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

Мониторинг кукурузного мотылька: поиск эффективных технологических решений

Фитосанитарный мониторинг — важнейшая составляющая интегрированных систем защиты растений. Хотя современные средства отлова насекомых чрезвычайно разнообразны, в настоящее время наиболее популярны ловушки с синтетическими аналогами половых феромонов, неоспоримыми достоинствами которых являются дешевизна, мобильность, легкость установки и избирательность привлекающего действия.

Для учётов численности одного из наиболее опасных вредителей кукурузы — стеблевого кукурузного мотылька Ostrinia nubilalis Hbn. во всем мире широко используют ловушки с синтетическими половыми феромонами, однако многие агрономы жалуются на их качество.

В чем же причина?

Рис. 1. Бисексуальная приманка для мониторинга кукурузного мотылька, помещенная в оригинальную коническую ловушке Csalomon® Varl производства Института защиты растений Венгрии, Будапешт
А дело оказывается отнюдь не в низком качестве производства феромонов или диспензеров, а в том, что поведение этого вредителя изменчиво в зависимости от условий, в первую очередь от распространенности его кормового ресурса. Редко кто-то задумывается о том, что главный недостаток с точки зрения прогнозиста ловушек, снабженных половым феромоном чешуекрылого, заключается в том, что они отлавливают исключительно самцов. А ведь вредящие растениям гусеницы появляются из яиц, которые откладывают самки. И к ожидаемой численности яиц на посеве плотность самцов имеет весьма опосредованное отношение. Если бы распределения самцов и самок в пространстве полностью совпадали, то всё было бы замечательно — по численности выловленных в точках размещения ловушек самцов можно было бы однозначно оценивать численность самок и, соответственно, прогнозировать плотность отложенных ими яиц.

Однако с пространственным распределением полов у данного вредителя ситуация оказалась не столь однозначной, как это представлялось еще несколько лет назад.

Действительно, до самого последнего времени полагали, что популяциям кукурузного мотылька свойственна такая тактика репродуктивного поведения, при которой как самки, так и самцы из мест зимовки (т.е. с полей, где выращивали кукурузу в прошлом году) сначала перелетают на посевы кукурузы текущего года, где концентрируются для спаривания, а затем уже оплодотворенные самки летят откладывать на растения яйца. Известно, что такое поведение свойственно насекомым, обитающим как на юге России (Краснодарский и Ставропольский края, Ростовская область) (Фролов, Тришкин, 1992; Фролов и др., 1996), так и на территории кукурузного пояса США (Showers et al., 1976; Sappington, Showers, 1983; Sappington, 2005; Reardon et al., 2006). Пространственное распределение самцов при такой тактике репродуктивного поведения полностью перекрывает таковое самок. На практике это означает, что феромонные ловушки смогут эффективно прогнозировать численность вредителя на посевах кукурузы текущего года независимо от их удаленности от мест зимовки насекомых.

Примерно до 70-80-х годах прошлого века кукуруза на территории б. СССР не повреждалась кукурузным стеблевым мотыльком севернее линии, проходящей через Житомир — Белгород — Саратов. Однако, в связи с потеплением климата и успехами в селекции на раннеспелость посевы кукурузы на зерно продвинулись на многие сотни километров к северу. В результате зона вредоносности кукурузного мотылька стала расширяться в северном направлении. Так, с 2010 г. кукурузный мотылек превратился в опасного вредителя кукурузы Беларуси, на Украине и в России также зафиксировано активное нарастание вредной деятельности кукурузного мотылька на посевах кукурузы там, где раньше он не обнаруживал вредной деятельности, например, на севере Воронежской обл.

Однако, обитающие в этих северных очагах вредоносности популяции вредителя проявляют иную, чем на юге, тактику репродуктивного поведения. Лётная активность самок здесь превышает таковую самцов, в результате чего самки обитают в гораздо более широком пространстве, нежели самцы. Иными словами, бабочки предпочитают спариваться уже в местах зимовки, откуда на поиск посева кукурузы текущего года для откладки яиц летят уже оплодотворенные самки. В таких условиях феромонные ловушки, отлавливающие исключительно самцов, оказываются неэффективными для корректной оценки численности вредителя на посевах кукурузы, размещенных на удалении более одного километра от полей, занятых под кукурузу на зерно в прошлом году: при пустых феромонных ловушках заселенность растений вполне может оказаться весьма высокой!

Впрочем, следует отметить, что и на юге России мониторинг с использованием половых феромонов столкнулся в последние годы с серьезными проблемами. Известно, что кукурузный мотылек сегрегирован на расы, которые различаются по составу половоro феромона — самки Z-pacы выделяют феромон состава 97% Z- и 3% Е- (Klun, Robinson, 1971), E-pacы — 3% Z- и 97% Е- (Kochansky еt аl., 1975), а самки гибридного происхождения — 35% Z и 65% E изомеров 11-тетрадеценил ацетата (11-14:OAc) (Klun, Maini, 1979). Хотя до недавнего времени в большинстве регионов, где выращивают кукурузу, численно преобладали особи Z-расы, в настоящее время ситуация меняется. На юге России сейчас встречаются особи как обеих рас, так и межрасовых гибридов. Данное обстоятельство вынуждает использовать для эффективного мониторинга полные комплекты ловушек, снабженные всеми тремя комбинациями феромонов, аттрактивными в отношении генотипов вредителя Z, E и ZE, что осложняет принятие решения о проведении защитных мероприятий. Причины, вызвавшие такие глобальные изменения распространения рас насекомого, неизвестны, возможно срабатывает эффект потепления климата. В северных областях вредоносности кукурузного мотылька на кукурузе (напр., Полтавская область Украины, Белгородская и Воронежская области, Беларусь) пока численно преобладают популяции вредителя с феромоном Z-pacы и если бы не своеобразное поведение бабочек, то для мониторинга вполне подошли бы ловушки, снабженные одним только Z-вариантом полового феромона.

Сказанное иллюстрирует мысль о том, что задача обеспечения эффективного мониторинга кукурузного стеблевого мотылька на посевах кукурузы по сути сводится к разработке такой технологии, при которой ловушки активно привлекали бы самок вредителя, а не только самцов.

В настоящее время предложено два решения этой проблемы.

Во-первых, идентифицировано немало соединений растительного происхождения, аттрактивных для имаго кукурузного мотылька, включая яйцекладущих самок, среди которых наиболее известен фенилацетальдегид (Molnár et al., 2015). Недавно венгерскими коллегами было обнаружено, что добавление к фенилацетальдегиду также выделенного из кукурузы летучего семиохемика 4-метокси-2-фенэтилового спирта повышает уловистость ловушек для вредителя в 3-5 раз (Toth et al., 2016). На рисунке 1 даны изображения первой страницы опубликованной в 2016 году статьи доктора Miklos Toth с коллегами, оригинальной ловушки Csalomon® Varl производства Института защиты растений Венгрии (Будапешт), снабженной комбинацией указанных семиохемиков (по 100 мкг каждого на 1 диспензер), выпускаемой под коммерческим названием "бисексуальная приманка" (bisex lure). Проведенные в пяти странах Европы испытания "бисексуальной приманки" в ловушках Csalomon® Varl показали результаты, намного лучшие, чем дают стандартные феромонные ловушки (Toth et al., 2017). Выполненные в 2019 г. пилотные испытания клеевых ловушек Дельта с "бисексуальной приманкой" в Краснодарском крае и Воронежской обл. также свидетельствуют о более высокой эффективности этих семиохемиков для мониторинга кукурузного мотылька в сравнении с половыми феромонами (Фролов и др., 2020).

С другой стороны в качестве средства мониторинга вредных насекомых издавна используют световые ловушки. Как и семиохемики, свет, в отличие от полового феромона, привлекает особей обоих полов (Nowinszky, Puskás, 2015). До недавнего времени широкому применению световых ловушек препятствовали их громоздкость и высокий расход энергии, однако благодаря появлению светодиодной и микроконтроллерной техники указанные недостатки оказались преодоленными.

К настоящему времени разработано немало разного рода конструкций светодиодных ловушек, но все они имеют те или иные недостатки. Недавно в ВИЗР была разработана и запатентована (рис. 2) недорогая модель клеевой пластиковой ловушки типа Дельта, которая снабжена съемной кассетой с двумя светодиодами, испускающими свет длиной волны 365-370 нМ. Чтобы настроить ловушку для работы, достаточно произвести ряд несложных манипуляций согласно видеоинструкции, доступной по ссылке.
Рис. 2. Светодиодная клеевая ловушка конструкции ВИЗР для мониторинга чешуекрылых


Испытания разных типов ловушек мы проводим уже несколько лет. В качестве характерного примера сошлемся на результаты испытаний ловушек, проведенных в 2020 г. в двух пунктах Краснодарского края: (1) в окр. пос. Ботаника Гулькевичского р-на (Кубанская опытная станция ВИР) и (2) в окр. ст. Курчанская Темрюкского р-на (предприятие «Куртаков»). В каждом из пунктов были выбраны два поля, занятых кукурузой: в окр. пос. Ботаника участки площадью 13 и 10 га (оба гибрид Командос KWS), а в окр. ст. Курчанская — участки площадью 27 и 16 га (оба гибрид Ладожский АМВ). Для испытаний использовали клеевые ловушки Дельта — стандартные картонные изделия производства АО «Щелково Агрохим» (г. Москва) и пластиковые, изготовленные в ВИЗР (г. С.-Петербург, Пушкин). В картонные ловушки помещали по одной из указанных ниже приманок: 1) резиновый диспенсер с синтетическим половым феромоном (по 100 мкг/диспенсер), привлекающий самцов кукурузного мотылька расы Z (феромон состава 3:97 E/Z 11-14:OAc), E (99:1 E/Z 11-14:OAc) или ZE (65:35 E/Z 11-14:OAc) (всё производства АО «Щелково Агрохим»; 2) резиновый диспенсер с синтетическим половым феромоном (по 100 мкг/диспенсер), активный в отношении самцов Z расы насекомого (производство ООО «Феромон» (г. Москва); 3) "бисексуальную приманку" в полиэтиленовом диспенсере (производство Института защиты растений, Будапешт, Венгрия). Пластиковые ловушки снабжали съемной кассетой с двумя светодиодами пиковой мощности 3 Вт каждый, испускающими свет длиной волны 365-370 нМ в противоположные друг от друга стороны вдоль корпуса ловушки. Источником питания служили 6 аккумуляторов 1.2 В, 2200 мА/час, а управляющим устройством — микроконтроллер Attiny 13A, который позволял автоматически перепрограммировать порог срабатывания ловушки по освещенности согласно ранее упомянутой видеоинструкции. Таким образом, всего в испытаниях участвовали ловушки с 6 вариантами приманок, которые размещали тремя рендомизированными блоками на каждом из учетных полей. Ловушки помещали в рядках на уровне размещения початка с ориентацией корпуса ловушки вдоль рядка и дистанции от края поля не менее 10 м. Расстояние между ловушками внутри блока составляло 8-10 м, а между блоками — не менее 30 м. Осмотр ловушек и подсчет отловленных имаго проводили каждые 3-4 дня, начиная с момента попадания в ловушку первой бабочки (до этого момента ловушки осматривали ежедневно). Отловленных в ловушки насекомых удаляли, вкладыш заменяли на свежий в случае его сильного загрязнения.
Рис. 3 Отловы имаго кукурузного мотылька клеевыми ловушками Дельта с разными приманками (Краснодарский край, 2020).
Расшифровка приманок:
1 – синтетический половой феромон, Z-раса, АО «Щелково Агрохим»
2 – то же, E-раса
3 – то же, ZE-раса
4 – синтетический половой феромон, Z-раса, ООО «Феромон»
5 – бисексуальная приманка, Институт защиты растений, Будапешт
6 – светодиодные излучатели, ВИЗР



Лёт имаго кукурузного мотылька отмечали в ловушках, установленных в окр. пос. Ботаника, с 11 июля по 27 августа, а в окр. ст. Курчанской — с 09 июля по 23 августа. Результаты учётов, представленные в обобщенном виде на рисунке 3, показали, что ловушки со светодиодами оказались наиболее эффективными — они отловили 75-96% имаго вредителя от общего количества пойманных насекомых. Второе место по отлову бабочек вредителя с большим отрывом заняли ловушки с семиохемиками.

Сходные результаты были получены в испытаниях, проведенных в окр. пос. ВНИСС Рамонского р-на Воронежской области.

В отличие от половых феромонов, как семиохемики, так и светодиоды привлекали немало самок, что делает их эффективным средством прогноза не только в условиях новых очагов вредоносности кукурузного мотылька на кукурузе, но и стародавних. Важно отметить, что подавляющее большинство пойманных в ловушки насекомых, как снабженные семиохемиками, так и светодиодными излучателями, представляют собой кукурузного мотылька, но такая ситуация гарантируется только при условии размещения ловушки внутри посева кукурузы. Если ловушки размещаются за пределами кукурузных полей, то отлавливаться может широкий круг насекомых, включая представителей полезной энтомофауны (рис. 4).
Коническая ловушка Csalomon® Varl с приманкой bisexual lure, предназначенной для учета численности имаго кукурузного мотылька, полна шмелей. Ловушки установлены вблизи посева гречихи (по предшественнику кукуруза на зерно) (Белгородская обл., с. Чураево, 2019 г.)


Таким образом, светодиодные ловушки обнаруживают максимальный выигрыш по уловистости имаго кукурузного мотылька в сравнении со всеми остальными испытанными приманками в клеевых ловушках, включая семиохемики. При этом, добавление полового феромона к последним не обеспечивает существенного синергического эффекта в отношении привлекательности. Несмотря на то, что ловушки со светодиодами отлавливают рекордные количества особей вредителя, ловушки с семиохемиками все же обладают преимуществами — они проще в обслуживании, т.к. не требуют периодической зарядки источника электропитания. Кроме того, их производство обходится дешевле, чем светодиодных ловушек, что, впрочем, отчасти компенсируется тем обстоятельством, что конструкция последних предусматривает возможность многолетнего использования.

Изложенный материал позволяет сделать следующие выводы:

1. Новые типы ловушек, как светодиодные, так и снабженные семиохемиками растительного происхождения, существенно расширяют арсенал доступных средств мониторинга вредителей в защите растений.
2. Применительно к кукурузному мотыльку светодиоды показывают максимальную уловистость в сравнении со всеми остальными испытанными приманками.
3. В отличие от половых феромонов светодиоды и семиохемики привлекают самок, чья прогностическая ценность существенно выше, чем таковая самцов.
4. Полученные данные дают основание полагать, что светодиодные ловушки способны точнее половых феромонов сигнализировать о начале яйцекладки кукурузного мотылька.
5. Важный аспект практического использования как светодиодных, так и снабженных семиохемиками растительного происхождения ловушек — размещать их следует в местообитаниях объекта мониторинга (т.е. в случае кукурузного мотылька на посеве кукурузы), что обеспечит доминирование целевого объекта в отловах.
6. Хотя производство и обслуживание светодиодных ловушек обходится дороже остальных, надо иметь в виду, что их конструкция предполагает многолетнее использование.

Ловушки со светодиодными излучателями обладают максимальным потенциалом оценки численности кукурузного мотылька

Разработкой ближайшего будущего станет создание светодиодной ловушки, снабженной солнечной батарей, что позволит автоматизировать процесс управления электропитанием ловушки.

Фролов А.Н.
проф., доктор. биол. наук

 
 
Главная Продукция Публикации Партнеры Контакты Карта сайта
GoStats.com
Refer.ru
НПО "КОС-МАИС" © 2005-2021
Оформление и поддержка - А.Н.Фролов
Последнее обновление: 03 апреля 2021 г.
Rambler's Top100