Фенология картофельной коровки Henosepilachna vigintioctomaculata на юге Дальнего Востока

Актуальность. На юге Дальнего Востока ощутимый вред растениям семейства Пасленовых (Solanaceae) наносит картофельная коровка Henosepilachna vigintioctomaculata. В настоящее время основным средством борьбы с картофельной коровкой является химическая обработка посадок, что приводит не только к уничтожению вредителя, но и к загрязнению агроэкосистем и появлению устойчивых к пестицидам популяций картофельной коровки. Изучение сезонных циклов развития картофельной коровки может помочь в разработке методов борьбы с ней.

Методика исследования. Для изучения сроков развития популяции картофельной коровки проводятся лабораторные эксперименты. Подсчитанные яйца помещали в чашки Петри, ежедневно фиксировали появление личинок. Отродившихся личинок пересаживали в стеклянные сосуды по 10 особей. При переходе с одной преимагинальной стадии на другую фиксировалась дата и кучность смены возраста. С наступлением фазы куколки фиксировалась дата, из садков убирался корм. Велись наблюдения за выходом молодых жуков. Полевые исследования по фенологии картофельной коровки проводились на стационарном участке 40 кв. м. Отмечались сроки выхода взрослых особей из диапаузы, заселение ими посадок картофеля, начало и конец откладки яиц, сроки появления личинок и куколок, лёт молодого поколения.

Результаты и заключение. В ходе лабораторного эксперимента при изучении преимагинальных стадий развития при оптимальных условиях было установлено, что стадия яйца длится 4-5 суток, стадия личинки 16-17 суток, куколки 4-5 суток. Также были выявлены отклонения от средних значений, которые связаны с внешними факторами. Так увеличение срока эмбриогенеза зависит от влажности либо от растянутости сроков отраждения из одной яйцекладки. Отклонение сроков развития личинок и куколок, скорее всего, связано с количеством и качеством пищи, содержанием в ней содержанием в ней продуктов вторичного обмена и гликоалкалоидов. При изучении фенологии в полевом эксперименте было установлено, что в 2020 году картофельная коровка дала одну генерацию, а в 2021 – две. Сравнивая климатические условия 2020-2021 годов можно предположить, что в более сухие и жаркие года Henosepilachna vigintioctomaculata дает два поколения.

1. Brown J.H., Gillooly J.F., Allen A.P., Savage V.M., West G.B. Toward a metabolic theory of ecology. Ecology. 2004;(85):1771–1789.

2. Schwartz M.D. Green-wave phenology. Nature. 1998;(394):839–840.

3. Visser M.E., Both C. Shifts in phenology due to global climate change: the need for a yardstick. Proceedings of the Royal Society B. The Royal Society. 2005;(272):2561–2569. https://doi.org/10.1098/rspb.2005.3356

4. Logan J.D., Wolesensky W., Joern A. Temperature-dependent phenology and predation in arthropod systems. Ecological Modelling. 2006;(196):471–482. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2006.02.034

5. Yang L.H., Rudolf V.H.W. Phenology, ontogeny and the effects of climate change on the timing of species interactions. Ecology Letters. 2010;13(1):1–10. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2009.01402.x

6. Bentz B.J., Régnière J., Fettig C.J., Hansen E.M., Hayes J.L., Hicke J.A., Kelsey R.G., Negrón J.F., Seybold S.J., Climate change and bark beetles of the western United States and Canada: direct and indirect effects. BioScience. 2010;60(8):602–613.

7. Regniere J., Logan J.A. In: Schwartz M.D. (Ed.). Animal life cycle models. Phenology: An Integrative Environmental Science. Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic Publishers; 2003. pp. 237–254.

8. Sparks T.H., Carey P.D. The responses of species to climate over two centuries: an analysis of the Marshamphenological record, 1736–1947. Journal of Ecology. 1995;83(2):321–329. http://dx.doi.org/10.2307/2261570

9. Schaalge G.B., van der Vaart H.R. In: McDonald L., Manly B, Lockwood J., Logan J. (Eds.) Relationships among recent models for insect population dynamics with variable rates of development. Estimation and analysis of insect populations. Lecture Notes in Statistics. 1988; (55):299–312.

10. Smerage G.H. In: McDonald L., Manly B., Lockwood J., Logan J. (Eds.). Models of development in insect populations. Estimation and analysis of insect populations. Lecture Notes in Statistics. 1988;(55):313–331.

11. Yurk B.P., Powell J.A. Modeling the effects of developmental variation on insect phenology. Bulletin of Mathematical Biology. 2010;(76):1334–1360. https://doi.org/10.1007/s11538-009-9494-7

12. Gilbert E., Powell J.A., Logan J.A., Bentz B.J. Comparison of three models predicting developmental milestones given environmental and individual variation. Bulletin of Mathematical Biology. 2004;(66):1821–1850. https://doi.org/10.1016/j.bulm.2004.04.003.

13. Bellows T.S.Jr. Impact of developmental variance on behavior of models for insect populations I. Models for populations with unrestricted growth. Researches on Population Ecology. 1986;28(1):53–62. https://doi.org/10.1007/BF02515536

14. Powell J.A., Bentz B.J. Connecting phenological predictions with population growth rates for mountain pine beetle, an outbreak insect. Landscape Ecology. 2009;24(5):657–672. http://dx.doi.org/10.1007/s10980-009-9340-1

15. Шаблиовский В.В. Двадцативосьмипятнистая картофельная коровка. Распространение вредителей и болезней сельскохозяйственных культур в СССР в 1963 г. Тр. ВИЗР. Л., 1964;(22):301-304.

16. Гусев Г.В. Картофельная коровка и меры борьбы с ней. Южно-Сахалинск, 1953. 16 с.

17. Кузнецов В.Н. О фауне кокцинеллид (Coleóptera, Coccinellidae) Приморского края. Роль насекомых в лесных биоценозах Приморья. Владивосток, 1972. С.176-185.

18. Букасов С.М., Камераз А.Я. Селекция и семеноводство картофеля. М.: Колос, 1972. 359 с.

19. Гусев Г.В. Сезонные изменения в питании 28-пятнистой картофельной коровки. Вопросы сельского и лесного хозяйства Дальнего Востока. Владивосток, 1956;(1):81-94.

20. Антипова Л.К. Устойчивость картофеля к эпиляхне. Сад и огород. 1950;(8):34.

21. Куренцов А.И. Новые данные по биологии картофельной коровки. Тр. Горнотаежной станции Дальневосточного филиала Академии наук СССР. Владивосток, 1946. Т.5. С.257-266.

22. Иванова А.Н. Картофельная коровка на Дальнем Востоке. Владивосток,1962. 54 с.

23. Вавилов Л.Н. 28-пятнистая коровка – опасный вредитель картофеля. Защита растений от вредителей и болезней. 1957;(1):53.

24. Шаблиовский В.В., Гусев Г.В. Картофельная коровка. Защита растений от вредителей и болезней. 1964;(2):24-25.

25. Кузнецов В.Н. Кокцинеллиды (Coleoptera, Coccinellidae) Дальнего Востока России. Владивосток: Дальнаука, 1997. 48 с.

26. Вульфсон Р.И. К биологии 28-точечной картофельной коровки в Дальневосточном крае. Вестник ДВФ АН СССР. Владивосток, 1936;(19):153-164.

27. Вронских Г.Д. Изменение жирового обмена 28-точечной картофельной коровки под влиянием хемостерилянтов. Бюлл. ВИЗР. Л. 1974;(30):43-48.

28. Радыгина Л.Ф. Особенности размножения 28-точечной картофельной коровки в Приморском крае. Защита растений в сельском и лесном хозяйствах Дальнего Востока. Уссурийск, 1977. 28–30 с.

29. Пантюхов Г.А., Босенко Л.И. О картофельной коровке. Защита растений. 1969;(2):51.

30. Симакова Т.П. Влияние температуры и фотопериода на рост личинок 28-пятнистой коровки (Epilachna vigintioctomaculata Motsch.). Биология некоторых видов вредных и полезных насекомых Дальнего Востока. Владивосток, 1978. С.127-130.

31. Колычева Р.В., Соколова В. В. Биологические системы (современная концепция): тексты лекций для студентов естественно-географического факультета. Воронеж: ВГПУ, 2006. 52 с.

32. Пучковский С.В. Избыточность живых систем: понятие, определение, формы, адаптивность. Журнал общей биологии РАН. 1999;(60):642–652.

33. Злотин А.З. Техническая энтомология. Киев: «Наукова думка», 1989. 183 с

34. Вилкова Н.А., Асякин Б.П., Нефедова Л.И., Верещагина А.Б., Иванова О.В., Раздобурдин В.А., Фасулати С.Р., Юсупов Т.М. Методы оценки сельскохозяйственных культур на групповую устойчивость к вредителям. СПб, 2003. 111 с.

35. Шапиро И.Д, Вилкова Н.А., Слепян Э.И. Иммунитет растений к вредителям и болезням. Л., Агропромиздат, Ленингр. отд-ние, 1986. 191 с.

36. Павлюшин В.А. Проблема биологической защиты растений от колорадского жука. Современные системы защиты и новые направления в повышении устойчивости картофеля к колорадскому жуку. М., 2000. С.45-48.

37. Мацишина Н.В., Шайбекова А.С., Богинская Н.Г., Собко О.А., Волков Д.И., Ким И.В. Предварительная оценка сортов картофеля отечественной и зарубежной селекции на устойчивость к картофельной двадцативосьмиточечной коровке Henosepilachna vigintioctomaculata Motch. в Приморском крае. Овощи России. 2019;(6):116-119. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2019-6-116-119

38. Мацишина Н.В., Фисенко П.В., Ермак М.В., Собко О.А., Волков Д.И., Балеевских А.Г. Пища как фактор плодовитости, продолжительности развития и изменения морфометрических показателей у Henosepilachna vigintioctomaculata (Motschulsky). Овощи России. 2021;(5):81-88. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2021-5-81-88

39. Степанова Л.А. К вопросу о роли пищевого фактора в массовом размножении листогрызущих вредителей крестоцветных овощных культур. Энтомол. обозр. 1961;40(3):512-520.

40. Эдельман Н.М. Пути использования кормовой специализации непарного шелкопряда в целях обоснования профилактических мероприятий. Зоолог. журн. 1957;36(3).

41. Эдельман Н.М. Оценка влияния отдельных компонентов корма на развитие насекомых фитофагов при воспитании их на искусственных средах. Зоолог. журн. 1962;41(7).

42. Ларченко К.И. Развитие и поведение филлоксеры в зависимости от условий питания. Тр. ВИЗРа, 1949. No2.

43. Яхонтов В.В. О значении осмотического давления клеточного сока в иммунитете растений к насекомым. Сб. Иммунитет растений к заболеваниям и вредителям. Сельхозгиз. М., 1956.

44. Hirano K. Population dynamics of a Phytophagous Lady-Beetle, Epilachna vigintioctopunctata (Fabricius), living in spatio-temporally heterogeneous habitats. III. Effects of habitat structure on populations Dynamics. Res. Popul. Ecol. 1995;37(2):185-195.

45. https://www.data.jma.go.jp/gmd/cpd/longfcst/en/tourist_japan.html.

46. Sharov A. Quantitative Population Ecology. Dept. of Entomology. Virginia Tech, Blacksburg, VA (online lectures). 1997.

47. Замотайлов А.С., Попов И.Б., Белый А.И. Экология насекомых. Электронный курслекций. Краснодар; 2012. 111 с.

48. Черников В.А., Алексахин Р.М., Голубев А.В., и др. Под ред. Черникова В.А. и Чекереса А.И. Агроэкология. М.: Колос, 2000. 536 с.

49. IPCC, 2014: Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (Eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 151 pp.Доступно: https://www.ipcc.ch/report/ar5/syr/

50. Seneviratne S.I., Donat M.G., Mueller B., Alexander L. V. No pause in the increase of hot temperature extremes. Nat. Clim. Chang. 2014;4(3):161-163. https://doi.org/10.1038/nclimate2145

51. Du L., Mikle N., Zou Z., Huang Y., Shi Z., Jiang L., McCarthy H.R., Liang J., Luo Y. Global patterns of extreme drought-induced loss in land primary production: identifying ecological extremes from rain-use efficiency. Sci. Total Environ. 2018;(628–629):611-620. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.02.114

52. Sheldon K.S., Dillon M.E. Beyond the mean: biological impacts of cryptic temperature change. Integr. Comp. Biol. 2016;56(1):110-119. https://doi.org/10.1093/icb/icw005

53. Zhang Y., Peng C., Li W., Fang X., Zhang T., Zhu Q., Chen H., Zhao P. Monitoring and estimating drought-induced impacts on forest structure, growth, function, and ecosystem services using remote-sensing data: recent progress and future challenges. Environ. Rev. 2013;21(2):103-115. https://doi.org/10.1139/er-2013-0006

54. Soroye P., Newbold T., Kerr J. Climate change contributes to widespread declines among bumble bees across continents. Science. 2020;367(6478):685-688. https://doi.org/10.1126/science.aax8591

55. Garratt M.P.D., Coston D.J., Truslove C.L., Lappage M.G., Polce C., Dean R., Biesmeijer J.C., Potts S.G. The identity of crop pollinators helps target conservation for improved ecosystem services. Biol. Conserv. 2014;169(100):128-135. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2013.11.001

56. Saunders M.E. Insect pollinators collect pollen from wind-pollinated plants: implications for pollination ecology and sustainable agriculture. Insect Conserv. Divers. 2018;11(1):13-31. https://doi.org/10.1111/icad.12243

57. Neilson E.W., Lamb C.T., Konkolics S.M., Peers M.J.L., Majchrzak Y.N., Doran-Myers D., Garland L., Martinig A.R., Boutin S. There’s a storm a-coming: ecological resilience and resistance to extreme weather events. Ecol. Evol. 2020;10(21): 12147-12156. https://doi.org/10.1002/ece3.6842

58. Crain C.M., Kroeker K., Halpern B.S. Interactive and cumulative effects of multiple human stressors in marine systems. Ecol. Lett. 2008;11(12):1304-1315. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2008.01253.x

59. Roland J., Matter S.F. Pivotal effect of early-winter temperatures and snowfall on population growth of alpine Parnassius smintheus butterflies. Ecol. Monogr. 2016;86(4):412-428. https://doi.org/10.1002/ecm.1225

60. Christensen M.R., Graham M.D., Vinebrooke R.D., Findlay D.L., Paterson M.J., Turner M.A. Multiple anthropogenic stressors cause ecological surprises in boreal lakes. Glob. Chang. Biol. 2006;12(12):2316-2322. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2006.01257.x

61. Maxwell S.L., Butt N., Maron M., McAlpine C.A., Chapman S., Ullmann A., Segan D.B., Watson J.E.M. Conservation implications of ecological responses to extreme weather and climate events. Divers. Distrib. 2019;25(4):613-625. https://doi.org/10.1111/ddi.12878

62. Jackson M.C., Loewen C.J.G., Vinebrooke R.D., Chimimba C.T. Net effects of multiple stressors in freshwater ecosystems: a metaanalysis. Glob. Chang. Biol. 2016;22(1):180-189. https://doi.org/10.1111/gcb.13028