Нарушение спаривания (MD) - это метод борьбы с вредителями , предназначенный для борьбы с некоторыми насекомыми- вредителями путем введения искусственных стимулов, которые сбивают с толку особей и нарушают локализацию спаривания и / или ухаживания, предотвращая спаривание и блокируя репродуктивный цикл . Это , как правило , предусматривает использование синтетических половых феромонов , [1] , хотя другие подходы, например, мешая колебательной связь , также разрабатываются. [2]
История
La confusion sexuelle, или нарушение спаривания, впервые обсуждался Национальным институтом агрономических исследований в 1974 году в Бордо , Франция . [3]
Виноделы Франции, Швейцарии, Испании, Германии и Италии первыми применили этот метод для обработки виноградных лоз против личинок моли рода Cochylis . [3]
Механизм
Во многих насекомых видов , представляющих интерес для сельского хозяйства, таких как те , в порядке чешуекрылых , самки выделяют бортовой след определенной химической смеси , составляющих половой феромон , что виды. Этот воздушный след называется феромоновым шлейфом. [4] [5]
Самцы этого вида используют информацию, содержащуюся в шлейфе феромонов [6], чтобы определить местонахождение излучающей самки (известной как «вызывающая» самка). Нарушение спаривания использует естественную реакцию самцов насекомых, чтобы следовать за шлейфом, вводя синтетический феромон в среду обитания насекомых . Синтетический феромон - это летучий органический химикат, имитирующий видоспецифический половой феромон, производимый самками насекомых. Общий эффект нарушения спаривания состоит в том, чтобы сбить с толку самцов насекомых, маскируя естественные шлейфы феромонов, заставляя самцов следовать «ложным феромоновым следам» за счет поиска партнеров и влияя на способность самцов реагировать на «зов» самок. Следовательно, мужское население сокращалось вероятность успешного обнаружения и спаривания с самками, что приводит к возможному прекращению размножения и распада зараженности насекомыми. Калифорнийский Отдел регулировки пестицида , то Калифорния Департамент продовольствия и сельского хозяйства , а также США Агентство по охране окружающей среды штата считает нарушение спаривания одним из наиболее экологически безопасных методов лечения, используемых для искоренения нашествия вредителей. [7] Нарушение спаривания работает лучше всего, если большие площади обрабатываются феромонами. Десять акров - хороший минимальный размер для успешной программы MD, но предпочтительны большие площади [2]
Преимущества нарушения спаривания
Программы феромонов наиболее эффективны при борьбе с низкой и средней плотностью популяции вредителей. MD также был определен как метод борьбы с вредителями, при котором насекомое не становится устойчивым [1] . Научное сообщество вместе с правительственными учреждениями во всем мире понимает преимущества нарушения спаривания с использованием половых феромонов конкретных видов и считает программы борьбы с насекомыми на основе половых феромонов одними из наиболее экологически безопасных методов борьбы с насекомыми-вредителями. населения. Феромоны насекомых успешно использовались как эффективное средство для замедления распространения и искоренения вредителей на очень больших территориях США; например, для борьбы с непарного шелкопряда (Lymantria dispar), разрушительного вредителя лесного хозяйства, и для уничтожения долгоносика и розовой совки, двух наиболее разрушительных вредителей хлопка. Обычные методы контроля на основе пестицидов убивают насекомых напрямую, тогда как нарушение спаривания мешает самцам насекомых точно определить местонахождение партнера для спаривания, что в конечном итоге приводит к краху цикла спаривания [3] . Нарушение спаривания из-за специфики полового феромона данного вида насекомых имеет то преимущество, что влияет только на самцов этого вида, не затрагивая другие виды, не являющиеся мишенями [3] . Это позволяет осуществлять целенаправленную борьбу с вредителями, способствуя подавлению одного вида вредителей, оставляя нетронутыми популяции полезных насекомых (опылителей и естественных врагов). Нарушение спаривания, как и большинство стратегий борьбы с вредителями, является полезным методом, но его не следует рассматривать как отдельную программу обработки [1], поскольку она нацелена только на один вид в системах растениеводства, у которых обычно есть несколько вызывающих озабоченность вредителей. Нарушение спаривания - ценный инструмент, который следует использовать в программах комплексной борьбы с вредителями (IPM).
Программы по феромонам использовались в течение нескольких десятилетий по всему миру, и на сегодняшний день (2009 г.) нет никаких документальных свидетельств общественного здравоохранения, свидетельствующих о том, что использование синтетических феромонов в сельском хозяйстве вредно для людей или любых других нецелевых видов. Однако исследования продолжаются.
Недостатки срыва спаривания
За десятилетия использования программ борьбы с феромонами от вредителей было высказано мнение о нескольких недостатках по сравнению с использованием обычных пестицидов. Большинство феромонов нацелены на один вид, поэтому конкретная формула нарушения спаривания контролирует только те виды, которые используют эту смесь феромонов; тогда как пестициды обычно убивают без разбора множество видов, в том числе несколько видов, за одно применение. Некоторые синтетические феромоны имеют высокие затраты на разработку и производство, из-за чего метод нарушения спаривания оказывается слишком дорогостоящим для применения обычными коммерческими производителями. Кроме того, большинство имеющихся в продаже составов для нарушения спаривания с феромонами необходимо наносить вручную, что может быть дорогостоящим и требовать много времени. Новые составы феромонов, недавно разработанные для механического применения, обеспечивают длительный эффект нарушения спаривания (например, в зависимости от целевого вредителя однократное нанесение SPLAT [8] контролирует целевого вредителя в течение полного репродуктивного цикла [9] или в течение всего сезона [ 10] [11]
Способы разгона
Микрокапсулированные феромоны
Микроинкапсулированные феромоны (МЭК) представляют собой маленькие капельки феромона, заключенные в полимерные капсулы. Капсулы контролируют скорость высвобождения феромона в окружающую среду. Капсулы достаточно малы, чтобы их можно было применять тем же методом, что и для распыления инсектицидов . Эффективная стойкость микрокапсулированных феромонов в полевых условиях составляет от нескольких дней до немногим более недели, в зависимости от климатических условий, размера капсулы и химических свойств [1] . Диаметр микрокапсул в составе феромонов обычно превышает предписанный диаметр, чтобы избежать риска их вдыхания людьми.
Дозаторы ручного нанесения
- Диспенсеры с полыми трубками представляют собой диспенсеры с пластиковыми завязками, полыми пластиковыми волокнами или пластиковыми полыми микроволоконными волокнами, наполненными синтетическим половым феромоном и размещенными по всей защищаемой области.
- Приманки и станции с феромонами - это стационарные дозаторы, которые привлекают и убивают. Некоторые из них представляют собой относительно большую платформу, содержащую феромонную приманку внутри клееной доски, которая заманивает в ловушку привлеченное насекомое. Другие станции с феромонной приманкой содержат феромонную приманку в сочетании с поверхностью, содержащей дозу инсектицида, которая снижает приспособленность привлекаемого насекомого, тем самым уменьшая его способность к спариванию и воспроизводству.
- Дозаторы с высоким уровнем выбросов Существует несколько дозаторов с очень высокими дозами феромонов, некоторые делают это пассивно, например, саше с феромонами и большие порции феромонов SPLAT, другие делают это, активно высвобождая всплески половых феромонов через определенные промежутки времени. [12]
Монолитные диспенсеры Flowable
В последнее десятилетие на рынок была выведена новая, эффективная и экономичная концепция доставки феромонов с использованием текучей рецептуры для создания долговечных монолитных дозаторов феромонов. [13] Эти новые составы для нарушения спаривания с феромонами SPLAT могут обеспечить эффективный эффект подавления спаривания в течение всего сезона (например, в зависимости от целевого вредителя однократное нанесение SPLAT контролирует целевого вредителя в течение полного репродуктивного цикла [14] или в течение всего сезона [15] ] [16] ) и может наноситься вручную или механически. Хотя механические методы диспергирования требуют специальной готовой технологии нанесения и / или оборудования, после того, как система нанесения работает, она позволяет защищать обширные площади с помощью феромонов, одного из самых безвредных и эффективных методов борьбы с вредителями, доступных сегодня. Преимущество SPLAT заключается в том, что ложки фиксируются там, где она приземляется, что позволяет избежать нежелательного смещения состава после нанесения в поле, и, в зависимости от режима применения, отвержденные ложки можно извлечь.
Воздушное рассредоточение
В ноябре 2007 года для борьбы с инвазивной светло-коричневой яблочной молью в городских и сельских районах округов Санта-Крус и Монтерей, Калифорния, был использован спорный подход с воздуха для распыления микрокапсулированного феромона LBAM . Обычно эффект нарушения ориентации самцов бабочек по отношению к самкам (или мониторинг феромоновых ловушек) может быть обнаружен по снижению улова бабочек при мониторинге феромонных ловушек. Правительственная кампания, в которой использовались воздушные микрокапсулы с феромонами, не смогла показать никаких признаков нарушения спаривания популяций светло-коричневой яблочной моли на обработанной территории. Было обнаружено, что первая воздушная кампания была проведена с использованием неполной (неправильной) смеси феромонов светло-коричневой яблочной моли (неправильная смесь значительно снизила вероятность успеха программы нарушения спаривания), а микрокапсулированный состав LBAM не был протестирован. и, наконец, составы микрокапсул известны своим коротким сроком службы, слабыми и неустойчивыми характеристиками. Более того, возможно, что микрокапсулированный состав LBAM, использованный в правительственной кампании, был непригоден для доставки с воздуха в городские районы; Хотя феромон безопасен, использованный состав содержал микрокапсулы очень маленького диаметра, что делало его возможным при вдыхании, что, по-видимому, связано с увеличением аллергических реакций населения в целевой области. Этот набор приложений с воздуха для нарушения спаривания LBAM, выполненный правительством, вызвал огромное несогласие со стороны общественности в целом, а также некоторых секторов научного сообщества. Теперь, несколько лет спустя, затронутые сообщества, а также зарождающаяся феромоновая промышленность США (которая обеспечивает более безопасные, но очень эффективные альтернативы использованию обычных пестицидов) все еще страдают от последствий этих катастрофических кампаний по искоренению LBAM в районе залива.
Но существует множество успешных программ подавления вредителей, которые полагаются на воздушное распространение феромонных разрушителей спаривания. Одна из крупнейших программ нарушения спаривания с феромонами в мире - это Gypsy Moth Slow the Spread. [17] Gypsy Moth замедлить распространение реализуется через 1200 миль (1900 км) непарный шелкопряд границы из Висконсина в Северной Каролине. Программная территория расположена перед наступающим фронтом популяций непарного шелкопряда. Программа STS направлена на раннее обнаружение и подавление популяций низкого уровня на этом передовом фронте, нарушая естественный процесс роста и распространения популяции. Ежегодно сотни тысяч акров земли опрыскиваются с воздуха двумя препаратами для разрушения спаривания с феромоном цыганской моли, Flakes и SPLAT. Однократное нанесение состава для нарушения спаривания способствует подавлению непарного шелкопряда на обработанных участках в течение всего сезона. С помощью бригады из 8 человек можно было обработать с воздуха с помощью SPLAT GM более 20 000 акров (81 км 2 ) леса за один день. Консорциум федеральных и государственных участников смог сделать следующее:
• уменьшать площадь новой территории, на которую ежегодно вторгается цыганская ночная бабочка, с 15 600 квадратных миль (40 000 км 2 ) до 6000 квадратных миль (16 000 км 2 );
• защита лесов, лесных производств, городских и сельских парков и частной собственности; а также
• избежать не менее 22 миллионов долларов в год в связи с ущербом и расходами на управление.
Кажется, что огромный успех программы Gypsy Moth Slow the Spread связан с чрезвычайно хорошо спланированными кампаниями, которые включают в себя коммуникацию, прозрачность и ясность целей: перед подачей заявки STS проводит встречи, в которых участвует население района в целом, заинтересованные граждане , государственные должностные лица, ученые и технический персонал обсудить стратегии борьбы с непарного шелкопряда в проблемных областях. Есть движение, требующее, чтобы новые правительственные кампании по искоренению инвазивных видов моделировали свои действия по подавлению вредителей на основе существующих успешных программ подавления, таких как GM STS, и придерживались более эффективной политики коммуникации, прозрачности и ясности целей. При участии и просвещении общественности кампании по уничтожению на местах будут лучше спланированы и смогут обеспечить решительные и эффективные действия по искоренению вредителей.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Фостер, SP; Харрис, Миссури (1997). «Методы поведенческой манипуляции для борьбы с насекомыми-вредителями». Ежегодный обзор энтомологии . 42 : 123–146. DOI : 10.1146 / annurev.ento.42.1.123 . PMID 15012310 .
- ^ Polajnar, J .; Eriksson, A .; Lucchi, A .; Anfora, G .; Virant-Doberlet, M .; Маццони, В. (2015). «Управление поведением с помощью вибрации субстрата - потенциал для борьбы с насекомыми-вредителями» (PDF) . Наука о борьбе с вредителями . 71 (1): 15–23. DOI : 10.1002 / ps.3848 . PMID 24962656 .
- ^ а б Тьери, Дени (2016-07-06). "1974–1995 / Mise au point de la confusion sexuelle pour protéger les vignobles" . www.bordeaux-aquitaine.inra.fr . Проверено 26 декабря 2017 ..
- ^ Стивен К. Велтер, Кэролайн Пикель, Джоселин Миллар, Фрэнсис Кейв, Роберт А. Ван Стинвик, Джон Данли; Нарушение спаривания феромонами предлагает выборочные варианты борьбы с ключевыми вредителями. КАЛИФОРНИЯ СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО, ТОМ 59, НОМЕР 1 «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 30 июня 2007 года . Проверено 21 ноября 2007 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ Н. Картер, Х. Фрейзер; Нарушение спаривания для борьбы с насекомыми-вредителями. OMAFRA.2003 [1]
- ^ Мафра-Нето, Агенор и Карде, Ринг Т. 1994. Мелкомасштабная структура феромоновых шлейфов модулирует ориентацию летающих бабочек против ветра. Nature (Лондон) 369 (6476): 142-144.
- ↑ Департамент продовольствия и сельского хозяйства Калифорнии, 2007 г. Светло-коричневая яблочная моль Вопросы и ответы [2]
- ^ «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2011-07-13 . Проверено 27 декабря 2010 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ Lapointe, Стивен L .; Стелински, Лукаш Л .; Эвенс, Теренс Дж .; Niedz, Randall P .; Холл, Дэвид Дж .; Мафра-Нето, Агенор. 2009. Сенсорный дисбаланс как механизм нарушения ориентации у Leafminer Phyllocnistis citrella: выяснение многомерных геометрических моделей и моделей поверхности отклика. J Chem Ecol. 35: 896-903.
- ^ Чеславская, Ксения; Торп, Кевин; Зени, Диего; Бернарди, Кармен; Мафра-Нето, Агенор; Колер, Реджинальд. 2008. Новая система доставки феромонов для нарушения спаривания непарного шелкопряда. В: Gottschalk, Kurt W., ed. Труды 18-го межведомственного исследовательского форума Министерства сельского хозяйства США по непарной моли и другим инвазивным видам. 9–12 января 2007 г., Аннаполис, Мэриленд. Gen. Tech. Представитель НРС-П-28. Ньютаун-сквер, Пенсильвания: Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Северная исследовательская станция: 78.
- ^ Stelinski, LL, Миллер, JR, Ledebuhr, Р. Siegert, П. и Gut, LJ 2007a. Сезонное нарушение спаривания Grapholita Molesta (Lepidoptera: Tortricidae).
- Перейти ↑ Mafra-Neto, A. and TC Baker. 1996. Дозированные по времени брызги феромона нарушают спаривание Cadra cautella (Lepidoptera: Phycitinae). J. Agric. Энтомол. 13: 149-168
- ^ «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2011-07-13 . Проверено 27 декабря 2010 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ Lapointe, Стивен L .; Стелински, Лукаш Л .; Эвенс, Теренс Дж .; Niedz, Randall P .; Холл, Дэвид Дж .; Мафра-Нето, Агенор . 2009. Сенсорный дисбаланс как механизм нарушения ориентации у Leafminer Phyllocnistis citrella: выяснение многомерных геометрических моделей и моделей поверхности отклика. J Chem Ecol. 35: 896-903.
- ^ Чеславская, Ксения; Торп, Кевин; Зени, Диего; Бернарди, Кармен; Мафра-Нето, Агенор ; Колер, Реджинальд. 2008. Новая система доставки феромонов для нарушения спаривания непарного шелкопряда. В: Gottschalk, Kurt W., ed. Труды 18-го межведомственного исследовательского форума Министерства сельского хозяйства США по непарной моли и другим инвазивным видам. 9–12 января 2007 г., Аннаполис, Мэриленд. Gen. Tech. Представитель NRS-P-28. Ньютаун-сквер, Пенсильвания: Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Северная исследовательская станция: 78.
- ^ Stelinski, LL, Миллер, JR, Ledebuhr, Р. Siegert, П. и Gut, LJ 2007a. Сезонное нарушение спаривания Grapholita Molesta (Lepidoptera: Tortricidae) одним машинным нанесением феромона в восковых каплях (SPLAT-OFM). J. Pest Science 80: 109-117
- ^ «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2011-03-08 . Проверено 27 декабря 2010 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )