Фауна жужелиц (carabidae) и их биоценотическая роль в агроценозе шиповника (rosa l.) Тамбовской области

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Мичуринский государственный аграрный университет

Фауна жужелиц (carabidae) и их биоценотическая роль в агроценозе шиповника (rosa l.) Тамбовской области

Колесников С.А., к.с.-х.н.

Болдырев М.И., д.с.-х.н., профессор

г. Мичуринск, Россия

Аннотация

В работе приведены результаты многолетнего (2004-2009 гг.) изучения видового состава жужелиц на биотопе шиповника в Тамбовской области, связи численности видов карабид с наличием и численностью поедаемых ими вредных фитофагов, а также особенностями экологических условий у поверхности почвы и в верхних слоях её, зависящих от биологических особенностей сортов культуры.

Ключевые слова: жужелицы, зоогеографическая характеристика, биотопическая приуроченность, пищевые связи

S.A. Kolesnikov, M.I. Boldivev. Fauna carabidae in biocenosis of wild rose and its bioсenologycal role in Tambov region

Results of 6-years investigation of fauna carabidae in biocenosis of wild rose and junction of the carabidae species population density with the abundons of their praise in Tambov region have been showmen in the work. The role of ecological conditions has been presented too.

Key words: carabidae, zoologically - geographical characteristics, feeding communication

Жужелицы (carabidae) - одна из основных групп почвенной мезофауны в условиях зоны смешанных лесов. Хищные виды жужелиц регулируют численность многих беспозвоночных, обитающих на поверхности почвы и в верхнем её слое. Жужелицы со смешанным питанием используют в пищу не только мелких животных, но и растения. Их личинки преимущественно сапрофаги, участвуют в разложении растительного опада в почве. Изучение жужелиц имеет значение для характеристики животного населения в различных ландшафто-зональных условиях. Их тесная связь с биотопами определяет их роль как индикаторов почвенно-растительных условий. Прикладное значение изучения жужелиц связано с выявлением их роли как хищников в биоценозах, установлением состава наиболее эффективных энтомофагов в каждом природном регионе с целью возможного использования в биологической борьбе с вредными насекомыми [7].

Хищные жужелицы являются важным естественным фактором регулирования численности основных вредителей шиповника, таких как розанная муха (Rhagoletis Alternata Fallen), плодовая шиповниковая галлица (sp), малинно-земляничный долгоносик (Anthonomus rubi Hrbst). Повреждение этими вредителями генеративных органов культуры на ряде сортов шиповника (Витаминный, Юбилейный, Багряный, Румяный и др.) достигает 80 - 94% [9]. Все перечисленные вредители имеют стадии развития, связанные с залеганием в верхнем почвенном слое или подстилке. Личинки розанной мухи, завершив питание в плодах шиповника, уходят на окукливание в почву на глубину от 2 до 12 см., где и зимуют до весны следующего года. Личинки плодовой шиповниковой галлицы зимуют в растительных остатках и в почве на глубине до 3 см. Жуки малинно-земляничного долгоносика зимуют на поверхности почвы под растительным опадом и доступны для жужелиц во время осеннего и весеннего периодов. Личинки этого вредителя становятся добычей жужелиц, когда повреждённые бутоны опадают на землю. Жужелицы разгрызают эти бутоны и «добывают» кормящихся в них личинок долгоносика [10].

Целью наших исследований было выявить видовой состав жужелиц, определить доминантные, наиболее важные виды и их пищевую специализацию. Полученные данные планируется использовать при разработке комплекса профилактических организационно - хозяйственных, агротехнических и защитных мероприятий по борьбе с вредителями шиповника, которые не оказывали бы отрицательного влияния на энтомофагов, с тем, чтобы усилить их роль в регуляции численности фитофагов.

Основной базой для проведения исследований по выявлению видового состава жужелиц служили сорта шиповника: Юбилейный (отборная форма Р. морщинистой), Багряный (Витаминный х Воронцовский-1), Бесшипный (Р. коричная №1-13-3), Роза коричная (отборная бесшипная форма), Российский-2 (выделен среди сеянцев Р. коричной Северо - Двинского происхождения), Воронцовский-1 (Р. Уэбба х Р. морщинистая), Витаминный (Р. коричная х Р. Уэбба), Румяный (сеянец сорта Витаминный от свободного опыления), Уральский чемпион (Воронцовский-1 х Витаминный), Воронцовский - 3 (Р. коричная х Р. Уэбба) и др. посадки 1996 г., произрастающие в коллекционных и селекционных насаждениях ВНИИС им В.И. Мичурина, а также дикорастущие виды рода Rosa L., обнаруженные нами в Тамбовской области: R. acicularis Lindl. - Р. игловидная, R. canina L. - Р. собачья, R. corymbifera, Borkh. - Р. щитконосная, R. glauca Pourr. - Р. сизая, R. majalis Herrm. - Р. майская, R. podolica Tratt. - Р. подольская, R. rubiginosa L. - Р. красная, R. rugosa Thunb. - Р. морщинистая, R. subafzeliana Chrshan - Р. афзелиевидная, R. spinosissima L.- Р. колючейшая, R. glabrifolia C.A. Mey. ex Rupr.- Р. гололистная, R. villosa L. - Р. мохнатая, R. subpomifera Chrshan. - Р. почтияблоконосная, R. dumalis Bechst. - Р. рощевая [9].

Для выявления численности жужелиц на биотопе шиповника, активно передвигающихся по поверхности почвы, применяли широко распространённый метод ловушек Бербера [11] - отлов в прикопанные до уровня поверхности почвы стеклянные полулитровые банки (без фиксатора). Жужелиц, передвигающихся в верхних слоях почвы, учитывали «глубинными ловушками» по методике В.В. Исаичева [2]. Для этого с помощью бура выкапывали ямки глубиной 20-25 см, на дно которых помещали стеклянные полулитровые банки так, чтобы верхний край банки находился на 10-15 см ниже поверхности почвы. Входное отверстие в ямку сверху накрывали куском фанеры, на которую насыпали небольшой слой земли. Применяли методы почвенных раскопок. Брали по 10 почвенных проб на обследуемой территории размером 50 х 50 см на глубину до 30 см. Сборы жужелиц проводили со второй декады апреля до октября через каждые 5-10 дней, фиксируя в 4% растворе формалина.

Имагинальный материал определяли, пользуясь работами: Крыжановского О.Л, Freude H., Harde K.W. & Lohse G.A. [3, 4; 14]. Номенклатура жужелиц даётся по каталогу России и сопредельных стран [15].

Зоогеографическая характеристика собранных видов дана с учётом сведений следующих авторов: О.Л. Крыжановского [3, 4]; А.А. Петрусенко и др. [5], С.Ю. Грюнталя[1].

Экологическая характеристика по биотопической приуроченности видов дана по сведениям, полученным в первую очередь отечественными энтомологами и почвенными зоологами.

Разделение видов на группы жизненных форм имаго проведено согласно системе, разработанной И.Х. Шаровой [7].

Выявление доминантных видов жужелиц осуществлялось по шкале предложенной О. Ренконеном [12, 13].

В результате шестилетних исследований (2004-2009 гг.) на территории Тамбовской области нами выявлено в шиповниковых насаждениях 72 вида жужелиц. Видовой состав, зоогеографическая, экологическая характеристика жужелиц на плантации шиповника представлена в таблице 1.

жужелица биотоп шиповник экологический фитофаг

Таблица 1

Видовой состав, зоогеографическая, экологическая характеристика жужелиц в агробиоценозе шиповника в Тамбовской области

Условные обозначения:

1 - зоогеографическая характеристика: Г - голарктический: б - бореальный; б-м - борео-монтанный; п - полизональный; ТП - транспалеарктический: н - неморальный, п - полизональный; ЕС - европейско - сибирский; Е-Сред - европейско-средиземноморский; Е - европейский; ЕК - европейско-казахстанский.

2 - сезонное размножение: В - весеннее; В-Л - весенне-летнее; Л-О- летне-осенее; О - осеннее, М - мультисезонное.

3 - биотопическая приуроченность: Л - лесной; Л-Б - лесо-болотный; Б - болотный; Луг - луговой; Луг-П - луговой-полевой; Бг- береговой; П - полевой; Э - эврибионтный.

4 - жизненная форма имаго: З - зоофаги (эх - эпигеобионты ходящие; ппс - поверхностно-подстилочные стратобионты; эб - эпигеобионты бегающие; пс - подстилочные стратобионты; гр - геобионты роющие; гб-р - геобионты бегающе-роющие); М - миксофитофаги (сх - стратохортобионты; с - стратобионты; с-ск - стратобионты-скважники; гх - георхобионты; гх - г-геохортобионты гарпалоидные).

Таблица 2

Систематическая принадлежность жужелиц в агробиоценозе шиповника

Самым многочисленным по количеству выявленных на биотопе шиповника видов является род Amara. К нему относятся 13 видов жужелиц: A. plebeja, A. eurinota, A. similata, A. ovata, A. nitida, A. aenea, A. bifrons, A. ingenua, A. municipalis, A. consularis, A. apricaria, A. majuscule, что составляет 18,0% от их общего количества.

Второе место занимает род: Harpalus. В него входят десять видов жужелиц: H, affinis, H. distinguendus, H. quadripunctatus, H. luteicornis, H. latus, H. rufipes, H. griseus, H. smaragdinus, H. rubripes, H. tardus, которые в сумме составляют 13,8% от общего числа видов жужелиц биотопа.

Третье место в систематической таблице занимает род Pterostiehus, включающий восемь видов: P. niger, P. oblongopunctatus, P. melanarius, P. anthracinus, P. strenuus, P. diligens, P. aethiops, P. niger, они состовляют 11,2% от общего их числа.

Четвертое место занимает род Bembidion, включающий шесть видов жужелиц: B. lampros, B. properans, B. dentellum, B. semipunctatum, B. quadrimaculatum, B. guttula, которые в биотопе шиповник малоактивны.

Пятое место заняли три рода: Adonum, Carabus, Calathus, включающие пять видов: A. sexpunctatum, A. muelleri, A. fuliginosum, A. assimile, A. dorsale; C. cancellatus, C. granulatus, C. nemoralis, C. hortensis, C. coriaceus; C. ambiguous, C. micropterus, C. melanocephalus, C. fuscipes, C. halensis. Каждый из представленных родов составляет 6,9% видов от всего агроценоза.

Следующими в систематическом порядке по численности видов располагаются шесть родов жужелиц: Asaphidion, Badister, Poecilus, Anisodactylus, Leistus, Notiophilus в которые входят по два вида: A. flavipes, A. pallipes; B. bipustulatus, B. lacertosus; P. cupreus, P. versicolor; A. binotatus, A. signatus; L. rufescens, L. jrrugineus; N. hypocrita, N. palustris. На долю каждого из этих родов приходится 2,8% от общей численности.

Последнее место заняли представители восьми родов: Curtonotus, Licinus, Elaphrus, Clivina, Broscus, Stenolophus, Anchomenos, Colosoma, включающие по одному представителю: C. aulica; L. rufescens E. riparius; C. fossor; B. cephalotes; S. mixtus; A. dorsalis; C. Inquisitor. На их долю каждого из них приходится всего 1,4% от общего количества видов.

В агробиоценозе шиповника из 72 видов жужелиц нами выделены доминантные и субдоминантные виды: Carabus nemoralis, P. melanarius, Harpalus rufipes, Broscus cephalotes, Poecilus cupreus, Agonum muelleri.

Наиболее многочисленным на биотопе шиповника является вид Harpalus rufipes (42%), за ним следует P. melanarius (20%), Poecilus cupreus (17%). Эти три вида составляют 79% от общего числа жужелиц в агробиоценозе шиповника. Далее следуют несколько «субдоминантов» - Carabus nemoralis, Broscus cephalotes, Agonum muelleri, составляющих около 11% общей численности жужелиц. На все остальные виды приходилось не более 10%.

На численность и распределение жужелиц существенное влияние оказывает схема посадки шиповника, сортовой состав насаждений, степень заселения вредителями (доступными для хищников) и создаваемый при этом микроклимат у почвенной поверхности. Так, на сорте Юбилейный (отборная форма Rosa rugosa) доминирующим видом является P. melanarius. Этот вид является специализированным обитателем подстилки. А создаваемый этим сортом микроклимат, отличающийся повышенной влажностью, создающейся благодаря раскидистой низкой кроне, крупным пышным листьям, образующим густой полог, благоприятен для P. melanarius. Такие увлажнённые места также предпочитает обычный обитатель поверхности почвы Carabus nemoralis.

Жуки вида Broscus cephalotes являются типичными геобионтами, т. е. обитателями почвы. Они прокладывают извилистые ходы. Сильное переувлажнение почвы затрудняет жукам возможность прокладывать в ней ходы, поэтому их в несколько раз больше на шиповнике при разреженной схеме посадки и в зарослях дикорастущих видов шиповника, где его растения удалены друг от друга. Увеличение численности этого вида прямо связано с теми сортами, которые наиболее сильно повреждаются личинками розанной мухи. Большое скопление жуков Broscus cephalotes наблюдается в насаждениях сортов Витаминный, Уральский чемпион, Воронцовский 1, 2, 3. При разреженной схеме посадки плотность популяции этого вида в 2-3 раза больше, чем при сплошной. Однако, на сорте Юбилейный, который является самым повреждаемым личинками розанной мухи, численность этого вида жужелиц значительно меньше по сравнению с вышеуказанными сортами. Это связано с тем, что сорт Юбилейный создаёт неблагоприятный для B. cephalotes увлажнённый микроклимат, хотя и обеспечивает богатую кормовую базу.

Вид Harpalus rufipes является эпигеобионтом ходячим. Этот специализированный обитатель поверхности почвы нетребователен к почвенным условиям, что делает его экологически пластичным, одинаково часто встречающимся в различных местообитаниях. Численность этого вида резко сокращается при использовании инсектицидов на культуре, что приводит к сильному возрастанию плотности популяций вредителей.

Увеличение численности ряда доминантных видов жужелиц на сортах шиповника непосредственно зависит от степени заселённости их вредителями, которые зимуют в почве и подстилке. Так, например, на сортах шиповника: Юбилейный, Витаминный, Воронцовский-1, 2, 3, Уральский чемпион, наиболее повреждаемых розанной мухой, имеет место и наибольшая встречаемость жужелиц. Чем устойчивее сорта и виды шиповника к этому вредителю (Роза коричная, R. canina L, сорт Бесшипный), тем меньше под ними жужелиц.

Основными вредителями генеративных органов шиповника доступных для «хищников» являются розанная муха, плодовая шиповниковая галлица, малинно-земляничный долгоносик. Нам необходимо было выяснить, какие из доминантных видов жужелиц могли бы уничтожать перечисленных вредителей. Согласно нашим многолетним наблюдениям наибольшая часть жужелиц в агроценозе шиповника Тамбовской области в весенний период представлены видами: Harpalus rufipes, Carabus nemoralis, Poecilus cupreus, а в осенний период - P. melanarius, Harpalus rufipes, Carabus nemoralis.

В результате лабораторных и полевых опытов установлено, что весенняя активность видов Poecilus cupreus и Harpalus rufipes связана с периодом вредной деятельности малинно-земляничного долгоносика. В лабораторных опытах одна жужелица уничтожала за сутки в среднем 10 особей вредителя.

Жуки видов H. rufipes, P. melanarius, доминирующие в осенний период, когда личинки плодовой шиповниковой галлицы и розанной мухи уходят на окукливание из плодов шиповника в почву, съедали за сутки в среднем 11,7 пупариев пестрокрылки. Эти данные получены в лабораторных условиях путём помещения в искусственные изоляторы пупариев розанной мухи с жужелицами.

Вид Carabus nemoralis приурочен к питанию личинками розанной мухи. Увеличение численности этого вида на плантации шиповника совпадает со временем ухода личинок розанной мухи из плодов в почву.

Результаты наших 6-летних исследований показали, что хищные жужелицы уничтожают более 90% пупариев розанной мухи в почве. Динамика численности пупариев пестрокрылки в почве показывает, что жужелицы являются одним из основных факторов, сдерживающих размножение этого вредителя. Так, в нашем опыте количество пупариев розанной мухи в почве в пределах проекции кроны куста сорта Витаминный к 10 сентября составляло в среднем около 420 штук на 1кв. м. К весне их оставалось 30-32 штуки на 1 кв.м. Это свидетельствует об очень важной роли жужелиц в регуляции численности вредных организмов на биотопе шиповника.

Очень важно принимать меры по предотвращению гибели жужелиц, как и других полезных зоофагов, при применении средств защиты растений от вредных организмов. Разработанная нами принципиально новая технология применения средств защиты растений, состоящая в том, что 8-10 - рядные полосы насаждений, обработанные экологически безопасными репеллентными материалами, такими как «Сочва», «Тополь - Б1», чередуют с 2-3 - рядными полосами, обрабатываемыми инсектицидами, положительно решает эту проблему.

Авторы выражают искреннюю благодарность к.б.н., доценту Мичуринского государственного педагогического института Л.И. Касандровой за помощь в определении видового состава жужелиц и ценные консультации.

Литература

1. Грюнталь С.Ю. Организация сообществ жужелиц (Сoleoptera, Carabidae) лесных биогеоценозов Восточно-Европейской (Русской) равнины. М.: Галлея - Принт, 2008. 484 с.

2. Исаечев В.В. К методике полевого учёта видового состава и численности хищных жужелиц // Докл. ТСХА. 1969. Вып. 143. С. 163-165.

3. Крыжановский О.Л. Carabidae - Жужелицы // Определитель насекомых европейской части СССР. М., Л.: Наука, 1965. Т. II. С. 29-77.

4. Крыжановский О.Л. Жуки подотряда Adephaga: Семейства Rhysodidae, Trachypachidae, семейства Carabidae: (Вводная часть и обзор фауны СССР). Л.: Наука, 1983. 341 с.

5. Петрусенко А.А. Эколого - зоогеографический анализ жужелиц (Сoleoptera, Carabidae) лесостепной и степной зон Украины // Дисс. … канд. биол. наук. Киев, 1971. 211 с.

6. Шарова И.Х. Фауна жужелиц (Сoleoptera, Carabidae) Московской области и степень её изученности // Почвенные беспозвоночные Московской области. М.: Наука, 1982. С. 223 - 236.

7. Шарова И.Х. Жизненные формы жужелиц (Сoleoptera, Carabidae). М.: Наука, 1981. 360 с.

8. Колесников, С.А. Аборигенные и адвентивные виды шиповника (Rosa L.) зафиксированные в Тамбовской области / Колесников С.А., Сухоруков А.П. / Биоразнообразие: результаты и перспективы исследований: мат-лы Всерос. заоч. науч. конф. 11 ноябр. 2009 г. / отв. ред. А.М. Пучин; Федеральное агентство по образованию, ГОУВПО «Тамб. гос. ун-т им. Г.Р. Державина» Ин-т естествознания. Тамбов: Издательский дом ТГУ им Г.Р. Державина, 2009. С. 124-129.

9. Колесников С.А. Повышение продуктивности сортов шиповника на основе совершенствования защиты их от вредителей генеративных органов: автореф. дис. кан. с/х.- С.А. Колесников. - М., 2008. - 23 с.

10. Колесников, С.А. Активизация хищных жужелиц (Carabidae) на биотопе шиповник (R. Rosa) / Колесников С.А. // Современные проблемы эволюционной биологии: Международная научно-методическая конференция, посвященная 200-летию со дня рождения Ч. Дарвина и 150-летию выхода в свет «Происхождения видов…», 12-14 февраля 2009 г. Сборник статей. Том 2. - Брянск: ГУП «Брянское областное полиграфическое объединение, 2009. С. 136-140.

11. Barber H.S. Traps for cave-inhabiting insects // J. Elish. Mitchell. Science Soc. 1931. S. 259-266.

12. Renkonen O. Statisch-okologische Untersuchungen uber die terrestrische Kaferwelt der finnischen Bruchmoore // Ann. Zool. Soc. Zool. - Bot. Fenn. Vanamo. 1938. Bd. 6. 231 ss.

13. Renkonen O. Die Carabiden - und Staphyliniden - Bestande eines Seeufers in S-W Finnland // Ann. Ent. Fenn. 1944. Bd. 9. №Ѕ. S. 10-33.

14. Freude H., Harde K.W. & Lohse G. A. Die Kafer Mittereuropas. 1976. Bd. 2. Adephaga l. - Krefeld: Cocke & Evers Verl. 302 S.

15. Kryzhanovskij O.L., Belousov I.A., Kabak I.I., Kataev B.M., Makarov K.V. & Shilenkov V.G. A Checklist of the Ground-Beetles of Russia and Adjacent Lands (Insecta. Coleoptera. Carabidae). Pensoft Publishers. Sofia-Moskov. 1995. 271 pp.

Размещено на allbest.ru