Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,778

ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ ПРОТИВ ОСОБО ОПАСНОГО АДВЕНТИВНОГО ВРЕДИТЕЛЯ КОРИЧНЕВО-МРАМОРНОГО КЛОПА HALYOMORPHA HALYS STÅL.

Агасьева И.С. 1 Нефедова М.В. 1 Федоренко Е.В. 1 Исмаилов В.Я. 1
1 ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений»
Коричневый мраморный клоп (Halyomorpha halys Stål, 1855) – представитель семейства Pentatomidae, отряда Hemiptera. Клоп – широкий полифаг и поражает растения 49 семейств. Благоприятные климатические условия позволяют клопу размножиться в большом количестве, что приводит к серьезным экономическим потерям в связи с широкой пищевой специализацией фитофага. Контроль численности и вредоносности вредителя традиционными химическими средствами затруднен в связи с его распространением в санитарных, рекреационных, заповедных и курортных зонах. К тому же регулярные химические обработки, рекомендуемые при обнаружении карантинных видов по мере освоения ими новых ареалов, привели к формированию резистентности в популяциях коричнево-мраморного клопа. Выявлены основные биологические показатели развития клопа в Центральной зоне Краснодарского края в 2017–2018 гг. H. halys развивался в трех поколениях в течение года: 1-е поколение – с I декады мая (яйцекладки) по II–III декады июня; 2-е поколение – с II–III декады июня по I декаду августа; 3-е поколение – с I декады августа по I декаду октября, после чего имаго уходят на зимовку. Для подавления численности коричнево-мраморного клопа на сельскохозяйственных культурах можно использовать личинок хищного клопа подизуса Podisus maculiventris Say. Среди потенциальных естественных врагов H. halys перспективными считаются паразитические перепончатокрылые семейств Scelionidae, Eupelmidae. В 2018 г. в природных условиях Краснодарского края была обнаружена яйцекладка H. halys, зараженная паразитом-яйцеедом Anastatus bifasciatus Geoffroy (Hymenoptera: Eupelmidae). Проведена оценка биологической эффективности биорациональных препаратов на основе эфирных масел (Препарат 1 и Препарат 2) и их смесей с уменьшенными нормами расхода инсектицидов. Установлено, что использование препарата Эфория КС в композиции с препаратами серии эфирных масел с уменьшенной в 3-6 раз нормой расхода приводило к эффективности до 100 %.
коричнево-мраморный клоп
биологические показатели развития
хищный клоп Podisus maculiventris Say
паразит-яйцеед Anastatus bifasciatus Geoffroy
биорациональные препараты
1. Fogain R., Graff S. First records of the invasive pest, Halyomarpha halys (Hemiptera: Pentatomidae), in Ontario and Quebec. Journal of the Entomological Society of Ontario. 2011. vol. 142. P. 45–48.
2. Callot H., Brua C. Halyomorpha halys (Stål, 1855), la Punaise diabolique, nouvelle espece pour la faune de France (Heteroptera: Pentatomidae). L’Entomologiste. 2013. vol. 69. P. 69–71.
3. Айба Л.Я., Карпун Н.Н. Мраморный клоп Halyomorpha halys Stål в Абхазии: биология и меры борьбы. Сухум, 2016. 17 с.
4. Нейморовец В.В. Восточноазиатский мраморный клоп Halyomorpha halys (Stal, 1855) (Heteroptera, Pentatomidae): морфология, биология, расширение ареала и угрозы для сельского хозяйства Российской Федерации (аналитический обзор) // Вестник защиты растений. 2018. № 1 (95). С. 11–16.
5. Vetek G., Papp V., Haltrich A., Redei D. First record of the brown marmorated stink bug, Halyomorpha halys (Hemiptera: Heteroptera: Pentatomidae), in Hungary, with description of the genitalia of both sexes. Zootaxa, 2014. vol. 3780 (1). P. 194–200. DOI: 10.11646/zootaxa.3780.1.8.
6. Milonas P.G., Partsinevelos G.K. First report of brown marmorated stink bug Halyomorpha halys Stal (Hemiptera: Pentatomidae) in Greece. EPPO Bulletin. 2014. vol. 44. Issue 2. P. 183–186. DOI: 10.1111/epp.12129.
7. Simov N. The invasive brown marmorated stink bug Halyomorpha halys (Stal, 1855) (Heteroptera: Pentatomidae) already in Bulgaria. Ecologica Montenegrina. 2016. vol. 9. P. 51–53.
8. Митюшев И.М. Первый случай обнаружения мраморного клопа в России // Защита и карантин растений. 2016. № 3. С. 48.
9. Есенбекова П.А. Первое указание мраморного клопа (Halyomorpha halys (Stal, 1985) (Heteroptera: Pentatomidae) из Казахстана // Евроазиатский энтомологический журнал. 2017. Т. 16. № 1. С. 23–24.
10. Kriticos D., Kean J., Phillips C., Senay S., Acosta H., Haye T. The potential global distribution of the brown marmorated stink bug, Halyomorpha halys, a critical threat to plant biosecurity. Journal of Pest Science. 2017. vol. 90. Issue 4. P. 1033–1043. DOI: 10.1007/s10340-017-0869-5.
11. Harris A. Halyomorpha halys (Hemiptera: Pentatomidae) and Protaetia brevitarsis (Coleoptera: Scarabaeidae: Cetoniinae) intercepted in Dunedin. The Weta. 2010. vol. 40. P. 42–44.
12. Gapon D.A. First records of the brown marmorated stink bug Halyomorpha halys (Stål, 1855) (Heteroptera, Pentatomidae) in Russia, Abkhazia, and Georgia. Entomological Review. 2016. vol. 96 (8). P. 1086–1088. DOI: 10.1134/S001387381608011X.
13. Карпун Н.Н., Гребенников К.А., Проценко В.Е., Айба Л.Я., Борисов Б.А., Митюшев И.М., Жимерикин В.Н., Пономарев В.Л., Чекмарев П.А., Долженко В.И., Каракотов С.Д., Малько А.М., Говоров Д.Н., Штундюк Д.А., Живых А.В., Сапожников А.Я., Абасов М.М., Мазурин Е.С., Исмаилов В.Я., Евдокимов А.Б. Коричнево-мраморный клоп Halyomorpha halys Stål в России: распространение, биология, идентификация, меры борьбы. М., 2018. 28 с.
14. Жимерикин В.Н., Гулий В.В. Мраморный клоп // Защита и карантин растений. 2014. № 4. С. 40–43.
15. Roversi P.F., Binazzi F., Marianelli L., Costi E., Maistrello L., Sabbatini P.G. Searching for native egg-parasitoids of the invasive alien species Halyomorpha halys Stǻl (Heteroptera Pentatomidae) in Southern Europe. Redia. 2016. Vol. 99. P. 63–70. DOI: 10.19263/REDIA-99.16.01.

Среди сотен видов клопов-пентатомид (Hemiptera, Pentatomidae) коричнево-мраморный клоп Halyomorpha halys Stål – особо опасный адвентивный вредитель сельскохозяйственных, лесных и декоративных культур. Его естественный ареал включает Китай, Японию, страны Корейского полуострова. Вторжение в другие континенты и страны началось в середине 1990-х гг., начиная с США, когда клоп был зафиксирован в Пенсильвании, уже через несколько лет он распространился в 40 государствах. В 2010 г. вредитель был обнаружен в Канаде [1]. В Европе он был впервые выявлен в Швейцарии в 2007 г. [2–4]. В Италии начиная с 2012 г. появились сообщения о нем из разных регионов. Коричнево-мраморный клоп продолжает расширять свой ареал в Швейцарии, Франции [2], Германии [5], Греции [6], Венгрии, Лихтенштейне, Румынии, Австрии, Сербии, Болгарии [7], России [8], Казахстане [9]. H. halys распространился на всех континентах Северного полушария, а в последнее время – в Европе [10]. Выше отмечено, что в США он попал в 1996 г., хотя официально вредитель был идентифицирован и зарегистрирован в 2001 г. Первая информация о повреждениях клопом сельскохозяйственных культур поступила из Пенсильвании (г. Аллентаун). В 2005 г. его обнаружили в Калифорнии, Орегоне и других штатах. С этого времени началось активное расселение мраморного клопа по территории США, а также другим странам и континентам. В 2008 г. клоп был выявлен в Швейцарии, а в 2010 г. – в Новой Зеландии [11]. Мраморный клоп является широким полифагом и питается цветами, стеблями, листьями растений 49 семейств [9]. H. halys питается большим разнообразием фруктов (яблоки, персики, абрикосы, инжир, шелковица, цитрусовые, хурма) и овощей (фасоль, томаты, соя и др.), а также многими видами декоративных растений и сорняков. Благоприятные климатические условия позволили клопу размножиться в большом количестве, что привело к серьезным экономическим потерям в связи с широкой пищевой специализацией фитофага. Основной ущерб клоп наносит, питаясь плодами мандарина, фундука, груши, персика, черешни, хурмы, винограда, кукурузы, сои, томатов и перца [4; 9].

В начале августа 2014 г. мраморный клоп был обнаружен на декоративных насаждениях в г. Сочи Краснодарского края Российской Федерации. До конца непонятно, каким путём мраморный клоп проник в Россию. Есть предположение, что этот вид был завезён (возможно, из Италии) в один из российских черноморских портов с посадочным материалом декоративных растений для озеленения объектов XXII Олимпийских зимних игр. И уже из России клоп распространился в Абхазию и Грузию [12].

Со второй половины 2015 г. началось массовое размножение этого вида в Сочинском городском округе, а также в Абхазии и Грузии [4; 12; 13].

На сегодняшний день мраморный клоп обнаружен в 3 из 4 районов Сочи (Адлерский, Хостинский и Центральный районы). По предварительной оценке, максимальная численность клопа зарегистрирована в Адлерском районе (Имеретинская низменность) [9]. В 2017–2018 гг., по нашим наблюдениям, мраморный клоп расселился во всех районах Центральной зоны Краснодарского края и нанес большой ущерб урожаю плодовых, орехоплодных, овощных культур, сое и кукурузе.

Контроль численности и вредоносности коричнево-мраморного клопа традиционными химическими средствами защиты растений затруднен в связи с его распространением в санитарных, рекреационных, заповедных и курортных зонах. К тому же регулярные химические обработки, рекомендуемые при обнаружении карантинных видов по мере освоения ими новых ареалов, привели к формированию резистентности в популяциях коричнево-мраморного клопа. В связи с этим планируется изучение механизмов половой химической коммуникации, репродуктивного потенциала и вредоносности, отбор активных биологических и биорациональных средств защиты растений, выявление эффективных аборигенных видов энтомофагов и энтомопатогенов, способных регулировать численность вредителя.

Таким образом, инвазийный характер развития и вредоносности коричнево-мраморного клопа, приводящий к катастрофическим потерям урожая и его качества, а также быстрое формирование устойчивости вредителя к традиционным инсектицидам определяет необходимость в исследованиях по нарушению нормальных репродуктивных связей и метаморфоза, а также поиска биоагентов, контролирующих численность вредителя.

Целью настоящей работы являлась оценка средств биологического контроля коричнево-мраморного клопа, основанная на взаимодополняющем применении энтомопатогенов, энтомофагов, биорациональных инсектицидов.

Материалы и методы исследования

В качестве агента биологического контроля коричнево-мраморного клопа испытывался хищный клоп Podisus maculiventris Say. В этих целях в чашки Петри рассаживались личинки хищника и жертвы II–III возрастов в соотношении, равном 1:3, опыты проводились в пятикратной повторности.

В лабораторных и полевых экспериментах по исследованию эффективности биологических и химических препаратов против коричневого мраморного клопа были использованы биорациональные, биологические и химические препараты: Препарат 1, Препарат 2 (препараты на основе эфирных масел, отличающиеся составом и соотношением концентраций компонентов), химический препарат Эфория КС. В стеклянные емкости объемом 0,7 л помещали от 15 до 18 экз. личинок или взрослых особей мраморного клопа. Насекомых обрабатывали из пульверизатора заранее приготовленными растворами препаратов и накрывали тканевой крышкой. Контрольный вариант обрабатывали дистиллированной водой.

В полевых условиях были проведены обработки растений сои тремя препаратами: Препарат 1; Препарат 2 и Эфория КС (0,2 л/га). Обработка участков проводилась при помощи беспилотного летательного аппарата (БПЛА), оснащенного ультрамалообъемным опрыскивателем (рис. 1).

agas1.tif

Рис. 1. Беспилотный квадрокоптер, оснащенный УМО, во время обработки

Результаты исследования и их обсуждение

В 2018 г. для лабораторных экспериментов были получены 2 популяции H. halys: 1-я популяция – из г. Новороссийска, 2-я – популяция из г. Сочи. В новороссийской было подсчитано соотношение полов, которое составило 60 самок и 90 самцов, половой индекс: 1 (♀):1,5 (♂). В популяции из г. Сочи соотношение полов оказалось 194 самки к 102 самцам, половой индекс – 1,5 (♀):1 (♂).

В ходе наблюдений за жизнедеятельностью мраморного клопа в природных условиях Краснодарского края было замечено, что в весенний период клоп в основном расселяется на древесно-кустарниковой растительности: большое количество особей было обнаружено на деревьях алычи, вишни. H. halys питался незрелыми плодами этих растений, делая проколы, после чего на плодах появлялись подтеки камеди. В летний период фитофаг переходит на такие культуры, как соя, кукуруза, что отмечалось при обследовании участка с соей в 2017–2018 гг.

В Краснодарском крае в 2017–2018 гг. H. halys развивался в трех поколениях в течение года: 1-е поколение – с I декады мая (яйцекладки) по II–III декады июня; 2-е поколение – с II–III декады июня по I декаду августа; 3-е поколение – с I декады августа по I декаду октября, после чего имаго уходят на зимовку. Выход из мест зимовки наблюдается с III декады апреля – I декады мая, далее в течение нескольких недель происходит дополнительное питание и затем спаривание. Установлено, что самка откладывает яйца поэтапно по 10–30 яиц, с интервалом до 10–12 дней. Эмбриональное развитие яиц длится 6–7 дней. Развитие одного поколения мраморного клопа длится до 45–55 дней.

Мраморный клоп распространяется по территории Краснодарского края со скоростью 100–150 км в год и в ближайшие несколько лет может заселить весь Северный Кавказ, Ростовскую область, Крым, юг Волгоградской области, а также соседние страны: Украину, Молдавию, Болгарию, юг Польши, Армению, Азербайджан и Турцию.

В лабораторных условиях личинкам подизуса старших возрастов были предложены личинки мраморного клопа III–IV возрастов. Установлено, что личинки хищного клопа Podisus maculiventris Say в лабораторных условиях успешно атаковали личинок коричнево-мраморного клопа и питались ими (рис. 2), эффективность применения P. maculiventris составила 97,8 %. Таким образом, для подавления численности коричнево-мраморного клопа на сельскохозяйственных культурах можно использовать личинок подизуса, выращенных в лабораторных условиях. В литературе также упоминается о потенциале использования хищного клопа P. maculiventris против H. halys [14].

agas2a.tif agas2b.tif

Рис. 2. Личинка Podisus maculiventris Say питается личинкой Halyomorpha halys Stål

В исследованиях в разных странах основное внимание уделяется возможности применения биологического контроля с помощью паразитоидов яиц [15].

Среди потенциальных естественных врагов H. halys рассматриваются более 20 видов, среди которых наиболее перспективными считаются паразитические перепончатокрылые сем. Scelionidae, Eupelmidae [15].

В 2018 г. в природных условиях Краснодарского края была обнаружена яйцекладка коричнево-мраморного клопа, зараженная паразитом-яйцеедом Anastatus bifasciatus Geoffroy (Hymenoptera: Eupelmidae) (рис. 3). Видовая принадлежность паразита определялась методом выведения и определена ведущим научным сотрудником лаборатории химической коммуникации и массового разведения насекомых ВНИИБЗР к.б.н. В.В. Костюковым.

agas3a.tif agas3b.tif

1 2

Рис. 3. 1) паразит Anastatus bifasciatus Geoffroy; 2) разведение коричнево-мраморного клопа в лабораторных условиях

В связи с недостаточной эффективностью природных популяций аборигенных паразитов-яйцеедов на территории Краснодарского края были проведены испытания по эффективности препаратов на основе веществ биологического происхождения. Большой интерес с точки зрения экологичности могут представлять результаты оценки биологической эффективности биорациональных препаратов на основе эфирных масел и их смесей с уменьшенными нормами расхода традиционных инсектицидов (таблица).

Результаты лабораторных испытаний смесей препаратов на основе эфирных масел и Эфория КС против личинок коричнево-мраморного клопа H. halys

Вариант

Норма расхода, л/га

Количество личинок H. halys

Гибель насекомых, %

до обработки

после обработки, сут.

1

3

5

1

3

5

Эфория, КС

0,3

12,6 ± 2,0

0 ± 0,0

0 ± 0,0

0 ± 0,0

100

100

100

Препарат 1

1 ,0

12,0 ± 1,0

7,4 ± 1,0

6,6 ± 1,0

1,4 ± 1,0

39,2

45,8

89,2

Препарат 2

1,0

14,0 ± 2,0

6,6 ± 1,5

2,0 ± 1,0

0 ± 0,0

54,8

85,7

100

Эфория, КС + Препарат 2

0,1 + 1,0

10,0 ± 3,0

0 ± 0,0

0 ± 0,0

0 ± 0,0

100

100

100

Эфория, КС + Препарат 2

0,05 + 1,0

10,0 ± 2,0

0 ± 0,0

0 ± 0,0

0 ± 0,0

100

100

100

Контроль

Вода дист.

11,4 ± 2,0

11,4 ± 0,0

11,4 ± 0,0

9,3 ± 1,0

0

0

18,4

Результаты лабораторных испытаний Препаратов 1 и 2, как отдельно, так и в композиции с инсектицидом Эфория КС, в норме расхода, уменьшенной в 3–6 раз, представленные в таблице, показали вполне удовлетворительную биологическую эффективность практически во всех вариантах опыта и были использованы для дальнейшей полевой оценки.

Заключительным этапом испытаний является проведенная 22 августа обработка в сильной степени заселенного коричнево-мраморным клопом участка сои 2,4 га Препаратом 2 в дозе 1 л/га, отдельно и в композиции с инсектицидом Эфория КС. Обработка проводилась при помощи беспилотного летательного аппарата (БПЛА), оснащенного ультрамалообъемным опрыскивателем.

В результате эксперимента были получены следующие результаты:

– до обработки препаратами численность личинок и имаго коричнево-мраморного клопа составляла от 7 до 12,5 экз./растение в среднем.

Вариант 1 – Препарат 2, эффективность: 72 % по имаго, 84 % по личинкам.

Вариант 2 – Препарат 2 (1 л/га) + Эфория КС (0,05 л/га), эффективность обработки составила 95,5 % – против имаго и 94,8 % – против личинок.

Полученные результаты по оценке биологической эффективности химических и биорациональных инсектицидов послужат основой для разработки комплексной системы биологизированного контроля коричнево-мраморного клопа.

Выводы

Определены основные биологические показатели развития коричнево-мраморного клопа в Центральной зоне Краснодарского края, теплые зимы 2017–2018 гг. способствовали перезимовке клопов, что привело к большому увеличению численности насекомого в весенне-летний периоды.

Перспективным энтомофагом, способным контролировать численность коричнево-мраморного клопа, является хищный клоп P. maculiventris Say.

В настоящее время эффективным в борьбе с коричнево-мраморным клопом является использование химических препаратов или их сочетаний с препаратами на основе БАВ, однако существует перспектива применения естественных врагов H. halys, среди которых местный вид Anastatus bifasciatus Geoffroy (Hymenoptera: Eupelmidae), а также такие специализированные виды, как Trissolcus japonicus Ashmead и Telenomus podisi Ashmead, которых необходимо интродуцировать из Юго-Восточной Азии, а возможно, из других стран (Турция, Грузия и др.), куда эти энтомофаги уже завезены. К тому же технологии массового разведения яйцеедов-сцениолид родов Trissolcus и Telenomus, эффективных паразитов клопа вредная черепашка и других клопов-щитников, разработаны сотрудниками ФГБНУ ВНИИБЗР и могут быть успешно адаптированы для производства яйцеедов мраморного клопа.

Уже сейчас очевидно, что эффективный биологический контроль коричнево-мраморного клопа H. halys будет возможен при комплексном использовании активных энтомопатогенных препаратов, биорациональных инсектицидов, феромонов, хищных и паразитических энтомофагов.

Исследования выполнены согласно Государственному заданию № 075-00376-19-00 Министерства науки и высшего образования РФ в рамках НИР по теме № 0686-2019-0013.


Библиографическая ссылка

Агасьева И.С., Нефедова М.В., Федоренко Е.В., Исмаилов В.Я. ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ ПРОТИВ ОСОБО ОПАСНОГО АДВЕНТИВНОГО ВРЕДИТЕЛЯ КОРИЧНЕВО-МРАМОРНОГО КЛОПА HALYOMORPHA HALYS STÅL. // Успехи современного естествознания. – 2019. – № 3-2. – С. 182-187;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=37090 (дата обращения: 25.05.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074