CC BY
33Korobov V. A., Cheremnova V. A. Estimation of varietal resistance of spring soft wheat to phytophagous insects in Western Siberia / In: 15 syezd Russkogo entomologicheskogo obshchestva. Materialy syezda. Novosibirsk. 2017. P. 257 (In Russian). Likhenko I.E., Sovetov V.V., Anosov S.I., Likhenko N.N. Siberian spring wheat varieties grain yield formation under continental climate of Western Siberia // Dostizhenija nauki i tehniki APK. 2014. N 1. P. 2730 (In Russian). Methods and techniques of weeds accounting // Nauch. trudy NIISH Yu.-V.
Saratov. 1969. N 26. 196 p. (In Russian). Methods of accounting of harmful organisms // Zashchita i karantin rastenii.
2002. N 3. P. 51-54 (In Russian). Petrova I.F. The concept of development of grain production on an intensive basis // Vestnik Altaiskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2013. N 3(101). P. 120-123 (In Russian). Phytocenological methods of evaluation of weed infestation of crops: methodological guide / N.G. Vlasenko, N.A. Solosich, A.N. Vlasenko, P.I.
Plant Protection News, 2018, 2(96), p. 21-28
Kudashkin. Novosibirsk: RASKHN, Sib. otd-nie. SIBNIIZKHIM. 2000. 36 p. (In Russian).
Phytosanitary diagnostics of agroecosystems: educational and practical guide / V.A. Chulkina, E.Ju. Toropova, G.Ja. Stecov, E.Ju. Marmuleva, A.A. Kirichenko, V.M. Grishin / Ed. E.Ju. Toropova. Novosibirsk. 2010. 127 p. (In Russian).
Sanin S.S., Cherkashin V.I., Nazarova L.N. Phytosanitary examination of grain crops (plant diseases). Moscow: Rosinformagrotekh. 2002. 140 p. (In Russian).
Sorokin O.D. Applied statistics on the computer. 2nd edition. Novosibirsk.
2012. 282 p. (In Russian). Varieties of agricultural crops breeding SibNIIRS included in the State register / I.E. Likhenko, G.V. Artemova, V.V. Piskarev, A.F. Golubeva / Novosibirsk: SibNIIRS branch of ITsiG SO RAN. 2015. 44 p. (In Russian). Vlasenko N.G., Slobodchikov A.A., Tepljakova O.I. Features of formation of phytosanitary situation in crops of spring wheat varieties of Siberian selection. Novosibirsk. 2010. 92 p. (In Russian).
EFFECT OF VARIETY AND CULTIVATION TECHNOLOGY ON THE FORMATION OF PHYTOSANITARY SITUATION IN CROPS OF SPRING WHEAT IN FOREST-STEPPE OF THE OB RIVER REGION N.G. Vlasenko, O.V. Kulagin, M.T. Egorycheva, I.A. Ivanova
Siberian Institute of Soil Management and Chemicalization of Agriculture, Krasnoobsk, Russia
The investigations were carried out on leached chernozem of the forest steppe of the Ob River region of the Novosibirsk Region. The data on prevalence of plants by diseases and the formation on the density of pest and weed populations at cultivation of new perspective varieties of Siberian selection under different cultivation technologies are presented. The different susceptibility of cultivars to root rots, powdery mildew and Septoria spot is shown. Among the pests, the maximum density is marked for wheat thrips and cereal leaf beetle. The greatest influence on the development of weeds is related with tillage method and fertilizer application.
Keywords: Novosibirskaja 18; Sibirskaja 17; Obskaja 2; pest; disease; weeds; land tillage; fertilizer.
Сведения об авторах
Сибирский НИИ земледелия и химизации сельского хозяйства СФНЦА РАН, 630501, НСО, Новосибирский район, р.п. Краснообск, СФНЦА РАН, а/я 463
*Власенко Наталия Григорьевна. Зав. лабораторией, главный научный сотрудник, доктор биологических наук, профессор, академик РАН, e-mail: [email protected]
Кулагин Олег Венидикторович. Старший научный сотрудник, кандидат сельскохозяйственных наук
ЕгорычеваМария Терентьевна. Старший научный сотрудник, кандидат сельскохозяйственных наук
Иванова Инна Александровна. Старший научный сотрудник
* Ответственный за переписку
Information about the authors
Siberian Researches Institute of Soil Management and Chemicalization of Agriculture of SFSCA RAS, 630501, NSO, Novosibirsk area, R. p.
Krasnoobsk, SFNCE wounds, 463 * Vlasenko Natalia Grigorievna. Head of laboratory, Principal Researcher, DSc in Biology, Prof., Academician of RAS, e-mail: [email protected] Kulagin Oleg Venidiktorovich. Senior Researcher, PhD in Agriculture Egorycheva Maria Terentievna. Senior Researcher, PhD in Agriculture Ivanova Inna Aleksandrovna. Senior Researcher
* Corresponding author
УДК 632.937.3
ВЛИЯНИЕ БИОПРЕПАРАТА ВЕРТИЦИЛЛИН М НА ОСНОВЕ ЭКСТРАКТА ЭНТОМОПАТОГЕННОГО ГРИБА LECANICILLIUM MUSCARIUM И ЕГО ИНСЕКТИЦИДНЫХ МЕТАБОЛИТОВ НА ЭНТОМОФАГОВ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА
Г.В. Митина, Е.Г. Козлова, И.М. Пазюк
Всероссийский НИИ защиты растений, Санкт-Петербург
Защита растений от вредителей в закрытом грунте, включая производство меристемного картофеля, испытывает острый дефицит экологически безопасных и эффективных препаратов. В работе изучено влияние биопрепарата вертициллин М на основе инсектицидных метаболитов энтомопатогенного гриба Lecanicillium muscarium (Petch) R. Zare et W. Gams (=Verticillium lecanii) на ряд энтомофагов с целью их совместного применения. В максимальной концентрации (0.5 %) биопрепарат нетоксичен для паразита белокрылки энкарзии на стадии мумии, преимагинальных стадий галлицы, для фитосейулюса (подвижные стадии) и для личинок ориуса, слаботоксичен для имаго галлицы. Биопрепарат не влиял
на плодовитость выживших имаго галлицы, отрождение и последующее выживание личинок и куколок. Смертность имаго ориуса достигала 22 и 61 % при концентрации препарата 0.25 % и 0.5 % соответственно. Отдельные фракции, отвечающие за инсектицидную активность вертициллина М, проявили слабую токсичность в отношении имаго ориуса. Совместное применение вертициллина М с имаго галлицы и ориуса возможно в концентрациях 0.1-0.25 %.
Ключевые слова: биозащита; энтомопатогенные анаморфные аскомицеты; LecanicШium; токсины; энтомофаги.
Энтомопатогенные грибы (ЭГ) рода Lecanicillium (бывший комплексный вид Verticillium lecanii) известны как природные патогены сосущих насекомых [Hall, 1981]. Отдельные виды этих грибов (L. muscarium, L. longisporum, L. lecanii) нашли практическое применение в качестве продуцентов экологически безопасных микробиопрепаратов на основе спор гриба и мицелия. За рубежом производится около 20 наименований различных препаративных форм с использованием спор грибов рода Lecanicillium [De Faria, Wraight, 2007; Goettel et al, 2008; Ansari et al., 2011]. Влияние споровых биопрепаратов на основных энтомофагов хорошо изучено. Так, вертициллин, успешно применяемый в СССР до 2002 года, проявлял слабую токсичность в отношении микромуса, кокцинеллиды и личинок златоглазки и был практически нетоксичен для лизифлебуса, циклонеды, энкарзии, фитосейулюса, амблисейуса. Из изученных эн-томофагов лишь личинки галлицы были чувствительны к вертициллину, но их совместное применение допускалось при выпуске энтомофагов через 5-7 дней после обработки биопрепаратом [Павлюшин и др., 2001].
В настоящее время производство меристемного картофеля в закрытом грунте, испытывает острый дефицит безопасных препаратов, не вызывающих резистентности у вредителей - переносчиков вирусов. Несмотря на большое количество исследований по энтомопатогенным грибам, только один отечественный грибной препарат разрешен к применению в закрытом грунте - Биоверт на основе спор гриба L. lecanii [Государственный каталог пестицидов ..., 2017].
В последние годы возрос интерес к метаболитам ЭГ и растений, проявляющих инсектицидную активность, которые могут применяться отдельно в виде экстрактов или совместно с грибами для повышения их эффективности. В ВИЗРе разработан биопрепарат быстрого контактного действия вертициллин М на основе инсектицидных метаболитов, синтезируемых грибом L. muscarium против сосущих вредителей [Митина и др., 1994; Mitina et al., 1998]. Чувствительность к нему проявляют представители отрядов Hemiptera: Aphididae, Aleyrodidae, Diaspididae, Thysanoptera: Thripidae, a также клещи из семейства Tetranychidae, а нечувствительны насекомые из отрядов Lepidoptera: Pyralidae и Orthoptera: Gryllidae [Митина и др., 2002; 2016]. Однако, влияние метаболитов гриба L. muscarium и биопрепарата вертициллин М в отношении основных энтомофагов защищенного грунта практически не изучено.
Цель работы: оценить инсектицидное действие мета-болитного комплекса гриба L. muscarium и отдельных метаболитов на энтомофагов, применяемых в защищенном грунте от сосущих вредителей и обосновать возможность их совместного применения. Основное внимание в работе уделено видам энтомофагов, перспективным для защиты меристемного картофеля от сосущих вредителей - переносчиков опасных вирусов.
Тест-объектами служили энкарзия (Encarsia formosa) - паразит оранжерейной белокрылки, хищная галли-
ца (Aphidoletes aphidimyza), личинки которых питаются различными видами тлей, фитосейулюс (Phytoseiulus persimilis) - специализированный хищник паутинных клещей и хищный клоп ориус (Опт laevigatus), питающийся трипсами, тлями и белокрылкой.
Разведение энкарзии проводили на оранжерейной бело-крылке, содержащейся на табаке [Бегляров, Лебедев, 1979; Бегляров и др. 1982]. Для получения синхронных яйцекладок галлицы в качестве жертвы использовали виковую тлю, питающуюся проростками бобов, с добавлением кусочков поролона, смоченных 10 %-ным сахарным сиропом [Бондаренко, Асякин, 1975]. Для разведения фитосейулю-са проводили раздельное выращивание хищника и жертвы (паутинного клеща) на кормовом растении - фасоли [Бондаренко, 1974; Чалков, 1986]. Для содержания лабораторной культуры хищного клопа ориуса Опт laevigatus в качестве корма использовали яйца зерновой моли и проростки фасоли [Степанычева и др., 2014].
Лабораторный образец вертициллина М был получен на основе органического экстракта из биомассы (водорастворимая препаративная форма) штамма VI 21 вида Ь. muscarium. Для получения биомассы гриб культивировали в ферментере объемом 100 л на соевой среде в течение 3 суток при 28 °С (ООО «Агробиотехнология», Москва).
Вертициллин М тестировали на энтомофагах в максимальных рекомендованных концентрациях (0.5 % - для защиты культур от западного цветочного трипса и 0.1-0.25 % - для защиты от таких вредителей как тли, белокрылка, табачный трипс, паутинный клещ). Опыты проводили при 24-25 °С и 16-часовом световом дне. Оценку инсектицидного действия проводили путем опрыскивания тест-насекомых и кормового растения (или корма) с учетом биологических особенностей изучаемых энтомофагов. Контроль обрабатывали водой.
Энкарзию (мумии) выкладывали на фильтровальную бумагу в чашки Петри и опрыскивали препаратом (1 мл на чашку). На один опыт брали 10-15 чашек по 10-20 мумий. Количество мумий в опыте 200-300. Учеты проводили по вылету имаго энкарзии.
Галлицу обрабатывали на эмбриональной стадии и стадиях личинок и имаго. Яйцекладки галлицы (возраст 1 сутки) помещали на ростки бобов, заселенные виковой тлей, и опрыскивали препаратом (по 30-35 яиц на повторность), затем накрывали растения ламповым стеклом, которое также предварительно обрабатывали. Расход рабочей жидкости 1.5-2 мл/контейнер с растениями. После обработки ламповое стекло закрывали двойным слоем марли. Выживаемость на эмбриональной стадии оценивали по от-рождению личинок и вылету имаго в долях относительно начальной численности. Аналогично проводили опыты на личинках 2 и 3 возраста (по 10 личинок на повторность), которых помещали кисточкой на ростки бобов, заселенных виковой тлей, и накрывали ламповым стеклом. Выживаемость оценивали по вылету имаго в долях относительно начальной численности. Для этого выкармливали отродив-
шихся личинок, ежедневно подсыпая в контейнеры виковую тлю. Опыты ставили в 5-ти повторностях.
При оценке действия препарата на имаго галлицы учитывали их высокую чувствительность к непосредственному опрыскиванию при обработке водой, в связи с чем определяли контактную токсичность препарата при подсадке имаго на обработанные растения бобов, заселенных тлями и содержащиеся под ламповым стеклом, внутреннюю поверхность которого также обрабатывали. Расход рабочей жидкости 1.5-2 мл/контейнер с растениями. В каждый садок после высыхания препарата (в течение 30 мин) выпускали по 6 особей имаго галлицы (возраст 1 сутки). Опыты ставили в 9-ти повторностях. Учеты проводили до смертности всех имаго в контроле и опыте. Рассчитывали смертность имаго по дням учета, а также продолжительность жизни. Учитывали количество отложенных яиц для оценки плодовитости самок контактировавших с препаратом, отродившихся личинок и окуклившихся особей для оценки продленного действия препарата.
Фитосейулюс (подвижные стадии) обрабатывали на листьях фасоли, заселенных паутинным клещем, опрыскиванием, т.к. при погружении может произойти потеря клещей. Листья помещали на ватные плотики в подносы с водой для изоляции клещей. Учеты вели в течение 9 дней после обработки, определяя прирост численности клещей, как в абсолютных величинах, так и в долях, относительно начальной численности. Опыты ставили в 3-х повторно-стях, по 10 хищных клещей на повторность.
Действие вертициллина М на ориуса проверяли при двух концентрациях препарата - 0.25 % и 0.5 %. Влияние оценивали на подвижные стадии ориуса (имаго и личинки 3-4 возраста). Опрыскивание проводили в пластиковых
Результаты
Установлено, что биопрепарат вертициллин М не оказывает инсектицидного действия на мумии энкарзии в концентрации 0.1-0.5 %. Между вылетом имаго энкарзии в опыте и контроле не было достоверных различий. Гибель энкарзии в опыте составила 54-57 %, что не превышало гибель энкарзии в контроле (табл. 1). При этом смертность энкарзии оставалась на одном уровне при обработке препаратом в 0.1 и 0.5 %-ной концентрации.
Отсутствие инсектицидного действия вертициллина М в отношении яйцекладок и личинок галлицы было выявлено при обработке биопрепаратом в максимальной концентрации. Выживаемость яиц и личинок галлицы 2 и 3
контейнерах 95 мм диаметром, в которые помещали стебель фасоли с корневой системой, завернутой во влажный тампон и корм для клопов - яйца зерновой моли. Затем в каждый контейнер выпускали по 4-5 особей ориуса и опрыскивали биопрепаратом субстрат, корм и клопов (1 мл раствора - для имаго и 0.5 мл - для личинок). Всего использовали по 10 контейнеров в контроле и в каждом из вариантов опыта.
Отдельные инсектицидные фракции из биомассы гриба L. muscarium штамма VI 21 были получены методом ВЭЖХ [Митина и др., 2012] и обозначены как токсин-1 и токсин-2. Их испытания проводили на имаго и личинках ориуса; фракции растворяли в этаноле. В контроле к воде добавляли этанол (10 %). Предварительные испытания показали безопасность 10 % этанола для ориуса. Концентрации фракций для тестирования рассчитывали пропорционально их содержанию в общем экстракте и вертицил-лине М.
Для статистической обработки данных использовали двухфакторный дисперсионный анализ ANOVA. Для оценки достоверности различий использовали t-крите-рий Стьюдента, критерий Тьюки (Turkey's SHD test) или Хи-квадрат Пирсона (Pearson Chi-quare). Расчёт биологической эффективности проводили по формуле Хендерсона и Тилтона [Puntener, 1981]:
Э = 100х(1 - ОпКд/ОдКп), где Э - эффективность, выраженная процентом снижения численности энтомофагов с поправкой на контроль; Од - число живых особей перед обработкой в опыте; Оп - число живых особей после обработки в опыте; Кд - число живых особей в контроле в предварительном учёте; Кп - число живых особей в контроле в последующие учёты.
исследований
возраста было на уровне контроля (табл. 2, 3). При этом вылет имаго в опыте и контроле был достаточно высоким и составил 70-75 %.
В отличие от личинок, имаго галлицы проявило чувствительность к биопрепарату вертициллин М в концентрации 0.5 % (рис.1а). Смертность имаго по сравнению с контролем была высокой уже на 2-е сутки после обработки (20 %), а к 3-м суткам гибель составила 37.5 %. Более длительные учеты, очевидно, нецелесообразны, так как на 6-е сутки смертность имаго в контроле возросла до 57.5 %.
При испытаниях вертициллина М в более низкой концентрации (0.25 %) чувствительность имаго галлицы к
Таблица 1. Действие вертициллина М на энкарзию E. formosa
Вариант опыта Количество мумий в опыте Количество вылетевших имаго всего Смертность,%
Вертициллин М, 0.1 % 300 136 54.0+2.9а
Контроль (1 опыт) 300 138 54.7+2.9а
Вертициллин М, 0.5 % 200 86 57.0+3.5а
Контроль (2 опыт) 200 93 53.5+3.5а
Примечание: одинаковыми буквами обозначены достоверно не отличающиеся значения (р>0.05, критерий Стьюдента).
Таблица 2. Выживаемость галлицы А. aphidimyza после обработки лабораторным образцом вертициллина М (0.5 %)
на эмбриональной стадии
Вариант опыта Количество яиц Количество отродившихся личинок Доля вылетевших имаго, %
Вертициллин М, 0.5 % 35.0±4.1a 27.4±2.7a 75.2 ±10.2a
Контроль (вода) 30.8±8.1a 22.8±5.4a 70.8 ±14.3a
Примечание: одинаковыми буквами обозначены достоверно не отличающиеся значения (р>0.05, критерий Стьюдента).
Таблица 3. Выживаемость галлицы А. aphidimyza после обработки лабораторным образцом вертициллина М (0.5 %)
на стадии личинок II и III возрастов
Вариант опыта Кол-во личинок II возраста до обработки Вылет имаго, % Кол-во личинок III возраста до обработки Вылет имаго, %
Вертициллин М, 0.5 % 50 82.4±10.8а 50 79.8±14.1а
Контроль (вода) 50 79.7±14.5а 50 82.0±12.5а
Примечание: одинаковыми буквами обозначены достоверно не отличающиеся значения (р>0.05, критерий Стьюдента).
100-, 80 -60 -40 ■ 20 0
□ концентрация 0.5
□ контроль
2 (О
г
э
ю
к §
4
□ концентрация 0.25
□ контроль
1
6
сутки
сутки
Рисунок 1. Смертность имаго галлицы А. aphidimyza под действием вертициллина М. Примечание: одинаковыми буквами обозначены достоверно не отличающиеся значения (р>0.05, критерий Стьюдента)
препарату в сравнении с контролем была значительно ниже, чем при 0.5 % (рис 1б). Наблюдаемая абсолютная смертность имаго при концентрации препарата 0.25 % была выше, чем при 0.5 %, однако, с учетом высокой смертности имаго в контроле (до 46.3 %), относительная выживаемость имаго в эксперименте с низкой концентрацией выше, чем при высокой концентрации. На вторые сутки смертность имаго галлицы с поправкой на контроль составила 18.3 % при концентрации 0.25 % и 20.0 % при 0.5 %, а на 3-й день - 9.1 % и 37.5 %, соответственно. В среднем продолжительность жизни имаго в опыте с концентрацией препарата 0.25 % была 1.82 дня, при этом в контроле этот показатель был 2.12 дня.
В концентрации 0.25 % биопрепарат не влиял на плодовитость выживших имаго и количество отродившихся и выживших личинок (табл. 4). Доля куколок, образовавшихся в конце опыта, также не отличалась от контрольного варианта. Высокая смертность имаго галлицы в контроле может быть вызвана эффектом залипания имаго на влажных поверхностях камеры после обработки водой.
При испытаниях на фитосейулюсе было установлено,
что вертициллин М (0.5 %) не оказывал токсического действия на хищного клеща (табл. 5). Начиная с 6-х суток, наблюдали резкое увеличение численности клещей, особенно в опытном варианте.
Вертициллин М не оказывал выраженного инсектицидного действия на личинок ориуса (табл. 6). Гибель личинок через 24 часа после обработки вертициллином М в концентрации 0.5 % составила всего 2 %. В концентрации 0.25 % в опыте и в контроле смертности не было. На 3 сутки после опрыскивания было обнаружено 2 % погибших личинок при 0.25 % концентрации и 4 % при 0.5 %, смертности в контроле не было. На пятые сутки после обработки доля погибших личинок в опыте с 0.25 %-ной концентрацией статистически не отличалось от смертности в контроле. Во всех вариантах опыта на пятые сутки после опрыскивания часть особей (24-33 %) перелиняла на имаго (рис.2а, табл. 6).
Гибель имаго ориуса через 24 часа после опрыскивания составила 22 и 61 % при использовании препарата в концентрации 0.25 % и 0.5 %, соответственно. На 3 сутки после обработки смертность в варианте опыта с концен-
Таблица. 4. Влияние вертициллина М (0.25 %) на численность особей второго поколения галлицы на разных стадиях развития
Вариант Плодовитость (среднее количество яиц на самку), штук Количество яиц, штук Количество личинок, особей Количество куколок, экземпляров Доля куколок от личинок,%
Вертициллин М, 0.25 % Контроль 23.0±1.8а 25.9±1.8а 54.6±9.95а 69.2±10.0а 44.1±9.2а 55.5±9.2а 30.5±6.0 а 42.2±8.1а 72.0±4.2а 73.4±4.4а
Примечание: одинаковыми буквами обозначены достоверно не отличающиеся значения (р>0.05, критерий Стьюдента).
Таблица 5. Влияние вертициллина М на динамику численности хищного клеща Р. ре^тШ
Сутки учета после обработки Контроль Вертициллин М, 0.5 %
Количество клещей * Прирост численности, % Количество клещей* Прирост численности, %
1 60 100 а 60 100а
2 53 88 а 60 100ь
3 49 82 а 50 83 а
6 116 193а 208 347ь
9 215 358а 315 525ь
* по сумме 3-х повторностей
Примечание: одинаковыми буквами обозначены достоверно не отличающиеся значения (р>0.05, критерий Стьюдента).
32 25
сутки
□ контроль □ концентрация 0.25 ■ концентрация 0.5
Рисунок 2. Смертность личинок (а) и имаго (б) O. laevigatus под действием вертициллина М. Примечание: одинаковыми буквами обозначены достоверно не отличающиеся значения (р>0.05, Turkey HSD test)
Таблица 6. Влияние лабораторного образца вертициллина М на выживаемость хищного клопа O. laevigatus
сутки
Контроль (вода) Вертициллин М (0.25 %) Вертициллин М (0.5 %)
Количество Выживаемость, Количество Выживаемость, Количество Выживаемость,
особей % особей % особей %
Сутки учета после обработки
имаго
1 50 100 39 78 19 39
3 48 96 38 76 17 35
5 44 88 35 70 17 35
личинки
1 47 100 48 100 47 98
3 47 100 47 98 46 96
5 45 96 45 94 41 85
трацией 0.25 % не отличалась от смертности в контроле (рис. 2б, табл. 6). По предварительным данным препарат не оказывал влияния на выход личинок из яиц на 5 сутки, отложенных имаго ориуса после обработки препаратом в обеих концентрациях.
Таким образом, показано, что вертициллин М не оказывает выраженного инсектицидного действия на личинок ориуса, но проявляет токсический эффект в отношении имаго ориуса, который зависит от концентрация биопрепарата.
На втором этапе была проведена оценка инсектицидного эффекта метаболитов и метаболитных фракций инсектицидного комплекса вертициллина М, отвечающих за его активность. В качестве тест-объектов были так же выбраны имаго и личинки ориуса. Были испытаны две инсектицидные фракции, составляющие токсический комплекс гриба L. тшсагшт. Основное действующее вещество Таблица 7. Влияние токсина-1 и токсина-2
(токсин-1) выделено в виде индивидуального соединения и структурно относится к тритерпеноидам [Митина и др., 2012], вторая фракция состоит из нескольких пептидных компонентов. Обе фракции проявили слабую токсичность в отношении имаго ориуса (табл. 7). Однако, токсин-2 оказался несколько более токсичным, выживаемость на 5-е сутки составила 78 % (различия с контролем достоверны). На личиночную стадию личинок ориуса токсины влияния не оказали.
Испытание этих же фракций на виковой тле Megoura viciae экспресс-методом биооценки показало их значительно более высокую токсичность для тли по сравнению с имаго ориуса (табл. 8). Смертность тли через 4 часа после обработки фракциями токсин-1 и токсин-2 составила 28 и 48 %, соответственно. Полученные данные указывают на специфичность действия выделенных инсектицидных фракций в отношении тлей. на выживаемость хищного клопа О. laevigatus
Сутки учета Контроль (10 % этанол в воде) Токсин-1 (0.025 %) Токсин-2 (0.025 %)
после обра- Количество Выживае- Количество Выживае- Смертность, Количество Выживае- Смертность,
ботки особей мость, % особей мость, % % особей мость, % %
имаго
1 48 96 a 49 98 a 2 46 92 a 8
3 47 94 a 45 90 a 10 41 82 ab 18
5 46 92 a 41 82 a 18 39 78 b 22
личинки
1 50 100 a 48 96 a 4 50 100 a 0
3 49 98 a 47 94 a 6 50 100 a 0
5 49 98 a 45 90 a 10 50 100 a 0
Примечание: одинаковыми буквами обозначены достоверно не отличающиеся значения (р>0.05, Turkey HSD test).
Таблица 8. Инсектицидная активность фракций токсина-1 и токсина-2 в отношении виковой тли М. viciae
Часы после обработки Контроль (10 / этанол в воде) Токсин-1 (0.025 /) Токсин-2 (0.025 /)
Количество особей Смертность, / Количество особей Смертность, / Количество особей Смертность, /
2 50 0 a 40 20 b 32 35 c
4 50 0 a 36 28 b 26 48 c
24 44 l2 a ll 78 d 2 96 e
Примечание: одинаковыми буквами обозначены достоверно не отличающиеся значения (р>0.05, Pearson Chi-quare).
Обсуждение
Для совместного использования микробиологических средств защиты растений и энтомофагов крайне важно знать реакцию этих энтомофагов на применяемые биопрепараты. Существует мнение, что влияние грибных препаратов на энтомофагов является суммарным результатом патогенного процесса, вызванного спорами, и токсическими метаболитами энтомопатогенных грибов [Павлю-шин, Красавина, 1986; Павлюшин и др., 2001]. ЭГ рода Lecanicillium характеризуются определенной специализацией паразитирования на насекомых (преимущественно на сосущих из отряда Hemiptera: Aleyrodidae, Cicadellidae, Aphididae, Coccidae) [Askary, Yarmand 2007; Shinde et al., 2010]. Встречаются они также на пауках отряда Araneae, нематодах и как гиперпаразиты на фитопатогенных грибах [Heintz, Blaich, 1990; Goettel et al., 2008].
Гораздо реже эти грибы можно обнаружить на двукрылых, перепончатокрылых или жесткокрылых насекомых. Заражение Lepidoptera и Coleoptera возможно в лабораторных условиях [Duarte et al., 2016; Andy et al., 2016].
В настоящей работе при тестировании на ряде энто-мофагов биопрепарата вертициллин М, содержащего инсектицидный комплекс метаболитов гриба L. muscarium, было установлено, что наибольшую токсичность в концентрации 0.5 % препарат проявил в отношении имаго ориуса, представителя отряда Hemiptera сем. Anthocoridae. При снижении концентрации препарата в два раза смертность имаго достигала 22 %, при этом личинки ориуса были нечувствительны к биопрепарату, что допускает их совместное применение. В литературе обосновывается возможность совместного применения спор грибов L. longisporum и L. muscarium и ориуса O. laevigatus путем нанесения спор на личинок энтомофага и распространения инфекции в популяции персиковой тли М. persicae и западного цветочного трипса F. occidentalis. При этом хищные клопы, будучи переносчиками конидий гриба, проявляли устойчивость к заражению и сохраняли репродуктивные функции [Down et al., 2009].
При тестировании отдельных инсектицидных фракции из биомассы гриба L. muscarium, отвечающих за инсектицидную активность вертициллина М, они проявили слабую токсичность в отношении имаго ориуса, токсин-2 оказался несколько более токсичным, выживаемость на 5-е сутки составила 78 %. При этом инсектицидная актив-
Работа выполнена при поддержке
ность в отношении виковой тли была значительно выше. Полученные данные указывают на специфичность действия выделенных инсектицидных фракций в отношении тлей. Как показано нами ранее, спектр действия фракции, содержащей токсин-1, также ограничен сосущими вредителями и, в целом, совпадает со спектром восприимчивых к грибу хозяев [Митина и др., 2002; 2016].
По нашим данным, чувствительность к биопрепарату вертициллин М проявили имаго галлицы (Díptera), в отличие от преимагинальных стадий (личинки 2 и 3 возраста, яйцекладки). Возможно, это является результатом проявления антифидантного действия биопрепарата. Подобный эффект отмечается при действии отдельных энтомопато-генных грибов на энтомофагов. Так, гриб L. longisporum не влиял на выживание личинок галлицы, однако наблюдалось снижение питания галлицы и веса самок, после выпуска на обработанную грибом персиковую тлю Myzus persicae Sulzer [Velez, 2008]. Токсичность высоких споровых нагрузок гриба V. lecanii для галлицы, отмечалось также в работе В.А. Павлюшина с совторами [Павлюшин и др., 2001]. Тем не менее, мы считаем, что совместное применение вертициллина М с имаго галлицы и ориуса возможно в эффективных для защиты от тлей концентрациях (0.1-0.25 %).
В максимальной концентрации (0.5 %) препарат был нетоксичен для хищного клеща фитосейулюса и для паразита белокрылки энкарзии (Hymenoptera). Это согласуется с данными зарубежных исследователей, показавших, что изоляты Lecanicillium, патогенные для тли и белокрылки, не заражали хищного клеща P. persimilis и E.formosa [Hall, 1981], но вызывали микоз у личинок Aphidius nigripes (Hymenoptera) в случае высоких доз инфицирования грибом тлей [Askary, Brodeur, 1999].
Для практических рекомендаций необходимо точно определить время ожидания выпуска имаго этих энтомо-фагов после применения вертициллина М (предположительно 1-2 дня). Апробированные методики будут использованы в дальнейшем для оценки влияния на энтомофагов новых препаративных форм на основе метаболитов грибов рода Lecanicillium; индивидуальных соединений токсического комплекса экстракта, а также новых токсинов энтомопатогенных грибов, что позволит расширить ассортимент безопасных биопрепаратов. РНФ (проект № 16-16-04079).
Бегляров Г. А. Mетодические указания по массовому разведению и испытанию эффективности применения паразита энкарзии в борьбе с тепличной белокрылкой I Бегляров Г.А., Лебедев В.В., Злобипа В.И. II M.: Колос. 1982. 25 с.
Библиографический список (References)
Бегляров Г.А. Некоторые итоги изучения биологии энкарзии - паразита тепличной белокрылки / Г.А. Бегляров, В.В. Лебедев // ^стоян. инт-родукц. и акклиматиз. перспектив. энтомофагов, акарифагов и фитофаг. важнейш. вредит. и сорняков в странах-членах ВПС МОББ. Киев. 1979. С. 108-116.
Бондаренко Н.В. Методика разведения и применения фитосейулюса / Н.В. Бондаренко // Защита растений N 1. 1974. С. 33-35.
Бондаренко Н.В. Поведение хищной галлицы (Aphidoletes aphidimyza Rond.) и других афидофагов в зависимости от плотности популяции жертвы / Н.В. Бондаренко, Б.П. Асякин // Поведение насекомых как основа для разработки мер борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства. Киев. 1975. С. 9-15.
Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных для применения на территории Российской Федерации. М.: 2017. 792 с.
Митина Г.В. Акарицидные свойства биопрепарата Вертициллин М. / Г.В. Митина, А.А. Чоглокова, И.А. Тулаева, О.В. Сундуков // «Фундаментальные и прикладные исследования в биоорганическом сельском хозяйстве России, СНГ и ЕС». Международная научно-практическая конференция 9-12 августа 2016 года. Материалы докладов, сообщений. Том 2. Большие Вяземы. 2016. С. 304-308.
Митина Г.В. Выделение и изучение спектра действия фосфолипидов с инсектицидной активностью из энтомопатогенного гриба Lecanicillium lecanii / Г.В. Митина, С.В. Сокорнова, В.А. Павлюшин // Микология и фитопатология. 2002. Т. 36. N 6. С. 53-59.
Митина Г.В. Выделение и изучение химической структуры токсина с инсектицидной активностью из гриба Lecanicillium muscarium / Г.В. Митина, О.С. Юзихин, Ф.Ш. Исангалин, А.П. Якимов // Научное приборостроение. 2012. Т. 22. N 2. С. 3-10.
Митина Г.В. Способ получения инсектицида / Г.В. Митина, В.А. Павлюшин, И.И. Новикова, В.П. Конюхов // Патент (19) RU (11) 2005378 (13) С1. 1994.
Павлюшин В.А. Действие энтомопатоrенных грибов на афидофагов в условиях экспериментального заражения / В.А. Павлюшин, Л.П. Красавина // Бюл. ВИЗР. 1986. N 63. С. 7-10.
Павлюшин В.А. Использование энтомофагов в биологической защите растений в теплицах России / В.А. Павлюшин, К.Е. Воронин, Л.П. Красавина, Б.П. Асякин, В.А. Раздобурдин // Труды Русского энтомологического общества. Т. 72. СПб. 2001. С. 16-31.
Степанычева Е.А. Поведенческая реакция хищного клопа Orius laevigatus Fieber (Heteroptera, Anthocoridae) на синтетические летучие вещества / Е.А. Степанычева, М.О. Петрова, Т.Д. Черменская, И. В. Шамшев, И.М. Пазюк // Энтомологическое обозрение 2014. Vol. 93. No. 3-4. С. 510-517.
Чалков А.А. Биологическая борьба с вредителями овощных культур защищенного грунта / Чалков А.А. // М.: Колос. 1986. С. 3-27.
Ansari M. A. Entomopathogenic fungus as a biological control for an important vector of livestock disease: the Culicoides biting midge / M.A. Ansari, E.C. Pope, S. Carpenter, E.J. Scholte // PLoS One 6:e16108. 2011. [Электронный ресурс] doi:10.137/journal.pone.0016108.
Askary H. Development of the entomopathogenic hyphomycete Lecanicillium muscarium (Hyphomycetes: Moniliales) on various hosts / H. Askary, H. Yarmand // Eur. J. Entomol. 104: 2007. P. 67-72.
Askary H. Susceptibility of larval stages of the aphid parasitoid Aphidius nigripes to the entomopathogenic fungus Verticillium lecanii / H. Askary, J. Brodeur // Journal of Invertebrate Pathology 73. 1999. P. 129-132.
De Faria M.R. Mycoinsecticides and mycoacaricides: a comprehensive list with worldwide coverage and international classification of formulation types / M.R. De Faria, S.P.Wraight // Biol Control 2007. 43(3). P. 237-256. Down R., Dissemination of the entomopathogenic fungi, Lecanicillium longisporum and L. muscarium, by the predatory bug, Orius laevigatus, to provide concurrent control of Myzus persicae, Frankliniella occidentalis and Bemisia tabaci / R. Down, A. Cuthbertson, J. Mathers, K. Walters // Biological Control. 50. 2009. P. 172-178. Duarte R.T. Potential of Entomopathogenic Fungi as Biological Control Agents of Diamondback Moth (Lepidoptera: Plutellidae) and Compatibility With Chemical Insecticides / R.T. Duarte, K. C. Gonjalves, D.J.L. Espinosa, L.F. Moreira, S.A. De Bortoli, R.A. Humber, R. A. Polanczyk // Journal of Economic Entomology, Volume 109. Issue 2. 1 April 2016. P. 594-601, [Электронный ресурс] https://doi.org/10.1093/jee/tow008 Goettel M. S. Potential of Lecanicillium spp. for management of insects, nematodes and plant diseases / M.S. Goettel, M. Koike, J.J. Kim, D. Aiu-chi, R. Shinya, J. Brodeur // J. Invertebr. Pathol. 2008. Vol. 98. P. 256-261 Goettel M.S.Potential of Lecanicillium spp. for management of insects, nematodes and plant diseases / M.S. Goettel, M. Koike, J.J. Kim, D. Aiuchi, R. Shinya// J Invertebr Pathol 2008; 98: 256-261 [Электронный ресурс] doi: 10.1016/j.jip.2008.01.009.pmid:18423483 Hall R.A. The fungus Verticillium lecanii as a microbial insecticide against aphids and scales. / R.A. Hall // In: Burges, H.D. (Ed.). Microbial Control of Pests and Plant Diseases 1970-1980. 1981. Academic Press. London. P. 483-498.
Heintz C. Verticillium lecanii as a hyperparasite of grapevine powdery mildew (Uncinula necater) / C. Heintz, R. Blaich // Vitis. 1990. Vol. 29. P. 229-232. Howe A.G. Spatial and taxonomical overlap of fungi on phylloplanes and invasive alien ladybirds with fungal infections in tree crowns of urban green spaces / A.G. Howe, H. P. Ravn, A.B. Jensen, N.V. Meyling // FEMS Microbiology Ecology. Volume 92. Issue 9. 1 September 2016. fiw143. [Электронный ресурс] https://doi.org/10.1093/femsec/fiw143 Mitina G.V. Verticillin M, nouvelle preparation microbiologique / G.V. Mitina, V.A. Pavlyushin, I.I. Novikova, V.P. Koniukhov // Protection biologique des cultures legumieres et fruiteres contre des ravageurs et maladies (entomophagas, preparations biologiques et equipements).Saint-Petersbourg. Poushkine. 1998. P. 23-25. Püntener, W. Manual for field trials in plant protection / W. Püntener. //
Documenta Ciba-Geigy. Basile 2-nd. ed. 1981. 205 p. Shinde S.V. Lecanicillium lecani (Zimm.) Zare and Gams an important biocontrol agent for the management of insect pests-a review / S.V. Shinde, G. Patel, M.S. Purohit, J.R. Pandya, A.N. Sabalpara // Agric. Rev. 31. 2010. P. 235-252.
Velez J. Compatibility of the entomopathogenic fungus Lecanicillium longisporum (Petch) Zare & Gams with the predatory midge Aphidoletes aphidimyza Rondani (Diptera: Cecidomyiidae) / J. Velez // Dissertation of Maser of Science. 21.04.2008. Simon Fraser University. Canada. 110 p.
Translation of Russian References
Beglyarov G.A. Lebegev V.V. Some results of the study of biology of Encarsia, a parasite of the greenhouse whitefly / In: Sostoyan. introdukts. i akklimatiz. perspektiv. entomofagov, akarifagov i fitofag. vazhneysh. vredit. i sornyakov v stranakh-chlenakh VPS MOBB. Kiev. 1979. P. 108116. (In Russian).
Beglyarov G.A. Lebegev V.V., Zlobina V.E. Methodical instructions for mass breeding and testing the effectiveness of Encarsia parasite against the greenhouse whitefly / Moscow: Kolos. 1982. 25 p. (In Russian).
Bondarenko N.V. Method of breeding and application of Phytoseiulus / Zashchita rasteniy. N 1. 1974. P. 33-35. (In Russian).
Bondarenko N.V., Asyakin B.P. Behavior of predatory gall midges (Aphidoletes aphidimyza Rond.) and other aphidophages depending on the density of victim's population / In: Povedeniye nasekomykh kak osnova dlya razrabotki mer borby s vreditelyami selskogo i lesnogo khozyaystva. Kiev. 1975. P. 9-15. (In Russian).
Chalkov A.A. Biological control of vegetable crops pests indoor / Moscow: Kolos. 1986. P. 3-27. (In Russian).
Mitina G.V. Sokornova S.V., Pavlyushin V.A. Isolation and study of spectrum of action of phospholipids with insecticidal activity from the entomopathogenic fungus Lecanicillium lecanii / Mikologiya i fitopatologiya. 2002. V. 36. N 6. P. 53-59. (In Russian).
Mitina G.V., Choglokova A.A., Tulaeva I.A., Sundukov O.V. Acaricidal properties of the biopreparation Verticillin M / In: Fundamentalnye i
prikladnye issledovaniya v bioorganicheskom selskom khozyaystve Rossii, SNG i ES. Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya 9-12 avgusta 2016 goda. Materialy dokladov, soobshcheniy. V. 2. Bolshiye Vyazemy. 2016. P. 304-308. (In Russian).
Mitina G.V., Pavlyushin V.A., Novikova I.I., Konyukhov V.P. Method to obtain an insecticide / Patent (19) RU (11) 2005378(13) P1. 1994. (In Russian).
Mitina G.V., Yuzikhin O.S., Isangalin F.Sh., Yakimov A.P. Isolation and study of toxin chemical structure with insecticidal activity from the fungus Lecanicillium muscarium / Nauchnoye priborostroyeniye. 2012. V. 22. N 2. P. 3-10. (In Russian).
Pavlyushin V.A., Krasavina L.P. The effect of entomopathogenic fungi and aphidophages under experimental infection conditions / Byulleten VIZR. 1986. N 63. P. 7-10. (In Russian).
Pavlyushin V.A., Voronin K.Ye., Krasavina L.P., Asyakin B.P., Razdoburdin V.A. The use of entomophages in biological plant protection In Russian greenhouses / Trudy Russkogo entomologicheskogo obshchestva. V. 72. St. Petersburg. 2001. P. 16-31. (In Russian).
State catalog of pesticides and agrochemicals allowed for use on the territory of the Russian Federation. Moscow. 2017. 792 p. (In Russian).
Stepanycheva E.A., Petrova M.O., Chermenskaya T.D., Shamshev I. V., Pazyuk I.M. Behavioral response of the predatory bug Orius laevigatus Fieber (Heteroptera, Anthocoridae) to synthetic volatiles / Entomologicheskoe obozrenie. 2014. V. 93. N 3-4. P. 510-517. (In Russian).
Plant Protection News, 2018, 2(96), p. 28-35
EFFECT OF BIOPREPARATION VERTICILLIN M BASED ON THE EXTRACT FROM ENTOMOPATHOGENIC FUNGUS LECANICILLIUM MUSCARIUM AND ITS INSECTICIDAL METABOLITES ON THE ENTOMOPHAGES IN GREENHOUSES
G.V. Mitina, E.G. Kozlova, I.M. Pazyuk
All-Russian Institute of Plant Protection, St. Petersburg, Russia
Plants protection from pests in greenhouses, including the production of meristem potatoes, needs greatly in environmentally safe and effective preparations. The effect of the biopreparation verticillin M on the base of insecticidal metabolites of the entomopathogenic fungus Lecanicillium muscarium (= Verticillium lecanii) on a number of entomophages has been studied for the purpose of their joint application. The biopreparation is non-toxic in the maximum concentration (0.5 %) for Encarsiaformosa in the nymph stage, the preimaginal stages of the predatory midge Aphidoletes aphidimyza, for predatory mite Phytoseiulus persimilis (mobile stages), and for larvae of predatory bug Orius laevigatus. Verticillin M is a weak toxic for imago A. aphidimyza and has no effect on the fecundity of surviving imago midge, hatching and subsequent survival of larvae and pupae. The mortality of imago O. laevigatus reached 22 %% and 61 %% at concentration of bioprepations 0.25 %% and 0.5 %o, respectively. The individual fractions responsible for the insecticidal activity of verticillin M showed a little toxicity to imago O. laevigatus. The combined use of verticillin M with imago of A. aphidimyza and O. laevigatus is possible in concentrations of 0.1-0.25 %o.
Keywords: biological control; entomopathogenic; anamorphic; Ascomycetes; Lecanicillium; toxin; entomophage.
Сведения об авторах
Всероссийский НИИ защиты растений, шоссе Подбельского, 3, 196608 Санкт-Петербург, Пушкин, Российская Федерация *Митина Галина Вадимовна. Ведущий научный сотрудник, кандидат биологических наук, e-mail: [email protected]
Козлова Екатерина Геннадьевна. Ведущий научный сотрудник, кандидат биологических наук, e-mail: [email protected]
Пазюк Ирина Михайловна. Научный сотрудник, кандидат биологических наук, e-mail: [email protected]
* Ответственный за переписку
Information about the authors
All-Russian Institute of Plant Protection, Podbelskogo Shosse, 3, 196608, St. Petersburg, Pushkin, Russian Federation *Mitina Galina Vadimovna. Leading Researcher, PhD in Biology,
e-mail: [email protected] Kozlova Ekaterina Gennadievna. Leading Researcher, PhD in Biology,
e-mail: [email protected] Pazyuk Irina Mikhailovna. Researcher, PhD in Biology, e-mail: [email protected]
* Corresponding author
УДК 632.4:636.086.3:633.31/.37
ВЫЯВЛЕНИЕ ЗАРАЖЕННОСТИ ГРИБАМИ ОДНОЛЕТНИХ И МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ СЕМЕЙСТВА LEGUMINOSAE МЕТОДОМ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ПЦР
А.С. Орина, О.П. Гаврилова, Т.Ю. Гагкаева
Всероссийский НИИ защиты растений, Санкт-Петербург
Незаменимыми компонентами сбалансированных кормов для животных являются бобовые травы, качество которых зачастую определяется зараженностью растений фитопатогенными грибами. С использованием метода количественной ПЦР проанализировали содержание грибов Alternaria, Cladosporium и Fusarium в 77 образцах 13 видов бобовых трав, собранных в 2015 году в 5 областях Европейской части России. Установлено, что на количество ДНК грибов в растениях достоверное влияние оказывают вид растения, строение его стебля, место и месяц сбора образцов. Наибольшие количества ДНК Alternaria накапливали представители родаMelilotus, в то же время Lathyrus spp. и Trifolium spp. содержали больше ДНК Cladosporium, наименее контаминирован этими грибами был козлятник восточный. Наибольшие количества Tri-Fusarium выявлены в растениях Lathyrus spp. Образцы из Псковской области в среднем содержали наибольшие количества ДНК Alternaria и Cladosporium, тогда как образцы из Смоленской области в среднем были наиболее контаминированы грибами Tri-Fusarium. Выявлено неравномерное накопление ДНК грибов в образцах в зависимости от месяца сбора растений: с увеличением срока вегетации возрастала как встречаемость грибов Tri-Fusarium и Cladosporium в образцах, так и зараженность ими растений. Растения, имеющие стелящийся стебель, в среднем содержали в 3 раза больше ДНК Cladosporium, чем растения с прямостоящим стеблем. Многолетние бобовые травы содержали в среднем в 11 раз больше ДНК Tri-Fusarium, по сравнению с одно- и двулетними растениями. Количество ДНК Tri-Fusarium в немедоносных бобовых травах было в среднем в 12 раз больше, по сравнению с содержанием этих грибов в медоносных травах.
