Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Колорадский жук и способы ограничения его вредоносности (обзор литературы) 10
ГЛАВА 2. Место, условия и методы исследований 32
2.1. Место и условия проведения исследований 32
2. 2. Материалы и методы исследований 37
ГЛАВА 3. Биоэкологические особенности колорадского жука в условиях южной части северо западного региона 43
3.1. Фенология, цикл развития колорадского жука 43
3.2. Динамика численности и факторы, ее определяющие 53
ГЛАВА 4. Фенотипическая структура популяций колорадского жука в северо-западном регионе России 64
ГЛАВА 5. Взаимосвязь биоэкологических характеристик внутрипопуляционных форм колорадского жука с внешними признаками особей .76
5.1. Сезонная и многолетняя динамика фенооблика колорадского жука 76
5.2. Изменчивость фенотипических форм колорадского жука в зависимости от вида и сорта культур 84
5.3. Фенетический анализ популяций колорадского жука при разной интенсивности химических обработок 87
ГЛАВА 6. Биоэкологическое обоснование мероприя тий по защите картофеля от колорадского жука в условиях южной части северо-запада РФ 89
6.1. Биоэкологическое обоснование и рациональные приемы мониторинга колорадского жука 89
6.2. Оценка сортов картофеля по степени устойчивости к колорадскому жуку 91
6.3. Использование фенетического анализа для диагностики возникновения резистентности в популяциях колорадского жука 103
6.4. Эффективность применения инсектицидов против колорад ского жука 109
Выводы 113
Практические рекомендации 116
Список использованной литературы
- Материалы и методы исследований
- Динамика численности и факторы, ее определяющие
- Изменчивость фенотипических форм колорадского жука в зависимости от вида и сорта культур
- Оценка сортов картофеля по степени устойчивости к колорадскому жуку
Введение к работе
Анализ природно-климатических особенностей Северо-Запада России, фактической ситуации в картофелеводческих хозяйствах и источников литературы в данном аспекте позволяет заключить, что проблема обеспечения населения региона картофелем может быть успешно решена при условии эффективной защиты полей от вредных объектов. Обязательным звеном данной стратегии является объективная оценка роли фитофагов в снижении урожайности культуры. Колорадский жук является одним из наиболее распространенных и опасных вредителей картофеля на всей территории региона. Снижение урожая картофеля может достигать 50 % и более. По расчетам В.А. Захаренко (2000), недобор клубней от колорадского жука составляет 4,1 млн. т. на сумму 19,4 млрд. руб. по средневзвешенным ценам на картофель в 1999 г. В настоящее время этот вредитель заселяет в России около 205 млн. га посадок картофеля (Мордкович, 2000), что при общей площади картофельного поля России около 3,2 млн. га составляет почти 80%.
Столь опасным этого вредителя делает чрезвычайная экологическая пластичность вида, позволяющая ему легко адаптироваться к изменениям условий среды обитания, сохраняя при этом высокую потенциальную жизнеспособность, высокий коэффициент размножения и вредоносности популяции (Ушатинская, 1981). По современным представлениям у вида L. decemlineata экологическая пластичность обусловлена эколого-физиологическим полиморфизмом на основе генетической гетерогенности любой природной популяции; данный вид обладает и внешним полиморфизмом по признакам рисунка переднеспинки и надкрылий имаго, окраски яиц и личинок (Вилкова и др., 2002; Фасулати, 1986).
Наличие нескольких типов физиологического покоя жуков (зимняя диапауза и спячка; летний сон; летняя, повторная, и многолетняя диапауза), а также генетическое разнообразие популяций способствуют выживанию насекомого в экстремальных агроклиматических условиях, быстрому приспособлению к новым суточным и сезонным изменениям биотических факторов, закреплению и активному размножению.
В системе защиты картофеля от колорадского жука до последнего времени предпочтение отдавалось истребительным мероприятиям, которые позволяют снизить численность колорадского жука до экономически неощутимого уровня. Современные исследования доказывают эффективность использования устойчивых сортов с различными механизмами устойчивости к колорадскому жуку. По мнению многих авторов, это позволяет в 2-3 раза снизить нормы расхода препаратов и уменьшить кратность обработок и тем самым снизить опасность загрязнения окружающей среды и готовой продукции инсектицидами. При этом в каждом регионе важно подбирать районированные сорта картофеля, обладающие в конкретных почвенно-климатических условиях максимальной потенциальной продуктивностью.
В условиях южной части Северо-Западного региона России колорадский жук, несмотря на довольно широкое распространение и ежегодно отмечаемую значительную поврежденность картофеля, оставался до последнего времени недостаточно изученным объектом. Особый интерес представляет выяснение роли факторов среды в адаптациогенезе популяций вида. В этой связи возникла необходимость в уточнении биоэкологи колорадского жука в условиях Северо-Запада России, исследовании фенотипической структуры популяций с выявлением основных причин ее изменчивости в качественно различных полевых агроценозах, обнаружении эффективных способов ограничения численности вредителя при минимальном воздействии на окружающую среду.
Основной целью наших исследований являлось биоэкологическое обоснование защиты картофеля от колорадского жука в условиях южной части " Северо-Западного региона России.
В задачи исследований входило:
1. Уточнение фенологии колорадского жука, цикла развития, динамики численности и факторов, ее определяющих;
2. Анализ фенотипической структуры популяций колорадского жука в южной части Северо-Запада России;
3. Изучение взаимосвязи биоэкологических характеристик внутрипопуляционных форм колорадского жука с внешними признаками особей;
4. Оптимизация приемов мониторинга колорадского жука;
5. Оценка сортов картофеля по степени устойчивости к колорадскому жуку;
6. Использование фенетического анализа для диагностики возникновения резистентности в популяциях колорадского жука 7. Оценка биологической эффективности, применения инсектицидов против колорадского жука на картофеле.
Научная новизна результатов исследований:
Впервые в южной части Северо-Западного региона целостно изучены биоэкологические особенности колорадского жука, динамика численности и факторы, ее определяющие. Проведен анализ фенотипической структуры различных географических и пищевых популяций фитофага. Доказана основополагающая роль абиотических и антропогенных факторов в адаптациогенезе популяций колорадского жука, проявляющемуся в формировании фенотипических групп имаго с разными типами реакции на критические изменения среды.
С учетом широты требований к факторам среды в популяциях колорадского жука выделены основные внутрипопуляционные экологические группы фенотипов, отличающиеся повышенной толерантностью к неблагоприятным абиотическим воздействиям, устойчивым сортам и трименяемым инсектицидам. Отмечены особенности выделенной впервые Псковско-Новгородской» популяции.
Впервые в условиях региона обнаружены перезимовавшие имаго, зараженные нематодами (класс Nematodes, тип круглых червей Nemathelminthes, род Hexamermis).
Предложены варианты использование фенетического анализа для диагностики возникновения резистентности в популяциях колорадского жука, рациональные приемы мониторинга вредителя, устойчивые и относительно устойчивые сорта картофеля. Обоснованы мероприятия по защите картофеля от колорадского жука.
Практическим результатом работы явилось биоэкологическое обоснование защиты картофеля от колорадского жука в условиях южной части Северо-Западного региона России с учетом процессов адаптациогенеза популяций вредителя.
Для предотвращения потерь урожая от колорадского жука предложены устойчивые и относительно устойчивые сорта картофеля и рекомендована однократная обработка препаратами из группы неоникатиноидов (актара, 250 г/кг вдг, д. в. тиаметоксам, 0,06 кг/га; моспилан, 200 г/кг р.п, д. в.)при численности личинок младших возрастов, превышающей ЭПВ, в фенофазу «бутонизация -цветение» при значениях СЭТ -167,8 ± 10,9°С.
Апробация работы.
Материалы диссертации представлены на международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию кафедры общего земледелия, «Актуальные проблемы земледелия на современном этапе развития сельского хозяйства» (18 февраля 2004 г., Пенза), международной научно-практической конференции «Наука - сельскохозяйственному производству и образованию» (2004 г., Смоленск), всероссийской научно-практической конференции «Проблемы развития аграрного сектора региона» (13-15 марта 2006 г., Курск), научно-практической конференции «Инновации молодых ученых - развитию АПК России» (2006 г., Великие Луки), I всероссийской научно-практической конференции молодых ученых (25 - 26 мая 2006 г., Уфа), между народной конференции молодых ученых «Технологические проблемы сельскохозяйственного производства» (12 -13 апреля 2006 г., Ярославль). Положения, выносимые на защиту:
1. В условиях южной части Северо-Западного региона России абиотические и антропогенные факторы имеют основополагающее значение в адаптациогенезе популяций колорадского жука, проявляющемуся в формировании фенотипических групп имаго с разными типами реакции на критические изменения среды.
2. С учетом широты требований к факторам среды в популяциях колорадского жука выделяются основные внутрипопуляционные экологические группы фенотипов, отличающиеся повышенной толерантностью к неблагоприятным абиотическим воздействиям, устойчивым сортам и применяемым инсектицидам. Специфичность «Псковско-Новгородской» популяции при наличии девяти типовых морф за счет доминирующего комплекса фенотипов демонстрирует широту адаптивного потенциала этого вида.
3. Регулярная диагностика фенетической структуры популяций вредителя позволит предупредить возникновение резистентности к стрессовым факторам среды и внесет необходимые изменения в систему защиты картофеля.
Автор диссертации выражает глубокую благодарность за помощь, участие и содействие в работе доктору биологических наук 3. В. Николаевой (ВГСХА), кандидату биологических наук С. Р. Фасу-лати (ВИЗР РАН), кандидату сельскохозяйственных наук Д. С. Кор-нышеву (ВГСХА), сотрудникам кафедры агроэкологии и защиты растений (Великолукской ГСХА).
Материалы и методы исследований
Объект исследований - колорадский картофельный жук (Leptinotarsa decemlineata Say, класс Insecta, отр. Coleoptera, сем Chrysomelidae, подсемейство Chrysomelinae, триба Doryphorini, род Leptinotarsa ), широко распространенный на Северо-Западе РФ.
Анализ фенотипической структуры популяций вредителя по долевому соотношению (в % к общему числу особей) девяти основных морф имаго (схемы представлены в методических материалах «Методы мониторинга и прогноза развития вредных организмов», РАСХН, 2002) с посадок различных сортов картофеля проводился в лабораторных условиях. Использовались методические рекомендации по изучению и оценке картофеля на устойчивость к колорадскому жуку (РАСХН, 1993). С этой целью в картофелеводческих хозяйствах Псковской (Великолукский район - на базе ВГСХА опытное поле п. Майкино, СПК «Борки»; Новосокольнический район - СПК «Красное знамя»; Печорский район - крестьянское хозяйство «Надежда»; Невельский район - пгт Новохованск), Новгородской (Новгородский район - СПК "Ильмень") областей и прилегающих приусадебных участках проводились выборки имаго. Объем выборок энтомологического материала с посадок картофеля составлял при каждом сборе 120-200 жуков. Собранный материал помещали в отдельные энтомологические морилки (банки с плотно закрывающимися крышками или притертыми пробками) с парами формалина для усыпления (в течение 15-24 часов) и этикетировали (указывали место, дату сбора, генерацию вредителя). В выборке подсчитывали число особей каждой из 9 морф имаго и вычисляли долю (%) морфы в анализируемой выборке. По результатам анализа всех выборок жуков, собранных в течение сезона с учетом сорта и в целом, подсчитывали среднюю долю каждой морфы. Анализ фенооблика популяций вредителя проводился так же с учетом влияния следующих метеорологических показателей: коэффициента увлажнения (Исаченко, 1995); гидротермического показателя (1111). Коэффициент увлажнения (К увл.) определяли как отношение величины осадков за учетный период к испаряемости (Исаченко, 1995). Испаряемость по формуле: Е0= 0,0018 (Т + 25)2 (100 - а), где Ео -испаряемость; Т - среднесуточная температура воздуха, С; а - относительная влажность воздуха, %.
Гидротермический показатель - отношение количества выпавших осадков к среднесуточной температуре воздуха. Значения 1 111 определяли за различные промежутки времени за год (ТТЛ г), сезон (ГТП с), месяц (ГТП м). Расчет ГТП г осуществляется по метеоданным с декабря предшествующего года (включительно) по ноябрь текущего.
Фенологические наблюдения проводились на опытных участках (п. Майкино, Великолукский район, пгт Новохованск, Невельский район), и в лабораторных условиях. Для определения численности колорадского жука использовали методику ВИЗР («Методы оценки сельскохозяйственных культур на групповую устойчивость к вредителям» 2003). Учеты осуществляли в полевых условиях с типичной для зоны агротехникой и почвами. Численность особей на одном кусте и структуру популяции личинок подсчитывали на заселенных кустах. Определяли среднее количество кладок на 1 куст, среднюю численность личинок, имаго перезимовавшего и последующих поколений и др. Обследование проводили в наиболее активный период жизнедеятельности жуков и личинок (утренние и вечерние часы при теплой и сухой погоде).
Наблюдения за динамикой фитофага осуществляли в двух аспектах: сезонные и многолетние колебания численности популяций. Полученные данные анализировали с учетом влияния метеорологических показателей, главным образом, суммы эффективных температур (СЭТ), определяемых по среднесуточным температурам, со дня устойчивого перехода их через 11 С (порог развития) (Kittlaus, 1961).
Во время учетов, проводимых на посадках разных сортов картофеля в полевых условиях, во всех обнаруженных яйцекладках подсчитывали количество яиц и отмечали их окраску.
Оценка на устойчивость к колорадскому жуку тридцати двух районированных и перспективных для северо-западных областей России сортов картофеля, любезно предоставленных нам кандидатом биологических наук С. Р. Фасулати (ВИЗР РАН), проводилась по методике ВИЗР («Методы оценки сельскохозяйственных культур на групповую устойчивость к вредителям» 2003). Количество повторностей, размеры делянок и их размещение соответствовало требованиям методик ВИЗР. В опытах проводились типичные для зоны агротехнические мероприятия.
Обследования учетных делянок каждого варианта на протяжении всего периода вегетации картофеля осуществлялись по показателям заселенности и поврежденности растений. Учитывались: среднее число перезимовавших жуков, экз. на 1 растение; среднее число кладок яиц на куст; средняя численность личинок 3-4-го возрастов (на куст); средняя доля (%) кустов с большим количеством личинок 2-4-го возрастов (свыше 20 шт.); средняя доля кустов заселенных личинками, %; процент кладок яиц с признаками некроза тканей листа под ними; средний балл поврежденности листового аппарата; средняя численность имаго летнего поколения, экз. на расте ние; средняя доля кустов не заселенных вредителем и без видимых повреждений, %; средняя численность личинок (2-3-го возраста); среднее число стеблей на кусте картофеля (косвенный критерий)
Динамика численности и факторы, ее определяющие
Псковская, Новгородская области относятся ко второй зоне из трех, выделенных сотрудниками ВИЗР, соответствующих различным этапам натурализации данного вида в новых для него экосистемах (Вилкова и др., 2005; Павлюшин и др., 2005). Поскольку продолжительность обитания колорадского жука на территории составляет около 40 лет с момента инвазии, она может быть обозначена как зона его натурализации.
По особенностям климата южная часть Северо-Западного региона считается зоной с относительно благоприятными условиями для развития вредителя, поскольку характерной чертой региона является нестабильность гидротермического режима. При проведении исследований мы учитывали тот факт, что колорадский жук отличается высокой степенью адаптационного полиморфизма генетической природы, который лежит в основе его экологической пластичности (Медведев, 1981; Фасулати, 1984; 1985; 1988; 1990; 1993; 1998; Вилкова и др., 2002; 2001; Павлюшин и др., 2005). Феномен экологической пластичности колорадского жука объясняется высокой степенью генетической полиморфности его популяций и широкими пределами индивидуальных адаптивных норм отдельных генотипов (Фасулати, 2002). Генетический полиморфизм колорадского жука исследователи связывают с эволюционной молодостью данного вида. Его эволюционное формирование происходило в условиях горных полупустынь с крайне нестабильным гидротермическим режимом, что и обусловило широкие пределы индивидуальных норм реакций особей каждого генотипа вида по параметрам абиотических адаптации, а также лабильность физиологического состояния особей вида (Ушатинская, 1981; Шапиро, 1985; Фасулати, 2002; Вилкова и др., 2005; Павлюшин и др., 2005).
Полиморфизм рассматривается как адаптивная стратегия популяций насекомых, согласно этому представлению разные фенотипы или их группы, лучше приспособлены к обитанию на отдельных участках гетерогенного местообитания популяции и в комплексе обеспечивают приспособление популяции к гетерогенной среде, баланс ее с окружающей средой (Емец, 1997). Вопросам микроэволюции посвящены фундаментальные работы Н. В. Тимофеева - Ресовского и А. В Яблокова (1974), А. В Яблокова (1980; 1987), С. С. Шварца (1980), Шмальгаузена (1968) и ряда других исследователей.
Известно, что в процессе микроэволюции происходит избирательное накопление в популяции особей более приспособленных генотипов вида адекватно местным условиям при преобладании движущей формы естественного отбора, то есть, изменяется генетическая структура популяций и популяционные нормы реакций по ряду взаимосвязанных адаптивных признаков (Шмальгаузен, 1968; Шварц, 1980; Яблоков, 1980; 1987; Вилкова и др., 1979; 2002).
По мнению многих исследователей, полиморфизм у данного фитофага проявляется и во внешних признаках тела имаго, а именно рисунку переднеспинки. Это позволяет проследить его микроэволюционные процессы с помощью простых и наглядных методов фенетики популяций (Кохманюк, 1982; Фасулати, 1986; 1987; 1988; 1990; Вилкова, Фасулати, 2000; Вилкова, Фасулати, 2002 и др.). Сотрудниками ВИЗР выделено 9 основных хорошо различимых типов центральной части рисунка переднеспинки имаго (Фасулати, 1981; 1993; Бязырова, Фасулати, 2002).
При проведении анализа природных популяций колорадского жука мы руководствовались положениями С. Р. Фасулати (1986; 1987; 1988), согласно которым фенотипическая структура популяций этого вида, процентное соотношение отдельных морф переднеспинки имаго характеризуют как географическую изменчивость популяций вредителя, так и результаты воздействия разных генотипов кормовых растений на локальные (биотические) популяции вида в одних и тех же климатических зонах (Фасулати, 1988; Вилкова, Фасулати, 2001; Вилкова и др., 2001; 2002).
Анализ фенооблика популяций колорадского жука проводился многими исследователями в Казахстане, Средней Азии, Северной Осетии, Молдавии, Московской, Липецкой, Киевской, Ленинградской областях и др. (Фасулати, 1986; 1988; Бязырова, Фасулати, 2002; Васильева и др., 2002; 2005; Рославцева, 2001; 2005 и др.). В Северо-Западном регионе выявлены существенные фенотипические различия между локальными популяциями вредителя. Так, в Ленинградской области, согласно Фасулати СР., преобладают особи с морфами №№ 1, 2, 4 (Фасулати, 1986). Для районов Псковской и Новгородской областей таких данных не было.
Согласно поставленным задачам в 2004-2006 годах, преимущественно в картофелеводческих хозяйствах Псковской (Великолукский район - на базе ВГСХА опытное поле п. Майкино, СПК «Борки»; Новосокольнический район -СПК «Красное знамя»; Печорский район - крестьянское хозяйство «Надежда»; Невельский район - пгт Новохованск), Новгородской (Новгородский район -СПК "Ильмень") областей и прилегающих приусадебных участках нами проводились выборки имаго. Объем выборок энтомологического материала с посадок картофеля составлял при каждом сборе 120-200 жуков.
На основе проведенного анализа доказана внутривидовая гетерогенность популяций колорадского жука на территории южной части Северо-Западного региона России. Сложность его внутривидовой структуры характеризуется наличием девяти морф, известных для других районов распространения вредителя.
Изменчивость фенотипических форм колорадского жука в зависимости от вида и сорта культур
Известно, что к наиболее значимым факторам антропогенного воздействия на агробиоценозы, способствующим активации адаптивных процессов в популяциях консументов, относятся широко применяемые пестициды различного происхождения и механизмов действия. Многие авторы утверждают, что вследствие их интенсивного применения происходит изменение фенотипической структуры популяций колорадского жука. А именно увеличиваются частоты встречаемости особей с морфами №3 и №6 (Фасулати, 1985; 1988; 2000; Фасулати, Вилкова, 2000; Беньковская и др., 2000; Рославцева 2001; 2005; Вилкова, Фасулати, 2001; Бязырова, Фасулати, 2002; Васильева и др., 2002; 2005; Вилкова и др., 2005; Сухорученко и др., 2006). Сравнительный анализ фенообликов природных популяций колорадского жука на широко возделываемом сорте картофеля Невский, проведенный нами в 2004 - 2006 годы исследований в южной части Северо-Западного региона методом сбора энтомологического материала на картофельных полях без обработок и в полевых агроценозах, регулярно обрабатываемых инсектицидами, выявил ряд отличий. Они складываются за счет разницы в долевом соотношении особей с морфами №1 (21,2% - в картофельных агроценозах без инсектицидной нагрузки и 8,4% - с регулярными обработками), №3 (14,6% и 22,1%, соответственно), №5 (5,3% - 12,1%, соответственно), №6 (16,8% - 26,9%, соответственно) (рисунок 17).
В картофельном агроценозе, без интенсивных химических обработок, доминантными являются особи с морфами №1 (21,2%), №6 (16,8%). На нолях, регулярно обрабатываемых инсектицидами - №6 (29,6%), №3 (22,1%).
Таким образом, полученные в течение 2004 - 2006 годов исследований данные анализа фенотипической структуры вредителя свидетельствуют об ее вариабельности в зависимости от интенсивности химических обработок. Отличия складываются за счет существенной разницы в долевом соотношении особей с морфами №3 (более высокие в картофельных агроценозах без инсектцидной нагрузки), №3, №5, №6 (более высокие в картофельных агроценозах с регулярной инсектицидной нагрузкой).
Проведенные исследования показали, что колорадский жук в условиях южной части Северо-Западного региона России относится к основным вредителям картофеля, приводя в отдельные годы к потере до 80% урожая. Размах колебаний численности вредителя на различных сортах картофеля достаточно велик и на участках без обработок инсектицидами может достигать 14-18 личинок на куст при 60-70% -ной заселенности. При защите посадок картофеля от колорадского жука возникают проблемы, обусловленные, в частности: - наличием внутривидовой гетерогенности популяций колорадского жука на территории южной части Северо-Западного региона России, обеспечивающей значительную биоэкологическую и физиологическую пластичность вида; - нестабильностью и специфичностью фенотипической структуры популяций колорадского жука, которая подчиняется географической, сезонной и временной изменчивости; - нечеткой сопряженностью вредителя с фенологическими фазами картофеля, что усложняет мониторинг и прогнозирование; - существенной зависимостью сроков весенней активизации имаго от метеорологических условий; - сравнительно небогатым видовым составом и невысокой плотностью популяций естественных врагов.
Данные обстоятельства обусловливают специфику мониторинга и системы защиты картофеля в условиях южной части Северо-Запада России.
Действие факторов, способствующих перераспределению фенотипов колорадского жука в полевых агроценозах, характер их проявления и последствия специфичны в различных зонах и регионах картофелеводства. Достаточно высокая хозяйственная значимость вредителя в условиях южной части Северо-Запада России, морфологическая вариабельность объясняют необходимость ежегодных наблюдений, оценки плотности популяций и прогноза численности и вредоносности в картофельных агроценозах с четким определением оптимальных сроков и целесообразности защитных мероприятий с учетом влияния на полезную энтомофауну. Проведенные исследования позволили усовершенствовать систему защиты картофеля с учетом выявленных закономерностей.
Сигнализация сроков и места проведения химических обработок основывается на прогнозе развития вредителя и данных о его численности в уязвимые фенофазы растения. По причине нечеткой синхронизации сроков развития отдельных стадий колорадского жука с фенологическими фазами картофеля, целесообразно использовать показатель СЭТ. С учетом установленных нами закономерностей при значениях СЭТ, определённых по среднесуточным температурам со дня устойчивого перехода их через 11 С (порог развития), можно успешно прогнозировать сроки развития вредителя: начало выхода перезимовавших имаго при значениях суммы эффективных температур 50,5 ± 18,6С, массовый выход имаго - при СЭТ 133,5 ± 16,9С, первые яйцекладки - при СЭТ 105,5 ± 18,1 С, массовое появление личинок второго возраста - при СЭТ -167,8 ± Ю,9С.
Расчеты значений СЭТ позволяют прогнозировать число поколений колрадского жука. При СЭТ 360,0 ± 10,0С в условиях южной части Северо-Запада России колорадский жук развивается в 1 поколении, а при СЭТ 560,0 ± 10,0С - в 2-х поколениях.
Оценка сортов картофеля по степени устойчивости к колорадскому жуку
Сравнительный анализ фенотипической структуры популяций колорадского жука на посадках каждого из четырех сортов картофеля контрастных по уровню устойчивости к вредителю в Невельском районе Псковской области в 2006 году позволил выявить достоверные отличия между ними Тф (5,1) FT (3,0)] (приложение 23) (рисунок 23).
На всех возделываемых сортах картофеля в 2006 году наблюдается достаточно высокий процент морфы №1 (18,7% - Памяти Осиповой; 22,8% -Луговской; 20,1% - Чародей), и в большей степени на устойчивом сорте Рябинушка (29,2%). Доли особей с морфами №2 и №4 наиболее выражены на устойчивых сортов картофеля, таких как Рябинушка (№2 - 16,7%; №4 - 20,8%) и Памяти Осиповой (№2 - 15,2%; №4 - 19,3%), на слабоустойчивом (Луговской: №2 - 12,5%; №4 - 8,3%) и восприимчивом (Чародей: №2 - 9,2%; №4 - 15,6%) сортах в меньшей степени. То есть в 2006 году, как и в 2005 году, в фенооблике вида на устойчивых к колорадскому жуку сортах картофеля наблюдается увеличение «северных» (термин С. Р. Фасулати) элементов.
На слабоустойчивом (№3 - 27,3%; №6 - 16,3%; №9 - 4,3%) и восприимчивом (№3 - 14,3%; №6 - 17,0%; №9 - 8,5%) сортах картофеля отмечается увеличение особей с морфами №3, №6, №9, а так же феноморф №7 (1,8%) и №8 (3,3%) на сорте Чародей.
Сравнительное изучение фенооблика имаго вида в 2006 году с посадок устойчивого сорта картофеля Рябинушка и слабоустойчивого - Луговской показало существенные различия между ними [F факт. (6,1) F теор. (4,5)] (приложение 24), а так же между особями с сорта Рябинушка и восприимчивого к колорадскому жуку сорта Чародей [F факт. (8,3) F теор. (4,5)] (приложение 25). Достоверных отличий по соотношению частот морф не наблюдалось между особями с устойчивого сорта Памяти Осиповой и слабоустойчивого
Полученные в 2006 году нами данные свидетельствуют об избирательности действия иммуногенетических механизмов, в случае с устойчивым сортом картофеля Рябинушка, на различные генотипы колорадского жука, что говорит о начале адаптации к нему местной популяции вредителя. Выполненный анализ подтверждает эффективность возделываемого устойчивого к колорадскому жуку сорта картофеля Памяти Осиповой и свидетельствует о неизбирательности воздействия иммуногенетических механизмов устойчивости на все генотипы вредителя. Следовательно, процесс адаптации у данной местной популяции к сорту картофеля Памяти Осиповой, не произошел.
Таким образом, в результате проведенных нами исследований на различных по степени устойчивости к вредителю сортах картофеля показано варьирование фенооблика популяций колорадского жука в зависимости от сорта картофеля. Так, на устойчивых сортах, таких как, Рябинушка, усиливаются «северные» элементы - увеличивается доля феноформ №1, №2, №4, по сравнению со слабоустойчивым (Луговской) и восприимчивым сортами или наблюдается достаточно неравномерное распределение морф №1 - №6,№9, как на устойчивом сорте картофеля Памяти Осиповой. Выявленное в 2005 году сходство по долевому соотношению типовых морф имаго вредителя между его анализируемыми пищевыми популяциями подтверждает эффективность возделываемых устойчивых сортов картофеля и неизбирательность действия иммуногенетических механизмов устойчивости на все генотипы колорадского жука в данной географической популяции, что на этом этапе не привело к адаптации ее к этим сортам. Существенная разница в долевом соотношении феноморф, наблюдавшаяся в 2006 году на устойчивом сорте картофеля Рябинушка, свидетельствуют об избирательности действия иммуногенетических механизмов на различные генотипы колорадского жука, что говорит о начале адаптации к нему местной популяции вредителя. Устойчивые сорта: Рябинушка - увеличивается доля особей вида с феноморфами №1, №2, №4; Памяти Осиповой - №4, №1, №2 или неравномерное распределение №1-№6,№9; Слабоустойчивый: Луговской - № 1, №6, №3, №9 Восприимчивый: Чародей - №6, №3, №9, №7, №8.
Следовательно, анализ фенотипической структуры популяций колорадского жука необходимо проводить ежегодно и дифференцированно по сортам. Данные фенетического анализа можно использовать для диагностики возникновения резистентности к тому или иному сорту картофеля в популяциях вредителя. Это внесет необходимые изменения в систему защиты картофеля и приостановит процесс возникновения резистентности.
Проведенные исследования показали, что фенотипическая структура популяций вида не стабильна, подчиняется географической, временной изменчивости и антропогенной трансформации, что связано с высоким адаптивным потенциалом вредителя. Механизм устойчивочти популяции колорадского жука к абиотическим факторам и антропогенной нагрузке проявляется в изменении соотношения разных групп фенотипов имаго на фоне усиления фенотипической изменчивости, в формировании фенотипических групп имаго с разными типами реакции на критические изменения среды.
Вредоносность колорадского жука невозможно предотвратить только возделыванием устойчивых сортов, с помощью агротехнических мероприятий. Поэтому для того чтобы обеспечить быструю и высокую степень уничтожения жуков и личинок всех возрастов и предотвратить потери листовой поверхности растений необходимо проводить обработку инсектицидами.
С целью выявления эффективных инсектицидов для борьбы с колорадским жуком в 2005 - 2006 годы в южной части Северо-Западного региона (юг Псковской области) нами проводились мелкоделяночные опыты. Для опытов использовался повреждаемый среднеранний сорт картофеля Елизавета (выведен Северо-Западным НИИСХ и Всеволожской селекционной станцией. В Госреестре с 1996 г.).
