Западные блошки длинноусый , Diabrotica virgifera virgifera , является одним из самых разрушительных блошка длинноусых видов в Северной Америке , особенно в Средних Западе кукурузы растущих областей , такие как Айова . Родственный вид, северный кукурузный корневище, D. barberi , совместно обитает на большей части ареала и довольно похож по биологии.
Западный кукурузный корень | |
---|---|
Научная классификация | |
Королевство: | Animalia |
Тип: | Членистоногие |
Класс: | Насекомое |
Заказ: | Жесткокрылые |
Семья: | Chrysomelidae |
Род: | Диабротика |
Разновидность: | D. virgifera |
Биномиальное имя | |
Diabrotica virgifera ЛеКонт , 1868 г. |
Два другие подвиды из D. virgifera описаны, в том числе мексиканского блошка длинноусого ( Diabrotica virgifera zeae ), значительный вредитель в своем собственном праве, нападая зерно в этой стране.
Личинки корневого червя кукурузы могут уничтожить значительную часть кукурузы, если их не лечить. В Соединенных Штатах, по текущим оценкам, 30 000 000 акров (12 000 000 га) кукурузы (из 80 миллионов [ требуется пояснение ] выращенных) заражены кукурузным корневым червем. По оценкам Министерства сельского хозяйства США, корневые черви кукурузы ежегодно вызывают потерю дохода на 1 миллиард долларов [1], включая 800 миллионов долларов потерь урожая и 200 миллионов долларов затрат на лечение для производителей кукурузы. [ необходима цитата ]
Жизненный цикл
Жизненные циклы северного и западного кукурузных червей имеют много общего. Оба зимуют в почве в стадии яйца. Яйца, откладываемые в почву летом, имеют форму американского футбола, белые и имеют длину менее 0,004 дюйма (0,10 мм). Личинки вылупляются в конце мая - начале июня и начинают питаться корнями кукурузы. Только что вылупившиеся личинки - это маленькие белые черви длиной менее 0,125 дюйма (3,2 мм). Кукурузные корневые черви проходят три личиночных возраста, окукливаются в почве и выходят взрослыми особями в июле и августе. Каждый год появляется одно поколение. У личинок коричневая голова и коричневая отметина на верхней части последнего сегмента брюшка, что придает им двуглавый вид. У личинок три пары ног, но их обычно не видно без увеличения. После кормления в течение нескольких недель личинки роют клетку в почве и линяют до стадии куколки. Стадия куколки белая и имеет основную форму взрослой особи. Взрослые корневые черви имеют длину около 0,25 дюйма (6,4 мм). Кукурузные корневые черви желтоватые с черной полосой на каждом покрытии крыла. Кукурузные короеды имеют однотонный цвет и варьируются от светло-коричневого до бледно-зеленого. [2]
Время вылупления яиц варьируется от года к году из-за разницы температур и местоположения. Самцы начинают появляться раньше самок. Возникновение часто продолжается месяц и более. В годы с жарким и засушливым летом численность западных жуков-кукурузных червей может быстро сокращаться после середины августа, хотя летом с менее экстремальными условиями их можно встретить вплоть до первых заморозков. [2]
Самки спариваются вскоре после появления на свет. Самкам западного кукурузного корневого червя нужно кормить около двух недель, прежде чем они смогут отложить яйца. Температура и качество корма влияют на период до яйцекладки. Самки обычно откладывают яйца в верхние 8 дюймов (200 мм) почвы, хотя их можно откладывать на глубину более 12 дюймов (300 мм), особенно если поверхность почвы сухая. Самки западного корневого червя с большей вероятностью откладывают часть своих яиц на глубине менее 8 дюймов (200 мм), чем самки северного корневого червя. [2]
Кормление
Личинки корневого червя могут развиваться только на кукурузе и некоторых других видах трав. Личинки корневых червей, выращенные на других травах (в частности, на желтом лисохвосте), вырастали во взрослые особи позже и имели меньший размер головной капсулы, чем у взрослых особей, по сравнению с личинками, выращенными на кукурузе. [3] Взрослые особи питаются в основном кукурузными рыльцами, пыльцой и зернами открытых кончиков ушей, хотя они будут питаться листьями и пыльцой других растений. Взрослые особи начинают появляться до того, как появятся репродуктивные ткани кукурузы, взрослые особи могут питаться тканью листьев, соскабливая зеленую поверхностную ткань и оставляя вид оконного стекла. Однако взрослые особи быстро переходят на предпочтительный зеленый шелк и пыльцу, когда они становятся доступными. Взрослые черви кукурузы питаются репродуктивными тканями кукурузы, но редко - листьями кукурузы. Взрослые «северные» взрослые с большей вероятностью, чем «западные» взрослые, откажутся от кукурузы и будут искать пыльцу или цветы других растений по мере созревания кукурузы. [2]
Кормление повреждений
Большинство повреждений кукурузы вызвано питанием личинок. Птенцы находят корни и начинают питаться тонкими корневыми волосками, зарываясь в кончики корней. По мере роста личинки питаются и проникают в первичные корни. При большом количестве корневых червей питание личинок и повреждение поврежденных корней возбудителями корневой гнили может привести к обрезке корней до основания стебля. Тяжелое повреждение корня нарушает способность корней переносить воду и питательные вещества, снижает рост и приводит к снижению урожайности зерна. Сильное повреждение корней может привести к полеганию растений кукурузы, что затруднит сбор урожая. Кормление шелком взрослыми может привести к обрезке кончика уха, обычно называемой обрезкой шелка . В полевой кукурузе популяции жуков иногда достаточно высоки, чтобы вызвать сильное срезание шелка во время выпадения пыльцы, что может помешать опылению. [2]
История вторжений
Западный кукурузный корневой червь быстро расширил свой ареал в Северной Америке во второй половине 20 века. В настоящее время он присутствует от юго-западного региона кукурузного пояса США до восточного побережья. Он был завезен в Европу в конце 20-го века , где впервые был обнаружен недалеко от Белграда , Сербия, в 1992 году. [4] Сербская вспышка распространилась на север и юг, включив Грецию в Польшу и на восток от Италии до Украины . [5] В дополнение к этой большой непрерывной территории в Центральной и Юго-Восточной Европе , прерывистые вспышки были обнаружены в Европе. Первый был обнаружен недалеко от Венеции , Италия, в 1998 году, на северо-западе Италии ( Пьемонт ) и Швейцарии ( кантон Тичино ) в 2000 году, на северо-востоке Италии в 2002 году (недалеко от Порденоне ) и в 2003 году (недалеко от Удине ), на севере Италии ( Трентино ), на востоке Франции. ( Эльзас ), Швейцарии, Бельгии , Соединенного Королевства и Нидерландов в 2003 г. и Парижского региона, Франции в 2002, 2004 и 2005 гг. Вспышки, обнаруженные в северной Швейцарии , Бельгии , Нидерландах и регионе Парижа, не продолжались. [5] Распространение европейского корневого червя кукурузы произошло в результате нескольких интродукций из Северной Америки . [6] По крайней мере три последовательных интродукции привели к вспышкам, обнаруженным в Сербии в 1992 г., итальянском Пьемонте в 2000 г. и Иль-де-Франс в 2002 г. Европейские вспышки, наблюдавшиеся в Эльзасе в 2003 г. и Иль-де-Франс в 2005 г., произошли. от двух дополнительных представлений из Северной Америки , доведя до пяти количество трансатлантических представлений. [7] Точное североамериканское происхождение европейских интродукций еще не установлено, но наиболее вероятным представляется север США. [7] Небольшие удаленные вспышки на юге Германии и северо-востоке Италии, скорее всего, возникли в результате распространения на большие расстояния из Центральной и Юго-Восточной Европы. Таким образом, крупная европейская вспышка, вероятно, распространяется за счет расслоенного распространения, включая как непрерывное, так и прерывистое распространение на большие расстояния. Этот последний способ рассредоточения может ускорить расширение в Европе. [8]
Управление
Разнообразные методы управления направлены на борьбу с корневыми червями кукурузы. Эти методы включают отбор сортов кукурузы, ранний посев, инсектициды , севооборот и трансгенные сорта кукурузы. [ необходима цитата ]
Разнообразие
Коммерческих, нетрансгенных устойчивых сортов кукурузы не существует. Некоторые свойства гибридной кукурузы снижают повреждение за счет увеличения прочности стебля и размера корневой массы. Эти характеристики позволяют растению лучше переносить подкормку корневых червей, с меньшей вероятностью полегания. [2]
Ранняя посадка
Ранние посаженные поля, на которых уже закончилось сбрасывание пыльцы, менее привлекательны и, следовательно, имеют меньшую яйценоскость. Когда начинается кормление корневых червей, на ранних полях корневая система относительно крупнее. Это делает их несколько более терпимыми. Практики, которые способствуют укреплению корневой системы и в целом сильному урожаю, делают кукурузу более устойчивой к питанию и повреждению корневых червей. [9]
Инсектициды
Инсектициды, вносимые в почву, эффективно борются с корневыми червями кукурузы. Применение инсектицидов может быть рекомендовано в районах, которые в прошлом имели умеренный или сильный ущерб. Количество взрослых особей, присутствовавших в течение предыдущего вегетационного периода, является лучшим ориентиром для выбора обрабатываемых полей. [9] Однако в некоторых районах центральной Небраски , где широко используются инсектициды , популяции жуков-корневых червей стали устойчивыми к определенным инсектицидам. Устойчивость к альдрину, вероятно, была занесена независимо, по крайней мере дважды, из Северной Америки в Европу. Органофосфаты , такие как метилпаратион , могут обеспечить эффективный контроль как над личинками, так и над взрослыми популяциями в Центральной и Юго-Восточной Европе и на северо-западе Италии. [10]
Севооборот
Севооборот является последовательным и экономичным средством борьбы с корневыми червями в сезон, следующий за вспышкой в районах выращивания кукурузы, где жуки-черви в основном откладывают яйца в кукурузе. Как способ уменьшить плотность корневых червей, он более эффективен, чем инсектициды. [2] Личинки корневых червей кукурузы должны питаться корнями кукурузы для правильного развития и созревания. Если они вылупляются на поле без кукурузы, они умирают от голода, потому что не могут продвинуться более чем на 10–20 дюймов (510 мм) в поисках пищи. [9] Однако два биотипа корневых червей выживают при вращении. Вариант «сои» был впервые обнаружен в центральном Иллинойсе в конце 1980-х годов и распространился по Иллинойсу, Индиане, южному Висконсину и восточной Айове. [11] Вместо того, чтобы откладывать яйца на кукурузное поле, самки соевого варианта спариваются, а затем летят на соевое поле, чтобы отложить яйца, позволяя личинкам вылупиться на поле, которое, вероятно, вернется к кукурузе в следующем году. В 1980-х годах северный кукурузный корень стал проблемой, превзойдя практику севооборота кукурузы яйцами с расширенной диапаузой . [12] Яйца оставались в почве в течение двух или более лет до вылупления, что позволяет избежать соевого года. По состоянию на 2017 год такая адаптация наблюдалась в районах Айовы, Миннесоты и Южной Дакоты, Висконсина и Небраски. [13]
Посадка второго или второго урожая может значительно увеличить популяцию корневых червей. Кукуруза с тыквой или кукуруза после тыквы - примеры схем посадки, которые усиливают давление корма корневых червей. [14]
Шреста, Данбар, Френч и Гассманн говорят нам, что полевой опыт вызывает различия в степени устойчивости к корневым червям кукурузы. На всех найденных ими полях были кукурузные корневые черви, устойчивые к этим признакам, но они отметили, что значительно больше личинок кукурузных корневых червей выжило на полях с устойчивостью к Bt. Они рекомендуют точный севооборот не только для уменьшения популяции червя, но и для замедления адаптации червя. [15]
Естественные враги
Среди естественных врагов - Argiope bruennichi , Theridion impressionum, Coccinella sp., Pseudophomus rufipes. [16]
Трансгеники
Посадка устойчивой к корневым червям трансгенной кукурузы - еще одна стратегия минимизации ущерба. [17] Кукуруза BT эффективна для уменьшения повреждения корней, она безопаснее и часто дешевле инсектицидов. Трансгенные признаки, выделенные из обычного штамма почвенной бактерии Bacillus thuringiensis (часто обозначаемой как Bt), продуцируют белок, контролирующий насекомых. [ необходима цитата ]
Bt был впервые обнаружен в 1901 году японским биологом С. Ишиватари как источник болезни, убивающей большие популяции тутовых шелкопрядов . Впервые Bt был использован в качестве инсектицида в 1920 году, а составы для спреев, содержащие либо Bt-бактерии, либо Bt-белки, стали применяться в 1970-х годах для защиты растений , включая операции по органическому земледелию . Bt-инсектициды стали широко использоваться и развиваться в 1980-х годах в качестве альтернативы синтетическим инсектицидам. Начиная с 1980-х годов, гены, ответственные за производство белков Bt, были выделены и перенесены в растения кукурузы. Bt был коммерчески одобрен для выращивания трансгенных семян кукурузы в середине 1990-х годов. По сравнению с составами для опрыскивания трансгенные растения с белком Bt обеспечивают гораздо более эффективную защиту от насекомых в течение всего сезона. Другие белки Bt использовались для генетической модификации картофеля, хлопка и других видов товарной кукурузы. Двумя наиболее распространенными марками трансгенной кукурузы Bt являются Genuity и Herculex . [ Править ] Genuity SmartStax сочетает Монсанто 's VT Тройной Pro , Roundup Ready 2, и Acceleron Seed системы обработки технологии, а также Dow Chemical ' Herculex Xtra и s Liberty Link технологии. Acceleron, Herculex Xtra и VT Triple Pro включают средства защиты от повреждений насекомыми. [ необходима цитата ]
Bt необходимо проглотить, чтобы убить насекомое. Восприимчивая личинка поедает белок, который затем связывается с рецепторами в кишечнике личинки. Связывание вызывает каскад эффектов, которые в конечном итоге приводят к смерти. Белки Bt обладают высокой селективностью в отношении определенных категорий и видов насекомых, что исключает использование инсектицидов и их вредное воздействие на нецелевые организмы. [18]
Однако недавно в нескольких штатах Среднего Запада США были обнаружены штаммы корневых червей, которые проявляют устойчивость к Bt. [19] По данным Monsanto, это касается « кукурузных продуктов YieldGard® VT Triple и Genuity® VT Triple PRO ™ ». В 2009 году было обнаружено, что четыре штамма в Айове обладают полевой устойчивостью к Bt-кукурузе. [20] Некоторые корневые черви оказались устойчивыми к двум или более токсинам Bt в дополнение к устойчивости к севообороту. Эта способность быстро развиваться, чтобы адаптироваться к множеству свойств нового источника пищи, оказалась большой проблемой для фермеров и ученых. В том же году Monsanto, DuPont Pioneer, Syngenta и Dow Agro-Sciences начали продавать семена кукурузы в форме пирамиды, предназначенные для замедления развития резистентности. Эти продукты объединили черты для повышения эффективности, однако многие из этих черт не работают, что скоро у них закончатся ингредиенты для складывания. Исследователями был открыт новый бактериальный ген, который убивает корневых червей, но ожидается, что он станет доступен фермерам не раньше 2029 года [21].
К 2014 году в Айове были обнаружены штаммы корневых червей Syngenta Agrisure RW, а также глифосат . Продукты Agrisure на основе RW вышли на рынок в 2007 году. Однако у государственных чиновников, ученых и компаний нет единого мнения о том, как определять феномен устойчивости. Пораженные поля составили 0,2% акров трансгенной кукурузы США. В дальнейшем пострадавшие районы не чередовались с другими культурами. [22]
По состоянию на декабрь 2018 года было обнаружено, что кукурузный корень устойчив ко всем четырем признакам. [23]
Биологические растворы
В Австрии был разработан инновационный метод защиты, в котором впервые в полях используется метод «разрыва спаривания». Соответствующий продукт называется CornProtect. [24] Самки клопов распространяют феромоны, привлекающие самцов. С помощью этого нового метода такие феромоны помещаются на специально обработанные минеральные носители и медленно высвобождаются в течение всего периода полета насекомых. Спаривание значительно сокращается, потому что самцы теряют ориентацию и меньше интересуются совокуплением. Резко снижается воспроизводство [25] . Обработка проводится с помощью обычных полевых опрыскивателей, что делает его экономически очень рентабельным. [26]
Рекомендации
- Перейти ↑ Metcalf, RL (1986). «Предисловие». В Ж.Л. Крысан; Т.А. Миллер (ред.). В методах изучения диабетической болезни . Нью-Йорк: Спрингер. стр. vii – xv.
- ^ Б с д е е г Wright, R .; Meinke, L .; Ярви, К. (июль 1999 г.). «Управление корневыми червями кукурузы» . Университет Небраски . Проверено 3 февраля 2007 .
- ^ Эллсбери, ММ; Banken, KR; Clay, SA; Форчелла, Ф. (2005). «Взаимодействие между западным кукурузным корневым червем (Coleoptera: Chrysomelidae), желтым лисохвостом и кукурузой» . Экологическая энтомология . 34 (3): 627–634. DOI : 10.1603 / 0046-225X-34.3.627 .
- ^ Серый, ME; Саппингтон, TW; Миллер, штат Нью-Джерси; Moeser, J .; Бон, Миссури (2009). «Адаптация и инвазивность западного кукурузного корневого червя: усиление исследований в отношении усугубляющихся вредителей» . Ежегодный обзор энтомологии . 54 : 303–21. DOI : 10.1146 / annurev.ento.54.110807.090434 . PMID 19067634 .
- ^ а б «Европейская и средиземноморская организация защиты растений (ЕОКЗР)» . Eppo.int . Проверено 4 апреля 2014 .
- ^ Miller, N .; Estoup, A; Топфер, S; Bourguet, D; Лапчин, Л; Дерридж, S; Kim, KS; Рейно, П; Фурлан, Л; Гиймо, Т. (2005). «Множественные трансатлантические интродукции западного кукурузного корневого червя» . Наука . 310 (5750): 992. DOI : 10.1126 / science.1115871 . PMID 16284172 . S2CID 2489144 .
- ^ а б Ciosi, M .; Миллер, штат Нью-Джерси; Kim, KS; Giordano, R .; Estoup, A .; Гиймо, Т. (2008). «Нашествие в Европе западного кукурузного корневого червя, Diabrotica virgifera virgifera: множественные трансатлантические интродукции с различным сокращением генетического разнообразия» . Молекулярная экология . 17 (16): 3614–27. DOI : 10.1111 / j.1365-294X.2008.03866.x . PMID 18662220 . S2CID 16870803 .
- ^ Ciosi, M .; Миллер, штат Нью-Джерси; Toepfer, S .; Estoup, A .; Гиймо, Т. (2011). «Стратифицированное расселение и увеличение генетической изменчивости во время вторжения в Центральную Европу западного кукурузного корневого червя, Diabrotica virgifera virgifera» (PDF) . Эволюционные приложения . 4 (1): 54–70. DOI : 10.1111 / j.1752-4571.2010.00133.x . PMC 3352514 . PMID 25567953 .
- ^ a b c Пирс, Ф. Б. и С. Д. Пилчер. Western Corn Rootworm Университет штата Колорадо. 24 марта 2006 г. Дата просмотра 3 февраля 2007 г.
- ^ Ciosi, M .; Toepfer, S .; Li, H .; Haye, T .; Kuhlmann, U .; Wang, H .; Зигфрид, В .; Гиймо, Т. (2009). «Европейские популяции Diabrotica virgifera virgifera устойчивы к альдрину, но не к метилпаратиону» (PDF) . Журнал прикладной энтомологии . 133 (4): 307–314. DOI : 10.1111 / j.1439-0418.2008.01363.x . S2CID 10040670 .
- ^ Райс, ME и JJ Толлефсон. Вариант западного кукурузного корневого червя в Айове. Государственный университет Айовы . 13 марта 2006 г. Дата просмотра 3 февраля 2007 г.
- ^ Willson HR и JB Eisley. Мониторинг активности корневых червей западной кукурузы в соевых бобах для прогнозирования травм корневых червей у однолетней кукурузы . Август 2001 г. Дата просмотра 3 февраля 2007 г.
- ^ Каллес-Торрес, Вероника; Кнодель, Джанет Дж; Boetel, Mark A; Френч, Б. Уэйд; Фуллер, Билли В; Выкуп, Джоэл К. (22.05.2019). «Полевая устойчивость популяций северных и западных корневых червей кукурузы (Coleoptera: Chrysomelidae) к гибридам кукурузы, экспрессирующим одиночные и пирамидные белки Cry3Bb1 и Cry34 / 35Ab1 в Северной Дакоте». Журнал экономической энтомологии . 112 (4): 1875–1886. DOI : 10,1093 / Jee / toz111 . ISSN 0022-0493 . PMID 31114868 . S2CID 162170836 .
- ^ Грозя, Иоана; Стеф, Рамона; Виртейу, Ана Мария; Мольнар, Левенте; Карабет, Алин; Пуйя, Кармен; Добрин, Ионела (27.11.2015). «Кормление взрослых особей Diabrotica virgifera virgifera на посевах кукурузы» . Бюллетень Университета сельскохозяйственных наук и ветеринарной медицины Клуж-Напока. Садоводство . 72 (2). DOI : 10.15835 / buasvmcn-Хорт: 11393 . ISSN 1843-5394 .
- ^ Shrestha, Ram B .; Данбар, Майк В .; Френч, Брайан В .; Гассманн, Аарон Дж. (2018-07-03). «Влияние полевого опыта на устойчивость к кукурузе Bt западным кукурузным корневым червем, Diabrotica virgifera virgifera LeConte (Coleoptera: Chrysomelidae)» . PLOS ONE . 13 (7): e0200156. Bibcode : 2018PLoSO..1300156S . DOI : 10.1371 / journal.pone.0200156 . ISSN 1932-6203 . PMC 6029802 . PMID 29969492 .
- ^ Grozea, I; Карабет, А; Chirita, R; Бадеа AM (2008). «Естественные враги в борьбе с инвазивными видами Diabrotica virgifera Virgifera с посевов кукурузы». Commun Agric Appl Biol Sci . 73 (3): 501–8. PMID 19226790 .
- ^ Девос, Янн; Лиза Н. Мейлс; Йосеф Кисс; Брюс Э. Хиббард (2013). «Эволюция устойчивости западного кукурузного корневого червя к первому поколению генетически модифицированных Diabrotica-активных Bt-кукурузы событий: соображения управления и мониторинга» . Трансгенные исследования . 22 (2): 269–299. DOI : 10.1007 / s11248-012-9657-4 . PMID 23011587 . S2CID 10821353 .
- ^ The Dow Chemical Company. Оценка безопасности продукта (PSA): Herculex RW Rootworm Protection . 26 сентября 2006 г. Дата просмотра 3 февраля 2007 г.
- ^ Гассманн, AJ; Петцольд-Максвелл, JL; Кевешан, РС; Данбар, MW (2011). «Полевая устойчивость к Bt кукурузе, вызванная корневым червем кукурузы» . PLOS ONE . 6 (7): e22629. Bibcode : 2011PLoSO ... 622629G . DOI : 10.1371 / journal.pone.0022629 . PMC 3146474 . PMID 21829470 .
- ^ Гассман, Аарон Дж (июль 2012 г.). «Устойчивость западного кукурузного корневого червя к Bt кукурузе в полевых условиях: лабораторные прогнозы и результаты в полевых условиях». Журнал патологии беспозвоночных . 110 (3): 287–293. DOI : 10.1016 / j.jip.2012.04.006 . PMID 22537837 .
- ^ Нордхаус, Ханна (14 февраля 2017 г.). «Корнбой против ошибки на миллиард». Scientific American . 316 (3): 64–71. Bibcode : 2017SciAm.316c..64N . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0317-64 . ISSN 0036-8733 . PMID 28207712 .
- ^ Бунге, Джейкоб (1 апреля 2014 г.). "Вредители сельскохозяйственных поясов грызут Syngenta" . Wall Street Journal . Проверено 4 апреля 2014 .
- ^ Галликсон, Гил (1 декабря 2018 г.). «Почему борьба с корневыми червями кукурузы стала еще более сложной» . Успешное земледелие .
- ^ «Lithos natural | CornProtect» .
- ^ "Maiswurzelbohrer verwirren" .
- ^ "Mit Pheromonen gegen den Maiswurzelbohrer" . 2019-02-04.
Внешние ссылки
Данные, относящиеся к западному кукурузному корневому червю, в WikispeciesСМИ, связанные с Diabrotica virgifera, на Викискладе?
- Западный кукурузный корень на веб-сайте Университета штата Колорадо
- Страница корневого червя на сайте Университета штата Айова
- IPM Field Crops Западный корнеплод кукурузы UIUC в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн Комплексная борьба с вредителями