Основное предназначение табака – производство курительных и некурительных табачных изделий. Также в современном мире это растение применяют в различных областях, например кулинарии, косметической промышленности, цветоводстве как декоративное растение, как сырье для бумажного производства, сельском хозяйстве – как средство защиты растений, и, наконец, одно из самых перспективных путей использования табака – это в медицине для производства витамина РР, приготовления вакцин, синтеза коллагена и т.д. [1, 2, с. 117–136]. Для использования культуры в данных направлениях необходимо экологически чистое табачное сырьё. И основным препятствием в достижении поставленной цели является безопасность средств защиты растений для управления численностью популяций актуальных фитофагов, от которых напрямую зависит качество сырья.
Стоит отметить, что многие фитофаги предпочитают питаться табачными растениями, в том числе и многоядные. Более 100 видов насекомых выявлено на табаке в Краснодарском крае, из которых около 50 видов относятся к вредителям этой культуры, остальные насекомые в той или иной степени полезны [3, с. 33]. Одним из серьезных вредителей культуры являются личинки жуков щелкунов – проволочники (сем. Elateridae, в основном щелкун крымский Agriotes tauricus Heyd.), хлопковая совка Helicoverpa armigera Hbn. Среди вредной энтомофауны табака выделяется группа насекомых с колюще-сосущим ротовым аппаратом, которые не только механически повреждают табак, но и являются переносчиками вирусных заболеваний. Наиболее распространенными являются: персиковая (табачная) тля Myzodes persicae Sulz., табачный трипс Thrips tabaci Lind. и клопы-пентатомиды (Heteroptera, Pentatomidae) [3, с. 33–39, 4, с. 543–545]. Для защиты табака от данных вредителей Государственным каталогом разрешены в основном инсектициды химической природы, либо таковые вовсе отсутствуют.
Совершенно ясно, что актуальной задачей из сказанного выше является разработка и внедрение в практику биологизированной технологии возделывания и защиты табака, важными элементами которой являются высокопродуктивные и устойчивые сорта, органические удобрения, регуляторы роста природного происхождения, а также эффективные биологические средства и методы контроля за численностью актуальных вредных организмов.
Цель исследования: изучение видового разнообразия клопов-щитников на растениях табака, а также проведение скрининга биопрепаратов для борьбы с ними.
Материалы и методы исследования
Исследования проводили в условиях полевого участка ФГБНУ ВНИИТТИ, расположенного в центральной части Краснодарского края, площадью 2 га в 2011–2018 гг. на различных сортах табака. Для этой части края характерны слабо выщелоченные (типичные), с небольшим содержанием гумуса сверхмощные черноземы. Метеоусловия проведения научно-исследовательской работы были в целом типичные для региона. Предшественником в 2011–2015 гг. служил озимый рапс, в последующие годы – черный пар. Учет насекомых осуществляли согласно имеющимся методикам [5]. Для предварительного скрининга использовали следующие биосредства: Боверин СК, титр не менее 1 млрд спор/мл (ООО «Биобауэр»), Битоксибациллин СП, БА-1500 ЕА/мг, титр не менее 20 млрд спор/г (ООО ПО «Сиббио- фарм»), Фитоверм-М КЭ, 2 г/л (ООО НБЦ «Фармбиомед»), а также малотоксичный препарат Димилин СП, 250 г/кг (Кромптон Регистрейшен Лимитед), в качестве эталона использовали химический препарат БИ-58 Новый КЭ, 400 г/л (БАСФ-СЕ). Лабораторный и полевой скрининг биосредств осуществляли по стандартным методикам испытания препаратов в лабораторных и полевых условиях: в лаборатории – в чашках Петри по 10 личинок в каждой, путем обработки семян маша, являющихся кормом для Nezara viridula L. [6]. Опыты проводили в трехкратной повторности. В контроле корм смачивали водой. В условиях полевого стационара исследования осуществляли на участках площадью 0,01 га, расположенных рандомизировано в четырехкратной повторности. Препараты использовали исходя из рекомендуемых норм расхода для родственных видов. Статистическую обработку данных проводили по методике Доспехова [7].
Результаты исследования и их обсуждение
На растениях табака на протяжении всего периода наблюдений встречались следующие представители сем. Pentatomadae: клопы – доликорис Dolycoris baccarum L., карпокорис Carpocoris fuscispinus Boh., пизодорус Piezodorus lituratus F., паломена Palomena prasina L., незара Nezara viridula L. и щитник красноногий Pentatoma rufipеs L. Фитофаги начинали повреждать растения в поле практически сразу после их укоренения, и все стадии вредителя отмечались в посадках табака до конца вегетации. Обнаруживались клопы на растении очень легко – по повреждению. В местах питания листья теряли тургор, отмечалось их увядание. Повреждённый лист обычно слабее развивается, а в засушливых условиях и вовсе засыхает (рисунок). Ранее (2011–2015 гг.) наиболее многочисленным являлся вид Dolycoris baccarum L., однако в настоящее время среди клопов-щитников численность незары Nezara viridula L. и щитника красноногого Pentatoma rufipеs L., в особенности на участках, прилегающих к лесополосам, является наибольшей, причем самый существенный вред причиняет именно незара зеленая (табл. 1).
Таблица 1
Численность клопов сем. Pentatomidae на растениях табака (ВНИИТТИ, 2011–2018 гг.)
|
Вид клопа |
Численность, экз/м2 |
|||
|
2011–2015 гг. |
2016–2018 гг. |
|||
|
имаго |
личинки |
имаго |
личинки |
|
|
Carpoсoris fuscispinu Boh. Dolycoris baccarum L. Nezara viridula L. Palomena prasina L. Pentatoma rufipеs L. Piezodorus lituratus F. |
0,1 0,5 0,1 0,1 0,1 0,1 |
0,1 0,8 0,4 0,1 0,1 0,1 |
0,1 0,1 0,8 0,1 0,5 0,1 |
0,1 0,1 1,2 0,1 0,8 0,1 |
|
НСР0,95 |
0,08 |
0,09 |
0,1 |
0,1 |
Если ягодный клоп и щитник красноногий являются широко распространенными в Краснодарском крае, то N. viridula L. регистрируется с начала 2000 гг. Сведения о вредоносности клопа-незары на разнообразных сельскохозяйственных культурах достаточно многочисленны [8, с. 3–35, 9, с. 162–167], однако красноногий щитник описывается как индифферентный вид, обитающий преимущественно на дубах и других лиственных древесных растениях, и даже характеризуется как хищник по отношению к ряду видов насекомых [10, с. 241–252].
Особенности повреждения табачного растения клопами сем. Pentatomidae
Для этих видов отмечена высокая плодовитость: количество яиц N. viridula L. в одной яйцекладке составляет от 75 до 120 штук, причем яйцекладка имеет характерную шестиугольную форму; самка P. rufipеs L. также может отложить до 100 яиц. Личинки обоих видов развиваются в течение 24–30 суток, имеют пять возрастов, причем для первых двух возрастов у этих щитников проявляется тенденция к коллективной агрегации, что благоприятно для проведения на этом этапе защитных мероприятий. Вредоносными являются как личинки, так и имаго клопов.
Развивается зеленый овощной клоп в трех генерациях за вегетационный сезон, а щитник красноногий – в двух генерациях, причем из мест зимовки оба вида выходят в условиях центральной зоны Краснодарского края в начале апреля, перезимовавшие генерации начинают питаться на рано зацветающей древесно-кустарниковой растительности. Интересным является факт, что P. rufipеs L. зимует на стадии личинки или под корой деревьев, или в лесной подстилке под укрытиями, а N. viridula L. переживает неблагоприятный период на стадии имаго в жилых зданиях и заброшенных строениях, причем зимующая стадия отличается от свободно питающейся даже по фенотипу – по ярко-коричневой окраске [11, с. 273–277]. Половой индекс (соотношение самцов и самок) примерно одинаков у обоих видов: 1:1,5.
Росту численности отдельных видов клопов-щитников во многом способствует отсутствие аборигенных видов энтомофагов. Например, если яйцекладки таких видов, как D. baccarum L. и D. fuscispinu Boh., заражены яйцеедами теленоминами Telenomus chloropus Thoms. и Trissolcus grandis Thoms. на 50–80 % (которые являются основными яйцепаразитами клопа вредная черепашка Eurygaster integriceps Put.), то количество паразитированных яйцекладок N. viridula L. энтомофагом Trissolcus sp. не превышало 1 %, а у P. rufipеs L. зараженных теленомусами яйцекладок нами не обнаружено.
Современный подход к борьбе с клопами-щитниками должен базироваться на экологических принципах и подходах, позволяющих на начальных этапах максимально снизить численность вредителя и уменьшить пестицидную нагрузку на ценоз, чтобы затем постепенно перейти к системам интегрированной защиты и далее – к органическому земледелию.
Значительную роль в системах экологического земледелия играет агротехнический метод. Среди агротехнических приемов, позволяющих снизить вредоносность клопов, рассматривалось использование приманочных посевов рапса, горчицы и других представителей семейства крестоцветных, которые заселяются клопом раньше основной культуры и на которых могут применяться пестициды [12, с. 205–215, 13, с. 350–355]. Не рекомендуется высаживать растения табака рядом с пасленовыми культурами, такими как томаты или баклажаны, а также использовать их в качестве предшественников, поскольку и N. viridula L., и Pentatoma rufipеs L. в большинстве случаев предпочитают в качестве кормовых растений именно пасленовые растения.
Однако агротехнические приемы, согласно нашим данным и результатам зарубежных источников, не обеспечивают полной защиты табака от щитников [13, с. 350–355]. Исходя из этого, были испытаны биопрепараты различной природы – Боверин СК на основе гриба Beauveria bassiana (Bals.-Criv.) Vull., битоксибациллин СП на основе бактерии Bacillus thuringiensis Berliner и Фитоверм-М, созданный на основе аверсектина С, являющегося метаболитом почвенных грибов рода Streptomyces, а также малотоксичный химический препарат Димилин (по характеру своего действия являющийся ингибитором синтеза хитина). Эти препараты зарегистрированы против широкого круга вредителей, но не зарегистрированы на табаке против N. viridula L. Зеленый овощной клоп был выбран нами в качестве основного объекта для скрининга биосредств как наиболее многочисленный и вредоносный. Первоначально препараты были испытаны в лабораторных условиях против его личинок III–IV возрастов, где из биосредств в лучшей степени зарекомендовал себя Фитоверм-М (2 г/л) КЭ в концентрации 0,3 %, что достоверно не отличалось от эталонного препарата Би-58 Новый (табл. 2). Характер его действия проявился уже на третьи сутки, и препарат обеспечил гибель 91,1 % личинок незары.
Таблица 2
Лабораторная эффективность препаратов против зеленого овощного клопа N. viridula L. (ВНИИТТИ, ВНИИБЗР, 2015–2016 гг.)
|
Препарат |
Гибель насекомых по дням учета, % |
Биологическая эффективность, % |
||
|
через 3 сут. |
через 7 сут. |
через 10 сут. |
||
|
Боверин – 1,7 % |
32,0 |
39,0 |
64,1 |
63,1 |
|
Битоксибациллин – 1,7 % |
39,0 |
64,0 |
80,0 |
79,0 |
|
Фитоверм-М – 0,3 % |
75,0 |
85,0 |
92,1 |
91,1 |
|
Димилин – 0,1 % |
44,0 |
80,0 |
86,0 |
85,0 |
|
Би-58 Новый – 0,1 % |
90,0 |
95,0 |
95,0 |
94,0 |
|
Контроль (без обработки) |
– |
1,0 |
5,0 |
– |
|
НСР0,95 |
5,4 |
6,2 |
6,6 |
5,8 |
Полученные данные позволили использовать биоинсектицид Фитоверм-М в условиях полевого мелкоделяночного опыта против только что отродившихся личинок незары зеленой I возраста и, частично, против имаго (поскольку отрождение личинок у щитника в условиях полевого стационара происходит неравномерно, обработку проводили при 80 % отродившихся яйцекладок) первой генерации на растениях табака, при численности выше экономического порога вредоносности (ЭПВ), который для данного вида щитников на сегодняшний день четко не установлен, однако для близких видов на овощных пасленовых культурах составляет 3–5 экз/м2. Обработку проводили однократно, в вечернее (после 19 часов) время, в качестве эталона использовали препарат Би-58 Новый, в контроле растения обрабатывали водой. Как показали результаты полевого скрининга, применение инсектицида Фитоверм-М, КЭ привело к снижению численности личинок клопа на 88,5 %, что достоверно не отличалось от эффективности в эталонном варианте с обработкой препаратом Би-58 Новый – 90,0 % (табл. 3). Причем необходимо отметить, что последействие Фитоверма выражалось в том, что у выживших самок N. viridula L. отсутствовала яйцекладка.
Таблица 3
Биологическая эффективность инсектицида Фитоверма-М, КЭ (0,2 г/л) ООО НБЦ «Фармбиомед» против клопа Nezara viridula L. на табаке (ВНИИТТИ, 2017–2018 гг.)
|
Препарат |
Гибель личинок по дням учета, % |
Биологическая эффективность, % |
Гибель имаго по дням учета, % |
Биологическая эффективность, % |
|||
|
7 сут |
14 сут |
21 сут |
7 сут |
14 сут |
|||
|
Фитоверм М, 0,5 кг/га |
92,2 |
1,1 |
2,2 |
88,5 |
80,4 |
3,0 |
77,4 |
|
Би-58 Новый, 1,2 л/га (эталон) |
97,0 |
1,0 |
0 |
90,0 |
85,0 |
3,0 |
81,0 |
|
Контроль (без обработки) |
1,0 |
5,0 |
1,0 |
– |
4,0 |
3,0 |
– |
|
НСР0,95 |
6,4 |
0,8 |
0,7 |
4,4 |
4,5 |
1,5 |
3,7 |
Использование препарата Фитоверм-М на молодых растениях способствовало снижению поврежденности листовой поверхности табака и препятствовало дальнейшему распространению вредителя, и численность последующих генераций N. viridula L. была на протяжении всего вегетационного сезона ниже ЭПВ.
Заключение
Представители семейства пентатомиды (Pentatomidae) широко распространены на растениях табака, причем наибольшую угрозу представляет зеленый овощной клоп N. viridula L. Остальные виды, такие как P. rufipеs L. и D. baccarum L., встречаются спорадически и особой угрозы для растений не представляют. Широкая экспансия вида N. viridula L. стала возможной благодаря практически полному отсутствию аборигенных энтомофагов, которые регулируют численность остальных щитников.
Для борьбы с зеленым овощным клопом возможно использование биопрепарата Фитоверм М. Эффективность его применения достоверно не отличалась от эффективности химического средства Би-58 Новый и составляла 89 % против личинок, 77 % против имаго.
Исследования ФГБУ ВНИИБЗР выполнены согласно заданию № 075-00376-19-00 Министерства науки и высшего образования РФ в рамках НИР по теме № 0686-2019-0010, исследования ФГБНУ ВНИИТТИ выполнены согласно заданию № 075-00379-19-00 Министерства науки и высшего образования РФ в рамках НИР по теме № 0687-2019-0008.