2.2. Разведение насекомых и клещей как объектов биотехнологии в защите растений

Биологические методы защиты растений от вредных насекомых требуют разработки способов накопления либо фитофагов, либо энтомофагов, что относится к технической энтомологии.

Рассмотрим практическое применение принципов технической энтомологии. Для подавления вредных насекомых в открытом и защищенном грунте используют выпуски искусственно разводимых энтомофагов. Уровни их культивирования могут быть лабораторными, лабораторно-полевыми или массовыми (промышленными). Разведение осуществляется в технобиоценозе на естественном или искусственном корме. ИПС, как правило, полусинтетические. Стартовую колонию выбирают преимущественно в зоне пессимума. Биотехнология разведения энтомофагов своей продукцией имеет работающую культуру.

Разведение насекомых основано на принципе триотрофа (кормовое растение - фитофаг (консумент 1-го порядка) - энтомофаг (консумент 2-го порядка) (рис. 2.3).

Рисунок 2.3. Система триотрофа

Методики разведения насекомых

Трихограмма (рис. 2.4).В нашей стране, как и во всем мире, для выпуска в открытом грунте чаще всего применяют яйцееда — трихограмму. Поэтому для данного энтомофага хорошо изучены условия его массового производства. В отношении трихограммы разработан интегрированный показатель целевого назначения культуры.

Рисунок 2.4. Трихограмма

Предложен обобщенный критерий качества трихограммы, включающий следующие частные показатели: процент отрождения имаго, половой индекс, плодовитость и поисковую способность. Экспериментально найдена линейная зависимость между ожидаемой биологической эффективностью энтомофага Е и его обобщенным критерием качества Д:

На культуры трихограммы обычно составляют паспорт, включающий:

1) обозначение штамма культуры вида трихограммы, например, Тrichogramma evanescens West. (Hymenoptera: Trichogrammatidae);

2) происхождение культуры;

3) лабораторный хозяин (зерновая моль, капустная совка и т.д.);

4) условия разведения и биологические признаки паразита (трихограммы), включающие температуру, влажность, освещенность, аэрацию, длительность развития, тип паразита (эндо-, эктопаразит и т.д.), число особей на одного паразита, процент самок в популяции и т.д.

Трихограмму (T. evanescens), как консумента 2-го порядка, разводят в производственных биолабораториях или на биофабриках, в качестве пищи используют яйца зерновой моли (ситотроги). Ситотрога - это консумент 1-го порядка. Кормовой субстрат - зерно. Наиболее трудоемкие процессы производства трихограммы механизированы. Механизированная линия обеспечивает получение около 2 млрд особей паразита за сезон, что хватает на разовый выпуск примерно на 30-40 тыс. га.

Для эффективного подавления массового размножения вредителя большое значение имеет качество разводимой трихограммы, которое зависит как от исходной культуры, так и от строгого соблюдения режима микроклимата при разведении, качества яиц зерновой моли, числа поколений паразита, пассируемого через них.

Для обогащения генофонда исходной популяции и получения эффекта гетерозиса рекомендуется проводить следующие мероприятия:

● сбор в природе большого числа (не менее 1500) яиц насекомых, паразитированных трихограммой (стартовая колония);

● накопление трихограммы на маточном участке (0,5-1 га), расположенном на территории биофабрики. Этот участок ежегодно засевают сельскохозяйственными культурами с различными сроками созревания, которые искусственно заселяют фитофагами из отряда чешуекрылых и трихограммой. По периметру участок засевают нектароносами (например, горчицей);

● сбор с маточного участка кладок яиц, заселенных трихограммой, в августе-сентябре, выведение паразита, проведение двух осенних пассажей через яйца хозяев из расчета 1 самка на 10 яиц и введение трихограммы в диапаузу для длительного хранения;

● реактивация диапазирующей трихограммы (выведение из диапаузы) и групповое скрещивание;

● массовое разведение трихограммы с таким расчетом, чтобы в яйцах зерновой моли проходило не более 3-4 поколений трихограммы.

Работа по обновлению и накоплению маточного материала должна сопровождаться таксономическим контролем видовой принадлежности трихограммы и оценкой ее качества. Для повышения плодовитости и продолжительности жизни исходной популяции трихограммы ее следует подкармливать медом или 20%-м сахарным сиропом.

Сначала разводят фитофага. Зерновую моль как субстрат питания трихограммы разводят следующим образом: обеззараживают зерно ячменя термическим (в автоклавах) или химическим (фумигация метилбромидом) способами. Влажное термическое обеззараживание предпочтительнее, так как зерно размягчается, что благоприятствует внедрению и развитию гусениц фитофага. Такое обеззараживание можно провести путем погружения зерна в горячую воду при 90-95°С на 1 мин. Предварительно в воду добавляют марганцово-кислый калий (1 г на 10 л воды), чтобы предотвратить появление плесени.

Обеззараженное зерно рассыпают в кюветы слоем не более 4 см и в течение 1-2 дней доводят до оптимальной (16%) влажности, поддерживая ее в течение всего периода развития зерновой моли. Влажность зерна определяют влагомером.

Для заселения зерна используют яйца зерновой моли, отложенные бабочками на 2-3-й день жизни, причем возраст всей партии не должен отличаться более чем на сутки. Яйца помещают в термостат при 23-25°С и относительной влажности воздуха 85% на 4-5 суток. Подготовленные таким образом яйца рассыпают тонким слоем на поверхности зерна из расчета 1 г яиц на 1 кг зерна. Выходящие из яиц гусеницы зерновой моли (ситотроги) внедряются в зерно. Этот процесс завершается за 4-5 суток. После этого зерно перемешивают и поддерживают температуру 20±2°С и влажность 80±5%. Ожидают, когда пройдет цикл развития ситотроги до бабочки.

Через 2-3 дня после начала лета первых бабочек зерно пересыпают в кассеты, устанавливая их в боксы. В одном боксе размещают 10 кассет по 13-15 кг зерна. Массовый лет бабочек начинается через 3-5 дней после загрузки кассет и продолжается в течение 15-18 дней. Выходящие из зерна бабочки через перфорацию кассет проникают в бокс 3 (рис. 2.5), скапливаются в его конической части и через открываемый клапан попадают в общий насекомопровод 4. Отсюда они воздушным потоком переносятся в молеприемник 6.

Рисунок 2.5. Схема разведения трихограммы:

1 - обеззараженное зерно; 2 - зерно, заселенное яйцами ситотроги; 3 - боксы с ситотрогой; 4 - насекомопровод; 5 - пульт управления; 6 - имагоприемник с кассетами или коллектор-автомат; 7 - вытяжной шкаф для дозировки и наклеивания яиц; 8 - контейнеры (виварии); 9 - биоклиматические камеры с контейнерами для заселения яиц ситотроги трихограммой; 10 Вытяжной шкаф для удаления имаго трихограммы; 11 - политермостат для преимагинального развития трихограммы; 12 - холодильная камера для кратковременного хранения куколок трихограммы.

Бабочек собирают один раз в сутки, дозатором расфасовывают в вытяжном шкафу 7 в малые контейнеры и помещают на 4-5 суток в ячеистый термостат для откладки яиц. Собранные яйца очищают от примесей, расфасовывают в бумажные пакеты и хранят. Средний выход  яиц зерновой моли на биофабриках составляет 600 г со 100 кг зерна при длительности цикла сбора бабочек и яиц с одной партии заселенного зерна 34-45 дней и степени заселения зерна около 75%.

Кратковременное хранение яиц зерновой моли при 1-3°С и влажности 85-90% для партии, предназначенной к воспроизводству, - не более 3-4 суток, для заселения трихограммой - не более 10 суток. Для долгосрочного хранения, необходимого при круглогодичной работе, разработан способ глубокого охлаждения яиц при температуре жидкого азота (-196°С). После 6-12 месяцев хранения яйца размораживают в воде (44-45°С), высушивают и используют.

Заселение яиц фитофага трихограммой. Пластины помещают в контейнеры (8), которые затем ставят в климокамеры (9) для заселения яиц трихограммой. Заселение проводят из расчета 1 самка паразита на 20 яиц ситотроги. После заселения яиц паразитом виварии с пластинами ставят в вытяжной шкаф для удаления имаго трихограммы (10), а затем помещают политермостат (11) для преимагигального развития энтомофага (до почернения яиц фитофага, что соответствует фазе предкуколки паразита). После почернения яиц, их расфасовывают в пакеты для реализации или в кассеты для хранения (12).  Обычно в 1 г содержится 80 тыс. яиц, паразитированных трихограммой (80%-е заселение).

Следует иметь в виду, что обобщенный критерий качества трихограммы при разведении на яйцах капустной совки вдвое выше, чем при разведении на яйцах мельничной огневки. Поэтому для маломасштабного разведения в лабораторных условиях лучше выбирать в качестве хозяина капустную совку. В последнее время наблюдается также переход на разведение трихограммы с использованием в качестве субстрата искусственных яиц - питательной среды, заключенной в гелеобразную растворимую оболочку.

Помимо трихограммы для выпуска в открытый грунт разводят таких энтомофагов, как габробракон против хлопковой совки, клопы подизус и периллюс против колорадского жука и др.

Примером лабораторно-полевой культуры может служить гербифаг - муха-фитомиза (Phytomyza orobanchia, Diptera: Agromysidae), которую используют для борьбы с сорняком заразихой.

Муха-фитомиза. Самки откладывают яйца на раскрывшиеся цветки заразихи. Личинки питаются завязями и незрелыми семенами. Часть личинок окукливается непосредственно в семенных коробочках, другие продвигаются вниз по стеблю и питаются в минах, окукливаясь под эпидермисом в создаваемой ими колыбели. Продолжительность развития одной генерации 20-36 дней, в том числе яйца - 1-2 дня, личинки - 14-20, куколки - 5-14 дней. В европейской части страны за сезон развивается 2-3 поколения. Плодовитость самки до 200 яиц. Дальность разлета мух за трое суток - 2,5-3 км.

К концу июля и в августе значительная часть личинок концентрируется в стеблях и мясистых тканях подземной части заразихи, проделывая неправильной формы ходы, заполненные бурой трухой, и уходит в диапаузу. Фитомизе свойственны обычная зимняя и многолетняя диапаузы.

Личинки фитомизы уничтожают или повреждают семена и угнетают развитие заразихи. Нередко повреждение эпидермиса стеблей приводит к развитию гриба из рода Fusarium, причиняющего вред заразихе во второй половине лета, особенно во влажные годы.

Методика разведения и применения фитомизы в борьбе с заразихой предусматривает три способа: сбор в естественных условиях, накопление в поле, искусственное разведение в теплице (Бронштейн, 1970).

Сбор в естественных условиях проводят осенью, до подготовки полей к вспашке. Стебли с диапаузирующими куколками фитомизы собирают вместе с подземной частью, не отряхивая от земли, складывают под навесом, подсушивают и помещают в бумажные мешки. Зимой мешки хранят в хорошо проветриваемом помещении при 6-7°С и относительной влажности воздуха 65%. Мешки укладывают на стеллажи или подвешивают.

Накопление в поле проводят на маточниках, закладываемых на небольших участках, наиболее сильно заселенных заразихой. Маточник заселяют фитомизой, количество которой должно в 4-5 раз превышать обычную норму выпуска. Для привлечения и подкормки взрослых мух здесь же развешивают флажки из полиэтиленовой пленки, с одной стороны окрашенные в желтый, голубой, фиолетовый и белый цвета, с другой - покрытые 20%-м раствором сахара или меда. С одного полевого участка площадью 0,03 га можно получить фитомизу, которой будет достаточно для выпуска на 1 тыс. га плантаций овощебахчевых культур.

Искусственное разведение фитомизы в теплицах проводят на заразихе. Зацветающую заразиху заселяют фитомизой, полученной из заранее собранных в природе куколок. Куколок содержат в пробирках при температуре 23-25°С, вышедших мух подкармливают сахарным сиропом и выпускают в теплицу. В теплице площадью 100 м2 за один оборот можно вырастить 200 растений томатов и около 2 тыс. цветоносов заразихи, на которых развивается до 400 тыс. особей фитомизы.