CC BY
65
УДК 574.2: 622.7:630*
ОСОБЕННОСТИ ОСВОЕНИЯ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ МИНИРУЮЩИМИ НАСЕКОМЫМИ
И.Р. Грибуст, к.с.-х.н. - ФНЦ агроэкологии РАН, Волгоград, Россия, [email protected]
Лесные насаждения в засушливых регионах выступают основной организующей силой, определяющей стабильность функционирования антропогенно созданных экосистем. Доминирование комплекса насекомых-дефолиантов последние десятилетия нивелируется активизацией деятельности некогда малозначимых структурных элементов в энтомосообществах, в том числе комплексов минирующих насекомых и их воздействии на лесопосадки.
Среди деревьев и кустарников, привлекательных для освоения минерами, выделяются растения родовых комплексов Quercus, Штш, Рори1ш и ВеШ1а. Население насекомых-минеров в кронах этих деревьев наиболее разнообразно. Суммарное
обилие мин здесь варьирует в среднем на уровне 27,2^148,5 шт. / 100 листьев. Комплексы минеров насаждений, в которых на долю главных лесообра-зующих пород ^иегсш, Штш) приходится до 100 % характеризуются низким разнообразием (12-7 видов). При этом число мин в кронах достигает максимального уровня (50,2^190,1 шт. / 100 листьев).
Представленный материал отражает особенности освоения крон древесных растений различных родовых комплексов минирующими насекомыми и уровень деструктивного влияния минеров на листву деревьев в насаждениях.
Ключевые слова: биоразнообразие, лесные насаждения, минирующие насекомые, мина, численность, повреждение листвы.
Население насекомых, обитающих в кронах древесных растений лесонасаждений антропогенно преобразованных территорий, - незаурядное сообщество с богатым видовым и структурным разнообразием, чутко реагирующее на любые изменение внешней среды. Среди них в последние годы расширяет границы местообитаний и активизирует жизнедеятельность группа минирующих насекомых [3, 5-8, 10-12].
В Волгоградской области защитное лесоразведение и озеленение урбанизированных территорий является важнейшим элементом моделирования оптимальных условий существования ценозов и решения множества экологических проблем. В лесонасаждениях формируется энтомосообщество с богатым видовым и структурным разнообразием, определяющим уровень взаимодействия системы «кормовое дерево: фитофаг», что обусловливает фитонасыщенность и устойчивость древесного вида. Изъятие листвы в древостоях в результате действия фитофагов способствует ослаблению и последующей гибели растений [2, 4, 5].
Насекомые минирующие листву лесопосадок различного хозяйственного значения до последнего времени не являлись объектами планомерных исследований, что послужило основанием к проведению комплексного анализа состава, структуры сообществ минирующих насекомых и их связи с древесными растениями на антропогенно преобразованной территории.
Материалы и методы исследований. Изучение видового состава сообществ насекомых-минеров и степени повреждения ими ассимиляционного аппарата деревьев многофункциональных лесных насаждений различного целевого назначения Волгограда и области проводятся нами, начиная с 2012 года.
Наблюдения и сбор материала проводятся с использованием маршрутного метода [6]. Выборка неповрежденной и несущей мины листвы с модельных деревьев производилась в нижней части кроны (по 100 шт. листьев в 4-х кратной повторности [1, 2, 4, 13]. Размеры изъятия листовой поверхности оценивали по 5-балльной шкале: I балл - уничтожено до 10% листовой пластинки; II балла - 11-25%; III балла - 26-50%; IV балла - 51-75%; V баллов - более
75% площади листовой пластинки [1, 2].
При анализе населения минеров по уровню доминирования классифицировали семейства: <5% - резиденты, 5,1-10% - субдоминанты, 10,1-24% -доминанты, >25% - супердоминанты. Оценка связи сообщества минеров с кормовыми древесными растениями осуществлялась на основании расчета относительного обилия видов (рь %) и относительной заселенности (Чоз), характеризующей степень охвата насаждения вредителем [4, 9].
Результаты и обсуждение. Основную повре-жденность крон лиственных пород в насаждениях урбанизированных территорий создают свободно живущие растительноядные насекомые (56,9%). Доля влияния минеров здесь меньше в 1,3 раза.
Особенности образа жизни и широкая пищевая специализация минирующих насекомых обусловливает их встречаемость на многих древесных растениях в биотопах с разными экологическими условиями [7, 8, 10, 11]. Обнаружение этих вредителей происходит по специфическим повреждениям листовой пластинки, каждое из которых позволяет определить видовую принадлежность насекомого.
Изучение видового разнообразия энтомонаселе-ния выявило, что листва древесных растений повреждается минирующими насекомыми 39 видов из 12 родов и 9 семейств, относящихся к 3 отрядам. Листву деревьев рода Quercus активно осваивает многочисленная, но разнородная группа минеров, представителей сем. ЫерйсиМае, Tisheriidae, Lithocolletinae и Tetridinidae. В кронах деревьев рода Штш регистрируются следы жизнедеятельности насекомых из семейств ЫерйсиМае, Lithocolletinae, Coleophoridae и Tetridinidae.
Группа минеров трофически приуроченных к растениям рода Рори1ш включает в состав чешуекрылых насекомых семейств ЫерйсиМае и Lithocolletinae и двукрылых представителей семейства Agromizidae.
Минирующие филлофаги растений рода ВеШ1а отличаются максимальным разнообразием и представлены видами из семейств Епосташа, Gracillaridae, Lyonetiidae, ЫерйсиМае, Lithocolletinae, Tetridinidae и Agromizidae.
В насаждениях антропогенно преобразованных территорий в спектре минирующих филлобионтов
Минирование листовой пластинки насекомыми разных древесных растений происходит неравномерно. Из главных лесообразующих пород, используемых в озеленении, доля листьев с оценкой повреждения в I балл максимальна и составляет в среднем для дуба 38,7%, для вяза - 63,8% от общего числа обследованных листьев. Количество листовых пластинок со степенью повреждения V баллов не превышает для дуба 1,7%, вяза - 1,4% от общего числа обследованных листьев.
Визуальный эффект влияния минеров на деревья создает листва, отработанная филлофагами в пределах II и III балла согласно шкалы изъятия листовой поверхности. Суммарные значения данных показателей для дуба составляют 49,8%, для вяза - 27,7%. Доля листовых пластинок с размером повреждений на уровне IV баллов варьирует - 9,8% и 7,1% для листьев дуба и вяза соответственно.
Анализ освоенной минерами листвы выявил, что насекомые по большей части заселяют верхнюю (внешнюю) сторону листовой пластинки (табл. 1, 2, рис. 2, 3).
Таблица 1 - Поврежденность паренхимы листа в кронах деревьев
Порода Мин на 100 Поврежденность паренхимы листа (шт. мин, %)
листьев двусторонняя нижнесторонняя верхнесторонняя |
Quercus раскидистый 57,8±5,8 8,7 12,4 78,9 |
пирамидальный 190,9±4,3 - 6,5 93,5 |
Ulmus 25,8±6,3 59,5 4,3 36,2 |
Betula 23,4±2,1 99,3 0,7 -
Populus 4,2±0,6 - - 100 |
наиболее заметны насекомые, принадлежащие к родам PhyПonorycter (54,4% общей представленности морфовидов), Stigmella (20,4%), Нар1орйНа (13,0) и Егюсгата (7,4%). Роль насекомых иных родов несущественна - 4,8% (рис. 1).
D FhTlhtitvi <-iv у (J Sttpatlla □ / fnpioftfllltl ■ ЕrtOCrflH! п
Рис. 1 - Соотношение количественного обилия морфови-дов доминирующих семейств насекомых-минеров, %
двусторонняя верхнесторонняя нижнесторонняя
Рис. 2 - Типы мин в зависимости от поврежденности паренхимы листа (фото автора)
Наиболее многочисленны в сообществах минирующих насекомых дуба моли-пестрянки (Phyllonorycter), образующие чаще повреждения на верхней стороне листа.
Микрочешуекрылые насекомые, минирующие листовой аппарата растений родового комплекса Штш, характеризуются меньшей численностью сообществ (сравнительно с группами минеров дуба в среднем в 4,8 раза). Особенно много в кронах вязов фиксируется двусторонних мин (личинка вредителя выедает и столбчатую и губчатую паренхиму листа, мина прозрачна на вид: 59,5% общего числа повреждений).
Данный способ освоения листа характерен для таких филлобионтов, как Нар1орйНа sp. и Fenusa и1тл (Sundevall, 1844). Относительная заселенность вяза данными минерами фиксируется на высоком
уровне (86% и 70% соответственно).
Устойчивая трофическая связь отмечена для березы и беззубых молей вида Eriocrania cicatriella (Zetterstedt, 1839), относительное обилие в посадках которых не превышает 30%, при этом данный минер полностью заселяет кроны древесных растений р. Betula, нанося двустороннее повреждение листовой пластинки (99,3% общего числа повреждений).
Комплекс минирующих филлобионтов древесных видов рода Populus весьма обеднен. Несущие мины листья в кронах встречаются в незначительном количестве. Среди них особенно заметны следы жизнедеятельности видов Aulagromyza populi (Kaltenbach, 1864), Phyllocnistis unipunctella (Stephens, 1834) и Stigmella trimaculella (Haworth, 1828).
Таблица 2 - Преобладающие виды скрытоживущих филлобионтов в кронах различных древесных растений
Кормовое растение Наиболее обильный вид (доминант) Число мин доминанта, шт./100 листьев ps. % Ч , % оз'
Quercus Phyllonorycter sp. 27,5±5,6 81,8 100
Ulmus Haploptilia sp. 16,3±5,3 54,2 86,0
Fenusa ulmi Sund. 10,6±8,2 27,6 70,0
Stigmella viscerella Stt. 21,3±4,2 54,8 100
Populus Stigmella trimaculella Hw. 1,4 ±5,9 1,2 43,3
Phyllocnistis unipunctella Steph. 2,2±3,6 1,8 65,0
Betula Eriocrania cicatriella Zett. 8,7±4,8 22,3 81,35
Ч - относител ьная заселенность насаждения.
Profenusa pygmaea (Klug, 1816);
Phyllonorycter lautella (Zeller, 1846]; Aulagromyza populi (Kaltenbach, 1864]
Fenusa и1тп (Sundevall, 1844) Stigmella sp. Eriocrania sp.
Рис. 3 - Повреждения листьев разных древесных пород насекомыми-минерами (фото автора)
Выводы. В лесных насаждениях различного целевого назначения наблюдается активное нарастание негативного влияния минирующих насекомых. Уровень повреждения листвы насекомыми скры-тоживущей формы (47,6%) и свободноживущими филлофагами (52,4%) в кронах главных лесообра-зующих пород практически равноценен.
Особенности биологии минеров и их взаимоотношений с деревом-хозяином обусловливают неоднородность освоения крон. Визуальный эффект воздействия минеров на фотосинтезирующий аппарат определяет суммарное значение доли изъятия листовой пластинки в пределах 10-50%, для листьев дуба составляет 49,8%, для вяза - 27,7%.
По обилию мин в лесополосах превалируют виды: на вязе - Fenusa иМ; на дубе - представители рода Phyllonorycter; в кронах берез - Епосгаша асайчеПа; на тополе заметны Аи^гот^а рориН, Phyllocnistis ишрипйеНа и Stigmella й1таси1еПа.
Литература:
1. Белов Д. А. Грызущие и минирующие листву насекомые зеленых насаждений Москвы: автореферат дис. ... кандидата биологических наук: 03.00.09 / Белов Дмитрий Анатольевич. - Москва, 2000. - 24 с.
2. Белов Д. А. Уровень повреждения и доля изъятия листвы членистоногими филло-фагами в городских насаждениях // URL: http://belovy-da-i-nk.narod.ru/ publik/2001/2001-3.htm (дата обращения 22.05.2015).
3. Грибуст И. Р. Минирующие филлобионты лесных полос Волгоградской области // Агролесомелиорация в 21 веке: состояние, проблемы, перспективы. Фундаментальные и прикладные исследования. Материалы международной научно-практической конференции аспирантов и молодых ученых. г. Волгоград, 26-28 октября 2015 г. - С. 75-79.
4. Грибуст И. Р. Основные методологические аспекты изучения комплексов насекомых минирующих листву хозяйственно ценных древесных видов в защитных лесных полосах // Парадигма: электронный научный журнал, 2016. - №2. - С. 213-216.
5. Грибуст И. Р. Разнообразие и пространственная диф-
ференциация минирующих насекомых в защитных лесных насаждениях // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии: Вып. 211. СПб.: СПб ГЛТУ 2015.
- С. 19-32.
6. Грибуст И. Р. Современные данные о малоизвестных вредителях листвы защитных лесных насаждений аридного региона // Труды Института геологии Дагестанского научного центра РАН. Выпуск 67. «Природные и антропогенные изменения аридных экосистем и борьба с опустыниванием». Сборник статей по материалам международной научно-практической конференции 24-26 ноября 2016 г., проходившей в ФГБНУ «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук» (фНц агроэкологии РРАН) г. Волгограда, посвященной 20-летию журнала «Аридные экосистемы», 20-летию вступления в силу Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием, 40-летию Конференции ООН по борьбе с опустыниванием. - Махачкала: Институт геологии ДНЦ РАН, «АЛЕФ» (ИП Овчинников М.А.), 2016. - С. 173-176.
7. Кириченко Н. И., Пере К., Кенис М. Насекомые-минеры на древесных растениях-интродуцентах в Сибири: закономерности заселения новых экологических ниш // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии: Вып.192. СПб.: СПбГЛТА, 2010. - С. 118-126.
8. Мищенко А. В., Артемьева Е. А. К познанию трофических связей избранных групп минирующих насекомых Среднего и Нижнего Поволжья // Вестник ВГУ Серия: Химия. Биология. Фармация, 2015. - №2. - С. 55-63.
9. Песенко Ю. А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях/ Ю. А. Песенко.
- М., 1982. - 287 с.
10. Романкина М. Ю., Уткина И. А. Влияние лесных на-секомых-филлофагов на рост и развитие кормовых деревьев // Экология, эволюция и систематика животных: Материалы Международной научно-практической конференции Рязань: НП «Голос губернии», 2012. с. 139-140.
11. Селиховкин А. В. Особенности популяционной динамики тополевой нижнесторонней моли-пестрянки РЬ^Попогу^г рориНйэИе11а Тг. ^тсН^^ае) // «Извес-
тия Санкт-Петербургской лесотехнической академии». Вып. 192. - С.-Пб.: СПбЛТА, 2010. - С. 220-235.
12. Ужевская С. Ф., Микитюк В. Ф., Друзенко О. В. Фил-лобионты дуба черешчатого в древесных насаждениях г. Одессы и окрестностей // Вюник ОНУ - Том 13. Вип. 14., 2008. - Сер. Бюлопя. - 128-136 с.
13. Фасулати К. К. Полевое изучение насекомых беспозвоночных / К. К. Фасулати. - М., 1971. - 424 с.
14. Энциклопедия агролесомелиорации / под. ред. Е.С. Павловского. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2004. - 675 с.
THE CHARACTERISTICS OF THE INHABITATION OF THE FOLIAGE OF WOODY PLANTS BY LEAF-MINING INSECTS
I.R. Gribust, K.S-Kh.N. - FSC agroecology RAS, Volgograd, Russia, [email protected]
Forest plantations in arid regions are the main organizing force that determines the stability of the functioning of transformed ecosystems. In recent decades, the dominance the com-plexes of defoliant insects is leveled by the activation of insignificant structural elements in insect communities, including complexes of leaf-mining insects and their impact on forest plantations.
Among the trees and shrubs that are attractive for the development of by leaf-mining insects are highlight the plants of the genus Quercus, Ulmus, Populus and Betula. The population of insect miners in the crowns of these trees is the most diverse. The total abundance of mines here varies on average at the level of 27.2 + 148.5 pcs. / 100 leaves. Complexes of leaf-mining insects in plantings in which the main forest-forming species (Quercus, Ulmus] account for up to 100% are characterized by low diversity (12-7 species]. At the same time, the number of mines in crowns reaches a maximum level (50.2 + 190.1 pcs / 100 leaves].
The material presented reflects the characteristics of the development of complexes of leaf-mining insects and damaged of leaves on the trees of various genus and the level of the destructive effect of leaf-mining insects on the leaves.
Key words: biodiversity, forest plants, leaf-mining insects, mina, abundance, damage to the foliage.
УДК 63. 633.1. 631.1
ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ СОРТОВ ЯРОВОЙ ПОЛБЫ ДЛЯ ЗАСУШЛИВЫХ УСЛОВИЙ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИРОВОЙ КОЛЛЕКЦИИ
ВНИИР ИМ. Н.И. ВАВИЛОВА
П.А. Смутнев, в.н.с., к.с-х. н., И.Н. Маркова, с.н.с., к.с-х. н. -Нижне-Волжский НИИСХ - филиал ФНЦ агроэкологии РАН
В статье изложены результаты изучение образцов яровой полбы мировой коллекции ВНИИР по хозяйственно-биологическим признакам в условиях Нижнего Поволжья. Приведены данные полевой и лабораторной оценки яровых форм полбы на продуктивность и качество зерна. Выделены лучшие
линии яровой полбы для использования в качестве исходного материала при создании новых сортов. Изучается сортовая агротехника яровой полбы для Волгоградской области.
Ключевые слова: яровая полба, коллекционные номера, отбор, агротехника.
Полба обыкновенная [Triticum dicoccum (Schrank) Schuebl.] - древняя тетраплоидная пшеница, именуемая также плёнчатой пшеницей, эммер или фарро, относится к типу остистых пшениц и является одной из древнейших сельскохозяйственных культур на Земле, широко используемая нашими предками в качестве основной зерновой культуры [1]. Полба полиморфна, резко дифференцирована на эколого-географические группы, представлена преимущественно яровыми формами [2]. Особенность полбы (ломкость колосового стержня и невымолачиваемость зерна) не позволили механизировать ее производство, особенно посев, и обмолот подобно другим зерновым культурам. Поэтому в настоящее время полба как ценная крупяная культура сохранилась только на неудобных для механизации горных ландшафтах и приусадебных
участках как в Западной Европе, так и в России.
Лишь благодаря Н.И. Вавилову местные сорта полбы, собранные на Кавказе, Поволжье и других странах, не были потеряны и сохранились в коллекции ВНИИР.
Одним из ценнейших свойств данной культуры является её неприхотливость к условиям произрастания, пластичность, высокая засухоустойчивость, холодостойкость, что очень важно для условий Нижнего Поволжья. Кроме этого, она обладает скороспелостью, устойчивостью к листовым и колосовым болезням. По плотности колоса полба близка к твёрдой пшенице, но имеет узкий колос. Толщина превосходит ширину в несколько раз. Колосковая чешуя заканчивается остриём. Колоски обычно трёхцветковые, у остистых форм несут по две ости. В каждом колоске образуется нормально развитых
