Тли на посадках картофеля в северной части Архангельской области
Тли — мелкие насекомые, размеры которых находятся в пределах 2–5 мм. Пищей для тлей служит сок из флоэмных элементов растений, добываемый ими при помощи колюще-сосущего ротового аппарата. В природе насчитываются более 5000 видов тлей, лишь 250 из них отнесены к наиболее эффективным вредителям растений.
Негативное воздействие на растения тли оказывают различным способом. Непосредственно при питании насекомые с помощью стилетов прокалывают ткань, впрыскивают ферментированную слюну для расщепления тканей и через хоботок всасывают богатый питательными элементами сок. В результате у растения нарушается углеводный обмен, наблюдаются скручивание листьев, снижение интенсивности фотосинтеза и газообмена, отмечаются задержка роста и снижение устойчивости к болезням и вредителям.
Тли в процессе жизнедеятельности выделяют сладкую жидкость — медвяную падь, которая привлекает муравьев и других насекомых, грибки и плесень. При этом у растений снижается фотосинтез, они получают различные повреждения, загнивают. Наибольший же вред растениям от тлей заключается в переносе и передаче различных вирусов. Учитывая, что тли обладают высокой плодовитостью и при благоприятных условиях в короткие сроки способны наращивать высокую численность, с их помощью может происходить заражение большого числа растений, в результате чего потери урожая могут достигать 80%.
Около 50 вирусов во всём мире заражают картофель, но не все из них наносят серьезный ущерб. Наиболее вредоносными считаются PVY и PLVR. Широко распространены, но не так опасны PVX, PVS, PVM и PVA. Тем не менее при смешанной инфекции из нескольких видов возникают тяжелые инфекции, способные снижать урожайность более чем на 40%.
Тли переносят вирусы персистентно и неперсистентно. Вирусную инфекцию картофеля способны переносить более 25 видов тлей. В группу наиболее вредоносных и способных переносить в первую очередь Y-вирус картофеля входят Acyrthosiphon pisum Harr.,Aphis fabae Scop.,Aphis frangulae Kalt., Aphis gossypii Glov., Aphis nasturtii Kalt.,Aulocorthum solani Kalt.,Brachucaudus helichrysi Kalt.,Brevicoryne brassicae L., Cavariella aegopodi Scop., Hyperomyzus lactucae L.,Lipaphis erysimi Kalt., Macrosiphum euphorbiae Thomas,Metopolophium dirhodum Walk., Myzus persicae Sulz.,Myzus cerasi F.,Phorodon humuli Schrk., Rhopalosiphum padi L.,Sitobion avenae F.
Тли — мелкие насекомые, размеры которых находятся в пределах 2–5 мм. Пищей для тлей служит сок из флоэмных элементов растений, добываемый ими при помощи колюще-сосущего ротового аппарата. В природе насчитываются более 5000 видов тлей, лишь 250 из них отнесены к наиболее эффективным вредителям растений.
Негативное воздействие на растения тли оказывают различным способом. Непосредственно при питании насекомые с помощью стилетов прокалывают ткань, впрыскивают ферментированную слюну для расщепления тканей и через хоботок всасывают богатый питательными элементами сок. В результате у растения нарушается углеводный обмен, наблюдаются скручивание листьев, снижение интенсивности фотосинтеза и газообмена, отмечаются задержка роста и снижение устойчивости к болезням и вредителям.
Тли в процессе жизнедеятельности выделяют сладкую жидкость — медвяную падь, которая привлекает муравьев и других насекомых, грибки и плесень. При этом у растений снижается фотосинтез, они получают различные повреждения, загнивают. Наибольший же вред растениям от тлей заключается в переносе и передаче различных вирусов. Учитывая, что тли обладают высокой плодовитостью и при благоприятных условиях в короткие сроки способны наращивать высокую численность, с их помощью может происходить заражение большого числа растений, в результате чего потери урожая могут достигать 80%.
Около 50 вирусов во всём мире заражают картофель, но не все из них наносят серьезный ущерб. Наиболее вредоносными считаются PVY и PLVR. Широко распространены, но не так опасны PVX, PVS, PVM и PVA. Тем не менее при смешанной инфекции из нескольких видов возникают тяжелые инфекции, способные снижать урожайность более чем на 40%.
Тли переносят вирусы персистентно и неперсистентно. Вирусную инфекцию картофеля способны переносить более 25 видов тлей. В группу наиболее вредоносных и способных переносить в первую очередь Y-вирус картофеля входят Acyrthosiphon pisum Harr.,Aphis fabae Scop.,Aphis frangulae Kalt., Aphis gossypii Glov., Aphis nasturtii Kalt.,Aulocorthum solani Kalt.,Brachucaudus helichrysi Kalt.,Brevicoryne brassicae L., Cavariella aegopodi Scop., Hyperomyzus lactucae L.,Lipaphis erysimi Kalt., Macrosiphum euphorbiae Thomas,Metopolophium dirhodum Walk., Myzus persicae Sulz.,Myzus cerasi F.,Phorodon humuli Schrk., Rhopalosiphum padi L.,Sitobion avenae F.
Наиболее эффективным видом, способным к переносу вирусной инфекции, является M. persicae Sulz. Многие виды тлей имеют предрасположенность к переносу двух и более вирусов.
Видовой состав тлей и их численность зависят от природно-климатических условий местности. Снижение векторной нагрузки тлей отмечается с юга на север, с юга на восток и с востока на север. Так, в картофельных агроценозах Брянской области степень распространенности тлей очень высокая и находится в пределах 800–1300 крылатых особей на одну водную ловушку.
Центральная часть России (Московская обл.), восточная и юго-восточная (Кемеровская обл., Республика Татарстан, Республика Казахстан) имеют среднюю степень распространенности переносчиков вирусной инфекции картофеля с максимальной численностью крылатых тлей в пределах 600 особей на одну ловушку. К территориям с относительно низкой степенью распространенности тлей, способных к переносу вирусов картофеля, относится Северо-Западный федеральный округ, отловы насекомых составляют 100–200 особей на одну ловушку.
Изменения афидофауны в Дальневосточном федеральном округе зональны. Высокая степень распространенности переносчиков вирусов характерна для южной части региона: в Приморском крае численность тлей на одну ловушку составляет до 1100 особей. Амурская область характеризуется средней степенью распространения тлей — переносчиков вирусов картофеля (до 500 особей на ловушку), Хабаровский край и Сахалинская область — относительно низкой степенью (100–200 тлей на ловушку), Камчатский край и Магаданская область — низкой степенью (до 100 особей на ловушку).
Архангельская область территориально расположена на севере европейской части России и занимает площадь 589,913 тыс. км2. В силу сложившихся природно-климатических условий регион относится к благоприятным для производства семенного картофеля высоких репродукций.
Имея большую протяженность территории, Архангельская область занимает сразу три климатических пояса: умеренный, субарктический и арктический. Помимо этого, регион находится в зоне активной циклонической деятельности, отмечаются частые смены воздушных масс, различных по месту своего формирования, температуре и влажности.
Исторически сложилось представление, что северные территории отличаются фитосанитарной чистотой, поэтому афидофауна Архангельской области изучена достаточно слабо. Проводимые в последние годы исследования позволили установить, что в южных районах области на вегетирующие посадки картофеля мигрируют как минимум 30 видов тлей. Из всего видового разнообразия 13 видов тлей являются переносчиками вирусной инфекции.
Цель данной работы — изучение афидофауны посадок картофеля с оценкой степени распространенности переносчиков вирусов в северных районах Архангельской области.
Материалы и методы исследования
Место проведения исследований — Холмогорский район (Архангельская обл.), являющийся одним из северных районов региона. Крылатых тлей отлавливали на вегетирующих посадках картофеля при помощи водных ловушек желтого цвета на протяжении 7 лет — с 2017 по 2023 год включительно. Система защиты посадок картофеля исключала применение инсектицидов.
Ежегодно 18 июня по периметру поля выставляли 4 ловушки, выемку отлова из которых осуществляли каждые 7 дней с последующей фиксацией фильтрата в 70%-ном спиртовом растворе. Отлов завершали 27 августа. Видовую идентификацию проводили на фиксированном материале в лаборатории фитосанитарной диагностики и прогнозов ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений».
Район проведения исследований характеризуется различными погодными условиями. Наблюдения показали, что вегетационные периоды в годы отлова крылатых тлей оказались теплее на 0,2–3,0 °С, чем среднемноголетние значения (рис. 1, 2).
Наиболее холодным оказался 2017 год. Из-за большого количества выпавших осадков в данный год на территории района наблюдалось избыточное увлажнение (ГТК = 2,7). В последующие годы неравномерное выпадение осадков обусловило различные значения ГТК, характеризующего влагообеспеченность территории. В 2019 г. и 2020 г. условия вегетационного периода оказались приближены к условиям избыточного увлажнения, а в остальные годы — к условиям с хорошим увлажнением.
Результаты и обсуждение
Всего за семилетний период наблюдений отловлены водными ловушками и идентифицированы 43 вида крылатых тлей (рис. 3). Их общая численность в 2017 году составила 85 особей, в 2018-м — 107, в 2019-м — 63, в 2020-м — 61, в 2021-м — 1778, в 2022-м — 137, в 2023 году — 1121.
В ходе мониторинга лёта тлей на посадках картофеля отмечается ежегодное увеличение отлавливаемых видов тлей. Так, если в 2017 г. в ловушках идентифицированы всего 7 видов тлей за период мониторинга, то отловы в 2023 году представлены 37 видами. Причинами таких изменений в первую очередь послужили погодные условия. Прослеживается сильная зависимость количества идентифицированных видов от среднесуточных температур воздуха (коэффициент корреляции (r) составил 0,7). При этом зависимость количества видов от температуры воздуха заметна в мае (r = 0,5), а в июне зависимость снизилась до слабой (r = 0,2). Заметное влияние на видовое разнообразие тлей оказали и осадки (r = 0,5), однако их влияние в мае было слабым (r = 0,2), а в июне умеренным (r = 0,4).
Погодные условия оказывают влияние на тлей не только напрямую, но и косвенно, через пищу. Повышенные температуры воздуха в мае способствуют более раннему началу вегетации растений, что обеспечивает тлей питанием, повышает их активность. Когда кормовые растения становятся непригодными для питания, тли мигрируют в поисках новых источников пищи, в том числе и на картофель.
В первый год исследований (2017 г.) среднесуточные температуры воздуха вегетационного периода составили 11,1 С при среднесуточной температуре в мае и июне 3,2 ℃ и 10,4 ℃ соответственно. Данный год отмечался как самый холодный с избыточным увлажнением. Холодная погода ограничивала активность тлей, начало миграции которых на картофель отмечено в начале июля, когда среднесуточная температура воздуха поднялась в среднем до 18 ℃.
Значительное увеличение видового разнообразия в отловах началось с 2021 г., когда в сравнении с предыдущими периодами количество идентифицированных видов увеличилось с 10 до 20, а в 2022 г. зафиксировано присутствие на посадках картофеля 24 видов. В 2021 году установилась среднесуточная температура воздуха, превышающая 13 ℃, май был теплым (10,1 ℃), а июнь — самым тёплым за весь период мониторинга (17,3 ℃).
Вегетационный период 2023 года охарактеризовался наибольшей среднесуточной температурой воздуха за все годы наблюдений, составившей 13,9 ℃, и самым теплым маем с температурой воздуха 10,8 ℃. Ранняя и теплая весна привела к повышенной активности тлей, в результате чего уже в середине июня отмечалась высокая миграция насекомых в поисках пищи.
При всех вышеуказанных условиях ежегодно на посадки картофеля мигрировали всего 5 видов тлей, на протяжении шести лет в ловушки попадал 1 вид, по 2 вида идентифицировали на посадках в течение пяти и четырех лет, 4 вида посещали посадки на протяжении трёех лет. Миграционная активность остальных 29 видов наблюдалась лишь в течение одного (13 видов) и двух (16 видов) лет.
Важным фактором, влияющим на видовое разнообразие тлей, является севооборот. При ежегодной смене места посадки картофеля, даже в границах поля площадью 4 га, изменяются граничащие с полем биоценозы.
Из всех идентифицированных видов тлей лишь 12 способны к переносу вирусной инфекции картофеля: A. pisum Harr., A. fabae Scop., A. nasturtii Kalt., A. solani Kalt., B. brassicae L., C. aegopodii Scop., H. lactucae L., L. erysimi Kalt., M. euphorbiae Thomas, M. dirhodum Walk., Rh. padi L. и S. avenae F. В совокупности данные виды в различные годы составляли от 62 до 98% общей численности. Из всего количества тлей — переносчиков вирусов картофеля ежегодно в ловушки попадали лишь 5 видов: A. fabae Scop., A. nasturtii Kalt., A. solani Kalt., Rh. padi L. и S. avenae F. Их минимальная численность отмечена в 2020 году — 45 особей, максимальная — 1657 особей (в 2021 г.). В структуре численности эти виды составляли от 33% в 2022 году до 98% в 2017-м.
Тли, способные переносить вирусную инфекцию картофеля, посещали посадки во все годы по-разному (табл. 1). Так, в 2017 году крылатые особи начали попадать в водные ловушки в начале июля, и их лёт продолжался до конца наблюдений, при этом 56 особей из 83 отловлены в августе. В 2018 году насекомых отлавливали на посадках картофеля с начала наблюдений по I декаду июля, со II декады июля и до конца месяца миграция тлей прекращалась, а с начала августа лёт возобновлялся и продолжался до конца отлова. Пик миграционной активности в указанном году отмечен в начале наблюдений, что соответствует всходам и началу ветвления картофеля.
Лёт крылатых тлей — переносчиков вирусов картофеля в 2019 г., 2020 г. и 2022 г. происходил на протяжении всего периода наблюдений, резких колебаний численности в течение вегетации не отмечено, за неделю в ловушки попадали от 2 до 12 насекомых.
Высокая активность тлей и их высокая численность наблюдались в 2021 г. и 2023 г. Насекомые в эти периоды присутствовали на посадках на протяжении всего отлова (отмечены по 2 пика численности). В 2021 году первый пик численности произошел в III декаде июля, второй пришелся на III декаду августа, а в 2023 году пик численности отмечен в III декаде июня и во II декаде июля соответственно.
Увеличение численности тлей — переносчиков вирусов картофеля в 2021 г. и 2023 г. произошло за счет определенных видов. В 2021 году 82% отлова тлей представляли насекомые вида A. fabae Scop. (табл. 2). Максимальная активность крылатых особей указанного вида наблюдалась во II декаде июля и III декаде августа.
Еще одним видом с высокой численностью в данный год стал Rh. padi L., занимающий 11% в структуре численности переносчиков. Этот вид тлей мигрировал на посадки почти весь период вегетации картофеля, при этом во второй половине вегетации началось волнообразное наращивание численности, закончившееся пиком в III декаде августа.
В 2023 году большую часть отлова занимали крылатые тли видов H. lactucae L. (53% в структуре численности) и A. fabae Scop. (22% в структуре численности). Насекомых вида H. lactucae L. отлавливали с начала отлова. За весь вегетационный период наибольшая активность крылатых тлей указанного вида происходила в III декаде июня и во II декаде июля. Миграция тлей, представляющих вид A. fabae Scop., на посадки картофеля произошла с начала наблюдений и длилась до середины августа. Изменения численности происходили волнообразно. Отмечены три пика лёта: в начале III декады июня, в начале второй половины июля и начале августа.
Кроме H. lactucae L. и A. fabae Scop., 2023 год охарактеризовался увеличением численности и других видов. Отмечена высокая миграционная активность A. pisum Harr. Тли посещали посадки картофеля с начала наблюдений до начала II декады августа, пик лёта пришелся на середину июля. Следует отметить, что данный вид начал идентифицироваться в уловах с 2020 г., ежегодно за период наблюдений отлавливали не более двух особей.
Высокая миграционная активность в 2023 г. отмечена и у C. aegopodii Scop. Данный вид попадал в ловушки с начала отлова до начала августа, пик лёта пришелся на конец июня. Прежде данный вид попадал в ловушки лишь в 2022 г. (в количестве 5 шт.).
В 2023 году в ловушки попали две особи вида M. euphorbiae Thomas, первичным источником пищи для которого служат картофель и томаты. Присутствие на посадках зафиксировано в начале августа и во II декаде.
В предыдущие годы исследований насекомые данного вида в ловушки не попадали.
Myzis persicae Sulz., являющийся самым эффективным переносчиком вирусов картофеля, за весь период исследований не был идентифицирован.
Несмотря на то что статистически значимой зависимости лёта крылатых тлей от метеорологических условий в период вегетации картофеля во все годы исследований не отмечено, причинами вспышек массового размножения послужили высокие значения среднесуточных температур воздуха в мае.
Виды тлей, обусловливающие вспышки массового размножения, — многоядные насекомые, для которых картофель не является основным источником пищи. Так, A. fabae Scop. является мигрирующим видом, имеет как первичных, так и вторичных хозяев. Зимуют оплодотворенные яйца на плодовых ветках бересклета европейского, бересклета бородавчатого, калины, жасмина. На первичном хозяине тля дает два поколения, затем мигрирует на вторичного хозяина: бобы, свеклу, картофель, фасоль и другие культуры. Вредитель образует большие колонии, является полифагом, повреждает более 200 культурных и сорных растений. В конце июля при созревании и огрубении свеклы, бобов происходит миграция объекта на сорную травянистую растительность.
Со второй половины августа появляются полоноски, перелетающие на первичного хозяина и дающие начало половому поколению. R. padi L. и H. lactucae L. являются двудомными видами. У R. Padi L. оплодотворенные яйца зимуют на молодых побегах черемухи, на первичном хозяине развиваются 3–5 поколений, в конце мая — начале июня появляются крылатые особи, наблюдается миграция насекомых с первичного хозяина на вторичного — злаковые культуры.
Со второй половины августа появляются первые ремигранты. Крылатые самки-полоноски возвращаются на своего первичного хозяина. Оплодотворенные яйца H. lactucae L. зимуют возле почек на молодых ветках черной смородины, взрослые самки появляются в конце мая, а в начале июня отмечаются крылатые партеногенетические самки, которые присутствуют в колониях до конца июня. Насекомое быстро развивается и формирует на черной смородине большие колонии. В начале июня происходит миграция на вторичного хозяина — осот и салат. В сентябре имеет место ремиграция обратно на смородину.
Активность вышеуказанных видов напрямую зависит от вегетации первичных хозяев. В 2021 и 2023 гг. весны были ранними и теплыми, среднесуточная температура воздуха при этом составила 10,1 ℃ и 10,8 ℃ (выше среднемноголетних значений на 4,2 °С и 4,9 °С) соответственно. В результате на первичных хозяевах сформировался большой миграционный потенциал тлей. В 2021 году июнь был теплым и нормально увлажненным.
Исходя из того что источником пищи для A. fabae Scop. является большое количество культурных и сорных растений, численность насекомых указанного вида сохранялась на высоком уровне почти весь период вегетации картофеля. В связи с тем что в районе проведения исследований основным направлением в растениеводстве является производство кормов для крупного рогатого скота, севообороты имеют большой клин однолетних кормовых культур на силос, в частности бобово-злаковых травосмесей, которые в свою очередь являются источником пищи для R. padi L. Соответственно, весной 2021 г. сформировалась высокая численность насекомых, которые впоследствии мигрировали на злаковые культуры. После уборки зеленой массы со второй половины июля в поисках пищи насекомые данного вида мигрировали, в том числе и на картофель. В 2023 году наблюдалась повышенная активность H. lactucae L. Ранняя и теплая весна спровоцировала накопление большой численности данного вида тлей. Май и июнь в этот год выдались засушливыми (ГТК 0,57 и 0,26), в результате чего отмечались задержки в росте и развитии однолетних и многолетних культур. Тем не менее сложились благоприятные условия для активного роста осота, который является корневищным растением. Соответственно, на осоте до начала III декады июля питались насекомые H. lactucae L., после их численность резко упала до единичных особей, а со II декады августа данный вид перестал попадать в ловушки. Кроме того, в 2021 г. на северо-западе России наблюдалась очень низкая численность основного естественного врага тлей Coccinella septemlineata L.
Сведения о видовом составе и численности тлей позволяют оценить степень распространенности тлей-переносчиков в конкретном регионе, что характеризует риски распространения вирусной инфекции картофеля. В районе проведения исследований значение данного показателя разнилось. С 2017 по 2020 год, а также в 2022 г. численность тлей-переносчиков на одну ловушку колебалась в пределах 14–22 особей, что указывает на низкую степень распространенности переносчиков. В 2021 году на одну водную ловушку пришлись 415 насекомых, степень распространенности переносчиков — средняя. 2023 год охарактеризовался относительно низкой степенью распространенности — численность составила 195 тлей на одну водную ловушку.
Выводы
Установлено, что на вегетирующие посадки картофеля в северной части Архангельской области мигрируют 43 вида тлей. Наибольшей миграционной активностью обладают 6 видов, 5 из которых посещали посадки ежегодно, 1 — на протяжении 6 лет исследований. 29 видов тлей идентифицировали на посадках картофеля в течение одного и двух вегетационных периодов.
Видовое разнообразие тесно связано с погодными условиями, в первую очередь с температурой воздуха. В 2017 году низкие температуры мая и июня ограничивали активность тлей, среднесуточная температура воздуха при этом составила 11,1 ℃. За весь вегетационный период в ловушки попали всего 7 видов.
С 2021 года установилась среднесуточная температура вегетационного периода выше 13 ℃, в результате ежегодного увеличения миграционной активности насекомых в 2023 году на посадках картофеля идентифицированы 37 видов крылатых тлей.
Из всего видового разнообразия лишь 12 видов обладают способностью к переносу вирусной инфекции картофеля: A. pisum Harr., A. fabae Scop., A. nasturtii Kalt., A. solani Kalt., B. brassicae L., C. aegopodii Scop., H. lactucae L., L. erysimi Kalt., M. euphorbiae Thomas, M. dirhodum Walk., Rh. padi L. и S. avenae F. Данные виды в разные годы за период вегетации картофеля отлавливали в количестве от 53 до 1660 особей.
В отдельные годы происходило значительное увеличение численности определенных видов тлей: в 2021 году — A. fabae Scop. и Rh. padi L., в 2023-м — H. lactucae L., A. fabae Scop., A. pisum Harr. и C. aegopodii Scop. Этому предшествовали высокие температуры воздуха в мае в указанные годы, провоцировавшие раннее начало вегетации первичных хозяев для тлей, обеспечивая последних пищей и создавая условия для наращивания их высокой численности.
Полученные данные позволили оценить степень распространенности переносчиков вирусной инфекции, которая с 2017 по 2020 г., а также в 2022 г. оказалась низкой, в 2021 г. — средней, в 2023-м — относительно низкой. Учитывая, что тли присутствуют на посадках картофеля на протяжении всего периода вегетации картофеля, в систему защиты растений при семеноводстве необходимо включать профилактические и истребительные мероприятия: соблюдение пространственной изоляции, борьбу с сорной растительностью, в том числе и на граничащих с посадками биоценозах, уничтожение или инсектицидную обработку первичных источников пищи для тлей, мониторинг посадок и прилегающей территории для выявлении степени заселенности тлями и изоляции очагов, применение инсектицидов согласно регламентам.
Об авторах
Алексей Алексеевич Шаманин 1, научный сотрудник
lexxik_1@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-8611-8637
Марина Николаевна Берим 2, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
berim_m@mail.ru https://orcid.org/0000-0001-6207-4505
1 Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики им. Академика Н.П. Лаверова Уральского отделения Российской академии наук, пр-т Никольский, 20, Архангельск, 163020, Россия
2 Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений, шоссе Подбельского, 3, Пушкин, Санкт-Петербург, 196608, Россия
УДК 632.752.2
DOI: 10.32634/0869-8155-2025-396-07-129-136
