ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ ПОЛИМОРФИЗМА ПОПУЛЯЦИИ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ЛЕТНЕ-ОСЕННЕГО КОМПЛЕКСА ЛИСТОГРЫЗУЩИХ НАСЕКОМЫХ
Пономарев В.И.*, Соколов С.Л.**
(Ботанический сад УрО РАН, г. Екатеринбург, РФ*,
Свердловский лесхоз, п. Белореченский, Свердловской обл., РФ**)
The results of field experiment showing density decrease of summer-winter complex of herbivorous insects obtained by way of enforcement increasing of polymorphism are represented. Potential aspects of applying these results in forest protection practice are discussed.
В 1999-2001гг. в Уральском регионе (Свердловская, Челябинская, Курганская области) была реализована мощная вспышка массового размножения летне-осеннего комплекса (ЛОК) листогрызущих насекомых. Только в Свердловской области в 2000г. площадь очагов составляла около 8 тыс. га. В свердловской области в период вспышки доминировали хохлатка двуцветная, лунка серебристая, пяденица березовая, пяденица обдирало. При этом 4 тыс. га были дефолиированы на 100%. В связи с ранними сроками дефолиации (конец июля, начало августа) в 2001г. на площади около 3 тыс. га наблюдалось частичное и массовое усыхание древостоя.
Случаи усыхания древостоя после вспышек массового размножения ЛОК были зарегистрированы в 60х годах в Челябинской, начале 90х - Курганской, в текущую вспышку – в Свердловской и Челябинской областях. Все они связаны с ранней дефолиацией.
В связи с этим проблема предотвращения последствий вспышек ЛОК имеет важное значение, так как береза является главной лесообразующей породой в местах распространения ЛОК.
Традиционно эта проблема решается обработкой насаждений био- или химпрепаратами. Наиболее эффективно дефолиацию предотвращают химобработки. Однако загрязнение биотопов продуктами распада инсектицидов, неселективное действие препаратов и ограничения в их применении, связанные с тем, что древостои, повреждаемые ЛОК, находятся в густонаселенных районах с активной сельскохозяйственной деятельностью, требуют разработки альтернативных высокоэффективных методов.
В 2000 году нами был проведен полевой эксперимент по испытанию метода принудительного повышения уровня полиморфизма популяции для снижения ее плотности до экологически безопасной. Этот метод был разработан и апробирован для популяций непарного шелкопряда (Пономарев, 1994:1997) и основывался на разной адаптивной направленности различных фенотипов этого вида. Суть метода во внесении в популяцию (либо микропопуляцию), плотность которой необходимо снизить, представителей популяции (либо микропопуляции) с иными адаптивными свойствами с целью увеличения полиморфизма и снижения однородности отклика на изменение внешних условий. Наиболее экономичным является в большинстве случаев сбор и перенос зимующей фазы насекомых. В случае с непарным шелкопрядом это яйцекладки. В случае с ЛОК – куколки, зимующие в лесной подстилке.
Весной 2000г. (первая декада мая) в 14 квартале Покровского лесничества Каменск-Уральского лесхоза было собрано около 30000 зимующих куколок этих видов и внесено в подстилку в древостоях 78 квартала Белоярского лесничества Свердловского лесхоза на площади около 50 га. Остальная часть древостоя (около 60 га) была оставлена в качестве контроля. Оба квартала (78й и 14й) подверглись 100% дефолиации в конце лета 1999г. Видовой состав здоровых зимующих куколок, согласно данным Свердловской областной станции защиты леса составлял в 14 квартале Покровского лесничества Каменск-Уральского лесхоза на 1 м2 двуцветной хохлатки – 1,6, березовой пяденицы – 7, лунки серебристой – 0,8, зимней пяденицы –3,4; в 78 квартале Белоярского лесничества Свердловского лесхоза двуцветной хохлатки – 3,4, березовой пяденицы – 3, пяденицы обдирало – 1,1, зимней пяденицы – 0,7.
Таким образом, в78 кв. было внесено до 0,5 – 1 зимующей куколки на 1м2 из донорской микропопуляции.
Критерием подбора донорской микропопуляции служили разные характеристики лесорастительных условий насаждений. В квартале сбора куколок древостои расположены на возвышенности, площади внесения характеризовались выровненным рельефом. Относительно фенотипических различий в качестве маркера была выбрана березовая пяденица, имеющая ярко выраженные фенотипы по окраске гусениц. В донорском древостое в конце лета 1999г. преобладали зеленые гусеницы, в древостоях внесения – коричневые.
Вегетационный сезон 2000 года характеризовался аномальными погодными условиями. Весна была затяжной. Среднесуточная температура воздуха превысила 100С только в третьей декаде мая. В результате произошел сдвиг по времени вылета имаго – отрождение отложенных яиц началось в начале июля. Однако он проходил в очень сжатые сроки – основная масса яиц отродилась 1-7 июля. Погодные условия июля характеризовались высокой среднесуточной температурой воздуха – около220 С во вторую и третью декаду июля и низким количеством осадков – в два раза ниже нормы. В результате несмотря на относительно небольшое количество отложенных яиц – до 600 яиц на дерево двуцветной хохлатки и 50 яиц лунки серебристой в контрольных участках 78 квартала и межхозяйственного Белоярского лесхоза и 400 яиц двуцветной хохлатки и 50 яиц лунки серебристой в обработанном участке 78 квартала, выживаемость гусениц в младших возрастах и скорость развития были очень высоки – 100% дефолиация в этих древостоях завершилась к концу первой декады августа. В отличие от контрольных участков в обработанном отмечалось очень высокое количество больных гусениц, происходила массовая гибель от бактериоза, в результате чего все стволы были усыпаны трупами гусениц.
Весной 2001г. лесопатологическое обследование (акты Свердловской станции защиты леса) показало, что в обработанном участке 78 кв. Белоярского лесничества Свердловского лесхоза плотность куколок составила на 1 кв. м: двуцветной хохлатки – 2,0, пяденица обдирало – 1,0. Здоровых – 70%. В контрольном участке 78 кв.: двуцветной хохлатки – 8,0, пяденицы обдирало – 3,0, березовой пяденицы – 1,0. Здоровых – 70%. В 14 кв. Покровского лесничества Каменск-Уральского лесхоза (донорская микропопуляция) плотность куколок составила на 1 кв. м: двуцветной хохлатки – 5,0, лунки серебристой – 2,0, березовой пяденицы 4,0, пяденицы обдирало – 2,0. 70% - здоровые.
Таким образом, проведенные нами работы не привели к снижению уровня дефолиации наблюдавшегося при подобных работах с непарным шелкопрядом. Отсутствие данного эффекта можно связать либо с изменением методики (в случае с непарным шелкопрядом вносились яйцекладки; в данном случае вносились куколки), либо с аномально высокой скоростью развития гусениц – выход на старшие возраста в 78 кв. произошел за 15-20 дней. Однако, осенний учет показал, что в обработанной части 78 кв. наблюдался значительный эффект по запасу зимующих куколок Весенний учет показал, что в обработанном участке плотность куколок снизилась по сравнению с прошлым годом в 4 раза до экономически незначимого значения (2 здоровые куколки на 1м2). В то же время, в контрольных участках и в донорском древостое плотность здоровых куколок в подстилке не изменилась, по сравнению с весной прошлого года и составляла соответственно 8,4 и 10,0 куколок. Сохранялась опасность 100% дефолиации. В июле 2001 года во всех упомянутых кварталах была проведена борьба в связи с двукратной дефолиацией и опасностью массового усыхания древостоев. Поэтому мы не можем сказать, могла ли опасность дефолиации реализоваться.
Однако, проведенный нами производственный эксперимент по снижению отрицательных последствий вспышки массового размножения листогрызущих насекомых летне-осеннего комплекса увеличением экологической пластичности популяций этих видов показал, что этот метод эффективно снижает плотность зимующих куколок в почве и перспективен для дальнейшей отработки. Однако необходимы дополнительные работы. В частности, возможно, для повышения его эффективности необходимо вносить большее количество донорских куколок (в нашем случае соотношение было 1:9). Этот аспект имеет очень важное значение, так как в наибольшей степени влияет на себестоимость работ. Кроме того, необходима отработка выделения критериев отбора донорской популяции.