Диабротика ‒ экспансивный вредитель кукурузы в Европе

Кукурузный жук (Diabrotica virgifera Le Conte) вместе с кукурузным мотыльком (Ostrinia nubilalis Hbn.) принадлежат к самым опасным вредителям кукурузы в мире. Только в США потери урожая кукурузы от личинок и жуков этого рода, включая затраты на борьбу с ними (главным образом химическую), в среднем оцениваются в миллиард долларов в год. 

Прослушать полную аудиоверсию этой статьи.

По сравнению с США, на европейском материке эти потери не так велики, что объясняется относительно коротким периодом экспансии вредителя, меньшим числом хозяйств, выращивающих кукурузу в монокультуре, которая является главной целью диабротики. Наибольшие потери урожая от кукурузного жука отмечаются в Южной Европе (Сербии, Черногории, Хорватии, Боснии и Герцеговине, Венгрии и Румынии). В отдельных регионах они достигают 40%, в некоторые годы ‒ 90% (как в южной части Венгрии в 2003 году).

Первичный ареал кукурузного жука ‒ Северная Америка. Именно там, в штате Колорадо в 1868 году его обнаружили в первый раз. С тех пор западный кукурузный жук расширил ареал своего обитания почти на всю территорию США. Вероятно, на исходе 80-х годов двадцатого века вместе с военным воздушным транспортом кукурузный жук был занесен на европейский континент. 

Официально вредитель был зафиксирован лишь в 1992 году в Сербии. С того времени экспансия насекомого ‒ самая быстрая в Европе XX века. Только за 18 лет присутствия в Европе кукурузный жук был обнаружен в 22 странах (почти в половине европейских стран), причем в большинстве случаев впервые вредителя выявляли вблизи международных путей или в приграничных регионах. В таблице показаны этапы распространения кукурузного жука в отдельных странах Европы с указанием места его выявления.

Места первичного выявления имаго кукурузного жука в отдельных странах Европы

Вначале предполагали, что экспансия кукурузного жука по Европе началась из Сербии, но более детальные исследования показали, что вредитель проник из Америки одновременно в Сербию, Францию, Великобританию и Италию. Это подтверждено исследованиями генетической структуры популяции, заселяющей отдельные европейские страны.

Сегодня кукурузного жука причисляют к группе наиболее экспансивных насекомых. Это связано со многими особенностями данного рода, а также с воздействием внешних факторов. 

1. Со скоростью ветра. Важнейшим отличием кукурузного жука от других вредителей является его невероятная способность перемещаться. Диабротика перемещается двумя способами:

• активно: путем перелета, с помощью ветра, мигрируя на большие расстояния (до 300 км), 
• пассивно: с помощью сухопутного, морского и воздушного транспорта, с которым этот вид может быть занесен в любую часть мира.

1. Выжить любой ценой. Важной особенностью также является уникальная способность вредителя к адаптации к неблагоприятным климатическим условиям. Благодаря этому кукурузный жук обитает как в очень теплых или жарких районах, так и на территориях с более суровым климатом и морозными зимами.
2. Плодитесь и размножайтесь. Быструю экспансию и вредоносность вредителя обусловливает и его высокая плодовитость. Самка за свою 60-дневную жизнь в состоянии отложить до 1400 яиц (в среднем 400-600 штук). 

Учитывая вышеуказанное и потенциальную угрозу кукурузного жука для биоразнообразия, насекомое включено в список карантинных вредных организмов Европейской и Средиземноморской организации по карантину и защите растений (EPPO) и в Евросоюзе. 

Кукурузный жук – один из самых экспансивных и непредсказуемых насекомых. Это хорошо видно на примере Польши, где впервые вредитель был выявлен в 2005 году в количестве 9 особей в трех местах подкарпатского воеводства (южно-восточная часть страны). После выявления первых особей кукурузного жука сразу были приняты меры его уничтожения: введен запрет на выращивание кукурузы на полях, где обнаружен вредитель, проведена химическая обработка. 

Однако все это не привело к желаемому результату, и в 2006 году кукурузный жук появился во всей южной и частично в центральной Польше, в разной степени заселяя 8 воеводств. В том же году было выявлено 17 500 жуков. Это самая быстрая экспансия вредителя, которую сравнивают с ситуацией в Венгрии. 

В последующие годы ареал кукурузного жука в Польше в основном стабилизировался, хотя и не сформировался окончательно. Таким образом, с 2011 вредитель присутствует в 9 воеводствах, в том числе и на востоке страны. Именно отсюда насекомые могли переселиться на территорию южной части Беларуси.

Кукурузный жук стремительно заселяет территорию Европы. Для выявления очагов вредителя и повреждений, региональными службами защиты растений ведется постоянный мониторинг плантаций. Важно также, чтобы фермеры выявляли вредителя самостоятельно для оперативного принятия определенных мер защиты. 

Имаго легко идентифицировать по сравнению с другими вредителями, атакующими кукурузу. Их тело продолговатое, длиной до 6,8 мм, с изменчивой окраской, варьирующейся от разных оттенков желтого, сквозь светло-зеленый до чуть оранжевого цвета. У самок надкрылья с черными полосками, у самцов большая их часть однородная темная, без характерных полосок. 

Однако встречаются особи обоего пола однородной темной или светлой окраски, а также с полосками. Несмотря на изменчивость, по внешним признакам вредителя идентифицировать легко, хотя и не всегда возможно визуально различить пол. Легче всего пол насекомого определяется с августа по октябрь, так как в это время у самок очень раздуто брюшко (наполнено яйцами), выглядывающее из-под края покровов крыльев. К тому же особи женского пола обычно чуть больше, чем самцы.

Яйца кукурузного жука очень мелкие, овальные, длиной около 0,5 мм. Чаще всего желтого, бело-желтого или светло-оранжевого цвета. Личинки продолговатые, белого или бело-кремового цвета. У них коричневая головная капсула, анальный щиток на конце тела и малоразвитые ноги. В своем развитии проходят три возраста: в первом достигают длины до 1,2 мм, во втором ‒ до 8 мм, в третьем ‒ до 18 мм. Куколки похожи телосложением и величиной на имаго. Через тонкую оболочку видны отдельные части тела с бело-кремовой окраской.

Внимание! — Стеблевой (кукурузный) мотылёк

В зоне умеренного климата вредитель развивает одно поколение в год. Полный цикл развития кукурузного жука возможен в случае выращивания кукурузы в бессменной культуре. Зимуют яйца, которые откладывают самки в течение лета и до поздней осени в почву, вблизи растений кукурузы. Весной (с середины мая) из перезимовавших яиц появляются личинки. Процесс растянут во времени и стимулирован углекислым газом, а также некоторыми химическими веществами, выделяемыми корнями молодых растений кукурузы. 

Личинки в процессе развития проходят три периода, из которых последний ‒ самый длительный. Первые два периода личинки питаются на внешних тканях самых тонких корней, зато личинки третьего периода въедаются внутрь толстых корней. Зрелые личинки постепенно окукливаются в почве. В оптимальной температуре стадия окукливания длится 10 дней, после чего происходит выход имаго из почвы.

Наибольшей вредоносностью отличаются личинки кукурузного жука. Личинки двух первых периодов уничтожают внешние ткани самых мелких корней кукурузы, которые приобретают коричневый цвет и гниют. Приводит это к нарушению процессов усвоения воды и питательных веществ из почвы, а также их циркуляции в надземных частях растений, в том числе в початках. 

Повреждения тем сильнее, чем больше личинок питается на корнях, а также чем больше из них в третьей, самой опасной, стадии развития. При сильном повреждении корней процесс доставки питательных веществ в растение полностью прекращается, из-за чего надземные части постепенно желтеют, вянут, иногда даже засыхают, что особенно опасно в условиях недостатка влаги в почве. 

Как результат образуются плохо развитые некрупные початки с мелким зерном. Все это приводит к снижению урожайности. Кроме того, повреждение мочковатых и опорных корней способствует полеганию растений, что очень затрудняет или делает невозможным сбор урожая на силос или зерно.

Добавочные потери, связанные с питанием личинок, возникают вследствие повреждения тканей и проникновения этим путем вирусов, бактерий и грибов вызывающих опасные заболевания. Кукурузный жук может быть разносчиком карантинной бактерии Erwinia stewartii (Smith) Day.

По результатам исследований в Венгрии установлено, что на ограничение популяции кукурузного жука оказывают влияние климатические условия и среда. Исследованиями, проведенными в США и Европе, доказано, что легче всего поддаются уничтожению яйца и личинки первого и второго периодов. Природные факторы, сокращающие численность вредителя – это, главным образом, температурные условия. 

Температуры ниже -8ºC, воздействующие долгое время на зимующие яйца в бесснежные и морозные зимы, увеличивают их смертность. Сильные ветры зимой и весной, пересушивая почву, также могут уничтожать часть яиц и отродившихся личинок, особенно на легких почвах. Какую-то часть популяции вредителя (яйца, личинки, жуки) уничтожают естественные враги: грибы, бактерии, вирусы, нематоды, хищники и паразиты.

Но эти факторы не в состоянии снизить численность кукурузного жука до уровня, который не угрожал бы урожаю кукурузы и биоразнообразию. Поэтому борьбу с данным карантинным вредителем в Евросоюзе ведут с помощью всех доступных методов защиты, опираясь на эффективно действующие законы. 

При этом полная ликвидация очагов западного кукурузного жука в Европе уже невозможна, потому что он нашел оптимальные условия для развития и постепенно перемещается на север и восток. 

Главной целью предпринимаемых мер защиты растений является ограничение его численности и вредоносности, а также минимизация потерь будущего урожая кукурузы.

На плантациях кукурузы можно применить несколько способов, с помощью которых прерывается жизненный цикл вредителя на стадии яиц, личинки или жука. Во всем мире, в зависимости от законодательства, численности вредителя и местных условий, стратегия борьбы с кукурузным жуком основывается на применении одного или нескольких методов: агротехнического, химического или биотехнологического.

В агротехнических приемах важно чередование культур в севообороте, с помощью которого можно полностью прервать жизненный цикл кукурузного жука. В результате на участке, где раньше выращивали кукурузу, личинки вообще не выходят из яиц или отрождается небольшое количество личинок. Личинки, не находя корней растения-кормильца, погибают от голода, так как не могут перемещаться в почве дальше, чем на 50 см. 

Исследования показали, что при бессменном возделывании кукурузы численность жуков – в десятки раз больше, чем в севообороте. Но чтобы севооборот был действенным, необходимо уничтожать все самосевы кукурузы, которые могли бы прокормить часть личинок. Чередование культур в севообороте ‒ сегодня самый эффективный метод борьбы с кукурузным жуком в Европе, так как эти вредители еще не приспособлены к массовому размножению на других растениях, кроме кукурузы. 

Другие нехимические методы уменьшения угрозы от кукурузного жука: очистка от налипшей почвы и растительных остатков машин и орудий, используемых на участках, где обитает кукурузный жук. Это предотвращает случайный перенос яиц, личинок и куколок на новые места. Кроме того, нельзя перемещать почву и свежие растения кукурузы в зоны, свободные от вредителя, с полей, на которых он присутствует, так как те могут содержать вредителя на некоторых стадиях его развития.

Эффективны такие приемы, как ранний сев, сбалансированное удобрение, уничтожение сорных растений в посевах, а также своевременное применение всех приемов, создающих благоприятные условия для роста растений, благодаря чему они более устойчивы к повреждению вредителем. Правильная агротехника выращивания кукурузы, учитывающая все мероприятия для подготовки поля перед севом, очень важна там, где кукурузу будут возделывать бессменно, чтобы избежать появления личинок.

Важным элементом правильной агротехники является тщательное измельчение растительных остатков и их глубокая запашка перед зимой. Благодаря этому уничтожается подстилка, защищающая находящиеся в почве яйца кукурузного жука от промерзания и пересушки. Кроме того, осенняя вспашка извлекает яйца на поверхность почвы, где они становятся легкой добычей для хищников, муравьев, жуков, а также в большей степени подвергаются влиянию метеорологических факторов.

Основная форма защиты растений от кукурузного жука – химические мероприятия. Во многих странах она ведется по-разному, в зависимости от спектра зарегистрированных средств защиты против данного вредителя, числа обработок, рекомендуемых в вегетационный период, технических возможностей хозяйства. 

В мире для борьбы с личинками диабротики применяются инсектициды различных формуляций, в том числе почвенные гранулированные препараты, используемые во время или после сева кукурузы. Часто используется протравливание семян, которое оказывает меньшую нагрузку на окружающую среду, поскольку норма расхода препарата точно рассчитывается на определенное количество семян. 

Протравители защищают молодые растения кукурузы в начальной фазе их развития. Иногда применяются препараты, которые вносят в почву путем опрыскивания в период вегетации, когда появляются первые листья. 

В разгар вегетационного периода роста кукурузы ведется борьба с жуками. Однако к тому времени растения достигают высоты свыше 2 м, поэтому для химической обработки посевов надо заранее предусмотреть подъездные дороги для трактора с опрыскивателем или применять ранцевые опрыскиватели. Имаго уничтожаются посредством ограничения процесса откладки яиц самками с целью уменьшения его численности в будущем году.

Порог вредоносности и целесообразность применения инсектицидов определяются мониторингом наличия имаго вредителя на растениях кукурузы, который ведется с помощью феромонных ловушек, содержащих аттрактант: половой (привлекает только самцов) или пищевой (привлекает жуков обоих полов).

В США с кукурузным жуком борются несколько десятков лет с помощью химических препаратов (главным образом, почвенных инсектицидов), но их применение негативно повлияло на окружающую среду. Поэтому сегодня там актуальна стратегия борьбы на основе выращивания сортов генетически модифицированной кукурузы ‒ ГМО (линия MON 863) устойчивых к повреждению вредителем. 

В их геном встраивают ген токсина, выделенный из бактерии Bacillus thuringiensis spp. tenebrionis, способствующий выработке белка, токсичного для кукурузного жука в течение всего периода вегетации растений кукурузы. В настоящее время в странах Евросоюза такие сорта не выращиваются.

В последнее время изучается возможность сокращения вредоносности кукурузного жука путем подбора традиционных сортов кукурузы, которые более устойчивы к повреждению личинками (селекционно-семеноводческий метод). Такие сорта развивают мощную корневую систему и поэтому могут легко преодолеть последствия питания личинок. В результате урожай снижается не так резко по сравнению с сортами, наиболее восприимчивыми к повреждению.

Относительно редко применяются биологические методы борьбы с кукурузным жуком. Эти методы в настоящее время находятся на разработке и заключаются в поиске естественных врагов, способных уменьшить численность кукурузного жука. Большие надежды возлагают на применение нематод семейств Heterorhabditis spp. и Steinernema spp. в борьбе с личинками, но применение их на практике зависит от экономических аспектов биологической защиты растений.

Журнал Наше сельское хозяйство, 2012 г., №16