XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ОСОБЕННОСТИ ЭКОЛОГИИ КАРАНТИННОГО ВРЕДИТЕЛЯ КАШТАНОВОЙ МИНИРУЮЩЕЙ МОЛИ (Cameraria ohridella) В Г. СЕРДОБСКЕ.

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Конова А.П. 1

---

1Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования центр детского творчества г. Сердобска /естественнонаучный отдел/ г.Сердобск,ул.Набережная -39.

Морунов А.Г. 1

---

1 муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования центр детского творчества г. Сердобска МБУДО ЦДТ г.Сердобска

Работа в формате PDF

540.4 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Каштановая минирующая моль Cameraria ohridella (Lepidoptera, Gracillariidae) повреждает конский каштан обыкновенный Aesculus hippocastanum произрастающий в естественных горных лесах на Балканах, но более известный в качестве декоративной культуры и широко используемый в озеленении городов, в том числе и Сердобска. Этот вредоносный карантинный объект впервые выделен в энтомофауне окрестностей Охридского озера в 1984 году. С этого года начинается отсчет его триумфального шествия по странам Европы. В 1989 году вид отмечается за 1000км в Австрийском городе Линц. К 2000году ареал насекомого уже распространился от Парижа на западе до Одессы на востоке. С 2005 года началось изучение Cameraria ohridella в Ботаническом саду МГУ. В Пензенской области, как и в Сердобске впервые обратили внимание на факт наличия вредителя только в 2019 году[12]. Учитывая скорость расселения наиболее вероятной датой можно считать 2017 год, а в Сердобске 2015г. Не исключено, что причиной появления вредителя стало наблюдающиеся в настоящее время изменение температурных показателей в сторону потепления. Это привело к созданию условий для проникновения южных видов в более северные районы. Особенно отчетливо данное явление прослеживается у насекомых, так как этот класс животных обладает быстрой ответной реакцией на изменения условий среды за счет уникальной экологической пластичности и относительно высокой скорости воспроизводства [4]. Для того, чтобы определить степень распространения и вредоносности карантинного вредителя мы уже второй год проводим свои исследования его экологии и биологии.

Цель проводимых исследований выявить распространение Cameraria ohridella на зеленых насаждениях города и оценить фитосанитарный риск от его присутствия.

Для достижения поставленной цели мы решили несколько задач:

-обследовали насаждения каштана конского обыкновенного в. г. Сердобске и с. Пригородное;

-выяснили степень поражения листьев в каждом случае;

-изучили экологию вредителя в наших условиях;

-разработали предложения по борьбе с Cameraria ohridella

Исследования проводились в сентябре-октябре 2019, в мае – октябре 2020года и охватывали насаждения каштана в г. Сердобске и с. Пригородном.

Актуальность исследований заключается в необходимости как можно быстрее и полнее изучить биологию и экологию вредителя с тем, чтобы разработать алгоритм борьбы с ним.

Практическая значимость работы выражается в возможности использования материалов для снижения урона зеленым насаждениям городов области от каштановой моли.

Обзор литературы

Биологические инвазии чужеродных видов на городских объектах озеленения можно отнести к экологическим катастрофам. Проникнув на новую территорию с благоприятными условиями, такие виды в отсутствии природных врагов (энтомофагов) быстро наращивают численность и беспрепятственно распространяются по городским насаждениям. Самым заметным событием такого рода за последние 5 лет является распространение каштановой минирующей моли Cameraria ohridella Desh. Dum. в Москве и пригородах. Каштановый минер обнаружен в Москве в 2005 г. на территории Главного ботанического сада РАН. Не исключено, что вредитель проник в Москву несколькими годами раньше, но не был замечен службами защиты растений. Ко времени обнаружения минера в России этот вредитель в европейских странах захватил все каштановые посадки и сформировал обширные очаги массового размножения. Первое обнаружение каштанового минера относится к 1985 г. в каштановых посадках близ Охридского озера в Македонии. Югославские энтомологи Дешка и Димич (Deschka, Dimic) [3], изучая очаги вредителя и его таксонометрические признаки, отнесли минера к новому виду, не встречавшемуся ни в одной стране не только в Европе, но и в мире, где конский каштан произрастает в естественных насаждениях или используется как декоративное дерево для озеленения в городских объектах. Скорость распространения минера по Европе превосходит все известные случаи инвазий насекомых. За 20 лет с момента первого обнаружения этот вид вредителя освоил большую часть европейского континента и в настоящее время начал осваивать азиатскую часть Турции. В Польше впервые была отмечена в 1998 году в Нижней Силезии и за пять лет расселилась уже по всей её территории. В некоторых районах находки этой моли представляются случайной интродукцией, связанной с автомобильным и железнодорожным транспортом, поскольку находятся далеко за пределами увеличивающейся территории ареала. Скорость расширения ареала в Польше составила 100 км в год. В 2002 году каштановая минирующая моль была отмечена в Швеции, Дании и Великобритании. В 2003 году впервые отмечен в России в Калининградской области. В 2006 году вид отмечен на юге Финляндии в городе Ханко, куда был, видимо, занесён на паромах из Германии. В 2007 году моль впервые отмечена в Литве, затем в Латвии (Лиепая) и Эстонии (Тарту)[8]. Распространение моли происходит как естественным способом – ветром, птицами, так и антропогенным. Вероятно, в Москве при большом транспортном движении и высокой плотности населения антропогенный фактор является основным. Маленькие легкие бабочки переносятся на одежде людей, попадают внутрь общественного транспорта, в грузовые и легковые автомобили и выносятся наружу в самых разных районах. Несмотря на то, что в Европе проблема с каштановой молью стоит очень остро, за 20 лет исследования не удалось разработать эффективных мер борьбы с этим вредителем. Проект ЮНЕСКО «controcam» (2001–2003 гг.) по изучению каштановой минирующей моли и разработке методов борьбы с ней не принес ожидаемых практических результатов (см. сайт проекта ЮНЕСКО «controcam», доступный для свободного использования в некоммерческих целях) [2]. В ряде стран на объектах озеленения заменяют конский каштан другими видами и гибридными формами каштана p. Aesculus, устойчивыми к повреждениям минера. Так, в Чехии чаще стали использовать в озеленении более устойчивые к повреждениям виды A. Carnea, A. glabra, A. indica. В Украине в Киеве на Крещатике и прилегающих объектах озеленения вырублено несколько сотен усохших от минера старых деревьев и заменено молодыми деревьями A. pavia [6]. Наиболее доступным и применяемым в разных странах методом борьбы с зимующей фазой моли является сбор и утилизация опавших листьев. В городе Великие Луки мины Cameraria оhridella D.D. были впервые зафиксированы в 2012 году. Вредная деятельность всех минеров имеет сходный характер. Гусеницы минирующих молей выедают всю мякоть листа (палисадную и губчатую паренхиму), не затрагивая лишь эпидермис и крупное жилкование [3]. Внутри листовой пластинки образуется закрытая полость – мина, в которой обитает гусеница. В настоящее время моль освоила все посадки каштана в городе Великие Луки, встречаемость вредителя и заселенность листьев в 2017 году составили 100%. [3] Каштановая минирующая моль наносит настолько серьёзный вред посадкам обыкновенного конского каштана в Европе, что местами (например, в ряде районов Германии) ставит под вопрос целесообразность дальнейшего культивирования этого дерева в городах[6]. Наносимый гусеницами вред выражается, в частности, в том, что повреждённые кроны каштана не обеспечивают деревьям достаточного накопления питательных веществ, что зимой приводит к вымерзанию. Если не происходит полного вымерзания, сильно повреждённые каштановой минирующей молью деревья весной плохо распускаются, а отдельные ветви усыхают. На ослабленных деревьях, как правило, поселяются другие вредители, повреждающие листья, побеги, стволы, а также развиваются грибные инфекции. При обследовании декоративных растений в Главном ботаническом саду РАН нами был обнаружен этот вредитель на каштанах партерной экспозиции, на коллекционном участке и в питомнике ГБС. В 2006 году минер был зарегистрирован на каштанах ВВЦ, в парке Царицыно, на отдельных деревьях по Алтуфьевскому шоссе, на Тимирязевской улице.В 2007 году, кроме указанных объектов, минер был обнаружен на импортном растительном материале, в контейнерах 20-летних культур каштана конского в садовом центре «Паэр +». В августе этого года минер был обнаружен недалеко от кольцевой дороги, в Москве на уличных посадках в районе Медведково, на Студеном проезде и улице Грекова, в частных посадках по Рублевскому шоссе. Экспансия каштанового минера в настоящее время приобрела общеевропейский масштаб. В 2005 году в Праге была проведена первая международная конференция, посвященная этому виду. Европейским союзом была принята специальная программа по изучению этого вредителя и выделены денежные средства на разработку методов и средств борьбы с ним. Это говорит о серьезности проблемы, которая требует пристального внимания и в нашей стране. Особо следует отметить работы школьников по изучению биологии и экологии минёра. Это работа Софью Сырцевой «Некоторые особенности экологии каштановой минирующей моли (Cameraria ohridella) на конском каштане обыкновенном (Aesculus hippocastanum) в условиях Ботанического сада МГУ» и работа Филькиной Анастасии «Изучение распространения Охридского минера Cameraria ohridella в г. Пензе»

Материалы и методы

Основным материалом для работы послужили собранные нами фактические данные. Сбор данных проводился по нескольким пунктам где произрастали деревья каштана конского. Это улица М.Горького (микрорайон лицея №2 и микрорайон «Березки»), территория ЦДТ г. Сердобска, Учебно-опытный участок ЦДТ, деревья около частных домовладений в с. Пригородное, парк Межрайонной больницы. При сборе данных применялся метод визуального учета. Информация собиралась периодическим осмотром деревьев, которые были выбраны в качестве модельных. У каждого модельного дерева осматривались листья по периметру кроны в её нижней и средней части. Для подробного изучения бралось по 10 листьев с каждого экземпляра каштана конского. площадь листовой поверхности каждого листа измерялась по формуле 0,75х a+b где, а – наибольшая длина листа, b – наибольшая ширина листа, 0,75 – пересчетный коэффициент [2]. К оценке вредоносности принимались листья с шириной листовой пластинки 33±1 см, что соответствует средней площади листовой пластинки 436,5 см2. Учитывали следующие показатели: – среднее число мин на 1 лист; заселенность листьев – процент листьев, заселенных вредителем (от общего объема выборки с каждого участка); встречаемость (распространение вида) – количество деревьев, заселенных вредителями от общего числа модельных деревьев участка. Для оценки степени вредоносности каштановой моли мы использовали шкалы, предложенные С.А. Трибель[6].

Таблица 1-Шкала оценки поврежденности листьев каштана конского каштановой минирующей молью.

таблица 2-Шкала глазомерной оценки проявления признаков заселенности насаждений каштана конского каштановой минирующей молью

Оценку общего состояния каштана конского проводили по шкале А.И.Воронцова в модификации С.А.Трибель[6]

таблица 3-Шкала оценки состояния кроны деревьев

Оценку фитосанитарного риска от появления каштанового минера проводили с применением методики министерства сельского хозяйства РФ [5].

Математическую обработку собранного материала проводили с помощью программы STATISTICA 6.0 Для построения графических данных в работе использовали стандартную программу Excel2013.

Результаты

Собственные данные

В 2020 году мы расширили количество модельных объектов для мониторинга. К 21 дереву обследуемых в 2019 году мы прибавили еще 11. При этом старались охватить новые территории городской застройки. Это можно увидеть на картосхеме (рис.1)

рис.1 Места произрастания модельных деревьев каштана конского 2020 г.

Во второй год наблюдения из всех модельных деревьев заселенными молью оказалось 27, чистыми от вредителя на момент исследований было 5 экземпляров, или 84%. В прошлом году этот показатель был равен 66,7%. По районам произрастания заселенность деревьев вредителем составила парк МРБ 100%, территория ЦДТ- 100%, ул. М.Горького-100%, УОУ Станции юннатов-100%, с. Пригородное-35%, микрорайон бассейна «Парус»- 100%, микрорайон кирпичного завода – 80%. Площадь повреждений листа каштана конского в с. Пригородное составила согласно шкале С.Триболь оценивается нами в 2-3 балл, на территории МРБ им. А.И.Настина в 5-6 баллов, на территории ЦДТ в 8-9 балов, ул. М.Горького в 4-5 баллов, УОУ станции юннатов в 3-4 балла, бассейн «Парус» 6 баллов, микрорайон кирпичного завода-8 баллов. Средний балл по модельным деревьям 5,5 баллов (в 2019г.4,3 балла). Глазомерная оценка состояния деревьев согласно шкале А.И.Воронцова в модификации С.А.Трибель по участкам произрастания модельных экземпляров показала следующие результаты [8]:

таблица 4- Обобщенные данные по всем точкам.

Количество мин на отдельно взятом листе каштана колебалось от 25 до 115 в местах сильного заражения и от 5 до 23 в местах слабого заражения. Среднее количество мин на модельных деревьях составило 61,2 мины на один лист. Окуклившиеся гусеницы отмечались в 85 % вскрытых мин. В условиях Сердобска каштановая моль дала в 2010году три генерации. Первые мины были обнаружены во второй половине июня. Куколки первой генерации регистрировались в первой декаде июля. За 2019 год данных о количестве генераций нет. Попытка изучения паразитов методом индивидуального выведения по общепринятым методикам не увенчалась успехом [11]. В условиях г. Сердобска каштановый минёр начал заселять не только каштан, но и вяз, рябину мужотти, виноград девичий пятилисточковый.

Обсуждение собственных данных

Как мы утверждали в своей предыдущей работе впервые каштановая моль была зарегистрирована в 2019 году. Но это не может быть годом её появления. Вероятное время, когда появился этот карантинный вредитель 2010-2012 годы. А в 2019 году по просьбе энтомолога из ПГУ О.А.Полумордвинова было проведено обследование деревьев каштана конского на предмет заселённости их Cameraria ohridella Desh. Dum. Тогда же официально их и обнаружили. Повреждения листьев визуально отмечались много раньше, но относили это к грибковым заболеваниям. Гусеницы Cameraria ohridella Desh. Dum. выедают всю мякоть листа (палисадную и губчатую паренхиму), не затрагивая лишь эпидермис и крупное жилкование [3]. Внутри листовой пластинки мы обнаружили закрытую полость – мину, в которой обитает гусеница (см. фото в приложении). При повреждении теряется значительное количество фотосинтезирующей поверхности листа, в некоторых случаях до 70%. Затем на ослабленный лист поражается грибковыми заболеваниями. В результате листья раньше времени опадают, дерево в зиму вступает неподготовленным и ослабленным. Теряется физиологическая устойчивость к неблагоприятным погодным условиям. Количество генераций вредителя мы точно не определили, но считали, что будет не менее двух за сезон. В 2020 году была подтверждена вероятность трех генераций. Влияние загазованности воздуха от транспорта в наших условиях достоверно не доказано. В случае с Сердобском мы отметили отличие от аналогичных наблюдений в Великих Луках, где отмечалось увеличение пораженности деревьев в зависимости от загазованности[2]. В наблюдениях московских энтомологов указывается размер куколок в 6-8мм[1]. Наши исследования показали, что размер куколок значительно меньше. Так средняя длина куколок в популяции г. Сердобска всего 4,45мм. Что, кстати соответствует измерениям, проведенным в условиях Украины [4]. В исследованиях нашего города не подтверждено заселение минёром вначале взрослых деревьев, а уж затем молодых. В равной степени заселены как молодые, так и взрослые деревья. В настоящее время моль освоила практически все насаждения каштана конского в Сердобске и началось освоение насаждений в с. Пригородном. По степени пораженности и заселённости четко выделяется территория Центра детского творчества- где засолённость 100%, а пораженность классифицируется как очень сильная с площадью листовой пластинки поврежденной молью свыше 70%. несколько меньше пораженность отмечалась в парке МРБ им. А.И.Настина- более 50%. Отсюда можно предположить, что первоначальный очаг появления карантинного вредителя — это территория ЦДТ. Оценка фитосанитарного риска по методике Министерства сельского хозяйства РФ показала, что в Сердобске потенциальный ущерб достигает 4.39[5]. Это очень высокий показатель. Очень велика вероятность акклиматизации минера-8,59.

Заключение

Появление карантинного вредителя Cameraria ohridella и массовая зараженность им деревьев каштана конского стало сигналом тревоги. Очень высокая скорость расселения и позднее обнаружение затрудняет борьбу с ним. Кроме того, еще не придуманы способы химической и или биологической борьбы с молью. Частично можно использовать механический способ. Учитывая, что последняя по времени генерация остается зимовать в опавших листьях, уборка их после листопада из-под кроны деревьев может значительно снизить вредоносность Cameraria ohridella. Особую опасность может представлять способность вредителя использовать в качестве кормовых другие древесные породы. В условиях Сердобска мы обнаружили присутствие мин с куколками Cameraria ohridella на рябине Мужотти(Мужо) Sorbus mougeotii) и на листьях вяза шершавого Ulmus glabra, Ulmus scabra. Как считает профессор Трибель С.А. из института защиты растений Украинской Академии наук, высокий жизнеспособный потенциал фитофага (средняя плодовитость самок – 40 яиц, максимальная – 150, развитие – в 3–4 поколениях, способность интенсивно распространяться аэрогенно, выживаемость в период зимовки до 70 %), а также отсутствие эффективных естественных регулирующих факторов и мероприятий эффективного ограничения численности поставили его в ряд опасных вредителей декоративных каштановых насаждений городов[8]. Развешивание клейких лент, пластинок (дощечек, кусков пластика) желтого цвета, смазанных клеем пестификс, на уровне расположения основной массы листвы, с целью отлова минирующей моли в период их лета. Так как зимовка моли минирующей каштановой второго (третьего) поколения проходит в фазе куколки в опавшей листве или бабочки, забившейся в трещины коры в комлевой части деревьев, осенью необходимо убирать листовой опад и проводить обработку стволов контактными инсектицидами. Поздней осенью и ранней весной перекапывать почву под кронами каштанов на площади равной 1,5 проекции кроны дерева. Учитывая то, что появившееся в начале сезона имаго летают плохо и сосредотачиваются в основном на коре дерева на высоте человеческого роста можно применить механический способ. Ко времени массового вылета имаго, а это 3 декада мая -1 декада июня закрепить на стволах деревьев клейкие ленты. Полностью это не избавит от вредителя, но снизит количество последующей генерации.

Выводы

В результате проведенных исследований мы выяснили, что насаждения каштана конского в городе Сердобске практически все поражены минирующей каштановой молью. Поэтому жизненное состояние большинства пораженных растений можно назвать угнетенным. Учитывая высокий фитосанитарный риск и способность к акклиматизации, изучение каштанового минера необходимо продолжать.

Литература

1. Биологическая инвазия каштановой минирующей моли в Московском регионе. М.А. Голосова, проф. каф. экологии и защиты леса МГУЛ, канд. биол. наук, В.Н. Зволь, специалист производств службы защиты растений ФГУ «Мосзеленхоз» / Чтения памяти Алексея Ивановича Воронцова. //ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 5/2009

2. Вредоносность каштановой минирующей моли в Псковской области Анна Владимировна Крюкова, к. биол. н., доцент Зоя Викторовна Николаева, д. биол. н., профессор ФГБОУ ВО «Великолукская государственная сельскохозяйственная академия», Россия, г. Великие Луки// Известия Великолукской ГСХА 2018 №1

3. Голосова М.А. Каштановый минер Cameraria ohridella – опасный карантинный вредитель на объектах городского озеленения / М.А. Голосова, Ю.И. Гниненко, Е.И. Голосова; ВПРС МОББ, МГУЛ, ВНИИЛМ. – М., 2008. – 26 с.

4. Каштановая минирующая моль в Украине. Зерова М.Д., Никитенко Г.Н., Нарольский Н.Б., Гершензон З.С., Свиридов СВ., Лукаш О.В., Бабидорич М.М. - Национальная Академия наук Украины Институт зоологии им. И.И. Шмальгаузена. Киев 2007.

5. МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ПРИКАЗ от 5 февраля 2018 года N 46 Об утверждении Методики осуществления анализа фитосанитарного риска

6. Конова А. Распространение карантинного вредителя каштановой минирующей моли Cameraria ohridella) в. Г. Сердобске. Сердобск, 2019г.

7. О причинах преждевременного усыхания каштанов в Липецкой области //Федеральное государственное бюджетное учреждение "Центральная научно-методическая ветеринарная лаборатория. Липецкий филиал. цнмвл.рф/o-prichinah-prezhdevremennogo-usyhaniya-kashtanov-v-lipeckoj-oblasti.html

8. Мониторинг каштановой минирующей мол / С.А. ТРИБЕЛЬ, профессор Института защиты растений УААН О.Н. ГАМАНОВА, научный сотрудник. //Диагностика и прогнозы. С 45-47.

9. Раков А.Г. Охридский минер Cameraria ohridella в России / А.Г. Раков // Лесной вестник. – 2011. – №4(80). – С.85-89.

10. Сырцева С. «Некоторые особенности экологии каштановой минирующей моли (Cameraria ohridella) на конском каштане обыкновенном (Aesculus hippocastanum) в условиях Ботанического сада МГУ» М., СУНЦ МГУ, 2019 г.

11. Тряпицын В. А., Шапиро В. А., Щепетильникова В. А. Паразиты и хищники вредителей сельскохозяйственных культур. — Л. : Колос, 1965. — 1 52 с.

12.Филькина А. «Изучение распространения Охридского минера Cameraria ohridella в г. Пензе» Областная научно-практическая конференция «Старт в науку» 2020г

Приложение

Рис.2. Жизненный цикл каштановой моли. (фото из Каштановая минирующая моль в Украине. Зерова М.Д. и др.)

Рис.3.Погибшая гусеница 6 поколения.ⁱ

Рис.4.Куколка внутри мины

Рис.5. Мина с гусеницей 6 поколения, вид с верхней стороны листа.

Рис.6. Куколки самца и самки. Самец справа.