Aqu @teach: Биологическая борьба с вредителями

Термины «биологический контроль» и его сокращенный синоним «биоконтроль» используются в различных областях биологии, в частности, в энтомологии и патологии растений. В энтомологии он использовался для описания использования живых хищных насекомых, энтомопатогенных нематод или микробных патогенов для подавления популяций различных насекомых-вредителей. В патологии растений этот термин относится к использованию микробных антагонистов для подавления заболеваний, а также к использованию специфических для хозяев патогенов для борьбы с популяциями сорняков. В обоих областях организм, подавляющий вредитель или патоген, называется биологическим контрольным агентом (BCA).

Натуральные враги вредителей

Паразиты, патогены и хищники являются основными группами, используемыми в биологическом контроле над насекомыми и клещами. Большинство паразитов и патогенов, а также многие хищники узко специализированы и нападают на ограниченное число тесно связанных друг с другом видов вредителей.

Паразиты

Паразит — это организм, который живет и питается в хозяине или на носителе. Паразиты насекомых могут развиваться внутри или снаружи тела хозяина. Часто только незрелая стадия паразита питается на хозяина. Тем не менее, взрослые самки некоторых паразитов (например, многие осы, которые атакуют насекомых и беломух) питаются и убивают своих хозяев. Хотя термин «паразит» используется здесь, истинные паразиты (например, блохи и клещи) обычно не убивают своих хозяев. Виды, полезные в биологическом контроле, и обсуждаемые здесь, убивают своих хозяев; их точнее называют «паразитоидами». Большинство паразитарных насекомых либо мухи (порядок Diptera), либо осы (порядок Hymenoptera). Важно отметить, что эти малые и средние осы не способны жалить людей. Наиболее распространенными паразитарными мухами являются, как правило, волосатые Tachinidae. Взрослые тахиниды часто напоминают домохозяек. Их личинки - личинки, питающиеся внутри хозяина.

Патогены

Природные патогены — это микроорганизмы, включая определенные бактерии, грибы, нематоды, простейшие и вирусы, которые могут заразить и убить хозяина. Заболевания некоторых тлей, гусениц, клещей и других беспозвоночных иногда резко сокращаются естественными патогенами, обычно в таких условиях, как длительная высокая влажность или гусеничные популяции вредителей. Некоторые полезные патогены коммерчески доступны в виде биологических или микробных пестицидов. К ним относятся Bacillus thuringiensis, энтомопатогенные нематоды и вирусы гранулоза. Кроме того, некоторые побочные продукты микроорганизма, такие как авермектины и спинозины, используются в некоторых инсектицидах, но применение этих продуктов не считается биологическим контролем.

Хищники

Хищники убивают и питаются от нескольких до многих отдельных жертв в течение своей жизни. Многие виды амфибий, птиц, млекопитающих и рептилий широко добывают насекомых. Хищные жуки, мухи, кружевные крылья, настоящие жуки (порядок Hemiptera), и осы питаются различными насекомыми-вредителями или клещами. Большинство пауков питаются исключительно насекомыми. Хищные клещи питаются преимущественно паутиными клещами.

Отличие вредителей от естественных врагов

Надлежащая идентификация вредителей и разграничение вредителей от естественных врагов имеют важное значение для эффективного биологического контроля. Внимательно наблюдайте за клещами и насекомыми на ваших растениях, чтобы помочь различить их активность. Например, некоторые люди могут ошибаться личинки сирфида мухи для гусениц. Тем не менее, личинки сирфида мухи находят кормление тлей, а не жевание самого растения. Если вы найдете клещей на ваших растениях, наблюдайте за ними с хорошей линзой для рук. Хищные клещи кажутся более активными, чем кормящие растения. По сравнению с вредителями клещей, хищные клещи часто крупнее и не встречаются в больших группах.

Таблица 3: Некоторые вредители и их общие естественные враги

Примеры биологических агентов

В таблице 4 показаны отдельные биологические средства контроля (БКА), имеющиеся на рынке против возбудителей растений. В разных странах действуют различные правила о том, кому разрешено использовать эти продукты. Возможно, потребуется сдать экзамен, чтобы иметь возможность приобрести эти продукты. Кроме того, не все эти продукты могут быть доступны в каждой стране.

Таблица 4: Отдельные биологические контрольные агенты (БКА)

Общие зеленые кружевные крылья (Chrysoperla Carnea)

Названная кружевными крыльями после деликатного крыла взрослых, или тлей льва после жуткого аппетита личинок, Chrysoperla carnea является активным хищником многих мягких членистоногих и их яиц. Различные виды рода Chrysoperla* серийно производятся в нескольких странах для использования как на открытых, так и на защищенных культурах. Личинка третьего возраста чрезвычайно прожорлична и может потреблять тлю или куколку беломухи менее чем за минуту. Личинки - каннибалы, и когда молодые могут есть яйца, другие личинки, и даже взрослые, если еда становится дефицитной. При наличии смешанной добычи зеленые крылья атакуют тли, затем трипы и пауковые клещи. Известно, что они питаются молодыми гусеницами и яйцами моли, мелибагами, чешуйчатыми насекомыми, личинками беломухи и куколками. Растения с густой листвой лучше всего подходят для этих хищников, особенно когда происходит равномерное распространение добычи через полог. Листовые личинки полезны на органических культурах, где ограничения на использование пестицидов требуют более широкого хищника для борьбы со многими видами вредителей. C. Карнея более устойчивы к низкой влажности, чем другие виды лацевых.

Рисунок 20: Листовая хищная личинка (слева) и взрослая (справа)

Рисунок 21: Жизненный цикл слесания (К. Кос, с разрешения авторского права)

Белка паразитоид Encarsia formosa

• Encarsia formosa* была обнаружена в Англии и успешно использована в 1926 году. В течение двух лет 250 000 паразитоидов были выращены для использования в питомниках по всей Англии, Франции и впоследствии Канаде. Этот вид в настоящее время доступен на коммерческой основе во многих странах. Взрослые самки длиной 0,6 мм с черной головой и грудной клеткой, желтым животом и полупрозрачными крыльями. Наиболее очевидным признаком активности Encarsia spp. является наличие черных «чешуек» на листьях. Это куколки стадии паразитоида и образуются внутри куколки беломухи. Взрослые осы привлекаются к «чешуйке» хозяина (так называемая, потому что личинки белки в основном неподвижны и похожи на миниатюрных насекомых) летучими соединениями, выделяемыми из медового роса беломушки. Взрослые питаются медовой росой. Обычно откладывается одно яйцо, которое проходит через три личинки, в течение которых чешуя белка остается белой и развивается нормально. При полном развитии чешуя белка становится черной, когда паразитоидный окукливается. Куколки остаются прикрепленными к листу, и взрослый появляется примерно через 10 дней из отверстия, прорезанного через куколку со специальным «зубом». E. formosa вводится в сельскохозяйственные культуры в виде черных чешуек, прилипших к картам, из которых через несколько дней появляются взрослые.

Рисунок 22: Encarsia formosa откладывает яйцо на белку (слева) и наличие чёрных «чешуек» (справа)

Рисунок 23. Синхронизированный жизненный цикл Encarsia formosa с жизненным циклом белки (K. Kos, с разрешением на авторское право)

Энтомопатогенные нематоды

Энтомопатогенные нематоды также называются червями или круглыми червями. Эти мелкие организмы относительно просты — двусторонне симметричны, вытянуты и сужаются на обоих концах. Описанные здесь виды являются факультативными паразитоидами (т.е. они могут жить как сапрофилактические, так и паразитоиды). Хотя они встречаются в природе, они могут быть массово вырабатываются на искусственных дитах с использованием процесса ферментации жидких сред и коммерчески используются в качестве биологических агентов контроля. В отличие от растительных патогенных нематод, эти энтомопатогенные виды имеют симбиотические бактерии в своем пищевом тракте. Они производят токсин, и именно это является смертельным агентом. После того, как нематода вошла в хозяин и питается своей гемолимфой (жидкость, аналогичная крови в позвоночных, которая циркулирует внутри тела членистоногих), она испражняет небольшую гранулу, содержащую патогенные бактерии, которые при правильных температурных условиях убьют хозяина после всего 2-3 дня. Нематоды затем размножаются в супе бактерий и гемолимфы, оставляя труп как инфекционные личинки третьей стадии. Они необычайно устойчивы к неблагоприятным условиям окружающей среды и могут выжить в течение нескольких месяцев.

Рисунок 24: Жизненный цикл стейнернематидной или гетерорадитидной нематоды (Рисунок А.Е. Берка)

Хищные клещи

Это небольшие, быстро движущиеся клещи, которые могут быть специфическими хищниками, такими как Phytoseiulus persimilis, или более универсальными в своем рационе, например, многие виды Amblyseius. Все яйца, близкие к предполагаемой добыче, вылупляющиеся как шестиногие нимфы, проходят через две линьки, а затем развиваются как восьминогие взрослые. Место добычи обычно определяется кайромонами (полуохимическими), высвобождаемыми фекалиями, повреждениями растений или, в случае пауковых клещей, их лямкой, которая производит привлекательное и арестное раздражение у хищника, который удерживает их в непосредственной близости от хозяина. Большинство хищных клещей способны выживать при сравнительно небольшом количестве добычи и могут быстро увеличиваться, чтобы обеспечить надлежащий уровень контроля до того, как произойдет какая-либо крупная вспышка.

Хищные клещи встречаются во всем мире, и некоторые из них находятся в коммерческом производстве для массового высвобождения, особенно для защищенных культур. Однако их использование на открытых культурах растет, особенно на съедобных культурах, где интервалы после сбора урожая многих пестицидов ограничивают или даже препятствуют химическому вмешательству. Многие виды Amblyseius могут быть массово произведены на основе ветряной диеты, которая может быть упакована вместе с фактическим клещом в бумажные пакетики для удобства распространения и улучшения размещения на урожае.

Рисунок 25: Взрослый хищный клещ, употребляющий фитофагозный клещ (слева), пакетик с контролируемой системой высвобождения (CRS), помещенный на коммерческую культуру для введения амблисейдных хищных клещей (справа)

Рисунок 26: Жизненный цикл хищных клещей, семейPhytoseiidae (K. Kos, с разрешением на авторское право)

Паразитоидная оса (Aphidius colemani)

Aphidius colemani маленькая, черная оса длиной 4-5 мм, которая вставляет одно яйцо в тлю хозяина. Все остальные жизненные этапы происходят внутри тли. Появление золотисто-бурой мумии указывает на наличие этих паразитоидов на урожае. В общем, этот паразитоид атакует более мелкие виды тли. Этот вид доступен на коммерческой основе во многих странах. Aphidius spp. хороши на месте хоста и могут обеспечить разумный уровень контроля, если они вводятся рано, когда число вредителей низко. Однако, если тля установлена в колониях, A. Colemani займет некоторое время, чтобы повлиять на популяцию вредителей, поэтому следует рассматривать хищников или селективный пестицид. Мумия стадия терпима к большинству пестицидов с короткостойкостью, но такие, как синтетические пиретроиды имеют длительную остаточную активность и могут убить взрослого человека по мере его появления из тли мумии. Банкирские растения зерновых, зараженных конкретной тлей, полезны в посевах, где требуется непрерывное снабжение паразитоидами.

Рисунок 27: Взрослые паразитоидные осы (Aphidius colemani) яйцевидные в тли (слева). Тля паразитизирована Aphidius colemani: мумия стадии (справа)

Рисунок 28: Паразитоидная оса (Aphelinus mali) для биологического контроля тли (Eriosoma lanigerum) (K. Kos, с разрешения авторского права)

*Авторское право © Партнеры проекта Aqu @teach. Aqu @teach является стратегическим партнерством Erasmus+ в области высшего образования (2017-2020), возглавляемым Университетом Гринвича, в сотрудничестве с Цюрихским университетом прикладных наук (Швейцария), Техническим университетом Мадрида (Испания), Люблянским университетом и Биотехническим центром Naklo (Словения) . *