Биоэкологические особенности развития и вредоносность смородинной узкотелой златки (Agrilus ribesi schaefer) в зоне Оренбургского степного Зауралья (стр. 1 )

На правах рукописи

БИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ И ВРЕДОНОСНОСТЬ СМОРОДИННОЙ УЗКОТЕЛОЙ ЗЛАТКИ (AGRILUS RIBESI SCHAEFER) В ЗОНЕ ОРЕНБУРГСКОГО СТЕПНОГО ЗАУРАЛЬЯ

Специальность 06.01.07 – защита растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата биологических наук

Москва 2012

Работа выполнена на кафедре зоологии, экологии и анатомии Оренбургского государственного педагогического университета

Научный руководитель: доктор биологических наук

Зейналов Адалет Сехрабович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор кафедры защиты растений

РГАУ – МСХА имени

кандидат биологических наук, старший научный

сотрудник ГНУ ВНИИФ Россельхозакадемии

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский

институт садоводства

имени РАСХН

Защита диссертации состоится ……………………в ………….. на заседании диссертационного совета Д 220.043.04 при ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени » (тел/факс

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке РГАУ-МСХА имени .

Автореферат разослан « » 2012 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета,

доктор биологических наук

Актуальность темы. Из ягодных культур в нашей стране, и на Урале, наи-большее распространение получила чёрная смородина. Она обладает рядом полезных свойств и имеет исключительно важное значение для лечебно–диетического питания. В посадках чёрной смородины встречаются специализированные и многоядные виды насекомых – фитофагов, способных нанести серьезный урон и существенно снизить продуктивность растений. Особое значение имеют быстро размножающиеся виды.

Наиболее агрессивными, скрытноживущими, трудно подавляемыми вредите-лями побегов и ветвей смородины являются представители узкотелых златок (Рихтер, 1944; Ильинский, 1948; Загайкевич, 1962; Анисимова, 1973; Калашян, 1987; Алексеев, 1988 и др.). Впервые обнаруженная нами на смородине, в нашей зоне, узкотелая златка (Agrilus ribesi Schaefer) способна повреждать не только ослабленные, но и здоровые растения, приводя к их гибели.

Работы по изучению биологии, экологии, вредоносности данного вредителя, а также биоразнообразия вредной и полезной энтомофауны в агробиоценозах чёрной смородины в пределах Оренбургской области и, в частности, Оренбургского степного Зауралья ранее не проводились.

Данные по биоэкологическим особенностям и хозяйственному значению златок, вредящих смородине, отрывочны. Не разработана система мониторинга за смородинной узкотелой златкой. Отсутствует система мероприятий по снижению её вредоносности, с учётом современных экологических и санитарно-гигиенических регламентов на ягодниках.

Цель исследований. Целью исследований являлась изучение биоэкологичес-ких особенностей развития, вредоносности смородинной узкотелой златки (Agrilus ribesi Schaefer), разработка системы мониторинга и защиты от неё насаждений смородины.

Задачи исследований: 1) Выявить видовой состав энтомокомплекса агробио-ценозов чёрной смородины в условиях Оренбургского степного Зауралья, выделить доминирующие и менее значимые виды насекомых – фитофагов;

2) Изучить биологические и экологические особенности смородинной узкоте-лой златки (Agrilus ribesi Schaefer) в условиях Оренбургского степного Зауралья;

3) Оценить зависимость динамики численности популяции вредителя от абиотических и биотических факторов среды;

4) Оценить характер и степень вредоносности фитофага;

5) Оптимизировать сроки мониторинга численности и вредоносности смородинной узкотелой златки;

6) Разработать агротехнические и биологические методы борьбы со смородин-ной узкотелой златкой;

7) Определить критерии целесообразности применения средств химической защиты против вредителя в посадках чёрной смородины;

8) Разработать элементы интегрированной системы защиты черной смородины от смородинной узкотелой златки.

Научная новизна. Впервые проведена инвентаризация видового состава и экологических групп насекомых фитофагов и энтомофагов в посадках чёрной смородины Оренбургского степного Зауралья. Выявлены биологические особенности доминирующего фитофага Agrilus ribesi Schaefer, впервые обнаруженного нами в данном регионе. Изучены степень вредоносности и распространения вредителя на территории Оренбургской области. Определён комплекс абиотических и биотических факторов, влияющих на динамику численности популяции смородинной златки. Зарегистрированы шесть видов насекомых энтомофагов смородинной златки, способные заражать от 27,8 до 50 % личинок вредителя, один из которых (Xylophrurus dispar Thunb.) указывается на златке впервые. Разработаны элементы интегрирован-ной системы регуляции численности и вредоносности смородинной узкотелой златки.

Теоретическая и практическая значимость работы. Выявлен высокий уровень вредоносности и распространения на территории Оренбургской области Agrilus ribesi, оптимизированы сроки мониторинга численности и вредоносности этого насекомого. Результаты полевых и производственных опытов позволяют обосновать целесообразность применения биологических, агротехнических и химических мер борьбы с вредителем. Впервые разработаны элементы интегрирован-ной системы мероприятий по контролю численности и вредоносности смородинной узкотелой златки, которые могут быть использованы в организации экологизирован-ных защитных мероприятий в агробиоценозах чёрной смородины.

Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссерта-ции доложены на итоговых научно-практических конференциях преподавателей и студентов Орского гуманитарно-технологического института (филиала) ГОУ ОГУ (2007; 2008; 2010); I Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных с международным участием (Чебоксары, 2009); Всероссийских научно-практических конференциях: «Актуальные проблемы охраны почв, биологического разнообразия и здоровья человека в условиях трансформирован-ной среды обитания» (Оренбург, 2009г.) и «Актуальные проблемы изучения биоты Южного Урала и сопредельных территорий» (Орск, 2010); Международных научно-практических конференциях: «Инновационные направления и проблемы в защите садо-вых культур от вредных организмов на современном этапе» (М., 2010) и «Инновацион-ные направления в агротехнике садовых культур» (М., 2012); V Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы экологии Южного Урала» (Оренбург, 2011).

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликованы 11 работ, в т. ч. в изданиях рекомендуемых ВАК РФ 5 и монография (в соавторстве).

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций производству, списка литературы и 18 приложений. Основной текст изложен на 154 страницах машинописного текста и содержит 50 таблиц, 45 рисунков. Список цитируемых работ включает 214 наименований, в т. ч. 20 иностранных.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю – доктору биологических наук , а так же профессору Г. В. Ни, (ОГПУ), , (ЗИН РАН СПб.).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель и задачи исследования.

Глава 1. Обзор литературы

В главе на основе анализа отечественных и зарубежных источников рассмотрено расширение видового состава, экологических групп, вредоносность и хозяйственное значение насекомых фитофагов чёрной смородины. Дана подробная характеристика распространения, вредоносности и хозяйственного значения узкоте-лых златок рода Agrilus Curtis (Buprestidae, Agrilinae), как наиболее агрессивных внутристеблевых вредителей смородины и других лиственных древесных и кустарниковых пород. Уделено существенное внимание проблемам и перспективам экологизации систем защитных мероприятий чёрной смородины от узкотелых златок.

Глава 2. Условия, объекты и методы исследования

Исследования проводились в течение 2006–2011 гг. Обследовались основные садоводческие хозяйства и питомники Оренбургской области: МУП «Новоорский плодопитомник» с. Плодовое (Новоорский район); ГНУ Оренбургская опытная станция садоводства и виноградарства (Оренбургский район); личное подсобноё хозяйство (Кувандыкский район); СПК Саракташский плодопитомник (Саракташский район). Обследованы, в общей сложности 52 сорта черной смороди-ны. Общая протяжённость обследуемой территории более 400 км.

2.1. Эколого-географичекая характеристика района исследования

В главе приведена эколого-географическая характеристика Оренбургской области. Описаны физико-географические и климатические особенности района исследований (рельеф, гидрология, геология, почва), дана подробная характеристика погодных условий в годы исследований.

2.2. Объекты и методы исследования

Учёт видового разнообразия полезной и вредной энтомофауны агробиоценозов чёрной смородины осуществлялся при стационарных и маршрутных обследованиях насаждений. Сбор энтомологического материала проводился по общепринятым и специ-альным энтомологическим методикам (Barber, 1931; Добровольский, 1954; Савздарг, 1960; Фасулати, 1971; Болотникова, Ярчаковская, 1991; Васькин, 2006; Зейналов, 1997).

Учёт внутрипобеговых вредителей проводился осенью после листопада и весной до начала набухания почек. Обследовались не менее 50 кустов. С четырёх сторон куста, на уровне почвы, срезались 4 учётные ветви нулевого порядка 2–4 летнего возраста. Затем, в лабораторных условиях, для каждой ветви составлялась схема, с указанием возраста и порядка ветвления побегов. Каждая ветвь разрезалась вдоль, с указанием расположения вредителя от основания ветвей, длины хода, направления его движения. Затем устанавливали вероятность поражения личинок златки наездниками и количество их личинок в каждой личинке хозяина. Повреждение личинками златки корневой системы смородины учитывалось при анализе корней (Болотникова, Сильванович, 1985; Ваганова, 1972).

Динамика преимагинального развития, установление числа линек и возрастов личинок златки прослеживались с момента их отрождения до выхода имаго. Каждые 2–7 дней вскрывали не менее 30 срезанных ветвей с предварительно выявленными на них яйцекладками (по 3 ветви в 10 местах). Обнаруженные личинки исследовались под бинокуляром МБС-9, снималась биометрические показатели, учитывался их возраст. Число линек устанавливалось при тщательном обследовании ходов, по обнаруженным хитинизированным тёмно-коричневого цвета придаткам брюшка, остающимся после линек личинок, и по биометрическим данным самих личинок.

Динамика суточной активности жуков златки регистрировалась при разных погодных условиях, при постоянном наблюдении в течение светлого времени суток. Данные погодных условий фиксировались с помощью комбинированного прибора «ТКА – ПКМ».

Соотношение полов учитывалось путём выведения жуков из собранных куколок и при отлове имаго в период лёта. Плодовитость и физиологический возраст учитывались при вскрытии молодых, только вылетевших из куколок самок златки и путём их отлова, в период лёта. В лабораторно-полевых условиях, в специально изготовленные садки подсаживали только что отродившихся жуков златки, для подсчёта яйцевой продукции. Наблюдения проводили в трёхкратной повторности.

В опытах испытывались пестициды, разрешённые к применению в плодоносящих насаждениях чёрной смородины после цветения культуры, которые ранее не применялись против златок. Нормы расхода соответствовали рекомендуемым против других вредителей на этой культуре. Лабораторные испытания пестицидов, против жуков златки, были проведены методом экспресс-анализа (Коваленков, 1999, 2002). Опыты имели 4-х кратную повторность, с 4 вариантами при применении биопрепарата Битоксибациллин, П (0,6 %; 0,8 % и 1 % концентрации по препарату) и с 6 вариантами при использовании химических средств защиты (Кинмикс (0,04 %), Новактион (0,15; 0,3 %), Искра (0,1 %), Актеллик (0,2 %)).

Полевые-мелкоделяночные опыты включали 7 вариантов в 4 кратной повторности. Схема посадки насаждения 1х3 м. Растения обрабатывали с помощью ручного ранцевого опрыскивателя ОП-207. Количество учетных кустов на вариант было 12 (по 3 в каждой повторности).

Промышленные испытания средств защиты (площадь 5 га, схема посадки 1х3 м) проводились на 6 сортах черной смородины, включали 4 варианта в 4 кратной повтор-ности. Обработки проводились с помощью тракторного опрыскивателя (ОМ – 400).

Агротехнические меры борьбы со златкой проводились путём обрезки повреждённых ветвей в период набухания-распускания почек, массового цветения и после опадения листьев смородины. Рендомизированно в 4 местах (по 1 кусту) на 4 рядах чёрной смородины сорта Аргазинская срезали поврежденные и отстающие в росте ветви (всего 48 кустов). Из всех срезанных ветвей выбиралась средняя проба – 100 ветвей (по 25 одно-, двух-, трёх - и четырёхлетних ветвей). Затем в лабораторных условиях проводилось их вскрытие и учёт вредителя.

Биологическая эффективность испытываемых препаратов определялась по формуле Гендерсона-Тилтона (Pűntener, 1981). Статистическая обработка полученных данных проведена с использованием методов дисперсионного анализа (Литлл, Хилз, 1981; Доспехов, 1985).

Глава 3. Биоразнообразие вредной и полезной энтомофауны в агробиоценозах смородины чёрной Оренбургского степного Зауралья

3.1. Видовое разнообразие фитофагов в насаждениях смородины черной

За годы исследований нами зарегистрировано 67 видов насекомых – фитофагов чёрной смородины, относящихся к семи отрядам. Преобладали виды жесткокрылых 38,8 %, чешуекрылых 26,9 % и клопов 20,9 %. В меньшем количестве встречались представители равнокрылых хоботных 7,4 % и прямокрылых 3 %. Доля двукрылых и перепончатокрылых составляла по 1,5 %.

По пищевой специализации доминировали полифаги (83,6 %), олигофаги составляли – 13,4 % и 3 % – монофаги. В органотропном отношении преобладали вредители листвы – 77,6 %, побегов и ветвей – 26,9 %. Вредители генеративных органов составляли – 25,4 %, а корневой системы и почек смородины по 16,4 %.

Доминирующим по вредоносности фитофагом была смородинная узкотелая златка (Agrilus ribesi Schaefer). Этот вредитель наносил серьёзный ущерб растениям чёрной смородины и зачастую приводил их к гибели.

3.2. Паразитические и хищные насекомые – энтомофаги в агробиоценозах смородины чёрной

В посадках чёрной смородины нами выявлено 17 видов насекомых энтомофагов, относящихся к пяти отрядам. Преобладали представители отрядов жесткокрылых и перепончатокрылых – по 35,3 %. Сетчатокрылые составили 17,6 %. На долю представителей отрядов двукрылых и верблюдок приходилось по 5,9 %. Среди них по пищевой специализации доминировали олигофаги – 52,9 %, полифаги составляли – 41,2 %, а монофаги – 5,9 %.

Выявленное соотношение пищевых групп насекомых энтомофагов объясняется тем, что посадки ягодников являются многолетним агробиоценозом, с относительно стабильным населением и сложившимися биоценотическими связями, причём, группа олигофагов объединяет наиболее специализированных насекомых.

Глава 4. Биоэкологические особенности смородинной узкотелой златки в условиях Оренбургского степного Зауралья

4.1. Биологические особенности смородинной узкотелой златки

Смородинная узкотелая златка – Agrilus ribesi Schaefer относится к подсемейству – Agrilinae, роду Agrilus Curtis (Coleoptera, Buprestidae). Это транспалеарктический вид, имеющий ростовые и цветовые вариации. Является агрессивным вредителем смородины и крыжовника.

Личинки причиняют основной вред, развиваясь внутри побегов (ветвей) чёрной смородины, выедают их изнутри, что приводит к усыханию и гибели ветвей.

Важное практическое значение при обрезке кустов смородины имеют сведения о местах локализации личинок внутри побегов. По нашим данным, основная часть зимующих личинок Agrilus ribesi обнаружена в ветвях двух (32,1 %) и трёх летнего (40,2 %) возраста (табл. 1).

Таблица 1

Процентное соотношение зимующих личинок Agrilus ribesi Schaefer в разновозрастных ветвях чёрной смородины

Период учёта	Выявлено личинок златки	Из них в ветвях, %
одно-летних	дву-летних	трёх-летних	четырёх-летних	пяти-летних
2008–2009 гг. (осень–весна)	290	9,7	22,1	45,9	14,5	7,9
2009–2010 гг. (осень–весна)	626	9,7	36,7	37,1	12,8	3,7
2010–2011 гг. (осень–весна)	503	9,5	32,2	40,8	12,1	3,4
Всего	1419	9,7	32,1	40,2	12,9	4,4

При этом была отмечена зависимость расположения зимующих личинок златки от порядков ветвления ветвей чёрной смородины разных возрастов. Большая часть зимующих личинок (55,6 %) выявлена в побегах нулевого порядка ветвления. В вет-вях одно и двухлетних личинки преимущественно встречались в побегах нулевого порядка ветвления (100 и 68,4 %). В трёх и четырёхлетних ветвях личинки встреча-лись в побегах первого порядка ветвления (48,3 и 40,6 %). В пятилетних ветвях в побегах второго порядка ветвления выявлено 48,8 % зимующих личинок златки.

Учёт направления движения личинок внутри побегов существенных отличий не выявил – 51 % личинок было ориентировано вниз и 49 % вверх. Средняя длина хода личинок, составляла около 40 см. Ходы были прямые, спиралевидные или зигзагообразные. Основная часть зимующих личинок выявлена на высоте от 10 до 60 см от основания ветвей. В корнях повреждений и личинок златки не обнаружены.

В наших условиях личинки Agrilus ribesi линяют 3 раза и имеют 4 возраста. Биометрические показатели разных возрастов личинок приведены в таблице 2.

Таблица 2

Биометрические показатели разных возрастов личинок Agrilus ribesi Schaefer

Возраст личинок	Ширина 1-го грудного сегмента, мм	Длина личинок, мм
минимальная	средняя	максимальная	минимальная	средняя	максимальная
I	0,4	0,5±0,006	0,6	1,6	2,4±0,05	3,2
II	0,7	0,9±0,01	1,1	4,0	6,2±0,14	8,5
III	1,3	1,5±0,014	1,8	9,2	13,5±0,28	17,8
IV	2,0	2,1±0,007	2,2	15,9	17,9±0,14	19,8

В зимний покой уходили личинки как 3-го и 4-го, так и 2-го возрастов, их зрелость во многом определялась погодными условиями в период летне-осеннего питания. Весной возобновление активного питания перезимовавших личинок отмечено во второй, начале третьей декады апреля, при сумме эффективных температур (СЭТ) (порог 5 °С) 24–29,2 °С.