Развитие отечественного АПК является одним из приоритетных направлений для нашей страны. Поэтому надеемся, что материалы публикуемые в журнале внесут достойный вклад в успешное развитие научного поиска, повышение значимости научных разработок, подъем сельскохозяйственного производства
 д. с.-х. н., профессор А.В.Алабушев

 

№3 2010

№2 2010

№1 2010

№6 2009

№5 2009

№4 2009

№3 2009

№2 2009

№1 2009

 

 

Теоретический и научно-практический журнал ISSN 2079-8733

ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ

УДК 633.11:632.7

ВРЕДОНОСНОСТЬ ВРЕДНОЙ ЧЕРЕПАШКИ
НА СОРТАХ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

А.Н. Деров,
ГНУ Всероссийский НИИ зерновых культур
им. И.Г. Калиненко


Вредоносность вредной черепашки изучалась на сортах озимой и яровой пшеницы в РФ, Украине и других регионах. В последние годы нами разработан ряд новых методов для более детального изучения вредоносности вредителя на сортах мягкой и твердой озимой пшеницы.
Detrimental pest-turtle harm is studied on winter and spring wheat in Russia, Ukraine and other regions. Last years there were developed new methods for more detailed learning of pest harm on mild and hard winter wheat.

 Ключевые слова: вредная черепашка, экология, зона повреждения, зародыш, эндосперм, ферменты, конус нарастания.
Key words: detrimental pest-turtle, ecology, zone of injury, germ, endosperm, enzymes, cone of increasing.
Технология возделывания пшеницы, особенно при низких дозах удобрений, предусматривает не только увеличение роли мероприятия по борьбе с вредителями, но и разработку, и внедрение в производство более точного контроля поврежденности ими растений и зерна, определения их вредоносности.
Одним из наиболее опасных вредителей пшеницы является вредная черепашка. Весной клопы повреждают растения пшеницы в фазе кущения-трубкования, вызывают отмирание центрального листа, полную или частичную белоколосость, значительное снижение урожайности.
Однако наиболее опасно повреждение сортов пшеницы личинками, начало появления которых чаще совпадает с цветением и формированием зерна. В это время происходит повреждение цветков и формирующегося зерна клопами старого поколения и личинками, поэтому необходимо иметь сведения по фенологии и численности черепашки.
Посевы пшеницы неоднородны по высоте, фенологии вегетативных и генеративных органов. Так, в 1983–1984 гг. на изреженных посевах пшеницы по беспарью (всходы получены в ноябре-декабре) личинки появились на 7 дней раньше, поэтому и темпы повреждения растений и зерна были выше, чем на хорошо перезимовавших, более высоких и чистых посевах по пару.
Кроме того, в годы с обильным количеством осадков в весеннее время происходит появление значительного количества подгона, повреждение которого черепашкой в 2–2,5 ра-за выше, чем основной массы зерна, находящегося в восковой спелости. Это обусловлено тем, что личинки и клопы старого поколения избирают для питания более влажное зерно подгона и меньше питаются сухим зерном.
Объясняется это двумя причинами: 1) питание на сухом зерне требует дополнительного источника влаги (роса, сорняки и др.) в сравнении с питанием на зерне молочной спелости; 2) накопление резервных питательных веществ и развитие личинок и клопов идет более медленными темпами, чем при использовании влажного зерна (Деров, 1969, 1975). Поэтому в этот период необходимо знать, какой процент поврежденных черепашкой зерен будут иметь посевы, возделываемые по интенсивной технологии, а также на редких, густых по стеблестою посевах и имеющих подгон.
Известно, что зерно с подгона значительно легче, чем с основных стеблей, а повреждение его черепашкой приводит к еще более значительному снижению веса, оно становится щуплым.
Однако в литературе нет сведений о степени повреждения зерна на ранних этапах его формирования, нет микрофотографий степени повреждения зерна личинками и клопами весеннего и летнего поколения.
Нами установлено, что в период цветения, формирования и молочной спелости зерна, т.е. с X по XI этапы органогенеза, происходит наиболее опасное повреждение зерновок личинками и клопами старого поколения. В это время продолжают повреждать стебли и зерно от 45 до 65 % клопов весеннего поколения (Деров, 1975, 1985). Для этого периода не разработаны методы определения гибели цветка, зерна, локализации мест питания и избирательности сортов черепашкой. Так, по существующей методике (Михайлова, 1978, 1984, и др.) рекомендуется проводить отбор в поле 100 колосьев в конце восковой и полной спелости зерна, т.е. за 3–4 дня до уборки урожая или отбирать пробы (1 кг) с обмолоченного зерна на току (Возов, 1979).
Собранные колосья обмолачивают. Поврежденные черепашкой зерна вы­являют путем глазомерного осмотра всей пробы зерна (500 шт.) по внешним признакам повреждения. Более ранний анализ в период цветения, налива и молочной спелости зерна (X-XI этап органогенеза) по этой методике проводить невоз­можно, т. к. в это время признаки повреждения цветка и зерна нечетко выражены, а обмолачивание колосьев в стадии роста зерновки и молочной спелости приводит к полной деформации и травмированию зерна, после чего на нем невозможно обнару­жить признаки повреждения вредной черепашкой. Поэтому нами в 1981–1985 гг. разработан простой способ выявления мест питания и повреждения зерна личинками III – V возраста и клопами весеннего поколения по следам их пита­ния или, точнее, по конусам нарастания в фазе цветения и мо­лочной спелости зерна.
Установлено, что личинки и клопы перед началом питания выделяют на колосовую чешую, стебель или ости пшеницы не­сколько капелек быстро твердеющей жидкости, т. е. вредитель, строит опорный конус (Виноградова, 1958). Он необходим для создания герметизации между хоботком вредителя и тканями растения, что важно для введения в место прокола пищевари­тельных ферментов (в зерно) и высасывания подготовленной в субстрате пищи (Виноградова, 1958).
Выявить конуса на зеленом растении или на желтой колос­ковой чешуе, стержне колоса, остях трудно. Поэтому нами раз­работана методика по окраске их в темно-красный цвет. С ис­следуемых делянок сортов полей пшеницы дважды в фазе роста зерна и молочной спелости отбираем 75–100 колосьев. При этом необходимо иметь в виду особенности развития растений пшеницы, заселенность черепашкой посевов и ее фенологию. Численность и фенологию личинок черепашки учитываем с по­мощью экрана-собирателя и стряхивателя-делителя (Деров, Дерова 1986). Развитие растений пшеницы определяем по методу Ф. М. Купермана (1963). В го­ды с обильным количеством осадков на посевах пшеницы с подгоном проводим 4 анализа вредоносности черепашки. 2 – на основной массе стеблей и 2 – позднее на подгоне в периоды развития растений, указанных выше. Собранные колосья, не об­молачивая, помещаем на 15 мин. в литровые банки (или другую емкость) в 1%-й раствор кислого фуксина, затем колосья вы­нимаем и промываем чистой водой для удаления с них мелких комков пыли и остатков красителя, который во время замачи­вания хорошо впитывается внутрь конуса. Нами установлено, что конус располагается: снаружи, т. е. на колосковой чешуе, между ней и цветочной чешуей, а также между колосковой че­шуей и зерном (в зерне он отмечается не всегда).
Нами определено 4 типа строения конусов, что имеет важное значение при анализах выявления доли повреждения цвет­ков, зерна и растений пшеницы этим вредителем. Как мы отме­чали выше, для окрашивания наружной части конуса, располо­женного на колосковой и цветочной чешуе, необходимо замачи­вание колосьев в фуксине в течение 15 мин. При снятии колос­ковой чешуи продолжение конуса между ней и цветочной чешуей редко остается на последней, т. к. он ломается, крошится и пос­ле окрашивания остается лишь точка укола.
Продолжение конуса внутри зерна выявить гораздо слож­нее. Так, нами установлено, что не все поврежденные в эндо­сперм зерна имеют внутреннюю часть конуса, а лишь 15–17%. Для выявления внутренней части конусов, расположенных внут­ри зерна, нами определены экспозиции замачивания зерна в 1%-м растворе кислого фуксина. Так, на влажном зерне (X-XI этап органогенеза), имеющем точки укола вредителя, краситель не впитывается внутрь зоны повреждения и данная часть конуса не окрашивается. На сухом зерне за 4 часа замачи­вания достигается лишь частичное окрашивание внутренней части конуса, т. к. краситель проникает в зону повреждения че­рез незначительное отверстие точки укола в оболочке эндоспер­ма. Установлено, что сквозь оболочку зерна, не имеющую мик­ротравм, фуксин в эндосперм не проникает. При наличии на оболочке точек уколов происходит неглубокое (2–3 мм) и сла­бое их окрашивание в красный цвет за 15 мин замачивания в фуксине. Краситель с поверхности колоса и зерна быстро смывается водой, но не вымывается из конуса и точек уколов, и это ускоряет их выявление.
С колосьев краситель смывается путем 2–3-кратной смены воды в той же емкости, где проходило окрашивание конусов, т. к. под сильной струей воды возможно частичное их смывание. Подсчет конусов на колосьях можно проводить при хорошей освещенности под лупой БЛ-2, но лучшие результаты получены под микроскопом МБС-2, оборудованным дополнительным ос­вещением.
Многочисленные анализы и полученные фотографии показа­ли, что конусы, расположенные на поверхности колосковой че­шуи, можно разделить на 2 группы: 1 – у личинок Ш и IV воз­раста конус имеет узкие верх и основание; 2 – у личинок V возраста и взрослых клопов (весеннее и летнее поколение) конус имеет более широкие верх и основание. Следовательно, конуса явля­ются маркером мест питания черепашки на колосьях и стеблях пшеницы и по ним можно быстро определить степень повреж­дения этим вредителем, локализацию мест их питания на ран­них этапах развития зерна.
Для выявления и подсчетов конусов колосья при анализе медленно вращаются по оси и продвигаются в поле зрения мик­роскопа от основания его к верху. Установлено, что на одной колосковой чешуе и у основания колоска может быть от 1 до 4 конусов, т. е. черепашка от 1 до 4 раз питалась и повредила данное зерно.
Конуса могут располагаться как в верхней, так и в средней и нижней части колосковой чешуи, поэтому при подсчете опре­деляем количество зерен с конусами. Затем из 20 колосьев вы­нимаем пинцетом зерна, на чешуйках которых имеются конуса, и определяем степень повреждения зерна, разделяя их на сле­дующие типы повреждения: 1 – зерна, погибшие до цветения или во время цветения; 2 – зерна, погибшие в начальной ста­дии роста, т. е. 1/3 часть зерна; 3 – сильно деформированные и щуплые зерна, поврежденные в период 1/2 и полной зерновки (включая начало молочной спелости).
Установлено, что первые 2 типа повреждения зерна выявля­ются при расположении конуса в самой нижней части колоско­вой чешуи, т. е. в месте соединения ее со стержнем колоса, при котором происходит разрушение ферментами вредителя сосу­дистых пучков, что вызывает потемнение этой зоны и прекра­щение снабжения питательными веществами цветков: за 8–10 дней они полностью разрушаются грибной инфекцией.
При расположении конуса на 3–4 мм выше основания чешуйки, т. е. нанесения укола в основание цветка, также про­исходит полное его разрушение. В стадии роста зерна (1/4; 1/3; 1/2 размера) повреждение черепашкой вызывает полное разло­жение его ферментами и высасывание всего содержимого, с последующим разложением остатков зерна грибной инфек­цией. Поэтому рекомендуемые в настоящее время способы выявления степени повреждения зерна за 3–4 дня до уборки урожая (Возов, 1979; Михайлова, 1984) не учитывают его поте­ри от данных типов повреждения. Следовательно, на стадии цве­тения и начала формирования зерна выявлена локализация уколов черепашки в зону соединения колоска со стержнем ко­лоса, в нижнюю часть цветка и в зерно в период начала его формирования (1/4–1/2 часть зерна).
По мере роста зерна преобладает выбор черепашкой мест для питания и повреждения зоны зародыша и средней части зерна, и лишь незначительное количество уколов приходится в верхнюю часть эндосперма. На каждой из этих стадий выяв­лены характерные типы повреждения цветка и зерна на началь­ной стадии формирования.
В стадии интенсивного роста (2/3 зерна) и в начале молочной спелости формируется оболочка. Она эластична, поврежде­ние (точка укола) слабо заметно и за 7–8 дней зарастает, поэтому на спелом зерне укол не виден.
В стадии молочной спелости по расположению конуса на­растания можно выявить другой тип повреждения зерна пше­ницы черепашкой, проведя несложный дополнительный анализ. Разрез зерна лезвием «безопасной» бритвы по бороздке и анализ его показали, что повреждение в нижней части колосковой чешуи приводит к полному разложению ферментами зародыша. Но на этом их действие не заканчива­ется и вследствие разрушения зоны соединения зерна со стерж­нем колоса происходит прекращение поступления энергетиче­ских веществ в зерно и полное его отмирание.
В той же фазе спелости расположение конуса в верхней части колосковой чешуи показывает, что зерно сильно дефор­мировано, но до зародыша ферменты не доходят.
В конце молочной спелости нами выявлено повреждение зер­на при расположении конуса в самой нижней части колосковой чешуи. Его можно выявить лишь после разрезания лезвием бритвы зерна по бороздке. При этом точка укола черепашки приходится в место соединения зерна со стержнем колоса, т. е. в нижней части зародыша, поэтому на нем не видна точка укола.
Аналогичное повреждение нижней части зародыша обнару­жено нами в стадии начала восковой спелости зерна. Располо­жение конуса нарастания в средней части колосковой чешуи по­казывает, что ткань эндосперма под действием ферментов чере­пашки становится белой, поэтому хорошо видна пораженная зона в отличие от зерна, поврежденного в стадии роста и мо­лочной спелости.
В 1981–1986 гг. нами разработано несколько способов вы­явления повреждения эндосперма и зародыша зерна вредной черепашкой (Деров, 1985).
Обнаруженные новые типы повреждения черепашкой цвет­ков, оснований колосков и зерна пшеницы на ранних этапах его формирования (X-начало XI этапа органогенеза) имеют важное значение, как для контроля, так и для разработки но­вого критерия вредоносности этого опасного вредителя.
Известно, что для определения потерь урожая пшеницы от повреждения личинками была предложена формула (Арешников, 1967):

;

где Н – потери урожая зерна, кг/га,
а – урожай кг/га или ц/га,
в – поврежденность зерна черепашкой, %,
0,17 – коэффициент.
Определение потерь урожая пшеницы от этого вредителя проводили Виноградова (1961), Лагодинский (1969), Возов (1979). Установлено, что при 2–5%-м повреждении зерна черепашкой снижение урожая происходит на несколько десят­ков килограммов на 1 га (Арешников, Старостин, 1982).
Наши исследования указали, что эти показатели в 3–5 раз занижены, т. к. необходимо учитывать вредоносность черепаш­ки на ранних этапах развития зерна, морфологические и анато­мические особенности сортов пшеницы, сопряженность развития вредителя и кормового растения (Деров, 1985).
Так, на сортах твердой пшеницы, имеющих плотный колос (Новинка 2, Новинка 3, Кристалл и др.) не выявлено высокой вредоносно­сти черепашки во время цветения и начала формирования зерна (1/3–1/2 размера), так как колоски плотно прилегают друг к другу, закрывая их от повреждений вредителем на вышеука­занную длину. Поэтому на этих сортах нет гибели цветков и зерен в начале их формирования, а массовое повреждение про­исходит в фазе полной зерновки, молочной, восковой и полной спелости. Поражение зерна у сортов пшеницы, имеющих плот­ный колос, значительно меньше и другими видами клопов (ос­троголовый, хлебный клопик), жужелицей, хлебными жуками, гусеницами совок.
На сортах с рыхлым колосом не имеется такой морфологи­ческой защиты развивающихся цветков и зерна от повреждения черепашкой, поэтому на них и обнаружены новые повреж­дения, о чем было сказано выше. Нами выявлено, что среди сор­тов этой группы скороспелые имеют гораздо меньше поврежде­ний этих типов, следовательно, на них меньше и вредоносность, чем на позднеспелых сортах. Так, на позднеспелом сорте Укра­инка гибель цветков и зерна составила 3,2% при урожае 34,8 ц/га, потери от повреждения цветков достигли 1,39 ц/га, а на сорте Безостая 1 всего лишь 30 кг/га при урожае 42,3 ц/га. За 3 дня до уборки урожая в полной спелости зерна на этих сортах было определено повреждение его черепашкой. На сорте Украинка повреждение зерна было 17,4, а на сорте Безос­тая 1 – 4,8%.
Расчет потерь урожая за счет снижения массы поврежден­ных черепашкой зерен по формуле (1) показал, что на сорте Украинка они достигли 101, а на сорте Без­остая 1 – 34 кг/га. Следовательно, потери урожая зерна на указанных сортах складываются из гибели цветков и зерна на ранних этапах его развития и снижения массы поврежденного зерна (коэффициент вредоносности) перед уборкой урожая. Так, на сорте Украинка суммарные потери урожая достигли 240, а на сорте Безостая 1 – 64 кг/га. На высокорослом сорте Украинка большая вредоносность объясняется полеганием этого сорта и резким уменьшением гибели клопов и личинок. На неполегающем сорте (низкорослом, скороспелом) Безостая 1 отмечена массовая миграция и гибель клопов и личинок, что явилось основной причиной резкого снижения вредоносности черепашки на нем. Таким образом, вредоносность личинок и клопов черепашки значительно выше, чем описано в многочис­ленных статьях (Пайкин, 1964; Виноградова, 1961; Возов, 1979; Танский, 1979 и др.), так как выявленные нами типы поврежде­ния не учитывались в приведенных выше исследованиях. Учет вредоносности черепашки на сортах пшеницы необходимо опре­делять в 3 этапа:
I – в весеннее время на вегетирующих растениях до пери­ода колошения;
II – в фазу цветения, т. е. в период формирования зерна;
III – за 2–3 дня до уборки урожая путем отбора по диагонали поля 100–150 колосьев. После обмолачивания и разбора зерна опре­деляют процент повреждения его черепашкой. После уборки поля комбайном и определения урожая вычисляем коэффициент вредоносности по формуле (1). Полную вре­доносность черепашки на сортах пшеницы находим путем суммирования показателей вредоносности за 3 выше перечисленных этапа.
В разных зонах РФ вредоносность черепашки на сортах будет существенно изменяться, что обусловлено изменением фе­нологии вредителя, биологией сортов озимой и яровой пшени­цы. Только многолетние исследования сортов пшеницы с разны­ми нормами высева на больших делянках (50 м2 и более) по­зволят сделать вывод о вредоносности черепашки на данном сорте пшеницы. Необходимо учитывать при таком изучении и темпы отмирания клопов при воспитании их на вегетирующих растениях в бязевых садках (15–20 см длиной и по 4–4,5 см в диаметре) с подробным изучением их физиологического состо­яния, темпов расходования жировых и белковых резервов (Деров, 1975, 1985). Поэтому выявление вредоносности черепашки по 3 периодам позволит пересмотреть экономические пороги вредоносности, выявить менее повреждаемые сорта пшеницы и рекомендовать селекционерам для включения их в селекцион­ный процесс.

ЛИТЕРАТУРА

1. Арешников Б.А. Состояние и перспективы химического метода борьбы с вредной черепашкой на Украине // В кн.: Защита растений. Киев. – 1967. Вып. 30. – С. 68–75.
2. Виноградова Н. М. Акт питания у вредной черепашки //Труды ВИЗР. Ставрополь. – 1958. – С. 73–85.
3. Виноградова Н. М. Количественные критерии для оценки вредоносно­сти вредной черепашки (Eurygaster inte griceps Put.) // Зоол. журн. – Т. 40. – Вып. 4. – 1961. – С. 523—528.
4. Возов Н. А. Защита зерновых культур от вредной черепашки. – М. – 1979. – С. 1–55.
5. Деров А. И. Об особенностях нажировочного питания вредной чере­пашки/ Материалы науч. конф. молодых ученых ВИЗР.: Рефераты докл. – М. – 1969. – С. 36–37.
6. Деров А. И. Автореф. канд. дис. – Л., 1975. – С. 1–19.
7. Деров А. И. Способы контроля численности черепашки на посевах пшеницы и определение поврежденности зерна этим вредителем // В кн.: Се­лекция и семеноводство с.-х. растений в Ростовской области. – Ростов н/Д. – 1985. – С. 131–141.
8. Деров А. И. Оценка устойчивости видов и сортов пшеницы к вредной черепашке, хлебному пилильщику и пшеничному трипсу // В кн.: Селекция и семеноводство с.-х. культур в Ростовской области. – Ростов н/Д, 1985. – С. 141–149.
9. Деров А. И. Простые способы контроля численности вредной чере­пашки на посевах пшеницы и повышение эффективности мер борьбы с этим опасным вредителем / Плакат. – Ростов н/Д: Молот. – 1986.
10. Емельянов Н. А. Особенности защиты от вредной черепашки// Защита растений. – 1986. – № 3. – С. 14–16.
11. Куперман Ф. М. Биология развития растений. – М.: Высшая школа. – 1963. – 424 с.
12. Михайлова Н. А., Дворянкина В. А. Диагностика повреждений зерна пшеницы, 1984.
13. Михайлова Н. А. Повреждения зерна пшеницы сосущими вредителя­ми // Буклет. – 1978.
14. Пайкин Д. М. Вредная черепашка. – Л.-1969. – 119с.

 

© 2009 ГНУ ВНИИЗК
им. И.Г.Калиненко
Главная | Поиск | Авторам | Контакты | Архив