О влиянии эфирного масла Litsea cubeba (Lour.) Pers. и его основного компонента на развитие оранжерейной белокрылки Trialeurodes vaporariorum Westw

Оранжерейная белокрылка Trialeurodes vaporariorum Westw. ( Hemi-ptera , Aleyrodidae ) может развиваться на 859 видах растений из 469 родов и 121 семейства (1). Подавление развития растений и снижение урожайности происходит не только вследствие питания фитофага соком флоэмы, но и из-за развития сажистого гриба на медвяной росе, выделяемой белокрыл-кой. T. vaporariorum активно переносит вирусные заболевания растений (2), поэтому даже при незначительной численности вредителя необходимо частое применение инсектицидов, провоцирующее развитие резистентности (3).

В поиске новых эффективных средств защиты предпочтение отдается экологически малоопасным веществам, среди которых значительный интерес представляют растительные эфирные масла, обладающие различными механизмами воздействия на фитофагов (от прямого токсического до регулирующего поведение и развитие членистоногих) (4, 5). В мире насчитывается около 3000 растений-эфироносов, способных продуцировать и накапливать эфирные масла, но промышленное значение имеют лишь 200 видов, которые содержат достаточное количество продукта необходимого качества. Среди возделываемых в России эфироносов преобладают культуры, выращиваемые для получения зернового и цветочно-травянистого сырья (плоды кориандра, аниса, фенхеля, тмина, укропа, цветки и зеленая масса лаванды, полыни, иссопа, шалфея, розы эфиромасличной, мяты, душицы). При этом в Российской Федерации выпускается лишь 6-8 % эфирных масел от общего объема, получаемого в мире.

В настоящее время имеется достаточное количество фактов, подтверждающих биологическую активность растительных эфирных масел в отношении белокрылок (6, 7). Среди перспективных растительных масел с инсектицидными свойствами заслуживает внимания, получаемое из Litsea cubeba (Lour.) Pers. (сем. Lauraceae ) (8-10). Естественные ареалы этого древесно-кустарникового растения — южный Китай, Япония и Юго-Восточная Азии, а также горные районы Тайваня, Таиланда, северо-восточной Индии, Кореи, Вьетнама и Индонезии. Несмотря на зависимость химического состава масла от места произрастания L. cubeba и используемых частей растений (11), удалось идентифицировать 59 его компонентов. Цитраль — основной компонент этого масла вне зависимости от зоны произрастания растения (12).

В настоящей работе впервые получены сведения об эффективности эфирного масла L. cubeba и цитраля в качестве фумигантов и репеллентов для контроля численности тепличной белокрылки.

Целью нашей работы было изучение различных механизмов действия эфирного масла Litsea cubeba и его основного компонента — цитраля на Trialeurodes vaporariorum.

Ìåòîäèêà. Культуру белокрылки разводили в лабораторных условиях на растениях фасоли ( Phas e olus vulg a ris L.) при температуре 24±1 ° С и световом периоде 16 ч. Эфирное масло L. cubeba и цитраль были получены из Crop Research Institute (г. Прага, Чешская Республика).

Для испытаний готовили 1 % растворы эфирного масла L. cubeba или цитраля, растворяя 100 мкл вещества в 900 мкл этилового спирта с последующим добавлении 9 мл воды при перемешивании. Концентрации 0,5; 0,25 и 0,125 % получали методом последовательного разбавления водой.

Перед началом экспериментов оценивали фитотоксичность эфирного масла L. cubeba и цитраля для определения максимально возможной концентрации. Растворами веществ опрыскивали растения фасоли и наблюдали за ними в течение 7 сут.

Учитывали точное число особей белокрылки в каждой повторности (живых и погибших, или прореагировавших). Численность дочернего поколения рассчитывали на одну исходную особь.

При изучении действия эфирного масла L. cubeba на эмбриональную стадию T. vaporariorum растения фасоли, выращенные индивидуально в стаканчиках (200 мл), помещали в садки с имаго белокрылки для заселения. Через 1 сут имаго удаляли. После подсчета отложенных яиц растения обрабатывали 0,25 % раствором масла до смыкания капель, в контроле — водой. Эффект действия определяли по числу отродившихся личинок, образовавшихся пупариев и вылетевших имаго.

Чтобы оценить действие эфирного масла на личинок, заселение растений проводили, как и в предыдущем опыте, но после удаления имаго растения помещали в чистый бокс на 9 сут. Появившихся личинок подсчитывали перед обработкой 0,25 % раствором масла, в контроле — водой. Дальнейшие учеты проводили по методике, изложенной выше.

В условиях принудительного содержания имаго T. vaporariorum растения фасоли в опыте обрабатывали 0,25 % раствором масла, в контроле — водой. Растения помещали по одному в цилиндры (объем 10 л), выпускали в них по 30 особей имаго белокрылки (без разделения по полу) и закрывали мельничным газом для предотвращения вылета фитофага и нормальной вентиляции. Через 1 сут на растениях учитывали число взрослых особей и отложенных яиц. Далее учеты проводили как при обработке яиц.

При изучении влияния эфирного масла L. cubeba и цитраля на выбор T. vaporariorum растений для питания и откладки яиц по 2 опытных и 2 контрольных растения помещали в садки из оргстекла (60x60 x 60 см) с вентиляционными отверстиями и выпускали туда 60 взрослых особей бело-крылки. Через 1 сут определяли численность фитофага на растениях и число отложенных яиц. Влияния тестируемых образцов на привлечение имаго оценивали по индексу предпочтения (ИП): ИП = (Хк - Хо)/Хпр, где Хк — число особей на контрольном растении, Хо — число особей на опытном растении, Хпр — общее число привлеченных особей.

Привлекательность растений для развития потомства определяли по снижению числа яиц (%) = [(Хк - Хо)/Хк] x 100, где Хк — число в контроле, Хо — число в опыте (13).

При оценке фумигационного действия эфирного масла L. cubeba и цитраля на T. vaporariorum эфирное масло или цитраль разводили в этаноле до определенной концентрации и наносили на фильтровальную бумагу (диспенсер) по 10 мкл на повторность. Использовали дозировки 9,0; 6,0; 4,5; 3,0 и 2,25 мкл/л воздуха. В контрольных вариантах на диспенсер наносили 10 мкл этанола. После испарения растворителя (через 2 мин) диспенсер прикрепляли на внутреннюю сторону крышки пластикового контейнера объемом 265 мл, на дно помещали лист фасоли, черешок которого находился в пробирке Эппендорф с водой. После выпуска имаго фитофага (30 особей) в контейнер его плотно закрывали крышкой. Через 1 сут подсчитывали живых, погибших особей и отложенные яйца. В каждом варианте опыта было по 10 повторностей. Цитраль оценивали в концентрациях, активных для L. cubeba.

Смертность рассчитывали по формуле O. Schneider-Orelli (14), влияние тестируемых образцов на число яиц — по формуле W.S. Abbot (13).

Статистическую обработку результатов проводили в программе MicroCal Origin, version 3.01 . Рассчитывали средние значения показателей (M) и стандартные ошибки средних (±SEM). Данные экспериментов были проанализированы с помощью однофакторного дисперсионного анализа (one-way ANOVA), средние значения сравнивали по критерию Tukey’s HSD. Различия между средними считались достоверными при р < 0,05.

Ðåçóëüòàòû. Оценка фитотоксичности растворов тестируемых образцов показала, что максимальной концентрацией, не оказывающей негативного влияния на растения фасоли, была 0,25 %.

При обработке яиц белокрылки растворами эфирного масла L. cu- beba в течение всего преимагинального периода развития ни одна из испытанных концентраций не влияла на жизненные показатели фитофага. Гибель на изученных стадиях статистически не отличалась от результатов в контроле. Аналогичная ситуация была зарегистрирована и после обработки личинок. Средняя суммарная гибель за весь период наблюдения (до вылета имаго) не превышала 13 % и достоверно не отличалась от таковой в контроле (табл. 1).

При содержании имаго белокрылки на обработанных маслом L. cubeba растениях отмечали статистически значимое снижение числа отложенных яиц на 25 % по сравнению с контролем при концентрации 0,25 % ( F = 4,55915, p = 0,04674). Показатели суммарной гибели существенно не различались по вариантам ( F = 3,66306, p = 0,07167) (см. табл. 1).

1. Прохождение различных этапов онтогенеза Trialeurodes vaporariorum Westw. под влиянием эфирного масла Litsea cubeba (Lour.) Pers. (0,25 % раствор, M ±SEM; лабораторный опыт)

Вариант	Исходное число, экз.	Число отложенных яиц на 1 имаго, шт.	Снижение числа яиц, %	Погибших (по стадиям), экз.			Средняя суммарная гибель, экз.
				эмбриональная	личи ночная	пупарии
Эмбриональная стадия: опыт             254                                     3,30±1,62 2,30±1,21 1,30±0,78 6,90±2,17 контроль         270                                     2,30±1,01 1,90±0,89 3,00±0,85 7,20±1,72 Личиночная стадия: опыт             225                                                8,06±0,85 4,35±1,13 12,4±1,04 контроль         218                                                5,91±1,05 5,34±1,40 11,2±1,75 Имагинальная стадия: опыт             301         0,68±0,07*        25,3     7,30±1,56 6,50±0,92 4,20±1,47 17,9 ± 1,39 контроль         282         0,91±0,08                  4,90±1,22 5,00±0,68 4,80±1,22 14,7±0,91

* Различия с контролем статистически значимы при р ≤ 0,05 (см. раздел «Методика»).

При выборе белокрылкой растений для питания и откладки яиц при 0,25 % концентрации эфирного масла фитофаг отдавал предпочтение контрольным растениям. ИП составлял - 18,7, а число отложенных яиц снижалось почти на 40 %. После обработки растений эфирным маслом в концентрации 0,125 % репеллентный эффект практически полностью отсутствовал и все оцениваемые показатели достоверно не различались с контролем (по распределению имаго — F = 0,88411, р = 0,35953; по числу яиц — F = 0,37043, р = 0,55037). Цитраль не оказывал влияния на поведение белокрылки (табл. 2).

2. Свободный выбор растений фасоли ( Phaséolus vulgáris L.) оранжерейной бе-локрылкой Trialeurodes vaporariorum Westw. для питания и откладки яиц в зависимости от концентрации эфирного масла Litsea cubeba (Lour.) Pers. и цитраля ( M ±SEM; лабораторный опыт)

Концентрация, %	Распределение имаго на растениях, экз.		Индекс предпочтения	Число яиц, шт.		Снижение числа яиц, %
	опыт	контроль		опыт	контроль
0,25	13,9±1,48*	Э 20,3±1,26	фирное масло - 18,7         10,5±1,92*		17,1±2,18		38,6
0,125	15,8±2,01	18,5±2,06	- 7,9	10,3±1,78	11,7±1,46		12,0
0,25	15,3±1,75	19,7±2,12	Цитраль - 12,6	8,5±1,28	10,9±1,54		22,0
0,125	16,6±2,57	17,7±3,60	- 3,2	8,8±1,22	9,2±1,27		4,3
* Различия с контролем статистически значимы при р ≤ 0,05 (см. раздел «Методика»).

При изучении фумигационного действия тестируемых образцов на T. vaporariorum масло L. cubeba (9,0 и 6,0 мкл/л) вызывало гибель 90 % имаго и снижение числа яиц по сравнению с контролем соответственно на 98,2 и 93,8 %. При концентрации 4,5 мкл/л погибало около половины тестируемых насекомых, при этом число яиц в опыте снижалось на 90,6 %. После снижения дозировки еще в 1,5 раза эффекты полностью нивелировались (табл. 3). Использование цитраля в максимальной концентрации (6,0 мкл/л) при таком способе воздействия приводило к смертности 85,9 % имаго и уменьшению числа яиц более чем на 90 %. Резкое снижение токсичности, как и у масла L. cubeba, было отмечено при 3,0 мкл/л, при этом сохранялось негативное влияние на плодовитость (см. табл. 3).

3. Фумигационное действие эфирного масла Litsea cubeba (Lour.) Pers. и цитраля на жизнеспособность имаго оранжерейной белокрылки Trialeurodes vaporario-rum Westw. и численность дочернего поколения ( M ±SEM; лабораторный опыт)

Дозировка, мкл/л	Протестировано особей, экз.	Смертность имаго, %	Смертность с учетом контроля, %	Число яиц на 1 имаго, экз.	Снижение числа яиц, %
		Эфирное масло
9,0	290	97,1±1,22*	97,1	0,02±0,006*	98,2
6,0	275	91,3±2,93*	90,3	0,03±0,011*	93,8
4,5	288	54,2±7,53*	51,5	0,06±0,019*	90,6
3,0	284	3,0±1,57	0,6	0,53±0,039	7,0
		Цитраль
6,0	287	86,0±5,33*	85,8	0,03±0,014*	94,3
4,5	272	73,9±3,77*	72,7	0,07±0,029*	87,5
3,0	267	10,1±2,87	6,9	0,31±0,072*	57,8
2,25	290	7,0±2,35	6,3	0,35±0,056*	45,9
*Различия с контролем статистически значимы при р ≤ 0,05 (см. раздел «Методика»).

В научной литературе представлено достаточно сведений о механизмах действия эфирного масла L. cubeba и цитраля на представителей членистоногих. Так, эфирное масло L. cubeba характеризуется выраженной контактной токсичностью для некоторых видов Coleoptera : взрослых особей Lasioderma serricorne (ЛД 50 27,33 мкг/cм²) и Liposcelis bostrychophila (ЛД 50 71,56 мкг/cм²), личинок и жуков Tenebrio molitor (ЛД 50 21,2 мкг/cм²), долгоносика Sitophilus zeamais (8, 9). В отношении гусениц Trichoplusia ni масло L. cubeba проявило умеренную токсичность (ЛД 50 112,5 мкг/личинку) (10).

В наших экспериментах эфирное масло L. cubeba (0,25 %) при обработке им 1-суточных яиц и 1-2-суточных личинок белокрылки не оказывало на них негативного действия. Наблюдение за обработанными особями до вылета имаго не выявило различий в гибели между опытом и контролем. Однако при оценке влияния масла (0,25 %) на имаго фитофага и их потомство было показано снижение плодовитости у белокрылки на обработанных растениях, а дальнейшее развитие на протяжении преимагинального периода не различалось в опыте и контроле.

Наличие репеллентного действия L. cubeba наглядно продемонстрировано на жуках Sitophilus zeamais и Tribolium castaneum (15), комарах Aedes albopictus (16), термитах (17), муравьях Monomorium pharaonis (18). Цитраль обладал репеллентным действием на комаров Aedes albopictus (19) и на жука Lasioderma serricorne (20).

Полученные нами результаты по оценке влияния эфирного масла L. cubeba на поведенческие реакции белокрылки также показали снижение привлекательности обработанных растений как для питания, так и для откладки яиц при концентрации 0,25 %. После разведения раствора эфирного масла в 2 раза (до 0,125 %) выявленные эффекты нивелировались. Цитраль даже в максимальной используемой концентрации 0,25 % не вызывал достоверно отличающихся от контроля изменений поведения у фитофага. Возможно, что более высокие концентрации масла и цитраля вызвали бы эффект и у тепличной белокрылки T. vaporariorum , но наличие фитотоксичности не позволило повысить дозировку для обработки растений. Наличие фитотоксичности у масел отмечалось и ранее (21, 22).

Наибольшую эффективность эфирное масло L. cubeba и цитраль проявили при фумигационном воздействии, как оказывая прямой токсический эффект на имаго, так и снижая численность дочернего поколения. Фумигационные свойства масла L. cubeba также известны в отношении некоторых вредных членистоногих: жуков Lasioderma serricorne и Liposcelis bos-trychophila (ЛД 50 соответственно 22,97 и 0,73 мг/л) (8), муравьев Solenopsis invicta (гибель более 90 % при дозировке 5,33 мкл/см³) (23), личинок гал-лицы Camptomyia corticalis — вредителя грибов шиитаке (ЛК 50 3,46 мг/см³) (24), табачной белокрылки B. tabaci (100 % смертность при 2,4 мкл/см³) (25).

Наличие фумигационных свойств описано и для цитраля в отношении капустной моли Plutella xylostella (ЛК 50 для имаго — 1,65 мг/л, для личинок первого возраста — 0,35 мг/л, для яиц — 4,28 мг/л) (26), жуков , Te-nebrio molitor (9), муравьев Solenopsis invicta (гибель более 90 % при дозировке 5,33 мкл/см³) (23). Аналогичные свойства L. cubeba выявлены нами ранее в отношении опасного карантинного вредителя Frankliniella occidentalis , часто присутствующего вместе с белокрылкой на одних и тех же культурах в теплицах (27, 28). Изученные нами концентрации были значительно ниже приводимых в литературе, а показатели смертности белокрылки аналогичны описанным. Токсичность тестируемых образцов оказалась сопоставима при одинаковых концентрациях, но, в отличии от масла L. cubeba, цитраль снижал число яиц даже при пониженных дозировках.

Сравнительная оценка активности воздействия изученных нами летучих продуктов — масла и цитраля на поведенческие реакции белокрылки и жизнеспособность фитофага, его плодовитость не выявила общей закономерности в эффективности отдельного вещества (цитраля) или многокомпонентного масла L. cubeba. Некоторыми авторами высказывалось предположение, что биологическую активность растительных эфирных масел обусловлена синергетическим действием соединений, входящих в его состав (23, 29). Поэтому не всегда можно рассчитывать, что отдельное вещество, даже значительно доминирующее в эфирном масле, будет более активным, чем сам исходный продукт. С многокомпонентностью эфирных масел связывают вероятность замедленного развития устойчивости к ним у вредителей и разнообразие способов воздействия.

Таким образом, на начальных стадиях эмбрионального и личиночного развития обработка эфирным маслом Litsea cubeba в концентрации 0,25 % не оказывала как прямого токсического действия на оранжерейную белокрылку Trialeurodes vaporariorum , так и эффекта последействия . Контакт имаго с растениями, обработанными эфирным маслом в этой же концентрации, вызывал снижение числа отложенных яиц (на 25,3 %). Летучие вещества масла (концентрация 0,25 %) обладали репеллентным действием (индекс предпочтения - 18,7) и потенциалом для снижения численности потомства (снижение числа яиц на 38,6 %). У цитраля в концентрации 0,25 % эти свойства оказались менее выражены. Наиболее эффективным было действие масла на тепличную белокрылку при фумигации: при дозировке 4,5 мкл/л наблюдалась гибель более 50 % имаго и снижение числа яиц на 90,6 %. Эти же свойства были характерны для цитраля (4,5 мкл/л), у которого оцениваемые показатели составляли соответственно 72,7 и 87,5 %. Выявленное нами фумигационное и репеллентное действие масла L. cubeba и цитраля на белокрылку свидетельствует об их способности снижать численность фитофага. Представленные данные доказывают перспективность масла L. cubeba в качестве фумиганта и репеллента в отношении T. vaporariorum в условиях закрытого грунта, где фитофаг развивается круглогодично в 10-

16 поколениях независимо от погодных условий и существуют жесткие фи-тосанитарные требования к применяемым средствам защиты. Для дальнейшего обоснования эффективности применения масла L. cubeba необходимо проведение исследований в тепличных хозяйствах. Конкретные способы применения будут зависеть от результатов более детального изучения свойств тестируемых образцов. Фумигационные свойства могут быть использованы для предотвращения распространения белокрылки при транспортировке растительных материалов, урожая, а репеллентные — для снижения заселенности растений фитофагом.