The research was carried out in order to analyze changes in species diversity and the dynamics of aphid abundance within the same agrocenosis under different weather conditions. The species composition and abundance of aphids were monitored using the Malaise trap at the VIZR experimental field (Pushkinsky district of St. Petersburg) during the growing season 2021-2023. During this period, 34 species of phytophages were identified, of which 20 are pests of crops, including 9 species in 2021, 11 species in 2022 and 27 species in 2023. The smallest number of individuals in the trap was observed in 2021 (36 pcs.), in 2022 and 2023 it was about the same (97 and 101 pcs., respectively). The largest number of insect species and individuals in one trap was identified in 2023, which was the result of a favorable interaction of abiotic and biotic factors. In 2021, the traps were dominated by dendrophilous aphids, among which the largest was the European birch aphid.
monitoring, aphids, species diversity, agrocenosis, Malaise trap
Введение. Тли выступают постоянными обитателями агроценозов на Северо-Западе России, встречаются ежегодно, в отдельные годы нанося существенный вред сельскохозяйственным культурам. Всего в Европейской части России их насчитывается более 200 видов [1], многие из которых представляются опасными вредителями возделываемых растений. Повреждают зерновые, зернобобовые, овощные, картофель и другие культуры. Обладая сложным жизненным циклом, характеризующимся наличием гетереций, сменой бесполого и полового поколений, живорождением и откладкой яиц, наличием бескрылых и крылатых форм, тли приспособились благополучно выживать в неблагоприятных условиях и быстро наращивать свою численность в благоприятных. Кроме того, эта группа насекомых известна своей способностью переносить опасные вирусные заболевания [2, 3].
В условиях Северо-Запада России особенности биологии злаковых тлей изучены многими исследователями [4, 5]. Высокая численность вредителей отмечена в 1988, 1999, 2002 гг.
Изучена также жизнедеятельность тлей на семенном картофеле в Гатчинском районе Ленинградской области [6], а также в нескольких районах Архангельской области [7].
В приведенных выше работах оценку численности тлей выполняли, преимущественно, с использованием желтых водных ловушек, а также подсчетом общего количества насекомых на модельных растениях. Наши исследования проведены с применением ловушки Малеза.
На жизнедеятельность фитофагов оказывает воздействие комплекс абиотических и биотических факторов, влияющий на их видовое разнообразие, численность, которые существенно варьируют по годам.
За последние годы в Северо-Западном регионе России происходят значительные климатические изменения, что сказывается на количестве отлавливаемых видов, расширении ареала распространения многих видов.
Цель исследований ‒ проанализировать варьирование видового разнообразия и динамики численности тлей в пределах одного агроценоза (на примере опытного поля ВИЗР) при использовании для отлова фитофагов ловушки Малеза в условиях трех вегетационных сезонов (2021‒2023 гг.), различавшихся по погодным условиям.
Условия, материалы и методы. Город Пушкин расположен в 24-х км к югу от Санкт-Петербурга на Ижорской возвышенности, поднимающейся на 150…160 м над уровнем моря, что обуславливает его особый микроклимат: среднее годовое количество осадков (около 550 мм) здесь меньше, чем в Санкт-Петербурге, но больше солнечных безоблачных дней.
Исследования проводили на опытном поле ВИЗР (Пушкинский район Санкт-Петербурга; 59°25´с.ш., 30°23´в.д.), общей площадью 4,6 га, где в течение последних трех лет возделывали постоянный набор овощных культур. Доминирующими выступали картофель, озимые и яровые злаки, кроме того, в меньших количествах высаживали белокочанную капусту, кабачки, баклажаны, томаты и зеленные культуры. Вдоль двух сторон поля произрастал многолетник – козлятник лекарственный (Galega officinalis, Fabaceae). Обработка культур инсектицидами отсутствовала. Территория опытного поля по периметру была окружена деревьями и кустарниками. В 2021‒2022 гг. ловушку Малеза устанавливали на одной стороне поля в единственном экземпляре, в 2023 г. были установлены 2 ловушки на противоположных концах поля на расстоянии 250 м друг от друга. Забор проб с энтомологическим материалом проводили 1 раз в неделю в течение вегетационного сезона, фиксировали в 70 %-ном этаноле и идентифицировали по морфометрическим признакам [9]
Погодные условия в Пушкине в течение вегетационных сезонов 2021‒2023 гг. получены из интернет-ресурса (рис. 1). [10].
Рис. 1 – Метеорологические показатели в Санкт-Петербуге, 2021‒2023 гг.
Результаты и обсуждение. На протяжении вегетационных сезонов 2021–2023 гг. в условиях агроценоза опытного поля ВИЗР было выловлено 34 вида тлей, из которых 20 относятся к вредителям сельскохозяйственных культур: в 2021 г. – 9 видов, в 2022 г. – 11 видов, а в 2023 г. – 27 видов (рис. 2).
Рис.2 – Количество видов тлей на опытном поле ВИЗР в Пушкинском районе Санкт-Петербурга.
Количество особей, отмеченных в ловушке, было наименьшим в 2021 г. – 36, примерно одинаковым в 2022 и 2023 гг.: 97 и 101 (рис. 3).
Рис.3 – Количество особей тлей, отловленных на опытном поле ВИЗР в Пушкинском районе Санкт-Петербурга.
Видовой и количественный состав тлей, отловленных в агроценозе опытного поля ВИЗР (Пушкинский район СПб) с использованием ловушки Малеза за 2021 – 2023 гг. существенно различался по годам(рис. 4).
Рис. 4 ‒ Видовой и количественный состав тлей, отловленных в агроценозах опытного поля ВИЗР Пушкинского района Санкт-Петербурга.
Условно, всех отловленных ловушкой тлей за трехлетний период можно объединить в семь основных групп:
вредители картофеля (Aulacorthum solani Kalt., Macrosiphum euphorbiae Thomas, Myzus persicae Sulz.);
вредители бобовых культур (Acyrthosiphon pisum Harr. Aphis fabae Scop. Megoura viciae Buck. Therioaphis trifolii M.);
вредители овощных культур (Brevicoryne brassicae L. Cavariella aegopodii Scop. );
вредители зерновых культур (Anoecia corni F., Rhopalosiphum padi L., Sitobion avenae F., Atheroides serrulatus H., Sipha glicerianae Kalt. );
вредители плодовых и ягодных культур (Aphis pomi de Geer , Hyalopterus pruni Geoffr., Hyperomyzus picridis C.B., Macrosiphum rosae L., Ovatus crataegarius Walk., Hyperomyzus lactucae L., Rhopolosiphum insertum Walk.);
вредители деревьев и кустарников несельскохозяйственного значения (Chaitophorus populeti Panzer., Cinara costata Zett., Euceraphis punctipennis Zett., Liosomaphis barberidis Kalt., Myzocallis castanicola Baker, Mindarus abietinus Koch., Pemphigus bursarius L., Periphyllus aceris L., Tinocallis platani Kalt., Tuberculatus annulatus Hart.);
тли, развивающиеся на сорных растениях (Macrosiphoniella tanacetaria Kalt., Metopeurum fuscoviridae Story, Uroleucon sonchi L.).
В 2021 г. наиболее многочисленными в ловушке были тли – вредители деревьев и кустарников несельскохозяйственного значения, а также бобовых культур (рис. 5). Чаще всего идентифицировали европейскую березовую и гороховую тли.
Рис. 5 – Количественное соотношение тлей, дифференцирующихся по группам кормовых растений (Пушкинский район Санкт-Петербурга, 2021 г.): 1 – картофель, 2 – бобовые, 3 – овощные, 4 – зерновые, 5 – плодовые и ягодные культуры, 6 – деревья и кустарники несельскохозяйственного назначения, 7 – сорная растительность.
В 2022 г. в ловушке преобладали тли, вредящие зерновым культурам, а также питающиеся на древесной и кустарниковой растительности несельскохозяйственного значения (рис. 6).
Рис. 6 – Количественное соотношение тлей, дифференцирующихся по группам кормовых растений (Пушкинский район Санкт-Петербурга, 2021 г.): 1 – картофель, 2 – бобовые, 3 – овощные, 4 – зерновые, 5 – плодовые и ягодные культуры, 6 – деревья и кустарники несельскохозяйственного назначения, 7 – сорная растительность.
Среди видов, питающихся на зерновых культурах, в большем количестве встречались серая свидинно-злаковая и большая злаковая тли; среди видов, обитающих на деревьях и кустарниках – обыкновенная дубовая и тополиная тли. В 2023 г. чаще всего отмечали серую свидинно-злаковую тлю, питающуюся на корнях злаков и злаковых трав, а также гороховую тлю (рис. 7).
Рис. 7 – Количественное соотношение тлей, дифференцирующихся по группам кормовых растений (Пушкинский район Санкт-Петербурга, 2023 г.): 1 – картофель, 2 – бобовые, 3 – овощные, 4 – зерновые, 5 – плодовые и ягодные культуры, 6 – деревья и кустарники несельскохозяйственного назначения, 7 – сорная растительность
В зависимости от складывающихся условий в ловушке преобладали различные группы видов тлей: в 2021 г. ‒ дендрофильная афидофауна, в 2022 и 2023 гг. – злаковые тли. Подобное варьирование по годам может быть объяснено различными требованиями видов к температуре и влажности.
Погодные условия мая и первой декады июня 2021 г., в-целом, способствовали успешному развитию популяций насекомых, их миграции на вторичных хозяев и последующему размножению. Однако, в дальнейшем, температура воздуха поднялась на 4…6 °С выше обычной при дефиците осадков (22 % от нормы), что губительно воздействовало как на растения – хозяева, так и на насекомых. Дендрофильные же виды чувствовали себя лучше, так как обитали в тени листовой кроны, к тому же деревья более устойчивы к засухе. В дальнейшем, количество тлей в ловушке было на низком уровне (рис. 8).
Рис. 8 – Динамика численности тлей, отловленных на опытном поле ВИЗР (Пушкинский район Санкт-Петербурга).
В 2022 г. температура воздуха была, преимущественно, на уровне или выше среднемноголетних значений при умеренной влажности, что сказалось на значительном количестве отловленных ловушкой особей – 97 с преобладанием вредителей зерновых культур. В то же время количество видов выловлено немного – 11. Максимальной численность была в июне, периоде массовой миграции на вторичных хозяев и начале питания.
В 2023 г. температура воздуха была также на уровне или выше обычной, особенно теплыми были август и сентябрь, что способствовало активному питанию насекомых и последующей ремиграции на первичных хозяев. Для серой свидинно-злаковой тли таковым хозяином служила, преимущественно, свидина белая Swida alba. В 2023 г. выловлено наибольшее количество видов – 27, а также особей тлей – 101, в основном, в августе и сентябре.
Среди тлей, отловленных в 2021 г., 36,1 % были вредители сельскохозяйственных растений, в 2022 г. – 89,6 %, в 2023 г. – 77,2 %.
Среди зарегистрированных в 2023 г. видов тлей, 14 не встречались в предыдущие два года. Среди них были вредители сельскохозяйственных культур: обыкновенная картофельная, зеленая яблонная, зеленая розанная, бородавчатая и боярышниковая побеговая тли. Восемь видов выступали обитателями деревьев и кустарников несельскохозяйственного значения, пять видов – сорной растительности. Болотная травяная тля (Sipha glicerianae Kalt.), а также оранжевая травяная тля (Atheroides serrulatus H.) впервые идентифицированы за годы наших исследований
Выводы. Трехлетний мониторинг агроценоза опытного поля ВИЗР выявил 34 вида фитофагов, что указывает на их значительное видовое разнообразие в условиях Ленинградской области. При этом 20 видов относились к вредителям сельскохозяйственных растений (картофель, бобовые, овощные, зерновые, плодовые и ягодные культуры), а также деревьев и кустарников несельскохозяйственного значения. Некоторые виды служа переносчиками опасных вирусных заболеваний (большая злаковая, черемухово-злаковая, большая картофельная и др.), что свидетельствует о необходимости систематического контроля за динамикой их численности.
Наибольшее количество отловленных насекомых и их видов зафиксировано в вегетационном сезоне 2023 г., при этом максимальный отлов отмечен в августе – периоде накопления афидофауны и ремиграции их на первичных хозяев. Среднесуточные температуры воздуха в этот период были выше обычных при умеренном количестве осадков.
Температуры, превышающие климатическую норму, при незначительном количестве осадков действовали на тлей губительно, что наблюдалось в июне – июле 2021 г. В этот период наибольшей выживаемостью характеризовались дендрофильные виды. Очевидно, что на жизнедеятельность насекомых неблагоприятно воздействуют как низкие, так и высокие температуры воздуха. Поскольку на протяжении 2021–2023 гг., отличавшихся по погодным условиям, преобладали различные виды тлей, очевидно, что требования к абиотическим условиям у них отличные.
1. Shaposhnikov GKh. Podotryad Aphidinea – tli. Opredelitel' nasekomykh Evropeiskoi chasti SSSR. [Suborder Aphidinea – aphids. Identification of insects of the European part of the USSR]. Pod red. Bei-Bienko G.Ya. Moscow-Leningrad: Kolos. 1964; 489-616 p.
2. Erokhova MD. [Monitoring aphids – virus carriers: international and Russian experience]. Zashchita kartofelya. 2016; Vol.2. 24-30 p.
3. Fominykh TS, Ivanova GP, Medvedeva KP. [Monitoring of viral diseases of potatoes in Pskov and Astrakhan regions of Russia]. Vestnik zashchity rasteniy. 2017; 4 (94). 29-34 p.
4. Vereshchagina AB, Gandrabur ES. Development of autumnal generations and oviposition in Metopolophium dirhodum Walk. (Hemiptera, Sternorrhyncha: Aphididae). Entomological Review. 2021; Vol.101. 8. 1024-1033 p.
5. Gandrabur ES, Vereshchagina AB. Features of bird-cherry that inhibits the breeding of the population Rhopalosiphum padi (L.) (Hemiptera: Sternorrhyncha: Aphididae). Agronomy Research. 2021; Vol.19. 1. 83-91 p.
6. Sukhoruchenko GI, Ivanova GP, Volgarev SA. Species composition of aphids (Homoptera, Aphididae) on seed potato planting in North-West Russia. Entomological review. 2019; 8. 1113-1124 p. doi: 101134/S0013873819080050.
7. Shamanin AA, Berim MN. [Results of monitoring winged aphids (Hemiptera, Aphididae) on potato plantings in the Northern region of Russia]. Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2022; Vol.23. 5. 697-705 p. doi:https://doi.org/10.30766/2072–9081.2022. 23.5.697-705.
8. Remaudiee G, Seco Fernandez MV. Claves de pulgones alados de la region Mediterranea. Universidad de Leon. 1990; Vol.2. 205 p. French.
9. [Weather and climate]. [Internet]. [cited 2024, March 23]. Available from: http:// pogodaklimat.ru> Saint-Petersburg>.
