CC BY
79
ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВРЕДОНОСНЫХ ПОКОЛЕНИЙ ГРОЗДЕВОЙ ЛИСТОВЕРТКИ
(LOBESIA BOTRANA DEN. ET. SCHIFF)
Мурадян Ольга Лиовиковна
аспирант, Одесский государственный экологический университет
SIMULATION OF MALWARE GENERATION GRAPEVINE MOTH (LOBESIA BOTRANA DEN. ET. SCHIFF) Muradian O.L., graduate student of Odessa State Environmental University
АННОТАЦИЯ
Гроздевая листовертка Lobesia botrana Den. et Schiff. - широко распространенный вредитель винограда. На протяжении 2011-2013 гг. проводился мониторинг численности гроздевой листовертки на виноградных насаждениях в условиях Одесской области по общепринятым методикам. Сроки лёта вредителя определяли с помощью феромонных ловушек, которые равномерно вывешивали на высоте размещения соцветий. Установлено, что численность гроздевой листовертки зависит от погодно-климатических факторов.
По результатам исследований авторами разработана математическая модель влияния метеорологических условий на развитие троих поколения гроздевой листовертки, что позволит прогнозировать на конкретном сорте этапы онтогенеза вредителя в условиях Одесской области. Полученные результаты дают возможность оптимизировать кратность, а также своевременность применения защитных мероприятий.
Ключевые слова: прогноз, вредитель, гроздевая листовертка, виноград.
SUMMARY
Grapevine moth Lobesia botrana Den. et Schiff. is the most common pest of grapes. Throughout 2011-2013 monitored grapevine moth population on grape plantations in conditions of Odessa region according to conventional techniques. Terms summer pest determined using pheromone traps that hung at a height equal footing organize inflorescences. Found that the number of grapevine moth depends on climatic factors.
According to the research, authors have developed a mathematical model of the influence of meteorological conditions on the three generation grapevine moth, which will predict the future on a specific variety of pest stages of ontogenesis under the Odessa region. The results obtained make it possible to optimize the multiplicity and timely application of protective measures.
Key words: forecast; pest; grapevine moth; grape.
Постановка проблемы. Гроздевая листовертка ЬоЬеБ1а Ьйгапа Беп.е1.8сШТ - является наиболее широко распространенным вредителем винограда. В Украине повреждает виноградники ежегодно во всех зонах виноградарства. Гусеницы данного вредителя повреждают бутоны, соцветия, зеленные и спелые ягоды, которые усыхают, осыпаются либо загнивают. Потери урожая при этом составляет 25-30%, а при высокой численности может уничтожить практически весь урожай. Моделирование влияния факторов внешней среды на процесс развития гроздевой листовертки до настоящего времени не проводилось.
Анализ последних исследований и публикаций. Гроздевая листовертка - маленькая бабочка в размахе крыльев 13 мм, рисунок передних крыльев из чередующихся светлых полосок с зеленовато-серыми, желтоватыми и сине-серыми пятнами. Высокая температура воздуха и низкая влажность обеспечивают оптимальные условия для активности имаго вредителя, в то же время дождливая прохладная погода снижает активность лёта и спаривание, что влияет на плодовитость вида. Лёт бабочек из перезимовавшего поколения начинается обычно в конце второй — в третьей декаде апреля, холодной затяжной весной — в начале первой декады мая, после наступления устойчивых среднесуточных температур воздуха 10 °С; происходит не одновременно и растягивается до месяца и более. Календарные сроки вылета бабочек различаются по годам, даже на территории одного хозяйства и
определяется набором суммы эффективных температур воздуха 90 -115 °С. Самцы вылетают на два-три дня раньше самок, что следует учитывать при расчете первого дня массового отрождения гусениц. Наиболее активны имаго в сумерках, при температуре выше 12-13 °С. При понижении среднесуточных (в том числе сумеречных вечерних и утренних) температур воздуха ниже 10 - 11 °С в последних числах апреля — первой — второй декадах мая лёт может прерываться на 3-12 дней. Это типично для характера лёта первой генерации вредителя и такая закономерность наблюдается практически ежегодно. С повышением температур воздуха лёт возобновляется и, как правило, наблюдается резкое усиление его интенсивности. Спаривание происходит в интервалах температур 1525 °С.
При температурах ниже или выше указанных спаривание прекращается, хотя лёт самцов может происходить, и отловы в феромонные ловушки могут быть значительными. Массовый лёт начинается через 3-10 дней после появления первых бабочек. Массовая откладка яиц, с учётом необходимого времени на облёт, спаривание, созревание яйце продукции, происходит на 6-10 сутки. Оптимальные температуры для яйцекладки 20-27 °С. После оплодотворения самке требуется 3-6 дней (в среднем 4 дня) для созревания яйце продукции.
Плодовитость самок в среднем составляет 60-80, у отдельных особей — до 160 яиц. Бабочки прикрепляют
яйца по одному, реже небольшими группами (в зависимости от генерации вредителя), на бутоны, соцветия, зелёные и созревающие ягоды. Иногда яйца откладываются на листья и побеги винограда.
Начало лёта бабочек второй генерации происходит во второй — третьей декадах июня, и общая продолжительность лёта может составлять почти месяц. Лёт обычно выровненный, без особых спадов и разрывов. Лёт бабочек третьей генерации обычно самый растянутый из всех и составляет до 40 суток. Он начинается в конце 3 декады июля — в начале 1 декады августа.
Продолжительность эмбрионального развития зависит от температуры и может длиться от 6 до 12 дней. Оптимальные условия для развития эмбриона - относительная влажность воздуха 65-80%, верхний температурный предел 32 °С.
При влажности воздуха ниже 47% происходит значительная (до 80%) гибель эмбрионов. При температуре воздуха выше 32 °С и влажности воздуха ниже 50% плодовитость бабочек резко снижается или они становятся совершенно бесплодными. Необходимая для развития эмбриона сумма эффективных температур 70-72 °С (биологический ноль - 10 °С).
Гусеницы до достижения третьего возраста (но чаще всего на протяжении 2-3 дней после отрождения) могут находиться на поверхности соцветий ягод, затем проникают вовнутрь, сплетая бутоны и стягивая ягоды паутиной. После отрождения гусеницы питаются 16-30 дней (в зависимости от средне - суточной температуры воздуха), после чего окукливаются. Стадия куколки длится около 10-13 суток. Эта фаза развития приспособлена к длительному диапазированию не только под влиянием низких температур, но и под действием других неблагоприятных для выживания популяции факторов.
Для завершения личиночной стадии необходима сумма эффективных температур 210-230 °С, для стадии куколки — 140-160°С. В целом, для раз-вития генерации гроздевой листовертки требуется до 450-500 °С эффективных температур.
В условиях Украины гроздевая листовертка, как правило, полностью успевает завершить развитие трёх генераций, а в отдельные тёплые годы на виноградниках юга Украины помимо трёх генераций, частично или полностью успевает закончит свое развитие и четвертое поколение вредителя [1].
Цель статьи. Целью исследований является изучение особенностей приспособлений гроздевой листовертки (Lobesia Ьо^апа) к комплексу факторов окружающей среды и разработка математической модели развития троих генерации листовертки.
Основные параметры модели выбраны с учетом литературных данных [4] и собственных наблюдений за биологией вредителя в ННЦ «ИВиВ им. В.Е. Таирова». В годы исследований на сорте Аркадия прослеживается зависимость появления каждого поколения гроздевой листовертки от среднесуточной температуры и относительной влажности воздуха.
Нами рассматривается перезимовка куколок гроз-девой листовертки, вылет бабочек, откладка яиц, отрож-дение гусениц 1-3-го поколения и их питания, окукливание, вылет бабочек 1-3-го поколения, а также потери урожая.
Число перезимовавших куколок на одном побеге виноградного куста определяется продолжительностью периода с критическими для перезимовки куколок температурами воздуха
N = N
где - число перезимовавших куколок на одном побеге, экз.; - число осенних куколок на одном побеге. Ушедших в зиму, экз.; псй1 - число дней с температурой воздуха ниже критической.
На начало вегетации винограда число куколок на один куст определяется в зависимости от количества побегов на кусте, доли естественного отмирания и доли гибели куколок при обрезке:
N
к.кук
. ППОб. • NK.З. • кОТМ. • к
обр.'
где - число куколок на один куст, экз.; ппоб. - количество побегов на кусте; - количество перезимовавших куколок, экз.; котМ. - доля естественного отмирания; кобр- доля гибели куколок при обрезке.
Вылет бабочек первого поколения начинается после устойчивого перехода температуры воздуха через 10°С:
^.1п = N
где - количество бабочек-самок; 8 - половой индекс; q - индекс генерации гроздевой листовертки; 0Ч- удельная скорость роста численности бабочек q-й генерации, которая рассчитывается так:
4,6052 10
еч =
2«?
2«?
(
/
где 2 ^ - сумма эффективных температур, которая равно половине суммы температур периода вылета бабочек; TS2 - сумма эффективных температур нарастающим итогом за период вылета бабочек; q - индекс генерации гроз-девой листовертки.
Интенсивность откладки яиц бабочками определяется потенциальной скоростью откладки яиц одной бабочкой-самкой, влиянием влаготемпературного режима на этот процесс и общим количеством бабочек-самок:
V = V •
FT1 •
N
б.1п.,
где Х,ткл. - интенсивность откладки яиц бабочками первого поколения; ^щ,- потенциальная скорость откладки яиц одной бабочкой; FTL, FWL - функции влияния режима температуры и влажности воздуха на плодовитость самок; ^.1п. - общее количество бабочек первого поколения.
Функции влияния влаготемпературного режима находятся по следующим выражениям:
FT1 = 0,0714 • 0;) - 10);
( 0 при Wi < 40
= { 0,333^ - 40) при 40 < Wi < 70, ( 1 при W^ > 70
где 1- средняя за сутки температура воздуха; W - относительная влажность воздуха.
Суммарное количество отложенных яиц определяется как сумма интенсивности откладки за каждый день периода откладки:
SVn.
п
=1
V)
)=1
•п
сп^
При накоплении суммы температур выше Х^сгй происходит отрождение гусениц. Количество гусениц первого поколения будет определяться как произведение
числа отложенных яиц с учетом естественной гибели и влияния влаготемпературного режима воздуха:
^гус ^^откл.
(1 - кгиб.) • ^ • ft2 • fw2,
где Nryc - количество гусениц первого поколения, экз.,
SV.
суммарное количество отложенных яиц;
кгиб. - коэффициент естественной гибели; ^ — удельная скорость отрождения гусениц первого поколения;
FT2 , FW2 - функция влияния температуры и влажности воздуха на отрождение гусениц.
Питание гусениц первого поколения происходит за счет потребления питательных веществ бутонов. Общее количество потребления бутонов гусеницами первого поколения на одном побеге определяется в зависимости от количества гусениц на одном побеге и потенциальной потребности одной гусеницы в питательных веществах и влияния температуры воздуха на скорость потребления:
^3п. = ^к • eq • s, при £ t4Crit,
где Иь3п. - количество бабочек третьего поколения.
Рассматривается, что моделирование развития виноградной листовертки на виноградном кусте является блоком более общей модели формирования продуктивности винограда, в которой для описания динамики роста сухой биомассы отдельных органов виноградного куста используется следующая система уравнений [3]:
Amj
~дГ
Р|Ф'
1 + CGi
«Cm^R + öj)
I mj
1 + CGi
Amp
At
Р'рФ* / ^рСтрФ!*"^ — Si'S'röi mi
1 + CGi
AmJg Amj
lg max
P1 = Nryc.1n • Рпот • FT3,
At
At
1 + CGi
Aimp/At kg + AmP/A^
Р1 - общее количество потребления бутонов гусеницами где ^^ - прирост биомассы ьго вегетативного (репро-
первого поколения на одном побеге; Рпот - потенциальная потребность одной гусеницы в питательных веществах;
FT3 - функция влияния температуры воздуха на интенсивность питания гусеницы.
Суммарное количество потребляемых бутонов определяется интенсивностью потребления за сутки и продолжительностью развития гусеницы:
При накоплении суммы температур выше £ происходит окукливание гусениц:
At
дуктивного) органа; гп;(р) - функционирующая биомасса
Amg
i-го вегетативного (репродуктивного) органа; - при-
Am
g max
- мак-
NKyK = Nryc1n. пРи ^ ^cri^
а после накопления £ происходит вылет бабочек второго поколения:
^2п. = Мкук • eq • ^при £^нь
где Иь2п. - количество бабочек второго поколения.
При накоплении сумы температур выше £ происходит окукливание гусениц второго поколения
NKyK = Nryc2n. при ^ t3crit,
а после накопления £ происходит вылет бабочек третьего поколения:
рост сухой биомассы виноградной грозди; симально возможная в реальных условиях скорость прироста сухой биомассы виноградной грозди; - ростовая функция вегетативного периода; - ростовая функция репродуктивного периода; сС; - коэффициент дыхания роста; - онтогенетическая кривая дыхания; сШр - коэффициент дихания поддержания; ф'к - температурная кривая дыхания; ^ - константа Михаэли Ментен: ьорганы, 1-листья, s-побеги, г-корни, р-грозди.
Процесс фотосинтеза листьев описывается с учетом влияния на фотосинтез уровня минерального питания, фазы развития растения, температурного режима и влаго-обеспеченности растений [3]:
где Ф^ - интенсивность потенциального фотосинтеза; ас - наклон углекислотной кривой фотосинтеза; КфСН^} - коэффициент обеспеченности растений элементами минерального питания; С0 - концентрация СО2 в воздухе; аф - наклон световой кривой фотосинтеза; П -поглощенная растительным покровом фотосинтетическая активная радиация; аф - онтогенетическая кривая фотосинтеза, ^ф - температурная кривая фотосинтеза.
dФ
1
dt 1/Фро^(Ы^г) + 1/аеСо + 1/афП
min {аф, Фф,
ET
ET,
pot
(15)
/
Выводы: Развитие и численность гроздевой листовертки Lobesia botrana Denet.Schiff зависит от погодно -климатических факторов.
Разработана математическая модель развития трёх поколений гроздевой листовертки, которая является основой для формирования продуктивности винограда, что позволит в будущем прогнозировать на конкретном сорте этапы онтогенеза вредителя в условиях юга Украины. Полученные результаты дают возможность оптимизировать кратность, а также своевременность применения защитных мероприятий.
Список литературы 1. Матодические рекомендации по применению синтетических половых феромонов гроздевой и дву-
летной листоверток в интегрированной системе защиты виноградной лозы. - М. : Изд-во ВАСХНИЛ, 1986. - 18 с.
2. Методические рекомендации по контролю за численностью гроздевой листовертки на виноградных насаждениях юга Украины.- Ялта. НИВиВ «Мага-рач», 2007. - 23 с.
3. Полевой А.Н. Прикладное моделирование и прогнозирование продуктивности посевов / А.Н. Полевой - Л.: Гидрометиздат, 1988. - 319 с.
4. Принц Я.И. Вредители и болезни виноградной лозы / Я.И. Принц -М.:- 1962.- 245 с.
