CC BY
136
of 09.03.2010.
15. Kabata-Pendias A. Mikroelements in soils and plants / A. Kabata-Pendias, H. Pendias.
- M: the World, - 1989. - 439 p.
16. Bowen H.J.M. Environmental Chemistry of the Elements. - London-New York: Academic Press, 1979. - 360 p.
17. Kabata-Pendias A., Pendias H. Trace Elements in the Biological Environment. - Warsaw: Wyd. Geol., 1979. - 300 p.
18. A directory of the agrochemist / Sost.
D.A. Korenkov. - M.: Rosselhozizdat, 1976. -350 p.
19. Nesvizhskaya N.I. Geochemical principles of allocation of maximum concentration limit of chemical elements in soils / In book: Migration of polluting substances in soils and adjacent / N.I. Nesvizhskaya, J.V. Sajat.
- L.: Gidrometeoizdat, 1985. - p. 10.
20. Analytical review of environmental pollution by heavy metals in the background areas of CMEA member countries (1982-1988). -
Moscow: Gidrometeoizdat, 1989. - 87 p.
21. Roeva N.N. Specific of feature of behavior of heavy metals in various environments / N.N. Roeva, F.A. Rovinsky, E.J.Kononov // Analytical chemistry. - 1996. - V. 54, № 4. - p. 384397.
22. Pisarenko E.N. Fitoekstraktsija of ions Cu2+ and Ni2+ in conditions chloride salinity soils [Text]: SUMMARY ... cand. biol. sci.: 03.00.16 /
E.N. Pisarenko; the Saratov state University of a name of N.G.Chernyshevsky. - Saratov, 2009.
- 21 p.
23. Trofimov I.T. Relation of agricultural crops to soil acidity and increase of their efficiency / I.T. Trofimov, L.A. Stupina // the Bulletin of the Altay state agrarian university. -Barnaul, 2006. - № 2. p. 20 - 24.
24. Kolesnikov M.P. Form of silicon in plants / M.P. Kolesnikov // Successes of biological chemistry. - 2001. - T. 41. - P. 301
- 332.
УДК: 633.1:632.6/.7:631.563
ПРИМЕНЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ РЕПЕЛЛЕНТОВ ПРИ ХРАНЕНИИ ЗЕРНА ПШЕНИЦЫ
Федотова Зоя Александровна, доктор биологических наук, профессор1 Журавлёв Александр Павлович, доктор технических наук, профессор1 Бережная Галина Александровна, доктор биологических наук, профессор2 1ФГБОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия»
446442, Самарская обл., Кинельский район, п. Усть-Кинельский, ул. Торговая, 5; Тел.: 8(846 46 5 31)
2ФГБОУ ВПО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия» 603107, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 97; Тел.: 8(831 464 48 14)
Ключевые слова: хранение, амбарные вредители, биологический контроль, растительные репелленты, эфирные масла.
Изучена эффективность растительных репеллентов, содержащихся в эфирных маслах и частях растений - мята луговая (Mentha arvensis), пряность-гвоздика (Syzygium aromaticum), лавр благородный (Laurus nobilis), бархатцы прямостоячие (Tagetes erecta) и марь белая (Chenopodium album) для отпугивания вредителей (Sitophilus granarius, Tribolium destructor) при хранении зерна пшеницы.
Растительные репелленты применяют в основном для борьбы с садовыми и огородными вредителями. Обычно это эфирные масла, которые в незначительном количестве выделяются из растений и, попадая в
окружающую среду, отпугивают вредителей от культурных растений, находящихся в соседстве с этими растениями-репеллентами.
Цель работы - провести сравнительный анализ эффективности растительных
репеллентов для выявления перспективных растений, отпугивающих насекомых при хранении зерна. В лабораторных условиях были проведены исследования по выявлению эффективности воздействия растительных репеллентов на вредителей запасов в зависимости от дозы внесения в зерно и препаративной формы (фрагменты растения, измельчённые части растений, эфирное масло, спиртовой или водный экстракты).
Особое значение в поиске такого растительного сырья должно отводиться поиску растений из местной флоры. Использование растительных пестицидов для защиты зерна от вредителей запасов основано преимущественно на народном опыте. Например, в фермерских хозяйствах Республики Конго крестьяне закладывают в мешки с фасолью целые листья и плоды растений мари ам-брозиевидной (Chenopodium ambrosioides), высушенные в тени под навесом [2].
В связи с усиливающейся пестицид-ной нагрузкой на окружающую среду в настоящее время в мире широко проводятся исследования по влиянию растительных репеллентов на жизнеспособность и активность как полевых, так и амбарных вредителей.
Репеллентный эффект бархатцев связан с накоплением ксантофиллов. Экстракт из бархатцев мелких также оказался высоко эффективным против Lipaphis erysimi, обеспечив сокращение ее популяции на 96,38% в максимальной концентрации 1:2,5 г/мл [3]. Компоненты эфирных масел эвкалипта (цимол, лимонен) обладают инсектицидной активностью по отношению к зерновому точильщику и булавоусому малому хрущаку [5]. В опытах на контактную токсичность экстракт из пажитника душистого (Trigonella foenum-graecum) (1,57 мг/см2) вызывал
100%-ную смертность зернового точильщика (Rhizoperta dominica) [7].
В лабораторных опытах оценивали репеллентное действие и контактную токсичность экстрактов из аира злаковидного против кукурузного долгоносика (Sitophilus zeamais), зернового точильщика (Rhizopertha dominica), малого мукоеда (Cryptolestes pusillus) и суринамского мукоеда (Oryzaephilus surinamensis). Использова-
ли этаноловые, ацетоновые, этилацетатные и бензиновые экстракты из высушенных корневищ аира. В дозе 1,97 мг/см2 экстракты оказывали более сильное действие на R. dominica, C. pusillus и O. surinamensis, чем на S. zeamais [8]. Смертность кукурузного долгоносика и зернового точильщика на зерне, смешанном с порошком из гвоздичного дерева в концентрации 5%, достигала 90 и 55% соответственно, тогда как на зерне, обработанном ксилопии (Xylopia ethiopica) эфиопской в той же концентрации, она не превышала 50 и 15% [6].
При использовании препаратов из мари амброзиевидной (Chenopodium ambrosioides) отмечалась 100%-ная смертность фасолевой зерновки. При дозе 0,30,4 г/100 г семян фасоли отмирание имаго наблюдалось на десятые сутки. При дозах 0,2-0,5 г самки не откладывали яиц, в 5-7 раз увеличилось количество стерильных по сравнению с контролем. Дуст мари добавляют в семена фасоли, подлежащие хранению, из расчёта 1-2 г/кг и перемешивают. Экстракты из порошка в растворителях (хлороформ, спирт, бутанол) более эффективны, чем простой порошок из растений [2].
Мы проводили исследования в лабораторных условиях. Растения-репелленты применялись в различных формах: эфирное масло (гвоздичное и мятное), целые цветки гвоздичного дерева (специя гвоздика), листья (благородный лавр) или верхушечные побеги вместе листьями, цветками и плодами (мята луговая, марь белая, сокирки полевые) и измельченные цветки, листья (гвоздика, мята луговая, лавровый лист, бархатцы прямостоячие). Различные формы растительных репеллентов, применяемых в опытах, помещались в чашки Петри вместе с зерном яровой мягкой пшеницы сорта Кинельская 59 (урожая 2010 г.). Сухие части растений заворачивались в тонкую пористую бумагу и в виде пакетика помещались в чашку Петри, эфирное масло и экстракты наносились равномерно на 3 маленьких кусочка пенопласта, которые помещались чашку. На подготовленный субстрат (5 г зерна и растение-репеллент) подсаживались 100 экземпляров вредителей. Ответная реакция вредителей на воздействие эфирных масел изучалась по показателям - потеря
Таблица 1
Потери сухого вещества зерна яровой мягкой пшеницы Кинельская 59, обработанного растениями-репеллентами (1,2% концентрации), при питании малого черного хрущака и гибель жуков за 14 дней
Растение и форма применения Потери сухого вещества, г Гибель жуков, экз.
г, за 14 дней 100 жуков, мг/ сут 1 жук, мг/с /т
О Л К Л К, % О Л К Л К, %
Контроль 0,07 5,00 0,050 0 0 59,7 0 0
Мята - масло 0,04 2,28 0,020 -0,030 -60 92,0 +32,3 +54,1
- экстракт 0,02 1,43 0,014 -0,036 -72 66,7 +7,0 +11,7
- листья сухие 0,02 1,43 0,014 -0,036 -72 66,3 +6,6 +11,1
Гвоздика - масло 0,01 0,71 0,007 -0,043 -86 72,7 +13,0 +21,8
- экстракт 0,02 1,43 0,014 -0,036 -72 66,7 +7,0 +11,7
- цветки сухие целые 0,02 1,43 0,014 -0,036 -72 68,7 +9.0 +15,1
-цветки сухие измельчённые 0 0 0 0 0 70,0 +10.3 +17,3
Лавровый лист - сухие целые листья 0,04 2.28 0,020 -0,030 -60 68,3 +8,6 +14,4
- сухие измельчённные 0,01 0,71 0,007 -0,036 -60 66,3 +6,6 +11,7
Марь белая - сухие листья 0 0 0 0 0 67,3 +7.6 +12.7
Условные обозначения в этой и последующих табл.: О - опыт, К - контроль, Л К - отклонение от контроля; Л К, % - отклонение от контроля в %.
сухого вещества зерна, гибель вредителей, а также свободный выбор в соответствии с методиками Г.А. Закладного [1]. Опыты проводили в 3-х кратной повторности при температуре 27°С.
Эффективность воздействия эфирных масел репеллентов учитывалась спустя 14 дней от начала опыта по разнице массы навески, помещённой в чашку Петри первоначально (5 г) и учёту погибших за это время вредителей. Потерю сухого вещества зерна учитывали на 100 жуков малого чёрного хрущака (Tribolium destructor) за 14 дней, а затем пересчитывали на одного жука за сутки. В контроле жуки съели 0,07 г зерна за 14 дней, что составило 0,05 мг/сут. Наибольший эффект от воздействия репеллентов (концентрация 1,2%) оценивали по меньшим потерям зерна и большей гибели жуков (табл. 1). Наибольший эффект от присутствия репеллентов в зерне отмечался в образцах, в которых находились сухие измельчённые цветки гвоздики и сухие листья мари белой, так как масса навески не уменьшилась. Минимальными были потери в образцах с измельчённым лавровым ли-
стом - 0,01 г от 100 жуков за 14 дней (0,007 мг/сут на 1 жука), что на 86% меньше, чем в контроле. При внесении в образцы зерна водных экстрактов и сухих целых листьев мяты и гвоздики потери составили 0,002 г за 14 дней, соответственно 0,020 мг/сут на одного жука, что на 72 % меньше, чем в контроле. В образцах с маслом мяты и сухим целым лавровым листом потери были на 60% меньше, чем в контроле.
В этом же опыте проводился учёт гибели жуков малого черного хрущака. Наибольшее количество мёртвых жуков оказалось в чашке с мятным маслом (92 экз.) по сравнению с контролем (59,7 экз.), наименьшее количество в чашке с сухими листьями мяты и лаврового листа (66,3 экз.), экстрактом листьев мяты и гвоздики (66,7 экз.) (табл. 1).
Полной гибели жуков в чашках Петри в присутствии репеллентов не произошло. Наибольшая гибель наблюдалась в образцах с внесением масла мяты (на 54,1% больше, чем в контроле), гвоздичного масла (на 21,8% больше) и сухих измельчённых цветков гвоздики (на 17,3%). В остальных образцах зерна с внесёнными репеллентами ги-
Таблица 2
Потери сухого вещества зерна яровой мягкой пшеницы Кинельская 59, обработанного растениями-репеллентами (концентрация 4,8%), при питании жуков амбарного долгоносика и гибель жуков за 14 дней
Растение и форма применения Потери сухого вещества, г Гибель жуков, экз.
г, за 14 дней 100 жуков, г/сут 1 жук, мг/сут
О Л К Л К, % О Л К Л К, %
- Контроль 0,13 0,0093 0,09 0 0 53,0 0 0
Измельчённые - мята 0,13 0,0093 0,09 0 0 43,6 -9,4 -17,7
- гвоздика 0,07 0,0050 0,05 -0,04 -44,4 59,3 +6,3 +11,9
- лавровый лист 0,09 0,0060 0,06 -0,03 -33,3 60,3 +7,3 +13,8
- бархатцы 0,11 0,0079 0,08 -0,01 -11,1 57,0 +4,0 +7,5
-сокирки полевые 0,13 0,0093 0,09 0 0 50,6 -2,4 -4,5
Таблица 3
Гибель жуков малого чёрного хрущака при питании на зерне яровой мягкой пшеницы Кинельская 59 с включением различного количества измельченного лаврового листа
Количество лаврового листа на 5 г зерна Потери сухого вещества, г Гибель жуков, экз.
г, за 14 дней 100 жуков, мг/сут 1 жук, мг/сут
О Л К Л К, % О Л К Л К, %
Контроль(без лаврового листа) 0,07 5,4 0,050 0 0 41,7 0 0
- 0,4 г 0,02 1,4 0,014 -0,036 -72,0 42,7 +1,0 +2,4
- 0,6 г 0.02 1,4 0,014 -0,036 -72,0 71,7 +30,0 +71,9
- 0,8 г 0,01 0,07 0,007 -0,043 -86,0 73,3 +31,6 +75,8
бель жуков была на 11,1-15,1% больше, чем в контроле).
В аналогичном опыте с различными формами внесения мяты и гвоздики (масло, водный экстракт, сухие целые или измельчённые листья и цветки) изучались потери сухого вещества и гибель личинок малого чёрного хрущака. Наименьшие потери сухого вещества при питании личинок отмечались в образцах с внесением сухих целых цветков гвоздики - 0, 01 мг от 100 жуков за 14 дней, что на 75% меньше, чем в контроле (0,04 г). Наименьшими оказались потери в образцах с внесением гвоздичного масла (0,03 г), на 25% меньше, чем в контроле. Наибольшая гибель личинок произошла в присутствии водного экстракта сухих целых цветков гвоздики - на 73,6% больше, чем в контроле. Следовательно, на жуков и личинок малого чёрного хрущака наибольший эффект оказывают эфирные масла из сухих
листьев мари белой, а также масло, экстракт и сухие цветки гвоздики, но наибольшая гибель жуков произошла в присутствии масла мяты.
Эффективность влияния на жуков и личинки малого чёрного хрущака эфирных масел по показателям - потери массы сухого вещества и гибель жуков - нужно оценивать в комплексе, так как гибель жуков в отдельных вариантах опыта приводит также к меньшим потерям зерна в этом образце. В данном опыте гвоздичное масло и измельчённые цветки гвоздики оказались наиболее эффективными по обоим показателям.
Эффективность воздействия растительных репеллентов, представленных в измельчённом виде (в концентрации 4,8%), изучалась также на примере жуков амбарного долгоносика, который имеет скрытую форму заражённости, отличается большой прожорливостью и устойчивостью к небла-
Таблица 4
Свободный выбор пищи при питании жуков малого чёрного хрущака на зерне яровой мягкой пшеницы Кинельская 59 с включением различных растительных репеллентов (концентрация 0,2%)
Растение и форма применения Всего в мешках (экз.) Живые жуки (среднее по повторностям, экз.) Мёртвые жуки (среднее по повторностям, экз.)
О Л К Л К, % О Л К Л К, %
Контроль 560 170,0 0 0 16,7 0 0
Мята масло 92 6.3 -163,3 -96,2 21,0 +4.9 +29,3
Мята измельчённая 239 61,7 -108,3 -63,7 18,0 +1.3 +7,8
Гвоздика масло 89 14,3 -155,7 -91,6 15,3 -1.4 -8,4
Гвоздика измельчённая 196 52,7 -117,3 -69,0 12,7 -4,0 -24,0
Лавровый лист из-мельчнный 383 89,3 -80,7 -47,5 38.3 +21,6 +12.9
Жуки вне мешков 312 217 +47,0 +27,6 95 +78.3 +468,9
гоприятным факторам среды (табл. 2).
Наибольшие потери зерна произошли в варианте опыта с включением в зерно измельчённой гвоздики, которые составили 0.07 г на 100 жуков, т. е. на 44,4% меньше по сравнению с контролем (0,13 г). В образце с измельчённым лавровым листом амбарными долгоносиками было съедено 0,09 г зерна, что на 33,3% меньше по сравнению с контролем. Было установлено также влияние эфирных масел бархатцев, так как пое-даемость зерна жуками снизилась на 11,1% по сравнению с контролем. Комплексный эффект воздействия репеллентов на амбарного долгоносика по обоим показателям проявился в вариантах с измельчёнными цветками гвоздики и листьями лаврового листа.
Для установления оптимальной дозы внесения репеллента в образец с зерном в чашки Петри был помещён измельчённый лавровый лист в количестве 0,4, 0,6 и 0,8 г (т.е. 8, 12 и 16% к навеске) (табл. 3).
Наименьшие потери зерна (0,01 г) отмечались в образце с включением 0,8 г измельчённого лаврового листа на 5 г зерна пшеницы, т. е. на 86% меньше, чем в контроле. При этом гибель жуков составила 75,8% по сравнению с контролем. Также смертность жуков была велика и при дозе репеллента 0,6 г (на 71,9% больше, чем в контроле, что значительно меньше, чем мы могли бы ожидать, учитывая значительное увеличение дозы. Доза была увеличена с
0,6 до 0,8 г, т.е. на 33% , а гибель жуков увеличилась лишь на 3,9%). Вероятно, полной гибели жуков в чашках Петри не произошло бы и при более высоких дозах репеллента, что свидетельствует об относительной безопасности их применения.
Во всех предыдущих опытах жуки не могли покинуть чашки. Поэтому для определения эффекта отпугивания жуков от зерна, в котором находятся растительные репелленты, был поставлен опыт по свободному выбору пищи, когда растения и носители с репеллентами (концентрация 0,2%) были помещены в дырчатые мешочки вместе со 100 г зерна. Всего было испытано влияние 5 видов репеллентов, содержащихся в масле и измельчённых листьях мяты; масле и измельчённых цветках гвоздики и измельчённом лавровом листе. Опыт проводился в 3-х кратной повторности, общее количество жуков дано в целом по опыту (табл. 4).
Все 18 мешков, в том числе 3 без репеллентов (контроль), были помещены в таз. Затем в таз, свободно на мешки были выпущены 1800 жуков малого чёрного хрущака, из расчёта по 100 экз. жуков на один мешок. Спустя 7 дней был проведён учёт жуков в каждом мешке. Жуки могли свободно ползать в тазу, плотно затянутом сверху тканью. Они могли свободно искать пищу в предложенных мешках. Очевидно, в связи с тем, что таз наполнился различными ароматами, 217 экз. (12,1%) жуков не смогли сделать свой выбор, находясь вне мешков,
и 95 (5,3%) жуков погибли вне мешков. Наибольший отпугивающий эффект наблюдался в образцах зерна с внесением масла мяты, которое было нанесено на кусочки пенопласта. В них было найдено в среднем 6,7 жуков, что на 96,2% меньше, чем в контроле. В мешках с внесением гвоздичного масла -14,3 экз. (на 91,6% меньше, чем в контроле). Наибольшая гибель жуков была отмечена также в мешках с внесением масла мяты. В мешках, где находился измельчённый лавровый лист, было найдено больше всего живых жуков - 89,3 экз. (на 47% меньше, чем в контроле). В мешках с измельчёнными сухими листьями мяты - 61,7 экз. живых жуков, т.е. на 63,7% меньше чем в контроле).
В целом, при свободном выборе пищи, жуки малого чёрного хрущака больше всего избегали мешков, в которые были внесены кусочки пенопласта с маслом мяты или гвоздики. Гибель жуков в данном опыте была значительно меньше, чем в закрытых чашках Петри, как в предыдущих опытах, но отпугивающий эффект репеллентов был очевиден, несмотря на более низкую дозу репеллентов (0,2%), чем в чашках Петри (1,2%). Для достижения отпугивающего эффекта можно вносить в зерно минимальное количество растительных репеллентов - 2,03.3 г/кг зерна.
Для отпугивания вредителей хлебных запасов в складских условиях рекомендуем использовать виды растений, произрастающих в местных условиях (марь белая, мята полевая, сокирки полевые, бархатцы прямостоячие). Траву мари белой и мяты полевой можно раскладывать между мешками и вокруг насыпи, водными или спиртовыми экстрактами пропитывать мешки. Для отпугивания вредителей запасов в домашних условиях рекомендуем использовать целые листья лаврового листа, измельчённые и целые цветки гвоздики, листья мяты.
Библиографический список
1. Закладной, Г. А. Современные направления защиты хранящегося зерна от насекомых: Автореф. дисс. д-ра биол. наук.
- М., 1985. - 426 с.
2. Сай Мпу Фрегат. Биологическое обоснование для усовершенствования мероприятий по защите семян фасоли при хранении от фасолевой зерновки / Автореф. канд. дисс. / Мпу Фрегат Сай. - М.: МСХА, 1992. 24 с.
3. Ali, A. Bio-efficacy of some plant leaf extracts against mustard aphid, Lipaphis erysi-mi Kalt. on Indian mustard, Brassica juncea / A.Ali, P.Q.Rizvi; F.R. Khan // J. of plant protection research. - Inst. of plant protection, Polish acad. of science. - Poznan-Warsaw. - 2010. -Vol. 50. - N 2. - P. 130-132.
4. Huang, Yan-Zhang. Contact and repel-lency activities of ethanol extracts from twenty medicinal plants against Rhizopertha dominica (Fab.) (Coleoptera: Bostrichidae) / Huang Yan-Zhang, Yang Chang-Ju, Xue Dong, Akinkurolere R. O., Yao Ying-Juan // Acta entomol. sinica.-2007. - Vol. 50. - N 2. - P. 118-124.
5. Ibrahim, M.A. Insecticidal, repellent, antimicrobial activity and phytotoxicity of essential oils: with special reference to limonene and its suitability for control of insect pests / M.A. Ibrahim, P. Kainulainen; A. Aflatuni; K. Ti-ilikkala; J.K. Holopainen // Agr. Food Sc. in Finland 2001. - Vol. 10. - N 3. - P. 243-259.
6. Kehinde, K. Comparative Biological Activity of Syzygium aromaticum (L.) and Xylo-pia ethiopica on Rhizopetha dominica F. (Coleoptera: Bostrychidae) and Sitophilus zeamais Motsch (Coleoptera: Cuculionidae) in Maize Grains / K. Kehinde, O. Angela // Journal of Asia-Pacific Entomology. - 2004. - Vol. 7. - N 3.
- P. 339-342.
7. Tang, Guo-Wen. Extract from Trigo-nellafoenum-graecum L. by the optimized SFE-CO2 extraction method and its contact toxicity to Rhyzopertha dominica Fabricius [текст] / Guo-Wen Tang, Chang-Ju Yang.; Dong Xue, Ling-De Xie, Hui-Ling Chen // Acta entomol. si-nica.- 2007. - Vol. 50. - N 4. - P. 355-360.
8. Yao, Ying-Juan. Bioactivities of extracts from Acorus gramineus on four stored grain pests // Ying-Juan Yao, Chang-Ju; Xue Dong Yang, Yan-Zhang Huang // Acta entomol. sini-ca.- 2007. - Vol. 50. -N 3. - P. 309-312.
