Биологический контроль вредителей сельскохозяйственных культур с использованием метода автодиссеминации энтомопатогенных нематод семейства Steinermatidae (Nematoda: Rhabditida)
Автор: Пушня М.В., Исмаилов В.Я., Балахнина И.В., Родионова Е.Ю., Снесарева Е.Г., Команцев А.А.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Биоконтроль и биозащита
Статья в выпуске: 3 т.56, 2021 года.
Бесплатный доступ
В настоящее время разработка приемов биологизированной защиты агроценозов от вредных членистоногих составляет одну из важнейших проблем при создании агросистем будущего, которая затрагивает множество аспектов - от эффективности и продуктивности растениеводства до социального и экологического благополучия и природосбережения. Эффективная биозащита агроценозов невозможна без сочетания разнообразных биоагентов и приемов регулирования численности вредителей. Одним из элементов улучшения ситуации в агроценозах служит применение патогенов вредных организмов и синтетических половых феромонов. В предлагаемой работе показана возможность использования энтомопатогенных нематод (ЭПН) семейства Steinernematidae Filipjev, 1934 как агента автодиссеминации в агроэкосистемах сои, кукурузы и яблоневого сада и описано влияние этих патогенов на разные группы организмов, населяющих биоценозы (в частности, продемонстрировано снижение численности вредных насекомых и повышение активности природных полезных энтомопатогенов). Суть метода заключается в направленном введении в агроценоз энтомопатогенов-биоагентов посредством их аппликации на привлеченных насекомых, отловленных в ловушки, и создании таким образом эпизоотий в популяциях целевых видов. Ранее энтомопатогенные нематоды не использовались в качестве агентов автодиссеминации в борьбе с супердоминантными видами - яблонной плодожоркой Cydia pomonella L ., 1758 и жуками-щелкунами семейства Elateridae Leach, 1815, кроме того, их влияние на других представителей энтомофауны агроэкоценозов также не изучалось. Цель этой работы - оценка эффективности метода автодиссеминации ЭПН на различных культурах. Предпосылкой для проведения представляемого исследования стала успешная апробация метода диссеминации вируса гранулеза, проведенная ранее в яблоневом саду, и предварительные испытания метода автодиссеминации ЭПН для борьбы со щелкунами. В работе применяли два вида патогенов из семейства Steinernematidae - Steinernema carpocapsae (Weiser, 1955) и St. feltiae (Filipiev, 1934), размноженных в лабораторных условиях на разных насекомых-хозяевах. Выполненные эксперименты показали, что энтомопатогенные нематоды, инокулируемые в агроценозы с помощью специально разработанных авторских препаративных форм и модификаций феромонных ловушек, поражали нематодно-бактериальным комплексом 60,0-100 % жуков-щелкунов семейства Elateridae и 34,0-35,3 % имаго яблонной плодожорки C. pomonella и восточной плодожорки Grapholitha molesta (Busck, 1916), что предполагает при дополнительном внесении дальнейшее накопление агентов биологической борьбы в почве защищаемых агроценозов. Заметный положительный эффект автодиссеминации ЭПН проявлялся в снижении поврежденности плодов яблони плодожоркой на 10,0 % и всходов кукурузы и сои на 13,2 % в сравнении с участками, где проводились химические обработки. При использовании рассматриваемого метода не выявлено отрицательного воздействия энтомопатогенных нематод на энтомофагов, таких как златоглазки ( Chrysopidae Schneider, 1851), и перепончатокрылых паразитов из семейств Braconidae Latreille, 1829 и Ichneumonidae Latreille, 1802, поражающих насекомых-вредителей. При этом в саду, где проводились испытания, регистрировалось увеличение зараженности гусениц C. pomonella перепончатокрылыми (+15 %). Установлено стимулирующее воздействие энтомопатогенов на активность аборигенных почвенных нематод, присутствующих в почве исследуемых ценозов, что проявлялось в увеличении числа энтомопатогенных нематод, отловленных на тест-объект (в 1,5-2,0 раза в сравнении с пробами перед обработками). Важен и тот факт, что эффект автодиссеминации оказался пролонгированным и проявился и на следующий год после ее применения как в яблоневом саду, так и в севообороте сельскохозяйственных культур.
Биоконтроль, энтомопатогенные нематоды, автодиссеминация, почвенные нематоды, яблонная плодожорка, жуки-щелкуны, проволочники, феромонные ловушки, яблоня, кукуруза
Короткий адрес: https://sciup.org/142231368
IDR: 142231368 | DOI: 10.15389/agrobiology.2021.3.523rus
Список литературы Биологический контроль вредителей сельскохозяйственных культур с использованием метода автодиссеминации энтомопатогенных нематод семейства Steinermatidae (Nematoda: Rhabditida)
- Исмаилов В.Я., Агасьева И.С. Практическое использование синтетических феромонов основных вредителей яблони. Агро ХХI, 2003, 1-6: 72-74.
- Kirsch Ph. Pheromones: their potential role in control of agricultural insect pests. American Journal of Alternative Agriculture,1988, 3(2-3): 83-97 (doi: 10.1017/S0889189300002241).
- Płuciennik Z. The control of codling moth (Cydia pomonella L.) population using mating disruption method. Journal of Horticultural Research, 2013, 21(1): 65-70 (doi: 10.2478/johr-2013-0009).
- Stelinski L.L., Gut L.J., Haas M., McGhee P., Epstein D. Evaluation of aerosol devices for simultaneous disruption of sex pheromone communication in Cydia pomonella and Grapholita molesta (Lepidoptera: Tortricidae). Journal of Pest Science, 2007, 80(4): 225-233 (doi: 10.1007/s10340-007-0176-7).
- Vernon R.S., Toth M. Evaluation of pheromones: a new trap for monitoring Agriotes lineatus and Agriotes obscurus in the Fraser Valley of British Columbia. Journal of Chemical Ecology, 2007, 33(2): 345-351 (doi: 10.1007/s10886-006-9217-6).
- Надыкта В.Д., Ниязов О.Д., Иванова Т.С., Пастарнак И.Н., Пачкин А.А. Дезориентация как метод регулирования численности яблонной плодожорки. Политематический электронный журнал КубГАУ, 2012, 1(36): 106-109.
- Charmillot P.-J., Degen Th., Pasquier D., Briand F. New pheromone-based methods for grape moth control. Journal of Pest Science, 2005, 73(5): 283-288 (doi: 10.1007/s10886-016-0722-y).
- Tokumaru S., Abe Y. Interspecific hybridization between Liriomyza sativae Blanchard and L. trifolii (Burgess) (Diptera: Agromyzidae). Applied Entomology and Zoology, 2005, 40(4): 551-555 (doi: 10.1303/aez.2005.551).
- Howse P., Armsworth C., Baxter I. Autodissemination of semiochemicals and pesticides: a new concept compatible with the sterile insect technique. In: Area-wide control of insect pests /M.J.B. Vreysen, A.S. Robinson, J. Hendrichs (eds.). Springer, Dordrecht, 2007: 275-281 (doi: 10.1007/978-1-4020-6059-5_26).
- Шамшев И.В., Гричанов И.Я. Место феромонов в фитосанитарных технологиях. Защита и карантин растений, 2008, 7: 22-23.
- Цветкова В.П., Поддубная Е.Н., Исмаилов В.Я., Журавлев С.В. Феромониторинг яблонной плодожорки — основа защитных мероприятий в садах Западной Сибири. Вестник Новосибирского ГАУ, 2008, 7: 12-22.
- Sukovata L., Czokajlo D., Kolk A., Ślusarski Sł., Jabłoński T. An attempt to control Cameraria ohridella using an attract-and-kill technique. Journal of Pest Science, 2010, 11: 111-115 (doi: 10.1007/s10340-010-0342-1).
- Sumedrea M., Marin F.C., Calinescu M., Sumedrea D., Iorgu A. Researches regarding the use of mating disruption pheromones in control of apple codling moth — Cydia pomonella L. Agriculture and Agricultural Science Procedia, 2015, 6: 171-178 (doi: 10.1016/j.aaspro.2015.08.055).
- Сугоняев Е.С., Дорошенко Т.Н., Яковук В.А., Балахнина И.В., Шевченко О.С., Васильева Л.А. Апробация программы экологического управления популяциями вредных и полезных видов членистоногих в экосистеме яблоневого сада. Наука Кубани, 2010, 2: 42-47.
- Джадд Г.Дж.Р. Применение семиохимических соединений в целях автодиссеминации энтомопатогенов, применяемых в целях контроля яблонной плодожорки: возможности и ограничения. Мат. межд. науч.-практ. конф. «Биологическая защита растений — основа стабилизации агроэкосистем». Краснодар, 2006, вып. 4: 92-93.
- Исмаилов В.Я., Пачкин А.А., Агасьева И.С. Новые технологии управления численностью вредных видов с помощью феромонов и энтомопатогенов. Мат. межд. науч.-практ. конф. «Биологическая защита растений — основа стабилизации агроэкосистем». Краснодар, 2012, вып. 7: 221-224.
- Данилов Л.Г. Методические подходы к изучению особенностей биологии энтомопатогенных нематод (Rhabditida: Steinernematidae, Haterorhabditidae) и технологические решения их эффективного использования в качестве средств биологической защиты растений. СПб, 2003.
- Штерншис М.В. Энтомопатогены — основа биопрепаратов для контроля численности фитофагов. Новосибирск, 2010.
- Mohan Sh. Entomopathogenic nematodes and their bacterial symbionts as lethal bioagents of Lepidopteran pests. Biocontrol of Lepidopteran Pests, 2015, 43(1): 273-288 (doi: 10.1007/978-3-319-14499-3_13).
- Divya K., Sankar M. Entomopathogenic nematodes in pest management. Indian Journal of Science and Technology, 2009, 2(7): 53-60 (doi: 10.17485/ijst/2009/v2i7/29499).
- Спиридонов С.Э. Применение энтомопатогенных нематод в защите растений. В сб.: Прикладная нематология /Под ред. С.В. Зиновьева, В.Н. Чижова. М., 2006: 291-311.
- Shapiro-Ilan D.I., Morales-Ramos J.A., Rojas M.G. In vivo production of entomopathogenic nemаtodes. Methods in Molecular Biology, 2016, 1477: 137-158 (doi: 10.1007/978-1-4939-6367-6_11).
- Koneru S.L., Salinas H., Flores G.E., Hong R.L. The bacterial community of entomophylic nematodes and host beetles. Molecular Ecology, 2016, 25(10): 2312-2324 (doi: 10.1111/mec.13614).
- Данилов Л.Г. Особенности инвазирования и последующего развития нематод Neoaplectana carpocapsae штамм «агриотос» при свободном контакте паразита с хозяином. В сб.: Гельминты насекомых. М., 1980: 42-46.
- Данилов Л.Г., Айрапетян В.Г. Инсектициды на основе энтомопатогенных нематод. Защитаикарантинрастений, 2012, 8: 39-43.
- Liu J., Poinar G.O. Jr., Berri R.E. Control of insect pests with entomopathogenic nematodes: the impact of molecular biology and phylogenetic reconstruction. Annual Review of Entomology, 2000, 45(1): 287-306 (doi: 10.1146/annurev.ento.45.1.287).
- Спиридонов С.Э. Энтомопаразитические и энтомопатогенные нематоды. В кн.: Патогены насекомых: структурные и функциональные аспекты /Под ред. В.В. Глупова. М., 2001.
- Эль-Диб А.М.А. Получение препаратов энтомопатогенных нематод и оценка их эффективности. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство, 2010, 3: 24-28.
- Navaneethan Th., Strauch O., Besse S., Bonhomme A., Ehlers R.-U. Influence of humidity and a surfactant-polymer-formulation on the control potential of the entomopathogenic nematode Steinernema feltiae against diapausing codling moth larvae (Cydia pomonella L.) (Lepidoptera: Tortricidae). BioСontrol, 2010, 55(6): 777-788 (doi: 10.1007/s10526-010-9299-5).
- Cruz-Martínez H., Ruiz-Vega J., Matada Mas-Ortíz P.T., Cortés-Martínez C.I., Osas-Diaz J.R. Formulation of entomopathogenic nematodes for crop pest control — a review. Plant Protection Science,2017, 53(1): 15-24 (doi: 10.17221/35/2016-PPS).
- Штерншис М.В., Андреева И.В., Цветкова В.П. Проблемы оптимизации энтомопатогенных биопрепаратов для защиты растений. ВестникНовосибирскогоГАУ, 2011, 1(17): 7-12.
- Lavelle P. Diversity of soil fauna and ecosystem function. Biology International, 1996, 33: 3-16.
- Yeates G.W. Nematodes as soil indicators: functional and biodiversity aspects. Biology and Fertility of Soils, 2003, 37(4): 199-210 (doi: 10.1007/s00374-003-0586-5).
- Grubisic D., Gotlin T., Juran I. Biological control of codling moth, Cydia pomonella Linnaeus 1785 (Lepidoptera: Tortricidae) using entomopathogenic nematode Steinernema carpocapsae Weiser 1955 (Rhabditida: Steinernematidae). Еntomologia Сroatica, 2010, 14 (3-4): 63-74.
- Исмаилов В.Я., Пушня М.В. Перспективы использования метода автодиссеминации для защиты сельскохозяйственных культур от щелкунов рода Agriotes. Мат. межд. науч.-практ. конф. «Биологическая защита растений — основа стабилизации агроэкосистем». Краснодар, 2012, вып. 7: 228-230.
- Агасьева И.С., Пушня М.В. Культивирование энтомопатогенной нематоды Neoaplectana carpocapsae на различных насекомых-хозяевах. Мат. Всероссийского науч.-практ. сов. «Экологически безопасные и беспестицидные технологии получения растениеводческой продукции». Краснодар, 1994: 220-223.
- Атанасов А.З. Семейство Ichneumonidae — Ихневмониды. В кн.: Определитель насекомых европейской части СССР /Под ред. А.З. Атанасова, В.П. Йонайтиса, Д.Р. Каспаряна, В.С. Куслицкого, А.П. Расницына, У.В. Сийтана, В.П. Толканица. Л., 1981, Т. III, Ч. 3.
- Белокобыльский С.А.Семейство Braconidae — Бракониды. В кн.: Определитель насекомых Дальнего Востока России /Под ред. С.А. Белокобыльского, В.И. Тобиаса. Владивосток, 2000, Т. IV, Ч. 4.
- Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М., 1985.
- Ивахненко О.А., Иванова Т.С. Оценка эффективности энтомопатогенных нематод в регулировании численности вредителей сельскохозяйственных культур в Краснодарском крае. Мат. межд. науч.-практ. конф. «Биологическая защита растений — основа стабилизации агроэкосистем». Краснодар, 2006, вып. 4: 234-235.
- Данилов Л.Г., Махоткин А.Г., Васильев С.В., Турицин В.С. Взаимодействие Steinernemacarpocapsae с фауной членистоногих и природными популяциями энтомопатогенных нематод в биотопе плодового сада. Паразитология, 2008, 42(1): 129-137.
- El-Sufty R., Al Bgham S., Al-Awash S., Shahdad A., Al Bathra A. A trap for auto-dissemination of the entomopathogenic fungus Beauveria bassiana by red palm weevil adults in Date Palm Plantations. Egyptian Journal of Pest Control, 2011, 21(2): 271-276.
- Benvenuti C., Barzanti G.P., Marianelli L., Sabbatini Peverieri G., Paoli F., Bosio G., Venanzio D., Giacometto E., Roversi P.F. A new device for auto-disseminating entomopathogenic fungi against Popillia japonica: a study case. Bulletin of Insectology, 2019, 72(2): 219-225.
- Shapiro-Ilan D.I., Han R., Dolinksi C. Entomopathogenic nematode production and application technology. Journal of Nematology, 2012, 44(2): 206-217.
- Cortés-Martínez C.I., Chavarría-Hernández N. Production of entomopathogenic nematodes in submerged monoxenic culture: a review. Biotechnology and Bioengineering, 2020, 117(12): 3968-3985 (doi: 10.1002/bit.27515).
- Somasekhar N., Grewal P.S., De Nardo E.A.B., Stinner B.R. Non-target effects of entomopathogenic nematodes on the soil nematode community. Journal of Applied Ecology,2002, 39(5): 735-744 (doi: 10.1046/j.1365-2664.2002.00749.x).