Оценка влияния микробиологических препаратов на тлей и их энтомофага - хищную галлицу Aphidoletes aphidimyza Rond
Широким спектром
инсектоакарицидного действия обладает пиерицидин и его производные. Наиболее
изучены биологические свойства пиерицидинов А и В. Эти препараты
высокоэффективны в отношении комнатной мухи, рыжего таракана, стеблевого
бурильщика, шелковичного червя, репной белянки, персиковой тли, бобовой и
гороховой тлей (Самоукина Г.В., Кандыбин Н.В., 1981, том 51; Самоукина Г.В.,
1983, том 53).
В институте с/х
микробиологии г. Санкт-Петербурга создан препарат Актинин (Самоукина Г.В.,
Кандыбин Н.В., Сергеева М.В., Бортник Н.И., 1990).
Актинин – актиномицетный
препарат, создан на основе актиномицета Streptomyces globisporus штамма 0234 при глубинном
культивировании (ВНИИ с/х микробиологии). Препаративная форма – жидкость,
порошок, концентрат – Л, концентрат – М. Действующее вещество – эндометаболиты
нонактиновой группы. Жидкая форма – культуральная жидкость, или ее высушивают,
и порошок применяют в виде водной суспензии. Актинин-Л и Актинин-М получают
концентрированием культуральной жидкости, экстрагированием и фильтрацией.
Препарат эффективен (на
уровне 85-100%) против паутинного клеща на овощных культурах защищенного грунта
при норме расхода Актинина-Л – 100-200 л/га, расход рабочего раствора 1000-3000
л/га; против колорадского жука на картофеле при норме расхода 4 кг/га, расход
рабочего раствора 150-400 л/га (Новикова И.И., Бойкова И.И., Павлюшин В.А.,
Матевосян Г.Л., Паршин В.Г., № 33, 2002; Павлюшин В.А., Агасонова Н.Е., 2001).
В список пестицидов, разрешенных для применения, препарат не внесен.
В последние годы
появились сообщения об использовании антрациклиновых антибиотиков и их
производных для защиты растений. Большой резерв для открытия новых эффективных
биопрепаратов кроется не только в выделении новых продуцентов, но и в более
полном изучении их биологического потенциала.
Для успешного применения
метаболитных препаратов в защите растений необходимо расширять поиск новых БАВ
природного происхождения с различными механизмами действия, а, следовательно,
необходимо совершенствовать стратегию скрининга микроорганизмов-продуцентов,
использования достаточно широкий набор тестов.
Таким образом, по ряду
показателей, а именно: отсутствию фитотоксичности, возможности совместного
использования с энтомофагами; низкой токсичности и быстрому распаду в аэробных
условиях; высокой специфичности и эффективности в отношении целевых вредоносных
объектов в широком интервале гидротермических условий; биопрепараты на основе
актиномицетов весьма перспективны для современных фитосанитарных технологий и,
в частности, для комплексных систем защиты растений.
2. Экспериментальная часть
2.1 Материалы и методы
2.1.1 Место проведения
опытов и материалы
Исходным материалом для
исследования в лабораторных условиях послужили пятнистая оранжерейная тля (Neomyzus circumflexus Buckt.) и лабораторная Санкт-Петербургская популяция хищной
галлицы Aphidoletes aphidimyza Rond. (Diptera, Cecidomyiidae). Для
выкармливания личинок галлицы использовали виковую тлю. Для обработок
использовали: препараты на основе актиномицетов, выделенные из штаммов Streptomyces sp.
Характеристика препаратов
1. П-56 - на основе
штамма Streptomyces loidensis,выделенного из почв Индии, является основой препарата
Индоцид. В состав препарата входит комплекс метаболитов, обеспечивающий высокую
инсектицидную активность против ряда вредных сосущих членистоногих: различных
видов тли, трипса, паутинного клеща.
Показано, что компоненты
комплекса, ответственные за инсектицидную активность, по химическому составу
относятся к пептидолактонам треонинового типа. Работа по их идентификации
продолжается.
Из П-56 выделен клон
П-56-1, с отличным от исходного комплексом метаболитов, действие которого на
насекомых еще изучается.
2. Streptomyces herbaricolor S-100изолирован при микробиологическом
обследовании дерново-подзолистых почв Западной Сибири вблизи г. Тюмени в 1989
году. Данные препараты находятся на стадии разработки.
Из S-100 был выделен клон
с комплексом метаболитов, содержащий красный красящий пигмент. Поэтому далее мы
называем его S-100кр.
Нами были проведены
следующие эксперименты:
1)
Оценка влияния
микробиологических препаратов 729, 925, П-56, П-55, S-100
на выживаемость и развитие пятнистой оранжерейной тли;
2)
Оценка влияния на
выживаемость галлицы афидимизы при обработке препаратами П-56-1 и S-100кр. афидофага на эмбриональной,
личиночной и на стадии кокона (сразу после окукливания и спустя некоторое
время) инсектицидами
микробиологического происхождения на основе штаммов Streptomyces sp.
(далее препараты П-56, П-56-1, S-100,
S-100кр.), которые были получены в
результате скрининга коллекционных,
а также свежевыделенных из почв изолятов, в лаборатории микробиологического
метода защиты растений №8, ВИЗР.
2.1.2 Методы
Работапо оценке влияния преператов микробиологического
происхождения на тлей и галлицу выполнялась в 2005 году в лаборатории биометода
№7, ВИЗР под руководством с.н.с. Козловой Е.Г. совместно с лабораторией
микробиологического метода защиты растений №8, ВИЗР.
2.1.3 Разведение
виковой тли
Бобы
выращивают в стеклянных банках (емкостью 0,5 л) с обычной водопроводной водой.
Банки закрывают полиэтиленовыми крышками, в которых пробито по 10 отверстий
диаметром 5-7 мм. Семена овощных бобов замачивают на 1 день в 0,5%-ном растворе
марганцовки. Затем семена размещают ровным слоем на противень со стенками
высотой 5-6 см, засыпают смесью древесных опилок и стружки и ставят на стеллаж.
После появления семядольных листьев растения высаживают в отверстия крышки, сохраняя
одно незанятым для полива, банки ставят на тот же стеллаж и заселяют бобы
виковой тлей, раскладывая кусочки листьев с тлей (Бондаренко Н.В., Воронова
О.В., 1989). Разведение пятнистой оранжерейной тли осуществляли таким же
образом, как и виковой.
2.1.4 Разведение
галлицы
Разведение галлицы проводили по методике Бондаренко Н.В.,
Асякина Б.П., 1975 г. Для получения яйцекладок галлицы, в садках размером
35×35×35 см постоянно поддерживали высокую плотность популяции
имаго галлиц. Для этого 2 раза в неделю в садки помещали коконы (1-2 тысячи).
Затем в каждую секцию на 1 день помещали 2-3 банки с бобами, заселенными
виковой тлей. Кроме того, в садки помещали чашки Петри с кусочком поролона, поставленные в каждую секцию
садка, наливали 10 %-ный сахарный сироп.
Вынутые из садка банки с
растениями, на которых отложены яйца галлиц, переносили на стеллаж на 3 дня до
полного отрождения личинок. Отрождающиеся личинки питались тлями, находящимися
на растениях.
Потом просеянный и
обеззараженный влажный песок насыпали на дно кристаллизатора слоем 1 см.
Срезали с трех-шести банок растения (в зависимости от численности личинок) и
выкладывали на поверхность песка. Затем накрывали рамкой затянутой капроновой
тканью, чтобы тли не расползались. Ежедневно, в течение семи последующих суток
в кристаллизатор добавляли для питания личинок растения с тлями. Через 5 суток
после окукливания, точнее ухода личинок в песок, с его поверхности удаляли все
остатки растений, а затем отделяли коконы. Для этого просеивали песок с
коконами через сито (с отверстиями 1 мм).
2.1.4.1Оценка влияния микробиологических
препаратов на пятнистую оранжерейную тлю в лабораторных условиях
Препараты применялись в
концентрации 0,1%, 0,2%. Обработку проводили ручным лабораторным
пульверизатором. Каждый вариант опыта закладывали в 5 повторностях. В опыте мы
использовали пластиковые контейнеры, которые накрывали тканью с отверстием
посередине и сажали в него росток боба и кисточкой подсаживали тлю. На каждом
растении находилось в среднем по 9-10 личинок тли старшего возраста. Контролем
служили тли, обработанные водой (влажный контроль). Обрабатывали ростки бобов с
тлей и ламповое стекло, которым накрывали ростки. После обработки ламповое
стекло накрывали двойным слоем марли. Подсчет тли проводили через день,
подсчитывая число тли в каждом варианте. В таблицу вносили данные в % по
отношению к первому дню, в который проводили обработку, т.е. число тли в первый
день принимали за 100% во всех вариантах, а в последующие дни учета численность
тли сравнивали с первым днем и вычисляли по формуле: , где Х – % выживших тлей по
отношению к первоначальному числу тли; А – число тли на день учета, шт.; В –
общее число обработанной тли каждого варианта, шт. Обработку проводили в фазу
личинок 3 возраста тли. Также вычисляли скорость нарастания популяции тли по
формуле: , где
InA – численность тли в день А, InB – численность тли в день В, n – количество дней.
Оценка влияния
микробиологических препаратов на пятнистую оранжерейную тлю проводилась в
лаборатории биологического метода защиты растений №7, ВИЗР.
2.1.4.2 Оценка влияния
препаратов S-100кр. и
П-56-1 на галлицу AphidoletesaphidimyzaRond
Препараты применяли в
опытах в концентрациях, которые предполагается использовать в производственных
условиях защищенного грунта, в борьбе с тлями. Это позволило в лабораторных
условиях создавать токсический фон, адекватный фону для оценки выживания галлиц,
после обработки препаратами в защищенном грунте. Обработки разных стадий
развития насекомого проводили ручным лабораторным пульверизатором.
Образцы препаратов, приготовленные на основе Streptomyces sp. П-56-1 и S-100кр.
(далее препараты П-56-1, S-100кр.)
по параметрам острой токсичности, относятся к веществам III класса опасности.
Оценка влияния препаратов
П-56-1 и S-100кр. на Aphidoletes aphidimyza Rond. проводилась в лаборатории биологического метода
защиты растений №7, ВИЗР. Обработку проводили на фазах: яйцо, личинки 2
возраста, имаго и куколки галлицы.
Обработка яйцекладок
Суточные яйцекладки
галлицы помещали на ростки бобов, заселенные виковой тлей, растущие в круглых
контейнерах диаметром 10 см. Затем ростки с яйцекладками накрывали ламповым
стеклом, предварительно обработав ламповое стекло и яйцекладки на растениях
препаратами. В варианте с каждым препаратом П-56 и S-100 было 5 повторностей. Контроль был обработан чистой водой
– 5 повторностей.
После обработки ламповое
стекло закрывали двойным слоем марли. Выживаемость яйцекладок оценивали по
вылету имаго. Для этого выкармливали отродившихся личинок, ежедневно подсыпая в
контейнеры виковую тлю. Подсчет имаго во время лета проводили ежедневно.
Обработка личинок
галлицы
Личинок 2 возраста помещали
тонкой кисточкой на ростки бобов, заселенных виковой тлей, в пластиковые
контейнеры. Контейнеры закрывали ламповым стеклом. Предварительно обработав
личинок и ламповое стекло препаратами также как в эксперименте с яйцекладками.
Ламповое стекло закрывали двойным слоем марли. Личинок выкармливали до имаго,
подсыпая ежедневно до окукливания виковую тлю. Учет численности насекомых
проводили по вылету имаго.
Обработка коконов
галлицы
Коконы галлицы помещали в
пластиковые чашки Петри, на дно которых клали фильтровальную бумагу - по 60
штук в опыте и в контроле. В опыте использовали свежие коконы, только что
окуклившиеся личинки, и коконы после хранения в холодильнике в течение 10 дней,
где куколка уже образовалась. Проводили обработку препаратами П-56-1 и S-100кр. в двух повторностях на свежих
и старых коконах, в контроле одна повторность.
Обработка имаго
галлицы
В этом эксперименте сначала обрабатывали контейнеры с тлей и
ламповое стекло. Имаго выпускали после того, как влага испарится (т.к. имаго
галлицы очень чувствительны к капельной жидкости).
Затем имаго (6 особей), при помощи эксгаустера помещали в
пластиковые контейнеры с бобами заселенные тлей, заранее обработанные.
Учитывали смертность каждый день, после обработки до полной гибели имаго. Затем
рассчитывали среднюю продолжительность жизни имаго в каждом варианте. Также
оценивали плодовитость имаго.
Долю погибших после обработки особей
галлицы определяли по формуле: , где N
– общее число обработанных особей, В – число погибших особей. Ошибку вычисляли
по формуле: , где р – доля
погибших после обработки особей галлицы, в %, N
– общее число обработанных особей, шт.
Для статистического анализа использовали T-критерий Стьюдента (Лакин Г.Ф., 1973;
Доспехов Б.А., 1979).
3. Результаты и
обсуждение
3.1 Оценка влияния
микробиологических препаратов на выживаемость и развитие пятнистой оранжерейной
тли
В данном эксперименте мы
наблюдаем небольшое снижение численности тли только в вариантах с препаратами S-100, П-56 (табл. 1). Наибольшую
биологическую эффективность наблюдаем в варианте с препаратом S-100, которая составляет 34,1%. В
варианте с препаратом П-56 она составляет 15%. Остальные варианты практически
не отличаются от контроля (табл.1). В дальнейшем (на 5 и 8 день учета) мы
наблюдаем, рост популяции пятнистой оранжерейной тли во всех вариантах. Однако
скорость нарастания в варианте с S-100
несколько ниже (R=0.32) по
сравнению с контролем (R=0.33).
В то же время скорость нарастания популяции в вариантах с препаратами 729, П-55
и 925 выше, чем в контроле R=0.39;
0,34; 0,33 соответственно. Это может означать, что биологически активные вещества
актиномицетов влияют на репродуктивный потенциал тли и в сторону увеличения и в
сторону уменьшения. Исходя из результатов опыта, мы выбрали для дальнейших
испытаний два препарата: S-100
и П-56.
Таблица 1
Изменение численности
пятнистой оранжерейной тли после обработки микробиологическими препаратами с
концентрацией 0,1%
Вариант опыта
Численность пятнистой оранжерейной тли по отношению к
первому учетному дню,%
1 день
2 день
5 день
8 день
контроль
100
106.2±3,2
301.5±17,7
1110.9±39,7
S-100
100
65.9±6,9
200±10,3
623±33,3
729
100
94.2±4,0
337.1±26,0
1474.2±39,2
П-55
100
105±2,9
325.4±19,5
823.7±35,0
П-56
100
85±6,2
312.5±23,0
852.5±43,3
952
100
101.8±1,8
356.6±22,0
981.1±40,7
В эксперименте №2 с
препаратами S-100 и П-56 мы взяли более высокую
концентрацию 0,2, так как 0,1% концентрация оказалась малоэффективной. Однако и
во втором эксперименте мы видим, что снижение численности тли на второй день
небольшая: у S-100 до 68,6%, а у П-56 до 79,1%
(табл.2). В следующие дни учета также как в опыте 1 наблюдается рост
численности тли. Оценивая скорость роста популяции тли, приходим к выводу, что
по сравнению с контролем ни один препарат не дал какого-либо снижения этого
показателя. Исходя из данных таблицы, можно видеть снижение численности тли в
варианте с S-100, по сравнению с контролем
разница существенна. Снижение численности в варианте при применении П-56 также
существенно отличается от контроля (tФ≥tТ0,05;0,01).
На 4, 5 и 7 день численность тли возросла во всех вариантах. Следовательно,
П-56 и S-100 проявляют токсическое слабое
действие и на непродолжительный период времени.
Таблица 2
Изменение численности
пятнистой оранжерейной тли после обработки П-56 и S-100кр. в концентрации 0,2%
Вариант опыта
Численность пятнистой оранжерейной тли по отношению к 1
учетному дню, %
1 день
2 день
4 день
5 день
7 день
контроль
100
112,3 ± 5,3
285,4 ± 31,0
385,5 ± 44,7
958,5 ± 122,3
S-100
100
68,6 ± 6,7
262,5 ± 32,6
350 ± 46,7
750 ± 110,4
П-56
100
79,1 ± 5,9
194,7 ± 22,0
271,1 ± 34,9
734,2 ± 110,7
3.2 Оценка влияния
препаратов П-56-1 и S-100кр. на выживаемость и развитие пятнистой оранжерейной тли
Поскольку при повышении
концентрации препаратов эффективность практически не изменилась, в лаборатории
микробиологии №8 был проведен скрининг и получены активные клоны. На основе S-100 выделили клон имеющем в
комплексе метаболитов красный пигмент и названный S-100кр. На основе П-56 выделили новый клон П-56-1. В данном
эксперименте мы испытали эти клоны на пятнистой оранжерейной тле в концентрации
0,2%. Исходя из данных таблицы 3 наиболее сильно снижение численности на 2 день
в варианте с S-100кр. как по сравнению с контролем
так и по сравнению с П-56-1.К 5 дню произошло снижение численности тли на 92% в
варианте с S-100кр. и на 68% в варианте с П-56-1
(tФ≥tТ0,05;0,01). Таким образом препарат S-100кр. оказался наиболее
эффективным, развитие популяции тли значительно замедлялось и сокращалось число
живых особей.
Поскольку клоны S-100кр. и П-56-1 проявили хорошую
эффективность по отношению к тле, мы использовали их в опытах на галлице, для
выявления их токсичности и возможности совместного применения данных препаратов
и галлицы в системе защиты от тлей.