Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Экологизация защиты капустных культур от основных чешуекрылых вредителей в условиях Московского региона

ВАК РФ 06.01.07, Плодоводство, виноградарство

Автореферат диссертации по теме "Экологизация защиты капустных культур от основных чешуекрылых вредителей в условиях Московского региона"

на правах рукописи

Хоанг Зиеу Линь

ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ЗАЩИТЫ КАПУСТНЫХ КУЛЬТУР ОТ ОСНОВНЫХ ЧЕШУЕКРЫЛЫХ ВРЕДИТЕЛЕЙ В УСЛОВИЯХ МОСКОВСКОГО

РЕГИОНА

Специальность: 06.01.07 — защита растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

15 Ш ¿015

005570554

Москва-2015

005570553

Диссертационная работа выполнена на кафедре защиты растений ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева».

Научный руководитель: Попова Татьяна Алексеевна,

кандидат биологических наук, доцент кафедры защиты растений ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева

Официальные оппоненты: Захаренко Владимир Андреевич,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАН, главный научный сотрудник лаборатории разработки систем защиты зерновых культур ФГБНУ «Московский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «Немчиновка»»

Афонина Валентина Матвеевна,

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник кафедры энтомологии Биологического факультета ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова»

Ведущая организация: ФГБНУ «Всероссийский научно-

исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур»

Защита диссертации состоится «02» сентября 2015 г. в 1300 часов на заседании диссертационного совета Д 220.043.04 на базе ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева» по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д.19, тел/факс: 8(499)976-21-84, e-mail: dissovet@timacad.ru

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ им. Н.И. Железнова РГАУ -МСХА имени К.А. Тимирязева и на сайте университета: http://www.timacad.ai Автореферат разослан « Q£r » июля 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук А.Н. Смирнов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современная концепция защиты растений реализована в понятии «интегрированная защита растений». Основным принципом интегрированной защиты растений (ИЗР) является регуляция популяций вредных организмов (Stark, 1973; Коппел, Мертинс, 1980; Фадеев и др., 1981; Захватит, 2013). Ее суть состоит в том, чтобы с помощью определенных средств и методов снижать плотность популяции вредного организма до уровня ниже порога вредоносности (Танский, 1988; Попов и др., 2003 и многие другие). При этом предпочтение следует отдавать нехимическим воздействиям на вредные организмы.

Концепция ИЗР хорошо разработана с теоретической точки зрения, однако системы (технологии) интегрированной защиты растений сформированы и внедрены в производство ещё в недостаточном объеме. Достичь решения этой проблемы возможно через разработку элементов ИЗР, через экологизацию защиты растений. Конечно же, защита капусты от чешуекрылых вредителей, которые могут сильно повреждать капусту, также делает данную работу актуальной. Однако селекционный процесс в овощеводстве не всегда ведется с учетом биоэкологических показателей развития вредителей на различных по степени устойчивости сортах и гибридах. То есть, степень разработанности именно этой проблемы еще недостаточна.

Цель работы: экологизация защиты капустных культур от основных видов чешуекрылых вредителей в условиях Московского региона.

Задачи исследований:

1. Определить основные биологические показатели (продолжительность развития и выживаемость) гусениц капустной совки на разных гибридах капусты.

2. Изучить пищевые предпочтешы гусениц капустной совки как основного вредителя в отношении разных гибридов капусты.

3. Определить комплексные биологические показатели основных чешуекрылых вредителей с помощью k-факторных таблиц выживания и репродуктивных таблиц.

4. Изучить полевую избирательность бабочек капустной совки и капустной моли при откладке яиц в отношешш различных гибридов капусты.

5. Выявить сорта и гибриды капусты, обладающие антибиотическими свойствами в отношении капустной совки и капустной моли.

6. Изучить и оценить эффективность ряда бактериальных препаратов на выживаемость капустной совки на фоне их питания на различных гибридах капусты.

Научная новизна работы. Построены к-факторные таблицы выживания капустной совки и капустной моли на перспективных гибридах капустных культур (белокочанной и брокколи). На основе лабораторных и полевых исследований выявлены различия в степени устойчивости (восприимчивости) гибридов капусты к капустной совке и капустной моли. Получены комплексные показатели репродуктивных таблиц капустной совки при прохождении преимагинального развития на различных по устойчивости гибридах капу сты.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость работы заключается в пополнении знаний в области популяционной экологии чешуекрылых вредителей, а именно в получении новых сведений в биоэкологии капустной совки и капустной моли на основе к-факторных таблиц выживания и репродуктивных таблиц. Практическая значимость работы заключается в выявлении устойчивых (чувствительных) перспективных гибридов капусты (белокочанной и брокколи) к капустной совке и капустной моли. Выявлены биоэкологические показатели вредителей, по которым возможно дифференцировать гибриды капусты по степени их устойчивости к фитофагам. Данные, полученные в результате исследований, могут быть использованы в селекционном процессе для первичной оценки линий и тестирования гибридов капусты в отношении устойчивости к основным видам чешуекрылых вредителей в полевых условиях.

Методология и методы диссертационного исследования. В работе использованы апробированные методы лабораторных и полевых научных исследований с насекомыми. В качестве методологии избраны принципы интегрированной защиты растений.

Апробация. Результаты исследований были доложены на Международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной созданию объединенного аграрного вуза в Москве (Москва, июнь 2014 г., РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева), Международной научно-практической конференции «Селекция на устойчивость к биотическим и абиотическим стрессорам у овощных культур» (11-13 августа 2014 г., ВНИИССОК)

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Биоэкологические характеристики популяций капустной совки и капустной моли (продолжительность развития и выживаемость гусениц на гибридах капусты, пищевые предпочтения гусениц, репродуктивные таблицы бабочек) как важный элемент выявления устойчивых гибридов капусты;

2. Уровень заселенности растений яйцекладками чешуекрылых и полевые К-факторные таблицы выживания популяций капустной моли и капустной совки на различных гибридах капусты.

Оба положения рассматриваются нами как элементы экологизации защиты капусты от чешуекрылых вредителей.

Публикации результатов исследований. По результатам работы были опубликованы 3 печатных работы, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 137 страницах, включает 27 таблиц и 24 рисунка. Диссертация состоит из введения, 7 глав, включая обзор литературы, объекты, методики и условия проведения наблюдешш и экспериментов, результаты исследований, заключения, рекомендаций производству, списка использованной литературы из 179 источников (из них 87 на английском языке), благодарностей, а также приложений.

Автор выражает благодарность научному руководителю к.б.н. доценту Т.А. Поповой за помощь и постоянное внимание к работе, заведующему кафедрой защиты растений д.б.н. профессору СЛ. Попову за методическую помощь и руководителю селекционной станции им. Н.Н. Тимофеева к.с.-х.н. Г.Ф. Монахосу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и практическая значимость темы исследований, сформулирована цель и поставлены задачи исследования, обозначены положения, выносимые на защиту.

Глава 1. Обзор литературы. Регуляция популяций основных вредителей на биологической основе как перспективное направление развития в экологической защите растений. Рассмотрены основные проблемы и перспективы развития защиты растений от вредителей на биологической основе, с подробным анализом таблиц выживания (life tables), с использованием для регулирования численности популяций вредителей капустных культур устойчивых сортов и гибридов, применения бактериальных препаратов.

Глава 2. Объекты, методики и условия проведения наблюдении и экспериментов.

Исследования проводили на кафедре защиты растений и селекционной станцшт имени Н.Н. Тимофеева РГАУ - МСХА имеш! К.А. Тимирязева в период 2013 - 2015 гг. на 13 гибридах капусты, в том числе 2-х гибридах брокколи Fi Партенон и Fi Гераклион, 11 гибридах белокочанной капусты (Fi) Колобок, Доминанта, Триумф, Галакси, Орион, Валентина, Агрессор, СБ - 3, Мишутка, Казачок и Экспресс.

Основными объектами исследований являлись капустная совка (Mamestra brassicae L.) и капустная моль (Plutella maculipennis Curt.). По стандартным

методикам в лабораторных исследованиях осуществляли оценку продолжительности развития и выживаемости гусениц капустной совки в зависимости от температуры и источников питания, определение пищевых предпочтений капустной совки, расчет плодовитости самок, полученных при культивировании на фазе личинок на различных гибридах капусты, изучение влияния ряда бактериальных препаратов на выживаемость гусениц капустной совки на фоне их обитания на разных гибридах капусты. Лабораторную оценку биологической эффективности биопрепаратов в зависимости от источника питания осуществляли методом пробит-анализа.

В полевых исследованиях для составления таблиц выживания был создан стационарный учетный участок. При выращивании капустных культур придерживались стандартной технологии производства белокочанной капусты. Повторность опыта 6-кратная, в каждой повторности - 10 растений. Расположение вариантов блоковое. Учет численности фитофагов проводили 1-2 раза в неделю, фиксируя видовой состав, стадии развития вредителей и, по возможности, факторы смертности.

Статистическая обработка результатов проводилась с помощью программы Statistica 5.5 и программы Excel.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 3. Продолжительность развития, пищевые предпочтения и выживаемость капустной совкп на гибридах капусты как показатель их устойчивости к фитофагам.

Экологизация защиты растений предусматривает использование жизненных показателей популяций вредных организмов, на основе которых возможно чётко судить о факторах воздействия на вредителя. К числу таких показателей несомненно относятся длительность развития активных преимагинальных стадий (личинок), выживаемость преимагинальных стадий на тестируемых в лаборатории пищевых источниках, плодовитость, комплексные репродуктивные характеристики (чистая величина репродукции - Ro, среднее время генерации - Т, биотический потенциал - гт и другие).

Экологизация защиты капустных культур от основных видов чешуекрылых вредителей также предусматривает применение средств и мер, которые уменьшают пестицидную нагрузку на культуру.

3.1. Продолжительность развития капустной совки на разных гибридах капусты.

Продолжительность развития любого насекомого зависит от различных факторов, в том числе и от кормового источника. При 24°С продолжительность развития преимагинальных стадий капустной совки варьировала от 22,2±0,69 сут на гибриде брокколи Р] Гераклион до 27, и 4,48 сут на белокочанной капусте Б] Колобок. На гибридах (Б]) Триумф и Казачок гусеницы развивались 25,0 сут, на Агрессоре - 24,0±5,35 сут (среднее ± БЕ). С точки зрешы длительности развития гусениц гибрид брокколи Б] Гераклион оказался самым пригодным для питания гусениц капустной совки.

Показано, что продолжительность развития гусениц капустной совки может служить одним из показателей антибиотического воздействия гибрида капусты.

В процессе селекционной работы важно уже на предварительном этапе работы оценить линии, используемые для выведения новых гибридов. С этой целью в 2014 г. мы изучали 3 линии белокочанной капусты: НИК 2 - 21, ДТ46а2 и Зм 2. Продолжительность развития преимагинальных стадий капустной совки на новых линиях белокочанной капусты оказалась более длительной, чем на гибридах. В частности, на линии НИК 2- 21 она составила 30,8±1,10 сут, на ДТ46а2 — 43,2±6,62 сут и на Зм 2 -36,0±4,31 сут.

3.2. Выживаемость капустной совкн на разных гибридах капусты

В лабораторных условиях на младших возрастах гусениц гибель особей была обычно не слишком высокой — неблагоприятное воздействие кормового источ!шка проявлялось позже. Ранее было установлено, что антибиотическое воздействие капустных культур на капустпую совку может происходить на старших возрастах гусениц и при их окукливашш (Попова, 1993). Действительно, и в наших исследовашых проявился этот факт.

В частности, в 2013 г. в варианте Агрессор к периоду окукливания смертность особей достигла 55 % в среднем, а на гибридах Орион и СБ-3 - 5 и 20 %, соответственно.

В 2014 г. в исследования были добавлены варианты Галакси и Валентина. В основном, тенденции, наметившиеся в 2013 г., сохранились и в 2014 г. Самая высокая смертность капустной совки была зафиксирована в варианте Валентина (68%). Стабильно высокая выживаемость (80%) на протяжении двух лет оказалась в варианте СБ — 3.

Согласно данным, полученным при изучении селекционного материала (отдельных линий), продолжительность развития на этих линиях была больше, чем на гибридах, и выживаемость - низкой. В вариантах ДТ46а2 и Зм 2 последний показатель не превышал 8%, в варианте НИК-2 -21-44 %.

Таким образом, учитывая низкую выживаемость гусениц капустной совки на изучаемых линиях и большую длительность развития вредителя, можно рекомендовать линии ДТ46а2 и Зм 2 для селекционного процесса с целью получения гибридов с повышенной устойчивостью к капустной совке.

3.3. Пищевые предпочтения капустной совки иа разных гибридах

При оценке биологических особенностей различных сортов и гибридов капусты пищевые предпочтения вредителя являются ценным параметром для оценки устойчивости сортов и гибридов культуры. В наших исследованиях новый гибрид позднеспелой белокочанной капусты Агрессор не отличался от других тестируемых поздних Р] гибридов (Валентина, Триумф и Орион). Предположительно, это можно объяснить близкими биологическими (возможно, и биохимическими) свойствами этих гибридов. Гибрид ?! Казачок оказался наиболее восприимчивым в отношении гусениц капустной совки по сравнению с остальными гибридами белокочанной капусты.

3.4. Плодовитость н репродуктивные таблицы капустной совки на разных гибридах капусты

Питание на неблагоприятном кормовом источнике может сказываться и на последующей плодовитости самок. Плодовитость изучаемой популяции капустной совки варьировала от 513,7 (вариант Агрессор) до 1142,1 яиц (линия НИК 2 - 21). В эталонном варианте (на гибриде Колобок) средняя плодовитость самок и число отложенных фертильных яиц по каждой самке находились в средних пределах и были равны 919,9 и 460,4, соответственно. Наоборот, на линии НИК 2-21 плодовитость насекомого была самой высокой и составила 1142,1 яиц/самку в среднем. Таким образом, можно предположить, что гибриды, полученные на основе данной линии, могут быть неустойчивыми к капустной совке, напротив, линии ДТ46а2 и Зм 2 могут повышать устойчивость к вредителю создаваемых на их основе гибридов.

Интересные данные получены в варианте Агрессор. После питания гусениц на этом ?! гибриде продолжительность жизни самок и самцов была максимальной, но плодовитость самок и число фертильных яиц оказались низкими, что также может служить косвенным свидетельством антибиотического воздействия данных растений на капустную совку. Выявлена тенденция к снижению плодовитости при питании гусениц на гибриде Б] Агрессор.

Кормовое растение может влиять и на дальнейшее развитие популяции насекомых, в частности, на соотношение полов в потомстве (Попова, 1993). Обычно в популяции капустной совки соотношение самок к самцам близко к 1:1. В наших исследованиях соотношение полов самок к самцам приведено в табл. 1.

Таблица 1 - Соотношение полов капустной совки в потомстве в зависимости от питания гусениц на различных гибридах капусты

Гибриды капусты Соотношение полов ($ : с?)

р! Колобок 1.0 1.4

Орион 1.0 1.2

Р] Гераклион 1.1 1.0

Г, СБ-3 1.3 1.0

Казачок 1.5 1.0

Агрессор 1.0 1.3

1Г1 Триумф 1.0 1.0

р! Галакси 1.15 : 1.0

Р] Валентина 1.0: 1.5

Линия НИК 2-21 1.6: 1.0

При питании гусениц капустной совки на гибридах (Т,) Колобок, Орион, Агрессор и Валентина произошло увеличение доли самцов, напротив, в вариантах Гераклион, СБ - 3, Казачок, Галакси и НИК 2-21 доля самок оказалась выше. Только при питании гусениц на гибриде Б, Триумф соотношение полов было приблизительно равным 1:1.

По данным, полученным в наших исследованиях, мы можем прогнозировать ресурсы развития популяции капустной совки на различных гибридах в следующем поколении.

В зависимости от соотношения полов в потомстве чистая величина репродукщш (Ио) популящш капустной совки при питании их гусениц на различных гибридах капусты варьировала с 71,8 (Б] Агрессор) до 451,9 (линия НИК 2-21). Эта величина также была высокой на брокколи Б] Гераклион и белокочанной капусте СБ - 3, и составила 312,1 и 389,6, соответственно. Можно спрогнозировать, что на гибридах ?! Гераклион и СБ-3 возможно существенное увелтение численности вредителя. Напротив, на гибриде Р] Агрессор можно ожидать незначительное увеличение численности капустной совки. Среднее время развития генерации (возраст Т), в котором самки капустной совки производили потомство, варьировало с 43,0 сут (гибрид Казачок) до 54,8 сут (линия НИК 2-21).

Таблица 2 - Общая характеристика репродуктивного периода капустной совки в лабораторных условиях

И, Гибриды и линии Период дополнительного питания, сут Продолжительность откладки яиц, сут Продолжительность жизни самок после откладки яиц, сут Продолжительность жизни самок, сут Продолжител ьность жизни самцов, сут Плодовитост ь одной самки Количество отложенных яиц, самка /сут Количество отложенных фертильных яиц, самка/ сут

Колобок 2,4±0,36 аЬ 6,6±1,62 2±0,93 11 ±2,25 10±1,09 а 919,9±181,8 ab 160,5±34,27 аЬ 86,7±41,89

Гераклион 2,4±0,51 аЬ 5,9±1,38 2,1 ±0,84 10,3±1,87 8,6±1,25 а 1151,6±301,4 2 b 196,6±49,71 Ь 90,1 ±60,08

СБ - 3 2±0,25 а 8,1±1,29 0,8±0,25 10,9±1,33 10,1±1,1 а 1120,3±312,1 7 ab 139,1±34,68 аЬ 88,7±48,4

Казачок 3,2±1,05аЬ 5,1±1,67 1,9±0,69 10,2±0,96 8,3±1,66 а 762±422,58 ab 124,8±48,14 аЬ 39,9±39,81

Агрессор 2,8±0,42аЬ 5,8±1,8 1,9±0,59 10,4±1,79 11,4±1,00 аЬ 513,7±218,13 а 86,4±22,84 а 24,0±19,84

Галакси 2.3±0.5 аЬ 5.4±1.17 2.6±2.01 10.3±2.52 13.8±2.64 Ь 967±259.52 ab 192.8±47.66 Ь 71.7±54.52

Линия НИК 2-21 3.4±0.62 Ь 8.1±1.00 1.5±0.52 13±0.66 11.3±1.03 аЬ 1142.1±294.6 4 b 145.9±36.49 аЬ 90.0±32.21

Рф<Р05 Рф<Р05 Рф<Р05 Рф<Р05

Примечание: Среди значений, отмеченных одинаковой буквой в одном ряду, не существует различия (по Дункан - критерию с а = 0.05)

Таблица 3 - Основные показатели репродуктивных таблиц самок капустной совки при питании гусениц на различных гибридах капусты

Гибриды капусты Чистая величина репродукции, Яо Биотический потенциал, гт Время развития одной генерации, Т (сут.) Время удваивания числа особей популяции, О

Г] Колобок 191.52 0.11 46.3 6.3

Р, Гераклион 312.09 0.13 43.2 5.3

И! СБ - 3 375.20 0.14 43.6 5

Г] Казачок 184.65 0.12 43.0 5.8

Агрессор 73.31 0.09 47.1 7.7

Бх Гатакси 210.25 0.12 44.8 5.8

Линия НИК 2-21 452.58 0.11 54.8 6.3

Высокие значения биотического потенциала (гт), свидетельствующие о высокой скорости роста популяции капустной совки, были зафиксированы в вариантах (Б^ Гераклион, СБ-3, Казачок, Галакси (гт = 0,13; 0,14; 0,12 и 0,12, соответственно). Напротив, популяция капустной совки па гибриде Б] Агрессор характеризовалась низким значением гт - всего 0,09 самок в потомстве в расчёте на одну яйцекладущую самку в сутки.

Глава 4. Фенология и динамика численности капустной моли и капустной совки на различных гибридах каплсты (белокочанной и брокколи)

Как уже указывалось, экологизация защиты растений опирается также на знание жизненных свойств вредных организмов в природных условиях и предусматривает описание вопросов выбора кормовых растешш в полевых условиях, фенологии и динамики численности популяций вредителей. Все эти свойства помогают вычленить «узкие места» в жизни вредителей, чтобы, направленно воздействуя на них, оптимизировать защитные мероприятия.

4.1. Фенология и динамика численности капустной моли на различных гибридах капусты (белокочанной и брокколи)

Анализ динамики численности популяции капустной моли в 2013-2014 гг. показал, что заселение растений прямо зависело от температурных условий сезона. В 2013 г., характеризующимся более прохладными условиями, в первую очередь самки капустной моли откладывали яйца на гибриды Б] брокколи Гераклион и Партенон. Наиболее заселяемыми в начальный период сезона наряду с гибридами брокколи оказались также гибриды раннеспелой капусты р! Казачок и Экспресс и среднеспелой капусты Р, СБ-3.

В 2013 г. продолжительность размножения капустной моли в полевых условиях длилась около 2-х месяцев, в 2014 г. - приблизительно 1,5 месяца. При этом в 2014 г. вылет бабочек капустной моли зафиксирован раньше, чем в 2013 г. (первые гусеницы встречались на неделю раньше).

На протяжении 2-х лет исследований меньше всего гусениц капустной моли в первом учете было в вариантах Орион и Триумф. В 2013 г. имелись существенные различия в плотности популяции капустной моли в зависимости от кормового источника. Среднее количество яиц, отложенное ею в течение вегетационного периода, было самым высоким на брокколи Гераклион и р! Партенон (32,0±1,62 и 28,5±1,65 яиц/растение соответственно). Самая низкая плотность популяции была на гибридах позднеспелой белокочанной капусты Колобок (8,8±1,07 яиц/растение) и Б) Валентина (9,98 яиц/растение). Численность капустной моли на новом гибриде Р, Агрессор оказалась немного выше (11,7±1,76 яиц/растение), однако различия между вариантами Колобок, Валентина и Агрессор были несущественными.

В 2014 г. в целом тенденции сохранялись: наибольшее число яиц/растение было в вариантах Партенон (15,1±1,07), Гераклион (10,1±1,02), наименьшее - в вариантах Колобок и Мишутка.

4.2. Фенология и динамика численности капустной совки на различных гибридах капусты (белокочанной и брокколи)

Обычно вылет бабочек капустной совки в Московской области после зимовки начинается в мае - начале июня. Этот период достаточно растянут. Для нормальной жизнедеятельности бабочки нуждаются в дополнительном питании. По данным наших лабораторных исследований, после вылета бабочки дополнительно питались при температуре 24° С в течение 3 - 4-х дней, после чего они начинали откладывать яйца. При более низких температурах этот период увеличивался.

В 2013 г. первые кладки вредителя были зафиксированы 11 июня на Б! гибриде брокколи Партенон, Р] гибридах белокочанной капусты Доминанта, Орион, Валентина и Экспресс.

Массовая откладка яиц капустной совкой продолжалась в среднем около 20 дней и по срокам варьировала в зависимости от гибрида капусты. В целом продолжительность откладки яиц составляла 1,5-2 месяца. В 2013 г. этот период начался в середине июня и закончился в середине августа. В 2014 г. из-за засушливой погоды он продолжался с начала июня до конца июля, при этом пик откладки яиц пришелся на период с 20 июня по 11 июля. Этот период также длился 20 дней.

13

В период 2013 - 2014 гг. средняя плотность популяции капустной совки была невысокой. Количество гусениц старших возрастов оказалось незначительным, и, следовательно, оно не могло вызвать значительные потери урожая. Мы предположили, что наряду с кормовым источником неблагоприятные условия в период откладки яиц играют большую роль в регулировании численности полевых популяций капустной совки.

Глава 5. Уровень заселенности гибридов капусты чешуекрылыми вредителями как метод оценки их устойчивости к фитофагам

Избирательность растений самками при откладке яиц (антиксеноз) - один из показателей оценки устойчивости сортов и гибридов к вредителям.

5.1. Уровень заселенности гибридов капусты капустной молью

■ Заселенность капустной моли о) в 2013 т

■ Заселенность капустной моли (««) в 2014 т

Рисунок 1. Заселенность капустной молью разных гибридов капусты в период 2013 - 2014 гг.

В 2013 - 2014 гг. численность капустной моли была относительно высокой. В 2013 г. 9 гибридов капусты ?! были на 100 % заселены капустной молью: Партенон, Гераклион, Доминанта, Триумф, Галакси, Орион, СБ-3, Казачок и Экспресс. На остальных гибридах процент заселения был также высоким и составлял 95 - 98,2 %. Стабильно высокая 100 % заселенность на протяжении 2-х лет была отмечена на гибридах брокколи Р[ Партенон, Р, Гераклион и гибридах белокочанной капусты Галакси и Р^ Экспресс (рис. 1).

5.2. Уровень заселенности гибридов капусты капустной совкой

В 2013-2014 гг. численность капустной совки была значительно ниже численности капустной моли.

Рисунок 2. Заселенность капустной совкой разных гибридов капусты в период 2013 - 2014 гг.

Заселенность растений капустной совкой возрастала по годам и в 2013 и 2014 гг. составила: на капусте брокколи Р) Партенон - 40% и 76,7%, И] Гераклион - 25% и 58,3 %, соответственно; на капусте среднеспелой СБ - 3 - 36,7% и 61,7%; Мишутка - 40% и 71,7%, соответственно; на капусте раннеспелой Экспресс -33,3% и 53,3%, соответственно; на капусте позднеспелой Агрессор - 38,3% и 76,7%, соответственно (рис. 2). На гибриде Б, Колобок, который являлся эталонным вариантом, заселенность капустной совкой была низкой на протяжении всего периода исследований (15% - в 2013 г. и 43,3%- в 2014 г.).

^ ■/ ^ ^

¡^количества каадокяпцв 2013г.

11 количества ктадокяпцв 2014т

Рисунок 3. Количество кладок яиц капустной совки на разных гибридах капусты в период 2013

-2014 гг.

Как видно из рис. 3, число кладок, отложенных на различные гибриды, также увеличилось в 2014 г. по сравнению с 2013 г. Эти данные сопоставимы с данными по заселенности гибридов капусты вредителем. Самое большое

количество кладок яиц капустной совки встречалось на капусте брокколи Партенон и Гераклион, на раннеспелой капусте Экспресс, на среднеспелой капусте СБ - 3 и Мишутка, на позднеспелой капусте Агрессор.

Из анализа полученных данных можно сделать вывод, что кормовой источник сильно влияет на выбор растений при откладке яиц самками капустной совки и его можно учитывать как существенный фактор динамики численности.

Глава 6. Кривые выживания и таблицы выживания полевых популяций основных видов чешуекрылых на капустных культурах

Как справедливо отмечали одни из основоположников разработки метода использования в экологии и защите растений к-факторных таблиц выживания популяций насекомых Варли, Градуэлл и Хассел (1978), достаточно нескольких таблиц выживания, чтобы правильно сориентироваться в ключевых проблемах жизни этих насекомых - факторах динамики численности. Метод создания к-факторных таблиц выживания справедливо используют и для выявления устойчивых сортов и гибридов. Данные, полученные в результате полевых исследований, были использованы нами также для построения кривых выживания двух видов чешуекрылых вредителей капусты на различных гибридах капусты.

6.1. Кривые выживания полевых популяций капустной моли и капустной совки

■ колооок

■ доминанта

■ триумф

■ галайси

■ орион

■ Валентина

■ агрессор

■ казачок

■ экспресс

■ СБ - 3

■ мишутка

■ партенон гераклион

Рисунок 4. Кривые выживания капустной совки в полевых условиях в 2014 г. Как видно из кривых выживания, смертность гусениц капустной совки высока в начальный период развития популяции. Уровень выживания капустной совки в полевых условиях в 2014 г. оказался более высоким, чем в 2013 г. На ряде

гибридов позднеспелой белокочанной капусты, а именно Колобок, Доминанта, Триумф, Орион, Валентина и брокколи Партенон в 2013 г. мы не зафиксировали ни одной гусеницы, достигшей 6-го возраста. Наоборот, в 2014 г. на всех гибридах капусты встречались гусеницы 6-го возраста, однако в единичном количестве.

Кривые выживания капустной совки почти на всех гибридах вогнутые. Это объясняется тем, что смертность на первых стадиях развития насекомого была высокой. Из отложенных яиц отрождалось небольшое количество гусениц. До 2-го возраста доживало также небольшое количество гусениц. В обоих сезонах появлялись кладки яиц, в которых количество яиц было больше 50, но потомство из них исчезало. Этот фактор хорошо демонстрируется кривыми выживания капустной совки в полевых условиях.

Для того, чтобы точнее исследовать этот феномен, мы разместили крупные кладки (более 50 яиц в каждой), собранные с поля, в изоляторы в лабораторных условиях. При температуре 28°С и 16-часовом фотопериоде в лабораторных условиях почти из всех больших кладок отрождались гусеницы. Вследствие этого мы предположили, что причинами высокой смертности на первых стадиях развития гусениц капустной совки в полевых условиях могли быть такие неблагоприятные условия, как осадки, смывающие яйцекладки с листьев, а также высокая температура воздуха, приводящая в ряде случаев к такому же опадению кладок; не исключались и естественные враги данного вредителя.

■ колобок

■ домннанта

■ триумф

■ таланси а ори он

■ Валентина

■ агрессор

■ казачок ш экспресс

■ СБ- 3

■ мишутка

■ партенон

Рисунок 5. Кривые выживания капустной моли в полевых условиях в 2013 г.

гераклион мишутка экспресс агрессор орион триумф колобок

Отметим, что по форме кривые выживания капустной моли почти одинаковы на всех гибридах капусты. В полевых условиях выживание капустной моли оказалась выше, чем у капустной совки.

6.2. К - факторные таблицы выживания полевых популяции капустной моли и капустной совки

После учетов численности чешуекрылых вредителей на 13 испытанных гибридах капусты в течение 2-х вегетационных периодов мы составили их к— факторные таблицы выживания, в которых попытались вычленить факторы смертности.

Должны заметить, что в оба сезона наиболее высокая смертность отмечалась на фазе яйца и 2-х первых возрастах развития гусениц. В период 2013 - 2014 гг. присутствие хищников и паразитов капустной совки на экспериментальном участке оказалось небольшим, особенно в 2014 г. В 2013-м году на фазе яйца по степени воздействия выделялась трихограмма, тогда как в 2014-м году - фактор стерильности яиц, а также фактор сильных осадков. На фазе личинки (гусеницы) капустной совки всегда выделялся фактор смертности отрождающихся из яиц гусениц. Главными причинами смертности насекомого, по нашему мнению, являлась высокая температура воздуха, осадки и агротехника выращивания растений.

Таблица 4 - Суммарная остаточная смертность (уровень к) капустной совки и капустной моли на различных гибридах капусты в 2013 - 2014 гг.

Гибриды капусты, И! Капустная совка Капустная моль

в 2013 г. в 2014 г. в 2013 г. в 2014 г.

Колобок 1.39 2.71 1.58 0.76

Доминанта 1.30 1.86 1.07 0.59

Триумф 1.59 1.72 1.12 0.55

Галакси 1.33 1.17 1.27 0.67

Орион 1.44 2.21 1.13 0.54

Валентина 1.87 1.83 1.61 0.64

Агрессор 1.62 2.12 0.86 0.60

СБ-3 1.47 2.05 0.90 0.54

Мишутка 1.96 2.38 1.04 0.55

Казачок 1.59 1.69 0.89 0.54

Экспресс 2.12 2.00 1.06 0.61

Партенон 1.39 2.01 1.37 0.94

Гераклион 2.08 2.03 1.27 1.03

Суммарная остаточная смертность (иди уровень к) капустной совки и капустной моли на всех испытанных гибридах капусты приведена в таблице 4.

Согласно ей, мы можем отметить, что самые высокие значения остаточной смертности капустной совки были зафиксированы на гибридах брокколи Б] Партенон и Б] Гераклион, гибридах белокочанной раннеспелой капусты Б! Казачок и Б] Экспресс, гибридах среднеспелой белокочанной капусты Б] СБ - 3 и ?! Мишутка. На всех указанных гибридах высокая смертность была отмечена на стадии яйца. Среди гибридов позднеспелой белокочанной капусты на Колобок, Валентина и Агрессор имеется выше остаточной смертности, чем на остальных гибридах. Причинами этого является высокая смертность на фазе яйца и на переходе от фазы яйца к фазе гусеницы. Эта смертность была тем больше, чем крупнее оказывались кладки яиц. Согласно лабораторным опытам, эти гибриды были признаны наиболее устойчивыми к капустной совке.

Что касается капустной моли, то по данным таблицы суммарная остаточная смертность (К) её популяции в 2013 г. на всех гибридах была выше по сравнению с таковой в 2014 г. По-видимому, высокая плотность популяции капустной моли обусловила поражение её особей естественными врагами. С другой стороны, количество осадков в 2013 г. в начальный период развития популяции насекомого оказалось большим, чем в 2014 г. Наиболее высокая суммарная остаточная смертность (К) популяций капустной моли была отмечена на брокколи Б] Партенон и Гераклион. Однако на раннеспелой белокочанной капусте эта величина находилась на среднем уровне в сравнении с другими гибридами. Среди испытанных гибридов позднеспелой белокочанной капусты наиболее высокие значения остаточной смертности (к) имели гибриды Б) Колобок, Валентина и Галакси. Отметим, что на гибриде Б) Агрессор получено низкое значение к, однако это не означает, что он восприимчив к капустной моли. Гусеницы капустной моли успешно развивались на этом гибриде, однако их повреждения были незначительными благодаря выносливости самого гибрида.

Глава 7. Эффективность бактериальных препаратов, применяемых против капустной совки на фоне разных кормовых источников (гибридов белокочанной капусты н брокколи)

В качестве бактериального препарата, способного существенно снижать численность вредных чешуекрылых на капусте, мы избрали лепидоцид, СК и битоксибациллин, П.

Лепидоцид, СК. Уже на 3-й сутки проявились различия в смертности гусениц как от дозы препарата, так и в зависимости от кормового источника (рис. 6). Максимальная смертность особей на данную дату учета была зафиксирована на гибриде Б] Агрессор при применении 1 % концентрации и составила 17,5 %. Для сравнения отметим, что в вариантах Мишутка и Казачок смертность гусениц

колебалась в пределах 2,5-7,5 %. В дальнейшем мы наблюдали постепенное увеличение смертности, однако обозначенные тенденции сохранялись.

Рисунок 6. График зависимости гибели капустной совки от дозы лепидоцида через 3 сут

после обработки препаратом.

Через 15 сут после обработки препаратом на гибриде р! белокочанной капусты Агрессор зафиксирована самая высокая смертность гусениц капустной совки по сравнению с остальными гибридами, самая низкая смертность - на гибриде белокочанной капусты Казачок. Остальные тестируемые гибриды капусты показали промежуточные результаты. Это свидетельствует, что питание гусениц насекомого на устойчивом пищевом образце уменьшает их жизненную устойчивость к бактериальному препарату, а питание на благоприятном для жизни образце - наоборот, уменьшает смертность.

Битоксибациллин, П. Уже на 3-й сутки после применения битоксибациллина, П максимальная смертность гусениц капустной совки в варианте Агрессор составила 60 %, в вариантах Мишутка и Казачок этот показатель не превышал 27, 5 %. На 10-е сутки учетов смертность существенно возросла и составила в 1 %-й концентрации в варианте Агрессор - 95 %, в варианте Мишутка - 75 % и в варианте Казачок - 65 %.

Наши опыты показали, что тенденции, выявленные при испытании лепидоцида, сохранились и при применении битоксибациллина.

Таким образом, нами выяснено, что устойчивый или неустойчивый пищевой образец оказывает выраженное влияние на выживаемость капустной совки при воздействии на неё бактериального препарата. При этом питание гусениц вредителя на устойчивом пищевом образце уменьшало их жизненную

устойчивость к бактериальному препарату, а питание на благоприятном для жизни образце - наоборот, уменьшало смертность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Учитывая, что в Московском регионе в условиях 2013-2014 гг. основными вредителями капусты являлись капустная совка (МатезКа Ьгаззгсае Ь.) и капустная моль (РШеПа тасиИрептз Кш1.), исследования по теме диссертации проведены преимущественно с этими видами вредных чешуекрылых.

Выяснено, что продолжительность развития гусениц капустной совки зависела от кормового источника. В лабораторных условиях при температуре 24° С быстрее всего гусеницы развивались на гибриде брокколи Б! Гераклион (23 сут), тогда как на эталонном (относительно устойчивом) гибриде белокочанной капусты Б! Колобок и гибриде Валентина этот показатель составил 25,2 сут. Гибрид брокколи Б, Гераклион оказался самым пригодным для питания гусениц капустной совки.

При питании гусениц на разных гибридах капусты антибиотическое влияние кормового источника сказывалось к моменту окукливания. Низкая выживаемость была зафиксирована на гибридах белокочанной капусты р! Валентина (32 %) и Агрессор (45 и 64 % в разные годы исследований), самая высокая — на гибридах Орион (95 %) и СБ - 3 (80 %).

Исследование указанных биологических параметров гусениц капустной совки при изучении селекционного материала на отдельных линиях белокочашюй капусты НИК 2-21, ДТ46а2 и Зм 2 показало, что продолжительность развития на этих линиях была больше, чем на тестируемых гибридах, и выживаемость — низкой. Следовательно, целесообразно рекомендовать линии ДТ46а2 и Зм 2 для получения гибридов белокочанной капусты с повышенной устойчивостью к капустной совке.

Пищевые предпочтения 1усениц капустной совки на гибридах капусты, как правило, совпадали с выявленными тенденциями в продолжительности развития и выживаемости. Более того, питание гусениц на тех или иных гибридах капусты оказывало влияние и на репродуктивные свойства бабочек последующего поколения. В серии опытов наиболее предпочитаемым оказался гибрид ранней белокочанной капусты Б] Казачок. Более поздние полевые исследования подтвердили предпочитаемость вредителем данного гибрида.

Плодовитость капустной совки, выращенной на разных гибридах капусты, варьировала от 513,7 (гибрид Б, Агрессор) до 1142,1 яиц (линия НИК 2 - 21). В

эталонном варианте (на гибриде Б] Колобок) средняя плодовитость самок и число отложенных фертильных яиц по каждой самке находились в средних пределах и были равны 919,9 и 460,4, соответственно. Наоборот, на линии НИК 2-21 плодовитость насекомого была самой высокой и составила 1142,1 яиц/самку в среднем. Последнее подтверждает мнешге о том, что эта линня белокочанной капусты особо привлекательна для капустной совки.

В то же время выявлена тенденция к снижению плодовитости при питании гусениц на гибриде Б] Агрессор, показывающего свойства относительно устойчивого к капустной совке и капустной моли гибрида.

Согласно основным показателям рассчитанных нами репродуктивных таблиц капустной совки, наиболее высокий и стабильный темп репродукции (тх) наблюдался на гибридах ?! белокочанной капусты Казачок, СБ - 3 и гибриде К] брокколи Гераклион. В то же время выживаемость самок (1х) резко уменьшалась на гибридах Б! Колобок и Галакси. 50%-я смертность тестируемых самок капустной совки наблюдалась на 10-11-й день после вылета.

В зависимости от соотношения полов в потомстве чистая величина репродукции (Яо) популяции капустной совки при питании их гусениц на различных гибридах белокочанной капусты варьировала с 73,31 Агрессор) до 452,58 (линия НИК 2-21). Эта величина была также высокой на капусте брокколи Б, Гераклион и белокочанной капусте р! СБ - 3 (312,09 и 375,20, соответственно). Согласно с этим, можно предположить, что при питании гусениц на гибридах ?! Гераклион и СБ-3 возможно существенное репродуктивное увеличение численности вредителя. Напротив, на гибриде Агрессор можно ожидать низких темпов размножения капустной совки. Эти предположен™ были подтверждены данными полевых наблюдений, на основе которых были построены кривые выживания и к-факторные таблиц выживания капустной совки.

Среднее время развития одной генерации (Т), в котором самки капустной совки производили потомство, варьировало с 43,3 сут (гибрид Казачок) до 54,8 сут (линия НИК 2 - 21). Высокие значения биотического потенциала (гга), свидетельствующие о высокой скорости роста популяции капустной совки, были зафиксированы на гибридах Гераклион, СБ-3, Казачок, Галакси (гт = 0,13; 0,14; 0.12 и 0,12, соответственно). Напротив, популяция капустной совки на гибриде Р1 Агрессор характеризовалась низким значением гт - всего 0,09 самок в потомстве в расчёте на одну яйцекладущую самку в сутки.

В полевых условиях прослежена биофенология капустной совки и капустной моли на 13 гибридах капусты. На основе полевых наблюдений составлены кривые

выживания и к-факторные таблицы выживания природных популяций капустной совки и капустной моли. Действие тех или иных факторов динамики численности популяций капустной совки варьировало по годам: например, в 2013-м году на фазе яйца по степени воздействия выделялась трихограмма, тогда как в 2014-м году - фактор стерильности яиц, а также фактор сильных осадков. На фазе личинки (гусеницы) капустной совки всегда выделялся фактор смертности отрождающихся из яиц гусениц. Необходимо отметить, что показатель «остаточная смертность» (к) популяций капустной совки в сильной степени зависел от начальной численности популяций чешуекрылых. Высокий суммарный уровень «остаточной смертности» (К) капустной совки, питавшейся на позднеспелых гибридах в условиях относительно высокой численности 2014 года, зафиксирован на относительно устойчивых гибридах ?! Колобок и Агрессор (К = 2,61 и 2,12, соответственно). При высокой плотности популяции капустной совки влияние антибиотического воздействия гибридов экранируется плотностно-зависимыми факторами.

При сравнении степени заселения растений тестируемых капустных культур оказалось, что наиболее заселяемыми капустной молью и капустной совкой оказались гибриды брокколи Партенон и Гераклион.

Согласно данным дисперсионного анализа, между гибридами капусты существовали различия в численности капустной совки в полевых условиях лишь в 3-х первых возрастах развития гусениц, однако на старших возрастах различий не было.

В 2013 г. самая высокая смертность капустной моли в природных условиях была зафиксирована на гибридах Колобок и Валентина (суммарный уровень «остаточной смертности» К = 1,58; 1,61).

Между тестируемыми гибридами капусты не зафиксировано статистически достоверных различий по выживаемости капустной моли. Тем не менее, на двух гибридах брокколи Партенон и Гераклион уровень выживания капустной моли оказался выше, чем на гибридах белокочанной капусты, что еще раз подчеркивает большую ценность для чешуекрылых капусты брокколи.

Таким образом, исследования показали, что основные биоэкологические характеристики популяций капустной совки и капустной моли (продолжительность развития и выживаемость гусениц на гибридах капусты, пищевые предпочтения гусениц, уровень заселенности различных гибридов капусты яйцекладками чешуекрылых, а также значения полевых К-факторных таблиц выживания популяций капустной моли и капустной совки на различных

гибридах капусты) вполне возможно использовать как инструмент для оценки устойчивости кормовых растений к фитофагам.

В рамках решения поставленных задач по экологизации защиты растений исследовано действие двух бактериальных препаратов - легащоцида, СК и битоксибацнллши, П - на контрастных по пищевой ценности гибридах капусты. Выяснено, что устойчивый или неустойчивый пищевой образец оказывает выраженное влияние на выживаемость капустной совки при воздействии на неё бактериального препарата. При этом питание гусешщ вредителя на устойчивом пищевом образце уменьшало их жшненную устойчивость к бактериальному препарату, а питание на благоприятном для жизни образце — наоборот, уменьшало смертность.

Считаем, что рассмотренные нами подходы по выявлегапо устойчивых к массовым видам чешуекрылых гибридов капустных культур, а также применение против них бактериальных энтомопатогенных препаратов содействует экологизации защиты этих культур.

РЕКОМЕНДАЦИИ НАУЧНЫМ УЧРЕЖДЕИЯМ И ПРОИЗВОДСТВУ

Наиболее перспективными с точки зрения устойчивости к капустной совке и капустной моли как основным видам чешуекрылых вредителей в условиях Московского региона являются гибриды (Fi) белокочанной капусты Валентина, Колобок и Агрессор. В связи с этим целесообразно вводить их в экологизированные технологии защиты растений. Гибриды брокколи Fj Гераклион и Fi Партенон являются привлекательными для названных видов чешуекрылых, поэтому при их выращивашш защита растений не требует коррекции в отношении устойчивости к чешуекрылым.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Попова, Т.А. Энтомологическая оценка устойчивости новых гибридов капусты к чешуекрылым вредителям / Т.А. Попова, З.Л. Хоанг // Селекция и семеноводство овощных культур: сборник научных трудов, ВНИИССОК. - М.: Изд-во ВНИИССОК, 2014. - Вып. 45. - С. 447 - 454.

2. Попова, Т.А. Гибриды н биопрепараты в защите капусты от чешуекрылых вредителей / Т.А. Попова, З.Л. Хоанг//Картофель и овощи. -2015. -№ 6.-С. 39-40.

3. Hoang, D.L. Effects of various brassica hybrids on parameters of development cabbage moth Mamestra brassicae (L.) (Lepidoptera: Noctuidae) under laboratory conditions [Влияние капустных гибридов на параметры развития капустной совки Mamestra brassicae (L.) (Lepidoptera: Noctuidae) в лабораторных условиях] / D.L. Hoang, Т.А. Popova // Известия TCXA (Izvestiva TSKhA). -2015. — № 1.-35-43.

Отпечатано с готового оригинал-макета

Подписано в печать 1.07.2015 г. Формат 60x841/16. Усл.печ.л. 1,4. Тираж 100 экз. Заказ 418.

Издательство РГАУ-МСХА 127550, Москва, Тимирязевская ул.,44 Тел.: (499) 977-00-12, 977-40-64