Фенотипічна структура Ізюмської популяції колорадського жука
Для раціонального використання інсектицидів в боротьбі з колорадським жуком вченими розроблена критична щільність шкідника, при якій необхідно проведення хімічних заходів. Дослідники встановили, що зниження врожайності на ранніх сортах картоплі починається з численністю 10 личинок на кущі — 8,9% втрат врожаю; на середньозрілі при наявності 20 личинок — 10%; більш пізні сорти при 20 особах… Читати ще >
Фенотипічна структура Ізюмської популяції колорадського жука (реферат, курсова, диплом, контрольна)
Зміст
Вступ Розділ 1. Основні методи боротьби зі шкідниками рослин Розділ 2. Об'єкти та методи досліджень
2.1 Колорадський жук, його біологія та розповсюдження
2.2 Колорадський жук — небезпечний шкідник
2.3 Основні фактори, які впливають на колорадського жука в процесі онтогенезу
2.4 Фази індивідуального розвитку колорадського жука
2.5 Методика порівняльного аналізу фенотипічної структури колорадського жука
Розділ 3. Результати досліджень
3.1 Фенотипічної структури популяції колорадського жука
3.2 Токсичності інсектида сумі - альфа Висновки Література
Вступ
Головною проблемою сільськогосподарського виробництва залишається вирощування зерна, картоплі та овочевих культур. Україна є одним з основних виробників картоплі. Картопля є одним з найулюбленіших продуктів харчування людини. Вона широко використовується в тваринництві і є важливою сировиною для харчової промисловості. Тому кожний фактор, який знижує урожай картоплі, приносить великі економічні втрати.
І тому природним є прагнення виробника одержати максимальні кількість і якість урожаю вирощуваної культури при мінімумі витрат. Проте, шкідники і хвороби забирають біля 20% потенційно можливого врожаю. Тому реальна оцінка ситуації в сучасному сільськогосподарському виробництві показує, що використання пестицидів в системах захисту і боротьби із шкідниками, бур’янами і хворобами культур збережеться ще і на майбутній період. Існуючий асортимент хімічних засобів боротьби по своєму складу не повністю відповідає природоохоронним і санітарно-гігієнічним вимогам. В зв’язку з цим використання препаратів вимагає ретельного вивчення біології шкідника і природи інсектицидів.
Метою досліджень було дослідити фенотипічну структуру Ізюмської популяції колорадського жука в Харківській області при врахуванні його 9 морф за типами малюнків центральної частини передньоспинки імаго.
Розділ 1. Основні методи боротьби зі шкідниками рослин
Методи боротьби різноманітні як за технікою застосування, так і за принципом дії. За технікою застосування методи боротьби зі шкідниками сільськогосподарських рослин розділяються на категорії:
1) агротехнічні;
2) біологічні;
3) карантинні;
4) хімічні;
5) фізичні;
6) механічні.
Для більш повного захисту рослин від пошкоджень та ліквідації вогнищ розмноження шкідників необхідно застосовувати не якийсь один метод, а їх комплекс, який складає «систему заходів». В цьому комплексі в зв’язку з умовами господарства, особливостями рослин, які захищаються від шкідників, характеру біології шкідливих видів змінюється відносне значення того чи іншого методу.
Принципова сутність дії всіх методів, які застосовуються для захисту рослин від шкідників, приводиться до таких чотирьох основних направлень:
1. Метою є змінення видового складу ентомофауни. Для виконання цього завдання проводяться заходи, які виключають змогу проникнення нових видів шкідників з інших країн та обмежують їх розповсюдження в межах нашої країни. Ця задача виконується шляхом організації спеціальних карантинних заходів по відношенню до шкідливих комах. З іншого боку, потрібно збагачувати фауну шляхом завозу і акліматизації корисних видів комах, які живлячись шкідливими формами, можуть зменшити їх чисельність.
2. Друге принципове направлення має мету змінити умови існування в сторону, несприятливу для шкідливих видів, і навпаки, сприятливу для корисних видів комах. Ця задача практично виконується за допомогою ряду агротехнічних та організаційних прийомів.
Шляхом зміни мікроклімату і харчової бази можна уповільнити розмноження шкідливих видів комах і тим самим зменшити міру пошкодження рослин.
По відношенню до корисних комах приміняють заходи, направлені на покращення їх живлення і в зв’язку з цим збільшення плодовитості та чисельності.
3. Мета — утворення стійких сортів рослин і підвищення міри їх стійкості методами агротехніки і направленого виховання.
В цьому відношенні особливо великий вплив чинить система добрив, використовуючи яку, в ряді випадків можна майже повністю виключити пошкодження рослин і втрати урожаю.
4. Принципова сутність четвертого напрямку заключається в безпосередньому знищенні шкідників. Ця задача здійснюється головним чином шляхом застосування хімічних методів боротьби. Менше значення мають фізичні і механічні методи боротьби. В ряді випадків безпосереднє знищення шкідників може бути застосовано за допомогою біологічного методу боротьби (шляхом масового розмноження і періодичного випуску паразитів, залучення корисних птахів), а також за допомогою прийомів агротехніки (добрив, обробки ґрунту, очищення і сортування насіння та ін.).
Зараз замість окремих, ізольовано взятих, розрізнених прийомів застосовують комплексні системи заходів, які складають органічне ціле в загальному виробничому плані господарства.
Характерною особливістю систем заходів є проведення всіх прийомів захисту рослин від шкідників, не ізольовано, не розрізнено, а в певній послідовності. Всі заходи об'єднуються в одну загальну систему, обопільно доповнюючи і коректируючи один одного.
Різноманітні ланки системи заходів повинні мати за мету:
1) виробляти планову реконструкцію ентомофауни, добившись охорони від ввозу нових шкідливих видів і пригнічення місцевих шкідливих видів;
2) утворити і весь час підтримувати умови, несприятливі для розвитку і розмноження шкідливих комах, тобто попередити їх масове розмноження; тут основна роль належить агротехніці, меліорації, біометоду;
3) створити такі умови для розвитку рослин, при яких воно було б більш стійким до пошкоджень, ніж зменшується шкідливість комах; це завдання вирішується насамперед за допомогою агротехніки, селекції;
4) прагнути до територіального роз'єднання шкідника і рослини, яка є його їжею (районування культур, сівообороти);
5) змінити строки розвитку рослин таким чином, щоб та фаза рослин, для якої пошкодження особливо небезпечні, не співпадала з періодом максимальної чисельності і активного харчування шкідників (строки висівання, яровізація, добрива, підбір сортів, терміни і способи збирання та ін.).
6) ряд заходів повинні бути направлені на знищення тих шкідників, які вже з’явилися в основній масі (хімічний метод, фізико-механічні методи, біометод, часткова агротехніка).
В кінцевому результаті вірно розроблена і добре проведена система заходів повинна створити і весь час утримувати такі умови, які б самі по собі пригнічували б і гальмували розвиток шкідливих комах, робили б неможливим або обмежуючим їх масове розмноження.
Розділ 2. Об'єкти та методи дослідження
2.1 Колорадський жук, його біологія та розповсюдження
Колорадський жук займає виключне положення серед інших ентомологічних об'єктів не тільки із-за своєї шкідливості, але і в силу його біологічної особливості. Дивна екологічна пластичність цього виду, широкі адаптивні здібності дозволили йому за півтора століття поширитися з півночі Мексики по території трьох континентів — Північної Америки, Європи та Азії, та збільшувати ареал у сотні разів.
Вперше цей жук був описаний у 1924 р. американським ентомологом Томасом Сейем (Thomas Say), як новий вид листоїда, названого їх Chrisomela desembineata. Пізніше шведський дослідник Шталь відніс цей вид жука-листоїда до роду Leptinotarsa, під яким він і став відомий як небезпечний шкідник картоплі та деяких інших культурних рослин, родини пасльонових.
Центром походження колорадського жука прийнято вважати північні райони Мексики та східні схили Скелястих гір. Тут вирощують ксерофітні пасльонові Solanut rostratum, S. cornutum, на яких розвивається кілька десятків видів жуків роду Leptinotarsa, в тому числі L. decemlineata.
Вегетаційний період в цій аридній кліматичній зоні не довготривалий; розвиток комах — фітофачів триває недовго, внаслідок чого їх популяції рідко сягають значної кількості.
На території СНД перші 5 років після появи вогнищ колорадського жука швидкість поширення шкідників була порівняно невелика і складала 45 — 74 км на рік, причому, у Білорусії вона була більшою, ніж на Україні, розташованій північніше.
А за останнє десятиріччя ареал жука у Європі розширився значною частиною у східному напрямку, все більш просуваючись у глиб території СНД.
Сучасний ареал цього виду в СНД ділиться на три основні економічні зони, які характеризуються відміною в інтенсивності розмноження та шкідливості:
1 зона — з несприятливими умовами для розвитку, куди входить територія Естонії, райони Мурманської, Архангельської, Вологодської областей, північна частина Пермської області. В цій зоні повний цикл розвитку колорадського жука (95% випадків) не завершується, і до наступного літнього періоду збільшення чисельності не настає. У зв’язку з чим вилучається можливість нанесення шкідником відчутної шкоди посадкам картоплі;
2 зона — з відносно сприятливими умовами для розвитку виду (середня температура 16,6−20 С). В цю зону входять територія Могилевської області, Новгородської, Псковської.
Тут шкідник розвивається в основному в одному поколінні. За ступенем шкідливості ця зона поділяється на дві частини. В південній частині значна чисельність шкідника відзначається майже щорічно (95% випадків); на півночі вона збільшується тільки в окремі роки (10% випадків);
3 зона — з найбільш сприятливими умовами для розвитку шкідників. В цю зону входять території України, Молдови, Воронежська, Курська, Астраханська, Саратовська області.
На півдні зони майже щорічно (85%) розвивається два покоління, а на Україні та Молдові — три. Чисельність шкідника тут зростає за сезон, з порівнянням з перезимувавшою популяцією, майже в 200 разів і в вегетаційному сезоні є звичайно два максимума, відповідно харчуванню личинок двох генерацій.
Колорадський картопляний жук (Leptinotarsa desemlineata) — це велика комаха. Його довжина коливається у межах 9 -12 мм, ширина — 6 — 7 мм. Тіло колорадського жука короткоовальне, сильновипукле, блискуче, червоно-жовте із світлим надкриллям, на кожному із яких є 5 чорних смуг.
Забарвлення тіла личинки темно-буре у першому і другому віці, з третього віку стає яскраво-оранжеве, рожеве чи жовто-оранжеве.
2.2 Колорадський жук — небезпечний шкідник
Колорадський жук — як небезпечний і масовий шкідник картоплі вперше був відзначений в 1874 р. в Колораді. Вже у 60−70 рр. ХІХ ст. з’явилися відомості про слабоушкоджені сорти картоплі і про природних ворогів жука. Вже тоді почалося використання інсектицидів (спочатку паризької зелені). В подальшому найбільш інтенсивно розвивався хімічний метод боротьби: агротехнічні методи хоч і використовувалися, але розвивалися повільно, а цікавість до біологічних методів пожвавилась в основному в останнє десятиріччя.
Вивчення проблем, пов’язаних із застосуванням хімічних засобів захисту рослин (ХЗЗР) в історичному аспекті і з точки зору сучасної агротехніки засвідчило, що в минулому мав місце помилковий погляд, коли великі сподівання покладали на пестициди, та застосовували їх без обліку впливу, як на популяцію шкідника, так і на природних ворогів. Подібна практика застосування ХЗЗР в підсумки приводила до появи стійкості у шкідників та загибелі природних ворогів. Сучасні напрямки захисту рослин від шкідників складаються в регулюванні розвитку живих організмів, в їх природному середовищі мешкання, на основі застосування інтегрованих методів (хімічних, біологічних, агрохімічних та ін.). Всі хімічні засоби, застосовані в сільському господарстві змінюють навколишнє середовище, особливо в агроценозах. На сучасному етапі розвитку захисту рослин особлива увага приділяється дослідженням та розробкам практичних програм інтегрованих методів захисту, які причиняють найменший шкідливий вплив на людину.
З моменту регулярного і обґрунтованого проведення хімічних міроприємств в боротьбі з колорадським жуком асортимент хімічних засобів захисту рослин, а також прийоми та методи хімічних обробок обновлювалися і удосконалювалися. В 50-ті роки широке застосування хлорорганічних інсектицидів, яскравим прикладом яких є ДДТ, призвело до розвитку стійкості жука до цього препарату та забрудненню навколишнього середовища. Тоді на зміну препаратам з цієї групи прийшли нові фосфорорганічні інсектициди (хлорофос, валотон, актемлік та ін.), великомасштабне безконтрольне використання яких було проти багатьох видів шкідника, в тому числі й колорадського жука, супроводжувалося появою негативного впливу на об'єкти навколишнього середовища та корисну ентомофауну. У зв’язку з вищевикладеним до нинішнього часу застосування препаратів із цих хімічних груп, особливо хлорорганічних, обмежено, не рекомендують використовувати в системі чергування з іншими препаратами. Різке розширення в останній час виробництва й застосування пиретроїдів змушує ретельно досліджувати можливі негативні наслідки їх впровадження.
Пиретроїдні інсектициди є синтетичними аналогами природних пиретринів — активного початку пиретрума, одного з старішого інсектицида рослинного походження. Сучасні синтетичні пиретроїди характеризуються високою ефективністю по відношенню до широкого кола комах. Синтетичні пиретроїди в 1976;1980 рр. використовувались на площі близько 66 млн. га, в 1986 році їх застосування складало функціональні особливості розвитку організму комахи, в контакті з хіміками-синтетиками дозволило знайти новий клас інсектицидів гормонального типу дії. Інсектициди-інгібітори синтезу хітину порушують процес линьки комах і ембріонального розвитку. Із лялечок виходять жуки з повною відсутністю чи понівеченими підкриллями. Самки, які поїдають корм, оброблений цими препаратами, відкладають неповноцінні яйця, а личинки, оброблені інсектицидами, не можуть завершити перехід від однієї форми розвитку в іншу. Представниками такої групи інсектицидів є препарати: ейле, номолт та ін.
Для раціонального використання інсектицидів в боротьбі з колорадським жуком вченими розроблена критична щільність шкідника, при якій необхідно проведення хімічних заходів. Дослідники встановили, що зниження врожайності на ранніх сортах картоплі починається з численністю 10 личинок на кущі — 8,9% втрат врожаю; на середньозрілі при наявності 20 личинок — 10%; більш пізні сорти при 20 особах на кущ — 5,7−7% втрат. В пошкоджених рослинах знижується стандартність бульб (наприклад, швидкозрілі сорти — на 23,5%), знижується вміст крохмалю більш ніж на 3%. Хімічні заходи доцільно проводити на полях з кількістю заражених рослин більш 2%. Результати досліджень показали, що 15 личинок на кущ спричиняють невелику шкоду картоплі, а при заселенні одного куща 30 личинками захисні заходи рахуються економічнішими. Критичне число личинок, знищуючих 21% загальної кількості пестицидів, які виробляються в світовому масштабі. Позитивні ефекти від їх впровадження включають: антифідантність, репелентність, попередження розповсюдження вірусних захворювань посівів, стимулюючий вплив на ріст рослин підвищення кількості урожаю. Разом з тим безконтрольне їх використання може привести до небажаних наслідків, таких, як розвиток стійкості і повторні спалахи розмноження шкідників. Для запобігання негативних наслідків примінення пиретроїдів необхідно їх чергування з інтектицидами інших груп і вдосконалення способів їх застосування.
В плані вдосконалення хімічного методу боротьби з колорадським жуком перспективним вважається спільне застосування інсектицидів з антифідантами.
2.3 Основні фактори, які впливають на колорадського жука в процесі онтогенезу
Вивчаючи питання про роль факторів, які впливають на колорадського жука в процесі онтогенезу, слід враховувати, що дія окремих факторів на організм не ізольована, і роль кожного з них змінюється в залежності від інтенсивності дії інших факторів.
Терміни весняного виходу жуків із ґрунту залежать від гігротермічного режиму попереднього ранньовесняного періоду, припускається, що вони також регулюються поведінковими реакціями. Жуки, які перезимували, інтенсивно розмножуються до кінця липня і визначають сезонну динаміку чисельності шкідника. Розвиток літніх генерацій колорадського жука залежить в основному від теплових умов цього сезону. Польові досліди показали, що більшість жуків 1-ї генерації після короткого періоду живлення впадають в діапаузу. Вони утворюють найбільш життєздатну частину зимуючого запасу. Лише найбільш ранні самки стають статевозрілими і дають життя 2-му поколінню, які тільки в теплі роки успівають завершити розвиток до імаго. Оптимальний строк для підготовки діапаузи — не пізніше кінця липня — серпня; пізніше умови різко погіршуються із-за в’янення картопляного бадилля, тому жуки 2-ї генерації звичайно не підготовленні до зими.
Як і багато інших видів комах, колорадський жук не володіє високою холодостійкістю. 100% смертність жуків спостерігається тільки після перебування їх при температурі -8 С на протязі 3 діб. Колорадський жук на час зимування не витримує замерзання, і дія на них температури нижче точки максимального переохолодження призводить жуків до загибелі (Кайрами, Грізон, 1939).
У колорадського жука відмічено 2 періоди підвищеної холодовитривалості (Міндер, 1969). Перший період спостерігається в вересні-жовтні, коли жуки знаходяться в стані глибокої діапаузи і зв’язаний з її фізіологічними механізмами (подавлення метаболізму в її аеробній частині). Другий період, відмічений в січні-лютому, коли діапауза у жуків замінюється менш глибоким станом спокою — олігопаузою (Ушатинська, 1974). До цього часу в тілі зимуючих жуків закінчуються специфічні біофізичні і біохімічні перебудови, які ведуть до підвищення холодостійкості. Наприкінці листопаду-грудня стійкість жуків до низьких температур зменшується, і цей період, від закінчення зимової діапаузи до придбання жуками холодової закалки, є для цього виду критичним. В цей час спостерігається 2-ий період високої смертності зимуючих в ґрунті жуків. В березні, з підвищенням температури ґрунту, холодостійкість колорадського жука постійно знижується, сягаючи мінімуму в травні, після виходу жуків із ґрунту, з початком їх живлення (Ушатинська, 1974).
Негативний вплив низьких температур підсилюється високою вологістю ґрунту. При різній температурі і експозиції смертність жуків під час зимовки в вологому ґрунті вдвічі вища, ніж в ґрунті з низькою вологістю.
Строки весняного виходу жуків з ґрунту визначається температурою — мірою прогрівання ґрунту в місцях залягання жуків і температурою повітря.
Пересування жуків в ґрунті в більш верхні пласти спостерігається уже біля 5 С (Міндед, 1966).
Колорадський жук є типово денною комахою. Найбільш активним є вдень. Живлення відбувається в світлий час доби. В перші години нічного покою (22.30 — 24.00) навіть при дуже сильному освітленні жуки залишаються нерухомими. Вранці, в 4 — 5 годин, рух поновлюється вже через 10−15 хвилин після початку дії світла. Спарування і яйцекладка більш активні під час сонячної погоди і можуть проходити під час більш низьких температур, ніж в пахмурні дні (Ушатинська, 1963).
Виходячи з ґрунту, жуки відшукують кормові рослини і приступають до живлення, після чого звичайно настає спарування і розмноження. Важливим фактором є обов’язкове поповнювання запасів води в організмі. Посушлива весна, відсутність дощів може сильно затримати вихід жуків із ґрунту. Початок живлення, як і подальша репродуктивна активність жуків, в значній мірі визначається строками виходу жуків із ґрунту: чим раніш жуки з’являються на поверхні ґрунту, тим через більший час вони приступають до живлення і яйцекладки, і навпаки.
Спаровування перезимованих жуків спостерігається за 3 — 5 днів до яйцекладки. Самки, які були запліднені восени, як правило, не потребують додаткового спарування, і відкладають яйця без повторного запліднення. Період яйцекладки у перезимованих жуків довгий і триває в залежності від погоди 3 — 3,5 місяця. Наприкінці липня активність яйцекладки зменшується і в кінці серпня-вересня вона припиняється зовсім. Період масового яйцекладіння може тривати близько 1 — 1,5 місяця, але частіш займає 3 — 4 тижні.
Виходячи з ґрунту, молоді жуки до спарування живляться на протязі 6 — 7 діб, добре їдять молоде листя картоплі.
Цікаві дані отримані по активності живлення шкідника від статі (самки і самця) і температури (Громова, 1972). Максимальна кількість їжі була з'їдена жуком при температурі 20 — 25 С; при температурі 16С спостерігалось зменшення вдвічі; при t +12 С — втричі. Самці на 23 — 25% з'їдали менше, ніж самки.
фенотипічний колорадський жук шкідник
2.4 Фази індивідуального розвитку колорадського жука.
Колорадський жук зимує на стадії імаго. Навесні жуки виходять із ґрунту і після 1−2 тижнів весняного відновного періоду починають живитися і паруватися. Початок відкладення яєць жуками, які перезимували, може бути зв’язаний з температурою середовища і фізіологічною готовністю жуків. Звичайно, кладка яєць починається через 3 дні і більше після спарування. Спарування, як і викладка яєць, відбувається більш інтенсивно при ясній, сонячній погоді.
Перезимувавши самки відкладають яйця від весни до осені. В помірно теплих кліматичних умовах, де колорадський жук розвивається в одній генерації в вегетативний сезон, яйцекладка більш інтенсивна в середині літа (Венгерок, 1958).
В кліматичній зоні з двома і більш генераціями за сезон, наприклад, в рівнинному Закарпатті, серед літа, в найбільш жаркі місяці, настає уповільнення і перерва в яйцекладці, яка триває близько місяця. В цей час близько половини жуків, які знаходились на рослинах, зариваються в ґрунт на різні строки від 1 до 10 днів (літній сон) і до 11−30 днів (літня діапауза) (Ушатинська, 1961, 1962; Міндер, Петрова, 1966). Інтенсивне яйцевідкладання відновлюється в кінці липня — на початку серпня.
Яйця відкладаються на нижню поверхню листя. Звичайно яйця відкладаються на молоде листя середнього ярусу. Але при великій щільності заселення жуками полів картоплі яйця можуть також відкладатися і на листя нижнього ярусу, і на верхівкові пагони.
Яйця відкладаються кучками, в вертикальному положенні, приклеюючись клейкими виділеннями додаткової залози самки як до субстрату, так і одне до одного. Яйця дозрівають поступово і відкладаються партіями, майже на протязі всього активного життя самки. За один день самка робить не більш однієї яйцекладки, в якій є 5−22 яєць. Середня кількість яєць в одній яйцекладці — 24−34 штуки (Якимович, 1967; Ковальська, 1969).
Яйця колорадського жука продовгувато-овальної форми. Їх довжина — 1,5 — 1,8 мм, а ширина — 0,7 — 0,8 мм. Колір — від світло-жовтого до темно-оранжевого кольору.
Молоді самки відкладають більш світлі яйця, ніж старі. У личинки, яка вже сформувалася, навіть через оболонку яйця, видно на середньогрудях, задньогрудях і першому сегменті черевця з кожної сторони, по три чорних плямки з хітиновими зубчиками («личиночні зуби») з вістрям, направленим назад. З їх допомогою сформована личинка розриває оболонку яйця і виходить назовні.
Відродження личинок із яєць однієї кладки часто буває дружним. Але іноді розтягується на добу і більше. Це пояснюється генетичною гетерогенністю яєць (Бюнель, 1939).
По мірі розвитку личинок різниця в швидкості розвитку окремих осіб все збільшується і серед личинок, відроджених з однієї кладки, через 10 днів зустрічаються особини 2 і 4 віку. У личинок, які вилупились в кишечнику є значна кількість жовтку і тому деякий час їм не потрібна їжа, і вони утримуються всім виводком на яйцекладці. За цей час їх хітинові покриви темніють і твердіють, і личинки стають сірувато-чорними або чорними. На протязі першої доби після того, як личинки вилупилися, вони з'їдають оболонку яєць (Кіттлаус, 1961). Потім личинки піднімаються на верхівку стебла картоплі, де починають живитися молодими листочками картоплі.
На стадії личинки у колорадського жука виділяють 4 личинкових стадії, які розділені линьками. В І і ІІ віці личинки живляться і залишаються на верхівці пагонів картоплі «виводком». В ІІІ і ІV віці вони розповзаються по рослині та переходять на сусідні рослини.
Як критерій визначення віку личинок використовується ширина головної капсули і розміри тіла. Довжина личинки, яка тільки вилупилася із яйця — 1,5 — 2,4 мм. У І віці розміри головної капсули коливаються між 0,5 — 0,8 мм, у ІІ — 0,7 — 1,1 мм, у ІІІ — 1,2 — 1,6 мм, у ІV — 2,0 — 2,5 мм.
Перед кожною линькою личинки перестають харчуватись, вивільняють кишечник і стають нерухомими на протязі 2 — 3 годин. Сам процес линьки триває 30 — 50 хвилин. Скинувши старий хітиновий покрив, личинка має яскраво-червоні м’які покриви, які через 2 — 3 години стають твердими, темніють і набувають типовий для кожного віку малюнок. Личинки І віку темно-сірі, майже чорні, з чорною головною капсулою і ногами. Личинки ІІ віку більш світлі, бурувато-оранжеві. Крім збільшеної в розмірах головної капсули на бічних частинах тіла у низ з’являється другий ряд плямок. Личинки ІІІ віку по загальному забарвленню тіла схожі на личинки ІІ віку, відрізняючись тільки більш світлим кольором деяких частин голови.
Найбільш тривалим із усіх личинкових віків є ІV вік. Личинки червоні або червоно-оранжеві, за кольором мало відрізняються від личинок ІІІ віку. Наприкінці ІV віку, перед зариванням у ґрунт на олелькування, вони стають майже оранжевими. Після закінчення харчування личинка спускається з рослини на землю і заривається в ґрунт, робить в ньому «колиску», в якій через кілька днів линяє, перетворюючись в лялечку. Від кінця харчування і до лялькування личинку ІV віку називають предлялечкою.
Лялечка у жука вільна, тобто контури її крил і ніг добре помітні, світло-оранжевого або червонувато-оранжевого кольору. В ґрунті лежить на спині.
Молоді жуки, які тільки-но вилупились спочатку яскраво-оранжевого кольору з м’якими покровами. Через 2−3 години стають коричневими з рожевим відтінком. Ще через кілька годин з’являються світло-коричневі плями і смужки, які поступово темніють і через 36−37 годин стають чорними. Повне затвердіння хітинових покровів відбувається через 4 -7 днів після вилуплення жука.
2.4 Методика порівняльного аналізу фенотипічної структури колорадського жука
Для порівняльного аналізу фенотипічної структури Ізюмської популяції колорадського жука (Ізюмський район Харківської області) була використана методика С.Р.Фасулаті [ ], в основу якої покладено визначення 9 основних морф за типами малюнків центральної частини передньоспинки імаго. Для дослідження фенотипічної Ізюмської популяції колорадського жука проводили перший збір імаго, що перезимував, в травні, та другий збір першої генерації в серпні на одних і тих же приватних ділянках картоплі на протязі 2001;2002 рр. Для підтвердження біологічної, в тому числі, генетичної різноякісності популяцій шкідника, одерження статистично достовірних результатів різниці фенотипічної структури популяції при врахуванні його 9 морф вибірки складали 1500 особин (6 повторень по 250 екземплярів).
Розділ 3. Результати дослідження
3.1 Фенотипічної структури популяції колорадського жука
Результати досліджень фенотипічної структури Ізюмської популяції колорадського жука дозволили встановити (табл.1, 2), що фенотипічна структура популяції шкідника з даного району істотно розрізняється у відсотковому відношенні кількості морф з 3 та 6 типом малюнку центральної частини передньоспинки як за терміном збору шкідників (травень, серпень), так і за роками досліджень.
Дисперсійний аналіз одержаних результатів досліджень співвідношення феноформ колорадського жука (%) показав, що точність наших досліджень 5,7 — 8,8% при впливі варіантів від 95 до 98%. Рівень критерію Фішера фактичного значно перевищував його табличне значення.
Як показали результати досліджень, наприклад, в травні 2006 року кількість імаго з 3 та 6 типами малюнку складала відповідно 30,8% та 31,2%, а в серпні - 26,4% та 41,2%.
В 2007 році ці показники відповідно складали: 30,4% та 24,0% в травні та 36,0% і 38,0% в серпні, що відповідає результатам, одержаних в інших кліматичних умовах вирощування картоплі [ ].
З наукової літератури відомо, що наявність морф з 3 та 6 типом малюнку характерна для популяцій, що розвинули резистентність до піретроїдів та фосфорорганічних інсектицидів (Король, 2000; Сухорученко та інші, 2000). Потрібно відмітити, що шоста морфа являється ще й термозалежною. Високий показник кількості 6 феноформи в досліджених літніх поколіннях жука ймовірно можна пояснити високим температурним режимом в період вегетації картоплі і розвитку шкідника.
Таблиця 1. Фенотипічна структура ізюмської популяції колорадського жука, Ізюмський р-н, Харківська обл., 2006 р.
Повторність виборок по 250 екз | Співвідношення головних 9 морф у виборках, % | |||||||||
Травень | ||||||||||
5,2 | 5,2 | 28,8 | 3,2 | 4,4 | 34,0 | 6,0 | 4,4 | 8,8 | ||
8,0 | 4,4 | 33,2 | 2,8 | 2,4 | 28,8 | 4,0 | 6,4 | 10,0 | ||
8,4 | 2,8 | 32,0 | 4,8 | 3,6 | 27,6 | 7,2 | 6,8 | 6,8 | ||
6,4 | 4,0 | 27,6 | 3,6 | 4,0 | 32,8 | 6,0 | 5,2 | 10,4 | ||
6,8 | 3,2 | 33,6 | 3,2 | 4,4 | 29,6 | 3,6 | 7,6 | 8,0 | ||
8,4 | 4,4 | 29,6 | 4,0 | 2,8 | 34,4 | 4,4 | 5,6 | 6,4 | ||
Середнє | 7,2 | 4,0 | 30,8 | 3,6 | 3,6 | 31,2 | 5,2 | 6,0 | 8,4 | |
Серпень | ||||||||||
6,4 | 6,0 | 30,4 | 3,2 | 3,6 | 36,8 | 3,6 | 6,0 | 4,0 | ||
3,2 | 2,8 | 28,0 | 4,4 | 5,2 | 42,8 | 1,6 | 5,2 | 6,8 | ||
3,6 | 3,2 | 24,8 | 4,4 | 6,4 | 44,0 | 4,0 | 4,4 | 5,2 | ||
5,2 | 5,6 | 25,6 | 4,0 | 5,6 | 39,2 | 2,4 | 6,0 | 6,4 | ||
6,0 | 4,8 | 25,2 | 2,8 | 6,0 | 41,2 | 3,2 | 7,6 | 3,2 | ||
4,4 | 4,0 | 24,4 | 2,8 | 4,4 | 43,2 | 2,0 | 6,8 | 8,0 | ||
Середнє | 4,8 | 4,4 | 26,4 | 3,6 | 5,2 | 41,2 | 2,8 | 6,0 | 5,6 | |
Таблиця 2 Фенотипічна структура ізюмської популяції колорадського жука, Ізюмський р-н, Харківська обл., 2007 р.
Повторність виборок по 250 екз | Співвідношення головних 9 морф у виборках, % | |||||||||
Травень | ||||||||||
11,6 | 8,0 | 26,8 | 8,4 | 11,2 | 26,0 | 0,0 | 1,2 | 6,8 | ||
6,8 | 7,6 | 36,0 | 6,8 | 13,6 | 20,0 | 0,4 | 0,4 | 8,4 | ||
8,0 | 10,4 | 36,4 | 5,6 | 10,8 | 22,4 | 0,4 | 0,4 | 5,6 | ||
10,8 | 10,0 | 28,8 | 6,8 | 10,0 | 26,0 | 0,8 | 0,4 | 6,4 | ||
9,2 | 8,4 | 30,0 | 8,0 | 14,8 | 22,4 | 0,4 | 0,8 | 6,0 | ||
6,4 | 10,8 | 24,4 | 7,6 | 14,0 | 27,2 | 0,4 | 1,6 | 7,6 | ||
Середнє | 8,8 | 9,2 | 30,4 | 7,2 | 12,4 | 24,0 | 0,4 | 0,8 | 6,8 | |
Серпень | ||||||||||
3,6 | 10,8 | 25,6 | 3,2 | 3,2 | 48,0 | 2,0 | 1,2 | 2,4 | ||
5,6 | 8,0 | 34,4 | 2,0 | 5,6 | 39,2 | 0,4 | 1,6 | 3,2 | ||
4,8 | 7,6 | 43,6 | 1,6 | 4,8 | 32,4 | 0,8 | 2,8 | 1,6 | ||
3,2 | 9,6 | 31,6 | 3,6 | 4,0 | 44,0 | 1,6 | 0,8 | 1,6 | ||
2,8 | 9,2 | 43,2 | 4,0 | 5,2 | 31,6 | 0,8 | 1,2 | 2,0 | ||
4,0 | 10,0 | 37,6 | 2,4 | 6,0 | 32,8 | 1,6 | 2,0 | 3,6 | ||
Середнє | 4,0 | 9,2 | 36,0 | 2,8 | 4,8 | 38,0 | 1,2 | 1,6 | 2,4 | |
Доля останніх феноморф (1, 2, 4, 5, 7, 8, 9) присутня в дослідних вибірках, їх варіабельність знаходиться в межах норми.
3.2 Токсичності інсектида сумі - альфа
В зв’язку з викладеним, представляє науковий інтерес вивчення чутливості кожної морфи до піретроїду сумі-альфа та їх вкладу в загальний процес формування резистентності колорадського жука (табл. 3.2.1).
Дані таблиці 3.2.1 свідчать, що морфи 3 та 6 менш чутливі до токсиканту. Їх СК50 склала на третій день обліку 7,5*10-3 та 8,9* 10-3 % при СК50 для загальної вибірки 7,70· 10-3.
Результати порівняльного токсикологічного аналізу показали суттєву різницю чутливості морф популяції, що перезимували, та літнього покоління колорадського жука. Найстійкішими до інсектициду були морфи 3 і 6 (5 доба) з високою частотою трапляння в природній популяції, а також морфи 1 і 9, відсоток трапляння яких в популяції значно нижчий. В травні максимум СК50 (5 доба) відмічено для морф 9 і 6 відповідно 5,5.10-3 і 7,2.10-3; при СК50= 6,3.10-3 для загальної вибірки.
Концентрація сумі-альфа, яка викликала 50% смертність колорадського жука, зібраного в серпні після проведення двох хімічних обробок картоплі препаратом банкол, була на порядок вищою, ніж в травні місяці. Таким чином, основна частина Ізюмської популяції колорадського жука (морфи 3 і 6), являється резистентною до піретроїдів, що дозволяє популяції підтримувати свою чисельність на високому рівні.
Встановлено суттєвий вплив морф 3 і 6, відсоток кількості яких в популяції найбільший, а також 9 морфи на процес формування резистентності колорадського жука до піретроїду сумі-альфа.
Таблиця 3.2.1. Критерії токсичності інсектида сумі - альфа (5% К.Е.) для морф Ізюмської популяції колорадського жука, Ізюмський район, Харківська обл.
Морфи | Терміни спостережень | ||||||
Третя доба | П’ята доба | ||||||
СК50 | ч2 | Коефіцієнт регресії | СК50 | ч2 | Коефіцієнт регресії | ||
Травень | |||||||
4,17· 10-3 | 0,081 | 2,31 | 2,65· 10-3 | 0,646 | 2,315 | ||
3.11· 10-3 | 0,239 | 2,958 | 2,95· 10-3 | 1,036 | 3,460 | ||
7,53· 10-3 | 0,032 | 1,868 | 4,60· 10-3 | 0,312 | 2,759 | ||
7,39· 10-3 | 0,028 | 1,700 | 4,60· 10-3 | 0,020 | 2,400 | ||
6,42· 10-3 | 0,046 | 1,896 | 4,51· 10-3 | 0,109 | 2,090 | ||
8,93· 10-3 | 0,564 | 1,913 | 7,16· 10-3 | 0,105 | 1,990 | ||
7,53· 10-3 | 0,031 | 1,868 | 5,54· 10-3 | 0,104 | 1,690 | ||
Загальна вибірка | 7,70· 10-3 | 0,07 | 1,789 | 6,30· 10-3 | 0,07 | 1,92 | |
Серпень | |||||||
1,36· 10-1 | 0,255 | 1,510 | 5,35· 10-2 | 0,065 | 2,459 | ||
6,09· 10-2 | 0,015 | 1,201 | 3,60· 10-2 | 0,128 | 1,423 | ||
6,39· 10-2 | 0,014 | 1,875 | 4,95· 10-2 | 0,274, | 2,463 | ||
5,20· 10-2 | 0,114 | 2,145 | 4,29· 10-2 | ||||
6,56· 10-2 | 0,410 | 1,683 | 4,88· 10-2 | 0,452 | 1,970 | ||
1,16· 10-1 | 0,399 | 1,340 | 8,20· 10-2 | 0,376 | 1,431 | ||
7,97· 10-2 | 0,230 | 1,721 | 6,93· 10-2 | 0,165 | 1,312 | ||
Загальна вибірка | 7,2· 10-2 | ||||||
В зв’язку з цим, принципово можливий моніторинг розвитку резистентності колорадського жука до інсектицидів за показниками динаміки фенотипічної структури його популяцій.
Висновки
Результати досліджень фенотипічної структури Ізюмської популяції колорадського жука Харківської області дозволили зробити такі висновки:
1. Фенотипічна структура популяції шкідника з даного району істотно розрізняється у відсотковому відношенні кількості морф з 3 та 6 типом малюнку центральної частини передньоспинки.
2. Дисперсійний аналіз одержаних результатів досліджень співвідношення феноформ колорадського жука (%) показав, що точність наших досліджень 5,7 — 8,8% при впливі варіантів від 95 до 98%. Рівень критерію Фішера фактичного значно перевищував його табличне значення.
3. В травні 2006 року кількість імаго з 3 та 6 типами малюнку складала відповідно 30,8% та 31,2%, а в серпні - 26,4% та 41,2%.
4. В 2007 році ці показники відповідно складали: 30,4% та 24,0% в травні та 36,0% і 38,0% в серпні, що відповідає результатам, до зростання кількості оприскування картоплі.
5. Доля останніх феноморф (1, 2, 4, 5, 7, 8, 9) присутня в дослідних вибірках, їх варіабельність знаходиться в межах норми.
6. Морфи 3 та 6 менш чутливі до токсиканту. Їх СК50 склала на третій день обліку 7,5*10-3 та 8,9* 10-3 % при СК50 для загальної вибірки 7,70· 10-3.
Література
Быховец С. Л. Мониторинг чувствительности колорадского жука к инсектицидам (состояние резистентности вредителей и возбудителей болезней растений к химическим средствам зищиты) и ее преодолений. //Тез. докл. 7-го совещания. — Рига, 1988. — с.62.
Борсук О.П., Когосова Е. Я. Результаты наблюдения за развитием устойчивости колорадского жука к инсектицидам в условиях Украины. //Тез. докл. 2-го совещания по резистентности вредителей к химическим средсвам защиты растений. — Л. 1970. с. 113−120.
Зильберминц И. В. Ротация инсектицидов как метод предотвращения резистентности. // Тем. доклад совещания. Рига, 1988, с. 34.
Кейсирухский М.Г. и др. Вредоностность колорадского жука и экономическая эффективность химических мероприятий по защите картофеля в Белорусской ССР. /Бюл. ВНИИ Защита растений. — 1970. — № 15, с. 3−8.
Колорадский картофельный жук. В кн. Сельскохозяйственная энтомология. — Из-во Сельхозлитературы, М. — 1960.
Методы борьбы с вредителями растений. В кн. Сельскохозяйственная энтомология. — Из-во Сельхозлитературы, М. — 1960.
Перегуда Т. А. Механизм устойчивости членистоногих к пиретроидам. Агрохимия. — 1985, № 8, с. 123−132.
Сазонова И.Н. и др. Токсичность инсектицидов для колорадского жука и его энтомофагов. //Бюл. ВНИИ Защиты растений. — 1988. № 7 — с.69−73.
Сохорученко Г. И. и др. Методические рекомендации по преодолению резистентности вредителей сельхозкультур к пестицидам.- М. 1991, 68 с.
Членистоногие вредители картофеля. В кн. Сельскохозяйственная энтомология. — Из-во Сельхозлитературы, М. — 1960.