Развитие технологий органического и экологизированного растениеводства как в мире, так и в России предопределяет особый интерес к исследованиям чувствительности энтомофагов как к химическим, так и к биологическим средствам защиты растений. В результате реализации этих исследований может быть решен целый ряд актуальных задач, ранее слабо изученных или не изученных совсем [1, 2]. Во-первых, открываются широкие возможности повышения эффективности биологической защиты растений за счет интеграции биопрепаратов и энтомофагов. Во-вторых, определится ассортимент синтетических пестицидов, нетоксичных для интродуцируемых (искусственно разведенных) и природных популяций энтомофагов, что значительно расширит возможность интегрированной защиты растений. И наконец, эти исследования позволят решить фундаментальные проблемы, связанные с механизмами естественной биоценотической регуляции, способами ее восстановления и управления [3].
Нередко в полевых условиях возникают ситуации, когда природные энтомофаги не в состоянии самостоятельно сдерживать численность вредителя на хозяйственно неощутимом уровне. Причиной этому могут быть асинхронность фенологии фитофага и энтомофага или очень низкая численность последнего после перезимовки, что способствует неконтролируемому размножению и вредных видов. Но одной из главных причин является использование традиционных химических пестицидов, приводящих к гибели полезной энтомофауны и одновременно не влияющих на численность фитофагов в связи с формированием в их популяциях резистентности ко многим инсектицидам [4–7]. В связи с чем возникает необходимость в дополнительных выпусках энтомоакарифагов применением биологических и биорациональных средств защиты растений, которые бы не оказывали негативного воздействия на численность полезных членистоногих
Известно, что при обработке агроценозов синтетическими препаратами, наряду с вредителями, массово гибнут и энтомофаги, поэтому переход на биологическую защиту открывает широкие возможности одновременного использования биопрепаратов и энтомофагов [8].
Применение химических пестицидов влияет не только на численность вредных насекомых, но и на общее заселение посевов членистоногими. Степень воздействия токсикантов в значительной степени связана с особенностями сезонной активности энтомофагов, а также с их биологией, этологией и механизмами действия и токсичностью препарата [9, 10]. Гибель полезных членистоногих наиболее ощутима в многолетних насаждениях (сады, виноградники), так как эти ценозы представлены большим количеством видов фитофагов и их энтомофагов, играющих важную роль в регулировании численности первых. Установлено, что применение инсектицидов различных классов приводит к массовой гибели хищных жужелиц и клопов, кокцинеллид, златоглазок, мух-сирфид и тахин, трихограмматид, ихневмонид, браконид и других полезных видов. На посевах однолетних культур энтомофаги также представлены значительным числом видов (на озимой пшенице – до 200, горохе – 300). На одном гектаре картофельного поля встречается от 2000 до 3400 сирфид; 2400–4800 жужелиц, более 720 хищных пауков, которые почти все погибают при применении химических инсектицидов [11].
Отмечено негативное влияние обработок посевов пшеницы инсектицидами против клопа вредная черепашка на энтомофагов из семейств жужелиц, кокцинеллид и теленомин. Фунгициды и гербициды, как правило, оказывают значительно меньшее негативное воздействие на энтомофагов в сравнении с инсектицидами [11].
Кукуруза – одна из наиболее уязвимых культур к вредителям. Из них наибольший ущерб наносят стеблевой кукурузный мотылек Ostrinia nubilalis L, хлопковая совка Helicoverpa armigera Hb, черная кукурузная тля Rhopalosiphum maidis Fitch, проволочники (Coleoptera, Elateridae).
Перспективным биоагентом, призванным снизить химическую нагрузку на посевы кукурузы, является эктопаразит Habrobracon hebetor Say (Hymenoptera, Braconidae), известный как паразит более 60 видов чешуекрылых вредителей. Самки габробракона способы проникать в различные отверстия, трещины, другие места, где поселяются гусеницы фитофагов, в частности стеблевого кукурузного мотылька и совок, которые питаются внутри стеблей, плодов, початков. Против черной кукурузной тли R. maidis эффективным биоагентом является Аphidius colemani Vier, Harmonia axyridis Pallas [12].
Целью настоящей работы является изучение чувствительности энтомофагов основных вредителей кукурузы к биологическим и химическим средствам защиты растений кукурузы и разработка на этой основе систем защиты культуры для технологий экологизированного и органического земледелия.
Материалы и методы исследования
Исследования по определению совместимости химических, биологических и биорациональных препаратов с энтомофагами в лабораторных условиях проводили на коконах H. hebetor и мумиях тлей, зараженных А. colemani. В качестве насекомого-хозяина для лабораторного культивирования габробракона использовали гусениц средних возрастов вощинной огневки (Galleria mellonela L), которых помещали в 0,5 л стеклянные банки и заражали паразитом. Банки затягивали бязевой салфеткой с ватным тампоном, смоченным 20 %-ным раствором сахара для подкормки энтомофага, и помещали в термостат с температурой (+28 – 30) °C. Через 7–8 дней после заражения образовывались коконы, которые в трехкратной повторности обрабатывали препаратами, рекомендуемыми для защиты кукурузы от чешуекрылых вредителей, опыт закладывали. Обработку проводили препаратами Лепидоцид СК («Сиббиофарм» Россия) с нормой расхода 2 л/га; Битоксибациллин П ( БА – 1500 ЕА/мг) («Сиббиофарм» Россия) с нормой расхода 4 кг/га; Вертимек КЭ; 18 г/л («Syngenta AG», Швейцария) с нормой расхода 1,2 л/га; Helicovex СК, (7,5*1012 полиэдролов/л) («Andermatt Biocontrol AG», Швейцария) с нормой расхода 200 мл/га, Инсегар, ВДГ; («Syngenta AG», Швейцария) при норме расхода 0,6 кг/га, Атаброн , КС; (ИСК Биосайенсис, Бельгия) с нормой расхода 0,75 л/га, Кораген , КС; («Дюпон Наука и Технологии» США) с нормой расхода 0,1 л/га, Децис Эксперт , КЭ; 100 г/л) (Bayer AG, Германия) с нормой расхода 0,1 л/га. Рабочим раствором препаратов обрабатывали опытные варианты с коконами габробракона, контрольные дистиллированной водой.
Для разведения афидиуса использовали злаковую тлю Schizaphis graminum, которую разводили на проростках пшеницы. После инокуляции пшеницы злаковой тлей на 3–4 сутки заражали афидиусом А. colemani Vier., образовавшиеся мумии обрабатывали препаратами: Фитоверм, КЭ («Фармбиомед», Россия) с нормой расхода 1,3 л/га; Битоксибациллин, П, («Сиббиофарм», Россия) с нормой расхода 3 кг/га; Лепидоцид, СК; («Сиббиофарм» Россия) с нормой расхода 2 л/га, Актара, ВДГ; («Syngenta AG», Швейцария) при норме расхода 0,2 кг/га.
Опыты по изучению чувствительности кокцинеллиды H. axyridis проводили на опытных делянках ВНИИБЗР на растениях кукурузы поврежденных тлей. Фитоверм (концентрат эмульсии – КЭ, 2 г/л) («Фармбиомед», Россия) с нормой расхода 1,3 л/га соответственно и Битоксибациллин (порошок – П, биологическая активность БА-1500 ЕА/мг) («Сиббиофарм», Россия) с нормой расхода 3 кг/га Вертимек КЭ; 18г/л («Syngenta AG», Швейцария) с нормой расхода 1,2 л/га. Учет численности кокциннеллид проводили до обработки и после. Рабочим раствором биопрепарата обрабатывали опытные делянки с энтомофагами, используя ранцевый гидравлический опрыскиватель.
Статистическую обработку результатов проводили по общепринятой методике (23) с применением компьютерной программы Statistica 12.6.
Результаты исследований и их обсуждение
В задачу исследований входило изучение чувствительности эктопаразита H. hebetor к биологическим и химическим препаратам. Препараты испытывались в производственных нормах расхода, применяемые при защите сельскохозяйственных культур от вредителей. Результаты испытаний представлены в табл. 1.
Таблица 1
Чувствительность эктопаразита H. hebetor к биологическим и химическим инсектицидам
|
Вариант |
Норма расхода, л/га, кг/га |
Количество коконов до обработки, экз. |
Вылетело имаго по дням учета, экз |
Всего |
В процентах от исходной численности, % |
||
|
3 |
5 |
7 |
|||||
|
Лепидоцид, СК |
2,0 |
69,2 |
10,2 ± 2,1 |
37,6 ± 1,6 |
7,4 ± 1,8 |
55,2ab |
79,8 |
|
Битоксибациллин, П |
4,0 |
46,6 |
6,8 ± 1,5 |
19,3 ± 3,4 |
3,1 ± 2,3 |
29,2a |
62,7 |
|
Вертимек, КЭ |
1,2 |
64.0 |
9,6 ± 2,4 |
32,5 ± 1,8 |
4,5 ± 1,1 |
46,6bc |
72,8 |
|
Helicovex, СК |
200 |
83,4 |
22,5 ± 3,7 |
39,6 ± 2,1 |
21,3 ± 3,4 |
83,4ab |
100 |
|
Инсегар, ВДГ |
0,6 |
80,3 |
14,7 ± 1,5 |
51,9 ± 3,3 |
12,4 ± 1,1 |
79,0c |
98,4 |
|
Атаброн, КС |
0,75 |
76,2 |
24,8 ± 3,2 |
44,3 ± 1,3 |
9,9 ± 1,6 |
76,2c |
100 |
|
Кораген, КС |
0,1 |
91,0 |
22,5 ± 2,2 |
54,0 ± 1,9 |
14,5 ± 3,1 |
91,0ab |
100 |
|
Децис Эксперт, КЭ |
0,1 |
87,5 |
0 |
0 |
0 |
0a |
0 |
|
Контроль |
– |
93,0 |
20,9 ± 1,6 |
56,2 ± 4,2 |
13,9 ± 2,3 |
93,0c |
100 |
Примечание. Между вариантами, обозначенными одинаковыми буквенными индексами, при сравнении в пределах столбца нет статистически верных различий по критерию Дункана при уровне вероятности 95 %.
Как видно из данных, представленных в табл. 1, гибель лабораторной популяции эктопаразита габробракона от биорационального инсектицида Вертимек, КЭ составила 27,2 %, от биопрепаратов на основе βt Битоксибациллина, П 37,3 % и Лепидоцида, СК 20,2 %. Не менее интересными оказались данные по препарату Кораген, КС рекомендуемому для борьбы с хлопковой совкой и другими вредными чешуекрылыми вредителями. При изучении чувствительности габробракона к инсектициду Кораген, КС вылет имаго паразита составил 100 % из 91 кокона. Биопрепарат Helicovex, СК на основе вируса ядерного полиэдроза хлопковой совки не токсичен для эктопаразита H. hebetor. Вылет имаго после обработки составил 100 %, что говорит о полной совместимости энтомофага и вирусного препарата в системах биологической защиты кукурузы, сои, томатов от хлопковой совки. Наиболее угнетающее действие оказал препарат Децис Эксперт, КЭ гибель эктопаразита составила 100 %.
Результаты испытаний по изучению чувствительности паразита тлей А. colemani к биологическим и химическим препаратам представлены в табл. 2.
Таблица 2
Изучение чувствительности паразита А. colemani к биологическим и химическим препаратам
|
Вариант |
Норма расхода, л/га, кг/га |
Количество мумий до обработки, экз. |
Количество вылетевшего паразита по дням учета, экз. |
Всего |
Количество вылетевших паразитов, % |
||
|
3 |
5 |
7 |
|||||
|
Фитоверм, КЭ |
1,3 |
198 ± 4,5 |
48 ± 2,3 |
96 ± 3,5 |
17 ± 2,3 |
161 |
81,3 |
|
БТБ, П |
3,0 |
186 ± 3,4 |
39 ± 4,7 |
79 ± 2,3 |
55 ± 1,8 |
173 |
93,0 |
|
Лепидоцид, СК |
2,0 |
178 ± 2,6 |
28 ± 2,4 |
21 ± 3,4 |
1,9 ± 1,3 |
68 |
38,2 |
|
Актара, ВДГ (химический эталон) |
0,2 |
180 ± 3,8 |
4 ± 1,6 |
8 ± 1,7 |
0,0 |
12 |
6,6 |
|
Контроль |
Вода дист. |
194 ± 4,4 |
65 ± 3,5 |
105 ± 4,5 |
17 ± 2,5 |
187 |
96,3 |
Изучена чувствительность паразита тлей А. colemani к биологическим и химическим препаратам. При совместном применении паразита и препарата Фитоверм, КЭ вылетело 81,3 % насекомых, препарата Битоксибациллин, П 93,0 %, Лепидоцид, СК 38,2 %. При применении препарата актара вылет афидиуса составил 12 особей из 180 мумий.
Тля зараженная афидиусом (природная популяция) на кукурузе (опытное поле ВНИИБЗР, 2017 г.)
В полевых условиях изучена чувствительность кокцинеллиды H. axyridis к препаратам Фитоверм КЭ, Вертимек КЭ, Битоксибациллин П, которая выявила, что препарат Фитоверм КЭ в дозе 1,3 л/га не влиял на жизнеспособность афидофага H. axyridi, выживаемость имаго составила 87,7 %. Личинки старших возрастов оказались устойчивыми к действию препарата. Фитоверм КЭ оказывает токсичное действие на младшие возраста личинок кокцинеллид, а при обработке яиц наблюдалось отрождение личинок, а затем 100 %-ная гибель по сравнению со 100 %-ной выживаемостью в контроле. Препарат Вертимек КЭ оказался нетоксичным для афидофага. В качестве эталона применяли препарат Актара ВДГ, на котором наблюдалась 100 %-ная гибель насекомых. Применение Битоксибациллина П и Вертимека КЭ открывает широкие возможности борьбы с вредителями при сохранении основного запаса энтомофагов.
Выводы
1. При защите кукурузы от основных вредителей большую роль нужно уделять совместимости энтомофагов с биологическими и биорациональными пестицидами. Для сохранения интродуцированных и природных популяций энтомофагов и восстановления механизмов естественной биоценотической регуляции возможно преимущественное использование целого ряда экологически малоопасных препаратов выявленных в результате исследований.
2. Для защиты кукурузы от хлопковой совки, кукурузного мотылька и черной кукурузной тли совместно с энтомофагами габробраконом, афидиусом и кокцинеллидой рекомендуется применение биопрепаратов Helicovex СК; Битоксибациллин П; Лепидоцид СК и биорациональных пестицидов Вертимек КЭ, Фитоверм, КЭ для органического земледелия.
3. Препараты Кораген КС, Инсегар ВДГ, Атаброн КС, для экологизированного земледелия, ттак как данные препараты не оказывают угнетающего действия на агроценоз и могут быть использованы совместно с выпусками энтомофагов.