средство для защиты картофеля от колорадского жука

Формула изобретения

Средство для защиты картофеля от колорадского жука путем привлечения его имаго в ловушки с помощью аттрактанта, отличающееся тем, что в качестве действующего вещества применяют идентифицированный в летучих выделениях картофеля и колорадского жука кариофиллен или (1R,4E,9S)-4,11,11-триметил-8-метиленбицикло[7.2.0.]ундец-4-ен формулы I в количестве 10 - 100 мкг.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к средствам защиты картофеля от колорадского жука Leplinotarsa decemlineata Say и может быть использовано при биологических методах регулирования численности колорадского жука и разработке экологически чистых методов борьбы с ним.

Известно, что для борьбы с колорадским жуком используются фосфороорганические и хлороорганические вещества. Недостатком этих препаратов является их сильное токсическое действие на теплокровных животных и человека, длительный период полураспада и выработка резистентности у насекомых-вредителей.

В начале 70-х годов в мировой практике для борьбы с вредными насекомыми стали применяться пиретроиды. Эффективное действие на широкий круг вредителей, низкая токсичность на теплокровных, относительно быстрый распад с образованием малотоксичных веществ обеспечивают широкое применение в народном хозяйстве. Однако многолетнее применение привело к появлению устойчивых популяций колорадского жука и других вредных насекомых к пиретроидам [1].

В последнее время для борьбы с вредными насекомыми все большее внимание уделяется получению растительных экстрактов, обладающих репеллентным и антифидантным действием. Среди них дерево Ним (Neem), произрастающее в Южной Азии, считается наиболее перспективным. Выделенный из экстракта семян азадирахтин, относящийся к классу тетранортритерпеноидов, действует на 27 видов вредных насекомых. При этом у насекомых снижается плодовитость, частично или полностью исчезает откладка яиц, уменьшается продолжительность жизни [2,3]. Однако это соединение является труднодоступным в наших условиях.

Известно также, что летучие выделения листьев картофеля служат важным фактором для привлечения колорадских жуков Leptinotarsa decemlineata Say [4] . Среди запахов растений семейства пасленовых идентифицировано более 50 веществ и изучена электрофизиологическая реакция колорадского жука на них [5]. Однако ни одно из этих соединений не проявило аттрактивных свойств по отношению к колорадскому жуку при ольфактометрических испытаниях [6].

При исследовании состава летучих органических веществ, выделяемых колорадскими жуками Leptinotarsa decemlineata Say и листьями картофеля Solatium tuberosum, нами был идентифицирован ранее не обнаруживаемый общий компонент для растений и насекомых [7] . Им оказался кариофиллен, или (1R,4E,9S)-4,11,11-триметил-8- метиленбицикло[7.2.0]ундец-4-ен формулы I. В этой связи представляло интерес изучение роли сесквитерпена I на поведенческие реакции колорадского жука.

Нами установлено, что кариофиллен проявляет аттрактивную активность по отношению к имаго (взрослым особям) колорадского жука Leptinotarsa decemlineata Say, что может быть использовано для регулирования численности этих насекомых путем отлова в ловушки.

Для подтверждения такой возможности были проведены ольфактометрические исследования поведения колорадского жука под действием кариофиллена. Испытания проводились в стеклянном ольфактометре Т- образной конструкции.

В качестве биологического материала были использованы колорадские жуки, собранные с картофельной плантации в 50 км южнее города Уфы без разделения по возрастным и половым признакам. Опытные партии жуков выдерживались голодом в течение десяти суток.

Испытуемое вещество I в количестве 1-1000 мкг наносилось микрошприцeм на фильтровальную бумагу 20х20 мм, которая помещалась в наблюдаемый конец Т-образной трубки. В противоположную сторону размещался чистый лист фильтровальной бумаги такого же размера.

Первая серия опытов проводилась при дневном свете. В случае естественного освещения было отмечено доминирующее влияние фототаксиса на поведение колорадского жука. Основная масса колорадских жуков реагировалa на незначительный градиент света и направлялась в сторону избыточной освещенности независимо от наличия испытуемого химического соединения.

С целью исключения влияния света на поведенческие реакции колорадского жука дальнейшие опыты проводились в отсутствие освещения. Для контроля поведения жуков периодически включалась лампа с красным светом, направленным перпендикулярно движению жуков. Уменьшение температурного влияния достигалось созданием одинаковых условий расположения концов трубок на экспериментальном столе без использования источников тепла в лабораторной комнате. После исключения доминирующих эффектов фототаксиса и термотаксиса получены стабильные и воспроизводимые результаты.

В ходе предварительных испытаний влияния кариофиллена был определен оптимальный диапазон концентраций 10-100 мкг, так как малые дозы (< 10 мкг) не вызывают ответа, а большие дозы (> 100 мкг) после кратковременного действия приводят к дезориентации. Было также отмечено, что мужские и женские особи колорадского жука обладают практически одинаковым положительным хемотаксисом на действие соединения I. Аттрактивная активность кариофиллена демонстрируется на следующем примере.

Результаты ольфактометрических наблюдений за поведением 5 выбранных случайным образом опытных партий колорадского жука в количестве 20 особей каждая под действием 30 мкг кариофиллена обобщены в таблице. Положительный (ключевой) r или негативный r_о ответы колорадского жука регистрировались в случае пересечения 50-мм границы в направлении опытного и контрольного концов ольфактометра.

Реакция колорадских жуков оценивалась согласно [8] как процент ответов R по формуле



где r - количество насекомых, давших положительный ответ;

r_о - количество насекомых, давших отрицательный ответ;

N - общее количество насекомых в опыте.

Нахождение жуков в нулевом секторе в диапазоне от -50 до +50 мм был принят за отсутствие ответа. Опыты проводились с разной экспозицией по времени - 5, 8, 11, 14, 17 и 20 мин. В начальный период времени (до 5 мин) движение жуков имеет спонтанный характер и, как правило, жуки не выходят за границы нулевого сектора. После пятой минуты устанавливается вполне определенное направление движения жуков в сторону испытуемого вещества. На 11-й мин основная часть особей находится в направленном движении и некоторые из них достигают конца опытной части трубки. Единичные экземпляры наблюдались на контрольной стороне ольфактометра. Длительное время экспозиции (более 11 мин) приводит к потере ориентированного движения, и часть жуков направляется в обратную сторону.

Результаты статистической обработки данных выражены кривой зависимости ответов R имаго колорадского жука на действие кариофиллена от времени экспозиции (t=26^oC, 30 мкг кариофиллена), изображенной на чертеже.

Индукционный период на начальном этапе эксперимента объясняется временем диффузии паров кариофиллена с конца до центральной части трубки. Максимум кривой зависимости ответов R наблюдается при 11-минутной экспозиции. Длительная экспозиция насыщает ольфактометрическую трубку парами кариофиллена, что приводит к исчезновению градиента концентрации и потере ориентирующего эффекта для насекомых.

Полученные результаты позволяют заключить, что использование кариофиллена в качестве аттрактанта в ловушках до появления всходов картофеля и после уборки урожая позволит создать экологически безопасный метод борьбы с колорадскими жуками.

Установление аттрактантного свойства (I) по отношению к колорадскому жуку дает возможность рекомендовать для посадки такие сорта картофеля, листья которых выделяют минимальное количество этого химического соединения.

Список литературы

1. С.Л.Быховец. Весц. АН БССР, N4, 74-77 (1987).

2. T.R.Govindachari. Curr.Sci., V.63, N3, 117-122 (1992).

3. K. R. Symon. Arch. Insect Biochem. and Physiol., V.22, N3, 433-449 (1993).

4. D.Thiery, J.H.Visser. Entomol.Exp. et appl., 41, 165-172 (1986).

5. J.H.Visser. Entomol. Exp. et appl., V.25, N1, 86-97 (1979).

6. J.H.Visser, D.A.Ave. Entomol. Exp. et appl., V.24, 538-549 (1978).

7. D. Thiery, J.H. Visser, Sciences de la vie, 1995, 318, 105-111.

8. К.В.Лебедева, В.А.Миняйло, Ю.Б.Пятнова. Феромоны насекомых. М.:Наука, 247 С. (1984).