XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Роль колорадского жука для личного подсобного хозяйства
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В народе говорят: «Хлеб всему голова». И это совершенно верно. Но нельзя забывать и о втором хлебе - картофеле. Картофель (ЗоЫпшп (иЪеготт) является одной из важнейших сельскохозяйственных культур. В народе его исстари справедливо называют «вторым хлебом». Ценность этой культуры определяется универсальностью использования (продовольственные, технические и кормовые цели) и способностью накапливать большое количество органического вещества. Клубни картофеля -источник витамина С . В них найдешь в небольшом количестве витамины В, (тиамин), В2 (рибофлавин), РР (никотиновая кислота), В6 (пиридоксин), а также каротин, который в организме человека и животных превращается в витамин А. Как продукт питания картофель может удовлетворить 11% суточной потребности человека в белке, 50-60% - в витамине С, 20-25% - в витамине В1, 10-12% - в фосфоре, 1-2% - в каротине. По калорийности картофель превосходит: томаты - в 4 раза, капусту - в 3 раза, морковь - в 2 раза. Его белки легко усваиваются организмом.
Ежедневное потребление картофеля обеспечивает нормальный уровень калия в пищевом рационе. Благодаря высокой питательности и прекрасному вкусу, он является отличным сырьем для приготовления различных блюд. Поэтому, начиная с 19-го века и до нынешних дней, население России не представляет свою кухню без картофеля, блюда из которого всегда являются любимыми в каждой семье.
В Новосибирской области, в нашем Баганском районе, в отдельные летние периоды роста может ощущаться резкий недостаток влаги, который продолжается длительное время и сводит урожай картофеля к нулю. Бывает наоборот: во время затянувшегося сезона дождей излишняя влага оказывает пагубное влияние на клубни картофеля при его хранении. В последние два года нашему картофелю грозит еще одна беда: на полях появился КОЛОРАДСКИЙ ЖУК. Это ненасытное насекомое, которое пожирает зеленую массу картофеля в огромных количествах. В результате растение не способно синтезировать органическое вещество и осуществлять его отток к клубням.
Родиной колорадского жука принято считать Северную Америку, штат Колорадо. С появлением этого вредителя на картофельных полях в нашем районе, мы слышим много возмущений со стороны овощеводов и написали такие строки:
Слух по Багану ходит такой-
Поля разоряет жук непростой,
Он выдержит яды, и солнце, и зной,
Он птиц распугает своей пестротой!
« Врагов не имеет,-роптал весь народ,
Не будет картошки - и голод придет!»
С друзьями природы сказали мы: « Нет!
Не надо пугаться, напрасно шуметь.
Жука мы изучим, способ найдем,
От чужака картофель спасем!»
Для того, чтобы справиться с вредителем с/х культур, нужно его поближе узнать.
Целью моей работы является изучение особенностей жизнедеятельности колорадского жука.
Задачи:
изучить особенности строения колорадского жука;
изучить особенности питания колорадского жука;
изучить особенности развития данного жука от яйца и до взрослого насекомого;
научиться безопасным способам борьбы с жуком.
Место и сроки проведения: село Баган, Баганского района Новосибирской области. Наблюдения проводились в августе 2022 года. На картофельном поле изучали биотоп колорадского жука, в лабораторных условиях проводили диагностику развития насекомого от яйца до взрослой стадии.
В работе над проектом были использованы следующие методы:
1.. Аналитические – формулировалась проблема, составлялся план ее решения, предлагались
варианты опытов, оформлялись результаты исследований;
2. Математические - проводился количественный учет взрослых жуков, личинок, яиц;
3. Теоретические методы: анализ исходной
ситуации, обобщение знаний по данному вопросу с использованием дополнительной литературы, выдвижение всевозможных гипотез;
4. Социологические методы: составление бесед с местными жителями о времени появления колорадского жука и о способах борьбы с ним.
Основная часть
1. Почвенно-климатические условия района исследования.
Село Баган, пришкольный участок, где проводились наблюдения за колорадским жуком, расположено в юго-восточной части Западно - Сибирской равнины, на юго-западе Новосибирской области, на юге Баганского района. Доктор сельскохозяйственных наук С. Н. Карманов пишет, что «основные картофелеводческие районы Западной Сибири расположены южнее 58 северной широты и соответствуют степной полосе», куда и относится наш район. «Почвенно - климатические условия благоприятны для выращивания картофеля. В районах степи за год выпадает 395 мм осадков. Климатообразующие факторы формируются под влиянием атлантических циклонов, холодных арктических воздушных масс Северно- Ледовитого океана и сухих, жарких ветров Казахстана и Средней Азии. В южной части Западной Сибири климат носит континентальный характер. Продолжительность вегетационного периода в большинстве районов составляет 155- 160 дней. Среднесуточная температура воздуха выше 18* в большинстве бывает только в июле. Преобладающее направление ветров зимой- западное, летом- северо- западное». Хотя наблюдения экологов в 2021 и 2022 годах зафиксировали следующее: зимой преобладает северо-восточное направление и северное, летом -юго- западное и северное .« Летние засухи и суховеи в лесостепных и степных районах повторяются не реже двух лет из пяти, и хотя они, как правило, непродолжительны, но могут наносить существенный ущерб урожаю. В период клубнеобразования температура почвы поднимается до ЗО'и более, из-за чего замедляется формирование клубней, они больше повреждаются вирусными и другими болезнями. В этих случаях особо важное значение приобретают мероприятия по накоплению влаги в почве, орошение, выращивание картофеля на северных склонах с более увлажненным температурным режимом. В зонах степей преобладают выщелоченные черноземы, серые лесные почвы, эти почвы не всегда обеспечены влагой, иногда бесструктурные, нуждаются в фосфоре. Встречаются каштановые почвы. Они отличаются малой мощностью гумусового горизонта, содержат всего 3- 4% гумуса, характеризуются невысоким запасом влаги. Большинство почв бедны азотом и фосфором». Картофель выращивается в зоне рискованного земледелия и не всегда дает высокие урожаи. Поэтому появление опасного прожорливого вредителя в нашем районе усиливает риск остаться без привычного продукта питания.
2. Практическая часть
2.1. Наблюдение за изучаемым объектом начались с описания внешнего вида (см. приложение 1).
1. Форма взрослых жуков короткоовальная, сильно выпуклая. Попадались довольно крупные особи от 10 до 13 мм. В дополнительной литературе даются размеры от 7-12мм (автор Г. К. Машьянова); 9-11 мм (энциклопедия). Исследуемый жук имел размеры 13 мм, длина надкрылий- 8 мм, грудь- 3 мм, голова - 2 мм .Тело состоит из 3-х основных частей: головы, груди и брюшка.
2. Строение груди (передней спинки) насекомого: ярко - оранжевая с рисунком из коротких прямых и изогнутых линий, между которыми располагаются черные точки. Всего таких отметин 11. Если всмотреться в рисунок ,то можно увидеть немного растерянное «лицо казака» из Запорожья со времен Гоголя (брови, круглые глаза, широкий нос, опущенные смоляные усы). Черная средняя линия на надкрыльях как будто высокая шапка. Возможно, данное сочетаний линий и знаков является одним из отпугивающих факторов для птиц. Она несет одну пару ног.
4. Строение груди (среднегрудь). Здесь имеется вторая пара ног и надкрылья. Надкрылья и все тело имеют блестящую и гладкую поверхность. Рассматривание их под микроскопом позволило обнаружить многочисленные ямочки с крошечной точкой внутри (см. приложение 8). Надкрылья оранжевые с десятью черными полосами, по пять полос на каждом.
5. Строение заднегруди. Имеется 3 пара ног и перепончатые подкрылья. Подкрылья у жука очень тонкие, пластинчатые, служат для перелетов. Под микроскопом видно, что они пронизаны сетью нервных окончаний, кровеносных сосудов. Основную часть подкрыльев занимают ветвистые светло-желтые образования (см. приложение 2). Изучение дополнительной литературы (Химия, О. С. Габриелян) позволяет утверждать, что данные образования являются соединениями кремния.
5.Строение головы. Голова у жука короткая и объемная, с большими сетчатыми глазами по бокам и парой усиков. Каждый усик состоит из десяти члеников, которые увеличиваются в объеме, но укорачиваются по длине на самом кончике (см. приложение 3). В момент опасности жук прячет усики, вытягивая их вдоль нижней части брюшка. В нижней части головы расположен ротовой аппарат грызущего типа, состоящий из верхней и нижней челюстей с копьевидными, светлыми выростами на концах .
6.Строение брюшка.
2.2 Проведение опытов.
Опыт № 1. Реакция жука на чужеродное тело.
Если жука поместить на ладонь, он пытается ухватить ее своими челюстями, оставляя светло-коричневую каплю.
Результат. Исследование данных выделений индикаторами показало слабо - кислую среду. Вывод: слабокислая среда выделений ротового отверстия способствует растворению покровной ткани зеленых частей растений.
Опыт № 2. Как жук крепится на растении.
Здесь основную роль играют три пары ножек. Каждая из них представляет собой сложный двигательный механизм, состоящий из трех длинных члеников, подвижно соединенных между собой и четырех мелких члеников, на которых располагаются тонкие острые шипы (см. приложение 3).
Результат. Вонзая в мякоть листа членистые личинки с острыми шипами, жук удерживается на поверхности, оставаясь неподвижным. Даже большие порывы ветра не могут оторвать насекомое от листа.
Опыт № 3. Что предпочитает жук для питания.
Насекомое помещалось в банки с растениями из семейства крестоцветных: баклажанами, томатами, а также с сорными растениями: ширица обыкновенная, вьюнок полевой, осот и др. (см. приложение
Результат.
1). Везде личинки погибали, кроме той, которая находилась в банке с картофельной, зеленой массой (см. приложение 3).
2)Наши наблюдения в данный период позволяют сделать вывод об универсальности пищевого компонента насекомого. Поэтому исследование почвенных и климатических условий произрастания картофеля является важным для прогнозирования распространения вредителя. Жизнедеятельность исследуемого насекомого зависит от наличия оптимальных условий для произрастания растения, необходимого для питания полосатого хищника. Этим растением является единственный представитель семейства пасленовых –картофель. Именно единственный, потому что данные летних наблюдений позволяют сделать вывод, что колорадский жук предпочитает одно блюдо -картофельную ботву .
Опыт № 4. Развитие колорадского жука ( наблюдение за кладкой яиц жука).
Нынешним летом нас очень заинтересовали желтовато- оранжевые скопления на сорных растениях (ширица обыкновенная) и листьях картофеля, ими оказались яйца колорадского жука (см. приложение 4). Наблюдения за яйцами проводились непосредственно на растении.
Результаты.
1.Самки откладывают их на нижнюю часть листа по 30- 40 и более в каждой кладке. В справочнике картофелеводов Н. А. Дорожин отмечает, что плодовитость данных жуков очень высокая (в среднем 500- 600 яиц)..
2) Менялся цвет яиц от желтых до оранжево- красных с черными прожилками (см. приложения)
3.В яйцекладке было 32 яйца. Выход личинок происходил в два этапа: 2/3 вышли на десятое утро наблюдений, в оставшейся части личинки вышли через два дня - на двенадцатый день наблюденй. Н. А. Дорожкин дает цифру эмбрионального развития -5-17 дней.
Опыт № 5. Развитие колорадского жука ( наблюдение за развитием личинок).
Развитие личинок до взрослого насекомого происходило в течение 32 дней, (по литературе 15- 35 дней). Длина личинок изменялась от 1,5 до 16 мм (см. приложение 15г). В дополнительной литературе мы узнали, что за период развития личинка проходит четыре возраста, он определялся длиной тела. Но мы нигде не нашли указаний времени определенного возраста. В зависимости от длины мы попробовали определить время четырех возрастных периодов личинки.
Результаты.
1) Личинки 1-го возраста - 1,5- 2 мм - 2-3 дня; 2-го возраста - 2,5- 4,5 мм - 2 дня; 3-го возраста - 4,5- 9 мм - 4 дня; 4- го возраста -9-21 мм - 16 дней, (в литературе 9-16 мм).
2) На 16-тый день личинка перестает питаться, сбрасывает красную кожицу, становится как бы прозрачно- оранжевой и неподвижной. В последующие дни она не подает никаких признаков жизни. И только на 17-ый день происходит выход жука с еще мягкими беловатыми надкрыльями и нечетким рисунком .(Опыт №6 Очень важным вопросом является питание личинок. Была составлена диаграмма по возрастным периодам личинки и потреблением ею зеленой массы). Самой прожорливой оказалась личинка 4-го возраста, она съела 5, 87г зеленой массы, 3-го возраста - 0,36г, 2-го - 0,04г, 1-го - взвесить не смогли. В среднем одной личинкой было съедено 6, 27 г. Если плодовитость самки составляет 500- 600 яиц, то в среднем (при 100%- ном выходе личинок) потомство одной самки съедает 3152г. При наличии 25 личинок на одном кусте съеденная зеленая масса составит 156,75г.Подсчитывалось также число прогрызенных отверстий и их диаметр). Данные отличаются в зависимости от возраста личинки. Обратно пропорциональны в первом и втором, прямо пропорциональны в четвертом возрасте (ближе к концу). В первом и втором возрастах наибольшее число прогрызенных отверстий, но их диаметр меньше, чем в третьем, а также в начале и середине четвертого возраста. Постепенно, к концу четвертого возраста, число отверстий и их диаметр уменьшаются. Больше всего отверстий сделано на четырнадцатый день, в четвертом возрасте - 80 штук, средний диаметр составил 1,08 мм. Наибольший диаметр (15мм) соответствовал начальному этапу четвертого возраста и составил 12 отверстий. Подсчитанная по формуле ГМ площадь (если форму повреждений брать за круг) поврежденных листьев одной личинкой за весь период развития составляет 14,072 см2. Нами наблюдалось 5 личинок, которые повредили зеленую поверхность листьев общей площадью 8 70,36 см? Это довольно значительная цифра, которая может привести к полному уничтожению зеленой массы и прекращению важнейшего процесса - фотосинтеза. В стадии развития колорадского жука входят яйцо, личинка и взрослая особь - имаго
4. Меры борьбы.
При наличии таких морфологических и физиологических данных жука и личинок, перед населением района каждый год стоит серьезная угроза остаться без картофеля. Поэтому важно знать меры борьбы с летающим вредителем картофельных полей. Предлагаю прочитать советы, приведенные в статье « Ну, жуки, погодите», напечатанная в районной газете « Степная нива», № 35 от 2 сентября 2015 год). В статье газеты « Сельская жизнь» четырнадцатилетней давности опубликованы народные методы борьбы с колорадским жуком. Уникальность их в том, что они проверены на практике и не включают в свой состав ядовитые для всего живого вещества. Вот некоторые из них: отпугивающие растворы дегтя, мыла, золы, настои перца; посадка на картофельных делянках календулы, конопли, гороха, бобов, которые привлекают хищное насекомое богомола. Он не брезгует ни личинками данного жука, ни взрослыми жуками. Эффективны различные приманки из клубней самого картофеля, Полезна также ранняя посадка ярового картофеля, который собирает перезимовавших жуков до основной посадки культуры. В Волгоградской области нашли еще «любителей» лакомиться данным жуком - это грачи и молодняк уток - пекинок. Есть у колорадского жука и природные враги: божьи коровки, жужелицы -бегунчики, пауки- сенокосцы, а также всем известные амфибии: лягушки и жабы, которые ловят их липким языком. Всех этих насекомых и земноводных необходимо знать и охранять, не путать с вредителями!
В настоящее время ученые работают над выведением сортов картофеля, не повреждаемого колорадским жуком, над акклиматизацией и разведением естественных его врагов.
Вывод:
Колорадский жук - опасный карантинный вредитель, приспосабливающийся к различным климатическим условиям. В условиях засушливого лета и суровой зимы Баганского района, он легко переносит резкие температурные колебания, продолжая давать плодовитое потомство.
Эмбриональное развитие экспериментальных яиц насекомого продолжается двенадцать дней.
Развитие личинки жука продолжается 32 дня до начала окукливания и включает четыре возрастных периода.
Период окукливания экспериментальной личинки составил 17 дней. Увеличение этого срока по сравнению с данными дополнительной литературы можно объяснить тем, что в лабораторных условиях данный период проходил без ухода личинки в почву.
За три недели своего развития каждая из наблюдаемых нами личинок в среднем уничтожала 14,072 ед листовой поверхности.
Наши личинки в качестве постоянного корма использовали только картофель. Из временных кормов они попробовали только томаты.
К листьям баклажанов, сладкого болгарского перца, паслена, сорным - щирице обыкновенной, вьюну они не притронулись.
7. Насекомого- вредителя очень трудно раздавить,
так как надкрылья довольно прочные. Легкостью и устойчивостью к воздушным потокам обладают перепончатые крылья насекомого. Данную структуру обеспечивает высокое содержание в организме кремния.
8.Жуки очень прочно удерживаются на картофеле, даже при сильных порывах ветра они остаются на листе и продолжают поедать зеленую массу. Этому способствуют тонкие острые шипы последних члеников конечностей.
9.Расположение полос и точек на спинке является своеобразным кодом, благодаря которому у насекомого нет опасных врагов довольно длительное время.
Важнейшим мероприятием в борьбе с насекомым-вредителем является его своевременное выявление на основе обследования посевов картофеля. Кроме послеуборочной перепашки необходимо использовать приманки из клубней картофеля. Данные мероприятия значительно уменьшают количество жука на делянках.
Химические способы борьбы могут привести не только к уничтожению вредителя, но и к возникновению нового, более прожорливого мутанта. Менее опасным является разработка препарата, ослабляющего иммунную систему жука, делающего его менее цепким, прожорливым, а также нахождение его биологического врага.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Беда, которая пришла на картофельные делянки в виде прожорливого колорадского жука, коснулась практически каждого жителя района, но сведений о нем в дополнительной литературе очень мало. Чаще всего в ней описываются родина жука, места распространения, время развития яиц и личинок. За время работы над проектом было выявлено очень много неизвестной информации, которая не указывалась в литературе. Работа с микроскопом выявила подробности строения колорадского жука, позволила объяснить некоторые особенности стойкого характера. Бороться с данным жуком довольно сложно. Жук плодовит, прожорлив, вынослив, успешно выживает при неблагоприятной погоде, но человек все же сильнее его. Поэтому изучение сильных и слабых сторон грозного противника - основной залог успеха в начавшейся борьбе за любимое блюдо - картофель. Пока помощь необходимо искать не только в химикатах, но и в самой природе, которая языком нелюбимых нами лягушек и жаб говорит:
Не тратьте вы яды, они вам вредят,
Ведь жук колорадский не знает преград:
Проплыл океаны, пустыню прошел
И горных вершин высоту превзошел.
Оружие мощное есть у него,
Но липкий язык наш поймает его.
Мы ловко умеем урожай охранять
И всех листоедов уничтожать.
Не брезгуйте нами, пугаясь зазря,
Зовите на помощь, очистим поля!
Используемая литература
Интернет -ресурсы https://wikiparazit.ru/zhuki/koloradskiy-zhuk-i-ego-
lichinki.html
Приложение №1
Приложение № 2
Приложение№3
Приложение №4
Приложение№5
|
0 |