадского жука.Нами
проанализировано влияние местных энтомофагов на колорадскогожука.
Наибольшую активность проявляют кокцинеллиды, златоглазки и
жужелицы. По приведенным данным, в зависимостиот климатических
условий критерий эффективностиварьирует от 1:14 до 1:40. Как правило,
истребительные мероприятияпротив колорадского жука следует отменять
при соотношениикомплекса энтомофагов и вредителя — 1:20... 1:30.
3 вопрос- ОБОГАЩЕНИЕ БИОЦЕНОЗОВ ЭНТОМОФАГАМИ
Природные популяции энтомофагов не всегда могут
сдерживатьчисленность вредителей на достаточно низком уровне.
Поэтомуболее важным способом регуляции численности фитофаговслужит
обогащение биоценозов новыми энтомофагами разнымиспособами
(интродукция, внутриареальное расселение, сезоннаяколонизация и др.), что
относится к активной биологической защитерастений.
Интродукция и акклиматизация. Интродукция заключается вввозе из
одной зоны в другую и расселении отсутствующих тамвидов для
преодоления географической разобщенности с хозяевами— фитофагами
(первая стратегия биозащиты). При этом предусматривается,что ввезенный
энтомофаг интродуцируется в биоценози будет регулировать размножение
того вредителя, противкоторого он применяется. Для акклиматизации
выбираются виды,способные на своей родине самостоятельно подавлять
вредителя.На всех континентах наибольший эффект достигнут при
интродукцииузкоспециализированных иноземных энтомофагов. В нашей
стране
успешной
была интродукция монофага афелинуса —паразита
кровяной тли. Исследованиями Ижевского установлено, что Введение в
фауну
биоценоза
нового
компонентапредусматривает выживание,
размножение, расселениеинтродуцированного энтомофага и последующих
поколений.
Акклиматизация включает следующие этапы:
•
интродукция отсутствующего объекта;
•
собственно акклиматизация — приспособление энтомофагак новым
условиям (пищевым факторам, гидротермическим и фотопериодическим
режимам, воздействию аборигенов-конкурентов);
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]