Цель исследования – оценка применения бинарных феромонных дизрапторов для нарушения половой химической коммуникации двух доминирующих вредителей восточной и сливовой плодожорок на сливе и персике. Исследование проводилось в 2019–2020 гг. в хозяйствах Краснодарского края ИП КФХ Щербаков Н.А и СПК «Светлогорское» Абинского района, на сливе сорта Стенлей (площадь 3 га) и персике сорта Золотой Юбилей (площадь 7 га). Для дезориентации восточной Grapholitha molesta Busck и сливовой Grapholita funebrana Tr. плодожорок на сливе и персике использовали полифункциональные дизрапторы, ШИН-ЕТСУ МД ВП ТТ, Д. Диспенсеры с исходной нормой расхода феромона в количестве 300 шт. на сливе и 250 шт. на персике на 1 га развешивали на деревья на высоте 1,5–2 м от поверхности почвы, равномерно распределяя по всей площади. Эффект дезориентации рассчитывали по количеству самцов, отловленных на участках дезориентации, в сравнении с контрольными. Установлен высокий эффект дезориентации на сливе, который при норме расхода феромона 300 диспенсеров/га составил 99,7 %, на персике при расходе феромона 250 диспенсеров/га – 100 %. Поврежденность плодов сливы в опыте составила 0,8 %, в контроле – 34,7 %, на персике в опытном варианте – 0,5 %, в эталоне – 7,8 % (химическая защита). Продолжительность дезориентирующего защитного действия феромонов составляла до 4 месяцев. В результате исследования выявлена высокая эффективность комплексной половой дезориентации доминирующих вредителей на основе многокомпонентных феромонных испарителей.
феромоны, дезориентация, восточная плодожорка Grapholitha molesta Busck, сливовая плодожорка Grapholita funebrana Tr., многоцелевые дизраптеры.
Введение. В настоящее время половым феромонам отводится все более возрастающая роль в стратегии и тактике защиты растений. Обладая высокой биологической активностью, они малотоксичны, высокоспецифичны и являются экологически безопасными средствами мониторинга и контроля численности вредителей [1, 2].
Известны различные способы применения половых феромонов насекомых в защите сельскохозяйственных культур, как с целью изучения динамики численности, распространенности видов, так и для борьбы с вредными видами путем применения половых феромонов с целью дезориентации [3, 4].
Химическая коммуникация для большинства видов насекомых, в том числе и вредных, является основным инструментом для взаимодействия с окружающей средой и ориентации в ней [5]. На основании данной биологической особенности базируются методы феромонного мониторинга и нарушения естественных репродуктивных функций популяций вредных видов.
В мониторинге феромонные ловушки получили широкое применение, так как с их помощью возможно раннее обнаружение вредных насекомых даже при очень низкой численности, что особо важно для выявления адвентивных видов, а по производительности данный метод учета превосходит другие в несколько раз [6, 7]. Применение феромониторинга актуально для любой системы защиты растений, начиная от химической и интегрированной с приоритетом химических обработок и особенно биологической в технологиях органического растениеводства. На основе применения феромонных ловушек были разработаны количественные показатели экономических порогов вредоносности (ЭПВ), с помощью которых можно весьма оперативно определять необходимость и сроки обработок инсектицидами (химическими или биологическими) или выпуска энтомофагов [8–10].
Применение феромонных ловушек для надзора и оптимизации химических обработок позволяет повысить их биологическую эффективность и значительно сократить количество используемых инсектицидов, что дает высокий экономический эффект и снижает негативное влияние последних на окружающую среду [11].
Значительные успехи в оптимизации сроков защитных мероприятий достигнуты для яблонной, восточной, сливовой плодожорок и ряда видов садовых листоверток [12].
Помимо мониторинга синтетические феромоны и аттрактанты применяются для дезориентации вредителей, их массового отлова или агрегации в местах обработки инсектицидами. Наибольшее распространение имеет метод половой дезориентации, так как он весьма эффективен и может применяться как альтернатива химическим обработкам [13, 14].
Цель исследования: оценка применения бинарных феромонных дизрапторов для нарушения половой химической коммуникации двух доминирующих вредителей восточной и сливовой плодожорок на сливе и персике.
Материалы и методы исследования. Исследование проводилось в течение двух лет (2019 и 2020 гг.) в хозяйствах Краснодарского края ИП КФХ Щербаков Н.А. и СПК «Светлогорское» Абинского района, на сливе сорта Стенлей (площадь 3 га) и персике сорта Золотой Юбилей (площадь 7 га). Данные хозяйства специализируются на выращивании плодовых культур по технологии органической системы земледелия.
Зона проведения испытания – Абинский
район, который расположен на Кубано-Приазовской низменности в южно-предгорной зоне и характеризуется разнообразием почвенно-климатических условий. Климат Абинского района умеренно континентальный, с продолжительным жарким летом и сравнительно мягкой теплой весной. Переходные сезоны выражены не всегда отчетливо. Характерны: среднегодовая температура – 10,6–10,8 °С, сумма эффективных температур – 3000–3500 °С, безморозныйпериод – более 200 дней, с годовой суммой осадков 600 мм, коэффициентом увлажнения 0,4.
Для дезориентации восточной Grapholitha molesta Busck и сливовой Grapholtha funebrana Tr. плодожорок на сливе и персике использовали полифункциональные дизрапторы, ШИН-ЕТСУ МД ВП ТТ, Д Шин–Етсу Кемикал Ко., ЛТД (423 мг/диспенсер Z-8-Додеценил ацетат + 27 мг/диспенсер Е-8-Додеценил ацетат + 5 мг/диспенсер Z-8 Додеценол). Диспенсеры с исходной нормой расхода феромона в количестве 300 шт. на сливе и 250 шт. на персике на 1 га, развешивали на сливу и персик на высоте 1,5–2 м от поверхности почвы, равномерно распределяли на всей площади. Схема опыта представлена в таблице 1.
Таблица 1
Схема опыта
|
Вариант |
Норма расхода препарата |
|
1. Контроль / эталон |
– |
|
2. ШИН-ЕТСУ МД ВП ТТ, Д |
300 диспенсеров / га (слива) 250 диспенсеров / га (персик) |
В контрольном варианте на сливе обработки не проводились, в опытном варианте была проведена обработка биофунгицидами (азолен 3 л/га, бактофит 2 л/га (в течение сезона 3-кратно)).
В опытном варианте на персике в течение вегетации – обработка биофунгицидами (азолен 3 л/га, бактофит 2 л/га) (3 обработки за вегетационный период); контроль (интегрированная защита) – обработка инсегар 0,6 кг/га (2 обработки), люфокс 1л/га (1 обработка), лепидоцид 3 кг/га (3 обработки).
Для определения эффекта дезориентации на опытных и контрольных участках устанавливали по пять феромонных (клеевых) ловушек восточной и сливовой плодожорок, учет отловленных ими самцов проводили еженедельно в течение 4 месяцев.
Эффект дезориентации рассчитывали по количеству самцов, отловленных на участках
дезориентации, в сравнении с контрольными, используя модифицированную формулу Чемберлена: Э = К1 – К2/К1 · 100 %, где Э – эффект дезориентации, %; К1 – количество самцов, отловленных в среднем на одну ловушку в контроле, экз.; К2 – количество самцов, отловленных в среднем на одну ловушку на участке дезориентации, экз.
Биологическую эффективность определяли по количеству плодов сливы и персика, поврежденных восточной и сливовой плодожорками на опытных участках в сравнении с контролем. Подсчет проводили в урожае из 300 просмотренных плодов на 10 модельных деревьях в каждом варианте опыта.
Результаты исследования и их обсуждение. Основа метода дезориентации заключается в нарушении феромонной связи внутри популяции насекомых. Механизмом такой регуляции является адаптация хеморецепторов самцов, нарушающая поиск самок и спонтанное семяизвержение, в результате чего происходит достоверное уменьшение продолжительности их жизни, сокращение периода циркадной активности самок и уменьшение количества продуцируемого феромона. Перечисленные механизмы приводят к потере энергии популяции, так как у насекомых она аккумулируется в основном в половой продукции, и в результате происходит существенное подавление численности вредителя.
Характерной особенностью фенологического развития восточной плодожорки в 2019 г. являлась очень высокая численность перезимовавшего поколения. Так, отлов в феромонные ловушки за семь суток в 2019 г. в среднем составлял до 27 сам/лов., что значительно превышало экономический порог вредоносности (5–8 сам/лов.). Отмечены три четко выраженные генерации вредителя с пиками летной активности бабочек в июле и августе. Численность сливовой плодожорки была немного ниже и максимально составляла 12 сам/лов.
В 2020 г. лет перезимовавшего поколения сливовой плодожорки начался в первой декаде мая с пиком численности 12 сам/лов. к концу мая, а восточная плодожорка начала лет в третьей декаде мая. Как видно из данных, представленных на рисунке 1, пики лета сливовой и восточной плодожорок практически совпадают, поэтому применение многоцелевых дизраптеров против двух вредителей одновременно сливовой и восточной плодожорок вполне оправдано. Следует отметить, что когда изучаемые виды имеют синхронную сезонную и циркадную репродуктивную активность, то применение методов ее нарушения с помощью феромонов будет наиболее эффективным.
Эксперимент по дезориентации восточной и сливовой плодожорок проводили в течение двух лет (рис. 2).
2019 г. 2020 г.
Рис. 1. Динамика лета самцов восточной G. molesta и сливовой G. funebrana плодожорок
(ИП КФХ Щербаков Н.А. (2019, 2020 гг.))
|
|
|
Рис. 2. Дизраптор для половой дезориентации самцов
восточной и сливовой плодожорок на персике и сливе
Результаты, представленные в таблице 2 (усредненные данные за два года), свидетельствуют о высоком эффекте дезориентации восточной и сливовой плодожорок, которая при норме расхода 300 феромонных диспенсеров/га составила 99,7 %. Поврежденность плодов сливы в опыте составила 0,8 %, в контроле – 34,7 %, а пролонгированность периода защиты культуры – более 4 месяцев от цветения до уборки урожая.
Таблица 2
Биологическая эффективность феромона ШИН-ЕТСУ МД ВП ТТ, Д
в борьбе с восточной (G. molesta L.) и сливовой (G. funebrana Tr) плодожорками
на сливе в Краснодарском крае
|
По датам учета |
Привлечено самцов на одну ловушку, экз. |
|
|
Контроль (без обработки) |
ШИН-ЕТСУ МД ВП ТТ, Д |
|
|
20.04 |
0±0 |
0 ± 0 |
|
27.04 |
2,5±0,9 |
0 ± 0 |
|
04.05 |
5,4±0,8 |
0±0 |
|
11.05 |
0±0 |
0±0 |
|
01.06 |
5,0±0,7 |
0±0 |
|
08.06 |
10,0±0,8 |
0±0 |
|
15.06 |
13,0±1,1 |
0±0 |
|
22.06 |
17,6±1,0 |
0±0 |
|
29.06 |
12,5±1,5 |
0±0 |
|
06.07 |
0±0 |
0±0 |
|
13.07 |
0±0 |
1,0±0 |
|
20.07 |
0±0 |
0±0 |
|
27.07 |
0±0 |
0±0 |
|
03.08 |
17,0±0,8 |
0±0 |
|
10.08 |
7,0±1,0 |
0±0 |
|
17.08 |
10,0±1,1 |
0±0 |
|
24.08 |
4,0±0,5 |
0±0 |
|
Всего |
111,9 |
1,0 |
|
Эффект дезориентации, % |
– |
99,1 |
|
Поврежденность плодов в съемном урожае, % |
34,7 |
0,8 |
В таблице 3 представлены результаты (усредненные данные за два года), которые свидетельствуют о высоком эффекте дезориентации на персике: при норме расхода феромона 250 диспенсеров/га он составил 100 %. Поврежденность плодов в опыте составила 0,5 %, в контроле – 7,8 % (химическая защита). Продолжительность дезориентирующего защитного действия феромонов составляла до 4 месяцев.
Таблица 3
Биологическая эффективность феромона ШИН-ЕТСУ МД ВП ТТ, Д
в борьбе с восточной плодожоркой (G. molesta L.)
на персике в Краснодарском крае
|
По датам учета |
Привлечено самцов на одну ловушку, экз. |
|
|
Эталон (интегрированная защита) |
ШИН-ЕТСУ МД ВП ТТ, Д |
|
|
20.04 |
0±0 |
0 ± 0 |
|
27.04 |
1,5±0,9 |
0±0 |
|
04.05 |
4,7±0,8 |
0±0 |
|
11.05 |
7,5±1,6 |
0±0 |
|
18.05 |
0±0 |
0±0 |
|
25.05 |
0±0 |
0±0 |
|
01.06 |
12,0±1,0 |
0±0 |
|
08.06 |
17,6±1,1 |
0±0 |
|
15.06 |
24,0±1,5 |
0±0 |
|
22.06 |
10,0±1,5 |
0±0 |
|
29.06 |
8,5±0,9 |
0±0 |
|
06.07 |
0±0 |
0±0 |
|
13.07 |
0±0 |
0±0 |
|
20.07 |
0±0 |
0±0 |
|
03.08 |
27,0±0 |
0±0 |
|
Всего |
112,2 |
0 |
|
Эффект дезориентации, % |
– |
100 |
|
Поврежденность плодов в съемном урожае, % |
7,8 |
0,5 |
Следует отметить, что полученные результаты определяют большую значимость исследований в области химической коммуникации насекомых для создания упреждающих технологий биологического контроля, одновременно охватывающих управление комплексами экономически значимых вредителей.
Заключение. В результате исследования установлены перспективы технологии комплексной дезориентации, основой которой является использование многовидовых испарителей, обладающих управляемой и пролонгированной эмиссией сигнальных веществ.
Настоящее исследование будет также полезно при разработке комплексной автостерилизации, диссеминации феромонов и автодиссеминации энтомопатогенов, и других методов, нацеленных на одновременное (синхронное) регулирование численности комплексов вредителей плодовых и других сельскохозяйственных культур.
1. Samnegård U., Alins G., Boreux V., Bosch J., García D., Happe A.‐K., Klein A.‐M., Miñar-ro M., Mody K., Porcel M., Rodrigo A., Roquer‐Beni L., Tasin M., Hambäck P.A. Management trade‐offs on ecosystem services in apple orchards across Europe: Direct and indirect effects of organic production // Journal of Applied Ecology. 2019. Vol. 56, Issue 4. P. 802–811 DOI:https://doi.org/10.1111/1365-2664.13292.
2. Kabaluk T.J., Lafontaine J.P., Borden J.H. An attract and kill tactic for click beetles based on Metarhizium brunneum and a new formulation of sex pheromone // J. Pest Sci. 2015. V. 88. № 6. P. 707–716. DOI:https://doi.org/10.1007/s10340-015-0661-3.
3. Hoffman A.J., Njoku M., Jason L., Johnson R. Creating an Edible Dialogue for Peace: Community Gardening, Horticulture, and Urban Fruit Tree Orchards // Peace Psychology Book Series: Springer, Cham.: The Psychology of Peace Promotion. 2019. P. 267–285.
4. Гричанов И.Я., Овсянникова Е.И. Феромоны для фитосанитарного мониторинга вредных чешуекрылых насекомых. СПб.: ВИЗР, 2005. 244 с.
5. Ekinci K., Demircan V., Atasay A. et al. Energy, Economic and Environmental Analysis of Organic and Conventional Apple Production in Turkey // 2020. № 962 P. 1–12. DOI: 10.1007/ s10341-019-00462-0.
6. Исмаилов В.Я., Агасьева И.С. Практическое использование синтетических феромонов основных вредителей яблони // Агро XXI. 2003. № 1. С. 72–73.
7. Рябчинская Т.А., Саранцева Н.А., Харченко Г.Л. и др. Комплексные феромонные композиции // Защита и карантин растений. 2013. № 4. С. 26–30.
8. Van der Meer M., Kay S., Lüscher G. et al. What evidence exists on the impact of agricultural practices in fruit orchards on biodiversity, A systematic map // Environ Evid. 2020; № 9. P. 2. DOI:https://doi.org/10.1186/s13750-020-0185-z.
9. Marlin E Rice, Yunfan Zou, Jocelyn G Millar, Lawrence M Hanks, Complex Blends of Synthetic Pheromones are Effective Multi-Species Attractants for Longhorned Beetles (Coleop¬tera: Cerambycidae) // Journal of Economic Entomology. 2020. № 113 (5). P. 2269–2275. DOI:https://doi.org/10.1093/jee/toaa157.
10. Shawn A. Steffan, Elissa M. Chasen, Annie E. Deutsch, Agenor Mafra-Neto, Multi-Species Mating Disruption in Cranberries (Ericales: Ericaceae): Early Evidence Using a Flowable Emulsion, Journal of Insect Science. 2017. № 17. P. 2–54. DOI:https://doi.org/10.1093/jisesa/iex025.
11. Larsen N.A., Nuessly G.S., Cherry R.H. Efficacy of pyrethroid and neonicotinoid insecticides for Melanotus communis (Gyll.) (Coleop¬tera: Elateridae) control in Florida sugarcane (Saccharum spp.) // J. Appl. Entomol. 2016. V. 140. P. 517–526. DOI:https://doi.org/10.1111/jen.12285.
12. Baroffio C.A., Sigsgaard, L., Ahrenfeldt, E.J., Borg-Karlson, A.-K., Bruun, S.A., Cross J.V., Wibe A. Combining plant volatiles and pheromones to catch two insect pests in the same trap: Examples from two berry crops // Crop Protection. 2018. № 109. P. 1–8. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cropro.2018.02.025.
13. Hoshi, Hirotsuna, Masanori Takabe and Kiyoshi Nakamuta. Mating disruption of a carpenter moth, Cossus insularis (Lepidoptera: Cossi¬dae) in apple orchards with synthetic sex pheromone, and registration of the pheromone as an agrochemical // Journal of chemical ecology. 2016. № 42 (7). P. 606–611.
14. Knight A.L., Barros-Parada W., Bosch D. et al. Similar worldwide patterns in the sex pheromone signal and response in the oriental fruit moth, Grapholita molesta (Lepidoptera: Tortri¬cidae) // Bull Entomol Res. 2015. № 105(1). P. 23–31. DOI:https://doi.org/10.1017/S0007485314000637.
