Использование феромонов в защите леса от вредителей
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 19.09.2024
Красноярские ученые занялись совершенствованием методов защиты леса от насекомых-вредителей. Такие исследования проводит коллектив научного центра сибирского отделения РАН, сообщают в краевом фонде науки.
Исследователи пытаются контролировать вредителей с помощью феромонов. По словам ученых, использование феромонных ловушек — это наиболее безопасный для окружающей среды метод контроля численности насекомых, который уже широко применяется в Красноярском крае. Сейчас коллектив совершенствует метод.
Принцип работы ловушки состоит в том, что на ее внутреннюю поверхность наносится специальный клей, пропитанный феромоном. Насекомые чувствуют запах на большом расстоянии, слетаются и прилипают. При этом для каждого вида вредителя подбирается определенный, специфичный, приманивающий именно его запах, поэтому ученые исследуют все характеристики молекул феромонов, которые регулируют поведение особи.
Исследование проводится с помощью квантово-химических методов. Ученые заявляют, что комбинация методов квантовой химии и системного анализа — это их оригинальный подход, который позволяет заменить дорогостоящие эксперименты компьютерным моделированием.
В ближайшие два года красноярские ученые продолжат работу, после, по их словам, результаты исследования будут использоваться для борьбы с насекомыми-вредителями на практике.
Половые феромоны появились в эволюции насекомых как эффективное средство пространственного объединения обоих полов для размножения. Поэтому подавление размножения вредных насекомых может быть достигнуто нарушением половой феромонной коммуникации.
Применение феромонов для борьбы с вредителями включает массовый отлов самцов и метод их дезориентации. Массовый отлов, называемый также самцовым вакуумом, основан на принципе интенсивного привлечения самцов в ловушки с аттрактантом. В результате изъятия самцов из популяции самки остаются неоплодотворенными. Массовый отлов, как правило, проводится с помощью большого числа ловушек, максимально охватывающих зону действия естественного феромона, продуцируемого самками природной популяции.
Использование этого приема борьбы с вредителями во многих странах пока не дает однозначных результатов.
Перспективным является использование феромонных ловушек в борьбе с короедом-типографом (Ips typographus), который активно привлекается синтетическим феромоном. В период интенсивного весеннего лета в одну ловушку попадает от двух до 20 тыс. жуков. В России в еловых лесах Прибалтики, где ежегодный отпад древостоя из-за сильных ветров составляет 2,3—3,6 %, четыре феромонных ловушки на 1 га практически приостанавливали последующее заселение растущих деревьев короедом-типографом: в каждую ловушку попадало 4,6—6,5 тыс. жуков.
В Норвегии и Швеции с 1979 г. начата широкая борьба с короедом-типографом, предусматривающая установку 600 тыс. феромонных ловушек в Норвегии и 350 тыс. в Швеции. Выполнение программы борьбы с типографом в Норвегии свидетельствует об уменьшении численности жуков: средний вылов на ловушку за сезон снизился с 4,8 тыс. экз. в 1979 г. до 1,3 тыс. в 1983 г.
Во многих странах предпринимались неоднократные попытки борьбы с яблонной плодожоркой, при этом использовали от 5 до 200 ловушек на I га, однако желаемого результата не было достигнуто. В Канаде эксперименты по массовому отлову самцов яблонной плодожорки показали, что ловушки снижали численность вредителя в садах, но поврежденность плодов оставалась выше коммерчески допустимого уровня. В аналогичных опытах в Швейцарии с 42, 44, 134 и 217 ловушками на 1 га также не была достигнута эффективная защита от яблонной плодожорки.
Реализация репродуктивного потенциала самок яблонной плодожорки сохраняется при уменьшении количества самцов в два раза. Существенное уменьшение количества оплодотворенных самок, снижение жизнеспособности яиц и численности потомства плодожорки наблюдается только при удалении более 90 % самцов.
Теоретические модели для борьбы с насекомыми путем их вылова феромонными ловушками свидетельствуют, что в случае создания дефицита самцов эффективность метода будет определяться поисковой способностью и фертильностью оставшихся в природе особей. У видов с высоким коэффициентом размножения и с многократным спариванием дефицит самцов скажется на снижении репродуктивности популяции в меньшей степени. Все модели показывают отсутствие положительного эффекта частичной элиминации самцов при их высокой численности.
В настоящее время интенсивно разрабатывается метод дезориентации самцов. Суть его заключается в насыщении участка высокими концентрациями феромона, отвлечение самцов с помощью многочисленных источников, выделяющих синтетический феромон в воздух.
Механизмы разрыва феромонной коммуникации включают прямое нейрофизиологическое влияние относительно высокого уровня концентрации феромона, вызывающего адаптацию рецепторов и снижение реактивности центральной нервной системы, дезориентацию самцов, вызванную большим числом фальшивых запаховых следов, которые отвлекают их от призывающих самок, неспособность самцов различать индивидуальный следовой запах в условиях высокого уровня фонового запаха.
Широкий спектр механизмов нарушения феромонной коммуникации насекомых обусловливает большую эффективность метода дезориентации в борьбе с вредными видами, чем отлов самцов. Этот метод менее трудоемок и более технологичен. В качестве источника феромона применяют микрокапсулированные препараты, ампулы, кольца, полые волокна, трехслойные пластинки, двухслойные ленты. Расход действующего вещества феромона составляет от 5 до 250 г на 1 га за сезон.
К настоящему времени накоплен значительный опыт по использованию метода дезориентации в борьбе с вредными видами. Наиболее широко он применяется в практике борьбы с хлопковой молью (Pectinophora gossypiella) во многих странах: США, Египте, Пакистане, Китае.
Установлена возможность подавления процессов спаривания и откладки яиц в полевых условиях с помощью феромонов у таких видов совок, как Spodoptera frugiperda, Spodoptera litoralis, Heliothis virescens Heliothis zea в США. На посевах сахарной кукурузы эффективность дезориентации не уступала химическим обработкам.
Широкие экспериментальные работы по использованию метода дезориентации в борьбе с вредителями плодовых насаждений — плодожорками восточной сливовой и яблонной — ведутся во многих странах. В Австрии в условиях крупномасштабного эксперимента, в Новом Южном Уэльсе в персиковых насаждениях на деревьях размещали по 3—4 диспенсера, что обеспечивало эмиссию феромона 5 мг/га в час. Этот прием в течение двух лет снизил численность восточной плодожорки в 10 раз. Полученные результаты показывают возможность использования феромонов как альтернативы химобработкам.
В персиковых садах США для дезориентации самцов восточной плодожорки применяли пластиковые слоистые испарители, которые подвешивали на деревья, а также желатиновые микрокапсулы, водной суспензией которых обрабатывали кроны деревьев с помощью ранцевого опрыскивателя. Расход феромона составлял от 0,5 до 20 г/га за 6—28 недель.
В персиковых садах Румынии при норме расхода феромона 200 мг/га в день эффект дезориентации составлял 89 %, а поврежденность плодов не превышала 2,1 %. Положительный эффект получен при использовании метода дезориентации в борьбе с яблонной плодожоркой в Румынии, Венгрии, Швейцарии, Франции, Италии, США.
В России оценивалась возможность борьбы с щелкуном посевным методом дезориентации. Авиарассеивание препаратов с синтетическим феромоном (25—50 г феромона на 1 га) на площади 140 га показало высокую эффективность дезориентации самцов этого вредителя (99,9 %). Численность его личинок, по данным почвенных раскопок, снизилась на 85—89 % в сравнении с контролем.
Рассев резиновой крошки, пропитанной феромоном (25 г феромона на 1 га), на площади 600 га в Харьковской области (Украина) обеспечил дезориентацию более 90 % самцов.
Неудовлетворительные результаты получены при использовании метода дезориентации в борьбе с яблонной стеклянницей. Капилляры с феромонами размещали в саду в количествах 340, 374 и 714 мг/га в час. Несмотря на то, что была нарушена нормальная ориентация 94 % бабочек, спаривание наблюдалось даже при высокой насыщенности и большой скорости испарения феромона.
Многочисленные исследования половых феромонов чешуекрылых выявили существование химических веществ, сходных по структуре с половыми аттрактантами, но подавляющими действие феромона. Эти вещества были названы ингибиторами спаривания, или антиферомонами. Так, у совок Diparopsis castanea и Spodoptera littoralis в основе феромонов найдены вещества (E-9-до-деценил ацетат и z-9-тетрадеценил ацетат соответственно), подавляющие привлечение самцов на аттрактивные компоненты феромона. У огневки Chilo suppressalis таким действием обладают z-9-тетрадеценил формат и z-11-гексаде-ценил формат, структурно близкие к альдегидам, компонентам феромона. Помещение 1 г соответствующего ингибитора в ловушку с аттрактантом вызывало у указанных видов уменьшение улова на 95,8 и 97 % соответственно. Уловы в ловушках уменьшались даже в том случае, если ингибиторы находились на некотором расстоянии от них. Использование в полевых условиях ингибирующих компонентов половых феромонов и иммитантов феромонов в значительной степени подавляло спаривание различных видов насекомых. Использование естественных и искусственных ингибиторов рецепции феромонов в борьбе с вредителями может быть целесообразнее, так как они более дешевы и более стабильны в окружающей среде. Преимущество ингибиторов перед аттрактантами также в том, что они не привлекают на обработанную площадь вредителей извне.
Данные опытов по применению метода дезориентации позволяют сделать вывод о его перспективности. Однако он пока еще находится на этапе экспериментальной разработки.
Вредные насекомые постоянно присутствуют в наших садах и огородах, но нанести урожаю значительный ущерб они способны, только достигнув определенной пороговой численности. Поэтому, чтобы сократить количество обработок инсектицидами и использовать их только в нужный момент, необходимо проводить мониторинг – систематические учеты вредителей. Один из самых экономичных и точных способов обнаружения и оценки плотности популяций многих вредных насекомых – использование т.н. феромонных ловушек, в которых приманкой служат синтетические аналоги феромонов насекомых.
Феромоны – от естественных к синтетическим
Феромоны насекомых видоспецифичны – выделенные одними особями, они привлекают особей лишь этого вида. Насекомые воспринимают запах феромонов при помощи хеморецепторных сенсилл – особых рецепторов в виде волосков, щетинок или бугорков, находящихся на усиках; их число на одном усике может достигать 15 тысяч. Для ответной реакции насекомого достаточно наличия очень небольшого количества феромона в воздухе. Например, самец тутового шелкопряда способен различать феромон самки в концентрации 1 молекула на 1017 молекул воздуха, а при улавливании не менее 1 молекулы в секунду в расчете на поверхность обоих усиков, он начинает движение в поисках самки. Биологическое назначение феромонов насекомых неодинаково. Их разделяют на половые (способствующие сближению особей противоположных полов в период размножения), агрегационные (обеспечивающие сосредоточение особей обоих полов), следовые, территориальные, феромоны тревоги и др. У общественных насекомых (муравьи, пчелы, термиты и др.) феромоны координируют деятельность всех особей одной семьи, поддерживают ее единство. Определив химический состав феромона насекомого, можно синтезировать его в лабораторных условиях. Синтетические аналоги половых и агрегационных феромонов используют для защиты растений от вредителей.
Два направления использования
Преимущества синтетических феромонов, применяемых в микродозах, – высокая видоспецифичность и аттрактивность. Они абсолютно безвредны для человека и окружающей среды и действуют только на целевой вид насекомого-вредителя.
Есть два основных направления практического использования синтетических феромонов против вредных насекомых:
1) Мониторинг. Феромоны позволяют фиксировать начало лёта вредителей, получать данные об их численности или определять ареал карантинных вредителей.
2) Непосредственная борьба с вредителями. Насытив синтетическим феромоном воздух, можно помешать самцам находить самок; можно привлечь насекомых с помощью феромона и выловить или уничтожить их до того, как они смогут обнаружить естественный источник феромона. В обоих случаях нарушается размножение вредителей.
Феромонный мониторинг – наиболее экономичный и точный метод учета многих видов вредителей. Так, применение феромонных ловушек для определения численности гроздевой листовертки (Lobesia botrana) на виноградниках в 15–20 раз эффективнее других методов учета.
Феромонные ловушки
Для мониторинга используют феромонные ловушки, которые можно разделить на два основных типа. Первый тип – феромонные клеевые ловушки, состоящие из 3 основных элементов: корпуса (изготовленного из ламинированного картона или пластика), клеевого вкладыша, покрытого невысыхающим клеем, на который отлавливаются приманиваемые насекомые, и диспенсера, из которого происходит испарение феромона. Клеевые вкладыши заменяют по мере их засорения или подсыхания клея. Резиновые феромонные диспенсеры заменяют через каждые 5–6 недель, а фольгапленовые, содержащие феромон и растворитель, могут сохранять эффективность до 3 месяцев. Обычно диспенсер содержит 0,5–2,0 мг синтетического феромона. Клеевые ловушки используют для мониторинга вредителей в плодовом саду Ловушки второго типа – бесклеевые – также состоят из корпуса и диспенсера, но не имеют клеевого вкладыша; для отлова насекомых в них используются различного устройства резервуары (приемники), из которых насекомые не способны выбраться. При помощи этих ловушек можно отлавливать живых насекомых; они могут комплектоваться и инсектицидными вкладышами для умерщвления вредителей.
Ловушки для вредителей плодовых
Для мониторинга разных видов чешуекрылых вредителей часто используют клеевые ловушки. В плодовых садах ловушки для плодожорок размещают в конце цветения, из расчета 1 ловушка на 3–5 га. Для привлечения самцов яблонной плодожорки в ловушках используют феромонный препарат диенол-П, восточной (Cydia molesta) – аценол-В, сливовой (Cydia funebrana) – денацил-П или их аналоги. Ловушки размещают в кроне дерева на высоте 1,7 м; их проверяют 1 раз в 5 дней, подсчитывая отловленных бабочек и затем удаляя их с помощью пинцета. Сигнал для применения инсектицидов против яблонной и сливовой плодожорки – улов 5 и более самцов на 1 ловушку за 5 дней; против восточной плодожорки, как против карантинного вредителя, обработки проводят при любой численности.
Для контроля разных видов листоверток (Tortricidae) и горностаевых молей (Yponomeuta spp.) в садах, питомниках и лесопарках, а также побеговьюнов (Rhyacionia spp.) на хвойных породах, размещают 1 ловушку с соответствующим феромонным препаратом на 5–10 га (или на небольшой сад или питомник). Пороговыми значениями, при которых необходимы обработки инсектицидами, в зависимости от вида, считают отлов 10–40 самцов на 1 ловушку за период лёта одного поколения.
Для раннего выявления новых очагов и сигнализации обработок инсектицидами против калифорнийской щитовки (Quadraspidiotus perniciosus), являющейся опасным карантинным вредителем, в плодовых садах и питомниках Юга и Дальнего Востока России также используют феромонные ловушки. Из плотной ламинированной бумаги или картона нарезают пластины размером 12×18 см, сгибают их пополам по короткой оси в виде домика и закрепляют на проволоке. С внутренней стороны ловушки прикрепляют феромонный диспенсер. Для отлова самцов щитовки на внутреннюю поверхность ловушки наносят тонкий слой вазелина или невысыхающего клея. В плодоносящих садах вывешивают 1 ловушку на 2 га; здесь их обычно размещают рядом с ловушками для плодожорок. В молодых садах или садах, расположенных на возвышенностях, где ветер способствует перемещению самцов щитовки на большие расстояния, достаточно разместить 1 ловушку на 5 га, а в питомниках, для определения точного места очага вредителя, их вывешивают из расчета 1 ловушка/ га. Применение ловушек помогает установить сроки отрождения подвижных личинок щитовки – бродяжек, против которых проводят обработки инсектицидами (Би-58 новый, фуфанон, ципи плюс и др.). Ловушки проверяют через каждые 3 дня до отлова в них первых самцов. Отрождение бродяжек калифорнийской щитовки начинается через 33–37 дней после отлова первых весенних самцов, а отрождение бродяжек второй генерации – через 38 дней после вылета первых самцов первой летней генерации.
Ловушки для вредителей овощных
Феромонные ловушки для наблюдения за динамикой лёта капустной совки (Mamestra brassicae) на посадках овощных культур выставляют на шестах за 10–12 дней до предполагаемого начала лёта бабочек. На каждом поле капусты, томатов и других овощных культур размещают 3 ловушки на 5 га; на площадях свыше 10 га – дополнительно по 1 ловушке на каждые 5 га. Осмотр ловушек до начала лёта бабочек нужно проводить ежедневно, а затем – 1 раз в неделю; при этом подсчитывают отловленных бабочек совки. Началом лёта капустной совки считается дата отлова первых бабочек. Массовый лёт обычно характеризуется резким увеличением уловов – 6–8 и более бабочек на 1 ловушку за 5 дней. Обработки капусты биологическими (бикол, лепидоцид, фитоверм) или химическими (арриво, герольд, интавир, суми-альфа и др.) препаратами приурочивают к массовому отрождению гусениц капустной совки, корректируя прогноз по учетам гусениц на посадках. Как правило, оно наступает через 5–7 дней после массового лёта или через 16–20 дней после его начала. Аналогично можно проводить мониторинг и других видов совок, повреждающих овощные культуры.
Ловушки для вредителей лесных пород
Феромонные бесклеевые ловушки широкого используются как для мониторинга, так и для борьбы – методом массового отлова – с вредителями лесных пород. Так, феромонный препарат вертенол используют для мониторинга и борьбы с короедом типографом (Ips tipographus), эпоксан-М – для шелкопряда монашенки (Lymantria monacha), эпоксан-Н – для непарного шелкопряда (Lymantria dispar) и др. Для отлова жуков короеда типографа, сильно повреждающего ель и некоторые другие хвойные, в лесных насаждениях применяют барьерную ловушку из прозрачного пластика, со снимающимся для очистки сборником для насекомых. Вертенол – синтетический аналог агрегационного феромона вредителя, поэтому в ловушки с ним отлавливаются как самцы, так и самки; в течение всего периода лёта короеда, с конца апреля по август, необходима 1 замена диспенсера с феромоном. Для сигнализации появления короеда и мониторинга динамики его численности размещают 2–4 ловушки на 50 га; их необходимо развешивать на кустарники или подрост лиственных пород, на удалении не менее 5–10 м от хвойных, чтобы избежать заселения здоровых деревьев. Вертенол БС-1 и БС-3 применяют для отлова жуков в ловушки, а вертенол БС-2 и БС-4 – для привлечения вредителя на ловчие деревья, которые затем вывозят или обрабатывают инсектицидами (арриво, ципи, ципер). Для борьбы с короедом типографом методом массового отлова размещают 2–4 ловушки/га (препараты БС-1 и БС-3), или 1 диспенсер на 1 ловчее дерево (препараты БС-2 и БС-4).
Правила работы с ловушками
Хотя синтетические феромоны абсолютно безопасны для человека и окружающей среды, при работе с ними нужно соблюдать элементарные правила. Феромонные диспенсеры хранят в сухом темном месте, недоступном для детей и домашних животных, отдельно от пищевых продуктов, лекарств и кормов. Диспенсеры должны быть защищены от воздействия влаги, посторонних веществ, прямых солнечных лучей. Лучше всего хранить их в плотно закрытых стеклянных банках при температуре 3. 5°С. Заправку ловушек феромонными диспенсерами проводят непосредственно перед их применением. Резиновые феромонные диспенсеры, чтобы не загрязнить их посторонними веществами, размещают в ловушки при помощи пинцета. После работы с ловушками следует вымыть руки с мылом. Если во время заправки ловушек клеевыми вкладышами на руки попал клей, то его можно легко удалить с помощью тампона, смоченного растительным маслом. Использованные феромонные диспенсеры и ловушки, изготовленные из ламинированного картона, утилизируют, а пластиковые ловушки можно применить на следующий год.
Зарубежный опыт
Илья Митюшев, кандидат биологических наук, доцент кафедры защиты растений
Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева
Фото автора и Дмитрия Киселева
Статья опубликована в журнале "Настоящий хозяин", №5 за 2012 год
Как известно, современная технология выращивания фруктов и овощей предполагает применение химических препаратов (пестицидов). Многие садоводы при выращивании овощей и фруктов на своих приусадебных и дачных участках также используют эти средства защиты. Однако не каждый садовод-любитель своевременно и правильно их применяет. Как следствие, выращенный урожай может содержать остаточное количество пестицидов, что способно негативно отразиться на здоровье, и особенно важно — на здоровье детей.
Экологически чистый урожай
Кроме того, использование таких ловушек позволяет точно определить срок обработки растений средствами химической защиты, что в разы снижает необходимость применения химикатов. Иными словами, феромонные ловушки позволяют человеку отлавливать вредителей и тем самым сокращать применение химических обработок. В отличие от пестицидов, воздействие феромонов не токсично, поэтому их применение не представляет никакого риска для окружающей среды и является наиболее безопасным для будущего урожая.
Использование клеевых ловушек в селекционном центре Агрохолдинга Поиск
Цветные клеевые ловушки, созданные с использованием феромонов, применяют в теплицах на огурцах, помидорах, перцах и многих других культурах. С их помощью можно поймать почти любого вредителя этих культур. А при применении диспенсера (дозатора) с феромоном отлов некоторых видов насекомых увеличивается в 2 раза (в сравнении с цветными ловушками без диспенсеров).
Использование феромонных ловушек позволяет снизить, а порой и полностью исключить химическую нагрузку на ваш сад и огород, а значит — получить экологически чистый и безопасный урожай. Это настоящая двойная выгода для любого садовода-любителя!
Феромонные ловушки — двойная выгода!
Читайте также: