Введение к работе
Актуальность темы. Защита сельскохозяйственных культур от вредителей, имеющих в своем цикле развития почвенные стадии, представляет особую сложность из-за способности их накапливаться при бессменном возделывании (Shapiro-Пап et al., 2002, 2006, 2010). Так, потери на хлопчатнике урожая хлопка - сырца, в частности, от наиболее вредоносного вредителя этой культуры - хлопковой совки (Spodopfera littoralis), достигают 10-20 %. Вместе с тем, зачастую, применение радикального химического метода борьбы с вредителями, несмотря на очевидный эффект, приводит к нежелательным последствиям - загрязнению пестицидами окружающей среды, особенно при многократных обработках, стимулированию появления резистентных к ним форм вредных организмов, подавлению или уничтожению полезных видов, участвующих в регуляции их численности. Не случайно поэтому, все шире в системах защитных мероприятий используются приемы биологической борьбы (Jeffords, Hodgins, 1995). Следовательно, разработка и внедрение в производство приемов активизации естественных механизмов регуляции численности вредных видов и замена пестицидных обработок в применяемых системах защиты биологическими средствами, ограничивающими их развитие, является важной актуальной задачей (Помазков, Заец, 1998).
В последнее время в практике защиты растений от вредителей весьма интенсивно используются энтомопатогенные формы нематод, средой обитания которой является почва и находящиеся в ней их инвазионные стадии. Заражая насекомых, они способны вызывать стерилизацию и гибель жертвы. Вместе с тем, они совершенно безопасны в отличие от химических веществ и даже некоторых биопрепаратов (например, Bacillus thuringiensis) для растений и животных. При их использовании не требуется каких -либо средств безопасности. Они способны инфицировать десятки различных видов насекомых-вредителей, не оказывая негативных последствий на полезных насекомых (Georgis et al., 1991; Akhurst, Smith, 2002). Для их массового производства и накопления не требуется специального оборудования. Однако, как и другие агенты биологической борьбы, нематоды требуют определенных условий для своего развития. Они быстро инактивируются под действием ультрафиолетового света, при высыхании почвы, что определяется ее типом, структурой и плодородием, а также ирригационным режимом. Их эффективность проявляется в сравнительно узком диапазоне температур (как правило, от 20С до 30С), по сравнению с химическими веществами (Georgis, Gaugler, 1991; Shapiro-Пап et al., 2006).
К наиболее перспективным для биологической борьбы с вредителями относятся нематоды из семейств Steinernematidae и Heterorhabditidae (Poinar, 1978, Wouts, 1985). Уже известно около 50 видов насекомых, в которых нематоды способны паразитировать (Doucet, 1994, Dergham, 1995, Scheepmaker et al, 1997, Jaworska, 1999). Однако их летальное действие на некоторые виды, против которых применяют нематодные препараты в виде суспензий инвазионных личинок 2-го возраста, не всегда обеспечивает должную эффективность вследствие их недостаточной плотности в местах локализации вредителей, чувствительности к действию факторов внешней среды (температура, влажность, тип почвы, наличие условий для сохранения и устойчивой циркуляции их популяций). Делаются многочисленные попытки для ее повышения. В частности, для этих целей испытываются их различные комплексы с пестицидами, патогенными грибами, маслами и другими компонентами. Так, для борьбы с походным червем Spodopfera frugiperda (Smith, 1997) (Lepidoptera: Noctuidae) - основным вредителем посевов кукурузы в Бразилии - применяли энтомопатогенных
нематод в комплексе препаратами, способными вызывать гибель вредителя. Использовали распыление смесей. Препараты энтомопатогенных нематод уже предложены производству (Akhurst et al., 1990, Akhurst, 1990, Vanninen, 1990, Zimmerman et al., 1990, Kaya, 1993). Однако до массового их внедрения еще далеко, поскольку недостаточно изучены биологические и экологические особенности жизнедеятельности наиболее перспективных видов нематод и не решены проблемы их культивирования, накопления и хранения. Относительно малая подвижность их инвазионных стадий предполагает многократное искусственное заселение энтомопатогенными формами популяций вредных видов. Это естественно создает трудности для практического использования нематодных "препаратов".
Цели и задачи исследования. Целью настоящей работы является определение возможностей для снижения численности вредителей сельскохозяйственных культур (колорадский жук на картофеле, хлопковая совка на хлопчатнике, малый мучной хрущак) при использовании энтомопатогенных нематод, а также изучение факторов, способствующих увеличению их инвазионной активности. В задачи наших исследований входило:
выделение местных изолятов энтомопатогенных нематод из рода Steinernema и сравнительное изучение их патогенности в лабораторных и полевых условиях,
практическая апробация методов ускоренного размножения донорских насекомых и энтомопатогенных нематод в целях массового накопления инвазионного материала,
проведение оценки роли некоторых факторов, способствующих увеличению вирулентности нематод.
Научная новизна. Впервые проведена сравнительная оценка влияния комплекса факторов (температура, влажность, состояние и тип субстрата, наличие в среде органических веществ) на инвазионную активность и ее сохранение 6 видов энтомопатогенных нематод.
Практическая ценность работы. Оптимизирована методика получения и накопления инвазионных стадий энтомопатогенных нематод с использованием личинок комнатной мухи. Определены условия и факторы, влияющие на их активность и сохранность. Даны экономические обоснования для предложенной технологии.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждались в рамках III Международной научно-практической конференции "Инновационные процессы в АПК" (2011 г.), научных семинарах кафедры и опубликованы в центральной печати в 2-х статьях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, глав и подразделов экспериментальной части, выводов и списка литературы, который содержит 186 источников, в том числе 164 на иностранных языках. Ее объем, включающий оригинальные рисунки, 18 таблиц и 7 приложений, составляет 103 страницы.
