CC BY
71
УДК 633.491:632.76 Н. В. Рябова, А. В. Заушинцена
СОРТОВЫЕ РАЗЛИЧИЯ КАРТОФЕЛЯ ПО АНТИКСЕНОЗУ К КОЛОРАДСКОМУ ЖУКУ (LEPTINOTARSA DECEMPLINEATA SAY)
В статье приводятся результаты лабораторных опытов по выявлению сортов картофеля, наиболее устойчивых к повреждению колорадским жуком.
Ключевые слова: картофель, сорт, колорадский жук, антиксеноз, повреждение, устойчивость.
Н. V. Ryabova, A.V. Zaushintsena
POTATO SORT DIFFERENCE ON ANTIXENOSIS TO COLORADO BEETLE (LEPTINOTARSA DECEMPUNEATA SAY)
The laboratory test results in order to reveal the potato sort the most stable to the Colorado beetle damage are given in the article.
Key words: potato, sort, Colorado beetle, antixenosis, damage, stability.
Кемеровская область находится в зоне наиболее благоприятных природно-экономических условий для производства картофеля.
Одна из серьезных причин, препятствующих получению высоких и стабильных урожаев клубней, является повреждение растений колорадским жуком (Leptinotarsa decemlineata Say) [1].
Колорадский жук - один из наиболее опасных вредителей картофеля, который снижает урожай культуры на 20-50% и более. Ареал вида продолжает расширяться высокими темпами на восток и на север России [2,3].
Химический способ защиты требует больших материально-технических затрат, экологически небезопасен и недолговечен из-за развития резистентности вредителя к используемым инсектицидам. Поэтому большое значение в системах защиты картофеля от колорадского жука отводится использованию устойчивых к вредителю сортов [4]. Но доля таких сортов в посадках картофеля очень низка [5].
Устойчивость картофеля к колорадскому жуку определяется механизмами барьеров устойчивости растения. Один из таких механизмов воздействия растения на вредителя - антиксенотический эффект. Ан-тиксенотическое действие устойчивых форм картофеля вызывает целый комплекс репеллентных реакций вредителя, которые проявляются в процессе выбора растения для питания, а также для откладки яиц [6,7].
Особенности проявлений этих форм поведения фитофагов характеризуют степень выраженности этого типа устойчивости у изучаемых образцов растений.
Цель исследований - выявить наиболее устойчивые сорта картофеля к повреждению колорадским жуком по степени антиксенотического эффекта на вредителя.
Задачи: 1. Изучить поведение имаго при выборе кормового растения.
2. Оценить процент поврежденной листовой поверхности.
Условия, материал и методы исследования
Лабораторные опыты проведены в 2006-2008 годах. Основные учеты и наблюдения осуществлены согласно методическим рекомендациям по индикации и мониторингу процессов адаптации колорадского жука к сортам картофеля [8] .
В регулируемых лабораторных условиях изучено взаимодействие вредителя пасленовых Leptinotarsa decemlineata Say и растений 20 сортов картофеля (Алена, Альпинист, Аноста, Гранат, Кемеровский, Кузне-чанка, Любава, Накра, Невский, Свитонок киевский, Скарб, Стеммлук, Тулеевский, Петербургский, Пост-86, Удалец, Anja, Irga, Fregata, Sam Jose).
Пищевое поведение членистоногих складывается из дистантной, контактной и вкусовой ориентации, поэтому опыты проводили с использованием имаго, которым в полной мере свойственны все три типа ориентации.
В изоляторы, на фильтровальную бумагу, размеченную на 20 равных секторов (число вариантов опыта), размещали листья изучаемых сортов (по 2 листа с верхнего яруса).
После раскладки листьев в центр изолятора помещали группу жуков (100 экз.) и накрывали изолятор крышкой. Изоляторы размещали при неярком рассеянном освещении, исключающем у насекомых проявление реакции фототаксиса. Температура поддерживалась в пределах 20-25° С.
Опыты проводили в четырех повторностях. Повторностью являлся изучаемый набор сортов и группа жуков, помещенных в один изолятор. Продолжительность эксперимента - одни сутки с момента заселения изоляторов. Через 1, 3, 5 и 24 ч после закладки опытов подсчитывалось количество имаго, выбравших листья каждого сорта (в % от объема выборки). Затем для каждого сорта эти значения усреднялись по всей
повторности и далее для всего опыта. При последнем подсчете жуков на листьях регистрировали второй показатель - процент съеденной листовой поверхности.
Статистическую обработку результатов исследований проводили с помощью однофакторного дисперсионного анализа [9] и программы «Статистика 6,0» .
Результаты исследований и их обсуждение
Оценка исходного материала проводилась по следующим признакам:
1. Антиксеноз картофеля к Leptinotarsa decemlineata Say
Сравнительный анализ степени антиксенотического воздействия сортов картофеля на вредителя показывает межсортовой полиморфизм данного признака за три года исследований. Для практической селекции имеют значение преимущественно сорта, которые в меньшей степени избираются вредителем в качестве кормового растения.
В 2006 году сортовые различия варьируют от 1,88 до 5,88%. В среднем по опыту показатель составил 4,76% (табл. 1).
Таблица 1
Сортовые различия антиксеноза картофеля к Leptinotarsa decemlineata Say
Сорт М ± m, 2006 г. М ± m , 2007 г. Е га +|8 М2 V x
Алена 4,38 ± 0,25 4,19 ± 0,18 4,50± 0,31 4,2
Альпинист 4,25 ± 0,12 4,44 ± 0,37 4,50± 0,25 3,35
Аноста 4,75 ± 0,18 4,44 ± 0,43 4,88 ± 0,18 5,54
Гранат 4,19 ± 0,31 4,00 ± 0,18 4,25 ± 0,37 3,56
Кемеровский 5,0 ± 0,25 4,81 ± 0,25 5,06 ± 0,37 2,98
Кузнечанка 5,13 ± 0,25 5,31 ± 0,25 5, 4 4 ± 0, 3 7 3,46
Любава 5,88 ± 0,55 5,88 ± 0,18 5,81 ± 0,49 0,71
Накра 1,88 ± 0,12 2,06 ± 0,12 2,13 ± 0,18 7,29
Невский 4,5 ± 0,25 4,81 ± 0,25 4,63 ± 0,31 3,94
Свитанок киевский 2, 8 8 ± 0, 3 7 2,69 ± 0,31 3,00 ± 0,31 6,40
Скарб 5,56 ± 0,37 5,63 ± 0,18 6,13 ± 0,18 5,83
Стемлук 3,88 ± 0,25 3,50 ± 0,37 4,00 ± 0,31 7,78
Тулеевский 3, 7 5 ± 0, 4 3 3,81 ± 0,43 3,56 ± 0,37 3,98
Петербургский 2,94 ± 0,06 2,81 ± 0,18 3,13 ± 0,37 6,38
Пост-86 5,63 ± 0,43 5,63 ± 0,31 5,81 ± 0,18 1,87
Удалец 4,13 ± 0,25 3,88 ± 0,18 3,75 ± 0,31 5,72
Anja 5,31 ± 0,61 5, 2 5 ± 0, 2 5 5,31 ± 0,37 ,67
Irga 4,38 ± 0,25 5,50 ± 0,37 4,50 ± 0,31 13,79
Fregata 5,56 ± 0,37 5,38 ± 0,37 5,25 ± 0,31 3,39
Sam Jose 5,50 ± 0,12 5,94 ± 0,12 5,56 ± 0,31 4,58
Центр изолятора 10,38 ± 0,49 10,44 ± 0,67 9,00 ± 1,23 8,55
НСР0,05 0,71 0,69 0,71 -
На основании статистической обработки результатов опыта все сорта ранжированы по степени устойчивости к колорадскому жуку на условные группы:
1-я группа - сорта с высокой степенью антиксенотического действия (< 2,59 %): Накра.
2-я группа - сорта с повышенной степенью антиксенотического действия (2,59-3,30 %): Свитанок киевский, Петербургский.
3-я группа - сорта со средней степенью антиксенотического действия (3,31-4,01 %): Тулеевский, Стемлук.
4-я группа - сорта с пониженной степенью антиксенотического действия (4,02-4,72 %): Удалец, Гранат, Альпинист, Irga, Алена, Невский.
5-я группа - сорта с низкой степенью антиксенотического действия (4,73-5,43 %): Аноста, Кемеровский, Кузнечанка, Anja.
6-я группа - сорта с очень низкой степенью антиксенотического действия (> 5,44%): Sam Jose, Скарб, Fregata, Пост-86, Любава.
По итогам эксперимента сорта Накра, Свитанок киевский и Петербургский проявили высокую и повышенную устойчивость к повреждению колорадским жуком (от 1,88 до 2, 94%).
В 2007 году процент избираемости сортов вредителем варьировал от 2,06 до 5, 94. В среднем по опыту показатель был равен 4, 78 %. После статистического анализа сорта также были разбиты на группы:
1-я группа - сорта с высокой степенью антиксенотического действия (< 2,75 %): Накра, Свитанок киевский.
2-я группа - сорта с повышенной степенью антиксенотического действия (2,75-3,44 %): Петербургский.
3-я группа - сорта со средней степенью антиксенотического действия (3,45-4,13 %): Тулеевский, Стемлук, Удалец, Г ранат.
4-я группа - сорта с пониженной степенью антиксенотического действия (4,14-4,82 %): Алена, Альпинист, Аноста, Кемеровский, Невский.
5-я группа - сорта с низкой степенью антиксенотического действия (4,83-5,51 %): Anja, Кузнечанка, Fregata, Irga.
6-я группа - сорта с очень низкой степенью антиксенотического действия (> 5,51 %): Скарб, Пост-86, Любава, Sam Jose.
В результате опыта высокую и повышенную устойчивость к повреждению колорадским жуком показали те же три сорта, что и в 2006 году. Показатель устойчивости у них колебался от 2, 06% у сорта Накра до 2, 81% у сорта Петербургский. Сорт Свитанок киевский (2,69%) занял промежуточное положение и перешел в группу высокоустойчивых сортов.
В 2008 году процент избираемости сортов вредителем варьировал от 2,13 до 6,13. В среднем по опыту показатель был равен 4,56 %. После статистического анализа сорта ранжировали на аналогичные группы:
1-я группа - сорта с высокой степенью антиксенотического действия (< 2,84 %): Накра.
2-я группа - сорта с повышенной степенью антиксенотического действия (2,84-3,55 %): Свитанок киевский, Петербургский.
3-я группа - сорта со средней степенью антиксенотического действия (3,56-4,26 %): Тулеевский, Удалец, Стемлук, Гранат.
4-я группа - сорта с пониженной степенью антиксенотического действия (4,27-4,97 %): Алена, Альпинист, Irga, Невский, Аноста
5-я группа - сорта с низкой степенью антиксенотического действия (4,98-5,68 %): Кемеровский, Fregata , Anja, Кузнечанка, Sam Jose.
6-я группа сорта с очень низкой степенью антиксенотического действия (> 5,69 %): Любава, Пост-86,
Скарб.
По итогам трех лет выявлено всего три сорта (Накра, Свитанок киевский и Петербургский) с высокой и повышенной степенью антиксеноза к вредителю. Из них сорт Накра достоверно за 3 года исследований подтвердил высокую степень антиксеноза.
2. Процент поврежденной листовой поверхности (табл.2)
Таблица 2
Сортовые различия процента поврежденной листовой поверхности
Сорт М ± m, 2006 г., % М ± m , 2007 г., % М ± m , 2008 г., % V x , %
1 2 3 4 5
Алена 55,00 ± 4,90 51,25 ± 4,90 52,50 ± 4,9 4,18
Альпинист 48,75 ± 2,45 50,00 ± 6,13 52,50 ± 4,9 4,39
Аноста 51,25 ± 4,90 55,00 ± 6,13 51,25 ± 4,9 4,21
Гранат 45,00 ± 3,67 40,00 ± 4,90 43,75 ± 3,67 6,87
Кемеровский 60,00 ± 6,13 60,00 ± 8,57 62,50 ± 3,67 2,42
Кузнечанка 57,50 ± 7,35 55,00 ± 2,45 55,00 ± 4,90 2,64
Любава 71,25 ± 3,67 70,00 ± 2,45 71,25 ± 4,90 1,04
Накра 17,50 ± 3,67 21,25 ± 3,67 20,00 ± 4,90 11,30
Невский 50,00 ± 2,45 50,00 ± 6,13 48,75 ± 4,90 1,49
Окончание табл. 2
1 2 3 4 5
Свитанок киевский 35,00 ± 4,90 32,50 ± 3,67 35,00 ± 6,13 4,32
Скарб 63,75 ± 4,90 62,50 ± 3,67 62,50 ± 4,90 1,17
Стемлук 45,00 ± 6,13 41,25 ± 3,67 41,25 ± 4,90 5,21
Тулеевский 50,00 ± 6,13 50,00 ± 3,67 52,50 ± 3,67 2,90
Петербургский 31,25 ± 2,45 33,75 ± 3,67 38,75 ± 4,90 12,80
Пост-86 58,75 ± 7,35 62,50 ± 3,67 63,75 ± 4,90 4,78
Удалец 52,50 ± 8,57 42,50 ± 3,67 48,75 ± 4,90 12,31
Anja 62,50 ± 8,57 68,75 ± 4,90 61,25 ± 4,90 6,90
Irga 45,00 ± 7,35 55,00 ± 4,90 56,25 ± 6,13 12,74
Fregata 62,50 ± 7,35 61,25 ± 4,90 63,75 ± 7,25 2,36
Sam Jose 66,25 ± 7,35 62,50 ± 4,90 63,75 ± 4,90 3,45
М ± m 51,44±3,25 51,25±2,94 52,25±3,09
НСР0,05 9,59 8,70 9,15
Существенным признаком при определении устойчивости картофеля к колорадскому жуку является повреждение листового аппарата, которое влечет за собой нарушение ассимиляции и питания растения и как следствие приводит к невозможности формирования полноценного урожая. Отбор по этому признаку позволяет также судить о степени угнетения вредителя-фитофага, так как неполноценное питание вызывает синдром «неполного голодания». Как следствие, повышается смертность личинок, резко снижается плодовитость имаго и нарушается преддиапаузное питание. В итоге это проявляется значительным снижением биотического потенциала вредителя [10-14].
На основании статистической обработки экспериментальных данных каждого года исследований все сорта были разбиты на группы:
1-я группа - сорта с низким процентом повреждения листовой поверхности.
2-я группа - сорта с пониженным процентом повреждения листовой поверхности.
3-я группа - сорта со средним процентом повреждения листовой поверхности.
4-я группа - сорта с повышенным процентом повреждения листовой поверхности.
5-я группа - сорта с высоким процентом повреждения листовой поверхности.
6-я группа - сорта с очень высоким процентом повреждения листовой поверхности.
По итогам трех лет изучения из 20 сортов картофеля низкий и пониженный процент повреждения наблюдался только у трех сортов: Накра, Свитанок Киевский и Петербургский.
Расчет коэффициента вариации для обоих признаков за 2006-2008 годы исследований показал стабильность выделенных сортов по данным признакам, что позволяет нам рекомендовать их в качестве генетических источников на повышение устойчивости к колорадскому жуку селекционным путем.
Выводы
1. В условиях лабораторного опыта с высокой степенью антиксеноза к Leptinotarsa decemlineata Say выделен сорт Накра, подтвердивший показатели за все три года исследований.
2. По проценту повреждения листовой поверхности выделено 3 сорта, устойчивых к повреждению: Накра, Свитанок киевский и Петербургский.
3. Выделенные сорта могут быть использованы в селекции на повышение устойчивости картофеля к повреждению колорадским жуком.
Литература
1. Тульчеев В.В. Эффективное размещение производства, хранения и переработки картофеля в регионах страны // Картофель и овощи. - 2006. - № 1. - С. 4-6.
2. Колорадский картофельный жук Leptinotarsa decеmlincata Saу / Р.С. Ушатинская [и др.]. - М.: Наука,
1981. - 375 с.
3. Фасулати С.Р. Территориальное расселение и адаптация колорадского жука в северных районах картофелеводства // Экологические аспекты интенсификации с.-х. производства: мат-лы Междунар. на-уч.-практ. конф. - Пенза, 2002. - Т. 2. - С. 205-207.
4. Банщиков Б.П., Прокофьев М.А. Колорадский жук в Алтайском крае // АГРО-ХХ1. - 1998. - № 6. - С. 17.
5. Вилков Н.А., Фасулати С.Р. Изменчивость и адаптивная микроэволюция насекомых-фитофагов в агробиоценозах в связи с иммуногенетическими свойствами кормовых растений // Тр. РЭО. - СПб.: Наука, 2001. - Т. 72. - С. 107-128.
6. Устойчивость овощных пасленовых растений к колорадскому жуку и принципы ее оценки в связи с внутривидовой изменчивостью вредителя / С.Р. Фасулати [и др.] // АГРО-ХХ1, 1998. - №2. - С. 14-16.
7. Методические рекомендации по изучению и оценке форм картофеля на устойчивость к колорадскому жуку / И.Д. Шапиро [и др.]. - М.: РАСХН, 1993. - 47 с.
8. Методические рекомендации по индикации и мониторингу процессов адаптации колорадского жука к генетически модифицированным сортам картофеля / В.А. Навлюшин [и др.]. - СПб.: ВИЗР, ВНИИБЗР, ВНИИФ, 2005.
9. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов). - М.: Колос, 1985. - 381 с.
10. Вилкова Н.А. Физиологические основы теории устойчивости растений к вредителям: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. - Л., 1980. - 48 с.
11. Вилкова Н.А. Иммунитет растений к вредным организмам и его биоценотическое значение в стабилизации агроэкосистем и повышении устойчивости растениеводства // Вестн. защиты растений. - №2. -2000. - С. 3-15.
12. Методические рекомендации по проведению исследований влияния трансгенных сортов картофеля на жизнедеятельность и микроэволюционные процессы в популяции колорадского жука / Н.А. Вилкова [и др.]. - СПб: РАСХН, ВИЗР. - 2001.
13. ШапироИ.Д. Иммунитет полевых культур к насекомым и клещам. - Л.: ЗИН АН СССР, 1985. - 321 с.
14. Научно обоснованные параметры конструирования устойчивых к вредителям сортов сельскохозяйственных культур / Н.А. Вилкова [и др.]. - СПб.: РАСХН, ВИЗР, 2004. - 75 с.
♦
