CC BY
62
УДК 632.92
Миграционные особенности западного кукурузного жука
В.Н. ЖИМЕРИКИН,
ведущий агроном ФГУ «ВНИИКР»
А.Ш. АЛИМОВ,
заместитель директора
Н.Н. ТАТАРЕНКО,
агроном
e-mail: [email protected]
В случае заноса карантинного объекта для проведения фитосани-тарных мероприятий, направленных на ликвидацию и локализацию его очага, устанавливаются карантинная и буферная зоны, размер которых определяется множеством параметров, среди них имеют значение и миграционные особенности вредителя.
Западный кукурузный жук (ЗКЖ) является одним из основных вредителей кукурузы на Североамериканском континенте. В 1990-х годах произошел многоточечный занос его в Западную Европу, и в настоящее время он встречается в 18 странах.
Основной вред причиняют личинки, питаясь корнями растений. Корни подрезаются вредителем настолько, что растения при сильных ветрах и ливнях полегают. При этом снижаются урожай и качество зерна, затрудняется уборка полегших растений. Имаго питаются надземной частью растений, предпочитая пыльцу и кукурузные столбики. В случае отсутствия защитных мероприятий потери урожая составляют 30-90 %. При высокой плотности ЗКЖ может причинять значительный вред в семеноводческих хозяйствах. Кроме того, он является переносчиком вируса хлоротичной пятнистости кукурузы, который тоже наносит серьезный урон урожаю.
Ближайшие для России очаги западного кукурузного жука находятся на Украине. Впервые он там обнаружен в 2001 г. в Закарпатье на границе с Венгрией и Чехией (Оме-люта и др., 2008). Потребовалось пять лет, чтобы ЗКЖ преодолел Во-
сточные Карпаты, продвигаясь по магистральной дороге Ужго-род-Стрый-Львов. Кроме Львовской области в сентябре 2008 г. вредитель был обнаружен в Ивано-Франко-вской и Тернопольской областях.
Для ЗКЖ характерны полеты на короткие дистанции (несколько метров) и продолжительные (до нескольких километров). Склонность к продолжительному полету обнаруживают самки в период откладки яиц. Имеются экспериментальные данные о том, что самки за один полет преодолевали расстояние в 24 км и находились в воздухе свыше 4 ч [3]. На длительность полета влияет множество факторов, например, время суток. Для ЗКЖ характерна лётная активность по бимодальному образцу, то есть перелеты совершаются дважды в сутки - после восхода солнца в течение 2-4 ч и перед заходом солнца.
На дальность полета оказывают влияние освещенность, скорость ветра и температура окружающей среды. Низкие температуры, высокая скорость ветра и отсутствие необходимой освещенности ограничивают расстояние. Набранная высота полета определяется дальностью миграции. При высоте полета 10 м его дальность увеличивается. Если полет носит местный характер, его высота не превышает 5 м [6].
Оптимум лётной активности жуков отмечается при 22-27 °С [10]. Через 15 лет эти данные были подтверждены другими исследователями.
Венгерскими специалистами установлено, что основная масса жуков (78,7-85,7 %) летит в июле-августе. В июне лёт жуков нестабилен,
Западный кукурузный жук
(фото Tom Murrey, 2003 г.)
может колебаться от 1,1до 12 % особей. В сентябре лёт практически заканчивается, но лёт отдельных жуков может наблюдаться до ноября.
На разрастание очага влияют погодные условия. При неблагоприятных условиях резко снижается плотность популяции, и как следствие очаг расширяется незначительно. Стрессовыми для ЗКЖ служат высокиетемпе-ратуры воздуха, что наблюдалось в Европе в 2002 г., или обильные осадки. По данным венгерских исследователей, разлет ЗКЖ может происходить в совсем не характерные для вредителя биотопы, например, влесные насаждения. Наблюдается иммиграция ЗКЖ в посевы сои, а затем эмиграция из этих посевов.
Европейскими и американскими исследователями отмечено, что при освоении нового пространства на скорость передвижения популяции ЗКЖ влияют пестицидные обработки. При изучении миграции ЗКЖ в восточном направлении - от штата Небраска к штату Нью Джерси - скорость передвижения составляла 1948 км в год, при появлении резистентности она увеличивалась и достигала 193 км в год.
Миграционные особенности чувствительной и резистентной популяций отличаются значительной вариабельностью. В некоторых случаях при воздействии метил-паратиона результаты полётов по дальности сравнимы, но в этом случае увеличивается количество коротких перелетов у чувствительной популяции. Популяция, устойчивая к фосфорор-ганическим инсектицидам, была способна активно колонизировать (осваивать) новые зоны, а вот под действием другого - метил-парати-она - у устойчивой популяции миграционные возможности снижались.
Специалисты САВ1 и венгерские исследователи считают, что распространению диабротики в Европе
52
ВНИИКР: НАУЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ, НОВОСТИ
способствовали случаи множественного заноса, высокие лётные качества, направленный полет к кукурузным полям, высокие коммуникационные способности, позволяющие при низкой плотности встречаться самцам и самкам, а также высокая плодовитость [9].
Венгерские исследователи провели трудоемкую работу по изучению миграции имаго в местах отсутствия кормового растения. Выпуск меченых насекомых (всего было 15 выпусков по 5500-6000 особей в каждом) проводили в степных районах на люцерновом поле, причем в 300 м от места выпуска было только 2 кукурузных участка (10x10 м2). Отлов имаго проводили на желтые клеевые ловушки. В процессе опыта было установлено, что насекомые не смогли на расстоянии 300 м обнаружить кормовые растения, не было направленного полета к этим участкам. При диффузном разлете насекомых на кукурузные участки прилетели только 2,8 % выпущенных особей.
Направленное движение насекомых было отмечено по направлению ветра, и частота встречаемости их увеличивалась в направлении кукурузного поля, находившегося на расстоянии 1500 м [9].
Известна адаптивная способность западного кукурузного жука. Американскими исследователями установлено, что он может питаться соей, и что его ареал расширяется в северном направлении за счет адаптивности вида к другому кормовому растению. На полях штата Иллинойс (США) изучалась миграционная активность ЗКЖ. Самки вредителя залетали на расположенные рядом поля различных культур. В процессе таких полетов появилась популяция, адаптированная к сое, как к кормовому растению. Этому способствовали привлекательность (атт-рактивность) сои, близкое расположение соевых полей, старение кукурузы в процессе роста. В начальной стадии адаптации популяция ЗКЖ не могла длительное время развиваться на сое. Попитавшись на сое, жуки летели обратно на кукурузные поля, где, допитавшись кукурузой, стано-
вились полноценными для дальнейшего развития, то есть откладки яиц в соевых полях.
В результате адаптации к сое перестала быть эффективной ротационная система кукуруза-соя, появилось выражение «ротационная резистентность западного кукурузного жука». Приспособленная к сое популяция стала осваивать посевы сои и кукурузы. Адаптивность к сое -не простой процесс, в нем обязательным моментом являются перелеты и пищевой контакт с кукурузой. Возможно, они генетически детерминированы.
Нечто подобное было выявлено в Хорватии. Западный кукурузный жук появился на соевых полях там, где в предшествующий год росла кукуруза. Было сделано предположение, что самки ЗКЖ в прошлом году отложили яйца на соседний участок.
В процессе исследований с помощью желтых клеевых ловушек было отмечено, что имаго летят на соседние поля на расстояние 50 м от заселенного ими участка. Кладки яиц и повреждения на посевах кукурузы после ротации сои и пшеницы отмечены на расстоянии 20 м от границы этих участков.
На юго-западе Онтарио исследовалась сравнительная активность лёта западного и северного кукурузных жуков на феромон метил-децил-пропанат. Сравнение проводилось по количеству отловленных жуков. При температуре выше 15 °С выраженная активность у северного кукурузного жука отмечалась между 22.30 и 3.30 часами. У западного кукурузного жука выявлено два пика активности: от 8.30 до 12.30 и от 15.30 до 18.30 часов, причем и в течение дня отлавливалось много жуков, чего не наблюдалось у СКЖ. Температура ниже 15 °С угнетала их лётную активность.
Устойчивый полет ЗКЖ на феро-монную ловушку происходит на расстояние 15-20 м, разовые активные полеты насекомых происходят на небольшое расстояние - 15-50 м.
Отмеченное потепление климата вызовет резкое расширение ареала западного кукурузного жука. Этому будут способствовать выживае-
мость яйцекладок в зимний период, сопряженность в развитии жука и его кормовой культуры - кукурузы, выращиваемой на зерно, отсутствие хищников и паразитов.
Прогноз потепления климата в Великобритании позволяет предположить, что вредитель распространится на всей территории страны.Такой прогноз можно построить и для России по климатическим аналогам самых теплых периодов за последние 30 лет, площадям посевов кукурузы на зерно и лимитирующему показателю - средней температуре самого холодного месяца.
Особое значение в распространении ЗКЖ имеет миграция с помощью транспортных средств. Во многих работах отмечается, что основное распространение жука, как и многих других карантинных насекомых, происходит с помощью транспортных средств. Оно идет вдоль автомобильных дорог, железнодорожных путей, каналов, русел рек.
Природное распространение ЗКЖ в США варьирует в пределах 44125 км/год. Ландшафтное разнообразие полей кукурузы, смешение их с другими культурами снижают скорость распространения вредителя до 33 км/год [8]. Средняя скорость продвижения западного кукурузного жука в Европе составляет 40 км/год.
Миграция личинок в почве ограничена. В поисках корма они могут передвигаться на расстояние 50 см [5]. Движение их носит направленный характер. Аттрактантом является двуокись углерода, выделяемая корневой системой растений [2, 4].
Для проведения профилактических фитосанитарных мероприятий, направленных на предотвращение заносов вредного организма, необходимо знать место, откуда появился вредитель. Для этого были использованы методы генетического анализа. Сравнительное генетическое изучение популяций ЗКЖ было проведено в Европе и Америке. В Европе анализировались популяции из пяти мест: взяты насекомые из трех популяций, расположенных во Франции близ Парижа (2002 и 2004 гг.) и Эльзаса (2003 г.) и двух популяций,
ВНИИКР: НАУЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ, НОВОСТИ
53
выявленных в 2000 и 2003 гг. на северо-востоке Италии [7].
В результате исследований было установлено, что европейские особи, за небольшим исключением, по генотипу отличаются от особей, обитающих в США в местах их широкого распространения. Было сделано предположение, что завоз вредителя в Европу был многократным и многоточечным. Обращает на себя внимание тот факт, что обнаруженные в Европе жуки отлавливались, прежде всего, в районе аэропортов.
В последнее время было установлено, что запах топлива по отношению к западному кукурузному жуку не обладает аттрактивным действием [1].
В двух случаях западные кукурузные жуки были обнаружены в пассажирских салонах самолетов. Предполагают, что они попали туда при полете над кукурузным полем с высокой плотностью вредителя.
В транспортируемой кукурузе ЗКЖ не обнаруживается.
Суточный активный полет ЗКЖ по дальности варьирует от 50 до 550 м. Имеются сведения, что в случае шторма в летнее время с воздушными потоками жук был отнесен на расстояние 80-100 км. Считается, что ЗКЖ обладает хорошими лётными свойствами и может при активно-пассивном полете с потоками воздуха переноситься на расстояние до 300 км. С воздушным транспортом западный кукурузный жук может совершать и межконтинентальные перелеты.
Исходя из миграционных особенностей западного кукурузного жука, его биоэкологии, климата, рельефа местности, наличия кормового растения, частоты обследования и других показателей, можно определить карантинную зону, в которой необходимо будет проводить фитосани-тарные мероприятия, направленные на ликвидацию вредителя в случае его заноса.
Полагаем, что при средней миграции насекомого 150 м в сутки в период между обследованиями, равными 10 дням, и наличии кормового растения очагом будет считаться территория с обитающей на ней популяцией
западного кукурузного жука, внешняя граница которой отстоит от места обнаружения вредителя на расстоянии 1,5 км. В европейских работах это расстояние определяется из расчета 1-5 км и называется «фокус», то есть центр события.
Средняя скорость распространения вредителя в Европе составляет 40 км в год. Линия, отстоящая от границы карантинной зоны на 40 км, будет ограничивать буферную зону. В буферной зоне мероприятия направлены на предотвращение распространения вредителя, в очаге - на его локализацию и ликвидацию. Очаг и буферная зона образуют карантинную фитосани-тарную зону.
Во избежание путаницы понятия «очаг», «карантинная», «буферная», «охранная» зоны должны быть стандартизированы для каждого карантинного объекта и адекватны международным стандартам.
При определении карантинной фи-тосанитарной зоны учитываются также климатические особенности, поведение вредителя, степень заселенности растений, наличие кормовых растений и другие показатели, способные повлиять на распространение западного кукурузного жука. В конечном счете, карантинная зона будет устанавливаться на основе расчетных данных, среди которых важное место занимают миграционные возможности насекомого.
ЛИТЕРАТУРА
1. Baufeld P., Kiss J., Unger J-J., Hofmann P., Jahn G., Terpo I. Attraction of light sources and kerosene to adults of western corn rootworm. / Abstract of poster 004, IWGO 22 conference, Vienna, Austria, 5-8 November, 2006.
2. BernklauE., Fromm E.A., BjostadL.B. Disruption of host location western corn rootworm larvae (Coleoptera: Chrysomelidae) with carbon dioxide.// Journal of economic entomology, 2004, v. 97 (2), p. 330-339.
3. Coats S.A., Tollefson J.J., Mutchmor J.A. Study of migratory flight in western corn rootworm (Coleoptera: Chrysomelidae). // Environmental entomology, 1986, v. 15, p. 620-625.
4. Fischer F., Heimbach U., SchraderS. Orientation of larvae of Diabrotica virgifera in different soil compositions and soil densities. / Abstract of poster 012, IWGO 22 conference, Vienna, Austria, 5-8 November, 2006.
5. HibbardB.E., Duran D.P., EllersieckM.R., Ellsbury M.M. Post-establishment movement of western corn rootworm larvae (Coleoptera: Chrysomelidae) in central Missouri corn. // Journal of economic entomology, 2003, v. 96 (3), p. 599-608.
6. Isard S.A., Spencer J.L., Malbry T.R., Levine E. Influence of atmospheric conditions on high-elevation flight of western corn rootworm (Coleoptera: Chrysomelidae). // Environmental entomology, 2004, v. 33, p. 650-656.
7. MillerN., EstoupA., ToepferS., Boutguet D., Lapchin L., DerridjS., Kim K.S., ReinaudF., Furlan L., Guilleemaud T. Multiple transatlantic introductions of the western corn root-worm. // Science, 310, р. 992.
8. Onstadt D.W., Crowder D.W., Isard S.A., Levine E., Spencer J.L., O'Neal M.E., Tarclif-fe S.T., Gray M.E., Bledsoe L.W., Di Fonzo C.D., Eisley J.B., Edwards C.R. Does landscape diversity slow the spread of rotation-resistant western corn rootworm? // Environmental entomology, 2003, v. 35 (5), p. 992-1001.
9. Toepfer S., Levay N., Kiss J. Adult movements of newly introduced alien Diabrotica virgifera from non-host habitats. // Bulletin of entomological research, 2006, v. 96, p. 327-335.
10. Witcowski J.F., Owens J.C., Tollefson J.J. Diel activity and vertical flight distribution of adult western corn rootworn in Iowa cornfields.// Journal of economic entomology, 1975, v. 68, p. 351-352.
Аннотация. Рассмотрены миграционные особенности западного кукурузного жука, которые необходимо учитывать при выделении карантинных зон в случае заноса вредителя на территорию РФ.
Ключевые слова. Западный кукурузный жук, миграция, фитосанитарные мероприятия, карантинные зоны.
Abstract. Migration peculiarities of the western corn rootworm that should be considered in determining quarantine areas in cases of introduction of this pest in to the RF have been described.
Keywords. Western corn rootworm, phytosanitary measure, migration, quarantine areas.
54
ВНИИКР: НАУЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ, НОВОСТИ
