Результат интеллектуальной деятельности: Способ разведения капустной моли Plutella xylostella L.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к технической энтомологии и защите растений от вредителей, и может быть использовано для массового разведения капустной моли (Plutella xylostella L.), применяемой при тестировании биологических и других средств защиты растений и разведении энтомофагов.

Капустная моль Plutella xylostella L.=Plutella maculipennis Curt. (Lepidoptera: Plutellidae) является космополитом и в настоящее время приобрела статус особо вредоносного вредителя в силу изменения поведенческих реакций, пищевой специализации и отсутствия эффективных мер борьбы с ней. Периодические массовые размножения, а также резистентность капустной моли к большинству применяемых в настоящее время химическим инсектицидам вызывает необходимость разработки новых, в первую очередь, биологических средств борьбы с ней. Для изучения эффективности биологических агентов, предназначенных для контроля численности вредителя и их массового разведения, необходимо иметь рабочую и маточную культуры этого вредителя и поддерживать круглогодичное разведение капустной моли в условиях биолабораторий или биофабрик.

Известны способы разведения капустной моли [1, 2], при которых куколок помещают в садки из плексигласа, после выхода имаго их подкармливают 10%-м медово-водным раствором и помещают в садок субстрат для откладки яиц (порошок сухих листьев капусты, свежие листья капусты и др.), при появлении личинок их выращивают на искусственных питательных средах различных модификаций. Такие среды являются полусинтетическими, содержащими, в том числе натуральную пищу, свежую или сушеную. Состав предлагаемых для выкармливания личинок моли искусственных питательных сред включает порошок из семян фасоли, смесь солей Вессона, сахарозу, казеин, линолевую, аскорбиновую и пропионовую кислоты, сухие дрожжи, сухие листья капусты, агар, формальдегид и другие вещества.

К недостаткам разведения вредителя на искусственных питательных средах относится большой набор ингредиентов, входящих в их состав, в том числе дорогостоящих компонентов, что увеличивает экономические затраты технологического процесса на этапе выращивания личинок капустной моли. Использование компонентов растительного происхождения (высушенные листья капусты и проростков пшеницы) приводит к увеличению трудоемкости операций по высушиванию растительного материала, и, как следствие, к увеличению трудозатрат по подготовке питательных сред и стоимости получения биоматериала в целом.

Известен способ разведения капустной моли на проростках рапса, разработанный Yamada Н. и Koshihara Т. [3, 4]. Способ включает замачивание семян в воде на 5-6 часов, обработку семян дезинфицирующим средством, получение проростков рапса, посеянных в закрытые пластиковые сосуды с вентиляционным отверстием в центре на слой минерального субстрата (рубеллан R), выпуск на растения имаго моли для откладки яиц, выращивание личинок на семядольных листьях рапса и сбор куколок на фильтровальную бумагу [3]. Все этапы технологического процесса осуществляют при естественном освещении. Недостатками данного способа являются повышенная влажность в закрытых сосудах, приводящая к развитию фитопатогенной и сапрофитной микрофлоры, в том числе грибов p. Penecillium и Alternaria, а также выращивание растений и разведение капустной моли в условиях естественной продолжительности суток. Непостоянный световой период оказывает негативное влияние, как на рост растений, так и на развитие насекомых, и как следствие этого, влияет на количество получаемых особей вредителя.

Модифицированный способ Liu M.Y. и Sun C.N. [5], который был принят за прототип, включает проращивание семян рапса (без дезинфекции) в контейнерах на вермикулите, помещение контейнеров с 3-4-х дневными проростками рапса длиной 3 см в пластиковые садки размером 20×20×30 см, покрытых нейлоновой сеткой с верхней стороны, с находящимися в них имаго капустной моли для откладки яиц, выращивание личинок в контейнерах с проростками рапса, размещенных в клетках большего размера - 30×30×50 см, имеющих со всех сторон экран, сбор личинок последнего возраста с помощью пинцета или кисточки и помещения их в контейнеры с добавлением нескольких кусочков капусты для окукливания, ежедневный сбор куколок вручную и содержание их в пластиковых садках до вылета имаго. Разведение капустной моли осуществляют при температуре +25°С, для поддержания 12-ти часового светового дня используют люминесцентные лампы.

Недостатками данного способа являются, во-первых, отсутствие дезинфекции семенного материала, что неизбежно приводит к развитию фитопатогенных и сапрофитных грибов, и как следствие гибель кормовых растений. Во-вторых, использование пластиковых садков с нейлоновой сеткой с верхней стороны не обеспечивает достаточной циркуляции воздуха, что приводит в дальнейшем к преждевременному загниванию проростков рапса, гибели личинок и сокращению периода жизни имаго. В-третьих, при высокой численности личинок происходит полное уничтожение ими проростков рапса в контейнере, в результате чего для дополнительного питания и завершения развития личинок появляется необходимость добавлять дополнительно контейнеры со свежими проростками рапса. В четвертых, обработка и дезинфекция пластиковых садков после их использования затруднительна и трудоемка. Кроме того, при использовании люминесцентных ламп для освещения растений и разведения капустной моли выделяется много лишнего тепла, наблюдается перегрев и быстрое испарение влаги из субстрата, что вызывает необходимость частых поливов, и как следствие увеличивает трудоемкость технологического процесса.

Настоящее изобретение направлено на получение большого количества особей рабочей и маточной культур капустной моли (Plutella xylostella L.) при ее массовом разведении за счет создания оптимальных условий содержания насекомых, в частности температурного и светового режимов, режимов аэрации при содержании имаго и личинок, использования доступных кормовых растений для выращивания личинок вредителя и снижения трудозатрат.

Техническая задача решается за счет дезинфекции семян 6%-м раствором перекиси водорода, использования минеральной ваты в качестве субстрата для получения проростков рапса, садков, представляющих собой каркасы из пластиковых уголков, обтянутые чехлом из прозрачной ткани, для содержания имаго, светодиодных ламп для освещения растений и насекомых, установления 16-часового светового дня, двух видов растений для выкармливания личинок маточной культуры, снижения трудозатрат в результате сокращения, количества поливов проростков рапса и ручного труда по сбору личинок 4-го возраста за счет самостоятельного их переползания на листья капусты, размещенные на проростки рапса с питающимися на них личинками.

Способ разведения капустной моли предусматривает следующие операции: сеют продезинфицированные 6%-ным раствором перекиси водорода семена рапса для выращивания проростков на увлажненный неорганический субстрат - минеральную вату, помещают контейнеры с трехдневными проростками рапса в садки, состоящие из пластикового каркаса, обтянутого чехлом из прозрачной ткани, с находящимися в них имаго капустной моли, размещенных на стеллажах со светодиодными лампами и 16-часовым световым днем. Имаго подкармливают 9%-м медовым раствором. Размещают контейнеры с проростками рапса и отложенными на них яйцами вредителя на отдельных открытых стеллажах для выращивания личинок, полив проростков проводят при необходимости. В процессе разведения насекомых вручную осуществляют либо отбор яиц и личинок 2-3-го возрастов рабочей культуры для проведения экспериментов, либо сбор личинок моли 4-го возраста путем раскладки на проростки рапса с находящимися на них личинками листьев капусты для дополнительного питания и самостоятельного переползания на них личинок. Листья капусты с куколками собирают и помещают их в контейнеры закрытые перфорированными крышками для получения имаго следующего поколения маточной культуры.

Создаваемые оптимальные условия позволяют круглогодично иметь доступную кормовую базу для инкубации яиц и разведения личинок вредителя. Дезинфекция семян рапса позволяет практически полностью исключить развитие посторонней микрофлоры и гибель кормовых растений на протяжении всего периода развития личинок моли. Преимуществом использования перекиси водорода в качестве дезинфицирующего средства является его безопасность для насекомых и обслуживающего персонала. Кроме того, такие положительные свойства минеральной ваты, как биологическая устойчивость к разложению и гниению, высокий коэффициент водопоглощения, хорошая воздухопроницаемость позволяют создать оптимальные условия для роста и развития корневой системы проростков рапса и уменьшить расход воды за счет сокращения количества поливов. Улучшение условий для развития проростков рапса и разведения вредителя достигается также за счет освещения светодиодными лампами, позволяющими устранить такие нежелательные явления, как перегрев субстрата и проростков рапса, а также позволяет сократить расход электроэнергии. К преимуществам светодиодных ламп относят также их большой ресурс, конструкционную прочность, надежность и экологичность. Использование для содержания имаго капустной моли в период откладки яиц садков, состоящих из пластикового каркаса, заключенного в чехол из прозрачной ткани, способствует хорошей аэрации и созданию оптимального микроклимата. Садки, изготовленные из пластиковых уголков, просты в применении, каркасы и чехлы легко мыть и дезинфицировать. Исходя из необходимого для работы количества особей насекомых, используют контейнеры и садки различного размера. Использование листьев капусты для самостоятельного переползания и дополнительного питания личинок 4-го возраста значительно облегчает сбор насекомых за счет сокращения ручного труда и позволяет получить насекомых маточной культуры капустной моли с большой массой тела. Дополнительным преимуществом предлагаемого способа разведения капустной моли является возможность значительно сократить отходы производства за счет повторного использования отработанного субстрата - минеральной ваты - с оставшимися растительными остатками для разведения других видов насекомых, например, почвенных комариков (сем. Sciaridae) и хищного жука Atheta coriaria.

В заявленном способе разведение одного поколения маточной культуры капустной моли происходит в течение 21-24 дней, включая эмбриональный период - 2-3 дня, личиночный - 12-14, развитие куколки - 6-7 дней. Продолжительность жизни имаго, содержащихся по предлагаемым условиям, составляет более 20 дней.

Сущность и преимущества предлагаемого изобретения могут быть пояснены следующими примерами выполнения изобретения.

Пример 1. Получение рабочей культуры капустной моли

Сеют семена рапса, продезинфицированные перекисью водорода в 6%-ной концентрации в течение 15 минут, на слой (1-2 см) увлажненной минеральной ваты, размещенной в пластиковых контейнерах, из расчета 5 г семян на 50 см таким образом, чтобы вся поверхность субстрата была покрыта семенами. Контейнеры с семенами закрывают перфорированными крышками и помещают для проращивания на стеллажи температурой +25±1°С. Контейнеры с трехдневными проростками рапса помещают в садки, представляющие собой каркасы, изготовленные из пластиковых уголков размером 20×20×20 см, обтянутые чехлом из прозрачной ткани (мельничный газ, органза), в которых содержатся имаго капустной моли. Имаго в контейнерах подкармливают 9%-ным медовым сиропом, нанесенным на ватные тампоны. Ежедневно контейнеры с проростками рапса и отложенными на них яйцами вредителя, убирают из садка и помещают на открытые стеллажи, оборудованные светодиодными лампами, а вместо них устанавливают новые контейнеры со свежими проростками рапса. Эмбриональный и личиночный периоды развития капустной моли проходит на стеллажах со светодиодными лампами при температуре +25±1°С и 16-часовом световом дне. В период развития капустной моли необходимое количество особей собирают вручную и используют в качестве рабочей культуры (на стадии яиц и личинок - для разведения энтомофагов, на стадии личинок 2-3-го возрастов - для тестирования средств защиты растений).

Пример 2. Получение маточной культуры капустной моли Маточную культуру вредителя содержат отдельно и используют для воспроизводства популяции. Для этого сеют семена рапса, продезинфицированные перекисью водорода в 6%-ной концентрации в течение 15 минут, на слой (1-2 см) минеральной ваты полностью пропитанной водой, размещенной в пластиковых контейнерах, из расчета 5 г семян на 50 см² таким образом, чтобы вся поверхность субстрата была покрыта семенами. Контейнеры с семенами закрывают перфорированными крышками и помещают для проращивания на стеллажи температурой +25±1°С. Открытые контейнеры с трехдневными проростками рапса помещают в садки, представляющие собой каркасы, изготовленные из пластиковых уголков размером 20×20×20 см, обтянутые чехлом из прозрачной ткани (мельничный газ, органза), в которых содержатся имаго капустной моли. Имаго в контейнерах подкармливают 9%-ным медовым сиропом, нанесенным на ватные тампоны. Ежедневно контейнеры с проростками рапса и отложенными на них яйцами вредителя убирают из садка, поливают и помещают на открытые стеллажи, оборудованные светодиодными лампами, а вместо них устанавливают новые контейнеры со свежими проростками рапса. Эмбриональный и личиночный периоды развития капустной моли проходит на стеллажах со светодиодными лампами при температуре +25±1°С и 16-часовом световом дне. Личинок содержат на проростках рапса до 4-го возраста, затем на проростки рапса помещают листья капусты, на которые гусеницы самостоятельно переползают, дополнительно питаются и в дальнейшем окукливаются. Листья капусты с куколками помещают в отдельные контейнеры, закрытые перфорированными крышками, где их содержат до вылета имаго. Вылетевших имаго выпускают в новые садки для получения следующего поколения вредителя.

В таблице приведены сравнительные характеристики способа разведения капустной моли в зависимости от температуры и вида пищевого субстрата (среднее по 3-м экспериментам) согласно изобретению с внесенными изменениями и по прототипу. По предлагаемому способу длительность развития одного поколения фитофага сокращается на 4-7 дней по сравнению с прототипом и составляет 21-24 дня, что позволяет за календарный год получить до 14 поколений маточной культуры капустной моли. Использование для дополнительного питания личинок листьев капусты позволяет увеличить массу тела имаго, и как следствие этого, повысить их плодовитость, а также значительно увеличивает количество вылетевших бабочек нового поколения по сравнению с вариантом, где для выкармливания личинок используется только один вид растения - листья капусты, и с прототипом, где личинок выкармливают только проростками рапса. Учитывая продолжительный период жизни и откладки яиц имаго капустной моли (до 20 дней), при разведении вредителя в лаборатории для научных исследований и разведения энтомофагов одновременно имеются особи разных фаз развития круглогодично.

Заявляемый способ позволяет осуществлять круглогодичное разведение капустной моли в качестве тест-объекта для проведения исследований по тестированию средств защиты растений и разведения энтомофагов. Изобретение не требует применения дорогостоящего оборудования, является экологически чистым и может быть использовано для массового производства вредителя Plutella xylostella L. в условиях биолабораторий или биофабрик.

Источники информации

l. Htwe Ah Nge, Takasu R., Takagi M. Laboratory rearing of the diamondback moth Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae) with artificial diet // Journal - Faculty of Agriculture Kyushu University. 2009. №54 (1), P. 147-151.

2. Hou R.F. Mass rearing of diamondback moth. 1986 pp. 89-95. In N. S. Talekar and T. D. Grigges [Eds], Diamondback moth management. Proceeding of l st international workshop, Asian vegetable research and development center, Shunhua. Taiwan.

3. Yamada H., Koshihara T. A simple mass rearing method for the diamondback moth. (In Japanese) // Plant. Prot. 1978. N32. P. 253-256.

4. Koshihara Т., Yamada H. A simple mass-rearing, technique of the diamondback moth, Plutella xylostella (L.), on germinating rape seeds. (In Japanese with English summary) // Jpn. J. Appl. Entomol. Zool. 1976. №20. P. 110-114.

5. Liu M.Y., Sun C.N. Rearing diamondback moth (Lepidoptera: Yponomeutidae) on rape seedlings by a modification of the Koshihara and Yamada method // J. Econ. Entomol. 1984. №75. P. 153-155.