ОБЗОРЫ
УДК 632.78:632.936.2
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛОВЫХ ФЕРОМОНОВ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПОПУЛЯЦИИ ВРЕДНЫХ ЧЕШУЕКРЫЛЫХ
© 2015 г. Т.А. Рябчинская, Д.А. Коле^ва, Н.А. Саранцева, Г.Л. Харченко, И.Ю. Бобрешова
Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений Минсельхоза РФ 396030 п. Рамонь, Воронежская обл., Россия E-mail: vniizr_direktor@mail.ru
Поступила в редакцию 05.06.2015 г.
В статье представлен обзор литературных источников по разработке приемов использования синтетических половых феромонов насекомых для снижения численности вредных видов, а также основные результаты исследований ВНИИЗР по данному направлению.
Ключевые слова: синтетические половые феромоны, снижение плотности популяции, вредные чешуекрылые.
ВВЕДЕНИЕ
Половые феромоны насекомых являются летучими биологически активными веществами, осуществляющими внутрипопуляционные коммуникационные дальнедистантные связи между особями разного пола. В настоящее время известны основные составы феромонов для нескольких тысяч насекомых.
В конце прошлого столетия во всем мире проводили широкие исследования по разработке приемов использования синтетических половых феромонов насекомых (СПФ) в системах защиты сельскохозяйственных культур от вредных членистоногих как в целях мониторинга и установления целесообразности и оптимальных сроков проведения защитных мероприятий, так и для непосредственного подавления популяции вредителей. Большинство СПФ не представляют гигиенической опасности, т. к. относятся к классу малотоксичных для теплокровных организмов препаратов (ЛД50 - от 4.5 до 15 г/кг веса и более). Они характеризуются очень высокой скоростью деградации в окружающей среде и обладают достаточно высоким уровнем селективности действия, что особенно характерно для этой группы биологически активных веществ (БАВ).
Многочисленные исследования показали, что СПФ имеют сложный состав и чаще всего мно-
гокомпонентны, причем у преобладающего большинства насекомых полный состав компонентов до настоящего времени не расшифрован. Однако наличие минорных составляющих феромонной композиции обеспечивает их абсолютную ви-доспецифичность. СПФ, как правило, обладают лишь относительной специфичностью, что, тем не менее, является достаточным для достижения желаемых эффектов при их использовании как в целях феромониторинга, так и для снижения плотности популяций отдельных видов вредных насекомых. Феромонные ловушки нашли широкое применение в садах, виноградниках для наблюдений за динамикой численности, установления необходимости и целесообразности проведения различных защитных мероприятий [1]. Широко применяли феромонные ловушки в карантинной службе для обнаружения и установления очагов размножения опасных видов насекомых [2].
С распадом Советского Союза и резким ухудшением экономического положения, снижением финансирования научных исследований произошло сворачивание работ по изучению феромонов насекомых. Особенно резко упала доля исследований по использованию СПФ с целью подавления популяций вредных видов, поскольку именно это направление требует глубоких фундаментальных научных обоснований. Большинство научных разработок последнего десятилетия относилось
к вопросу феромонного мониторинга отдельных вредных видов. И если недостатка в разработках различных методик проведения феромониторинга не было, то вопросам синтеза данных биологически активных веществ и изготовлением феромонных материалов занималось все меньше отечественных научных учреждений. Недостаточность пропаганды достижений в этой области не вызывала ответной реакции сельхозпроизводителей, а, следовательно, и роста запросов на выпуск феромонных материалов.
В настоящее время интерес в нашей стране к СПФ значительно возрос. Свидетельством этого является увеличение заявок от различных хозяйств различных форм собственности на приобретение феромонов, поступающих в ЗАО "Щёлково Агро-хим". Разработкой отечественных феромонов насекомых и приемов их использования в практике защиты растений занимаются в нескольких научно-исследовательских лабораториях, среди которых ЗАО "Щёлково Агрохим", "Всероссийский научно-исследовательский институт карантина растений" и "Всероссийский институт биологических методов защиты растений". В этих учреждениях нарабатываются феромонные материалы для использования в программах мониторинга вредителей запасов в складских помещениях и карантинных объектов, а также насекомых-вредителей различных сельскохозяйственных культур.
Внедрение разработок отечественных производителей феромонов тормозится как высокой стоимостью исходных продуктов, так и трудностями, связанными с их государственной регистрацией. В РФ феромонные материалы включены в разряд пестицидов, хотя таковыми не являются. Использование феромонов осуществляется в очень низких дозировках: от 0.0025-0.005 г д.в./га в ловушках и до 0.5-20 г/га - при применении для борьбы с вредителями. Их опасность совершенно несопоставима с той опасностью, которую представляет использование других средств защиты растений [3, 4].
Для формирования в России рынка феромонов необходимо изменение их категории в государственной системе учета, а для появления высококонкурентного отечественного производства феромонов нужно пересмотреть и упростить систему регистрации препарата.
ОСНОВНЫЕ ПРИЕМЫ ПОДАВЛЕНИЯ
ВРЕДНЫХ ВИДОВ С ПОМОЩЬЮ СПФ
Механизмы феромонной связи насекомых сложны и детально еще не расшифрованы. Однако накопленные сведения, полученные в результате
многолетних исследований большого числа авторов, дают возможность определить степень воздействия синтетических феромонов на популяции вредных видов. Общий принцип действия СПФ на популяции вредных видов насекомых заключается в том, что аттрактивность их для самцов целевого вида соизмерима с популяционно-видовой нормой реакции на естественный феромон самок. Синтетические аналоги данных биологически активных веществ, помещенные в агроценоз, на конкурентных условиях включаются в природную систему феромонной коммуникации, а степень воздействия их на популяции определенного вида зависит от комплекса факторов абиотической и биотической природы.
Использование СПФ в целях непосредственного подавления популяций вредных видов чешуекрылых может достигаться двумя основными путями воздействия на поведение самцов. Первый путь состоит в элиминации самцов (метод "самцового вакуума") с помощью отлова их в феромонные ловушки. Второй путь заключается в нарушении естественных хемокоммуникационных связей в среде, насыщенной запахом синтетического феромона, отдельных его компонентов или веществ, не входящих в состав природного секрета желез самок, но вызывающих нарушение процессов хе-морецепторного восприятия самцами природного привлекающего вещества самок (антиферомоны). В результате данных воздействий снижается репродуктивный потенциал популяции, что приводит к ее подавлению. Оба эти приема при практическом использовании не всегда дают однозначные положительные результаты, что объясняется, в частности, существованием многофакторных связей между феромонной коммуникацией насекомых в популяции и ее репродуктивными возможно стя-ми, которые могут осуществляться дополнительно и другими природными механизмами (визуальными, тактильными и др.). Результативность этих методов тем больше, чем меньше компенсационный репродуктивный потенциал популяции. Например, чем более изрежена популяция, тем большее значение в ней для встречи особей разного пола приобретает феромонная коммуникация. И именно в разреженных популяциях эффективность использования феромонов в качестве средств борьбы оказывалась наиболее высокой.
МЕТОД ЭЛИМИНАЦИИ САМЦОВ
Эмпирическая проверка метода "самцового вакуума" на ряде объектов, а также моделирование процесса на популяционном уровне показали
возможность снижения численности и вредоносности отдельных видов вредителей. Такими объектами являлись чайные листовертки Adoxophyes spp. в Японии [5], гроздевая листовертка Lobesia botrana Denn. u. Schiff. - в Италии и Швейцарии [6, 7], сливовая плодожорка Grapholitha fune-brana Tr. [8, 9], яблонная плодожорка Laspeyresia pomonella L. [10]. Особенно большие успехи в использовании этого метода были достигнуты в борьбе с совками (Noctuidae) на хлопчатнике [11, 12].
Разработанные теоретические модели использования метода элиминации самцов свидетельствуют о том, что в случае создания дефицита самцов эффективность данного приема будет определяться поисковой способностью и фер-тильностью оставшихся в природе особей. У видов, обладающих способностью многократного спаривания, элиминация самцов в меньшей степени сказывается на снижении репродуктив-ности популяции. Все модели показывают также отсутствие положительного эффекта при высокой численности насекомых [5, 8].
Препятствием для получения желаемого практического эффекта может служить полигамия насекомых [13]. Кроме того, немаловажным фактором, затрудняющим достижение эффективности метода элиминации самцов, является невозможность предотвращения миграций оплодотворенных самок с окружающей территории. Поэтому существенную эффективность данный метод использования СПФ давал на больших площадях садов [14]. Однако имеются сообщения об эффективности массового отлова самцов и при средних уровнях плотности популяции вредителей, особенно при постановке экспериментов на больших площадях. При высокой численности вредного объекта рекомендуется, как правило, специальной обработкой, в частности, экологически безопасными средствами, снизить исходную плотность популяции [14-16].
Эффективность массового отлова самцов яблонной плодожорки изучали достаточно широко как в нашей стране, так и за рубежом. Согласно исследованиям многих авторов, успех данного метода зависит от комплекса факторов. Во-первых, используемые с данной целью диспенсеры (испарители феромона) должны обладать достаточно высокой аттрактивностью и способностью конкурировать с природными самками в отвлечении самцов. Во-вторых, ловушки должны размещаться на деревьях таким образом и с такой плотностью, чтобы обеспечить максимальный уровень элиминации самцов из по
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.