БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИНТЕТИЧЕСКОГО ПОЛОВОГО ФЕРОМОНА КАЛИФОРНИЙСКОЙ ЩИТОВКИ

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИНТЕТИЧЕСКОГО ПОЛОВОГО ФЕРОМОНА КАЛИФОРНИЙСКОЙ ЩИТОВКИ

Научная статья

Агасьева И.С.¹, Нефедова М.В.², Настасий А.С.^3, *_, Исмаилов В.Я.⁴

¹ ORCID: 0000-0002-1216-1106;

 ² ORCID: 0000-0001-5390-233X;

³ ORCID: 0000-0001-8324-0058;

⁴ ORCID: 0000-0002-6713-0059;

^{1, 2, 3, 4} Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений, Краснодар, Россия

* Корреспондирующий автор (nastasy.anton[at]yandex.ru)

Аннотация

В настоящее время половым феромонам отводится все более возрастающая роль в стратегии и тактике защиты растений. Обладая высокой биологической активностью, они малотоксичны, высокоспецифичны, и являются экологически безопасными средствами мониторинга и контроля численности вредителей. Испытаны в полевых условиях ряд феромонных препаратов синтеза ФГБНУ ВНИИБЗР и подобраны оптимальные рецептуры препаративных форм феромона калифорнийской щитовки. Испытания ряда феромонов калифорнийской щитовки синтеза различных учреждений показали их высокую биологическую эффективность, что и было использовано в разрабатываемых системах защиты яблони.

Ключевые слова: половые феромоны, биологическая система защиты, плодовые культуры, калифорнийская щитовка (Quadraspidiotus perniciosus Comst.).

BIOLOGICAL EFFICIENCY OF SYNTHETIC SEX PHEROMONES OF CALIFORNIAN PARLATORIA

Research article

Agasyeva I.S.¹, Nefedova M.V.², Nastasiy A.S.^3, *_, Ismailov V.Ya.⁴

¹ ORCID: 0000-0002-1216-1106;

  ² ORCID: 0000-0001-5390-233X;

³ ORCID: 0000-0001-8324-0058;

⁴ ORCID: 0000-0002-6713-0059;

^{1, 2, 3, 4} All-Russian Research Institute of Biological Plant Protection, Krasnodar, Russia

* Corresponding author (nastasy.anton[at]yandex.ru)

Abstract

Currently, sex pheromones play an increasingly growing role in the strategy and tactics of plant protection. Possessing high biological activity, they are low-toxic, highly specific, and environmentally safe means of monitoring and controlling the number of pests. A number of pheromone preparations synthesized at the FSBSI All-Russian Research Institute of Biological Plant Protection were tested under field conditions and the most efficient formulations of preparative forms of the Californian Parlatoria pheromone were selected. Tests of a number of pheromones of the Californian Parlatoria for the synthesis of various institutions have shown their high biological efficiency, which was used in the developed systems for the protection of the apple tree.

Keywords: sex pheromones, biological defense system, fruit crops, Californian Parlatoria (Quadraspidiotus perniciosus Comst.).

Современные системы защиты растений, особенно плодовых культур недостаточно эффективны без научно-обоснованных прецизионных методов мониторинга вредных объектов. К ним относится мониторинг вредителей с помощью синтетических половых феромонов. Их высокая биологическая активность, специфичность в отношении целевых видов и нетоксичность в отношении энтомофагов предопределяет их широкое применение для защиты растений в органическом земледелии [1], [7].

Синтетические половые феромоны нашли широкое применение в практике защиты растений как средство раннего обнаружения вредителей, наблюдения за динамикой численности насекомых с целью оптимизации сроков защитных мероприятий. Применение феромонных ловушек для надзора и оптимизации химических обработок позволяет повысить их биологическую эффективность и значительно сократить количество используемых инсектицидов, что дает высокий экономический эффект и снижает негативное влияние на окружающую среду [2, 3, 5].

Значительные успехи в оптимизации сроков защитных мероприятий достигнуты для яблонной, восточной плодожорок и ряда видов листоверток [8], [9].

Положительные результаты были получены американскими учеными, где использование феромонных ловушек для массового отлова самцов обеспечивало эффективное подавление яблонной плодожорки, если первоначальная плотность популяции которой была низкой [11].

Исследования, проведенные в предгорной зоне Крыма и Псковской области, показали, что размещение от 15 до 30 диспенсеров с феромоном на 1 га сада обеспечивало высокий уровень дезориентации самцов при поиске самок [4].

По данным швейцарских ученых опыты, проведенные в 62 садах, показали высокий эффект дезориентации яблонной плодожорки, поврежденность плодов составляла 0,5% [10].

Достижения в области идентификации и синтеза половых феромонов ряда вредных видов насекомых сделали реальным проведение широких исследований по практическому использованию их в целях надзора за популяциями, определения численности, оптимизации сроков проведения защитных мероприятий и непосредственного регулирования численности вредителей.

Несмотря на то, что многие приемы использования феромонных ловушек для мониторинга основных вредителей яблони достаточно изучены и широко применяются в практике защиты растений [6], [12], целый ряд объективных причин предопределяет необходимость расширения исследований в этом направлении. К ним относятся изменения видового состава вредных видов, разработка новых методов синтеза препаративных форм феромонов, идентификация минорных компонентов природных феромонов и связанное с этим изменение активности феромонных композиций, а также недостаточная изученность видового состава и динамики численности энтомоакарифагов. К тому же недостаточно исследованы проблемы использования феромонов для непосредственного регулирования численности вредных видов.

  Для этих целей были испытаны основные компоненты феромона особо опасного адвентивного вредителя яблони калифорнийской щитовки (Quadraspidiotus perniciosus Comst.) как в отдельности, так и в композициях.  В исследованиях применялась стандартная ловушка «Атракон А» с меняющимся во время учета клеевым вкладышем (клей «Липофикс»). Учет самцов и замену вкладышей проводили 2 раза в неделю. Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Установлено, что наибольшей аттрактивностью из испытанных компонентов обладал α-геранилпропионат. Смесь α-геранилпропионата и α-нерилпропионата (основных компонентов феромона, идентифицированного у этого вида), а α-нерилпропионат и β-геранилпропионат значительно уступали в биологической активности α-геранилпропионату (в 3, 12, 85 раз, соответственно).

 

Таблица 1 – Аттрактивность компонентов полового феромона калифорнийской щитовки (доза 1 мг на диспенсер)

Компоненты феромона	Отловлено самцов в среднем на 1 ловушку за период испытаний Х±Sx
α-геранилпропионат	7956 ± 830
α-нерилпропионат	694 ± 90
Смесь 1+2 соотн.1:1	2778 ± 250
β-геранилпропионат	161 ± 37
Ловушка без феромона (контроль)	6,8 ± 1,8

 

Яблоневый сад, где проводились испытания, имел выраженное очаговое заселение калифорнийской щитовкой, поэтому результаты отловов в ловушках каждой повторности варьировали в пределах трех-семи-кратной величины от минимального отлова. В контрольных ловушках без феромона отлова самцов практически не наблюдалось.

Из данных таблицы 1 следует, что наиболее активным компонентом полового феромона калифорнийской щитовки является α-геранилпропионат. Этот вывод подтверждается данными других исследователей [2].

В этой связи дальнейшие исследования проводились только в отношении α-геранилпропионата, хотя в дальнейшем необходимо будет изучить роль каждого отдельного компонента в химической коммуникации вида.

α-геранилпропионат испытывался в дозах 10, 50, 100, 250, 500 и 1000 мкг на ловушку. Повторность в опытах 3-5-кратная. Ловушки размещались на высоте 2 м в юго-западной части кроны яблони.

Первичные испытания, проведенные в садах с низкой и средней численностью калифорнийской щитовки, показали, что корреляции между увеличением дозы α-геранилпропионата и количеством отловленных самцов не наблюдается (таблицы 2, 3).

 

Таблица 2 - Уловистость ловушек в зависимости от дозы α-геранилпропионата (Краснодар, ВНИИБЗР)

Доза феромона, мкг	Отловлено самцов в среднем на 1 ловушку, экз.
	Август			Сентябрь			За весь период x±Sx
	I	II	III	I	II	III
10	1126,0	0	0,7	4,5	35,0	38,3	1204±184
50	1878,5	0	0,3	6,3	39,0	42,3	1966±44
100	1742,6	0	0	0,7	13,0	41,3	1797±61
500	1195,0	0,3	0	0	28,3	31,0	1254±45
1000	1243,9	1,6	1,0	1,0	28,0	11,0	1286±78
Контроль без феромона	0	0	0	0	0	0	0

 

Таблица 3 – Аттрактивность феромона калифорнийской щитовки в зависимости от дозы α-геранилпропионата (Краснодар, учхоз Кубань, КГАУ)

Доза феромона, мкг	Отловлено самцов в среднем на 1 ловушку, экз.
	Июль			Август					Сентябрь		За весь период x±Sx
	14	18	24	1	7	11	18	28	13	20
100	64,0	41,8	18,2	6,0	1,8	1,4	0	10	40,4	1,2	184,8±43,2
250	47,8	51,0	27,8	10,4	9,8	2,2	0,8	13,6	33,4	0,8	197,6±57,9
500	74,0	53,2	31,2	13,2	8,6	2,4	1,4	11,4	42,4	0,2	238,0±105,4
1000	88,0	67,4	30,4	11.4	7,8	3,8	1,2	11,8	39,2	3,2	264,2±70,6

 

Дальнейшие испытания, проведённые в 2016 в яблоневом саду  ООО Мичурина Красноармейского района Краснодарского края на фоне высокой численности калифорнийской щитовки, позволили в качестве оптимальной дозы признать 0,5 мг α-геранилпропионата на 1 диспенсер (таблица 4).

 

Таблица 4 – Аттрактивность феромона калифорнийской щитовки в зависимости от дозы α-геранилпропионата (АО им. Мичурина, Красноармейского района)

Доза феромона, мг	Отловлено самцов в среднем на 1 ловушку, экз.
	Повторность			x±Sx
	1	2	3
0,1	3520	2640	3156	3105,3
0,25	3696	4114	6072	4627,3
0,5	10450	7598	8975	9007,6
1,0	3420	5480	4807	4569

 

На основании испытаний доза феромона 0,5 мг на диспенсер рекомендована для использования в целях мониторинга и разработки приёмов регулирования численности вредителя методами массового отлова и разрыва химической половой коммуникации.

Испытания ряда феромонов калифорнийской щитовки различных научно-исследовательских учреждений показали их высокую биологическую эффективность и стандартность отлова насекомых феромонными ловушками, что и было использовано в разрабатываемых системах защиты яблони.

Многолетние испытания синтетических феромонов садовых вредителей показали, что в последние годы их состав и препаративные формы в основном стабилизированы и стандартность отлова насекомых феромонными ловушками вполне приемлема для практических целей. Ниже приведены результаты испытаний феромонов синтеза ООО «Феромон» (г. Москва) и ВНИИБЗР, которые показывают примерно одинаковую биологическую активность сравниваемых образцов (таблица 5).

 

Таблица 5 – Результаты сравнительной оценки феромонов яблонной плодожорки (Краснодар, ВНИИБЗР)

Производства СПФ	Привлечено самцов
	По данным учёта				Всего
	11.08	17.08	25.08	01.09
ООО «Феромон»	76	68	44	46	234±37
ВНИИБЗР	85	60	77	54	276±29

 

Испытания ряда феромонов калифорнийской щитовки синтеза различных учреждений показали их высокую биологическую эффективность и стандартность отлова насекомых феромонными ловушками.

В результате проведенных исследований установлено, что основным аттрактивным компонентом феромона фитофага является α-геранилпропионат, а оптимальной дозой его нанесения составляет 0,5 мг на диспенсер. Полученные данные явились основой для мониторинга вредителя в яблоневых садах Юга России, для разработки методов массового отлова и дезориентации самцов калифорнийской щитовки, результаты которых будут представленны в последующих сообщениях.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Агасьева И. С. Интегрированная защита сада от вредителей и болезней / И. С. Агасьева, В. Я. Исмаилов, Н.А. Щербаков и др. // Главный агроном. – 2012. – № 2. - С. 45-47.
2. Бичина Т. И. Биологическая активность компонентов полового феромона калифорнийской щитовки (Diaspididae реrniciosus Comst.) / Т. И. Бичина, Р. И. Ищенко, Б. Г. Ковалев и др. // Хеморецепция насекомых. – 1987. - № 9. – С. 89-92.
3. Емельянов В. А. Определение степени синхронности лета яблонной плодожорки Cydia pomonella L. и садовых листоверток (Lepidoptera, Tortricidae) при феромонном способе контроля / В. А. Емельянов, М. А. Булыгинская, З.В. Николаева и др. // Проблемы Энтомологии в России. – 1998. – № 1. – С. 130-131.
4. Емельянов В. А. Использование феромонов для борьбы с яблонной плодожоркой Laspeyresia pomonella L. (Lepidoptera, Tortricidae) методом элиминации и дезориентации самцов / В. А. Емельянов, М. А. Булыгинская // Энтомологическое обозрение. - 1999. – № 78-3. - С. 555-567.
5. Коваленков В. Г. Феромоны в интегрированных системах / В. Г. Коваленков, В. Я. Исмаилов, Н. М. Тюрина // Защита и карантин растений. – 2000. – № 8. – С. 12-13.
6. Пастарнак И. Н.Изучение химической коммуникации фитофагов яблони на внутри- и межвидовом уровнях / И.Н. Пастарнак, А. А. Пачкин, И. С. Агасьева и др. // Наука Кубани. -  - № 1. - С.48-53.
7. Пачкин А. А. Перспективы использования феромонов в защите яблоневого сада / А. А. Пачкин, М. В. Пушня, И.Н. Пастарнак и др. // Информационный бюллетень ВПРС МОББ. - 2015. – № 47. - С. 255-257.
8. Сумароков А. Ф. Возможности использования секс-ловушек с отечественным феромоном СР-2 для надзора за яблонной плодожоркой / А. Ф. Сумароков, Р. Н. Дубинец, А. И. Быховец // Ученые записки Тартуского университета. – 1980. – № 545. – С.48-53.
9. Cause R. Fluing actiwited study of thecodling moth by the reileaseapture method using sex traps in an apple orchard / R. Cause // Biol. Bundesanstalt fur Land - und Fortwirtschaft.-1978.-V.180. - P.68-71
10. Charmillot P. Lutte par confusion conte le carpocapsae Cydia pomonella en Suisse en 1996 an meyen des diffuseurs isomate - C Plus / P. Charmillot, D. Pasquier, L. Dorsal and others // Rev Suisse viticult., arboricult et horticult – 1997. - № 29-2. - C.91-96.
11. Gut Larry J. Feromon-based management of coding moth (Lepidoptera: Tortricidae) in Washington apple orchards / J. Gut Larry, Jay F. Brunner // J. Agr. Entomol. – 1998. – №1-4. – P. 387-405.
12. Pastarnak I. Study of intra-and interspecific chemical communications of phytophages in apple-tree orchard for the substantiation of pest management methods / I. Pastarnak, A. Pachkin, M. Pushnja // Plant protection for ecological sustainability of agrobioctnoses. Information bulletin IOBC EPRS: research articles of the International scientific conference, 21-24 April 2014, Kazakhstan.  Almaty, 2014. -  101-103

Список литературы на английском языке / References in English

1. Agas'eva I. S. Integrirovannaya zashchita sada ot vreditelej i boleznej [Integrated protection of gardens against pests and diseases] / I. S. Agas'eva, V. Ya. Ismailov, N. A. Shcherbakov and others // Glavnyj agronom [Major agronomist]. – 2012. – № 2. - P. 45-47. [in Russian]
2. Bichina T. I. Biologicheskaya aktivnost' komponentov polovogo feromona kalifornijskoj shchitovki (Diaspididae regniciosus Comst.) [The biological activity of the components of the sex pheromone of the San Jose scale (Diaspididae регniciosus Comst.)] / T. I. Bichina, R. I. Ishchenko, B. G. Kovalev and others // Hemorecepciya nasekomyh [Insect chemoreception]. – 1987. - № 9. – P. 89-92. [in Russian]
3. Emel'yanov V. A. Opredelenie stepeni sinhronnosti leta yablonnoj plodozhorki Cydia pomonella i sadovyh listovertok (Lepidoptera, Tortricidae) pri feromonnom sposobe kontrolya [Determining the degree of synchronicity in the flight of the apple moth Cydia pomonella L. and garden leafworm (Lepidoptera, Tortricidae) with the pheromone control method] / V. A. Emel'yanov, M. A. Bulyginskaya, Z. V. Nikolaeva and others // Problemy Entomologii v Rossii [Problems of Entomology in Russia]. – 1998. – № 1. – P. 130-131. [in Russian]
4. Emel'yanov V. A. Ispol'zovanie feromonov dlya bor'by s yablonnoj plodozhorkoj Laspeyresia pomonella L. (Lepidoptera, Tortricidae) metodom ehliminacii i dezorientacii samcov [The use of pheromones to combat the codling moth Laspeyresia pomonella (Lepidoptera, Tortricidae) by the method of elimination and disorientation of males] / V. A. Emel'yanov, M. A. Bulyginskaya // Entomologicheskoe obozrenie [Entomological review]. - 1999. – № 78. – 3. - P. 555-567. [in Russian]
5. Kovalenkov V. G. Feromony v integrirovannyh sistemah [Pheromones in integrated systems] / V. G. Kovalenkov, V. YA. Ismailov, N. M. Tyurina // Zashchita i karantin rastenij [Plant protection and quarantine] . – 2000. – № 8. – P. 12-13. [in Russian]
6. Pastarnak I. N. Izuchenie himicheskoj kommunikacii fitofagov yabloni na vnutri- i mezhvidovom urovnyah [The study of chemical communication of apple phytophagous at the intra- and interspecific levels] / I. N. Pastarnak, A. A. Pachkin, I. S. Agas'eva and others // Nauka Kubani [Science of Kuban]. - - № 1. - P.48-53. [in Russian]
7. Pachkin A. A. Perspektivy ispol'zovaniya feromonov v zashchite yablonevogo sada [Prospects for the use of pheromones in the protection of apple orchard] / A. A. Pachkin, M. V. Pushnya, I. N. Pastarnak and others // Informacionnyj byulleten' VPRS MOBB. [VPRS IOBB Newsletter.]. - 2015. -  № 47. – P. 255-257. [in Russian]
8. Sumarokov A. F. Vozmozhnosti ispol'zovaniya seks-lovushek s otechestvennym feromonom SR-2 dlya nadzora za yablonnoj plodozhorkoj [The possibility of using sex traps with domestic pheromone SR-2 for the supervision of the codling moth] / A. F. Sumarokov, R. N. Dubinec, A. I. Byhovec // Uchenye zapiski Tartuskogo universiteta [Scientific notes of the University of Tartu]. – 1980. – № 545. – P.48-53. [in Russian]
9. Cause R. Fluing actiwited study of thecodling moth by the reileaseapture method using sex traps in an apple orchard / R. Cause // Biol. Bundesanstalt fur Land - und Fortwirtschaft.- 1978.-V.180. - P.68-71
10. Charmillot P. Lutte par confusion conte le carpocapsae Cydia pomonella en Suisse en 1996 an meyen des diffuseurs isomate - C Plus / P. Charmillot, D. Pasquier, L. Dorsal, and others // Rev Suisse viticult., arboricult et horticult – 1997.-29, № 2. - P.91-96.
11. Gut Larry J. Feromon-based management of coding moth (Lepidoptera: Tortricidae) in Washington apple orchards / Larry J. Gut, Jay F. Brunner // J. Agr. Entomol. – 1998. – 1. - № 4. – P. 387-405.
12. Pastarnak I. Study of intra-and interspecific chemical communications of phytophages in apple-tree orchard for the substantiation of pest management methods / I. Pastarnak, A. Pachkin, M. Pushnja and others // Plant protection for ecological sustainability of agrobioctnoses. Information bulletin IOBC EPRS: Research articles of the International scientific conference, 21-24 April 2014, Kazakhstan. Almaty, 2014. -  101-103