CC BY
0profile 0...40 cm of grey forest soil with a second humus horizon is 15% higher than in the profile of grey forest soil. There is a steady trend of increasing activity of the enzyme pool in the GF SHH at the studied backgrounds of intensification.
Keywords: enzymatic activity, hydrolytic enzymes urease and invertase, soil types, grey forest soil, second humus horizon. Author details: M.K. Zinchenko, Candidate of Sciences (biology), leading research fellow, (e-mail:popel62@yandex.ru). For citation: Zinchenko M.K. Enzymatic activity of hydrolases in soil types of gray forest soil in agricultural landscapes // Vladimir agricolist. 2024. №1. pp. 21-27. DOI:10.24412/2225-2584-2024-1107-21-27.
DOI:10.24412/2225-2584-2024-1107-27-30 УДК 574.32; 635.21
ФЕНОГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЛОКАЛЬНОЙ ПОПУЛЯЦИИ LEPTINOTARSA DECEMLINEATA SAY В АГРОЦЕНОЗЕ КАРТОФЕЛЯ
ВО ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ
С.Ю. МАРКИН, младший научный сотрудник, (e-mail: mar-s-y.markin@yandex.ru)
Всероссийский научно- исследовательский институт органических удобрений и торфа-филиал ФГБНУ « Верхневолжский ФАНЦ»
ул. Прянишникова, д.2., д. Вяткино, Судогодский р-н, Владимирская обл., 601390, Российская Федерация
Резюме. Проведено исследование феногенетической структуры популяции колорадского жука на опытном участке Всероссийского научно- исследовательского института органических удобрений и торфа, расположенного в Судогодском районе Владимирской области. Цель исследования - определение феногенетической (фенетической) структуры популяции Leptinotarsa decemlineata Say., получившего распространение в агроценозе картофеля для оценки степени резистентности вредителя к пестицидам. Исследования проводились в вегетационный период 2023 г. на сорте картофеля Скарб, на опытном поле площадью 0,3 га. Обработка посадок картофеля производилась инсектицидами из группы неоникотиноидов (Актара) дважды: в июне и июле. Заселённость личинками кустов при численности 10...20 особей на куст не превышала 10 %. По результатам исследований построены векторные диаграммы, отображающие представительство внутрипопуляционных групп особей, определён индекс внутрипопуляционного разнообразия Животовского (8,4) и доля редких форм (0,07). В изучаемой популяции более половины особей составляют термозависимые морфотипы N 1 и N 2 (55,61 %). На долю морфотипа N 1 приходится 34,17 %. Потенциально резистентный к пестицидам морфотип N 3 представлен менее 1/3 особей (29,99 %). Доля потенциально резистентных к инсектицидам особей морф 3 и 6 суммарно (морфотип N 3) в местной популяции находится в пределах значений типичных преимущественно для экотипа I. Исследуемую популяцию следует отнести к переходной между экотипами I и II, с преобладанием характеристик экотипа I. Сама граница совпадает с границей между данными экотипами по Фасулати С.Р. (2022) для Владимирской области.
Ключевые слова: фенетическая структура, морфа, морфотип, экотип, инсектициды.
Для цитирования: Маркин С.Ю. Феногенетическая структура локальной популяции Leptinotarsa decemlineata Say в агроценозе картофеля во Владимирской области // Владимирский земледелец. 2024. №1. С. 27-30. D0I:10.24412/2225-2584-2024-1107-27-30.
Первые шаги в изучении изменчивости окраски имаго колорадского жука предприняты ещё в начале ХХ столетия [1, 2]. В отечественной науке данная тематика привлекла
особенное внимание специалистов во второй половине XX века [1, 3, 4]. Полиморфизм Leptinotarsa decemlineata Say интересен по многим причинам. Вид, как самый молодой в своём роде и обладающий исключительным адаптационным потенциалом, находится в активной фазе своего развития и является удобным объектом для изучения эволюционных процессов, в том числе методами феногенетики [4, 5, 6, 7].
В результате изучения полиморфизма Leptinotarsa decemlineata Say выявлены закономерности зависимости окраски листоеда от ряда внешних факторов биотического и абиотического характеров, в том числе воздействия пестицидов [8,9]. В настоящее время существует несколько критериев выбора характерных фенотипических признаков [3, 4, 7]. Это направление активно развивается и специалисты нередко вносят уточнения либо унификации в существующие градации признаков [2, 10].
Наиболее популярной остаётся классификация, разработанная С.Р. Фасулати [3], выделившего 9 основных морф имаго листоеда и на данный момент более 9 географических экотипов на территории постсоветского пространства [8, 11]. Классификация основана на разделении на морфы, учитывая сочетание разной степени выраженности (вплоть до отсутствия) точки P и совокупности пятен B и полос A пронотума имаго колорадского жука согласно обозначениям по Кохманюку Ф.С. от 1981 г. [8]. С подробным описанием морф имаго Leptinotarsa decemlineata Say можно ознакомиться во множестве источников [3, 8]. В литературе есть сведения, что со временем соотношение встречаемости различных морф в популяциях насекомого может меняться [6]. Особое практическое значение имеет наличие у морф колорадского жука разной степени резистентности к определённым инсектицидам. Это позволит при анализе фенетической структуры местных популяций листоеда корректировать методы борьбы с вредителем, иногда вплоть до временного отказа от пестицидов с заменой на другие методы борьбы. Чередование инсектицидов разных групп позволяет замедлить формирование резистентности, а в некоторых случаях приводит к возврату чувствительности к препаратам [12].
Цель исследования - определение феногенетической (фенетической) структуры популяции Leptinotarsa decemlineata Say., получившего распространение в
g/iaduMipckiu ЗешеШеф
№ 1 (107) 2024
агроценозе картофеля.
Условия, материалы и методы. Данное исследование проведено в вегетационный период 2023 г. на опытном картофельном поле ВНИИОУ в п. Вяткино Судогодского района Владимирской области.
На опытном поле площадью 0,3 га возделывался картофель сорта Скарб. Обработка производилась инсектицидами из группы неоникотиноидов (Актара) дважды: в июне и июле. Заселённость личинками кустов при численности 10...20 особей на куст не превышала 10 %.
Учет листоеда проведен по методике Амирханова Д.В. [6, 12]. Сбор материала проводился с июня по сентябрь. Всего собрано 550 экземпляров колорадского жука. Феногенетический анализ проведён с использованием высушенного материала. Листоедов собирали в морилки, насыщенные парами хлороформа. Просушенный материал хранили в бумажных конвертах с указанием места и даты сбора. Статистическая обработка данных производилась по общепринятым в феногенетике и экологии методикам: построение векторных диаграмм, показывающих представительство внутрипопуляционных групп особей, определение индекса внутрипопуляционного разнообразия Животовского и доли редких форм (Ь|) [4,13].
Результаты и обсуждение. Распределение 9 морф имаго листоеда (по Фасулати С.Р., 1985) в популяции представлено на векторной диаграмме (рис. 1).
Преобладание морфы 1 характерно для северных экотипов колорадского жука [8]. По характеру рисунка фенетической структуры и, соответственно, процентному соотношению морф имаго насекомого, согласно градации осей диаграммы, представленной в работе Фасулати С.Р.
1
6 5
Цифры 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 - номера морф имаго Leptinotarsa decemlinrata Say (по Фасулати С.Р., 1985) Рис. 1. Фенетичекая структура популяции Leptinotarsa decemlinrata Say, % (по Фасулати С.Р., 1985)
и Ивановой О.В, местная популяция ближе к I экотипу, тем не менее, обнаруживается сходство и с экотипом II. Согласно имеющимся графическим данным [8], через Владимирскую область, деля её практически поровну, проходит граница распределения экотипов I и II, в том числе по Судогодскому району, примерно в северной его части. Можно сделать вывод, что местная популяция имеет переходный тип фенетической структуры между экотипами I и II с преобладанием характеристик экотипа I. Показатель внутрипопуляционного разнообразия (индекс Животовского) составил 8,4, доля редких вариаций (h) 0,07.
Существуют адаптированные под практические цели (унифицированные) методики учета фенетической структуры Leptinotarsa decemlineata Say, когда 9 морф имаго листоеда разбиваются на 6 морфотипов [10, 14]. Морфотип N 1 в данном случае представляет собой сумму морф 1 и 4, далее соответственно морфотип N 2 (2 и 5), N 3 (3 и 6), N 4 (7), N 5 (8), N 6 (9). Графически, согласно унифицированной классификации диаграмма фенетической структуры популяции имеет следующий вид (рис. 2).
Морфотипы N 4, 5, 6 (морфы 7, 8, 9), как правило, представлены в популяциях незначительно [8]. Морфотипы N 1 и N 2 считаются термозависимыми. Морфы 3 и 6 (морфотип N 3) являются индикаторами устойчивости популяции к инсектицидам [8, 14]. В изучаемой популяции более половины особей составляют термозависимые морфотипы N 1 и N 2 (55,61 %), причем на долю морфотипа N 1 приходится 34,17 %. Потенциально резистентный к пестицидам морфотип N 3 представлен менее 1/3 особей (29,99 %).
Таким образом, местная популяция колорадского
Цифры 1, 2, 3, 4, 5, 6 - номера морфотипов имаго Leptinotarsa decemlinrata Say (по Сухорученко Г.И. и др., 2012)
Рис. 2. Фенетичекая структура популяции Leptinotarsa decemlineata Say, % (по Сухорученко Г.И. и др., 2012)
№ 1 (107) 2024
Владимгрскш ЗешеШецТз
жука потенциально резистентна к инсектицидам менее чем на треть. Согласно исследованиям [15] популяции перезимовавших имаго колорадского жука с представительством морфотипа N 3 в пределах 20...39 % считаются чувствительными к инсектицидам. Так как выборки материала в исследуемой популяции проводились в течение всего летнего сезона, для более точного определения степени резистентности вредителя к пестицидам необходимо произвести сбор и анализ фенетической структуры перезимовавших жуков до появления всходов картофеля.
По доле особей морф 3 и 6, т.е. морфотипа N 3 (резистентных), как и в целом популяция, также ближе к показателям, присущим экотипу I, даже с чуть меньшим представительством, и ещё меньшим относительно значений экотипа II.
Выводы. Таким образом, на основе исследований популяции колорадского жука на опытном участке ВНИИОУ в сезоне 2023 года можно сделать следующие выводы:
- определена фенетическая структура местной микростациальной популяции для окрестностей п.
Вяткино Судогодского района Владимирской области, обладающая преимущественно характеристиками экотипа I, типичного для данного географического региона;
- изучаемая популяция имеет признаки как экотипа I, так и экотипа II, что подтверждает (либо уточняет) границу между данными экотипами во Владимирской области на 2023 год;
- доля потенциально резистентных к инсектицидам особей морф 3 и 6 суммарно (морфотип N 3) в местной популяции находится в пределах значений типичных преимущественно для экотипа I.
Следует отметить, что мониторинг фенетической структуры полезен для оценки резистентности популяций Leptinotarsa decemlineata Say к пестицидам, что позволит корректировать методы борьбы с постоянно адаптирующимся вредителем. Особое значение представляет фенетическая структура имаго перезимовавшего поколения, определённая до появления всходов картофеля [14,15].
Литература.
1. Гриценко В.В., Глотов Н.В., Орлинский Д.Б. Эколого-генетический анализ изменчивости центральных элементов рисунка переднеспинки у колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata)//Зоологический журнал. 1998. № 3. С. 278-284.
2. Беньковская Г.В., Удалов М.Б., Поскряков А.В., Николенко А.Г. Феногенетический полиморфизм колорадского жука Leptinotarsa decemlineata Say и его чувствительность к инсектицидам на территории Башкортостана //Агрохимия. 2004. № 12. С. 23-28.
3. Фасулати С.Р. Полиморфизм и популяционная структура колорадского жука Leptinotarsa decemlineata Say в Европейской части СССР//Экология. 1985. № 6. С. 50-56.
4. Яблоков А.В., Ларина Н.И. Введение в фенетику популяций. Новый подход к изучению природных популяций. М.: Высшая школа, 1985. С. 160.
5. Вилкова Н.А., Фасулати С.Р. Изменчивость и адаптивная микроэволюция насекомых-фитофагов в агробиоценозах в связи с иммуногенетическими свойствами кормовых растений // Труды Русского энтомологического общества. СПб, 2001. Т. 72. С. 107-128.
6. Удалов М.Б., Беньковская Г.В., Хуснутдинова Э.К. Структура популяции колорадского жука на Южном Урале //Экология. 2010. № 2. С. 126-133.
7. Удалов М.Б., Беньковская Г.В. Популяционная генетика колорадского жука: от генотипа до фенотипа // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2011. Т. 15, № 1. С. 156-171.
8. Фасулати С.Р., Иванова О.В. Изменчивость фенетической структуры и экологических адаптаций во вторичном ареале колорадского жука Leptinotarsa decemlineata (Say) (Coleoptera: Chrysomelidae) // Труды Русского энтомологического общества. СПб, 2022. Т. 93 С. 52-68.
9. Рославцева С.А. Резистентность к инсектицидам в популяциях колорадского жука //Агрохимия. 2009. № 1. С.87-92.
10. Сухорученко Г.И., Васильева Т.И., Иванова Г.П., Зверев А.А. Использование фенетического метода для диагностики резистентности к инсектицидам в популяциях колорадского жука Leptinotarsa decemlineata (Say) (Coleoptera: Chrysomelidae) // материалы XIV съезда Русского энтомологического общества. СПб, 2012. С. 418.
11. Фасулати С.Р., Иванова О.В. Новые экотипы во вторичном ареале колорадского жука Leptinotarsa decemlineata (Say) (Coleoptera: Chrysomelidae) //материалы XVII съезд Русского энтомологического общества. М., 2022. С. 123.
12. Беньковская Г.В., Леонтьева Т.Л., Удалов М.Б. Резистентность колорадского жука к инсектицидам на Южном Урале // Агрохимия. 2008. № 8. С. 55-59.
13. Городничев Р.М., Пестрякова Л.А., Ушницкая Л.А., Левина С.Н., Давыдова П.В. Методы экологических исследований. Основы статистической обработки данных: учебно-методическое пособие //Якутск: Издательский дом СВФУ, 2019, 94 с.
14. Сухорученко Г.И., Васильева Т.И., Иванова Г.П., Волгарёв С.А. Положение с резистентностью колорадского жука Leptinotarsa decemlineata Say к инсектицидам в Северо-Западном регионе РФ// Вестник защиты растений. 2018. № 3(97) С. 49-55.
15. Сухорученко Г.И., Васильева Т.И., Иванова Г.П. Формирование резистентности к инсектицидам в популяциях колорадского жука из разных регионов европейской части России //Защита и карантин растений. 2017. № 8. С. 3-8.
ВлаЭимгрсШ ЗешеШеф
№ 1 (107) 2024
References.
1. Gritsenko VV., Glotov N.V., Orlinsky D.B. Ecological and genetic analysis of the variability of the central elements of the pronotum pattern in the Colorado potato beetle (Leptinotarsa decemlineata )//Zoological Journal. 1998. № 3. S. 278-284.
2. Benkovskaya G.V., Udalov MB, Poskryakov A.V., Nikolenko A.G. Phenogenetic polymorphism of the Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata Say and its sensitivity to insecticides on the territory of Bashkortostan. 2004. № 12. S. 23-28.
3. Fasulati S.R. Polymorphism and population structure of the Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata Say in the European part of the USSR//Ecology. 1985. № 6. S. 50-56.
4. Yablokov A.V., N.I. Larina Introduction to population phenetics. A new approach to the study of natural populations. M.: Higher School, 1985. C. 160.
5. Vilkova N.A., Fasulati S.R. Variability and adaptive microevolution of phytophagous insects in agrobiocenoses in connection with the immunogenetic properties of food plants//Proceedings of the Russian Entomological Society. St. Petersburg, 2001. T. 72. S. 107-128.
6. Udalov M.B., Benkovskaya G.V., Khusnutdinova E.K. Population structure of the Colorado potato beetle in the Southern Urals//Ecology. 2010. № 2. S. 126-133.
7. Udalov M.B., Benkovskaya G.V. Population genetics of the Colorado potato beetle: from genotype to phenotype//Vavilovsky Journal of Genetics and Selection. 2011. T. 15, No. 1. S. 156-171.
8. Fasulati S.R., Ivanova O.V. Variability of the phenetic structure and ecological adaptations in the secondary range of the Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata (Say) (Coleoptera: Chrysomelidae)//Proceedings of the Russian Entomological Society. St. Petersburg, 2022. T. 93 S. 52-68.
9. Roslavtseva S.A. Insecticide resistance in Colorado potato beetle populations//Agrochemistry. 2009. No. 1, S.87-92.
10. Sukhoruchenko G.I., Vasilyeva T.I., Ivanova G.P., Zverev A.A. Use of the phenetic method for diagnosing insecticide resistance in populations of the Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata (Say) (Coleoptera: Chrysomelidae)//materials of the XIV Congress of the Russian Entomological Society. St. Petersburg, 2012. S. 418.
11. Fasulati S.R., Ivanova O.V. New ecotypes in the secondary range of the Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata (Say) (Coleoptera: Chrysomelidae)//materials of the XVII Congress of the Russian Entomological Society. M., 2022. S. 123.
12. Benkovskaya G.V., Leontyeva T.L., Udalov M.B. Resistance of the Colorado potato beetle to insecticides in the Southern Urals// Agrochemistry. 2008. № 8. S. 55-59.
13. Gorodnichev R.M., Pestryakova L.A., Ushnitskaya L.A., Levina S.N., Davydova P.V. Methods of environmental research. Fundamentals of statistical data processing: educational and methodological guidelines//Yakutsk: Publishing House of SVFU, 2019,94 p.
14. Sukhoruchenko G.I., Vasilyeva T.I., Ivanova G.P., Volgaryov S.A. TThe situation with the resistance of the Colorado potato beetle Leptinotarsa decemlineata Say to insecticides in the North-West region of the Russian Federation //Bulletin of Plant Protection. 2018. №. 3 (97) S. 49-55.
15. Sukhoruchenko G.I., Vasilyeva T.I., Ivanova G.P. Formation of resistance to insecticides in populations of the Colorado potato beetle from different regions of the European part of Russia//Plant protection and quarantine. 2017. № 8. S. 3-8.
PHENOGENETIC STRUCTURE OF A LOCAL POPULATION OF Leptinotarsa decemlineata Say IN POTATO AGROCENOSIS IN THE VLADIMIR OBLAST
S.Yu. MARKIN
Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat - branch of the Federal State Budget Scientific Institution «Upper Volga Federal Agrarian Scientific Center», ul. Pryanishnikova 2, poselok Vyatkino, Sudogodskiy rayon, Vladimir oblast, 601390, Russian Federation.
Abstract. The article describes the research on the phenogenetic structure of the Colorado potato beetle population at the test area of the Russian Research Institute of Organic Fertilizers and Peat, located in the Sudogodsky rayon of the Vladimir oblast. The purpose of the study is to determine the phenogenetic (phenetic) structure of the population of Leptinotarsa decemlineata Say, which has become widespread in potato agrocenosis to assess the degree of its resistance to pesticides. The research was carried out during the growing season of 2023 on the Skarb potato variety, on a test area of 0.3 hectares. The treatment of potato plantings with insecticides from the neonicotinoid group (Aktara) took place twice: in June and July. The number of potato plants with 10-20 larvae per plant did not exceed 10%. Based on the research, the vector diagrams were presented, which characterize the presence of intrapopulation groups of individuals, the Zhivotovsky intrapopulation diversity index (8.4) and the proportion of rare forms (0.07). In the population under study, more than half of the individuals are temperature-dependent morphotypes N 1 and N 2 (55.61%), with the share of morphotype N 1 accounting for 34.17%. Potentially pesticide-resistant morphotype N 3 is represented in less than 1/3 of individuals (29.99%). The number of potentially insecticide-resistant individuals of morphs 3 and 6 (morphotype N 3) in the local population is within the range of values typical primarily for ecotype I. The population under study should be classified as transitional between ecotypes I and II, with a predominance of characteristics of ecotype I. The boundary itself coincides with the boundary between these ecotypes according to Fasulati S.R. (2022) for the Vladimir region.
Keywords: phenetic structure, morph, morphotype, ecotype, insecticides.
Author details: S.Yu. Markin, junior research fellow, (е-mail: mar-s-y.markin@yandex.ru).
For citation: Markin S. Yu. Phenogenetic structure of a local population of Leptinotarsa decemlineata Say in potato agrocenosis in the Vladimir oblast // Vladimir agricolist. 2024. №1. pp. 27-30. D0I:10.24412/2225-2584-2024-1107-27-30.
№ 1 (107) 2024
8/ia3uMipckiù Земледелии)
