НПО "КОС-МАИС"
НПО "КОС-МАИС"
 
Поделиться

О западном кукурузном корневом жуке Diabrotica virgifera virgifera LeConte

Академик Г.С. Галеев в поле беседует со специалистами из Югославии, Румынии, Украины - участниками совещания Международной рабочей группы по кукурузному мотыльку IWGO; на заднем плане (за левым плечом акадимика) стоит автор этой статьи, бывший в то время аспирантом первого года обучения
Рисунок 1. Седьмая Конференция IWGO – International Working Group on Ostrinia and other Maize Pests (Международной рабочей группы по кукурузному мотыльку и другим вредителям кукурузы), пос. Ботаника Краснодарского края (1975 г.). Участники конференции осматривают посевы кукурузы и беседуют с акад. Г.С. Галеевым, второй слева — д-р Франя Бача (Franja Bača) – через 17 лет он первым обнаружит проникшего в Европу жука-диабротику.
Листоеды рода Diabrotica Chevrolet широко распространены в Центральной и Южной Америке. В роде насчитывается примерно 338 видов (Wilcox, 1972), которых подразделяют на три группы: fucata, virgifera и signifera (Smith, Lawrence, 1967). Лишь 10 видов рода имеют экономическое значение (Krysan, Miller, 1986). В Северную Америку проникло 6 видов, из которых 3 вредят кукурузе (McDonald, 1989) и, соответственно, именуются corn rootworms („кукурузными корневыми червями”). Наибольшей вредоносностью отличаются западный кукурузный корневой жук (western corn rootworm) D. virgifera virgifera и северный кукурузный корневой жук (northern corn rootworm) D. barberi — ключевые вредители кукурузы кукурузного пояса США, которые наряду с хлопковой совкой и кукурузным (стеблевым) мотыльком образуют группу наиболее опасных вредных объектов на этой культуре. Из 32 млн. га посевных площадей США под кукурузой примерно 12 млн. заселены листоедами р. Diabrotica и эта цифра неуклонно растет. Согласно расчетам Департамента сельского хозяйства США (USDA) ущерб на кукурузе от листоедов р. Diabrotica (потери урожая и затраты на защитные мероприятия в сумме) ежегодно составляет порядка 1 млрд. долларов (Krysan, Miller, 1986). В Европу проник лишь один представитель рода DiabroticaD. virgifera virgifera. Каким образом он сюда попал — до сих пор остается неясным. Вредителя обнаружил в 1992 г. на кукурузном поле площадью 60 га близ аэропорта г. Белграда — столицы бывшей Югославии — известный сербский энтомолог Франя Бача (рис. 1, 2) из Института кукурузы Земун-Поле (Bača, 1994). Вероятнее всего западный кукурузный корневой жук был завезен авиатранспортом. По времени это событие совпало с началом развала СФРЮ (Социалистической Федеративной Республики Югославии), вылившегося в череду вооруженных конфликтов и войн на Балканах в 1991-2001 гг.
Д-р Ф. Бача проводит почвенные раскопки на поле кукурузы
Рисунок 2. Д-р Франя Бача (F. Bača) проводит почвенные раскопки на поле кукурузы в Сербии, изучая особенности развития жука-диабротики в новых для вредителя условиях Европы.

Задавить очаг проникновения вредителя в страну так и не удалось и уже в 1994 г. в Сербии наблюдалось массовое размножение западного кукурузного корневого жука: были уничтожены посевы кукурузы на площади более 100 тыс. га. К 1997 г. западный кукурузный корневой жук широко расселился по Сербии, проник в Боснию и Герцеговину, Венгрию, Румынию, Хорватию, оккупировав территорию примерно 400 тыс. га. В 1998 г. вредитель был обнаружен в Болгарии и Италии, в 2000 г. — в Словакии и Швейцарии, в 2001 г. — на территории Украины, в 2002 г. — в Австрии, Чехии и во Франции, в 2003 г. — Великобритании, Нидерландах, Бельгии и Словении, в 2005 г. — в Польше, и в 2007 г. — в Германии. О динамике расселения листоеда за последние годы можно судить по прилагаемым картам (рис. 3-5). Вредитель приближается к границам Российской Федерации все ближе и ближе: в 2006 г. насекомых обнаружили в Львовской, Волынской, Ивано-Франковской и Тернопольской областях Украины. 20 августа 2009 г. западный кукурузный жук был впервые зарегистрирован на территории Беларуси: его обнаружили в ходе фитосанитарного мониторинга на поле кукурузы площадью 45 га в ОАО «Комаровка» у трассы Брест — Томашовка, в 500 м от пограничного перехода с Польшей «Томашовка» (Трепашко и др., 2010). В августе 2011 г. имаго вредителя были отмечены в в районе автомобильного пропускного пункта на госгранице с Украиной «Матвеево-Курган» (Ростовская обл.). Таким образом, D. virgifera virgifera достигла рубежей России и теперь ее распространение на наших полях кукурузы — вопрос весьма недалекого будущего.

Расселение в новые территории происходит как в результате активного, так и пассивного (с ветром) перелета имаго, но обычно жуки активно расселяются на расстояния до нескольких десятков километров. На дальние же расстояния насекомые чаще разносятся автомобильным, железнодорожным транспортом или с помощью иных видов транспортных средств с различными грузами. Источником распространения листоеда может быть почва, содержащая яйца, личинок или куколок, а также наземные части растений кукурузы, содержащие имаго. Наиболее опасное время заноса имаго — период цветения кукурузы, когда насекомые сосредоточиваются на ее посевах. Вероятность заноса жука диабротики с зерном или семенами с октября по апрель практически исключена. Поскольку непреодолимых естественных географических барьеров в Европе нет, то угроза заноса этого вредителя в Россию с территорий соседних стран очень высока. Зоной потенциального вреда в нашей стране могут стать все районы возделывания кукурузы на зерно, в первую очередь Северный Кавказ и ЦЧР.

Карта распространения западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera в Европе в 2005 г.
Карта распространения западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera в Европе в 2007 г.
Карта распространения западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera в Европе в 2009 г.
Источник: http://www.entm.purdue.edu/wcr/
Взрослые особи западного кукурузного корневого жука диабротики имеют характерный облик, так что спутать их с другими видами трудно. Тело у жуков бледно-желтое. У самок на надкрыльях три продольных темно-синих, почти черных полоски (центральная проходит вдоль шва), а у самца полоски сливаются, но края надкрылий и их вершина остается светлой (рис. 6). Длина тела у имаго составляет 4-7 мм. Усики по длине равны телу, либо немного короче (у самцов длиннее, чем у самок), первый членик зеленовато-желтый, остальные темные. Тазики и бедра желтые, голени и лапки буроватые. Брюшко снизу желтоватое или зеленоватое. Яйца овальные, длиной около 0.5 мм, беловато-желтоватые. Личинка беловатая или слегка желтоватая, с коричневой головой, грудные ноги хорошо развиты, длина зрелой личинки 3 возраста в среднем 15 мм (10-18 мм), шириной до 1.5-2 мм. Куколка белая, открытая.
Самка западного кукурузного корневого жука Diabrotica virgifera virgiferaСамец западного кукурузного корневого жука Diabrotica virgiferaРисунок 6. Самка (слева) и самец (справа) западного кукурузного корневого жука Diabrotica virgifera virgifera.

Источник: www.mkk.szie.hu
Cхема жизненного цикла западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera
Рисунок 7. Схема жизненного цикла западного кукурузного корневого жука Diabrotica virgifera virgifera на кукурузе. 1 – яйцо, 2 – личинка, 3 – предкуколка, 4 – куколка, 5 – имаго (самец и самка). (цит по: M. Boriani, A. Minnici, 2005. Diabrotica virgifera virgifera LeConte. - RegioneLombardia, Agricoltura).
Развивается западный кукурузный корневой жук диабротика повсеместно по моновольтинному циклу (т.е. дает одну генерацию в году) (рис. 7). Откладка яиц осуществляется в почву на глубину до 35 см, максимальная плотность яиц обнаруживается в 15-см слое в конце лета (август-сентябрь) (Bača et al., 1995). Как правило, яйца откладываются на посевы кукурузы, в меньшей степени на соседние поля, занятые другими культурами, такими как соя или колосовые злаки (Kiss et al., 2001). Максимально на посевах кукурузы насчитывали до 10 и более млн яиц вредителя в пересчете на 1 гекатар (Stavisky, Davis, 1997). Зимующие яйца выдерживают -10°С. В мае, при прогреве почвы до 11°С, отрождаются личинки (рис. 8), которые сразу приступают к питанию (рис. 9). Период их развития обычно длится 3-4 недели, при температуре +16°С развитие завершается за 71 день, при 22°С — за 38 дней. Личинки в почве обнаруживаются вплоть до начала августа, пик их численности обычно наблюдается в мае-июне. Молодые личинки питаются тонкими корнями, позже они начинают вбуравливаться в крупные корни, проделывая в них ходы, и даже могут проникнуть в стебель. Личинки развиваются в 3 возрастах, и в максимальном количестве встречаются на глубине 15 см. Окукливание происходит в куколочных колыбельках, чаще вблизи от поверхности почвы, хотя куколки могут обнаруживаться и на глубине до 20 см. Развитие куколки завершается за 2-3 дня. Начинают появляться взрослые жуки уже в июне и встречаются до конца октября при максимуме численности со второй половины июля по август включительно. Выход их растянут, пик совпадает с цветением кукурузы. Через 10-14 дней жуки начинают откладывать яйца, основная их масса размещается около основания стеблей кукурузы (не далее 10 см) в почву, иногда до 20 см в глубину. Плодовитость достигает 1000 яиц. Жуки живут до 3 месяцев, но репродуктивный
Вот так выглядят личинки западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera
Рисунок 8. Вот так выглядят личинки западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera (фото проф. C.R. Edwards, Purdue University (USA) http://www.eppo.org/).
период короче, всего 10-15 дней. Имаго чаще всего можно видеть на листьях, метелках и пестичных нитях кукурузы (рис. 10) (Bača et al., 1995).

Взрослые жуки питаются пестичными нитями початка и могут таким образом нарушать опыление и влиять на урожайность; кроме того, как жуки, так и личинки являются переносчиками возбудителей ряда грибных, бактериальных и вирусных заболеваний кукурузы. Тем не менее, основной урон урожаю кукурузы наносит питание личинок корнями. Поврежденные растения не способны активно усваивать воду и питательные вещества из почвы, замедляется рост и развитие, растения полегают (рис. 11, 12), а при сильном повреждении корней растение без особых усилий выдергивается из почвы. Полегание сопровождается формированием дополнительных воздушных корней. Согласно H.С. Chiang (1973), наличие 29 личинок на корнях растения достаточно для полной его гибели. Симптомы питания личинок западного кукурузного корневого жука диабротики при малой его численности на кукурузе практически незаметны. Даже при высокой численности вредителя на ранних стадиях заселения разрушение корневой системы разглядеть весьма сложно.

Личинки западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera, питающиеся корнями кукурузы
Рисунок 9. Питающиеся на корнях кукурузы личинки западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera. (фото Jim Kalisch цит. по M. Boriani, A. Minnici, 2005. Diabrotica virgifera virgifera LeConte. - RegioneLombardia, Agricoltura).
Основным методом обнаружения вредителя служит учет взрослых жуков путем визуального осмотра растений с момента их зацветания или же с помощью ловушек. Если используются стандартные феромонные клеевые ловушки (рис. 13), то порог вредоносности западного корневого жука достигается в случае, когда на 1 ловушку за сутки отлавливается 6 и более имаго вредителя.

Основные меры борьбы с западным кукурузным корневым жуком диабротикой направлены на уничтожение личинок (неукоснительное соблюдение севооборота и применение инсектицидов). При многопольном севообороте, если за кукурузой следует другая культура, личинки погибают от голода и в почве остается очень немного особей, способных нанести урон посевам кукурузы. Хотя и отмечено, что личинки могут проходить весь цикл размножения, питаясь некоторыми сорными травами, они не вредям другим культурам, кроме кукурузы.

Имаго западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera на молодых пестичных нитях початка кукурузы
Рисунок 10. Имаго западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera питается пестичными нитями початка кукурузы (фото Mauro Agosti цит. по M. Boriani, A. Minnici, 2005. Diabrotica virgifera virgifera LeConte. - RegioneLombardia, Agricoltura).
Полегание взрослых растений кукурузы, поврежденных личинками западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera
Рисунок 11. Полегшие в период налива растения кукурузы, поврежденные западным кукурузным корневым жуком диабротикой (фото Andrea Agnés, цит. по M. Boriani, A. Minnici, 2005. Diabrotica virgifera virgifera LeConte. - RegioneLombardia, Agricoltura).

Изображения западного кукурузного корневого жука диабротики крупным планом — имаго (вверху) и личинки (внизу):
Имаго западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera на пестичных нитях початка кукурузыРисунок 12. Имаго западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera на пестичных нитях початка кукурузы (http://fr.academic.ru/).
Личинки западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera в почвеРисунок 13. Личинки западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera в почве (фото проф. C.R. Edwards, Purdue University, USA) (http://fr.academic.ru/).

Хотя на сегодняшний день против диабротики чаще всего применяют агротехнические и химические мероприятия, интерес к созданию устойчивых форм растений также не ослабевает. К сожалению, высокоэффективных природных источников антибиотической устойчивости кукурузы к листоедам р. Diabrotica пока не обнаружено, однако разные генотипы значительно различаются уровнем повреждаемости корней, что имеет немалое хозяйственное значение. Применение методов генной инженерии позволило создать ряд высокоустойчивых генно-модифицированных форм растений.

Поле полегшей от повреждения личинками западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera кукурузы перед уборкойФеромонная ловушка, используемая для мониторинга численности западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera на кукурузе
Рисунок 14 (слева). Типичный вид поврежденных личинками западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera растений кукурузы (фото Bariselli Servizio Fitosanitario Regionale).

Рисунок 15 (справа). Феромонная ловушка, предназначенная для мониторинга западного кукурузного корневого жука (фото Regione Autonoma Friuli Venezia Giulia).

В настоящее время в селекции природной устойчивости кукурузы к диабротике используют разные критерии: степень поврежденности корней, усилия, которые приходится прикладывать для выдергивания растения из почвы, объем корней, размер корней, развитие вторичной корневой системы, выживаемость личинок, урожай растений (Tollefson, 2007). Такие работы ведутся как в США, так и западной Европе (Ivezić et al., 2009). Чаще всего для отбора менее повреждаемых диабротикой генотипов применяют шкалы поврежденности корней; первые шести- (Hills, Peters, 1971) и девяти-балльная (Musick, Suttle, 1972) шкалы были предложены еще в 70-е годы прошлого века:
6-балльная шкала (Hills, Peters, 1971) 9-балльная шкала (Musick, Suttle, 1972)
  1. Повреждения корней отсутствуют или отмечается небольшое число рубцов от питания личинок.
  2. Рубцы от питания личинок хорошо заметны, но в пределах полуторадюймовой зоны (3.8 см) от стебля уничтоженных личинками корней не обнаруживается.
  3. Отдельные корни в полуторадюймовой зоне (3.8 см) от стебля уничтожены личинками, однако их количество не эквивалентно (т.е. явно меньше) числу корней целого узла.
  4. Один корневой узел полностью уничтожен.
  5. Два корневых узла полностью уничтожены.
  6. Три или более корневых узла полностью уничтожены личинками.
  1. Повреждения корней отсутствуют.
  2. Незначительные следы повреждений (рубцы) обнаруживаются, но корни не подрезаны.
  3. Повреждения от питания личинок (рубцы) сопровождаются единичными подрезанными корнями (1-2 подрезанных корня на всю учетную массу корней).
  4. Повреждения от питания личинок (рубцы) сопровождаются небольшим количеством подрезанных корней (>10% таковых в 3-дюймовой (7.6 см) (или меньшей по размеру) корневой массе).
  5. Повреждения от питания личинок (рубцы) сопровождаются умеренным количеством подрезанных корней (10-50% таковых в 3-дюймовой (7.6 см) (или меньшей по размеру) корневой массе).
  6. Повреждения от питания личинок (рубцы) сопровождаются большим количеством подрезанных корней (>50% таковых в 3-дюймовой (7.6 см) (или меньшей по размеру) корневой массе).
  7. Один корневой узел полностью уничтожен (обрубки корней длиной менее дюйма (2.54 см)).
  8. Два корневых узла полностью уничтожены.
  9. Три или более корневых узла полностью уничтожены.

Недостаток указанных выше шкал состоит в том, что оцениваемое ими нарастание поврежденности не пропорционально росту ущерба, нанесенного корневой системе. Этого недостатка лишена шкала, предложенная Oleson et al. (2005):
Балл поврежденностиПовреждение корневой системы вредителем
0Повреждения корней отсутствуют.
1Один корневой узел или количество корней, эквивалентное таковому на целом узле, уничтожено, т.е. обрезано приблизительно на расстоянии не более полутора дюймов (3.8 см) от стебля или до уровня почвы (если корни воздушные, т.е. начинаются от надземных узлов).
2 Два корневых узла полностью уничтожены.
3Три или более корневых узла полностью уничтожены (наивысшая оценка поврежденности).
Промежуточные оценки поврежденности записываются в виде процентов уничтоженных вредителем узлов; то есть оценка 1.50 балла характеризует растение с 1.5 узлами, имеющими обрезанные корни.

Литература

Трепашко Л. И., Голунов И. А., Надточаева С. В. Западный кукурузный жук обнаружен в Беларуси // Защита и карантин растений. 2010. 2: 42.

Личинка западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera на корнях кукурузного растения.
Рисунок 16. Личинка западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera на корнях кукурузного растения. Фото R. L. Croissant (USA) http://www.forestryimages.org/.

Bača F. New member of the harmful entomofauna of Yugoslavia Diabrotica virgifera virgifera LeConte (Coleoptera: Chrysomelidae) // Zaštita Bilja. 1994. 45: 125–131.

Bača F., Camprag D., Keresi T., Krnjajić S., Manojlović B., Sekulić R., Sivcev I. Western corn rootworm, Diabrotica virgifera virgifera LeConte // In: Camprag D. (ed). Kukuruzna Zlatica. Drustvo za zastitu bilja Srbije. Beograd, Yugoslavia; Backa Palanka: Design Studio Stanisic, 1995. p. 98–112.

Chiang H. C. Bionomics of the northern and western corn rootworm // Annu. Rev. Entomol. 1973. 18: 47-72.

Hills T. M., Peters D. C. A method of evaluating postplanting insecticide treatments for control of western corn rootworm larvae // J. Econ. Entomol. 1971. 64 (3): 764–765.

Kiss J., Edwards C. R., Berger H. K., Cate P., Cean M., Cheek S., Derron J., Festic H., Furlan L., Barcic J. I., Ivanova I., Lammers W., Omelyuta V., Princzinger G., Reynaud P., Sivcev I., Sivicek P., Urek G., Vahala O. Monitoring of western corn rootworm (Diabrotica virgifera virgifera LeConte) in Europe, 1992–2003 // In: S. Vidal, U. Kuhlmann, C. R. Edwards (eds.). Western corn rootworm: ecology and management. Wallingford, UK: CABI Publishing, 2005. p. 29-39.

Корневая система кукурузы, поврежденная личинками западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera (слева). Справа повреждения практически отсутствуют.
Рисунок 17. Корневая система кукурузы, поврежденная личинками западного кукурузного корневого жука диабротики Diabrotica virgifera virgifera (слева). Справа: повреждения корней практически отсутствуют. (фото проф. C.R. Edwards, Purdue University (USA) http://www.forestryimages.org/).

Krysan J. L., Miller T. A. (ed.). Methods for the study of pest Diabrotica. New York: Springer-Verlag, 1986. 260 p.

McDonald I. C. Systematics of Diabrotica pests of corn // Acta Phytopathol. Entomol. Hung. 1989. 24: 157-160.

Musick G. J., Suttle P. J. Ohio northern corn rootworm research. Part I: Chemical control // In: Annual Report. Ohio Agric. Res. and Develo. Center Wooster, OH, USA. 1972.

Oleson J. D., Park Y. L., Nowatzki T. M., Tollefson J. J. Node-injury scale to evaluate root injury by corn rootworms (Coleoptera: Chrysomelidae) // J. Econ. Entomol. 2005. 98 (1): 1-8.

Smith R. F., Lawrence J. F. Clarification of the status of the type specimens of Diabroticites (Coleoptera, Chrysomelidae, Galerucinae) // Univ. California Public. Entomol. 1967. 45: 1?174.

Stavisky J., Davis P. M. The effects of corn maturity class on western corn rootworm (Coleoptera: Chrysomelidae) phenology // J. Kans. Entomol. Soc. 1997. 40: 261-271.

Tollefson J. J. Evaluating maize for resistance to Diabrotica virgifera virgifera LeConte (Coleoptera: Chrysomelidae) // Maydica. 2007. 52 (3): 311–318.

Wilcox, J. A. Coleopterorum catalogus supplementa. (Chrysomelidae: Galerucinae: Luperini: Diabroticina) // In: Pars 78. Fasc. 2., 2nd ed., Dr. W. Junk, Gravenhage, Netherlands. 1972. p. 296-343.

Полезные ссылки в Интернете

На русском языке информацию по этому новому для нас вредителю стоит искать среди материалов, опубликованных компетентными специалистами в области энтомологии, защиты и карантина растений, растениеводства. Помимо нашего сайта, необходимо упомянуть о публикациях на таких порталах, как "Жуки и колеоптерологи" Зоологического института РАН (проект А.Л. Лобанова и его коллег из ЗИНа) и "Чужеродные виды на территории России" ИПЭЭ РАН.

Что касается англоязычных ресурсов, то в первую очередь необходимо указать на американские университетские сайты:

The Corn Rootworm Home Page
www.ent.iastate.edu/pest/rootworm/ – проект университета штата Айова;

Purdue University – Distribution maps of D. virgifera in North America and Europe
http://www.entm.purdue.edu/wcr – проект университета Пёрдью, штат Индиана (руководитель проекта проф. C.R. Edwards);

Из европейских ресурсов особенно ценны:

European and Mediterranean Plant Protection Organization – Diabrotica virgiferahttp://www.eppo.org/QUARANTINE/Diabrotica_virgifera/diabrotica_virgifera.htm – здесь на сайте ЕОЗР публикуется свежая информация относительно распространения вредителя в Европе и мер борьбы с ним;

IWGO – International Working Group on Ostrinia and other Maize Pests
http://www.iwgo.org/ – одна из старейших Рабочих групп Международной Организации по биологической борьбе, организованная в г. Москве в 1968 году. На старом сайте IWGO, созданном в 2001 г., все еще хранится немало полезной информации.

НПО "КОС-МАИС"

А.Н. Фролов,
доктор биол. наук,
профессор

 
 
ГлавнаяПродукцияПубликацииПартнерыКонтактыКарта сайта
GoStats.com
Refer.ru
НПО "КОС-МАИС" © 2005-2018
Оформление и поддержка - А.Н.Фролов
Последнее обновление: 20 июня 2012 г.
Rambler's Top100