Нарушение спаривания
Нарушение спаривания (MD) — это метод борьбы с вредителями, разработанный для борьбы с некоторыми насекомыми- вредителями путем введения искусственных раздражителей, которые сбивают с толку особей и нарушают локализацию партнера и / или ухаживание, тем самым предотвращая спаривание и блокируя репродуктивный цикл . Обычно это предполагает использование синтетических половых феромонов . [ 1 ] другие подходы, такие как вмешательство в вибрационную коммуникацию . хотя разрабатываются и [ 2 ]
История
[ редактировать ]Сексуальная путаница или нарушение спаривания впервые обсуждались Национальным институтом агрономических исследований в 1974 году в Бордо , Франция . [ 3 ]
Виноделы Франции, Швейцарии, Испании, Германии и Италии первыми применили метод для обработки виноградных лоз от личинок плодожорки рода Cochylis . [ 3 ]
Механизм
[ редактировать ]У многих видов насекомых , представляющих интерес для сельского хозяйства, например, отряда Lepidoptera , самки выделяют в воздух след определенной химической смеси, составляющей половой феромон этого вида. Этот воздушный след называется феромонным шлейфом. [ 4 ] [ 5 ]
Самцы этого вида используют информацию, содержащуюся в шлейфе феромонов. [ 6 ] чтобы найти излучающую самку (известную как «вызывающая» самка). насекомых Нарушение спаривания использует естественную реакцию самцов насекомых следовать за шлейфом путем введения синтетического феромона в среду обитания . Синтетический феромон представляет собой летучее органическое химическое вещество, созданное для имитации видового полового феромона, вырабатываемого самкой насекомого. Общий эффект нарушения спаривания заключается в том, чтобы сбить с толку самцов насекомых, маскируя естественные шлейфы феромонов, заставляя самцов идти по «ложным следам феромонов» в ущерб поиску партнеров и влияя на способность самцов реагировать на «зов» самок. Следовательно, у самцов снижается вероятность успешного обнаружения и спаривания с самками, что в конечном итоге приводит к прекращению размножения и прекращению заражения насекомыми . Департамент регулирования пестицидов , Департамент продовольствия и сельского хозяйства Калифорнии и Агентство по охране окружающей среды США считают нарушение спаривания одним из наиболее экологически чистых методов борьбы с вредителями. [ 7 ] Нарушение спаривания работает лучше всего, если феромонами обрабатываются большие площади. Десять акров — хороший минимальный размер для успешной программы MD, но более крупные площади предпочтительнее. [2]
Преимущества нарушения спаривания
[ редактировать ]Программы с феромонами наиболее эффективны при борьбе с низкой и умеренной плотностью популяции вредителей. МД также был идентифицирован как метод борьбы с вредителями, при котором насекомое не приобретает устойчивости. [1] . Научное сообщество вместе с правительственными учреждениями по всему миру понимает преимущества прерывания спаривания с использованием видоспецифичных половых феромонов и рассматривает программы борьбы с насекомыми на основе половых феромонов среди наиболее экологически чистых методов борьбы с насекомыми-вредителями. населения. Феромоны насекомых успешно используются в качестве эффективного инструмента для замедления распространения и искоренения вредителей на очень больших территориях США; например, для борьбы с губчатой молью ( Lymantria dispar ), разрушительным вредителем лесного хозяйства, а также для искоренения коробочного долгоносика и розовой коробочной совки, двух наиболее вредных вредителей хлопка. Обычные методы борьбы с применением пестицидов убивают насекомых напрямую, тогда как нарушение спаривания мешает самцам насекомых точно определить местонахождение партнера по спариванию, что в конечном итоге приводит к срыву цикла спаривания. [3] . Нарушение спаривания из-за специфичности полового феромона вида насекомых имеет то преимущество, что затрагивает только самцов этого вида, оставляя при этом другие нецелевые виды незатронутыми. [3] . Это позволяет осуществлять целенаправленную борьбу с вредителями, способствуя подавлению одного вида вредителей, оставляя нетронутыми популяции полезных насекомых (опылителей и естественных врагов). Прерывание спаривания, как и большинство стратегий борьбы с вредителями, является полезным методом, но его не следует рассматривать как отдельную программу лечения. [1] поскольку он нацелен только на один вид в системах растениеводства, которые обычно вызывают беспокойство несколькими вредителями. Прерывание спаривания — ценный инструмент, который следует использовать в программах комплексной борьбы с вредителями (IPM).
Программы по использованию феромонов использовались в течение нескольких десятилетий по всему миру, и на сегодняшний день (2009 г.) не существует документальных доказательств общественного здравоохранения, позволяющих предположить, что использование синтетических феромонов в сельском хозяйстве вредно для людей или любых других нецелевых видов. Однако исследования продолжаются.
Минусы нарушения спаривания
[ редактировать ]За десятилетия использования программ борьбы с феромонными вредителями было высказано мнение о ряде недостатков 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, включая несколько видов при одном применении. Некоторые синтетические феромоны имеют высокие затраты на разработку и производство, в результате чего метод прерывания спаривания оказывается слишком дорогостоящим, чтобы его могли использовать обычные коммерческие производители. Кроме того, большинство коммерческих составов для разрушения спаривания с феромонами необходимо наносить вручную, что может быть дорогостоящим и трудоемким занятием. Новые составы феромонов, недавно разработанные для механического нанесения, обеспечивают долгосрочный эффект нарушения спаривания (например, в зависимости от целевого вредителя, однократное применение SPLAT [ 8 ] контролирует целевого вредителя на протяжении всего репродуктивного цикла, [ 9 ] или на весь сезон. [ 10 ] [ 11 ]
Методы распространения
[ редактировать ]Микроинкапсулированные феромоны
[ редактировать ]Микроинкапсулированные феромоны (МЭК) представляют собой небольшие капли 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 долговечность микрокапсулированных феромонных составов в полевых условиях колеблется от нескольких дней до чуть более недели, в зависимости от климатических условий, размера капсул и химических свойств. [1] . Микрокапсулы в составах с феромонами обычно имеют диаметр выше установленного, чтобы избежать риска вдыхания человеком.
Ручные диспенсеры
[ редактировать ]- Диспенсеры с полыми трубками представляют собой диспенсеры из пластиковых закрученных стяжек, пластиковых полых волокон или пластиковых полых волокон из микроволокон, наполненных синтетическим половым феромоном и размещенных по всей защищаемой области.
- Феромонные приманки и станции — это стационарные диспенсеры, привлекающие и убивающие. Некоторые из них представляют собой относительно большие платформы, содержащие приманку с феромонами внутри клеевой панели, которая ловит привлеченное насекомое. Другие станции с феромонными приманками содержат феромонную приманку в сочетании с поверхностью, содержащей дозу инсектицида, которая снижает приспособленность привлеченного насекомого, тем самым снижая его способность к спариванию и размножению.
- Дозаторы с высоким уровнем выбросов Существует несколько дозаторов феромонов с очень высокими дозами, некоторые делают это пассивно, например, пакетики с феромонами и большие порции феромонных составов SPLAT, другие активно высвобождают порции половых феромонов через определенные промежутки времени. [ 12 ]
Монолитные текучие дозаторы
[ редактировать ]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 SPLAT, препятствующие спариванию феромонов, могут обеспечить эффективный сезонный эффект подавления (например, в зависимости от целевого вредителя, однократное применение SPLAT контролирует целевого вредителя на протяжении всего репродуктивного цикла). [ 14 ] или на весь сезон [ 10 ] [ 15 ] ) и может наноситься вручную или механически. Хотя методы механического рассеивания требуют специализированных готовых технологий и/или оборудования, после того, как система внесения начнет работать, она позволит защитить обширные территории с помощью феромонов, одного из наиболее безопасных и эффективных методов борьбы с вредителями, доступных сегодня. Преимущество SPLAT заключается в том, что ложка закрепляется там, где она приземляется, избегая нежелательного смещения состава после нанесения в полевых условиях, и, в зависимости от способа применения, отвердевшие капли можно извлечь.
Воздушное рассеяние
[ редактировать ]В ноябре 2007 года был использован спорный воздушный подход для распыления микрокапсулированного феромона LBAM в городских и сельских районах округов Санта-Крус и Монтерей, Калифорния, для борьбы с инвазивной светло-коричневой яблоневой плодожоркой . Обычно эффект нарушения ориентации самцов бабочек на самок (или наблюдения за феромонными ловушками) можно обнаружить по уменьшению отлова моли при наблюдении за феромонными ловушками. Правительственная кампания по масштабному использованию воздушных микроинкапсулированных феромонов не выявила каких-либо признаков нарушения спаривания популяций светло-коричневой яблоневой плодожорки на обработанной территории. Было обнаружено, что первая воздушная кампания была проведена с использованием неполной (неправильной) смеси феромонов светло-коричневой яблоневой плодожорки (неправильная смесь значительно снижала вероятность успеха программы прерывания спаривания), а микрокапсулированный состав LBAM не был протестирован. и, наконец, составы микрокапсул печально известны своим коротким сроком службы, слабыми и нестабильными характеристиками. Более того, возможно, что микрокапсулированный состав LBAM, использованный в правительственной кампании, был непригоден для доставки воздушным транспортом в городские районы; хотя феромон безопасен, использованный препарат содержал микрокапсулы очень маленького диаметра, что создавало возможную опасность при вдыхании, что, по-видимому, связано с увеличением аллергенных реакций населения в целевой зоне. Этот набор авиационных применений LBAM по нарушению спаривания, осуществленный правительством, вызвал огромное недовольство общественности в целом, а также некоторых секторов научного сообщества. Теперь, несколько лет спустя, пострадавшие сообщества, а также зарождающаяся индустрия феромонов в США (которая обеспечивает более безопасные, но очень эффективные альтернативы использованию обычных пестицидов) все еще страдают от волнового воздействия этих катастрофических кампаний по искоренению LBAM в районе Залива.
Но существует множество успешных программ подавления вредителей, которые основаны на воздушном распространении феромонных веществ, препятствующих спариванию. Одна из крупнейших в мире программ по нарушению спаривания феромонов — Slow the Spread. [ 16 ] [ 17 ] Программа Slow the Spread была реализована на границе губчатой моли протяженностью 1200 миль (1900 км) от Висконсина до Северной Каролины. Территория реализации программы расположена впереди наступающего фронта популяции губчатой моли. Программа STS фокусируется на раннем обнаружении и подавлении популяций низкого уровня на этом наступающем фронте, нарушая естественный прогресс роста и распространения населения. Каждый год сотни тысяч акров опрыскиваются с воздуха двумя препаратами, препятствующими спариванию губчатой моли, Flakes и SPLAT. Однократное применение препарата, препятствующего спариванию, способствует подавлению губчатой моли на обработанных участках в течение всего сезона. С экипажем из 8 человек удалось обработать с помощью SPLAT GM с воздуха более 20 000 акров (81 км²). 2 ) леса за один день. Консорциуму участников на федеральном уровне и на уровне штатов удалось сделать следующее:
• уменьшить площадь новой территории, ежегодно захваченной губчатой молью, с 15 600 квадратных миль (40 000 км2). 2 ) до 6000 квадратных миль (16000 км2). 2 );
• защищать леса, лесную промышленность, городские и сельские парки и частную собственность; и
• избежать по меньшей мере 22 миллионов долларов США в год в виде ущерба и расходов на управление.
Похоже, что огромный успех программы «Замедлить распространение» связан с чрезвычайно хорошо спланированными кампаниями, которые включают в себя коммуникацию, прозрачность и ясность целей: до подачи заявки СТС проводит встречи, в которых участвуют население района в целом, заинтересованные граждане, общественность. официальные лица, ученые и технический персонал для обсуждения стратегий борьбы с губчатой молью в проблемных районах. Существует движение, требующее, чтобы новые правительственные кампании по искоренению инвазивных видов строили свои действия по подавлению вредителей на основе существующих успешных программ подавления, таких как STS, и использовали более эффективную политику коммуникации, прозрачности и ясности целей. При участии и просвещении общественности кампании по искоренению вредителей будут лучше планироваться и смогут обеспечить решительные и эффективные действия по искоренению вредителей.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Фостер, СП; Харрис, Миссури (1997). «Методы поведенческих манипуляций для борьбы с насекомыми-вредителями». Ежегодный обзор энтомологии . 42 : 123–146. дои : 10.1146/annurev.ento.42.1.123 . ПМИД 15012310 .
- ^ Полажнар, Дж.; Эрикссон, А.; Лукки, А.; Анфора, Г.; Вирант-Доберле, М.; Маццони, В. (2015). «Управление поведением с помощью вибраций субстрата – потенциал борьбы с насекомыми-вредителями» (PDF) . Наука борьбы с вредителями . 71 (1): 15–23. дои : 10.1002/ps.3848 . ПМИД 24962656 .
- ^ Jump up to: а б Тьери, Дени (06 июля 2016 г.). «1974–1995 / Развитие сексуального смятения в защиту виноградников» . www.bordeaux-aquitaine.inra.fr . Проверено 26 декабря 2017 г. .
- ^ Стивен К. Велтер, Кэролайн Пикель, Джоселин Миллар, Фрэнсис Кейв, Роберт А. Ван Стенвик, Джон Данли; Нарушение спаривания с помощью феромонов предлагает варианты селективной борьбы с основными вредителями. СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО КАЛИФОРНИИ, ТОМ 59, НОМЕР 1 «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 июня 2007 г. Проверено 21 ноября 2007 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Н. Картер, Х. Фрейзер; Нарушение спаривания для борьбы с насекомыми-вредителями. ОМАФРА.2003 [1]
- ^ Мафра-Нето, Агенор и Карде, Ринг Т. 1994. Мелкомасштабная структура шлейфов феромонов 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]
- ^ «SPLAT (Специализированная технология нанесения феромонов и приманок)» . Архивировано из оригинала 13 июля 2011 г. Проверено 27 декабря 2010 г.
- ^ Лапойнт, Стивен Л.; Стелински, Лукаш Л.; Эвенс, Теренс Дж.; Нидз, Рэндалл П.; Холл, Дэвид Г.; Мафра-Нето, Агенор. 2009. Сенсорный дисбаланс как механизм нарушения ориентации у минера Phyllocnistis citrella: объяснение с помощью многомерных геометрических планов и моделей поверхности реакции. J Chem Ecol. 35: 896-903.
- ^ Jump up to: а б Чеславская, Ксения; Торп, Кевин; Зени, Диего; Бернарди, Кармен; Мафра-Нето, Агенор ; Колер, Реджинальд. 2008. Новая система доставки феромонов для нарушения спаривания непарного шелкопряда. В: Готшальк, Курт В., изд. Материалы 18-го межведомственного исследовательского форума Министерства сельского хозяйства США по непарному шелкопряду и другим инвазивным видам. 9–12 января 2007 г. Аннаполис, Мэриленд. Генерал Тех. Реп. НРС-П-28. Ньютаун-сквер, Пенсильвания: Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Северная исследовательская станция: 78.
- ^ Стелински, Л.Л., Миллер, Дж.Р., Ледебур, Р., Зигерт, П. и Гут, Л.Дж., 2007a. Сезонное нарушение спаривания Grapholita molesta (Lepidoptera: Tortricidae).
- ^ Мафра-Нето, А. и Т.К. Бейкер. 1996. Дозированные по времени распыления феромонов прерывают спаривание Cadra cautella (Lepidoptera: Phycitinae). Дж. Агрик. Энтомол. 13:149-168
- ^ «SPLAT (Специализированная технология нанесения феромонов и приманок)» . Архивировано из оригинала 13 июля 2011 г. Проверено 27 декабря 2010 г.
- ^ Лапойнт, Стивен Л.; Стелински, Лукаш Л.; Эвенс, Теренс Дж.; Нидз, Рэндалл П.; Холл, Дэвид Г.; Мафра-Нето, Агенор . 2009. Сенсорный дисбаланс как механизм нарушения ориентации у минера Phyllocnistis citrella: объяснение с помощью многомерных геометрических планов и моделей поверхности реакции. J Chem Ecol. 35: 896-903.
- ^ Стелински, Л.Л., Миллер, младший, Ледебур, Р., Зигерт, П. и Гут, Л.Дж., 2007a. Сезонное нарушение спаривания Grapholita molesta (Lepidoptera: Tortricidae) путем одного машинного нанесения феромона в каплях воска (SPLAT-OFM). Дж. Наука о вредителях 80: 109-117.
- ^ «Операционный портал СТС» . Архивировано из оригинала 8 марта 2011 г. Проверено 27 декабря 2010 г.
- ^ «Главная страница программы СТС» . Проверено 11 сентября 2023 г.