Воспитатели божьих коровок. Полвека в Полярно-альпийском ботаническом саду-институте разрабатывают методики биологической защиты растений от вредителей

– Сначала идите по этой дорожке, потом за первым домиком поверните налево, а там еще раз поверните налево и почти сразу увидите теплицу. Вот вам туда, – охранник объясняет, как найти инсектарий Полярно-альпийского ботанического сада-института.

Большую часть инсектария действительно занимают необычные теплицы. Одна разделена на отсеки для изоляции насекомых, в другой на стеллажах высажены многолетние растения. В изолированных помещениях – множество тщательно затянутых органзой прозрачных садков с насекомыми и растениями и лишь три кабинета для сотрудников группы экспериментальной энтомологии. В инсектарии работают четыре человека: руководитель группы, ведущий научный сотрудник Наталья Рак, старший научный сотрудник Светлана Литвинова, инженер-исследователь Анна Ворсина и лаборант-исследователь Наталья Кожевникова. Все они очень тепло относятся к своим подопечным. Хозяйство довольно хлопотное. Необходимо регулярно обновлять культуры вредителей-фитофагов, иметь в распоряжении растения, которыми они питаются: в разной стадии развития, чтобы не остаться без корма. Необходимо приучать насекомых-хищников к разной температуре и освещенности, адаптировать не только под условия коллекционной оранжереи, но и создавать методики, которые могут применять и работники агрофирм, и простые огородники.

– То есть к вам может обратиться кто угодно?

– Да, все это совершенно доступно, – подтверждает Наталья Семеновна Рак. – Существует прейскурант на наши услуги, и мы постоянно усовершенствуем свои методы. К сожалению, из-за сокращения тепличных хозяйств стало мало крупных заказчиков, но мы охотно работаем и с частными лицами. Все наши методики запатентованы, разработан целый комплекс услуг. Мы можем определить, от какого вредителя страдают именно ваши растения, и предложить самые подходящие виды энтомофагов.

Кроме того, ученые охотно проводят экскурсии по инсектарию, выступают с лекциями о методах биологической защиты растений.

– Наш инсектарий был создан в 1980-е годы, – рассказывает Наталья Семеновна. – Тогда в Мурманской области было более десятка тепличных комбинатов и совхозов, старающихся обеспечить северян местными овощами. В теплицах выращивали огурцы, томаты, перцы. И естественно, растения повреждали паутинные клещи, тли, трипсы и другие вредители. Ядохимикаты, которые применяли для борьбы с ними, становились со временем малоэффективными и накапливались в сельскохозяйственной продукции. Необходимо было найти другой метод защиты растений. Ученые Полярно-альпийского Ботанического сада-института провели исследования и доказали принципиальную возможность биологического метода защиты тепличных культур на Кольском полуострове. И пионером этой работы была Нина Петровна Вершинина – научный сотрудник ПАБСИ.

Нина Петровна начала с хищного клеща фитосейулюса (Phytoseiulus persimilis). В ПАБСИ лабораторную культуру фитосейулюса заложили от выборки клещей, полученных из лаборатории биометода Всесоюзного института защиты растений в Санкт-Петербурге и Раменской биолаборатории в 1972 году.

Наталья Семеновна рассказывает об интересной и малоизвестной истории этого акарифага – хищника, питающегося клещами. Фитосейулюс стал невольным путешественником из Чили в Германию на корнях орхидеи. В Москву его маточную культуру завезли из Канады по инициативе Георгия Акоповича Беглярова в 1963 году:

– Первые попытки адаптации фитосейулюса были неудачные. Поскольку это тропический вид, он с трудом акклиматизировался на Севере. Сначала подбирали кормовые культуры, на которых мог бы размножаться вредитель, а потом вселяли и размножали хищного клеща. Емкости расставляли и в лабораториях, и в теплицах – в разных местах при разной температуре и освещенности. Понадобилось десять лет только для того, чтобы фитосейулюс приспособился к нашим условиям. Нине Петровне удалось сформировать популяцию, которую мы теперь уже называем культурой ПАБСИ. Мы протестировали сформированную культуру, и оказалось, что она уникальна. Она настолько прожорлива, настолько пластична, что показала себя в три-четыре раза эффективнее, чем знаменитая санкт-петербургская культура. Испытывали северную популяцию и в Санкт-Петербурге, и в Смоленске, отправляли и в более южные регионы - Воронеж. Сам по себе фитосейулюс южанин и хорошо работает при повышенных температурах, но мы воспитали в нем холодостойкость. Нам было важно применять его в коллекционной оранжерее, где раньше применяли только яды, а также помочь тепличным хозяйствам.

Проведенные в ботаническом саду эксперименты по акклиматизации показали: успех не может быть гарантирован даже при первом удачном опыте, а практические результаты интродукции становятся очевидными только через пять и более лет. Интродуцированные популяции фитосейулюса, златоглазки, циклонеды, галлицы, афидиуса сначала погибали, поэтому приходилось завозить маточный материал в различное время года и неоднократно. При попадании в непривычные условия у энтомофагов замедляются все биологические процессы, а это значит, что необходимо длительно и терпеливо их воспитывать в условиях оранжерей, чтобы сформировать жизнеспособную, эффективную, устойчивую к биотическим факторам расу.

В разные годы в ПАБСИ были испытаны разные виды энтомоакарифагов, то есть борцов с вредными насекомыми и клещами: Aphidoletes aphidimyza – галлица афидимиза, Aphidius matricaria – афидиус матрикария и Aphidius colemani – афидиус колемани, Phytoseiulus persimilis - фитосейулюс персимилис, Amblyseius mckenziei (=barkeri) – амблисейус маккензи, Encarsia formosa – энкарзия формоза, Cycloneda limbifer – циклонеда лимбифер, Harmonia axyridis – хармония аксиридис, Micromus angulatus – микромус угольчатый, Macrolophus nubilis - макролофус нубилис, Encyrtus lecaniorum – энциртус леканиорум.

– Из тех видов, которые мы смогли приучить к нашим условиям, создали коллекцию энтомоакарифагов культур ПАБСИ: фитосейулюс персимилис – против паутинного клеща, афидиус матрикария и афидиус колемани, галлица афидимиза – против тлей, энкарзия формоза – против белокрылки, амблисейус маккензи – против трипсов и клещей-плоскотелок. Маточные культуры сохраняются и размножаются в инсектарии, часть уже обитает в оранжерее, но дополнительно мы периодически подпускаем их туда наводняющим методом. Применение энтомофагов культур ПАБСИ изменило ситуацию в коллекционной оранжерее: снизилась до минимума плотность заселения вредителями, сократились сроки появления и предупреждена возможность массового размножения фитофагов. Повреждаемых растений стало значительно меньше и обеспечены нормальные условия для их роста и развития.

В инсектарии круглогодично выращивают кормовые растения и растения-резерваты для сохранения и размножения маточных культур фитофагов (тли – Schizaphis gramina, Aphis fabae, Myzodes persicae, Neomyzus circumflexus, паутинного клеща – Тetranychus urtica, трипсов – Heliothrips haemorrhoidalis, Parthenothrips dracaenae, белокрылки – Trialeurodes vaporariorum). Для амблисейуса поддерживается популяция альтернативного корма: мучного клеща – Acarus farris. Чтобы сохранить репродуктивные функции и эффективность энтомоакарифагов, сотрудники ведут строгий учет их численности в теплице инсектария: проверяют плодовитость, продолжительность развития личиночных стадий и регулируют численность имаго – взрослых особей. Планомерная смена насекомых-хозяев, кормовых растений, дополнительное питание – вот гарантия поддержания высокой жизнеспособности сформированных здесь культур клещей и насекомых-хищников.

Последние пять лет сотрудники инсектария ищут подходящих энтомофагов среди аборигенных растений Мурманской области. В природе существуют насекомые, которые теоретически возможно использовать в качестве биологических агентов в условиях оранжереи. Раньше такие работы не проводили. Наталья Рак подчеркивает: численность полезных насекомых на Севере низкая и встречаются они не каждый год.

– В результате энтомологических исследований выявлено 14 видов из трех отрядов насекомых семейств Coccinellidae (кокцинеллиды), Chrysopidae (златоглазки), Aphidiidae (тлёвые наездники), Aphelinidae и Cecidomyiidae (галлицы), которых можно объединить в группу хибинских природных энтомофагов, – рассказывает Наталья Семеновна. – Полученные данные вносят существенный вклад в познание биологического разнообразия фауны Мурманской области, способствуют уточнению северных границ ареалов распространения насекомых и открывают новые возможности в направлении биологической защиты растений. Список видов является далеко не исчерпывающим. Наши новые исследования, вероятно, пополнят его. Самые обнадеживающие данные мы получили по очень распространенному виду – семиточечной божьей коровке (Coccinella septempunctata). Анализ результатов по изучению биологии развития коровки еще раз подтверждает, что это перспективный аборигенный вид для биологической защиты оранжерейных растений от вредителей. Очень важно, что формируемая популяция способна размножаться в течение года без спячки-диапаузы. Имаго и личинки пластичны, прожорливы.

Семиточечную божью коровку разводят в инсектарии с июля 2019 года. Стартовая популяция составляла 11 имаго: семь особей нашли на территории сада, а на экспериментальном участке в г. Апатиты еще четыре. Популяцию ежегодно обновляют насекомыми из природы Мурманской и Ленинградской областей. Сотрудники контролируют биологические параметры божьей коровки: определяют длительность развития отдельных фаз и всего цикла развития при различных температурах. Это нужно, чтобы подобрать оптимальные условия для возможного селекционного отбора и массового разведения.

– В настоящее время мы сформировали лабораторную популяцию из природного энтомофага семиточечной божьей коровки, которая способна развиваться в течение года без диапаузы в десяти поколениях. Питается тлями, личинками трипсов. Средняя продолжительность жизни взрослого жучка – 88,6 суток. Каждая самка в среднем откладывает 335 яиц, из которых вылупляется около 22% личинок. Мы разрабатываем технологию применения коровки в коллекционной оранжерее. В этом году планируем полевые работы. Возможно, найдем новых полезных насекомых под наши задачи. Еще пытаемся приучить клопа антокориуса – это тоже полезное насекомое, которое попало к нам в теплицу из природы. Предстоит большая работа по изучению биологических особенностей антокориуса и возможности размножения и применения его для защиты оранжерейных растений.