Оценка устойчивости сортов пшеницы озимой против вредителей запасов зерна

Проаналізовано результати по визначенню відносної стійкості сортів пшениці озимої селекції Полтавської державної аграрної академії: Сагайдак, Говтва, Сидір Ковпак, Левада, Диканька, Царичанка, Оржиця, Українка полтавська, Лютенька, Зелений гай, Вільшана до пошкоджень домінантними видами комах-шкідників запасів зерна колосових культур. Встановлено залежність розвитку первинних і вторинних комірних шкідників від сорту та умов навколишнього середовища. Визначено ступені стійкості сортів по відношенню до пошкоджень комірного, рисового довгоносиків, зернового шашеля, булавовусого хрущака та суринамського борошноїда.

Ключові слова: шкідники, запаси зерна, колосові культури, сорт, відносна сортова стійкість

Постановка проблеми. Подальше нарощування асортименту хімічних препаратів може виявитися досить небезпечним через накопичення їх і продуктів їх розпаду в недопустимих кількостях у різних біосубстратах [1, 2].

Здатність протистояти пошкодженням і обмежувати розмноження комірних шкідників говорить про наявність стійкості зернових культур. Стійкість можна використовувати як основний спосіб контролю шкідників запасів зерна, в поєднанні при необхідності з іншими методами. Стійкість зерна проти комірних шкідників є основою біологічного комплексу захисних заходів, тому селекція на дану ознаку має бути невід’ємною вимогою до нових сортів [1, 2, 3].

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Одним з перших кроків у практичній селекції являються дослідження по оцінці порівняльної стійкості виробничих і перспективних сортів зернових культур до важливих шкідників хлібних запасів — рисового і комірного довгоносиків, булавовусого й малого борошняного хрущаків, суринамського і коротковусого борошноїдів, зернового шашеля та інших видів [2].

В літературі є дані про різну пошкодженість зерна окремих сортів зернових культур комірними шкідниками [4].

При цьому робляться спроби виявити ступінь стійкості і зв’язати її з тими чи іншими характеристиками зерна. Так, показано, що певні види шкідників відрізняються по інтенсивності розмноження та розвитку на різних сортах пшениці, жита, ячменю, вівса, кукурудзи, сорго, рису [5, 6, 7, 8, 9, 10, 11].

До того ж, на окремих сортах чисельність потомства знижується в 2-7 разів [2, 6]. Наявність різних причин свідчить про багатофакторність ознаки відносної стійкості зерна до пошкоджень комірними шкідниками і більше всього визначається в кожному конкретному випадку зовнішніми умовами, сортом, станом самого зерна, його біохімією, видом комахи та ін. При цьому головними можуть стати строго визначені фактори чи їх комбінації [12], що в кінцевому рахунку являються ознаками генотипу [2, 13].

В якості обмежуючих факторів вказуються різні причини, наприклад цілісність зернівок, щільність оболонок та ін. Стійкість зерна рису, ячменю, вівса і сорго проти комірних шкідників забезпечують скловидність, твердозерність, наявність покривних плівок [14, 15, 16, 17, 18].

Наявні також повідомлення, що трактують біохімічну природу відносної стійкості зерна окремих сортів до комах-шкідників. В основному такі роботи розкривають пряму залежність між кількістю і якістю білка в зернівці та розвитком в ній шкідника [2, 19, 20].

Проте на інтенсивність розмноження окремих видів комах можуть впливати й інші біохімічні показники, наприклад кількісний вміст амілази [21], вуглеводів [2], інгібіторів трипсину [20, 22].

Аналізи біохімічного складу зерна сортів скловидної озимої пшениці, стійких щодо рисового довгоносика і великого борошняного хрущака, відрізнялися високим вмістом інгібіторів альфа-амілази [21, 23].

Вивчення впливу вуглеводів на розвиток рисового довгоносика свідчить, що штучне поживне середовище з вмістом 72% зернового крохмалю забезпечувало нормальний розвиток імаго, а вуглеводи діяли на нього як репеленти [24].

За створення чи інтродукції рекомендованих до районування сортів поряд із вимогами до господарсько-цінних ознак має враховуватися рівень стійкості проти пошкоджень комірними шкідниками. Для досягнення цієї мети необхідний інтенсивний пошук джерел стійкості серед місцевих сортів, а також вивчення морфологічних і біологічних основ, для чого необхідні єдині уніфіковані методи щодо оцінки зерна [24].

Мета і завдання досліджень. Мета дослідження полягає у встановленні стійких сортів пшениці озимої до пошкоджень домінантними видами комах-шкідників запасів зерна колосових культур. Для досягнення поставленої мети вирішувалися наступні завдання: визначення ступенів відносної сортової стійкості пшениці озимої у відношенні первинних і вторинних шкідників запасів; виявлення відсоткового співвідношення прихованої заселеності предімагінальними стадіями комірних шкідників.

Методика та вихідний матеріал. Протягом 2013-2014 років на базі «Решетилівської дільниці Полтавського хлібоприймального підприємства» та лабораторії токсикології пестицидів Інституту захисту рослин НААН України, з метою встановлення відносної сортової стійкості пшениці озимої до пошкоджень комахами-шкідниками запасів проаналізовані сорти селекції Полтавської державної аграрної академії [25]: Сагайдак, Говтва, Сидір Ковпак, Левада, Диканька, Царичанка, Оржиця, Українка полтавська, Лютенька, Зелений гай, Вільшана. Спостереження за відродженням шкідників здійснювали на імаго комірного (Sitophilus granarius L.) та рисового (Sitophilus oryzae L.) довгоносиків, зернового шашеля (Rhizopertha dominica F.), булавовусого хрущака (Tribolium castaneum Hbst.), суринамського борошноїда (Oryzaephilus surinamensis L.).

В кожний варіант підсаджували по 10 особин певного виду шкідників. Зразки у трьох повторностях утримувалися при однакових температурних умовах, що становили +23°С, вологість зерна не перевищувала 12-13%. Підтримання бажаного діапазону температур забезпечено за рахунок застосування інкубаторних установок, обладнаних терморегуляторами. Для аналізу на стійкість сортів пшениці до первинних шкідників використовувалися цілі зернівки, для вторинних, зерно попередньо розмелювалося. Обліки проводилися через 30 та 60 днів. При дослідженні вторинних шкідників враховано кількість личинок, лялечок та імаго, для первинних, методом розколювання зернівок встановлювався відсоток прихованої зараженості. Ступені стійкості досліджуваних сортів пшениці озимої по відношенню до основних комірних шкідників запасів, які визначали згідно з уніфікованою шкалою [24], наведено в табл. 1.

Результати та їх обговорення. Сорти селекції Полтавської державної аграрної академії належать до сильних за якісними властивостями, тобто вміст клейковини становить 28,5-31,5%, білка — 15,0-15,5% [25]. В нашому дослідженні враховано неоднаковий вплив на тривалість життя жуків та відродження шкідників на різних сортозразках.

Результати оцінки стійкості зерна на комірних шкідниках з прихованою формою зараженості підтверджують дані про неізольованість ознаки стійкості. Спостерігали пряму залежність між розвитком даних видів і впливом абіотичних факторів: температури і вологості, станом самого зерна і досліджуваних комах. Особливості розвитку шкідників обумовлені фізичними і технологічними властивостями зерна, його скловидністю, класністю, твердозерністю.

Види з явною формою зараженості виявилися більш пристосованими до розмноження на сухому зерні, тому на їх розвиток основним чином впливала саме кормова база, на якій вони утримувалися. Так як всі досліджувані сорти належать до м’яких, вони є більш привабливими для заселеності комірними шкідниками.

За результатами дослідження на імаго комірного довгоносика (рис. 1) встановлено низький рівень стійкості для сорту Говтва (в межах від 26 до 40 особин і більше), Левада характеризується середнім рівнем стійкості (11-25 екз), всі інші належать до стійких (табл. 2). Це пов’язано в першу чергу з тим, що зразки на визначення сортостійкості утримувалися за середніх температур (+23°С) і не зволожувалися. Тоді, як для комірних шкідників з прихованою формою зараженості зерна важливе значення має достатня кількість вологи.

Відсоток прихованої зараженості зернівок личинками для сорту Говтва становив від 14,7 до 4,3% залежно від часу обліку, лялечками - не перевищував 5%. Для інших досліджуваних сортів виявлено низький рівень заселеності предімагінальними стадіями комірного довгоносика (>1,3%).

В ході проведення оцінки стійкості виявлено високі показники для всіх без винятку сортів при дослідженні на імаго рисового довгоносика (рис. 2), протягом 60 днів спостерігалося майже повне їх вимирання (див. табл. 2). Дана ситуація в більшій мірі обумовлена несприятливими умовами середовища для активної життєдіяльності шкідника, який надає перевагу достатньо високій температурі і злежаному сирому зерну. Кількість жуків була недостатньою для спричинення явища самозігрівання продуктів запасу. Рівень заселеності зерна сортів Сидір Ковпак, Українка полтавська, Зелений гай, Вільшана предімагінальними стадіями розвитку рисового довгоносика становив від 0,3 до 1,7%.

Спостереження за розвитком зернового шашеля (рис. 3) на різних сортах пшениці озимої показало залежність даного виду шкідників від умов навколишнього середовища, що в конкретній ситуації були неоптимальними. До середньостійких слід віднести сорт Диканька. Всі інші характеризуються високою стійкістю до пошкоджень одного з найбільш небезпечних первинних шкідників (див. табл. 2). Найвищий відсоток внутрішньої зараженості зернівок характерний для сорту Зелений гай, для личинок становив 4,3%, для лялечок — 5,3%. По відношенню до інших сортів рівень прихованої зараженості предімагінальними стадіями не перевищував 3%.

Аналіз сортової стійкості пшениці озимої по відношенню до булавовусого хрущака показав, що до стійких сортів належать: Диканька, Українка полтавська, Лютенька, Зелений гай, Вільшана. Кількість особин не перевищувала 20 екземплярів. Нестійкими є сорти: Сагайдак, Говтва, Сидір Ковпак, Царичанка, Оржиця. Тобто, кількість шкідників в середньому становила від 41 до 100 і більше особин. Левада — це середньостійкий сорт пшениці (табл. 3).

По відношенню до суринамського борошноїда середньостійкими сортами є: Сидір Ковпак, Царичанка, Зелений гай, Вільшана. До стійких належать: Сагайдак, Говтва, Левада, Диканька, Оржиця, Українка полтавська, Лютенька (див. табл. 3). Нестійких сортів в ході проведення дослідження не виявлено. На І-му етапі обліків (30 днів) відмічено майже в усіх зразках активне нарощування чисельності, але на ІІ етапі (60 днів) спостерігався високий відсоток смертності шкідника на стадії лялечки. Дане явище пов’язане з тим, що предімагінальним стадіям суринамського борошноїда для проходження розвитку необхідний відповідний склад кормової бази, колосові культури виявилися неоптимальними.

Висновки. Сорти Українка полтавська та Лютенька відносяться до стійких у відношенні абсолютно всіх досліджуваних видів шкідників. Левада - середньостійкий сорт, активність на якому проявляли булавовусий хрущак і комірний довгоносик. Диканька схильна до ураження зерновим шашелем, Вільшана - суринамським борошноїдом, Оржиця -булавовусий хрущаком. Булавовусий хрущак і суринамський борошноїд надають перевагу зерну сорту Царичанка. Високий відсоток ураження відмічений для сорту Говтва при закладці на булавовусому хрущаку і комірному довгоносику. Сидір Ковпак є нестійким до пошкоджень вторинними шкідниками запасів. Зелений гай належить до середньостійких лише для суринамського борошноїда.

Список використаних джерел
• Weidner H. Neuere Literatur uber Biologie und Okologie vorraisshadlicher Milben und Insekten als Grundlage einer gesunden Vorratslagerung / H. Weidner // Z. Pflanzenk-rankh und Pflanzenschutz. - 1985. - № 5 (92). - P. 535-555.
• Левченко Е.А. Оценка устойчивости зерна колосовых злаковых культур к Жесткокрылым-вредителям запасов / Е.А. Левченко, Е.И. Имшенецкий. - Одесса.: ВСГИ, 1987. - 29 с.
• Имшенецкий Е.И. Об устойчивости зерна колосовых к важнейшим амбарным вредителям из отряда Жесткокрылых / Е.И. Имшенецкий // ІІІ сьезд украинского энтомологического общества. - 1987. - С. 79-80.
• Шапиро И.Д. Иммунитет полевых культур к насекомым и клещам / И.Д. Шапиро. - Л.: Академия наук СССР, 1985. - 321 с.
• Sinha R.N. Reproduction of stored-grain insects on varieties of wheat, oats, and barley / R.N. Sinha // Ann. Entomol. Soc. Amer. - 1969. - № 62. - P. 1011-1015.
• Sinha R.N. Multiplication of some stored-product insects on varieties of wheat, oats, and barley / R.N. Sinha // J. Econ. Entomol. - 1971. - № 64. - P. 98-102.
• Boles H.P. Susceptibility of six wheat cultivars to oviposition by rice weevils reared on wheat, corn or sorghum / H.P. Boles, R.L. Ernst // J. Econ. Entomol. - 1976. - № 69. - P. 548-550.
• Pande Y.D. Relative abundance and extend of losses caused by insects to stored grains in Tripura / Y.D. Pande, K. Das // Bull. Grain Technol. - 1984. - № 22 (209). - P. 204.
• Левченко Е.А. Развитие рисового и амбарного долгоносиков на зерне некоторых сортов ярового ячменя / Е.А. Левченко, Е.И. Имшенецкий // Научно-технический бюллетень Всесоюзного селекционно-генетического института. - 1984. - № 2/52. - С. 61-65.
• Левченко Е.А. Повреждаемость муки из зерна некоторых сортов озимой мягкой пшеницы и ярового ячменя суринамским мукоедом / Е.А. Левченко, Е.И. Имшенецкий // Научно-технический бюллетень Всесоюзного селекционно-генетического института. - 1986. - № 1/59. - С. 64-68.
• Левченко Е.А. Поврежденность размолотого зерна некоторых сортов пшеницы и ячменя булавовидным малым хрущаком / Е.А. Левченко, Е.И. Имшенецкий // Научнотехнический бюллетень Всесоюзного селекционно-генетического института. - 1985. -№ 4. - С. 60-64.
• Gemoz L.A. Relationship between some characteristics of the corn kernel pericarp and resistance to the rice weevil (Coleoptera: Curculinidae) / L.A. Gemoz, J.G. Rodriguez,
• Poneleit // J. Econ. Entomol. - 1984. - № 4 (76). - P. 797-800.
• Santos J.P. Mecanismos de resistencia do grao de milho ao gorgulho / J.P. Santos, J.E. Foster // Pesq. Agropec. Brasilia. - 1983. - № 18. - P. 1059-1063.
• Tsen C.C. The use of vegetable oils in controlling insect infestations in stored grains and pulses / C.C. Tsen, J.M. Hill, A. Schoonhoven // Recent Advances in Food Science and Technology. - 1981. - P. 473-482.
• Golob P. Apractical appraisal of onfarm storage losses and loss assessment methods / P. Golob // Trop. Stored. Prod. Inform. - 1981. - № 40. - P. 17-21.
• Mc Gaughey W.H. Insect resistance to the biological insecticide Bacillus thuringiensis / W.H. Mc Gaughey // Science. - 1985. - № 229. - P. 193-195.
• Sirisingh S. Insects affecting soybean in storage / S. Sirisingh, M. Kogan // Intern. Agr. -1981. - Publ. 22. - P. 77-82.
• Трибель С.О. Комірні шкідники. Як уберегти від них зернові насіннєві запаси / С.О. Трибель, М.В. Гетьман, О.О. Стригун // Насінництво. - 2010. - листопад. - С. 18-25.
• Мамедов Д.И. Устойчивость зерна пшеницы к вредителям запасов - зерновому точильщику и рисовому долгоносику / Д.И. Мамедов, И.Д. Шапиро // Сельскохозяйственная биология. - 1978. - Т. 13. - № 2. - С. 288.
• Левченко Е.А. Отрождаемость складских насекомых на некоторых сортах ячменя, различающихся по качеству зерна / Е.А. Левченко. - Одесса.: ВСГИ, 1982. - 43 с.
• Yetter M.A. Amylase inhibitors from wheat kernels as factors in resistance to postharvest insects / M.A. Yetter, R.M. Saunders, H.P. Boles // Cereal Chem. - 1979. - Vol. 56. - № 4. -Р. 243-244.
• Gatehouse Angharad M.R. Assessment of the antimetabolic effects of trypsin inhibitors from cowpea (Vigna unguiculata) and other legumes on development of the bruchid beetle Callosobruchus maculatus / M.R. Gatehouse Angharad, Donald Boulter // Journal of the Science of Food and Agriculture. - 1983. - Vol. 34. - P. 345-350.
• Трибель С.О. Шкідники хлібних запасів / С.О. Трибель, М.В. Гетьман, О.М. Лапа, О.О. Стригун. - К.: Колобіг, 2007. - 48 с.
• Трибель С.О. Методи обліків та оцінка стійкості зерна колосових культур до комірних шкідників / С.О. Трибель, О.О. Стригун, М.В. Гетьман // Пропозиція. - 2007. - № 7. - С. 84-88.
• Методичні рекомендації. Сорти сільськогосподарських культур селекції Полтавської державної аграрної академії / [В.М. Тищенко, Л.Г. Білявська, М.Є. Баташова та ін.]. -Полтава: ПДАА, 2014. - 78 с.