Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Клопы-слепняки (Heteroptera, Miridae): биологические особенности, массовое разведение и применение в защите растений (литературный обзор) 7
1.1. Пищевая специализация и регуляторная роль мирид в агроценозах 7
1.2. Цикл развития мирид 13
1.3. Репродуктивные особенности мирид 17
1.4. Фотопериодическая реакция и температурные нормы развития мирид 20
1.5. Пищевые связи и особенности охотничьего поведения мирид 21
1.6. Разведение мирид 28
1.7. Применение мирид в защите растений 28
1.8. Эколого-биологическая характеристика Nesidiocoris tenuis Reuter 30
Глава 2. Материалы и методы 47
2.1. Содержание лабораторных культур Nesidiocoris tenuis и Macrolophus pygmaeus 47
2.2. Получение личинок и имаго Nesidiocoris tenuis и Macrolophus pygmaeus для проведения экспериментов 47
2.3. Методики разведения жертв для кормления культур Nesidiocoris tenuis и Macrolophus pygmaeus и проведения экспериментов 48
2.4. Оценка основных биологических показателей Nesidiocoris tenuis и Macrolophus pygmaeus 49
2.5. Методика проведения вегетационных экспериментов 60
2.6. Методика проведения производственных экспериментов 63
2.7. Эксперименты по технологии массового разведения N. tenuis 65
2.8. Статистический анализ полученных данных 74
Глава 3. Пищевая специализация клопа Nesidiocoris tenuis 77
3.1. Оценка продолжительности развития личинок Nesidiocoris tenuis на животной и смешанной диетах 79
3.2. Оценка продолжительности развития личинок Nesidiocoris tenuis и Macrolophus pygmaeus на растительной диете 85
3.3. Продолжительность жизни и особенности питания имаго Nesidiocoris tenuis на различных видах корма 90
3.4. Прожорливость и функциональная реакция клопов Nesidiocoris tenuis и Macrolophus pygmaeus 96
Глава 4. Плодовитость и численная реакция Nesidiocoris tenuis 104
4.1. Факторы, влияющие на плодовитость Nesidiocoris tenuis 104
4.2. Численная реакция Nesidiocoris tenuis 109
Глава 5 . Влияние температуры и фотопериода на преимагинальное развитие и репродукцию Nesidiocoris tenuis 112
5.1. Влияние температуры на эмбриональное развитие Nesidiocoris tenuis 112
5.2. Влияние температуры и фотопериода на преимагинальное развитие и репродукцию Nesidiocoris tenuis 115
5.3. Преовипозиционный период Nesidiocoris tenuis 132
5.4. Влияние температуры и фотопериода на индукцию репродуктивной диапаузы у Nesidiocoris tenuis и M.pygmaeus 135
Глава 6. Эффективность применения Nesidiocoris tenuis для защиты растений в теплицах 141
6.1. Колонизация Nesidiocoris tenuis на культуре томата. 141
6.2. Колонизация Nesidiocoris tenuis на культуре огурца 157
Глава 7. Массовое разведение Nesidiocoris tenuis 167
7.1. Раздельное содержание имаго и личинок Nesidiocoris tenuis с использованием садков 167
7.2. Оптимизация массового разведения Nesidiocoris tenuis 173
Выводы 186
Практические рекомендации 187
Список литературы 188
- Пищевые связи и особенности охотничьего поведения мирид
- Оценка продолжительности развития личинок Nesidiocoris tenuis и Macrolophus pygmaeus на растительной диете
- Влияние температуры и фотопериода на преимагинальное развитие и репродукцию Nesidiocoris tenuis
- Раздельное содержание имаго и личинок Nesidiocoris tenuis с использованием садков
Введение к работе
Для биологической защиты растений в мире используют 6 видов слепняков из родов Macrolophus и Dicyphus (Heteroptera, Miridae). В России на овощных культурах применяется в основном Macrolophus pygmaeus Rambur (=M.nubilus H.S.) (Крыжановская, 1989; Асякин и др., 1999; Боярин, 2000).
Клоп-слепняк Nesidiocoris tenuis Reuter апробирован в борьбе с сосущими вредителями в странах Средиземноморья, Индии и на Кубе (Torreno, 1994; Romeis, Shanower, 1996; Vazquez, Dinorah, 2000). Незидиокорис способен питаться оранжерейной и табачной белокрылкой, пасленовым минером, бахчевой и оранжерейной тлей, паутинным клещом, яйцами совок (Patel, Yadav, 1992; Torreno, 1994; Vacante, Garzia, 1994; Romeis, Shanower, 1996; Vazquez, Devi et al, 2002; Urbaneja, 2003; Trottin-Coudal et al, 2005).
Незидиокорису, как и другим слепнякам, используемым в борьбе с вредителями, свойственно питание соками растений (Alomar, Albajes, 1996; McGregor et al., 2000). В некоторых случаях клопы могут наносить повреждения растениям. Поэтому необходимо выявить факторы, которые вызывают переключение N.tenuis с животной на растительную пищу.
В России незидиокрис отмечен на юге Дальнего Востока. Представители родов Macrolophus и Dicyphus в Приморье отсутствуют. Интродукция на Дальний Восток европейских видов слепняков может вызвать негативные последствия из-за их широкой пищевой специализации. Поэтому использование в теплицах Приморья незидиокориса, как вида, обитающего на Дальнем Востоке, более целесообразно. Но для этого необходимо оценить пригодность дальневосточных популяций незидиокориса для борьбы с оранжерейной белокрылкой и другими сосущими вредителями.
Цель работы: Дать комплексную эколого-биологическую характеристику клопа N. tenuis и оценить возможность его использования для защиты овощных культур от сосущих вредителей в теплицах.
Задачи работы:
Оценить пищевую специализацию N. tenuis.
Провести сравнительную оценку прожорливости и функциональной реакции на плотность жертвы N. tenuis и M.pygmaeus при питании оранжерейной белокрылкой.
Выявить факторы, влияющие на плодовитость N. tenuis.
Провести сравнительную оценку сезонных адаптации N. tenuis и M.pygmaeus.
Оценить эффективность N. tenuis в снижении численности оранжерейной бе-локрылки на растениях томата и огурца.
Оценить возможность массового разведения клопа N. tenuis на природном корме и его естественных заменителях.
Научная новизна. Впервые проведена комплексная оценка корейской популяции N. tenuis по основным биологическим показателям на широком спектре жертв и растений. Показано, что N. tenuis не способен завершать личиночное развитие при питании на огурце и томате в отсутствии животной пищи.
Определены основные механизмы фотопериодической регуляции преима-гинального развития N.tenuis. Выявлены следующие сезонные адаптации: уско-
рение развития личинок летом при длине дня 14 часов и температуре 20С для подготовки к зимовке, замедление развития личинок при 25С для накопления пакета фотопериодической информации, необходимого для определения направления дальнейшего развития.
Впервые для N.tenuis установлено, что нижний температурный порог развития яиц составляет 11.8С, для личинок 11.0-13.5С, сумма эффективных температур для развития яиц 129 градусо-дней, для личинок - 168-211 граду-со-дней.
Выявлено, что питание яйцами зерновой моли Sitotroga cerealella Olivier является достаточным условием для полноценного преимагинального развития незидиокориса и реализации его репродуктивного потенциала.
Практическая значимость. На основе результатов крупномасштабных производственных опытов разработана высокопродуктивная технология массового разведения незидиокориса на естественном заменителе природного корма - яйцах зерновой моли. Отдельные оригинальные элементы этой технологии (сбор готовой продукции, ее упаковка) могут быть использованы при производстве других слепняков, используемых в биологической защите растений.
Выявлено, что уменьшение светового дня ниже 16 часов приводит к сокращению доли яйцекладущих самок M.pygmaeus. В меньшей степени сокращение фотопериода влияет на репродукцию N.tenuis. Эти данные могут быть использованы при регламентации применения N. tenuis и M.pygmaeus в теплицах.
Апробация работы. Основные результаты исследований представлены на II Всероссийском съезде по защите растений (Санкт-Петербург, 2005), XIII съезде РЭО (Краснодар, 2007), междунар. научн. конф. «Biological control methods in Integrated Plant Production and Protection Management» (Познань, 2006), «Фитосанитарное обеспечение устойчивого развития агроэкосистем» (Орёл, 2008), междунар. научн.-практич. конф. «Актуальные вопросы энтомологии» (Ставрополь, 2009), междунар. научно-практич. экологич. конф. «Живые объекты в условиях антропогенного пресса» (Белгород, 2008).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, из них 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 173 источника, в том числе 131 на иностранных языках. Работа изложена на 205 страницах, содержит 29 таблиц и 63 рисунка.
Пищевые связи и особенности охотничьего поведения мирид
Рацион имаго и личинок мирид составляют различные листоблошки, тли, белокрылки, паутинные клещи, трипсы, яйца, мелкие гусеницы чешуекрылых и др. Прожорливость слепняков в основном исчисляется от нескольких единиц до нескольких десятков жертв в сутки. Так, некоторые кампиломмы употребляют от 2-10 тлей, 6-24 паутинных клещей, 0.3 личинок яблонного цветоеда, 0.3 гусениц листоверток в день. Среди видов дереокорисов за тоже время отмечается питание 15.6-27 яйцами или 9.3-28,6 личинками белокрылки, 20-30 тлями, 2.3-52 паутинными клещами, 6.9 нимфами кружевниц. M.chlorisans съедает в сутки 2-20 тлей, 1-10 яиц зерновой моли, C.decorata - 5-20 тлей, 5-20 яиц зерновой моли, P.ambiguus -11.2-27.2 тлей (Заводчикова, 1977; Златанова, Златанов, 1983; Останова, 1990; Кимсанбаев и др., 1991; Старостин, 2002). M.caliginosus употребляет 116 яиц белокрылки или 111 яиц паутинного клеща в сутки, а вообще отмечен при питании на всех стадиях белокрылки (Brodsgaard et al., 2001). M.costalis съедает за сутки от 4-20 трипсов в личиночном возрасте до 27.5-32.5 во взрослом состоянии. За всю жизнь он способен уничтожить 800 личинок тепличной белокрылки, 30 имаго персиковой тли и 300 паутинных клещей; полное развитие проходит на рационе 37 личинок белокрылки и 100 яиц зерновой моли (Дмитров, 1975; Бжезиньски, 1988). M.pygmaeus в личиночном возрасте на баклажанах уничтожает 2.4-13.8 персиковой тли, на стадии имаго - 7.8-14.6 тлей в сутки, а на перцах от 3.3-14.8 до 9.7-15.0 тлей, соответственно (Perdikis, Lykouressis, 1999). Достаточно подобно изучена прожорливость M.niibilas. Потребительская способность слепняка была выяснена Крыжановской Т.В. в 1983 г., когда изучались два варианта смены пищевого режима в лабораторных и тепличных популяциях. Первый пищевой режим состоял из особей (1-я группа), накопленных на яйцах зерновой моли и в опыте употреблявших только различные стадии белокрылки. Второй (2-я группа) - наоборот, из особей, накопленных на белокрылке и в опыте питавшихся в первом варианте яйцами зерновой моли, а во втором - продолжавшем питание белокрылкой. Прожорливость в первой группе составила 36.7-61.1 яйца или 30-59.5 личинки белокрылки в сутки, во второй группе 35-76 яйца или 32-50.2 личинки белокрылки в сутки, а так же во втором варианте 6.5-8.5 яиц зерновой моли в сутки. Эти опыты показали не только потенциал клопа к уничтожению вредителя в теплицах, но и наметили расход сырья для его выращивания в лаборатории.
Каннибализм у мирид со смешанным питанием выражен слабо (Lucas, Alomar, 2001,2002).
Среди представителей рода Dicyphus известные виды D.tamaninii и D.hesperus хищничают в основном на белокрылках, тлях, трипсах, яйцах и мелких гусеницах чешуекрылых. Так, первый вид поедает 43 тли {Aphis gossypii) на огурцах, 42.1 тли {Macrosiphum euphorbia) на томатах, 12 табачных или 15 тепличных белокрылок на томатах в сутки. Он же отмечен на питании личинками Liriomyza (Albajes, Alomar, 1996). D.hesperiis в среднем за сутки съедает 36 яиц эфестии, 15 белокрылок и 13 трипсов (VanLearhoven et аді., 2003). Круг жертв D.errans состоит из потребления белокрылок, тлей, трипсов и паутинных клещей. Известен тот факт, что этот хищник может питаться имаго белокрылки, что ставит его в ряд перспективных энтомофагов этого вредителя (Игнатьева, Пипилкж, 2000). Те же авторы показали, что личинка слепняка употребляет за сутки в среднем 12 имаго белокрылки, а взрослый клоп - 30 имаго или 13 личинок вредителя.
Функциональная реакция, как одна из базовых характеристик энтомофагов, широко изучается у антокорид (McCaffrey, Horsburg,1986; Montserrat et al., 2000), Nabidae (Diddidue, Chapman, 1987), а кокцинеллид (Pervez, Omkar, 2005; Sarmentol et al., 2007) и фитосеид (Хорхордин, Лосев, 1985; Everson, 1979). Оценка функциональной реакции мирид начата сравнительно недавно (Foglar et al., 1990; Enkegaard et al., 2001; Montserrat et al., 2000). У M.caliginosus при питании личинками первого возраста белокрылки T.vaporariorum выявлен третий тип функциональной реакции по классификации Холлинга (Holling, 1959) на низких и средних плотностях жертвы (Enkegaard et al., 2001). Но при питании пупариями оранжерейной белокрылки была выявлена функциональная реакция второго типа (Montserrat et al., 2000). Такую же реакцию выявили у Dicyphus tamaninii (Montserrat et al., 2000). При питании другими видами жертв (паутинный клещ, личинки персиковой тли, личинки калифорнийского трипса) у M.caliginosus так же был отмечен второй тип функциональной реакции (Foglar et al., 1990; Montserrat et al., 2000). Проявление того или иного типа функциональной реакции хищника зависит от вида, стадии, размеров жертвы (Hassel et al., 1977) в связи с чем, изучение функциональной реакции хищников - полифагов должно быть более глубоким.
Самки и самцы M.pygmaeus при питании исключительно на растениях перца способны при 15С прожить 26.5 и 28.7 дней соответственно, но при повышении температуры продолжительность жизни без животной пищи сокращается (Perdikis, Lykouressis, 2004). Личинки M.pygmaeus достигали стадии имаго на растениях баклажана, дыни и бобов без питания жертвами (Perdilis, Lykouressis, 1997). Личинки M.pygmaeus способны развиваться при питании исключительно на растениях огурца при 20С и 25С, но их развитие заметно затягивается по сравнению с питанием бахчевой тли на растениях огурца (Perdikis, Lykouressis, 2003). О замедлении развития личинок при питании на растительной диете у слепняка зоофитофага Macrolophus pyg-maeus (=М nubilus) указывала в своих работах Т.В. Крыжановская с соавторами (1979, 1980). Личинки Dicyphus tamaninii не способны завершить развитие при питании исключительно на листьях томата, погибая в I-II возрастах. Смертность имаго D. tamaninii при питании на этой диете составляла только около 20-30% (Lucas, Alomar, 2001).
Личинки D. Hesperus способны завершать развитие при питании на растениях коровяка обыкновенного Verbascum thapsus L. (Scrophulariaceae), перца стручкового Capsicum аппиит L. (Solanaceae) и котовника кошачьего Ne-peta cataria L. (Lamiaceae), однако, смертность и продолжительность развития личинок клопа на коровяке более низкая, чем на двух других видах растений (Sanchez et al., 2004). При недостатке животной пищи личинки M.costalis развиваются лишь до второго возраста. На растительной пище большинство из них погибает, не достигнув второго возраста, причем первый возраст затягивается до 7-8 дней, таким образом, личинки этого вида являются типичными зоофагами; при питании соком растений, взрослые насекомые могу существовать, однако у них не наблюдается откладки яиц (Бжезиньски, 1988).
Переключение питания мирид на пищу животного или растительного происхождения тесно связано с потенциальной вредоносностью мирид в отношении выращиваемых культур. Данные о вредоносности того или иного вида, применяемого в биометоде порой бывают противоречивы. Так, при рассмотрении рода Macrolophus, выясняется, что один и тот же вид ведет себя по-разному. Например, М. caliginosus по одним литературным данным может быть фитофагом и полностью развивается на растительной пище (Sampson , King 1996; Nicoli, Burgio, 1997). При этом данный вид может быть вредителем плодов томата при некоторых обстоятельствах (McGregor et al., 2000). По другим данным, этот слепняк не причиняет вреда (Lucas, Alomar, 2002).
М. niibilns был описан в 1978 г. Пучковым В.Г., как вид, охотно питающийся выделениями железистых волосков своих кормовых растений, животную пищу использующий только в качестве дополнительной. В 1983 г. Т.В. Крыжановская показывает, что этот слепняк является не фитозоофагом, а хищником полифагом. Есть сведения, что за три года применения клопа в одном из хозяйств Украины никакого видимого вреда растениям не причинялось (Боярин, 2000).
Среди видов рода Dicyphus тенденция к вредоносности выражена более ярко. Одними исследователями было отмечено нанесение вреда плодам томата, широко используемым в Европе видом D. tamaninii, несмотря на подкормку его яйцами мельничной огневки Ephestia kuehniella (Lucas, Alomar, 2002). В других работах показано, что вредоносность этого вида проявляется только в связи со снижением численности жертв. Аналогичная зависимость отмечена у распространенного у нас вида D. errans (Nicoli, Burgio, 1997). В отечественной литературе по этому вопросу данных не обнаружено.
Оценка продолжительности развития личинок Nesidiocoris tenuis и Macrolophus pygmaeus на растительной диете
Учитывая, что литературные данные (El-Dessouke et al., 1976; Torreno, Magalonna, 1994; Urbaneja et al. 2005) о фитофагии личинок N. tenuis противоречивы, мы провели лабораторные эксперименты с целью определения -является ли сок растений для незидиокориса полноценным питанием?
На рассаде томата и табака при индивидуальном содержании была протестирована способность личинок N tenuis развиваться при питании исключительно растительной пищей при температуре 28С и 24С и относительной влажности воздуха 50% (табл. 8). Указанная оценка была проведена в сравнении со слепняком М. pygmaeus. Полное личиночное развитие N. tenuis и превращение в имаго были отмечены только в одном из вариантов опыта - при питании личинок на растениях табака при 24С. Выход имаго составил 44% (табл. 4). При указанной температуре личинки, развивающиеся на растениях томата, достигали V возраста и погибали. Личинки М. pygmaeus при питании на растениях табака и томата гибли в младших возрастах (табл. 8). Это не согласуется с литературными данными (Крыжановская и др. 1979, 1980), по которым личинки M.pygmaeus при питании на растительной диете достигают стадии имаго. К сожалению, в этих работах авторы не указывают вид растения, на котором развивались личинки M.pygmaeus, а также температуру, при которой проводился эксперимент. Вид растения влиял как на продолжительность развития личинок N tenuis, так и на число возрастов, которые личинка успевала пройти до своей гибели. При температуре 24С на растениях табака личинки незидиокориса сохраняли жизнеспособность дольше (24.6±2.45 суток), чем на томате (9.3±2.56 суток). По литературным данным (Urbaneja et al., 2005), личинки испанской популяции незидиокориса на томате при 25С способны развиваться только до третьего возраста. В наших опытах при 24С единичные особи достигали пятого возраста. Следует отметить, что мы содержали личинок на вегетирующих растениях томата (рассаде), а испанские исследователи - на срезанных листьях и стеблях томата.
N. tenuis в природной среде часто отмечается на томате (El-Dessouke et al., 1976). Английское название незидиокориса - tomato bug = томатный клоп, что указывает на его тесные взаимоотношения с этим растением. Но при этом незидиокорис, по нашим данным, не способен завершить преимагинальное развитие на томате при питании только соком растений. Это позволяет предположить, что в теплицах на томате при отсутствии вредителей (животной пищи) не будет происходить накопление незидиокориса, и, как следствие, снизится риск того, что размножившийся зоофитофаг нанесет повреждения растениям.
С другой стороны, на томате личинки незидиокориса при 24-28С не погибают в течение 5-9 суток, питаясь только растительной пищей. Клопы могут «переждать» период отсутствия вредителей, а затем при появлении первых очагов вредителей контролировать их численность.
Способность незидиокориса завершать личиночное развитие на табаке при температуре воздуха 24С свидетельствует о том, что указанное растение пригодно для массового разведения N. tenuis. Кроме того, табак можно использовать в качестве растения-резерватора (banker plant) для профилактической колонизации незидиокориса в теплицах при отсутствии целевого объекта — белокрылки.
Исследования показали, что при отсутствии животной пищи влияние температуры на выживаемость незидиокориса существенно возрастало. При содержании клопов на растительной диете при пониженной температуре увеличивалась выживаемость личинок различных возрастов, и удлинялся период, в течение которого они сохраняли жизнеспособность.
Это показано в экспериментах по содержанию незидиокориса на растениях томата. Так, при 28С личинки погибали, достигнув IV личиночного возраста, а при 24С единичные особи (9%) линяли на V возраст (табл. 4).
При питании незидиокориса на срезанных листьях огурца отмечена такая же закономерность: при 29С личинки гибли в первом возрасте, при 26С некоторые особи перелиняли на второй возраст (табл. 4, 9).
При питании на срезанных листьях огурца личинки при отсутствии животной пищи сохраняют жизнеспособность в течение 2-3 суток, максимально -7 суток (табл. 9). Следовательно, в теплицах при колонизации незидиокориса на культуре огурца в отсутствии вредителей численность указанного клопа не будет возрастать. Его личинки, вышедшие из яиц, погибнут в младших возрастах. Наше предположение косвенно подтверждают и литературные данные, по которым огурец не входит в список растений, предпочитаемых незидиокорисом в природных условиях (El-Dessouke et al., 1976).
Повышение температуры негативно влияло на жизнеспособность личинок независимо от вида растения. Например, при 26С на растениях табака личинки погибали, не достигнув имагинальной стадии, в то время как при 24С около половины особей линяли на имаго (табл. 4 и 9).
Растительная диета в большинстве вариантов опыта недостаточна для завершения личиночного развития незидиокориса. Питание только соком растений не позволяло личинкам накопить питательные вещества, необходимые для линьки, особенно при повышенных температурах, когда метаболизм ускоряется.
Т.В. Крыжановская с соавторами (1979, 1980) отмечала замедление развития личинок макролофуса при переходе со смешанной диеты на растительную. По данным указанного автора и ее коллег, личинки макролофуса, которых переводили на растительную диету со второго возраста, замедляли свое развитие в III-V возрастах. Продолжительность их развития растягивалась до 34 суток, что в 1.5 раза дольше, чем на смешанной диете. При переводе личинок макролофуса на растительную диету в III возрасте продолжительность их развития замедлялась на 6 дней, а при смене диеты в IV-V возрастах последний пятый возраст проходил за 16-20 суток (Чижик, Крыжановская, 1979; Цыбульская, Кры-жановская, 1980). Эти материалы согласуется с нашими данными, полученными в опыте с макролофусом и незидиокорисом. При содержании личинок макроло-фуса на растениях табака при 24С их развитие в первом возрасте составляло 10.2±1.35 суток, во втором — 7.7±2.33, что по литературным данным, на 3-6 суток превышает продолжительность развития на смешанной диете (Цыбульская, Крыжановская, 1980). У незидиокориса так же отмечено замедление личиночного развития, начиная с I возраста при питании только соком растений. На смешанной диете при 26-29С личинки в I возрасте развивались от 1.7±0.15 до 2.9±0.22 суток (табл. 5-7). При содержании только на растительной диете их развитие замедлялось до 4.4±0.37 суток на растениях табака при 26С и до 3,3±0,40 суток на растениях томата при 28С. Личинки незидиокориса второго возраста при содержании на смешанной диете развивались от 1.8±0.25 до 2.9±0.18 суток, в то время как развитие особей на растении без животного корма замедлялось до 3.1±0.58суток.
По литературным данным, продолжительность развития личинок незидиокориса при питании исключительно на томате замедлялась по сравнению с этим показателем на смешанной диете - яйцах мельничной огневки на растениях томата. Так, при содержании личинок в условиях 25С и 16 часов света продолжительность I возраста на растительной диете составила 4.1±0.2 суток, а при питании на смешанной диете 2.6±0.1 суток, во втором возрасте - 4.9±0.5 и 4.6±0.3, соответственно, а в третьем - 5.6±0.9 и 2.5±0.1 суток. Развитие личинок незидиокориса при питании на растительной диете в этих условиях замедлялось почти в 2 раза в I и III возрастах (Urbaneja et al., 2005).
Замедление всего периода личиночного развития незидиокориса (прохождения пяти возрастов) при питании на растительной диете были выявлены нами при сравнении данных двух разновременных экспериментов: при содержании личинок на растительной диете (табак, 24С, фотопериод 16 часов) (табл. 8) и на смешанной диете (табак + яйца зерновой моли, 25-27С, фотопериод 16 часов) (табл. 6). В первом случае развитие незидиокориса на стадии личинки составило 24.6±2.45 суток, а во втором 12.3±0.28 суток. Различие температуры содержания личинок незидиокориса в один-два градуса, на наш взгляд, не может обусловить столь существенное замедление развития личинок незидиокориса. По нашим данным, содержание на смешанной диете при изменении температуры на 0,7С в диапазоне 20-30С изменяет продолжительность развития личинок незидиокориса на одни сутки. Это согласуется с данными и других исследователей. Так, по материалам Г.Н. Цыбульской и Т.В. Крыжановской (1980), повышение температуры на 1С сокращает продолжительность развития личинок макролофуса на одни сутки.
Влияние температуры и фотопериода на преимагинальное развитие и репродукцию Nesidiocoris tenuis
Известно, что представители семейства Miridae в основном зимуют на стадии яйца или имаго. Зимовка на стадии личинки встречается редко (Сау-лич, Мусолин, 2007). В литературе ранее не упоминается о зимовке клопа N.temds в зоне субтропического климата, откуда происходит тестируемая нами лабораторная популяция (36 с.ш.). Специальных лабораторных исследований фотопериодической реакции личинок N.temds ранее не проводилось.
Влияние температуры и фотопериода на продолжительность развития личинок N.temds сравнивали с влиянием на развитие личинок М. pygmaeus. В литературе есть сведения о зимовке слепняка M.pygmaeus на стадии личинки (Пучков, 1961, 1978), но специальных лабораторных исследований фотопериодической реакции данного вида не проводилось.
N. tenuis имеет тропическое и субтропическое происхождение, северная граница его ареала проходит по югу Франции и территории Армении (Керж-нер, 1988; Kerzhner, Josifov, 1999). M.pygmaeus распространен в субтропиках и в умеренном климате. На севере его ареал достигает Финляндии, Швеции и І Норвегии (Kerzhner, Josifov, 1999). Ареалы этих видов совпадают в Северной Африке (Алжир, Марокко, Тунис, о. Мадейра), в Южной Европе (Испания, Франция, Италия, Греция) и на Ближнем Востоке (Израиль, Иран, Ирак). Изучаемые нами лабораторные культуры обоих видов заложены от насекомых, обитающих в зоне субтропиков, однако с разных географических широт (гл. 2).
Для оценки влияния температуры и фотопериода на преимагинальное развитие N. tenuis и М. pygmaeas сравнивали продолжительность, скорость и нижний температурный порог развития личинок, а также коэффициенты термолабильности обоих видов.
Дисперсионный анализ продолжительности развития личинок N. tenuis при 15С показал отсутствие достоверных различий между самцами и самками в трех вариантах фотопериода 12, 14 и 16 часов (Two-way ANOVA: влияние пола F ц6=2.144 р 0.05). Влияние фотопериода при этом оказалось статистически достоверно значимым. Личинки N.tenuis развивались 86.8±2.23, 76.6±1.14 и 64.7±0.88 суток при 12, 14 и 16 часах света соответственно (Two-way ANOVA: влияние фотопериода F2!3446=63.809 рО.001) (рис. 27). Смертность личинок была невысокой: выход имаго составил 58±6%, 70±6% и 84±5% в режимах 12, 14 и 16 часов света (различия статистически значимы только между фотопериодами 12 и 16 ч. по t-критерию Стьюдента, р 0.05).
Содержание личинок N.tenuis при 20С в каждом из вариантов фотопериода (10, 12, 14 и 16 часов света) показало отсутствие статистически значимых различий между самцами и самками (Two-way ANOVA: влияние пола Fi,2.563=0-220 р 0.05) (рис. 27). Фотопериод при 20С влиял на продолжительность развития личинок (Two-way ANOVA: влияние фотопериода F3,207= 17.764 рО.001). При содержании личинок N.tenuis в 20С и длине дня 14 часов их продолжительность развития статистически достоверно сокращалась до 23.3±0.49 суток по сравнению с таковой при содержании в вариантах 10, 12 и 16 часов света (26.3±0.17, 25.9±0.21 и 25.6±0.25 суток, соответственно) (Tukey HSD, рО.001).
При содержании личинок N.tenuis при 25С и тех же фотопериодах (10, 12, 14 и 16 часов) различия в продолжительности развития в зависимости от пола так же не отмечены (Two-way ANOVA: влияние пола Fi)0.ii6=0.063 р 0.05) (рис. 27).
Фотопериод при 25С влиял на продолжительность развития личинок (Two-way ANOVA: влияние фотопериода F3 n8=64.133 рО.001). Быстрее всего при 25С личинки N.tenuis развивались в длине дня 10 и 12 часов (14.3±0.12 и 15.07±0.24 суток) (Tukey HDS, р 0.05). При содержании личинок N.tenuis в 16 часов света продолжительность их развития была немного дольше по сравнению с продолжительностью при содержании в 10 часов света, но статистически достоверно не отличалась от продолжительности развития в 12 часов света и составляла 15.3±0.23 суток. А при содержании при 25С в 14 часов света продолжительность развития личинок достоверно замедлялась до 17.9±0.25 суток (Tukey HDS, р 0.001) по сравнению с таковой во всех остальных вариантах фотопериода.
При содержании личинок при 30С в фоторежимах 10:14, 12:12, 14:10 и 16:8 ч. не отмечено как статистически значимого влияния пола, так и статистически значимого влияния фотопериода на продолжительность их развития (Two-way ANOVA: влияние пола Fii.94i=0.540 р 0.05, влияние фотопериода F3,6.974= 1.942 р 0.05) (рис. 27). Личинки N.tenuis при 30С развивались 11.0±0.16, 11.6±0.35, 10.4±0.10и 11.4±0.33 суток при фотопериодах 10, 12, 14 и 16 часов, соответственно.
При коротком дне (10 и 12 часов света) развитие личинок N.tenuis более термолабильно, чем в 14 и 16 часов света (табл. 17). Коэффициент термолабильности (коэффициент линейной регрессии Ь), прямо характеризующий зависимость скорости развития от температуры, был в 10 и 12 часах света статистически достоверно больше (0.59±0.021 и 0.51±0.012а), чем в 14 и 16 часов света (0.47±0.014 и 0.50±0.012) (Tukey-Kramer test, рО.01).
Пороговые температуры развития личинок N.tenuis были рассчитаны во всех фоторежимах по формуле НТП = -а/Ь. В варианте опыта с 14-часовым фотопериодом температура, при которой прекращается развитие личинок, была достоверно ниже (11.0±0.33С) таковой в других вариантах. Сумма эффективных температур, необходимых для развития личинок, при этом составляла от 167.6±3.47 до 211.3± 10.48 градусо-дней (табл. 17).
Что касается характеристик развития личинок M.pygmaeus, то дисперсионный анализ продолжительности их развития при 15С показал отсутствие влияния пола в трех вариантах фотопериода 12, 14 и 16 часов (Two-way ANOVA: влияние полаР1 598=2.521 р 0.05) (рис. 28).
Влияние фотопериода при этом оказалось статистически достоверно значимым: личинки M.pygmaeus развивались 142.5±9.60, 80.8±3.72 и 53.6±2.11 суток в 12, 14 и 16 часов света соответственно (Two-way ANOVA: влияние фотопериода F2,3446=:63.809 рО.001). При коротком фотопериоде личинки M.pygmaeus развивались почти в 3 раза дольше, чем при длинном. Смертность личинок макролофуса на коротком дне была высокой (выход имаго составил 37±8%), что значимо выше, чем при содержании их в 14:10 и 16:8 ч. (выход имаго составил 58±8% и 71±6%, соответственно) (t-критерий Стьюдента, р 0.05).
Содержание личинок M.pygmaeus при 20С в различных фотопериодических условиях показало, что в вариантах фотопериода 10 и 12 часов самки развивались статистически достоверно дольше самцов: 29.9±0.67 и 27.3±0.35 суток в первом случае и 31.3±0.33 и 28.4±0.47 суток во втором (ANOVA: F,;53=12.130 рО.001 и Fi(i3i=23,764 рО.001). В длиннодневных условиях (14 и 16 часов света) влияние пола на продолжительность развития личинок M.pygmaeus не обнаружено (ANOVA: F1)60=1.475 р 0.05 и FI)I5=2.942 р 0.05).
Продолжительность развития личинок при фотопериоде 14 часов у самок M.pygmaeus составляла 25.7±0.92, у самцов - 27.9±1.34 суток, при фото-периоде 16 часов 24.6±0.45 и 23.5±0.5 суток соответственно. Фотопериод при 20С влиял на продолжительность развития личинок M.pygmaens обоих полов (Two-way ANOVA: влияние фотопериода F3 309=20.834 рО.001).
При содержании личинок M.pygmaeus в 20С и длине дня 16 часов их продолжительность развития статистически достоверно сокращалась до 24.0±0.34 суток по сравнению с таковой при содержании в вариантах 10, 12 и 14 часов света (28.5±0.44, 29.7±0.35 и 27.0±0.89 суток, соответственно) (Ти-keyHSD,p 0.001).
При содержании личинок M.pygmaeus в 25С в тех же режимах (10:14, 12:12, 14:10 и 16:8 часов) различия в продолжительности развития личинок в зависимости от пола не отмечены (Two-way ANOVA: влияние пола Fi,23=3.113 р 0.05) (рис. 28). Продолжительность развития самок M.pygmaeus на личиночной стадии составляла 19.6±0.49, 20.7±0.81, 18.5±0.86 и 16.1±0.67 суток, самцов - 19.0±0.35, 19.9±0.65, 16.7±0.65 и 15.9±0.51 суток при 10, 12, 14 и 16 часов света, соответственно.
При 25С фотопериод влиял на продолжительность развития личинок M.pygmaeus обоих полов так же как при 20С. Развитие ускорялось при длинном дне. При этом ускорение развития личинок в 25С наблюдается уже в 14 часов света.
Продолжительность развития личинок M.pygmaeus при фотопериодах 10 и 12 часов составила 19.2±0.28 и 20.3±0.50 суток, что статистически достоверно дольше, чем при 14 и 16 часах света - 17.5±0.49 и 16.0±0.41 суток (Ти-key HSD, р 0.05).
Раздельное содержание имаго и личинок Nesidiocoris tenuis с использованием садков
Исходя из того, что энтомофаг на разных стадиях развития имеет разные требования к условиям содержания (температура, влажность, количество корма и др.), массовую культуру при разведении, как правило, разделяют по стадиям развития и возрастам. Совместно содержат одновозрастных особей, полученных из яиц, которые были отложены в течение 1-2 суток. Строгая синхронизация биоматериала позволяет: 1) создать условия оптимальные для каждой стадий развития и возраста, 2) минимизировать потери от каннибализма, 3) исключить негативное влияние старших личинок на младших, 3) производить энтомофагов в заданных объемах к определенному сроку. Поэтому в основе современных технологий производства наездников-афидиид, клопов-антокорид, кокцинеллид лежит принцип разделения культуры по стадиям и возрастам с использованием садков.
Существующая технология массового разведения слепняков макролофу-са и дицифуса также основывается на раздельном содержании имаго и личинок. Но строгая синхронизация биоматериала в данной технологии не проводится. Разница по возрасту между личинками в одном садке может достигать 5 дней (Пилипюк и др., 1994).
Следует отметить, что в производственных биолабораториях при тепличных комбинатах, до сих пор широко используется малоэффективная методика разведения слепняков без использования садков. Накопление клопов проходит в тепличных боксах на 3-6 месячных растениях табака при полном отсутствии разделения культуры энтомофага по стадиям и возрастам. Сбор клопов проводят эксгаустером по одной особи.
В технологиях с возрастной синхронизацией биоматериала элементарной единицей в системе разведения является небольшой пластиковый или каркасный садок, которым легко манипулировать в ходе разведения. Садковое содержание энтомофагов значительно упрощает контроль за состоянием культуры, сбор, дозировку и упаковку насекомых.
Поэтому в качестве основы для технологии массового разведения нези-диокориса был выбран описанный выше принцип разделения культуры по стадиям и возрастам с использованием садков. Ранее данный технологический подход в массовом разведении слепняков не использовался.
Анализ литературы и наши данные, представленные в главах 3-4, показали, что в качестве субстрата для яйцекладки и развития личинок пригодны растения табака, а в качестве технологичного вида корма - яйца зерновой моли. В представленной работе мы не затрагивали особенности производства зерновой моли и выращивания растений табака, так как это - хорошо отработанные элементы технологий производства других энтомофагов (трихограм-мы, макролофуса и др.). Нашей задачей была разработка технологии массового разведения собственно незидиокориса.
Мы разделили жизненный цикл клопа на два принципиально разных технологических процесса: (1) получение яиц и (2) инкубация яиц и выкармливание личинок.
На первом этапе была определена частота смены растений в садке с яйцекладущими самками незидиокориса. Этот временной промежуток определяет степень синхронизации биоматериала по возрасту. У энтомофагов с высокой плодовитостью (кокцинеллиды, златоглазки) сбор яиц или замену субстрата для их откладки проводят ежесуточно.
Однако у N.tenuis отмечены значительные колебания суточной плодовитости. Кроме того, существенно варьирует продолжительности эмбрионального развития, в результате чего сроки выхода личинок из суточной яйцекладки растягиваются (см. главу 5). В связи с этим была выбрана схема смены Табаков для яйцекладущих самок N.tenuis через 2 суток. Более жесткая суточная синхронизация биоматериала по возрасту применительно к незидио-корису приведет к снижению плотности яиц на растениях. Для рационального использования растений табака как субстрата для откладки яиц необходимо или увеличить плотность яйцекладущих самок, или увеличить время откладки яиц.
На рис. 57 показана производительность маточного садка с начальным числом клопов 120 особей на 4 растения табака, что соответствует плотности 15 самок/раст. Каждые двое суток в садке с имаго меняли растения табака на свежие, а растения с яйцекладками переносили в другие садки, где инкубировали яйца и выращивали отродившихся личинок. При каждой смене Табаков учитывали оставшихся в садке живых имаго и добавляли корм - яйца зерновой моли.
Убыль имаго (гибель, вылет из садка при смене растений) в маточном садке составляла 19% каждые двое суток. Выход имаго из садков, где инкубировали яйцекладки и выкармливали личинок, снижался прямо пропорционально снижению численности самок в садке для получения яйцекладки (коэффициент корреляции г=0.85). Для получения постоянного количества конечного продукта (имаго) необходимо поддерживать постоянную плотность яйцекладущих самок в маточных садках. Мы сделали вывод о необходимости дозаселения маточных садков клопами.
Опыты с дозаселением проводили на трех маточных садках (табл. 24). Исходное число имаго составляло 120 особей на садок с 4-мя растениями табака (плотность 15 самок и 15 самцов на растение). Каждые двое суток растения с яйцекладками перемещали в садки для инкубации яиц и воспитания личинок (по 4 растения на садок), а в маточные садки с имаго ставили «свежие» растения. Во время смены учитывали количество самок и самцов N. tenuis, рассчитывали убыль и добавляли клопов до исходного количества (120 особей). В течение месяца потери имаго в маточных садках каждые двое суток варьировали от 11% до 26% (в среднем 19%). Таблица 24. Основные показатели процесса массового разведения незидио кориса (2007).
Содержание садков для развития личинок осуществлялось в отдельном помещении на трехъярусных стеллажах, куда переносили табаки с яйцекладками, полученные из маточных садков. Температура воздуха в комнате на каждом ярусе стеллажа статистически значимо отличалась: на верхнем ярусе t=30±0.2C, на среднем - t=28±0.3C на нижнем - t=24±0.4C. Время необходимое для получения конечного продукта (имаго) на разных ярусах стеллажей будет различным. В связи с этим была проведена оценка продолжительности развития личинок в зависимости от яруса стеллажа (рис. 58).
На верхних стеллажах помещения личинки развивались 12.2±0.4 суток, на средних стеллажах 12.7±0.2, а на нижних 14.7±0,7. Развитие на верхних и средних стеллажах оказалось почти синхронным, а на полках нижнего яруса личинки развивались значимо дольше (t-критерий Стьюдента, р 0.05). Следовательно, для синхронного отрождения личинок садки с яйцекладками, собранными в один день, необходимо располагать либо полностью на нижнем ярусе, либо на верхнем и среднем.
Соотношение полов у имаго, полученных при содержании личинок на трехъярусных стеллажах в температурном диапазоне 24-30С соответствует 1:1 (табл. 25), как в природных популяциях незидиокориса (El-Dessouki et al., 1976). Следовательно, при содержании личинок по предложенной технологии выживаемость на преимагинальных стадиях одинакова у самцов и самок.
От самки в сутки мы получали 8.1±0.37 личинок (табл. 24), что соответствует среднему уровню плодовитости для N. tenuis (см. главу 4). Заданная плотность имаго (15 самок на растение) в маточном садке определяет сравнительно невысокую плодовитость. Однако снижать плотность имаго и тем самым повышать плодовитость нецелесообразно. Чем меньше яйцекладущих самок в садке, тем менее стабильным будет выход яиц с маточного садка.
Нормы внесения корма в садок для личинок рассчитывали, исходя из прожорливости N. tenuis, выявленной в лабораторном эксперименте (см. главу 3). Яйца зерновой моли разбрасывали по поверхности листовых пластинок всех 4-х растений в садке при помощи специальной мерной ложечки. В результате на садок с 1100-1200 личинками в течение всего периода личиночного развития израсходовали 4.7±0.19 грамм яиц зерновой моли. Из каждого садка с личинками было получено в среднем 504.4±30.10 имаго.
Предложенную технологию разведения незидиокориса с раздельным содержание имаго и личинок сравнивали по производительности с разработан-ной ранее методикой, по которой клопов содержали в боксе (площадь 30 м , высота 2.5 м) без садков, не разделяя на имаго и личинок. В боксе субстратом для откладки яиц служили растения табака высотой 50-60 см, заселенные оранжерейной белокрылкой. Данная методика по сей день используется для разведения макролофуса в биолабораториях некоторых тепличных комбинатов.
