XX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Роль энтомофагов в защите сельскохозяйственных растений от вредителей

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Гафаров А.Р. 1

---

1МБОУ "Лицей № 11 г. Челябинска"

Ткачук Л.Г. 1

---

1МБОУ "Лицей № 11 г. Челябинска"

Работа в формате PDF

1.3 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Биологическая защита — это использование живых организмов (в нашем случае полезных насекомых – энтомофагов, акарифагов и грибов) для уничтожения насекомых-вредителей, вызывающих болезни растений. В результате растение защищено от вредителей, а корневая система не страдает от химических воздействий и не теряет силу роста, что положительно сказывается на урожайность (увеличение урожайности до 2 кг/м2 без увеличения затрат на средства защиты растений).

Основные важные преимущества биологического метода защиты:

• полностью безопасен для людей и экологичен для окружающей среды, 

• позволяет увеличить урожайность благодаря тому, что его родственность агробиоценозу бережно сохраняет все естественно-питательные свойства среды, в отличие от химического, где только 1% достигает вредителей, а остальные вредят росту растений, замедляя его, угнетая биомассу, снижая полезный выход продукта, 

• не вызывает привыкания вредителей,

• существенно ниже по стоимости чем химический метод при правильном применении.

Энтомофаги – насекомые, живущие за счет других насекомых (энтомон – насекомое, фаг – пожирать). Они представлены множеством видов, причем сами по себе в основном ничтожно малы и трудно заметны. Распознавание их доступно только очень узкому кругу специалистов. Энтомофаги в сельском хозяйстве выполняют чрезвычайно важные функции, сдерживая вспышки массового размножения сибирского и непарного шелкопрядов, сосновой совки, монашенки и других насекомых.

Актуальность исследований в этом направлении и побудила нас изучить вопрос применения биологического метода защиты растений.

Цель исследования: формирование у младших школьников общего уровня знаний по применению биологических средств защиты растений (энтомофагов). Эти знания помогут школьнику узнать о полезных насекомых и могут быть ими применены в саду или огороде при выращивании садовых растений.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи.

1. Изучить вопрос биологической защиты растений с помощью насекомых.

2. Оценить степень осведомленности детей младшего школьного возраста о наличии биологического метода защиты растений с помощью насекомых (энтомофагов).

3. Посетить ООО Агрокомплекс «Чурилово», который применяет на практике биологический способ защиты овощей – энтомофагов.

Объект исследования – Биологический метод защиты растений (энтомофаги).

Объём и структура работы. Работа изложена на 12 страницах машинописного текста, состоит из введения, 2 глав, в каждой главе по 2 параграфа, заключения, списка литературы и приложений. Структура исследования обусловлена поставленными задачами. Работа иллюстрирована 5 рисунками.

Глава I. Теоретическая часть

§ 1. Историческое развитие биологического метода защиты растений

Явление энтомофагии существует с тех пор, когда появились первые насекомые. Эти мелкие, сравнительно беззащитные животные становились жертвами различных хищников, паразитов и патогенных микроорганизмов, часть которых настолько приспособилась к насекомым, что стала целиком зависеть от них в своем существовании.

Переход к сельскому хозяйству и его развитие, около 10 000 лет до н. э., поставило человечество непосредственно перед проблемой конкуренции с насекомыми за пищу. С появлением растениеводства и монокультуры возникли участки, изобилующие некоторыми видами растений, и неизбежно создались локальные скопления вредителей, использующих эти виды в пищу. Мы знаем, что по мере прогресса сельского хозяйства, его усложнения человек стал использовать приемы селекции, отбирая определенные разновидности выращиваемых полезных растений. Особое внимание при отборе обращали на линии, дающие больший урожай благодаря более крупным или более многочисленным семенам, плодам или клубням, но, по-видимому, человек замечал и другие полезные свойства, которые также учитывал при селекции. Таким образом, селекцию разновидностей, устойчивых к болезням и насекомым-вредителям, можно считать первым практическим применением одного из видов биологического подавления насекомых-вредителей.

Еще тогда, когда первобытный человек наблюдал, как птицы ловят насекомых, а змеи поедают грызунов в лесах и полях, он должен был заметить и склонность некоторых диких кошачьих к мышам и крысам, т.е. тем видам, которые вредили ему в зернохранилищах и на других продовольственных складах.

Уничтожение насекомых хищниками наблюдалось и отмечалось уже давно, идея применения хищных животных для борьбы с вредителями сельского хозяйства зрела довольно долго. По-видимому, первый известный пример использования метода биологического подавления насекомых-вредителей в современном смысле – это введение китайцами в цитрусовые рощи хищных муравьев. Древняя китайская книга «Чудеса из Южного Китая», сообщает, что на местных рынках можно было купить крупных желтых муравьев с длинными ногами, которых использовали для защиты апельсиновых деревьев от появления «червивых» плодов.

Только в XIX в. была полностью осознана потенциальная важность различных факторов смертности в подавлении популяции вредителя.

Де Геер еще в 1760-х гг. сказал, что «мы никогда не сможем обороняться от насекомых без помощи других насекомых»

В России развитие экологических и биологических подходов к защите растений началось в XIX веке¹.

В 50-е годы в России были созданы первые в мире технологические линии по производству многих энтомофагов. С 90-х годов развитие биометода в РФ остановлено. С 2000 г. данная тема стала вновь актуальна для сельского хозяйства. До 2022 г. более 90% требуемых отечественному сельскому хозяйству энтомофагов закупалось за рубежом. Стоимость их в несколько раз превышала себестоимость.

В настоящее время масштабные исследования в области биологической защиты растений проводятся во Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений (ВИЗР – Санкт-Петербург) и Всероссийском научно-исследовательском институте биологической защиты растений (ВНИИБЗР – Краснодар).

Таким образом, вопрос биологической защиты растений актуален с древних времен и подлежит постоянному изучению и развитию.

Большинство ранних натуралистов было, как мы сказали бы теперь, экологами, и такая направленность неизбежно заставляла их рассматривать вредителей с точки зрения возможностей биологической борьбы с ними. Это хорошо показывает цитата из Реомюра: «Люди не любят гусениц и, если бы могли, уничтожили бы их всех. Но если немного подумать над тем, в чем же наша истинная выгода, эта ненависть прекращается. Мы любим смотреть на покрытые листьями деревья в наших садах и лесах; мы любим видеть на этих деревьях птиц, пение и оперение которых восхищают нас. Поэтому мы должны позаботиться... о том, чтобы все гусеницы не были убиты и чтобы эти птицы не лишились своей пищи. Без сомнения, все в мире устроено очень хорошо, но мы просто не видим всех связей, которые соединяют все эти весьма разнообразные формы жизни между собой... Воображая себя, как мы любим это делать, центром Вселенной, а все другие вещи связанными с нами, мы неспособны заметить менее прямые, но полезные функции некоторых созданий, которых мы знаем только по их непосредственным, иногда вредным, побочным эффектам»².

§ 2. Виды энтомофагов

В России зарегистрировано 26 видов насекомых-энтомофагов, и их с большим успехом применяют в промышленном садоводстве и овощеводстве, в теплицах.

Я в своей работе изучил те, виды энтомофагов, которых я видел в Агрокомплексе «Чурилово».

Амблисейус свирский – хищный клещ (Рисунок 1), используемый против яиц белокрылок и личинок различных трипсов. Амблисейус применяется для овощей, декоративных растений и для других парниковых культур. Амблисейус едят яйца белокрылок Trialeurodes steamariorum и Bemisia tabaci, и первую и вторую стадию личинок трипсов. Взрослый хищник ищет целевую добычу на листьях и почках посевов.

Рисунок 1. – Амблисейус свирский

Галлица афидимиза (лат. Aphidoletes aphidimyza) – семейство Cecidomyiidae – галлицы, отряд Diptera – двукрылые, или мухи.

Самка обладает отличными поисковыми способностями по выявлению очагов популяции тли, в которые она откладывает более сотни яиц. Личинка является прожорливым хищником, который потребляет почти все виды тлей. Сразу после выхода из яйца она атакует фитофага и высасывает содержимое его тела. Для развития одной личинке нужно минимум 5 тлей, но она обычно уничтожает больше, чем ей требуется.

Личинки червеобразные, без ног, с заметно обособленной головной капсулой, более интенсивно окрашенной, чем тело (Рисунок 2).

Рисунок 2– Личинка Галлица афидимиза

Хищничают личинки Галлиц. Они могут питаться более чем 60 видами тлей. Прежде чем приступить к питанию личинка парализует жертву, прокалывая ротовыми частями одно из сочленений ног, чаще всего перепонку между бедром и голенью, и вводя сильнодействующий токсин.

Макролофус (нубилис, пигмеус, калигинозус) (лат. Macrolophus) - многоядный клоп зеленого цвета (Рисунок 3), в защищенном грунте применяется против тли, трипса, паутинного клеща и белокрылки. При возможности выбора предпочитает последних, за свою жизнь способна уничтожить 3500 яиц или 2500 личинок белокрылки. Самки откладывают желтовато-зеленые яйца в жилки листьев.

Рисунок 3. – Макролофус (нубилис, пигмеус, калигинозус)

Фитосейулюс персимилис (лат. Phytoseiulus persimilis) – хищный клещ семейства фитосеид, грушевидной формы, длиной 0,37 мм, от оранжево-красной до вишнёвой окраски с тонкими эластичными покровами тела (Рисунок 4). Широко применяется в борьбе с паутинным клещом в условиях защищённого грунта.

Рисунок 4. – Фитосейулюс персимилис

Взрослые особи хищника съедают 5-20 жертв (яиц или взрослых особей) в день, процесс размножения и становления значительно быстрее чем у паутинного клеща, особенно при высоких температурах, более +28C , и они питаются паутинными клещами на всех стадиях их развития. Фитосейулюс очень прожорливый хищник и имеет самый высокий уровень потребления паутинного клеща. Но при отсутствии пищи популяция либо погибнет от голода, либо рассеется в поисках.

Афидиус колемани (лат. Aphidius colemani) – представляет из себя паразитическую осу (Рисунок 5.). Длина взрослой особи около 3 – 5 мм. Самка имеет вытянутое брюшко, в то время, как у мужских особей оно круглой формы. Самка Aphidius откладывает яйца непосредственно в тело жертвы (тля) через яйцеклад (процесс занимает доли секунды).

Рисунок 5. – Самка Афидиус колемани

После откладки яйца происходит процесс роста личинки, которая начинает питаться внутренним содержимым тела «хозяина». Спустя 7 дней после заражения (при температуре 21°C) личинка фиксирует тлю на листе и образует шёлковый кокон. Внешняя оболочка тли становится золотисто-коричневого цвета и в последствии превращается в мумию. Спустя четыре дня после начала процесса мумификации взрослая особь ЭФ покидает мумию через круглое отверстие. Общий период развития Aphidius colemani занимает 14 дней. За жизненный цикл Aphidius откладывает порядка 100 яиц. Взрослые особи способны к перемещению в поисках источника пищи, обладают хорошей поисковой способностью (до 80 м)³.

Глава II. Практическая часть.

§ 1. Использование энтомофагов в Челябинской области

В целях проведения своего исследования я посетил ООО Агрокомплекс «Чурилово», которое в настоящий момент входит в группу компаний крупного холдинга «РОСТ».

Агрокомплекс «Чурилово» — это самый крупный на Урале тепличный комбинат по выращиванию овощей и листовой зелени в закрытом грунте. Ежедневно специалисты трудятся над тем, чтобы в теплицах росла полезная, безопасная для здоровья и богатая витаминами продукция. Здесь заботятся об идеальной чистоте в теплицах, занимаются в биолаборатории научными изысканиями, создают с помощью компьютерного оборудования идеальные условия для роста растений, строго контролируют в лабораториях качество продукции на каждом этапе производства.

На этом предприятии не используют никакой химии, опыление происходит при помощи шмелей, как в природе. Применяются только биологические методы защиты растений: энтомофаги.

Все процессы контролирует центральный компьютер. Он поддерживает необходимую температуру, влажность воздуха, уровень и количество света в теплицах, соблюдает график полива.

На предприятии всегда следят за экологичностью процессов. Например, оставшуюся после полива воду собирают, очищают и повторно используют⁴.

Но в настоящий момент в Агрокомплексе «Чурилово» осталась только био-лаборатория по производству энтомофагов, которых поставляют на тепличные комбинату группы компаний «РОСТ»: г. Усть-Катав, Курганская область, г. Тюмень. Я также наблюдал как готовят к перевозке энтомофагов, упаковывают и создают условия для доставки. В термо-боксе для п перевозки должна быть температура не более 10-15 градусов, при этом самих энтомофагов охлаждают до перевозки, иначе они погибнут, не доедут до места.

В настоящий момент Агрокомплекс «Чурилово» производит и продает 5 видов энтомофагов, подробная информация по ним в приложении № 1.

§ 2. Анализ результатов социологического исследования

Для достижения озвученной цели нашей работы мы решали поставленные задачи, в том числе задачу: оценка степени осведомленности детей младшего школьного возраста о наличии биологического метода защиты растений с помощью насекомых (энтомофагов), путем проведения опроса (приложение № 2).

В социологическом исследовании с целью выявления знаний о необходимости раздельного сбора бытового мусора и отношения учащихся к данной проблеме приняли участие 29 школьников, возрастной категории 8-9 лет.

Результаты социологического опроса:

Результаты проведенного нами исследования свидетельствуют о том, что 69% не знают о полезных насекомых энтомофагов, среди опрошенных – 83% интересуются данной темой и рекомендовали бы взрослым использование биологического метода защиты растений (а именно энтомофагов) на садовом участке.

Таким образом, результаты нашего социологического исследования свидетельствуют о том, что среди опрошенных детей более половины (69 %) не осведомлены о пользе хищных насекомых энтомофагов, но дети настроены на получение экологических знаний (83 % респондентов) и их практическое применение совместно с родителями.

Заключение

Запрос на «экологически чистые продукты» начал формироваться примерно десятилетие назад. Сегодня потребитель более разборчив. Агропромышленный и перерабатывающий комплекс пока не может в достаточной мере обеспечить растущий спрос. Но свет в конце тоннеля будет всегда. 

Производители стремятся максимально заменить минеральные удобрения органическими и, что еще важнее, ищут альтернативу химическим средствам защиты растений, таким необходимым в закрытой экосфере теплицы. 

Ученые подчеркивают: в природе все неслучайно, и замена пестицидам в природе уже есть. Это насекомые-энтомофаги, которые защищают растения от вредителей и болезней, не вмешиваясь в естественный процесс их развития.

Переход на выращивание экологически чистых продуктов – одно из важнейших направлений развития любого фермерского хозяйства

При проведении нашей работы, мы поняли, что школьники младшего возраста не знакомы с таким природным явлением как – полезные насекомые энтомофаги и эти знания необходимо развивать в целях общего кругозора, а также в целях практического применения полезные насекомых и на своих дачных участках.

В заключение отмечу, что энтомофаги могут сыграть большую положительную роль в защите не только сельскохозяйственных растений в крупных агрокомплексах, но и могут помочь обычным садоводам. Для чего необходимо развивать это исследование с точки зрения информационного ресурса (ведь многие даже не слышали про энтомофагов) и с точки зрения практического применения обычными людьми, которые выращивают овощи и не только для собственных нужд.

Список литературы

1. Чайка С.Ю. Происхождение и сегментапция насекомых. М., 2003.

2. Колодько И.Т., Сидняревич В.И., Таран Н.А., Свиридов А.В. Биологическая защита растений. Учебник. – М.: Урожай, 2003

3. Штерншис. М.В. Биологическая защита растений./ М.В.Штерншис, Ф.С. Джалилов, И.В.Андреева, О.Г. Томилова.- М:Колос, 2008

Электронные ресурсы:

4. Замотайлов А.С. История и методология биологической защиты растений. Электронный курс лекций

5. https://rostgroup.ru/greenhouses/churilovo

Приложение № 1

Приложение № 2

Опрос

МБОУ «Лицей № 11 г. Челябинска» (филиал)

Ученик 2 «А»

ФИО: