I Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
К ВОПРОСУ О ПРИМЕНЕНИИ «МЯГКИХ» МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ ОТ УЛИТКИ ВИНОГРАДНОЙ КАК ИНСТРУМЕНТА СОХРАНЕНИЯ ДАННОГО ВИДА В ПРИРОДЕ
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Стр.
-
Введение………………………………………………………….. ….. 3
-
Основная часть…………………………………………………………..5
2.1. Добро пожаловать в моллюскарий……………………………………5
2.2. Методики экспериментов……………………………………………..6
2.3.Результаты экспериментов……………………………………………..7
2.4.Результаты опросов специалистов и жителей города………………..8
5. Выводы и рекомендации…………………………………………………10
6.Список литературы………………………………………………………..11
7.Приложения №№ 1-6………………………………………………………12
1.ВВЕДЕНИЕ
При выращивании растений на нашем участке я «познакомилась» с виноградной улиткой. Она портила многие растения, мне приходилось собирать улиток и выкидывать, но это мало помогало. Я задумалась над проблемой, как же можно избавиться от улиток на участке. Так я решила провести ряд экспериментов, чтобы найти способы, препятствующие миграции улиток на земли участка и предполагающие органический подход, то есть «мягкие» методы борьбы с этим садово-огородным вредителем – без их уничтожения.
Объект исследования: улитка виноградная (Helix pomatia Linnaeus, 1758).
Предмет исследования: реакции виноградной улитки на различные физические и химические воздействия.
Гипотеза: возможно, имеются достаточно эффективные средства физического и химического контроля, препятствующие проникновению улиток к посадкам сельскохозяйственных и декоративных культур, которые они могут повреждать.
Цель исследования: изучение реакций улитки виноградной на некоторые физические и химические воздействия для нахождения «мягких» (без уничтожения улиток) способов защиты (контроля) культурных растений от виноградных улиток.
Задачи исследования: изучить научную информацию по теме исследования; провести опрос местных жителей для получения сведений о том, насколько актуальна проблема с улиткой виноградной на территории города; провести эксперименты по влиянию некоторых физических и химических факторов на улиток; на основе анализа результатов сформулировать рекомендации по применению «мягких» методов борьбы с улиткой виноградной.
Актуальность исследования. Общеизвестна истина: экологический прессинг на природу планеты постоянно возрастает. В результате все больше видов животных и растений приобретают статус редких, исчезающих и исчезнувших. При этом прослеживается тенденция увеличения числа «краснокнижных» видовбеспозвоночных животных, в том числе моллюсков. В природных экосистемах улитка виноградная, как и любой другой вид животных, играет существенную роль в биологическом круговороте. Активная и неконтролируемая эксплуатация природных популяций, уничтожение виноградных улиток как вредителей культурных растений может привести к тому, что и этот вид животных перейдет в разряд «краснокнижных». Особое значение исследованию придает и то, что Краснодарский край – край с благоприятными почвенно-климатическими условиями для выращивания многих сельхозкультур как в промышленном масштабе, так в многочисленных частных, в том числе фермерских хозяйствах. Использование «мягких» средств защиты растений имеет ряд преимуществ по сравнению с применением ядохимикатов: улучшение санитарно-гигиенических условий труда; получаемая продукция не содержит остаточных ядохимикатов (пестицидов); сохраняется экологическое равновесие в природных экосистемах и агроэкосистемах.
Новизна исследования. Получены экспериментальные данные о воздействии на улитку виноградную омагниченной воды и постоянных магнитов, которые можно будет использовать для разработки устройств магнитного контроля в борьбе с улиткой виноградной как вредителем.
Обзор литературы. Улитки – удивительные существа. Они имеют множество очень рациональных приспособлений для выживания, им неведомы инфекционные болезни, поражающие многих животных, а идеальная спираль их раковины еще в древности считалась эталоном гармонии и красоты. И они тоже имеют право жить!
Положение улитки виноградной в системе органического мира:
Домен Эукариоты (Eukaryota)
Царство Животные (Animalia)
Подцарство Многоклеточные (Metazoa)
Надраздел Эуметазои (Eumetazoa)
Раздел Билатеральные (Bilateria)
Подраздел Целомические (Coelomata)
Надтип Трохофорные (Trochozoa)
Тип Моллюски (Mollusca)
Подтип Раковинные (Conchiferra)
Класс Брюхоногие, или улитки (Gastropoda)
Подкласс Легочные (Pulmonata)
Отряд Стебельчатоглазые (Styllommatophora)
Семейство Гелициды (Helicidae)
Род Улитка (Helix)
Вид Улитка виноградная (H.pomotia Linnaeus, 1758) [4].
До недавнего времени сухопутные моллюски находились вне поля исследований, посвященных проблеме сохранения биоразнообразия. В основном это связано с общепринятой точкой зрения, что эта группа животных имеет исключительно высокий потенциал размножения и выживания. В последние годы улитка виноградная становится широко используемым биоресурсом; в некоторых областях России, Украины, Белоруссии идет интенсивная заготовка вида с целью экспорта за рубеж. В основном это связано с использованием их в пищу, истреблением как вредителей культурных растений, разрушением местообитаний человеком. Только для пищевых потребностей сейчас добывается около 100 тысяч тонн в год, что удовлетворяет спрос только на 2/3!
Естественные популяции улитки виноградной в Западной и Южной Европе истощены из-за высокой степени их эксплуатации в течение длительного времени. В Южной и Юго-Западной Европе этот вид используется в пищу много столетий, сейчас «улиточная» кулинария становится все более популярной и в кухнях стран других регионов[1,6]. В Западной Европе разрешается их сбор только по лицензии; проводится их расселение, так их природные популяции стали очень малочисленными – крупные популяции практически отсутствуют, а мы продолжаем импортировать их. Во многих странах Зап.Европы уже перешли от собирательства к моллюсководству, существуют фермы для разведения виноградных улиток [1,6]. Новая отрасль сельскохозяйственного производства – улитководство - появилась в странах Зап.Европы уже со 2-й половины прошлого века; у нас, на Кубани, с 2006 года в Приморско-Ахтарске. Тогда это предприятие было экзотическим, в наши дни такие фермы существуют уже и в других регионах; средняя урожайность в год пока невысокая: 0,8 т с гектара [5].
Улитка виноградная занесена в некоторые региональные Красные книги, например, в Красные книги Тверской области, Белгородской области, где проводились исследования по жизнеспособности популяций виноградной улитки по состоянию генофонда и численности популяций [6]. Оценка состояния популяций в Калининградской области (наблюдения проводились в течение 6 лет) говорит о том, что они находятся под возрастающим воздействием хищнического истребления. Падение численности и сдвиги в возрастной структуре популяций «кричат» о том, что для сохранения вида требуется введение схем рациональной эксплуатации с учетом результатов научных исследований популяций и в других регионах страны и переходом от собирательства к моллюсководству [1].
Мягкие методы борьбы подразумевают не уничтожение животных-вредителй, а применение средств и методов контроля, препятствующих проникновению улиток на земельные участки с культурными растениями. Я узнала, что предлагаются следующие методы контроля:
- механический контроль – применение желобов с водой, которые улитки не могут «переплывать»; ручной сбор улиток или сбор улиток в ловушки;
- электрический контроль – применение специальных заграждений с медными лентами, которые вызывают небольшой электрический шок у улиток;
- фитоконтроль – высаживание по периметру участка растений, которые улитки избегают (чеснок, лаванда, шалфей, тимьян, розмарин и др.) [7].
2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Практическая часть исследования включает проведение экспериментов с целью проверки предлагаемых в литературе мягких способов борьбы с улиткой виноградной как вредителем культурных растений открытого грунта и поиска новых методов. Кроме того, была проведена работа по получению информации о том, насколько остро стоит проблема борьбы с улиткой на территории Геленджика на частных садово-огородных участках и виноградниках сельхозпредприятий.
2.1.Добро пожаловать в моллюскарий!
Для содержания улиток я использую аквариум объемом 51 литр, из расчета по 2 - 3 литра на 1 особь. Улитятник (моллюскарий) находится в хорошо освещаемой комнате, освещение естественное; прямые лучи солнца не попадают на моллюскарий (Приложение 1). Температура для содержания виноградной улики примерно +23 градуса, влажность 75 - 85%. Влажность надо постоянно поддерживать, опрыскивая стенки улитятника улиток из пульверизатора теплой водой 1 - 2 раза в день. В улитятнике обязательно должен быть небольшой водоем, для поддержания влажности
Фото 1,2. Обитатели моего улитятника
2.2. Методики экспериментов.
Тема эксперимента № 1 «Реакция улитки виноградной на дорожки, смоченные водой разного генезиса»: сравнение поведения улиток и направления их движения в сторону сухой дорожки, дорожек намоченной обыкновенной и омагниченной водой, мыльной водой.
Варианты условий опытов.
А. Контроль – сухая дорожка, 15 улиток на старте.
Б. Опыт № 1 – дорожка, смоченная обычной водопроводной водой, 15 улиток на старте.
В. Опыт № 2 – дорожка, смоченная омагниченной водой, 15 улиток на старте. Омагничиване воды проводилось с помощью специальной омагничивающей насадки, которая крепилась на водопроводный кран.
Г. Опыт № 3 - дорожка, смоченная мыльной водой, 15 улиток на старте, 2 повтора.
Ход эксперимента. Каждую дорожку обрызгиваем из пульверизатора водой разного генезиса. Одну отставляем сухой, вторую смачиваем обычной водопроводной водой, третью - омагниченной водой, четвертую - мыльной водой. Каждые 10 минут фиксируем передвижение улиток в дневнике наблюдений и фотографированием. Эксперимент длится 40 минут. Фиксируется количество улиток на сороковой минуте на каждой дорожке.
По такому же алгоритму проводятся и другие эксперименты.
Тема эксперимента № 2«Влияние запаха ароматных трав на поведение улиток виноградных»: сравнение реакции улиток виноградных на кормление обычными листьями салата и листьями, посыпанными пахучими травами.
Варианты условий опытов:
А. Контроль – 3 крупных листа салата.
Б. Опыт № 1 – 3 крупных листа салата, посыпанных сухим молотым шалфеем.
В. Опыт № 2 - 3 крупных листа салата, посыпанных сухим молотым розмарином.
Г. Опыт № 3 - 3 крупных листа салата, посыпанных толченым чесноком.
Д. Опыт №4 – 3 крупных листа салата, посыпанных молотой мятой.
Тема эксперимента № 3«Отношение улиток к водному препятствию»: определить, могут ли улитки преодолевать водное препятствие.
Варианты условий опыта.
А. Опыт № 1 – емкость заполняется водопроводной водой.
Б. Опыт № 2 – емкость заполняется омагниченной водой.
Тема эксперимента № 4. «Влияние магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, на поведение виноградной улитки»: определить, положительно или отрицательно улитка реагирует на магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом.
Примечание. Проводится по 2 повтора каждого опыта во всех экспериментах .
2.3.Результаты экспериментов.
Эксперимент № 1 (Приложение 4).
На последней, 40-ой минуте: контроль – 3 улитки; опыт № 1- 7,5 улиток; опыт № 2 – 3,5 улитки; опыт № 3 - 1 улитка.
Можно констатировать, что наименее «привлекательной» для улиток оказалась доска, смоченная мыльной водой – на ней оказалось 6,7% улиток. Омагниченная вода не оказала заметного отрицательного влияния на движение улиток: ее предпочли около 23,3% особей. Встречаются данные, что сбор виноградных улиток можно организовать на плоских влажных поверхностях, расположив их перед посадками культурных растений [7]. В нашем эксперименте такую поверхность предпочла большая часть улиток - 50,0% особей. Очевидно, что поверхность, смоченная обычной водопроводной водой, не может быть методом контроля, так как если улиток не собрать с нее вовремя, они переползут через нее на участок с растениями.
Эксперимент № 2 (Приложение 4). На 30-ой минуте уже некоторые улитки уже выбрали направление: к обычным листьям (контроль) ползли 5 улиток, к листьям, посыпанным сухим шалфеем (опыт №1) ползли 2 улитки, к листьям, посыпанным розмарином (опыт №2) – приближались 2 улитки, к листьям, посыпанным мятой (опыт №3) пока не подползла ни одна улитка, а к листьям с чесноком (опыт №4) ползло 3 улитки. А 4 улитки еще не определились. На 40-ой минуте, к контролю подползли в итоге 9 улиток, в опыте №1 –2 улитки, в опыте №2 – 3улитки, в опытах №3, 4 - по 1 улитке. Таким образом, ярко выраженного отличия в действии ароматных трав не наблюдается.
Эксперимент №3 (Приложение 4).
Емкость с водопроводной водой (опыт № 1). В первые 10 минут улитки были на островке суши неподвижны. Через 20 минут они стали двигаться по островку, но не пытались переплыть воду. На 30-ой минуте улитки подползали к воде, некоторые окунали голову, одна улитка начала движение по воде. На 40-ой минуте 8,5 улиток из 15 преодолели водную полосу. Эксперименты по алгоритму длятся 40 минут, однако я наблюдала за оставшимися улитками еще по три часа в каждом повторе. В результате на «островке» оставалось по 3 маленькие улитки, а остальные, перебрались через водное препятствие к еде. Таким образом, 80% «участников» эксперимента сумели преодолеть водную полосу.
Емкость с омагниченной водой (опыт № 2). В обоих повторах ни одна улитка не покинула островок «суши».
Эксперимент № 4 (Приложение 4). Первые 10 минут улитки, помещенные перед магнитом, не показывались из панциря. Следующие 20 минут некоторые на более крупных улиток. На 30-ой минуте эксперимента все улитки начинали движение, но не по направлению к пище, к которой можно было попасть только через постоянный магнит. На 50-ой минуте улитки расползались кто куда, но ни одна из них не двигалась за все время опыта (оба повтора) по направлению к магниту.
Статистическая обработка данных экспериментов включала определение среднего арифметического, среднеквадратического отклонения и коэффициента вариации для оценки однородности данных опытов (приложение 6). Коэффициент вариации в опытах находится в пределах 14%, что свидетельствует о средней выравненности (причем, ближе к незначительной изменчивости вариационного ряда) исследуемых значений в обоих повторах опытов.
Результаты сравнительного анализа эффективности препятствий в экспериментах представлены на диаграмме – приложение 5.
2.4.Результаты опросов специалистов и жителей города.
Виноградарство в Геленджикском районе – вторая по значимости отрасль сельского хозяйства. Какие же меры защиты от виноградной улитки применяют виноградари? Были взяты интервью у агронома, проработавшего в сельхозобъдинении «Михайловский перевал» более 20 лет (Симинога Раиса Васильевна) и главного агронома (Алипшеев Николай Дмитриевич) сельхозкампании «Геленджик», специализирующейся на выращивании винограда. Мы получили очень интересные сведения от обоих специалистов. Вопреки расхожему мнению, что виноградная улитка является «страшным» вредителем виноградников, поедая молодые побеги, листья и даже иногда плоды этой культуры, оказалось – проблемы защиты виноградников от улитки виноградной в наших
виноградарских хозяйствах нет. Виноградные улитки встречаются на виноградниках очень редко, и никакого вреда практически им не наносят; иногда, если долго идут дожди, они появляются около виноградников на обочинах дорог, тропах. Специалисты объясняют это, тем что виноградники располагаются на ровных, хорошо освещаемых солнцем местах; в течение почти всего весеннее-летнего, а часто и осеннего периодов у нас стоит жаркая сухая погода (средняя температура летом +24-26 гр.С).
Мы предположили, что определенную роль может играть обработка химикатами винограда в течение вегетационного периода. Однако, проведя анкетирование среди владельцев садово-огородных участков, получили сведения, что даже на тех участках, где улиток бывает очень много, ими повреждаются в первую очередь огородные и декоративные культуры (капуста, салат, томаты, хризантемы, георгины и т.п.), часто улитки повреждают и плоды фруктовых деревьев, но на винограде они практически не встречаются. Наблюдая за улитками у себя на участке, я обнаружила, что зарываться в почву на зимовку они предпочитают тем не менее под виноградной лозой.
В анкетировании участвовали 50 респондентов в возрасте от 25 до 60 лет; жители старых центральных районов города, где сохранилось много частных владений с садово-огородными участками. Результаты анкетирования по отдельным позициям представлены на диаграмме 1.
Анкетированию предшествовал блиц-опрос (130 чел.), который проводился с целью выявления владельцев участков, на которых улитка виноградная имеется в больших количествах и наносит ощутимый вред посадкам. Оказалось, что наиболее страдают от нашествия улиток жители, дома которых расположены в центральном районе, по периферии города на садово-огородных участках улиток очень мало.
В беседах со старожилами, живущими в старом центре, выяснилось, что улитка виноградная – давний обитатель садов и огородов в этом районе. Так, 92-летняя жительница (Попандопуло Анфиса Борисовна), проживающая здесь с довоенных лет, рассказала, что во время Великой Отечественной войны и в голодные послевоенные годы многие греческие семьи, жившие в округе выживали, спасаясь от голода тем, что питались мясом улиток.
3. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Омагниченная вода в небольших количествах (смоченная дорожка) практически не препятствует продвижению улиток к пище; однако большой объем омагниченной воды в отличие от такого же объема неомагниченной воды является эффективным препятствием для улиток, как и мыльный раствор в небольших количествах (смоченная дорожка).
2. Некоторые авторы [7] предлагают приобретать и использовать пластиковые желоба, которые крепятся по периметру посадок и наполняются водой, что, по их мнению, является неодолимым препятствием для улиток. Проверив этот метод в опыте с бассейном, наполненным обычной водопроводной водой, можно сделать противоположный вывод: улитки способны преодолевать водные препятствия.
3. Проверка действия на улиток набора душистых трав и чеснока выявила как наибольшие «препятствие» для улиток мяту и чеснок.
4. Мощным отрицательным фактором воздействия на улиток оказалось магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом.
5. Влияние магнитного поля, создаваемого в проведенных экспериментах омагниченной водой и постоянного магнитом, на реакцию изменения ориентации движения улиток, указывает на наличие у них магниторецепции. О наличии у животных магниторецепции появляется все больше данных, однако физиологические механизмы ее до сих пор неизвестны [8]. В описании органов чувств мы не встречали упоминания у улитки виноградной магниторецепторов. Однако у них имеется магнетит в зубчиках терки.
7. Можно рекомендовать как наиболее эффективные мягкие методы защиты садово-огородных растений механический, химический и магнитный контроль:
- использование желобов по периметру посадок, но заполнять их не водопроводной водой, а мыльной или омагниченной водой; это препятствие улитки не смогут преодолеть;
- использование плоских поверхностей (доски, фанера, картон и т.п.) по периметру посадок, смоченных мыльной для отпугивания улиток;
- высаживание вокруг растений, которые сильно повреждают улитки, мяты перечной, чеснока.
8. Не все мягкие методы, предлагаемые сегодня в литературе и интернет-ресурсах, соответствуют заявляемой эффективности, поэтому необходимы дальнейшее их изучение и корректировка на научно-экспериментальной основе.
9. В дальнейшем необходимо решать инженерную задачу по разработке устройств, обеспечивающих магнитный контроль, которые возможно будет использовать для защиты растений от улиток и других вредителей.
10. На территории Геленджика от улитки виноградной больше всего страдают культуры, относящиеся к семействам крестоцветные, пасленовые, сложноцветные, розоцветные.
11. Можно предположить, что на территории г.Геленджика сформировалась своеобразная «городская» популяция улитки виноградной. Перспективой исследования может быть работа по установлению границ обитания этой популяции, ее численности и других характеристик популяции.
12. В связи с возрастающим использованием улитки виноградной человеком необходимы масштабные исследования состояния природных популяций данного моллюска и рациональное использование данного природного ресурса с целью предотвращения перехода вида в статус редкого или исчезающего.
4. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Румянцева Е.Г. Автореферат диссертации «Эколого-биологические особенности и пути рационального использования виноградной улитки Helix pomatia L. в Калининградской области. Калининград, 2006.
2.Сб.Структурно-функциональные изменения в популяциях и сообществах на территориях с разным уровнем антропогенной нагрузки. Материалы XII Международной научно-практической конференции, с.13,14 //Артемчук О.Ю., Снегин Э.А., «Морфогенетический анализ популяций H. pomatia L. в условиях среднерусской возвышенности». Белгород, 2012.
3. Федоров К. Загадочные животные. С.-П., Пресс-курьер, 2013.
4. Шарова И.Х. Зоология беспозвоночных, 276, 285-304/ Учебник для ВУЗов/. М., «Владос», 2002.
Интернет-источники
5. Официальный сайт администрации Краснодарского края.
6.bereza by> component/content/article Н.Синкевич. Наши улитки для французских гурманов.2012.
7.http://www.countrysdeliving.net/ART_ Slugs-Snails_Aug07.html.
Приложение 2
АНКЕТА
для владельцев приусадебных участков
-
Адрес (улица, район города)___________________________________
-
Какие культуры страдают от виноградной улитки на вашем участке:
а) овощные культуры_________________________________________
б) декоративные культуры____________________________________
в) плодово-ягодные культуры_________________________________
г) виноград_________________________________________________
Примечание: больше всего+++; в средней степени ++; меньше всего +; не страдают -- .
-
Применяете ли Вы средства химической защиты___________________
(да, нет)
-
Проводите сбор улиток с дальнейшим уничтожением_______________
(да, нет)
-
Применяете ли какие-либо другие средства защиты________________
_____________________________________________________________
(описать)
-
Надо ли полностью уничтожить виноградную улитку в природе_________________
(да, нет)
Приложение 3
Фото 1. Мой моллюскарий, вид спереди
Фото 2. Моллюскарий, вид сверху
Фото 3. Моллюскарий, вид сбоку
Фото 4. «Интерьер» моего моллюскария
Приложение 4
Эксперимент №1
Фото 5. Первые 10 минут эксперимента, улитки просыпались и выползали из панциря
Фото 6. Прошло 20 минут. Улитки начали движение
Фото 7. Прошло 30 минут. Улитки продолжают движение
Фото 8. 40-я минута эксперимента. Можно подсчитывать результаты.
Эксперимент №2
Фото 9. Первые 10 минут эксперимента
Фото 10. Прошло 20 минут, улитки начали движение
Фото 11. 30-я минута эксперимента
Фото 12. 40-я минута, можно сделать вывод о приоритетах улиток
Эксперимент № 3, опыт №1
Фото 13.Первые 10 минут экспериментаФото 14. 20-я минута эксперимента
Фото15. 30-я минута эксперимента
Фото 16. 40-я минута эксперимента
Эксперимент № 3, опыт №2.
Фото 17. Первые 20 минут экспериментаФото 18. Прошло 40 минут, все улитки на «суше»
Эксперимент № 4
Фото 19. Первые 10 минутФото 20. 20-я минута
Фото 21. Прошло 30 минут
Фото 22. 40-я минута эксперимента
Приложение 5