XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Галлообразующие вредители деревьев и кустарников в окрестностях с. Кысыл-Сыр Намского улуса Республики Саха
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Галл — патологическое образование на органе растения. Их возбудителями могут быть вирусы, бактерии, грибы, но чаще поражения наносятся членистоногими. При этом поражаются участки листьев и других органов растений. Однако могут поражаться и целые органы, например, листовые почки. Галлы ослабляют растение и могут привести его к гибели.
Цель: изучение галлообразующих насекомых-вредителей по их повреждениям органов древесных и кустарниковых пород (сосны, ели, лиственницы, березы, ивы) в окрестностях с. Кысыл-Сыр Намского улуса РС(Я).
Задачи:
заложить пробные площадки для сбора материала;
собрать материал с различными галлами;
составить гербарий растений с галлами на различных органах;
выявить видовой состав галлообразующих насекомых.
Глава 1. Теоретическая часть
Галлообразующие беспозвоночные
Особую группу фитофагов составляют беспозвоночные животные, способные инициировать у растений формирование новообразований – галлов как мест их обитания и источников пищи. Галлы формируются на всех без исключения органах растений, а процессы тератогенеза имеют следствием разнообразные нарушения их роста и развития, снижение жизнеспособности. В случае заселения орнаментальных кустарниковых растений галлоформирующими членистоногими пороговые уровни потери растениями декоративности крайне малы: тераты хорошо заметны уже при повреждении лишь нескольких процентов заселяемых органов, что неизбежно ведет к снижению эстетической ценности насаждений. При этом потеря растениями декоративности носит долговременный характер и, как правило, не может быть преодолена в текущем вегетационном сезоне, поскольку применение после выявления присутствия вредителя, например, химических средств защиты растений позволяет устранить членистоногих-тератогенов, но не сформированные ими галлы. Все это обусловливает высокое хозяйственное значение данной группы фитофагов и определяет актуальность изучения их таксономического состава, распространенности и характера вредоносности насекомых-галлообразователей в условиях зеленых насаждений нашей страны (Вестник БГУ. Сер. 2. 2013. № 1).
Галлицы
Галлицы – Diptera, Cecidomyiidae. Семейство насекомых из отряда двукрылых. Как вредители урожая лиственницы в литературе известны 2 вида галлиц: лиственная почковая (Dasyneura Laricis F. Lw.) и большая лиственничная почковая (D. Rozkovi Mam. et Nick.).
Распространение. Оба вида отмечены по всему ареалу лиственниц в Сибири. В лесах Центр. Якутии Е.С. Петренко (1965) отмечал наличие личинок галлиц (без точного указания вида) в шишках лиственницы даурской, хотя заметного ущерба они не приносят. В известной монографии «Вредители лиственницы сибирской» (1966) второй вид указан как Dasyneura sp. В лессах Сибири оба вида описаны как вредители конофаги, которые снижают плодоношение деревьев лиственниц (Буглова, 2000). Некоторые различия влияния 2 видов на образование и форму почковых галл описываются А.С. Рожковым. В лиственничниках Центр. Якутия, по – видимому, встречаются оба вида, причем Dasyneura rozkovi – более массово.
Кормовые растения. Лиственница.
Морфологические признаки. Сами комарики – небольшие насекомые, около 2 мм длиной. Личинки ярко – оранжевого цвета, размером до 3 мм. Кокон белый, волокнистый, длиной 2,6 – 3 мм.
Биология и образ жизни. В Якутии видовая принадлежность галлиц не уточнена и биология видов не изучена. По литературным данным, из соседних регионов Сибири лиственничная почковая галлица летает в течении нескольких дней во второй половине мая и откладывает яйца в укороченные побеги (брахибласты) лиственниц. Отродившаяся личинка проникает в глубь пучка хвоинок, локализуется на меристематическом конусе нарастания почки следующего года и инициирует ее разрастание в специфическую тератоморфу – галл. К осени подросшая личинка образует кокон и зимует внутри галла, весной отрождается имаго. Почка, давшая начало галлу, погибает.
В шишках лиственницы в Центр. Якутии личинки галлиц встречались с 111 декады июня. Заканчивается развитие личинок в первой половине августа, когда другие вредители отсутствуют.
Хозяйственное значение и меры борьбы. Интенсивность поражения семян в шишках, заселенности (до 10 личинок на 1 шишку) потери урожая невелики, при более высокой численности (до 30 – 40 личинок на 1 шишку) галлица повреждает почти половину семян. Массовое поражение лиственниц галлицами катастрофически снижает количество цветущих почек и сводит на нет урожай семян на семенных участках. В Якутии личинки галлиц в шишках встречаются в комплексе с другими видами конофагов и, безусловно, способствуют снижению урожая семян в шишках. Плотность личинок галлицы в одной шишке колеблется от 2 в урожайные годы до 20 в неурожайные. В настоящее время численность пораженных побегов лиственницы в Центр. Якутии заметно нарастает. На опушечных деревьях некоторые нижние ветви лиственниц вообще почти лишены хвои (табл. XVI, 2, 3), а на них расположены галлы комарика разных лет заселения.
Побеговьюн – смолевщик – Retiniaresinella
Побеговьюн – смолевщик – Retinia resinella (Linnaeus, 1758). Бабочка семейства листоверток (Lepidoptera, Tortricidae). Евросибирский вид.
Распространение. Ср. и Сев. Европа. Перевезен с растительным материалом в Сев. Америку. В Росии: почти по всей Европейской части и в Сибири, на юге – в Крыму и на Кавказе (http://www.ecosystema.ry/). В Якутии обитает в лесах центральных районов, к югу от рек Вилюй и Алдан (Каталог…, 2008). По данным Ю.Н. Аммосова (1967), побеговьюн – смолевщик обитает в заметных количествах, вредитель отмечался в сосняках зеленой зоны г. Якутска и других населенных пунктов центральных районов, прилежащих к городу, около дачных участков, лагерей отдыха.
Кормовые растения. Сосна обыкновенная.
Морфологические признаки. Темноокрашенная бабочка в размерах крыльев 16 – 22 мм. Голова, грудь, с блестящими оловянно – серыми поперечными волнистыми линиями и темно – серой бахромой. Задние крылья серо – коричневые, с очень светлой серой бахромой (табл. XVII, б, 1).
Биология и образ жизни. Генерация двухгодовалая. Лет бабочек и откладка яиц бабочками побеговьюна – смолевщика происходит в нечетные годы во второй половине июня – первой половине июля. Бабочки способны переноситься ветром и расселяться на расстояние до 10 км. Гусеницы живут в побегах молодняков сосны, питаясь лубом и сердцевиной.
Самки откладывают 1 – 3 яйца на основание молодых хвоинок в верхней части новых побегов сосны. Плодовитость самок в среднем 44 яйца. Гусеницы отрождаются в середине июля. Вылупившаяся гусеница выгрызает в основании хвоинки ход и питается ее мякотью. Затем проникает в верхушку побега (рис. 14, 2), в результате чего на месте внедрения образуется смоляной пузырь («смоляной галл»). В 1 декаде сентября гусеницы перестают питаться. Зимуют гусеницы в паутинистых коконах внутри галлов. На следующий год (в конце апреля) они оживают, а во 111 мая становятся подвижным и освобождаются от коконов. Во 11 декаде июня гусеницы начинают вгрызаться в древесину, углубляясь на 1 – 2 мм. Длина хода достигает 16 – 18 мм. К осени гусеницы линяют 2 раза и зимуют вторично. После этой зимовки они питаются до конца мая и окукливаются. Перед окукливанием гусеница прогрызает в смоляном галле ход, направленный к вершине побега, оставляя тонкую оболочку внутри галла. Затем плетет кокон и окукливается. Куколка перед отрождением бабочки движением тела разрушает поверхность кокона и бабочка выходит через уже готовое отверстие, оставляя после себя оболочку куколки («экзувий»). Свежие и старые смоляные галлы хорошо различаются (табл. XVII, 2, 3).
Хозяйственное значение и меры борьбы. Более сильное повреждение галлами побеговьюна – смолевщика обнаружилось в окрестностях г. Якутска (118 галлов на 1 дерево). Сосновые насаждения имели захламленный вид. Это свидетельствует о том, что вредитель более многочислен там, где лес поражаются побеговьюном – смолевщиком с 6 – летнего возраста, то такие растения часто погибают. Сильнее заражаются сосны в размеженном лесу, что, по–видимому, связано с освещенностью, прогреваемостью и захламленностью насаждений, которые предпочитает побеговьюн – смолевщик.
Профилактические меры борьбы: соблюдение санитарных норм в пригородных зонах населенных пунктов; очистка сосновых лесов от мусора и свалок.
Глава 2. Практическая часть
2.1. Методы исследования
Закладка пробных площадей;
Обследование поврежденности шишек и семян в лабораторных условиях.
Наблюдение в садках за развитием насекомых-вредителей.
Фотографирование галловых повреждений на растениях и обнаруженных насекомых.
Составление коллекции образцов повреждений и насекомых.
Установление видового состава галлообразующих насекомых
Объект исследования: Галлы на различных органах растений
Научный консультант: Аверенский Александр Иванович, к.б.н., старший научный сотрудник Института биологических проблем криолитозоны
СО РАН
Фото 1. Аверенский Александр Иванович, к.б.н.
Закладка пробных площадок:
С лета 2021 года мы начали работу по изучению галлообразующих вредителей древесных культур. Для их изучения основным методом является закладка пробных площадей. Мы заложили 4 пробных участках с площадью по 100 м²:
Площадка №1 (молодой сосняк) заложена в августе 2021 г. в 500 метрах западнее села на местности Могуруот.
Площадка №2 (лиственничник) расположена на местности парковый лес.
Площадка №3 (ельник) расположена в 700 метрах западнее села на местности Могуруот.
Площадка №4 заложена летом 2022 г. расположена в 500 м. севернее села, где у старицы растут разные виды ив. Ива прутовидная и ива Бэбба.
2.2. Результаты исследования
Все деревья осматриваются на предмет зараженности галлообразующими насекомыми.
Фото 2. Пробные площадки
На площадке №1 во время обследования деревьев на ветках сосен нами найдены большое количество галлов. Галлообразующим вредителем является побеговьюн-смолевщик. Из 10 сосен 9 деревьев имеют галлы на ветках.
Лиственничная почковая галлица(Dasineura rozhkovi Mamaev et Nikolsky) вызывает образование крупных (1 см) артишокообразных галлов на побеге лиственницы Каяндера. Пораженная почка погибает. На площадке №2 без галлов нами найдены только самые молодые лиственницы до 10 лет.
Все деревья осматриваются на предмет зараженности галлообразующими насекомыми.
Результаты выращивания в садках насекомых-вредителей в опыте, заложенном в 8 ноября 2021 г.
Наблюдения за развитием насекомых в садках проводится ежедневно. В садках первыми появляются мелкие насекомые из отряда Перепончатокрылые и комарики из семейства Галлицы.
Через 20 дней в садках с шишками сосны и лиственницы ничего не обнаружили.
А в садках с шишками ели найдены мелкие насекомые – галлицы, мелкие бабочки, перепончатокрылые, мушки.
В работе предыдущих исследователей среди выявленных насекомых–вредителей шишек ели имеются мелкие комарики, которые относятся к галлообразующим насекомым. Отр. Двукрылые из семейства Галлицы (Diptera, Cecidomyiidae) – 2 вида: Kaltenbachiolastrobe (Winnertz).
Фото 3. Kaltenbachiolaanastasiae(Fedotova et Averenskij sp.nov. т.е. новый для науки вид).
11.11.2022 – заложение опыта. В садках обнаружены бабочки, комарики-галлицы, и некоторые виды перепончатокрылых.
На площадке №1 во время обследования деревьев на ветках сосен нами найдены большое количество галлов. Галлообразующим вредителем является побеговьюн-смолевщик. На каждые 10 сосен с галлами найдены по 2 сосны, что составляет 20 % пораженности.
Фото 4. Побеговьюн-смолевщик
На площадке №2 нами обнаружена Лиственничная почковая галлица (Dasineura rozhkovi Mamaev et Nikolsky), которая вызывает образование крупных (1 см) артишокообразных галлов на побеге лиственницы Каяндера.
Фото 5, 6. Галлы на стебле лиственницы
Взрослые лиственницы поражены 100%. Без галлов нами найдены только самые молодые лиственницы до 10 лет.
Пораженная почка погибает. На площадке №2 без галлов нами найдены только самые молодые лиственницы до 10 лет.
На площадке №3, где много ели мы нашли шишки с галлами и ветки с поврежденными хвоинками. Повреждения хвоинок ели (галлы) образованы хвоегрызущими вредителями.
Фото 9. Галлы на хвоинках ели
На площадке №4 летом 2022 года нами обнаружены ивы с различными галлами. Такие галлы встречаются часто на листьях ивы. И очень похожи на маленькие плоды.
Фото 7. Галлы на листьях ивы
Такие галлы встречаются часто на листьях ивы. И очень похожи на маленькие плоды.
Фото 8. Галлы на шишках ели
Выводы
Таким образом, по итогам нашего исследования мы пришли к следующим выводам:
на трех пробных площадках отмечено массовое размножение галлообразующих насекомых;
собран материал с различными галлами;
составлен гербарий растений с галлами на различных органах;
выявлен видовой состав основных галлообразующих насекомых: лиственничная почковая галлица, галлицы - калтенбахиола Анастасии и калтенбахиола строби, побеговьюн-смолевщик и пилильщики.
Возможными причинами вспышки размножения насекомых-вредителей считаем:
уменьшение численности птиц и насекомых энтомофагов, питающихся яйцами и личинками насекомых-вредителей;
снежные, мягкие зимы в последние годы, благоприятные для зимующих насекомых-вредителей.
Литература
Аверенский А.И. Жесткокрылые Центральной Якутии. – Якутск, 1991. – 98 с.
Аверенский А.И. Насекомые Якутии. Жуки: крат. справ. /Аверенский А.И., Ноговицына С.Н., Степанов А.Д.; – Якутск: Бичик, 2008. – 104 с., ил.
Аверенский А.И. Фауна и распределение кокцинеллид (Coleoptera: Coccinellidae) Якутии // Вестник ЯГУ №1.- Якутск: изд-во ЯГУ. 2010. с 16-22.
Аверенский А.И., Кузнецов В.Н. Эколого-фаунистический очерк кокцинеллид (Coleoptera: Coccinellidae) Якутии // Биология некоторых видов вредных и полезных насекомых Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ, 1978. – С. 19-30.
Методика сбора насекомых и составления энтомологических коллекций (сост. Е.Л. Каймук). – Якутск, 1990. – 38 с.
Практическое изучение насекомых. Методические указания. (Составители: Е.Л. Каймук, А.И. Аверенский). – Якутск: изд-во ЯГУ, 2001.