Феромоны, феромоновые ловушки в технологии борьбы с вредителями

По подсчетам продуктивность сельского хозяйства должна повыситься на 70% до 2050 года, чтобы обеспечить пищей растущее населения. Вредители являются серьезной проблемой в сельском хозяйстве, для решения которой чаще всего используют химию. Проблема обострилась из-за появления устойчивости к химическим препаратам у вредителей. Поэтому многие активно переходят на IPM (интегрированная система защиты).
Концепция IPM основана на том, что ни один подход к борьбе с вредителями не дает универсального решения, наилучшая защита может быть обеспечена путем сочетания различных подходов. Феромоны — часто используемый компонент многих программ IPM от вредителей.

Что такое феромоны

Феромоны — это химические вещества, вырабатываемые и выделяемые во внешнею среду насекомыми для коммуникации с другими представителями своего вида. Эти вещества, являясь средствами внутрипопуляционной регуляции, играют важную роль в коммуникации, в том числе, обеспечивая сближение самцов и самок в период размножения.

Использование феромонов в борьбе с насекомыми является экологически безопасным и широко используется. Это нетоксичные, биоразлагаемые химические вещества, которые используются для изменения поведения определенных насекомых и не действуют на других насекомых и нецелевые организмы.
Стремление к оптимизации защитных мероприятий и сокращению отрицательных последствий применения инсектицидов вызывает необходимость совершенствования существующих методов учета вредных насекомых и сигнализации сроков проведения защитных мероприятий. Для этой цели подходят синтетические аналоги феромонов насекомых, которые могут быть использованы в качестве одного из наиболее экономичных и точных способов обнаружения и оценки плотности популяций вредителей.
Грамотное и эффективное использование синтетических феромонов возможно при знании различных аспектов феромонной коммуникации насекомых.

Насекомые выделяют феромоны, чтобы предупреждать других насекомых о такой информации, как пол насекомого, местонахождение, тревога и группировка. Синтетические феромоны имитируют химические вещества, производимые насекомыми, и используются в том числе для заманивания определенных видов насекомых в специальные ловушки.
Используемые сегодня феромоны производятся путем химического синтеза. Но проводится много экспериментов, которые помогут синтезировать феромоны с помощью растений и микроорганизмов, что может существенно удешевить производство и цену на них. Микроорганизмы и растения могут предоставить платформы для устойчивого и коммерчески жизнеспособного производства феромонов насекомых, но есть проблемы, которые необходимо преодолеть, прежде чем эта технология будет готова к выпуску на рынок.

Три способа применения феромонов

Есть три основных способа применения феромонов в борьбе с вредителями:

1. Мониторинг популяций вредителей — наиболее распространенный способ. Используется для определения наличиея вредителя и необходимости обработки инсектицидами в зависимости от количества вредителя. Мониторинг может осуществляться посредством визуального осмотра, отбора проб или ловушек. Ни один из этих методов не является эксклюзивным, и их можно использовать вместе, но большинство имеющихся в продаже вариантов основаны на ловушках, обычно с подходящей феромонной приманкой.
2. Массовый отлов  с целью удаления большого количества вредителя из размножающейся популяции. Значительное сокращение плотности популяции вредителей помогает защитить ресурсы.
3. Дезориентация — третий метод направлен на то, чтобы сбить с толку насекомых во время спаривания, чтобы уменьшить будущую популяцию, и называется нарушением спаривания.

Доля мирового рынка сельскохозяйственных феромонов по типам 2019 г (88 % приходиться на половые феромоны)

Факторы успешного применения феромонов:

Многие факторы могут потенциально повлиять на успех программы мониторинга:

• Феромоновые приманки. Производители реплицирут эти химические соединения для использования в ловушках, но точность репликации напрямую влияет на успех ловушки. Поэтому важно, чтобы в приманке с феромонами использовались химические компоненты высокого качества, а их соотношение соответствовало природным. Эти соображения дополнительно усложняются типом и качеством используемого дозатора. Феромон будет поглощен каким-либо дозатором (резиновые пробки или пластиковые флаконы). Различные материалы выделяют феромон с разной скоростью, а некачественные материалы содержат загрязняющие вещества, которые могут вступать в реакцию с феромоном, что серьезно влияет на производительность. Поэтому крайне важно использовать качественную приманку для точного мониторинга.
• Конструкция ловушки. Тип используемой ловушки зависит от поведения насекомого и используемого местоположения. Здесь нужно исходить из ваших данных для того, чтобы подобрать оптимальный вариант из множества конструкций ловушек.
• Цвет феромонной ловушки. Цвет ловушки может значительно повлиять на привлекательность некоторых насекомых. Даже если цвет не имеет значения для предполагаемого вредителя, лучше выбрать цвет, менее привлекательный для полезных насекомых.
• Правильное размещение феромонных ловушек. Размещение ловушек может сильно повлиять на производительность. Решение о начале выбранной стратегии борьбы с вредителями обычно принимается, когда достигается порог действий (или экономический), то есть определенное количество насекомых, пойманных на каждую ловушку в течение недели. Выбор стратегии борьбы с вредителями зависит от культуры и вредителя.

Механизмы действия феромонов

Феромон находится в резиновом или пластиковом дозаторе и помещается на ловушку, самцы, улавливая этот запах летят на ловушки, считая, что это самки.

Дозатор феромона — это устройство, которое медленно высвобождает феромон в течение периода времени, обычно от 4 до 6 недель, и используется для заманивания насекомых в ловушку.
Есть несколько механизмов действия, которые нарушают спаривание. Диспенсеры могут имитировать феромоны самки, привлекая самца к ловушкам, или могут выделять столько феромона, что фоновая концентрация настолько большая, что самцам кажется, что самка повсюду.

Два способа нарушения спаривания насекомых

С коммерческой доступностью половых феромонов для некоторых вредителей, ученые и предприниматели обратили внимание на нарушение спаривания как на «биорациональный» подход к борьбе с насекомыми.
Нарушение спаривания — это использование синтетических половых аттрактантов для дезориентации самцов и последующего уменьшения количества оплодотворенных яиц, откладываемых самками.
Нарушение спаривания происходит, когда синтетические феромоны выбрасываются в воздух, где они даже в умеренных количествах не позволяют самцам находить самок, что нарушает размножение насекомых.
Нарушение спаривания достигается двумя основными способами:

1. ложный след — размещения гораздо большего количества точечных источников феромона, чем предполагаемое количество самок. Вероятность того, что самец найдет самку в конце феромонного следа снижена, и самцы, идущие по этим следам, тратят свою энергию на поиски искусственных источников феромонов.
2. массовый отлов – снижает количество самцов, что приводит к сдвигу в соотношении полов в сторону самок и как результат откладке неоплодотворенных яиц.

Дезориентация у самцов достигается концентрацией феромона в окружающей среде, достаточной для того, чтобы скрыть следы самок. К эффекту добавляется адаптация рецепторов антенн и/или привыкание центральной нервной системы насекомого. Специфические рецепторные сайты на антеннах отвечают только на молекулы феромона. Когда рецепторный сайт постоянно активируется высокими концентрациями феромонов в окружающей среде, электрический сигнал уменьшается. Рецепторный сайт перестает отвечать, и насекомое становится слепым для навигации. Когда центральная нервная система насекомого наводнена сигналами от рецепторных участков, оно привыкает: больше не может обеспечивать направленное поведение (не может ориентироваться на какой-либо источник феромонов и следовать к партнеру).

Существующие коммерческие феромоны имитируют естественные химические феромоны самок. Большинство половых феромонов насекомых являются многокомпонентными с точным соотношением компонентов, производство которых может быть дорогостоящим. Поэтому, половые феромоны коммерчески доступны для насекомых, имеющих экономическое значение.

Три механизма контроля вредителей с использованием феромонов

Важно понимать, как работает процесс нарушения спаривания, поскольку разные механизмы могут влиять на использование феромона. Есть различные механизмы, объясняющие, как работает нарушение спаривания. Для одного вида вредителей одновременно могут действовать несколько механизмов для достижения контроля.

1. Адаптация или привыкание. Длительное воздействие раздражителя может повлиять на органы чувств или нервную систему насекомого, поэтому они не будут функционировать должным образом.
2. Ложные следы — в отличие от привыкания и адаптации, предполагает, что самец все еще может чувствовать феромон и реагировать на него. Если разместить многочисленные источники феромонов, самцы будут тратить время и энергию, следуя по ложным феромоновым следам и шансы найти самку снижаются.
3. Маскировка — этот механизм также предполагает, что сенсорная система вредителя работает нормально. В этом случае фоновый уровень феромона высокий и достаточно однородный, чтобы замаскировать запах от самки. Обычная навигационная система самца для поиска партнера бесполезна в феромонном тумане.

Феромонные нити Изонет против Туты Абсолюты

Одного нарушения спаривания обычно недостаточно для сокращения больших популяций вредителей до безопасных уровней. Это в первую очередь предназначено как тактика для снижения популяций вредителей.

Феромонные ловушки в IPM

Принципиальное использование половых феромонов — привлечение насекомых в ловушки для обнаружения и определения временного распределения. На половые феромоны отвечают самцы. Поэтому приманки-ловушки разработаны таким образом, чтобы точно воспроизводить соотношение химических компонентов и скорость выброса феромонов самками.
Дизайн ловушек имеет решающее значение для эффективного использования ловушек для мониторинга популяций насекомых. Ловушки различаются по конструкции и размеру в зависимости от поведения целевых насекомых. Согласованные протоколы отлова необходимы для оценки популяции, пороговых значений опрыскивания и сопоставлений из года в год. Информация о ловушках может быть очень полезна для принятия решений о применении инсектицидов или других мерах контроля. Также могут быть установлены ловушки с целью уничтожения самцов для контроля над популяцией.

Примеры ловушек с феромонами

Использование феромонных ловушек от трипса
Исследования, проведенные лабораторией доктора Роуз Буйтенхейс в Вайнленде, показывают, что отлов трипса выше, когда используются дополнительно приманки к клеевым ловушкам. Эти приманки содержат феромоны привлекающие трипсов. Продаваемые как улучшенный инструмент мониторинга, приманки могут применяться для улучшения массового отлова. Результаты данного исследования активно используются на практике, как комплексный подход к защите от вредителя.

Отлов трипса на клеевых ловушках

 На ловушки, включающие феромоны, было поймано в 2 раза больше трипсов (Graph courtesy of R. Buitenhuis).
Обращая внимание на цвет, размещение и плотность ловушек, а также рассматривая возможность добавления феромонов, возможно максимально увеличить количество трипса, удаляемого из теплицы, что позволит лучше контролировать ситуацию в теплице.
Некоторые производители включили в состав своих рулонных ловушек феромоны от вредителей (на данный момент перечень таких ловушек, еще не очень большой), совместив это с подобранным цветовым спектром под конкретного вредителя. Так на примере трипса используя феромоны на синих ловушках, который является наиболее привлекательным для данного вредителя, испытания показали, что отлов трипса увеличился на 30-100%.

Проблемы которые решают феромоны

Итак, ловушки с феромонами помогают решить сразу несколько проблем:

• обнаружения ранних заражений вредителями, таких как первое появление мигрирующих вредителей
• определения зон заражения вредителями
• отслеживания роста популяции вредных организмов
• помощь в принятие решений по борьбе с насекомыми-вредителями
• уменьшение популяции вредителей

Феромоны в первую очередь нарушают процесс спаривания, так как самцы не находят самок и процесс спаривания не происходит.
На данный момент идентифицированы и синтезированы феромоны многих различных насекомых как для открытого, так и для закрытого грунта.

Ознакомиться с перечнем феромонов и феромонных ловушек можно здесь на сайте. Чтобы получить рекомендации по использованию феромонов и ловушек обратитесь к менеджерам, оставив запрос в форме сайта.

Автор статьи: технолог по защите растений Компании «Био Защита»
Руденко Вероника

Почта: rvv@bio-group.net

телефон: + 7 7172 72 79 57 КZ         + 38 067 416 7770 UA