Способ предупреждения развития резистентности колорадского жука к инсектицидам

Способ предупреждения развития резистентности колорадского жука к инсектицидам

Реферат

 

Изобретение относится к отрасли сельского хозяйства, в частности к области защиты растений от вредителей и болезней, и может быть использовано для предупреждения развития резистентности колорадского жука к инсектицидам. Для предупреждения развития устойчивости колорадского жука к инсектициду той или иной химической группы антирезистентную обработку проводят смесью водных суспензий инсектицида, микробиологического препарата на основе энтомопатогенных нематод рода Steinernema и медьсодержащего фунгицида. Смесь предварительно нагревают до температуры 27-32С и используют против личинок 1-2 возрастов колорадского жука в часы вечернего максимума влажности воздуха в верхнем ярусе куста картофеля. Положительный эффект способа состоит в снижении инсектицидной нагрузки на вредителя и защищаемое растение с 0,85-1,65 л/га (кг/га) до 0,01-0,5 л/га (кг/га) и кратности обработок в 3 раза, повышении потенциала антирезистентной активности инсектицидов в 3-6 раз, биологической эффективности и экологической безопасности их применения на посадках картофеля в борьбе с колорадским жуком. 2 табл.

Изобретение относится к отрасли сельского хозяйства, в частности к области защиты растений от вредителей и болезней, и может быть использовано для предупреждения развития резистентности колорадского жука к инсектицидам.

Известно, что резистентность является ответной физиологической реакцией вредителя на воздействие инсектицидов, предрасположенность к которым характерна для экологически пластичных видов насекомых, к каким относится колорадский жук. Примером реализации адаптивного потенциала колорадского жука к токсикантам служит прогрессирующее в последние годы развитие резистентности его к пиретроидным и фосфорорганическим инсектицидам, широко применяемым для защиты картофеля от этого вредителя. Процесс адаптации сопровождается снижением токсичности и биологической эффективности инсектицидов, приводит к вынужденному увеличению их дозировок и кратности обработок, что индуцирует развитие резистентности и ухудшает экологию окружающей среды /Сухорученко Г.И., Долженко В.И., Васильева Т.И., Иванов С.Г., Зверев А.А. Проблема резистентности колорадского жука к современным инсектицидам. - В сб. “Современные системы защиты и новые направления в повышении устойчивости картофеля к колорадскому жуку”. – М., Центр “Биоинженерия” РАН, 2000/.

Существует несколько способов преодоления и профилактики развития резистентности. Наиболее близким из них, принятым за прототип является способ предупреждения развития резистентности у колорадского жука посредством чередования инсектицидов разного механизма действия с микробиологическими препаратами /Сухорученко Г.И., Долженко В.И., Коваль А.Г. Эффективность чередования инсектицидов разного механизма действия в борьбе с резистентными популяциями колорадского жука Leptinotarsa decemlineata Say. - Материалы 9 совещания, СПб, 2000/.

К недостаткам прототипа относится: большое количество (не менее 3-х) обработок картофеля средствами борьбы с колорадским жуком; высокая инсектицидная нагрузка на вредителя и защищаемое растение и низкая биологическая эффективность биопрепаратов, требующая дополнительных обработок картофеля инсектицидами; необходимость постоянно менять химические группы инсектицидов, что ограничено возможностями их ассортимента, состоящего более чем на 90% из пиретроидных и фосфорорганических препаратов. Кроме того, система чередования инсектицидов и биопрепаратов, являясь составной частью комплекса мероприятий по защите картофеля от вредителей и болезней, не связана с профилактическими обработками растений фунгицидами, несмотря на то, что, по меньшей мере, одна из них совпадает по срокам проведения с антирезистентной обработкой против личинок вредителя.

Целью изобретения является разработка способа, предупреждающего развитие устойчивости колорадского жука к инсектицидам и объединяющего антирезистентное мероприятие против вредителя с профилактической фито-санитарной обработкой растений против возбудителей болезней, позволяющего снизить химическую нагрузку на защищаемое растение и адаптивную реактивность вредителя к инсектицидам, повысить эффективность и экологическую безопасность их применения на картофеле.

Поставленная цель достигается путем опрыскивания растений картофеля смесью водных суспензий инсектицида, микробиологического препарата на основе энтомопатогенных нематод рода Steinernema и медьсодержащего фунгицида. Смесь предварительно нагревают до 27-32С для активации нематод и вывода их из состояния оцепенения, в котором они находятся при низких температурах, необходимых для хранения маточных суспензий. Приготовленную смесь применяют против личинок 1-2-го возрастов колорадского жука в часы вечернего максимума влажности воздуха в верхнем ярусе куста картофеля, когда кутикула вредителя наиболее проницаема для нематод, а повышенная влажность способствует проявлению и распространению инфекционного начала фитофтороза и макроспориоза. Дозировку инсектицида в смеси (в зависимости от увеличивающейся его нейротоксичности, таблица 1) снижают в 3-6 раз от рекомендованной на картофеле для борьбы с колорадским жуком.

Пример 1.

В бак ранцевого опрыскивателя объемом не менее 6 л последовательно вносят 0,5 мл концентрата эмульсии инсектицида децис, КЭ (25 г/л), 4 л воды, предварительно нагретой до 27-32С (используют воду, настоявшуюся на солнце в течение дня), 1 л водной суспензии нематод одного из видов р. Steinernema в концентрации 20 млн. инвазионных личинок/л (маточные суспензии нематод видов S. carpocapsae и S. feltiae производит опытно-технологическая линия ВИЗР, специализирующаяся на выпуске микробиологических препаратов немабакт и энтонем) и 42 г смачивающегося порошка фунгицида пилон, СП (500 г/кг), перемешивают до образования однородной суспензии, создают давление в баке опрыскивателя при помощи насоса и опрыскивают растения картофеля, заселенные личинками 1-2 возрастов колорадского жука. Эффективность способа представлена в таблице 2.

Пример 2.

В бак ранцевого опрыскивателя объемом не менее 6 л последовательно вносят 8 мл концентрата эмульсии инсектицида актеллик, КЭ (500 г/л), далее по тексту примера 1. Эффективность способа представлена в таблице 2.

Пример 3.

В бак ранцевого опрыскивателя объемом не менее 6 л последовательно вносят 2 мл концентрата эмульсии инсектицида регент, КЭ (25 г/л), далее по тексту примера 1. Эффективность способа представлена в таблице 2.

Пример 4.

В бак ранцевого опрыскивателя объемом не менее 6 л последовательно вносят 170 мг инсектицида актара, ВДГ (250 г/кг), далее по тексту примера 1. Эффективность способа представлена в таблице 2.

Исследовательская работа и апробация способа проводились на чувствительных к инсектицидам популяциях колорадского жука: Ленинградской, формирование которой началось в конце 90-х годов прошлого столетия и не подвергавшейся массированному химическому прессу, и Нижегородской (Кстовский район), сохранившей природную восприимчивость к инсектицидам и развивающейся на производственных и элитно-семеноводческих посадках картофеля, расположенных в ОПХ “Центральное” и НИПТИ Нижегородского АПК, отличающихся высокой культурой земледелия и рациональным применением пестицидов.

В исследованиях были использованы стандартные методы проведения полевых и лабораторных испытаний средств защиты растений, экологического и токсикологического мониторинга с элементами фитосанитарного и биологического контроля /“Методические указания по испытанию инсектицидов, акарицидов и моллюскоцидов в растениеводстве”. - М., 1986; “Преодоление резистентности вредителей сельскохозяйственных культур к пестицидам. Методические указания” - М., 1991/. Чувствительность личинок 2-го возраста (L₂) колорадского жука к инсектицидам и их токсичность определялась по концентрациям, вызывающим 50% (СК-50, % д.в.) и 95% (СК-95, % д.в.) смертность вредителя. По отношению СК-95 инсектицида к его производственной концентрации (ПК) определялся потенциал устойчивости вредителя к токсиканту, а по отношению ПК к СК-95 - потенциал антирезистентной активности инсектицида. Показателем биологической эффективности инсектицидов служило снижение численности вредителя относительно исходной через 5 суток после применения препаратов. Численность колорадского жука определялась на 10 учетных растениях каждой повторности варианта; количество повторностей в одном варианте - 4. Апробация способа проводилась при высокой численности вредителя, превышающей в 2-3 раза значения его экономического порога вредоносности. В опытах использованы наиболее распространенные и широко применяемые на картофеле инсектициды следующих химических групп: пиретроиды - децис, КЭ (25 г/л), суми-альфа, КЭ (50 г/л), фосфорорганические - актеллик, КЭ (500 г/л), неоникотиноиды - актара, ВДГ (250 г/кг), фенилпиразолы - регент, КЭ (25 г/л), микробиологический препарат битоксибациллин П (БТБ). В качестве медьсодержащего фунгицида использован препарат пилон, СП, содержащий хлорокись меди + цимоксанил (460+40 г/кг), рекомендованный для профилактических опрыскиваний картофеля против фитофтороза и макроспориоза. Обработки растений проводили ранцевым опрыскивателем “Соло-456” насосного типа с объемом резервуара 6 л. Биологическая эффективность инсектицидов определялась по формуле

Э=100-(в:а)100,

где Э - биологическая эффективность, %;

а - численность вредителя до обработки (экз./растение);

в - численность вредителя после обработки.

В таблице 1 представлены результаты оценки чувствительности личинок (L₂) колорадского жука к инсектицидам разных химических групп и неоднородного механизма действия. Показано, что по токсичности и механизму действия препаратов можно судить о потенциале устойчивости вредителя к инсектицидам и предрасположенности его к развитию резистентности, как процессу, определяющему направленность естественного отбора устойчивых особей в его популяциях. Так, неоникотиноиды имеют 74,6-кратный потенциал антирезистентной активности, фенилпиразолы - 59,5^х, что значительно выше, чем у пиретроидов, ресурс токсичности которых, как свидетельствуют результаты экологического мониторинга, проводимого в Нижегородской области, исчерпывается в течение 3-4 лет бессменного применения их на картофеле, затем начинает развиваться резистентность вредителя и снижаться биологическая эффективность инсектицидов. Следовательно, можно определить продолжительность этого процесса и для инсектицидов других химических групп: у фосфорорганических препаратов, имеющих 26,9^х потенциал антирезистентной активности, он будет короче в 1,4 раза, у фенилпиразолов и неоникотиноидов - продолжительнее в 1,5 и 1,9 раза соответственно. Это свидетельствует о видовой гетерогенности колорадского жука по признаку чувствительности к разным химическим группам инсектицидов и указывает на ограниченность ресурса их антирезистентной активности.

Повысить потенциал антирезистентной активности инсектицида той или иной химической группы возможно при использовании его в смеси с водными суспензиями микробиологического препарата на основе энтомопатогенных нематод и медьсодержащего фунгицида. Каждая такая смесь обладает комбинированным механизмом действия на личинок вредителя. Нематоды, являясь эндопаразитами и заражая личинку симбиотическими бактериями, способствуют процессу ингибирования инсектицидом мишени его нейротоксического действия, что приводит к необратимым физиологическим изменениям в интоксицированном организме и снижению активности микросомальных оксигеназ и других ферментов, ответственных за деградацию того или иного инсектицида и реализацию адаптивного потенциала вредителя. Чувствительность вредителя к таким смесям и их нейротоксичность повышается в 3,2-6,1 раза, чему способствует также потенцирующее действие медьсодержащего фунгицида, усиливающее процессы ингибирования в организме вредителя, что позволяет адекватно снизить дозировки инсектицидов без ущерба для их биологической эффективности (таблицы 1, 2).

В таблице 2 приводится сравнительная эффективность двух способов предупреждения развития резистентности колорадского жука к инсектицидам. В вариантах прототипа развитие резистентности сдерживается размежеванием химических средств биологическими и последовательным воздействием на вредителя инсектицидов разного механизма действия. Средняя биологическая эффективность 3-х обработок против вредителя составляет 81,8-84,4% при суммарном расходе инсектицидов 0,85-1,65 л/га.

Примеры 1, 2, 3 и 4 также свидетельствуют о возможности предупреждения развития резистентности колорадского жука к инсектицидам. Однако достигается это за счет одновременного воздействия на личинок вредителя препаратов разного механизма действия в виде смеси того или иного инсектицида с энтомопатогенными нематодами и медьсодержащим фунгицидом. Опрыскивание картофеля такими смесями позволяет сократить кратность обработок в 3 раза и расход инсектицидов в 3-6 раз пропорционально увеличивающейся их токсичности для вредителя. Одновременное использование разных по механизму действия препаратов снижает потенциал устойчивости колорадского жука к инсектицидам и предрасположенность его к развитию резистентности, повышает эффективность и экологическую безопасность применения средств защиты картофеля от этого вредителя.

В примере 1 показано, что опрыскивание картофеля смесью дециса с нематодами и медьсодержащим фунгицидом снижает численность личинок колорадского жука на 95,7%. Это на 11,3-13,9% выше средней биологической эффективности прототипа. Полученный эффект достигнут при снижении дозировки дециса в 5 раз, кратности обработок - в 3 раза и общей инсектицидной нагрузки на вредителя и защищаемое растение - с 1,65 до 0,03 л/га, что в 55 раз ниже, чем в сопоставимом варианте прототипа. Следовательно, потенциал антирезистентной активности пиретроидов на примере дециса, как типичного представителя этой группы инсектицидов, увеличивается, а потенциал устойчивости к ним вредителя снижается.

При использовании для борьбы с колорадским жуком смеси актеллика с нематодами и фунгицидом со сниженной в 3 раза дозировкой инсектицида (пример 2) биологическая эффективность составляет 92,1%, что на 7,7-10,3% выше средних ее значений у прототипа. Общий инсектицидный пресс на вредителя в этом случае снижается в 1,7-3,3 раза, что так же, как и в примере 1, свидетельствует о преимуществе предлагаемого способа предупреждения развития резистентности колорадского жука как к пиретроидным, так и фосфорорганическим инсектицидам.

Для предупреждения развития резистентности колорадского жука к фенилпиразолам (пример 3) картофель обрабатывают смесью регента с нематодами и фунгицидом, что обеспечивает снижение численности личинок вредителя на 96,5% при уменьшенной в 5 раз дозировке инсектицида. Суммарная инсектицидная нагрузка на вредителя снижается в 7,1-13,7 раза, а биологическая эффективность повышается на 12,1-14,7% относительно средних ее значений в вариантах прототипа. Максимальное повышение биологической эффективности антирезистентного мероприятия (98,7%) при минимальном инсектицидном воздействии на вредителя (0,01 кг/га) достигается при обработке картофеля смесью водных суспензий инсектицида актара с нематодами и фунгицидом (пример 4).

Приведенные в таблицах 1 и 2 материалы свидетельствуют о преимуществе предлагаемого способа предупреждения развития резистентности колорадского жука к инсектицидам разных химических групп, повышении их биологической эффективности и антирезистентного потенциала. Показана возможность снижения адаптивной реактивности вредителя к инсектицидам за счет уменьшения в 3-6 раз нагрузки на специфические мишени их нейротоксического действия и включения в процесс интоксикации вредителя энтомопатогенных нематод и органической лиганды молекулы медьсодержащего фунгицида, повышающих восприимчивость личинок колорадского жука к инсектицидам и снижающих активность ферментов, ответственных за развитие резистентности. При этом способе не требуется менять химические группы инсектицидов для воздействия на разные мишени их нейротоксического действия в целях профилактики развития у вредителя как групповой, так и перекрестной резистентности.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет решить следующие задачи: предупредить развитие резистентности колорадского жука к инсектицидам разных химических групп и объединить антирезистентное мероприятие против вредителя с профилактической фитосанитарной обработкой растений против возбудителей фитофтороза и макроспориоза, снизить химический пресс на защищаемое растение и сократить расход инсектицидов на борьбу с вредителем с 0,85-1,65 л/га (кг/га) до 0,01-0,5 л/га (кг/га), повысить эффективность и экологическую безопасность применяемых на картофеле средств защиты растений.

Источники информации

1. Сухорученко Г.И., Долженко В.И., Васильева Т.И., Иванов С.Г., Зверев А.А. Проблема резистентности колорадского жука к современным инсектицидам. - В сб.: “Современные системы защиты и новые направления в повышении устойчивости картофеля к колорадскому жуку”. Серия “Генная инженерия и экология”, том 1. - М., Центр “Биоинженерия” РАН, 2000, с.93-99.

2. Сухорученко Г.И., Долженко В.И., Коваль А.Г. Эффективность чередования инсектицидов разного механизма действия в борьбе с резистентными популяциями колорадского жука Leptinotarsa decemlineata Say. - В сб.: “Современное состояние проблемы резистентности вредителей, возбудителей болезней и сорняков к пестицидам в России и сопредельных странах на рубеже XXI века.”. Материалы 9 совещания (20, 22 декабря 2000 г., Санкт-Петербург). - СПб, ВИЗР, 2000, с.37.

3. Методические указания по испытанию инсектицидов, акарицидов и моллюскоцидов в растениеводстве. Под редакцией Новожилова К.В. и др. – М., 1986, 275 с.

4. Преодоление резистентности вредителей сельскохозяйственных культур к пестицидам. Методические указания. Составители: Сухорученко Г.И. и др. – М.: ВАСХНИЛ, 1991, 67 с.

Формула изобретения

Способ предупреждения развития резистентности колорадского жука к инсектицидам, включающий попеременную обработку растений картофеля инсектицидами разного механизма действия и биопрепаратами, отличающийся тем, что антирезистентную обработку проводят смесью водных суспензий инсектицида, микробиологического препарата на основе энтомопатогенных нематод рода Steinernema и медьсодержащего фунгицида, смесь предварительно нагревают до температуры 27-32С и используют против личинок 1-2 возрастов колорадского жука в часы вечернего максимума влажности воздуха в верхнем ярусе куста картофеля.