Действие феромонов насекомых было известно людям еще в древности. Впервые эти пахучие вещества у медоносной пчелы (Apis mellifera) описал английский естествоиспытатель Чарльз Батлер в своей книге «Женская монархия», которая была издана в 1609 г. Французский энтомолог Жан-Анри Фабр во второй половине XIX века проводил экс-перименты с бабочками грушевой сатурнии (Saturnia pyri). Он обнаружил, что самка сатурнии, только что вышедшая из куколки, способна привлечь десятки самцов своего вида с расстояния в несколько километров. Химический состав феромона насекомого впервые смог установить немецкий биохимик и нобелевский лауреат Адольф Бутенандт в 1959 г.
Для выделения 6,4 мг бомбикола, полового феромона самки тутового шелкопряда (Bombyx mori), ему и его команде потребовалось 20 лет тщательных экспериментов.
Термин «феромон» был предложен немецким биохимиком Петером Карлсоном и швейцарским энтомологом Мартином Люшером также в 1959 г.; он происходит от двух греческих слов: «фереин» – переносить, и «гормон» – возбуждать, т.е. «переносчик возбуждения».
В 1960 г. американский ученый Мартин Джекобсон и его коллеги смогли определить структуру полового феромона непарного шелкопряда, а затем синтезировали его аналог. Полученный синтетический феромонный препарат стали широко использовать в ловушках для мониторинга этого вредителя в США.
К 1984 г. в мире были синтезированы феромоны 670 видов насекомых. В СССР уже в 1976 г. для мониторинга восточной плодожорки начали применять феромонные ловушки американского производства, а с 1978 г. началось использование отечественных ловушек.
К 1990 г. 26 феромонных препаратов отечественного производства были разрешены к применению на территории нашей страны.
К настоящему времени учеными разных стран идентифицированы феромоны нескольких тысяч видов насекомых, многие из которых являются вредителями сельского и лесного хозяйства.
Мировое использование феромонов как метода борьбы с вредителями стремительно растет. По данным Grand View Research, в 2014 году мировой рынок феромонов оценивался в $ 1,7 млрд без учета данных по России и СНГ, за последние годы рынок вырос еще на 25-25%. При этом более 70% предложенных препаратов приходится на половые феромоны. В России половые феромоны составляют более 85% рынка.
На сегодняшний день феромонные ловушки применяется в мире для защиты плодовых и овощных культур, винограда, хлопка и лесных пород от чешуекрылых вредителей на общей площади около 700 тыс. га.
В странах Европейского Союза его используют для защиты виноградников от листоверток на площади более 100 тыс. га, для защиты яблони, груши и персика от плодожорок и листоверток – на площади более 50 тыс. га.
Суть метода – в насыщении атмосферы сада или виноградника парами синтетического полового феромона, благодаря чему наблюдается эффект «дезориентации» самцов: они не могут обнаружить самок и спариться; самки не откладывают яйца, и, таким образом исключается появление гусениц, способных повреждать растения. Наиболее часто используют диспенсеры в виде полиэтиленовых ампул или трубок, которые развешивают на деревья, в среднем 300–1000 шт./га, что соответствует внесению 50–100 г синтетического феромона на 1 га за сезон.
Стоимость применения метода дезориентации для защиты плодовых культур и винограда от чешуекрылых вредителей в ЕС – 100–250 евро/га и, в ряде случаев, равноценна стоимости применения инсектицидов на той же площади.
Метод эффективен лишь при относительно невысокой начальной численности вредителей. Эффективность дезориентации снижается и в результате залета оплодотворенных самок с необработанных участков, поэтому необходимо полномасштабное применение дезориентации на ограниченных территориях (например, на всех близлежащих фермах или кварталах плодового сада).
Эффективность метода также зависит от обрабатываемой площади: она наиболее высока на 10 га и более.
От естественных - к синтетическим
Термин «феромоны» сегодня используют для обозначения класса биологически активных сигнальных веществ, которые синтезируются в организме животных; попадая во внешнюю среду, они вызывают ответные реакции у других особей этого же вида.
У многих насекомых феромоны играют важную роль в коммуникации, например, сближая самцов и самок в период размножения, или управляя поведением и физиологическими процессами у общественных видов насекомых.
По химическому составу феромоны насекомых относятся к разным классам органических соединений, таких как спирты, альдегиды, эфиры, гетероциклические соединения, терпеноиды, стероиды и др.
Феромоны насекомых, применяемые сегодня в растениеводстве, являются неотъемлемой частью интегрированной защиты растений. Это экологически безопасные вещества, обладающие узкоспецифическим действием на один или группу близких видов насекомых. Благодаря природному происхождению они обладают совместимостью с окружающей средой и обеспечивают максимальное сохранение целевой культуры.
Как правило, феромон насекомого состоит из смеси веществ: в его состав может входить более 10 компонентов. Молекулы феромонов высоколетучи, быстро разлагаются под действием кислорода воздуха, влаги и света.
Источником феромона у насекомых могут быть отдельные секреторные клетки, разбросанные по всему телу или их группы, образующие особый орган – феромонную железу. Протоки феромонных желез открываются на поверхности тела или в полостях, сообщающихся с внешней средой.
Насекомые выделяют феромон в микроколичествах: так, например, самка яблонной плодожорки (Cydia pomonella) выделяет всего лишь 9 нанограммов феромона в час. Однако и этого количества достаточно, чтобы самец плодожорки смог учуять запах и найти самку в кроне дерева.
Феромоны насекомых видоспецифичны – выделенные одними особями, они привлекают особей лишь этого вида. Насекомые воспринимают запах феромонов при помощи хеморецепторных сенсилл – особых рецепторов в виде волосков, щетинок или бугорков, находящихся на усиках; их число на одном усике может достигать 15 тысяч. Для ответной реакции насекомого достаточно наличия очень небольшого количества феромона в воздухе. Например, самец тутового шелкопряда способен различать феромон самки в концентрации 1 молекула на 1017 молекул воздуха, а при улавливании не менее 1 молекулы в секунду в расчете на поверхность обоих усиков, он начинает движение в поисках самки.
Биологическое назначение феромонов насекомых неодинаково. Их разделяют на половые (способствующие сближению особей противоположных полов в период размножения), агрегационные (обеспечивающие сосредоточение особей обоих полов), следовые, территориальные, феромоны тревоги (отпугивающие насекомых) и др.
У общественных насекомых (муравьи, пчелы, термиты и др.) феромоны координируют деятельность всех особей одной семьи, поддерживают ее единство. Определив химический состав феромона насекомого, можно синтезировать его в лабораторных условиях. Синтез действующих веществ для феромонных ловушек требует развитой технологической базы, дорогостоящего оборудования, высокой культуры производства, высококвалифицированных специалистов-химиков.
Среди производителей синтетических феромонов лидирует АО «Щелково Агрохим», которое по заявкам организаций может выпускать комплекты феромонных ловушек для мониторинга более 40 видов сельскохозяйственных и лесных вредителей. На российском рынке также представлены разработки научно-исследовательских институтов: ВНИИБЗР (Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений), ВИЗР (Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений), ВНИИКР (Всероссийский центр карантина растений), а также продукция компаний «Феромон», «НПФ «Скарабей», «Спутник-К» и др.
Синтетические аналоги половых и агрегационных феромонов используют для защиты растений от вредителей. В целях мониторинга в объеме нашей страны достаточно синтезировать по несколько десятков или сотен граммов компонентов феромонов.
Направления использования
Преимущества синтетических феромонов, применяемых в микродозах, – высокая видоспецифичность и аттрактивность. Они абсолютно безвредны для человека и окружающей среды и действуют только на целевой вид насекомого-вредителя.
Есть два основных направления практического использования синтетических феромонов против вредных насекомых:
- феромонный мониторинг - это наиболее экономичный и точный метод учета многих видов вредителей. Феромоны позволяют фиксировать начало лета вредителей, получать данные об их численности или определять ареал карантинных вредителей.
Так, например, по данным исследований применение феромонных ловушек для определения численности гроздевой листовертки (Lobesia botrana) на виноградниках в 15–20 раз эффективнее других методов учета;
- непосредственная борьба с вредителями: насытив синтетическим феромоном воздух, можно помешать самцам находить самок. Также можно привлечь насекомых с помощью феромона и выловить или уничтожить их до того, как они смогут обнаружить естественный источник феромона. В обоих случаях нарушается размножение вредителей.
Таким образом, наряду с мониторингом насекомых-вредителей применение феромонных ловушек позволяет существенно снизить популяцию вредителей посредством их массового отлова.
Для определения карантинного фитосанитарного состояния территории той или иной области и подкарантинных объектов использование феромонов позволяет оперативно получать достоверную информацию о наличии особо опасных вредителей для своевременной локализации и ликвидации их очагов.
На сегодняшний день применение половых феромонов является одним из путей снижения количества применяемых химикатов или даже полного отказа от них (в системах органического земледелия).
Типы ловушек
Для мониторинга используют феромонные ловушки, которые можно разделить на два основных типа. Первый тип – феромонные клеевые ловушки, состоящие из 3 основных элементов: корпуса (изготовленного из ламинированного картона или пластика), клеевого вкладыша, покрытого невысыхающим клеем, на который отлавливаются приманиваемые насекомые, и диспенсера, из которого происходит испарение феромона.
Клеевые вкладыши заменяют по мере их засорения или подсыхания клея. Резиновые феромонные диспенсеры заменяют через каждые 5–6 недель, а фольгапленовые, содержащие феромон и растворитель, могут сохранять эффективность до 3 месяцев. Обычно диспенсер содержит 0,5–2 мг синтетического феромона. Клеевые ловушки используют для мониторинга вредителей в плодовом саду.
Ловушки второго типа – бесклеевые – также состоят из корпуса и диспенсера, но не имеют клеевого вкладыша; для отлова насекомых в них используются различного устройства резервуары (приемники), из которых насекомые не способны выбраться. При помощи этих ловушек можно отлавливать живых насекомых; они могут комплектоваться и инсектицидными вкладышами для умерщвления вредителей.
Феромоны против совки
Озимая совка (лат. Agrotis segetum) представляет отряд чешуекрылых, семейства Совки или Ночниц (Nocluidae). Она является опасным для посевов сельхозкультур вредителем, поскольку повреждает более ста сорока семи видов растений, включая овощные, зерновые, картофель, свеклу, капусту, бахчевые и даже плодово-ягодные культуры. Личинки и гусеницы совки в состоянии нанести ощутимый вред также сое, подсолнечнику, кукурузе, гороху, клеверу, люцерне.
Эти насекомые отличаются широким полифагом, на сегодняшний день этнографический порог вредоносности совки в России установлен до двух гусениц на 1 м2 посевного поля.
Замечено, что одна гусеница совки в течение суток способна обгрызть корешки у пятнадцати молодых корнеплодов свеклы, а десять взрослых гусениц могут уничтожить все ростки пшеницы и сои, произрастающие на одном квадратном метре посевов. Личинки выедают прорастающие семена, отчего происходит прореживание всходов, и образуются оголенные участки поля. Молодые гусеницы объедают пластинку листьев, а взрослые в состоянии подгрызть росток возле узла кущения, что неминуемо приводит к гибели растения. Этого вредителя необходимо уничтожать во всех стадиях его развития. Для этого необходимо знать, насколько велика угроза поражения растений этим вредителем.
Присутствие и увеличение численности совки на том или ином участке можно выявить при помощи феромонных ловушек. По данным ФГБУ «Россельхозцентр», феромонные ловушки рекомендуется помещать на полях из расчета 2 ловушки на 1 гектар посевов.
Экспертами ФАО разработаны рекомендации по контролю кукурузной листовой совки (эти мероприятия применимы ко всем типам совок). Согласно им, ловушки следует поместить на поле сразу после посева, а считать улов необходимо начинать после появления всходов, чтобы не пропустить первое появление бабочек. Для размеще- ния ловушки следует подобрать подходящее место. Выбираемое место должно быть внутри или у края поля или же на открытом участке поблизости. Ловушку необходимо подвесить к шесту или к ветке на расстоянии примерно 1,5 м над землей. Одна ловушка используется на каждые 0,5–2 га. Проверять ловушки необходимо дважды в не- делю, подсчитывая число бабочек кукурузной листовой совки внутри ловушки. Исходя из их числа, сельхозпроизводители знают, присутствует ли кукурузная листовая совка на их полях и есть ли необходимость в более активном обследовании на выявление вредителя.
Экспертами ФАО предлагается универсальная конструкция ловушки для различных видов совки (рис. 1).
.jpg)
Это воронка или ведерко, в которое помещен феромон, привлекающий бабочек-самцов. Попадая внутрь, бабочки не в состоянии выбраться самостоятельно.
Такая ловушка обеспечивает высокой улов бабочек, она крепкая и может использоваться много раз, ее можно оставлять на длительный период. В качестве ловушки можно использовать и другие аналогичные самодельные конструкции, например, сделанные из пустых пластиковых бутылок.
Проверять ловушки необходимо дважды в неделю, подсчитывая число бабочек кукурузной листовой совки внутри ловушки:
1. Открыть ловушку-ведерко, поворачивая против часовой стрелки нижнее прозрачное ведерко, удерживая неподвижно желтую воронку сверху;
2. Найти чистую ровную по- верхность (можно использовать лист белой бумаги) и опрокинуть на нее ведерко, чтобы вытряхнуть бабочек;
3. Отобрать всех бабочек, не являющихся кукурузной листовой совкой, и других насекомых, попавших в ловушку;
4. Тщательно пересчитать бабочек кукурузной листовой совки.
Полученную в ходе проверки феромонных ловушек информацию необходимо тщательно зафиксировать, и в случае, если их количество выше установленных нормативов, принимать необходимые меры.
Для достижения оптимальных результатов феромонную приманку обычно необходимо заменять каждые 3–6 недель в зависимости от температуры, компонентов феромона и характеристик испускания. Это означает, что на одну ловушку в течение одного сезона выращивания кукурузы потребуется около пяти приманок.
Ловушки для вредителей плодовых и овощных
Для мониторинга разных видов чешуекрылых вредителей часто используют клеевые ловушки.
В плодовых садах ловушки для плодожорок размещают в конце цветения, из расчета 1 ловушка на 3–5 га. Для привлечения самцов яблонной плодожорки в ловуш- ках используют феромонный препарат диенол-П, восточной (Cydia molesta) – аценол-В, сливовой (Cydia funebrana) – денацил-П или их аналоги.
Ловушки размещают в кроне дерева на высоте 1,7 м; их проверяют 1 раз в 5 дней, подсчитывая отловленных бабочек и затем удаляя их с помощью пинцета. Сигнал для применения инсектицидов против яблонной и сливовой плодожорки – улов 5 и более самцов на 1 ловушку за 5 дней; против восточной плодожорки, как против карантинного вредителя, обработки проводят при любой численности.
В садах с низкой и средней численностью яблонной плодожорки (5–20 бабочек на 1 ловушку за 1 неделю) обычно проводят 1–2 опрыскивания против 1-го поколения.
В начале пика лета (до массового отрождения гусениц) применяют инсектициды из группы ювенильных гормонов (димилин, люфокс, матч и др.). Обработки фосфоро-органическими (дурсбан, кемифос, фуфанон и др.) или пиретроидными (арриво, децис профи, каратэ зеон и др.) инсектицидами проводят через 8–12 дней после каждого пика лета (в период массового отрождения гусениц из яиц).
В эти же сроки можно применять и биопрепараты (лепидоцид, фитоверм, фермовирин ЯП). На участках с высокой численностью вредителя (более 20–25 бабочек на 1 ловушку за 1 неделю) проводят 2–3 обработки с интервалом 10–12 дней. Защищать урожай от плодожорок в небольших приусадебных или дачных плодовых садах можно и методом массового отлова: при этом размещают 1 феромонную ловушку в расчете на 2–3 дерева (25–30 ловушек на 1 га).
При этом большая часть самцов плодожорок отлавливается в ловушки до спаривания с самками, благодаря чему достигается эффект «самцового вакуума». В результате, значительное количество самок не откладывают яйца – и поврежденность плодов снижается. Однако этот метод эффективен, как правило, лишь при относительно низкой начальной численности вредителей и отсутствии поблизости других плодовых на- саждений, откуда могут прилетать оплодотворенные самки.
Для контроля разных видов листоверток (Tortricidae) и горностаевых молей (Yponomeuta spp.) всадах, питомниках и лесопарках, а также побеговьюнов (Rhyacionia spp.) на хвойных породах, размещают 1 ловушку с соответствующим феромонным препаратом на 5–10 га (или на небольшой сад или питомник).
Пороговыми значениями, при которых необходимы обработки инсектицидами, в зависимости от вида, считают отлов 10–40 самцов на 1 ловушку за период лета одного поколения.
Феромонные ловушки для наблюдения за динамикой лета капустной совки (Mamestra brassicae) на посадках овощных культур выставляют на шестах за 10–12 дней до предполагаемого начала лета бабочек. На каждом поле капусты, томатов и других овощных культур размещают 3 ловушки на 5 га; на площадях свыше 10 га – дополнительно по 1 ловушке на каждые 5 га.
Осмотр ловушек до начала лета бабочек нужно проводить ежедневно, а затем – 1 раз в неделю; при этом подсчитывают отловленных бабочек совки. Началом лета капустной совки считается дата отлова первых бабочек. Массовый лет обычно характеризуется резким увеличением уловов – 6–8 и более бабочек на 1 ловушку за 5 дней.
Обработки капусты биологическими (бикол, лепидоцид, фитоверм) или химическими (арриво, герольд, интавир, суми-альфа и др.) препаратами приурочивают к массовому отрождению гусениц капустной совки, корректируя прогноз по учетам гусениц на посадках. Как правило, оно наступает через 5–7 дней после массового лета или через 16–20 дней после его начала. Аналогично можно проводить мониторинг и других видов совок, повреждающих овощные культуры.
Правила работы с ловушками
Хотя синтетические феромоны абсолютно безопасны для человека и окружающей среды, при работе с ними нужно соблюдать элементарные правила. Феромонные диспенсеры хранят в сухом темном месте, недоступном для детей и домашних животных, отдельно от пищевых продуктов, лекарств и кормов. Диспенсеры должны быть защищены от воздействия влаги, посторонних веществ, прямых солнечных лучей - феромоны быстро теряют качество на ярком свету или при высоких температурах. Поэтому емкости необходимо хранить внутри заводской герметичной упаковки до начала использования.
Лучше всего хранить их в плотно закрытых стеклянных банках при температуре 3...5°С. Заправку ловушек феромонными диспенсерами проводят непосредственно перед их применением. Резиновые феромонные диспенсеры, чтобы не загрязнить их посторонними веществами, размещают в ловушки при помощи пинцета. После работы с ловушками следует тщательно вымыть руки с мылом.
Если во время заправки ловушек клеевыми вкладышами на руки попал клей, то его можно легко удалить с помощью тампона, смоченного растительным маслом. Использованные феромонные диспенсеры и ловушки, изготовленные из ламинированного картона, утилизируют, а пластиковые ловушки можно применить на следующий год.
Эксперты предупреждают, что не все доступные на рынке коммерческие приманки одинаковы.
Разные компании используют разное количество, сочетания и процентный состав различных выявленных ключевых компонентов феромона, что влияет на результаты улова самцов вредителя и других бабочек. Рекомендуется применять феромонные ловушки известных производителей, гарантирующих эффективность их использования.
