Точный удар: уязвимые фазы вредных организмов
Снова боретесь за урожай с членистоногими противниками? Для прицельного применения средств защиты растений стоит обратить внимание не только на видовой состав, но и на стадии развития полевых вредителей, наиболее подходящие для борьбы с ними. Знание того, когда именно противник наиболее уязвим, позволяет значительно повысить эффективность защитных мероприятий.
Насекомые-вредители и их жизненные циклы
Большинство насекомых-вредителей проходят через четыре основные стадии развития: яйцо, личинка (или нимфа), куколка и имаго (взрослая особь). Каждая стадия обладает уникальными физиологическими и биохимическими характеристиками, определяющими их уязвимость к различным методам защиты растений.
Яйцо
Стадия яйца обычно является одной из наиболее защищённых фаз развития насекомых. Оболочка яйца обеспечивает механическую защиту от внешних воздействий, а эмбрион внутри него имеет ограниченный метаболизм, то есть медленно перерабатывает любые вещества, что снижает его чувствительность к системным инсектицидам. Яйца кукурузного мотылька (Ostrinia nubilalis), например, защищены не только прочной оболочкой, но и часто располагаются в труднодоступных местах, например, на нижней стороне листьев
Насекомые-вредители и их жизненные циклы
Большинство насекомых-вредителей проходят через четыре основные стадии развития: яйцо, личинка (или нимфа), куколка и имаго (взрослая особь). Каждая стадия обладает уникальными физиологическими и биохимическими характеристиками, определяющими их уязвимость к различным методам защиты растений.
Яйцо
Стадия яйца обычно является одной из наиболее защищённых фаз развития насекомых. Оболочка яйца обеспечивает механическую защиту от внешних воздействий, а эмбрион внутри него имеет ограниченный метаболизм, то есть медленно перерабатывает любые вещества, что снижает его чувствительность к системным инсектицидам. Яйца кукурузного мотылька (Ostrinia nubilalis), например, защищены не только прочной оболочкой, но и часто располагаются в труднодоступных местах, например, на нижней стороне листьев
Однако у этой стадии есть и слабые места. Яйца многих насекомых чувствительны к высыханию, экстремальным температурам и некоторым контактным инсектицидам, разрушающим оболочку. Можно отметить, что кладки некоторых вредителей оказываются довольно уязвимы к механическим повреждениям (например, при обработке почвы) и биологическим методам борьбы — выпуску хищников, таких как наездники-трихограммы.
Личинка
Личиночная стадия представляет собой период активного питания и роста насекомого. Она включает несколько возрастных стадий, разделенных линьками. Эти стадии так и называются — личинка первого возраста, личинка второго возраста и т. д. Первые возрасты, особенно у чешуекрылых и жесткокрылых, обычно наиболее уязвимы из-за следующих факторов:
Так, гусеницы первого возраста хлопковой совки (Helicoverpa armigera) в 10−15 раз более чувствительны к инсектицидам, чем гусеницы пятого возраста. Это связано с тем, что у старших возрастов формируется более плотная кутикула, развиваются ферментные системы детоксикации, и увеличивается масса тела, требующая большей дозы инсектицида.
Личиночная стадия представляет собой период активного питания и роста насекомого. Она включает несколько возрастных стадий, разделенных линьками. Эти стадии так и называются — личинка первого возраста, личинка второго возраста и т. д. Первые возрасты, особенно у чешуекрылых и жесткокрылых, обычно наиболее уязвимы из-за следующих факторов:
- Тонкие покровы тела с минимальной кутикулярной защитой (слабые внешние покровы),
- Высокая метаболическая активность (усиленный обмен веществ),
- Ограниченная способность к обезвреживанию ядов (детоксикации ксенобиотиков),
- Невысокая мобильность и ограниченный выбор мест питания.
Так, гусеницы первого возраста хлопковой совки (Helicoverpa armigera) в 10−15 раз более чувствительны к инсектицидам, чем гусеницы пятого возраста. Это связано с тем, что у старших возрастов формируется более плотная кутикула, развиваются ферментные системы детоксикации, и увеличивается масса тела, требующая большей дозы инсектицида.
Куколка
Стадия куколки у насекомых с полным превращением представляет собой фазу глубокой морфологической перестройки. В это время насекомое обычно неподвижно и защищено плотными покровами или коконом. Метаболические процессы во время окукливания замедлены, но в то же время происходят сложные процессы разрушения личиночных тканей и формирования взрослых органов насекомого, своего рода внутренняя перестройка организма. Именно замедленный метаболизм делает куколок относительно устойчивыми к системным инсектицидам, для действия которых необходим активный обмен веществ.
Впрочем, куколки, находящиеся в почве, оказываются защищены не только прочной оболочкой, но и собственно слоем почвы, что затрудняет доступ к ним инсектицидов.
Имаго
Взрослые насекомые обычно имеют хорошо развитую кутикулу, эффективные механизмы детоксикации и высокую мобильность. Это делает их менее уязвимыми для многих методов борьбы. Однако и у взрослых насекомых есть свои уязвимые периоды, особенно непосредственно после выхода из куколки, когда их покровы еще не затвердели полностью. Например, имаго хлебной жужелицы (Zabrus tenebrioides) наиболее восприимчивы к инсектицидам в первые 24−48 часов после выхода из куколки.
Стадия куколки у насекомых с полным превращением представляет собой фазу глубокой морфологической перестройки. В это время насекомое обычно неподвижно и защищено плотными покровами или коконом. Метаболические процессы во время окукливания замедлены, но в то же время происходят сложные процессы разрушения личиночных тканей и формирования взрослых органов насекомого, своего рода внутренняя перестройка организма. Именно замедленный метаболизм делает куколок относительно устойчивыми к системным инсектицидам, для действия которых необходим активный обмен веществ.
Впрочем, куколки, находящиеся в почве, оказываются защищены не только прочной оболочкой, но и собственно слоем почвы, что затрудняет доступ к ним инсектицидов.
Имаго
Взрослые насекомые обычно имеют хорошо развитую кутикулу, эффективные механизмы детоксикации и высокую мобильность. Это делает их менее уязвимыми для многих методов борьбы. Однако и у взрослых насекомых есть свои уязвимые периоды, особенно непосредственно после выхода из куколки, когда их покровы еще не затвердели полностью. Например, имаго хлебной жужелицы (Zabrus tenebrioides) наиболее восприимчивы к инсектицидам в первые 24−48 часов после выхода из куколки.
Механизмы устойчивости насекомых на разных стадиях развития
А вот здесь начинается самое интересное! Понимание механизмов, обеспечивающих устойчивость насекомых к неблагоприятным воздействиям на разных стадиях их развития, имеет решающее значение для разработки эффективных стратегий защиты растений.
Структурная защита
Одним из ключевых механизмов защиты является утолщение и склеротизация кутикулы с возрастом: это природный процесс затвердевания наружного покрова насекомого после линьки, делающий его прочным и устойчивым к повреждениям. Кутикула (насекомых) — наружный защитный слой тела насекомого, выполняющий роль скелета, защиты от высыхания и механических повреждений. Хитин и склеротин — основные вещества, из которых состоит защитный покров насекомых: хитин напоминает прочное волокно, а склеротин — природный клей, скрепляющий эти волокна. А сверху он бывает покрыт эпикутикулой: это самый верхний тонкий восковой слой, защищающий насекомое от потери влаги и проникновения химических веществ, включая инсектициды.
Так, у гусениц хлопковой совки (Helicoverpa armigera) толщина эпикутикулы увеличивается с 1,2 мкм в первом возрасте до 7,8 мкм в пятом. Это значительно снижает проницаемость покровов для контактных инсектицидов! А у колорадского жука кутикула личинок четвертого возраста содержит на 60% больше хитина и на 45% больше склеротина, чем у личинок первого возраста, что обеспечивает им и механическую, и химическую защиту.
А вот здесь начинается самое интересное! Понимание механизмов, обеспечивающих устойчивость насекомых к неблагоприятным воздействиям на разных стадиях их развития, имеет решающее значение для разработки эффективных стратегий защиты растений.
Структурная защита
Одним из ключевых механизмов защиты является утолщение и склеротизация кутикулы с возрастом: это природный процесс затвердевания наружного покрова насекомого после линьки, делающий его прочным и устойчивым к повреждениям. Кутикула (насекомых) — наружный защитный слой тела насекомого, выполняющий роль скелета, защиты от высыхания и механических повреждений. Хитин и склеротин — основные вещества, из которых состоит защитный покров насекомых: хитин напоминает прочное волокно, а склеротин — природный клей, скрепляющий эти волокна. А сверху он бывает покрыт эпикутикулой: это самый верхний тонкий восковой слой, защищающий насекомое от потери влаги и проникновения химических веществ, включая инсектициды.
Так, у гусениц хлопковой совки (Helicoverpa armigera) толщина эпикутикулы увеличивается с 1,2 мкм в первом возрасте до 7,8 мкм в пятом. Это значительно снижает проницаемость покровов для контактных инсектицидов! А у колорадского жука кутикула личинок четвертого возраста содержит на 60% больше хитина и на 45% больше склеротина, чем у личинок первого возраста, что обеспечивает им и механическую, и химическую защиту.
Ферментные системы детоксикации
Ферментные системы детоксикации у насекомых-вредителей представляют собой природный защитный механизм, позволяющий им обезвреживать ядовитые вещества, в том числе и инсектициды. Эти системы работают как своеобразные «химические фильтры», превращающие токсичные соединения в безвредные, которые затем выводятся из организма насекомого. Особенно развиты такие системы у всё того же колорадского жука, способного быстро адаптироваться к многократным обработкам картофеля инсектицидами одной группы, а также у хлопковой совки, вредителя кукурузы и подсолнечника, с высокой устойчивостью к пиретроидам.
Когда инсектицид попадает в организм насекомого, специальные ферменты, например, цитохром P450 или глутатион-S-трансферазы, присоединяют к молекулам яда дополнительные химические группы, делая их водорастворимыми и менее токсичными, после чего модифицированные молекулы выводятся из организма насекомого вместе с экскрементами. Приходится чередовать препараты с разными механизмами действия!
Поведение для выживания
Поведенческие адаптации также играют важную роль в устойчивости насекомых к неблагоприятным воздействиям. Например, гусеницы старших возрастов хлопковой совки мигрируют вглубь растительных тканей, что защищает их от контактных инсектицидов и естественных врагов. А «всеми любимые» личинки колорадского жука старших возрастов переходят на питание более старыми листьями, содержащими меньше инсектицидов, чем молодые.
Ферментные системы детоксикации у насекомых-вредителей представляют собой природный защитный механизм, позволяющий им обезвреживать ядовитые вещества, в том числе и инсектициды. Эти системы работают как своеобразные «химические фильтры», превращающие токсичные соединения в безвредные, которые затем выводятся из организма насекомого. Особенно развиты такие системы у всё того же колорадского жука, способного быстро адаптироваться к многократным обработкам картофеля инсектицидами одной группы, а также у хлопковой совки, вредителя кукурузы и подсолнечника, с высокой устойчивостью к пиретроидам.
Когда инсектицид попадает в организм насекомого, специальные ферменты, например, цитохром P450 или глутатион-S-трансферазы, присоединяют к молекулам яда дополнительные химические группы, делая их водорастворимыми и менее токсичными, после чего модифицированные молекулы выводятся из организма насекомого вместе с экскрементами. Приходится чередовать препараты с разными механизмами действия!
Поведение для выживания
Поведенческие адаптации также играют важную роль в устойчивости насекомых к неблагоприятным воздействиям. Например, гусеницы старших возрастов хлопковой совки мигрируют вглубь растительных тканей, что защищает их от контактных инсектицидов и естественных врагов. А «всеми любимые» личинки колорадского жука старших возрастов переходят на питание более старыми листьями, содержащими меньше инсектицидов, чем молодые.
Уязвимые фазы развития основных сельскохозяйственных вредителей
Помимо структурных и биохимических факторов, на уязвимость насекомых влияют также особенности их физиологии на разных стадиях развития. Во время линьки насекомые временно становятся более чувствительными к инсектицидам. Это связано с тем, что старая кутикула отделяется, а новая еще не затвердела. У саранчовых, например, чувствительность к инсектицидам в период линьки повышается в 2−3 раза.
Периоды активного питания также повышают уязвимость вредителя для системных инсектицидов и бактериальных препаратов. Чем прожорливее окажется насекомое, тем больше яда будет им проглочено. Так, гусеницы совки-гаммы (Autographa gamma) потребляют до 80% всей пищи в пятом возрасте, что делает этот период оптимальным для применения системных инсектицидов и биопрепаратов, несмотря на общую повышенную устойчивость старших возрастов.
Периоды активного питания также повышают уязвимость вредителя для системных инсектицидов и бактериальных препаратов. Чем прожорливее окажется насекомое, тем больше яда будет им проглочено. Так, гусеницы совки-гаммы (Autographa gamma) потребляют до 80% всей пищи в пятом возрасте, что делает этот период оптимальным для применения системных инсектицидов и биопрепаратов, несмотря на общую повышенную устойчивость старших возрастов.
Механизмы устойчивости насекомых-вредителей к неблагоприятным воздействиям на разных стадиях развития
Критические фазы развития основных групп вредителей
И всё-таки подобраться к ним можно! Главное — подкараулить оптимальные сроки для проведения защитных мероприятий против конкретной биологической группы вредителей.
Чешуекрылые (Lepidoptera)
Чешуекрылые, к которым относятся бабочки и моли, представляют одну из наиболее важных групп вредителей сельскохозяйственных культур. У озимой совки (Agrotis segetum), например, наиболее уязвимыми являются гусеницы первого и второго возрастов. В этот период они активно питаются на поверхности почвы и листьях, имеют тонкие покровы и ограниченные механизмы детоксикации. После третьего возраста гусеницы становятся более устойчивыми к инсектицидам.
И всё-таки подобраться к ним можно! Главное — подкараулить оптимальные сроки для проведения защитных мероприятий против конкретной биологической группы вредителей.
Чешуекрылые (Lepidoptera)
Чешуекрылые, к которым относятся бабочки и моли, представляют одну из наиболее важных групп вредителей сельскохозяйственных культур. У озимой совки (Agrotis segetum), например, наиболее уязвимыми являются гусеницы первого и второго возрастов. В этот период они активно питаются на поверхности почвы и листьях, имеют тонкие покровы и ограниченные механизмы детоксикации. После третьего возраста гусеницы становятся более устойчивыми к инсектицидам.
У капустной моли (Plutella xylostella) слабое звено будет аналогичным: эффективность пиретроидных инсектицидов против гусениц первого возраста составляет около 90-95%, но снижается до 50-60% против гусениц четвертого возраста.
Жесткокрылые (Coleoptera)
Жесткокрылые вредители, такие как колорадский жук (Leptinotarsa decemlineata) и хлебные жуки (Anisoplia spp.), имеют сложные жизненные циклы с разными уязвимыми стадиями. Для колорадского жука наиболее чувствительными к обработкам являются личинки первого и второго возрастов, когда их экзоскелет еще не сформирован полностью. Эффективность инсектицидов может достигать 95-98% против молодых личинок, но снижается до 60-70% против личинок четвертого возраста.
Хлебные жуки наиболее уязвимы во время отрождения личинок из яиц и в период линьки между личиночными возрастами, когда их покровы временно становятся мягкими.
Жесткокрылые вредители, такие как колорадский жук (Leptinotarsa decemlineata) и хлебные жуки (Anisoplia spp.), имеют сложные жизненные циклы с разными уязвимыми стадиями. Для колорадского жука наиболее чувствительными к обработкам являются личинки первого и второго возрастов, когда их экзоскелет еще не сформирован полностью. Эффективность инсектицидов может достигать 95-98% против молодых личинок, но снижается до 60-70% против личинок четвертого возраста.
Хлебные жуки наиболее уязвимы во время отрождения личинок из яиц и в период линьки между личиночными возрастами, когда их покровы временно становятся мягкими.
Полужесткокрылые (Hemiptera)
Эта группа включает различных сосущих вредителей, таких как клопы, тли и щитовки. Тли (Aphididae) особенно уязвимы в нимфальной стадии, когда их внешние покровы еще не затвердели полностью. Бескрылые формы также более чувствительны к инсектицидам, чем крылатые, которые обладают более развитой кутикулой и системами детоксикации. Эффективность системных инсектицидов против нимф злаковой тли (Sitobion avenae) первого возраста может достигать 98%, но против взрослых особей снижается до 75-80%.
Эта группа включает различных сосущих вредителей, таких как клопы, тли и щитовки. Тли (Aphididae) особенно уязвимы в нимфальной стадии, когда их внешние покровы еще не затвердели полностью. Бескрылые формы также более чувствительны к инсектицидам, чем крылатые, которые обладают более развитой кутикулой и системами детоксикации. Эффективность системных инсектицидов против нимф злаковой тли (Sitobion avenae) первого возраста может достигать 98%, но против взрослых особей снижается до 75-80%.
Клопы-черепашки (Eurygaster spp.) наиболее уязвимы в период отрождения нимф и в течение первых двух возрастов. После третьего возраста их кутикула становится более твёрдой, а способность к детоксикации инсектицидов значительно возрастает.
Конечно, это далеко не всё, но общий принцип нанесения удара по членистоногим врагам урожая понятен!
Что ещё учесть? — Сезон и погоду!
Сезонная динамика развития вредителей тесно связана с климатическими условиями и фенологией сельскохозяйственных культур. Решающим фактором, определяющим скорость развития насекомых, является температура воздуха.
Тля, например, может давать до 10−15 поколений за сезон при благоприятных условиях. Весной, когда устанавливается температура стабильно выше 10 °C, из перезимовавших яиц появляются самки-основательницы, которые затем размножаются партеногенетически. Тёплая и сухая погода способствует массовому размножению тли, в то время как дождливая и прохладная сдерживает их развитие. Наиболее эффективны обработки в период появления первых колоний, до начала массового размножения и миграции.
Ещё один очень наглядный пример: луговой мотылек отличается цикличностью вспышек численности, связанной с континентальным климатом. За счёт чередования жарких и засушливых лет с влажными и прохладными периоды активного размножения (вспышки) сменяются периодами депрессии численности, формируя многолетние циклы, часто длящиеся 10−12 лет. После перезимовки гусениц в почве, весной появляются бабочки, которые дают начало первому поколению. Значительные повреждения обычно наносят гусеницы второго и третьего поколений, особенно в засушливые годы. Критической фазой для контроля является период массового отрождения гусениц первого-второго возраста, до их расселения по полю.
Предупреждён — значит, вооружён!
Очевидно, что важным элементом стратегии защиты растений является мониторинг развития вредителей и патогенов, позволяющий точно определить наступление уязвимых фаз и своевременно провести защитные мероприятия. Современные методы прогнозирования используют сумму эффективных температур для определения времени появления отдельных стадий развития вредителей. Также отличный способ раннего обнаружения наиболее опасных и карантинных вредителей — феромонные ловушки.
Настройте свою систему слежения за происходящим на ваших полях, а наши специалисты всегда готовы помочь вам подобрать оптимальные решения для ваших производственных задач!
Что ещё учесть? — Сезон и погоду!
Сезонная динамика развития вредителей тесно связана с климатическими условиями и фенологией сельскохозяйственных культур. Решающим фактором, определяющим скорость развития насекомых, является температура воздуха.
Тля, например, может давать до 10−15 поколений за сезон при благоприятных условиях. Весной, когда устанавливается температура стабильно выше 10 °C, из перезимовавших яиц появляются самки-основательницы, которые затем размножаются партеногенетически. Тёплая и сухая погода способствует массовому размножению тли, в то время как дождливая и прохладная сдерживает их развитие. Наиболее эффективны обработки в период появления первых колоний, до начала массового размножения и миграции.
Ещё один очень наглядный пример: луговой мотылек отличается цикличностью вспышек численности, связанной с континентальным климатом. За счёт чередования жарких и засушливых лет с влажными и прохладными периоды активного размножения (вспышки) сменяются периодами депрессии численности, формируя многолетние циклы, часто длящиеся 10−12 лет. После перезимовки гусениц в почве, весной появляются бабочки, которые дают начало первому поколению. Значительные повреждения обычно наносят гусеницы второго и третьего поколений, особенно в засушливые годы. Критической фазой для контроля является период массового отрождения гусениц первого-второго возраста, до их расселения по полю.
Предупреждён — значит, вооружён!
Очевидно, что важным элементом стратегии защиты растений является мониторинг развития вредителей и патогенов, позволяющий точно определить наступление уязвимых фаз и своевременно провести защитные мероприятия. Современные методы прогнозирования используют сумму эффективных температур для определения времени появления отдельных стадий развития вредителей. Также отличный способ раннего обнаружения наиболее опасных и карантинных вредителей — феромонные ловушки.
Настройте свою систему слежения за происходящим на ваших полях, а наши специалисты всегда готовы помочь вам подобрать оптимальные решения для ваших производственных задач!
Оставить заявку
Нажимая на кнопку, вы подтверждаете, что согласны с нашей Политикой обработки персональных данных
Понравилась эта статья?